1、山东省济南市济北中学2021届高三物理上学期10月月考试题（含解析）本试卷分选择题和非选择题两部分。共100分。考试时间90分钟。一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1. 下列分析正确的是（）A. 物体运动状态改变的难易程度由加速度大小决定B. 合外力对物体不做功，动能一定不变，机械能也一定守恒C. 一个物体在恒定外力作用下有可能做匀速圆周运动D. 做曲线运动的物体速度一定变化，加速度一定不等于零，但加速度可能不变【答案】D【解析】【详解】A物体运动状态改变的难易程度是物体的惯性，由物体的质量大小决定，选项A错误；B合外力对物
2、体不做功，动能一定不变，但是机械能不一定守恒。例如物体匀速上升时，选项B错误；C一个物体在恒定外力作用下不可能做匀速圆周运动，选项C错误；D做曲线运动的物体速度一定变化，加速度一定不等于零，但加速度可能不变，例如平抛运动的物体，选项D正确。故选D。2. 甲、乙两人用两绳aO和bO通过装在P楼和Q楼楼顶的定滑轮，将质量为m的物块由O点沿Oa直线缓慢向上提升，如图所示则在物块由O点沿直线Oa缓慢上升过程中，以下判断正确的是()A. aO绳和bO绳中的弹力都逐渐减小B. aO绳和bO绳中的弹力都逐渐增大C. aO绳中的弹力先减小后增大，bO绳中的弹力一直在增大D. aO绳中的弹力一直在增大，bO绳中
3、的弹力先减小后增大【答案】D【解析】【详解】以物块为研究对象，分析受力情况：重力G、bo的拉力F和绳子ao的拉力T，由平衡条件得知，F和T的合力与G大小相等、方向相反，当将物体点向上缓慢移动，ao绳方向不变则T方向不变，bO绳绕O点逆时针转动，作出三个转动过程三个位置力的合成图;如图中由3到2到1的过程，由图可以看出ao绳拉力T一直变大，bo绳弹力F先减小后变大故D正确故选D3. 质点在Ox轴运动，时刻起，其位移随时间变化的图像如图所示，其中图线01s内为直线，15s内为正弦曲线，二者相切于P点，则（）A. 03s内，质点的路程为2mB. 03s内，质点先做减速运动后做加速运动C. 15s内，
4、质点的平均速度大小为1.27m/sD. 3s末，质点的速度大小为2m/s【答案】D【解析】【详解】A根据纵坐标的变化量表示位移，可知，内，质点通过的位移大小为3.27m，路程为3.27m。内，质点通过的位移大小为1.27m，路程为1.27m，故内，质点的路程为A错误；B根据图像的斜率表示速度，知内，质点先做匀速运动，再做减速运动后做加速运动，B错误；C内，质点的位移大小0，平均速度大小为0，C错误；D3s末质点的速度大小等于1s末质点的速度大小，为 D正确。故选D。4. 光滑水平面上有一直角坐标系，质量m4 kg的质点静止在坐标原点O处先用沿x轴正方向的力F18 N作用了2 s；然后撤去F1，
5、并立即用沿y轴正方向的力F224 N作用1 s，则质点在这3 s内的轨迹为图中的()A. B. C. D. 【答案】D【解析】【详解】质点在F1的作用由静止开始从坐标系的原点O沿+x轴方向做匀加速运动，加速度速度为v1=at1=4m/s对应位移x1=a1t12=4m到2s末撤去F1再受到沿+y方向的力F2的作用，物体在+x轴方向匀速运动x2=v1t2=4m在+y方向加速运动，+y方向的加速度方向向上，对应的位移物体做曲线运动q再根据曲线运动的加速度方向大致指向轨迹凹的一向，知D正确，ABC错误。故选D5. 如图，在摩托车越野赛途中的水平路段前方有一个坑，该坑沿摩托车前进方向的水平宽度为3h，其
6、左边缘a点比右边缘b点高0.5h。若摩托车经过a点时的动能为E1，它会落到坑内c点。c与a的水平距离和高度差均为h；若经过a点时的动能为E2，该摩托车恰能越过坑到达b点。等于（） A. 20B. 18C. 9.0D. 3.0【答案】B【解析】【详解】有题意可知当在a点动能为E1时，有根据平抛运动规律有当在a点时动能E2时，有根据平抛运动规律有联立以上各式可解得故选B。6. 航母阻拦索用于拦停高速着舰的舰载机，被喻为“舰载机生命线”。如图所示为其结构简图，滑轮1、2、3、4及液压缸a、b、c固定在甲板平面上，阻拦索绕过滑轮组后闭合。某时刻舰载机的挂钩勾住阻拦索，形成图示的夹角时，舰载机受到阻拦索
7、的合力大小为F。不考虑阻拦索、滑轮的质量及摩擦，则此时单个柱塞所受阻拦索的合力大小为（）A. B. C. FD. F【答案】B【解析】【详解】设绳子拉力为T，根据合力与分力的关系可知可得绳子拉力大小每个活塞受力相同，对活塞进行受力分析，可知B正确，ACD错误。故选B。7. 2020年6月23日，我国在西昌卫星发射中心成功发射北斗系统第55颗导航卫星，至此北斗全球卫星导航系统星座部署全面完成。北斗导航系统第41颗卫星为地球同步轨道卫星，第49颗卫星为倾斜地球同步轨道卫星，它们的轨道半径约为4.2107m，运行周期都等于地球的自转周期24h。倾斜地球同步轨道平面与地球赤道平面成一定夹角，如图所示。
8、已知引力常量G=6.6710-11Nm2/kg2，下列说法正确的是（）A. 根据题目数据可估算出地球的质量B. 同步轨道卫星可能经过北京上空C. 倾斜地球同步轨道卫星一天2次经过赤道正上方同一位置D. 倾斜地球同步轨道卫星的运行速度大于第一宇宙速度【答案】AC【解析】【详解】A根据可得可估算出地球的质量。A正确；B由于地球同步卫星相对地面静止，因此一定自西向东运动，且轨道的圆心一定在地心上，故同步卫星一定在地球赤道的正上方，不可能运动到北京的正上方，B错误；C倾斜同步卫星若某时刻经过赤道正上方某位置，经过半个周期，恰好地球也转了半个周期，因此又会经过赤道上方的同一位置，C正确；D根据可得由于轨
9、道半径越大，运动速度越小，第一宇宙速度是贴近地球表面运动卫星的速度，同步卫星的运动速度小于第一宇宙速度，D错误。故选AC。8. 如图，长为L、倾角的传送带始终以2.5m/s的速率顺时针方向运行，小物块以4.5m/s的速度从传送带底端A沿传送带上滑，恰能到达传送带顶端B，已知物块与斜面间的动摩擦因数为，取，最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等，则下列图像中能正确反映物块在传送带上运动的速度v随时间t变化规律的是（）A. B. C. D. 【答案】B【解析】【详解】ABCD开始阶段，物块的速度比传送带的大，相对于传送带向上运动，受到的滑动摩擦力沿传送带向下，根据牛顿第二定律得解得方向沿传送带向下，当物
10、块与传送带共速时，因所以物块与传送带不能保持相对静止，根据牛顿第二定律得解得 方向沿传送带向下，所以物块继续做加速度较小的匀减速运动，直到速度为零，ACD错误B正确。故选B。二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。9. 图甲中的塔吊是现代工地必不可少的建筑设备，图乙为150 kg的建筑材料被吊车竖直向上提升过程的简化运动图像，g取10 m/s2，下列判断正确的是（）A. 前10 s悬线的拉力恒为1 500 NB. 46 s末材料离地面的距离为22 mC. 在3036 s钢索最容易发生
11、断裂D. 3646s材料处于失重状态【答案】BD【解析】【详解】A前10s的加速度为由牛顿第二定律得解得F1=1515N，A错误；B根据位移等于面积得，前36s上升28m，后10s下降6m，46s末离开地面的高度为22m，B正确；C后30s到46s的过程中，加速度方向向下，拉力小于重力，在010s钢索最容易发生断裂，C错误；D后30s到46s的过程中，加速度方向向下，都处于失重状态，D正确。故选BD。10. 有一辆新型电动汽车，总质量为1 000 kg行驶中，该车速度在1420 m/s范围内保持恒定功率20 kW不变一位同学坐在驾驶员旁边观察车内里程表和速度表，记录了该车在位移120400 m
12、范围内做直线运动时的一组数据如下表，设汽车在上述范围内受到的阻力大小不变，则()s/m120160200240280320360400v/(ms1)14.516.518.019.019.720.020.020.0A. 该汽车受到的阻力为1 000 NB. 位移120320 m过程牵引力所做的功约为9.5104 JC. 位移120320 m过程经历时间约为14.75 sD. 该车速度在1420 m/s范围内可能做匀加速直线运动【答案】AC【解析】当汽车匀速运动时，牵引力等于阻力，即，A正确；由动能定理得，解得，B错误；根据，所以有，C正确；在14m/s-20m/s，功率不变，由P=Fv可知，牵引
13、力减小，由可知，加速度减小，D错误【点睛】本题关键要具有基本的读图能力，并根据表格中数据分析出汽车的运动情况对于C问中，牵引力是变力，汽车做变速运动，不能用运动学的公式求解时间11. 如图所示是全球最高的（高度208米）北京朝阳公园摩天轮，一质量为m的乘客坐在摩天轮中以速率v在竖直平面内做半径为R的匀速圆周运动，假设t0时刻乘客在轨迹最低点且重力势能为零，那么，下列说法正确的是（）A. 乘客运动的过程中，重力势能随时间的变化关系为EpmgRB. 乘客运动的过程中，在最高点受到座位的支持力为mmgC. 乘客运动的过程中，机械能守恒，且机械能为Emv2D. 乘客运动的过程中，机械能随时间的变化关系
14、为Emv2mgR【答案】AD【解析】【详解】A物体运动的过程中重力势能随时间变化的变化式为而，联立解得Ep=mgh=mgR故A正确；B在最高点，根据牛顿第二定律可得受到座位的支持力大小为故B错误；C以速率v在竖直平面内做半径为R的匀速圆周运动，机械能不守恒，故C错误；D动能不变，机械能的变化主要在重力势能变化上，故机械能的变化关系式为Emv2mgR故D正确。故选AD。12. 如图甲所示，轻弹簧竖直放置，下端固定在水平地面上，一质量为的小球，从离弹簧上端高h处由静止释放。某同学在研究小球落到弹簧上后继续向下运动到最低点的过程，他以小球开始下落的位置为原点，沿竖直向下方向建立坐标轴，做出小球所受弹
15、力大小随小球下落的位置坐标的变化关系如图乙所示，不计空气阻力，重力加速度为。以下判断正确的是（）A. 当，重力势能与弹性势能之和最小B. 最低点坐标为C. 小球受到的弹力最大值大于D. 小球动能的最大值为【答案】ACD【解析】【详解】A根据乙图可知，当x=h+x0，小球的重力等于弹簧的弹力，此时小球具有最大速度，以弹簧和小球组成的系统，机械能守恒可知，重力势能与弹性势能之和最小，故A正确；BC根据运动的对称性可知，小球运动的最低点大于h+2x0，小球受到的弹力最大值大于2mg，故B错误，C正确；D小球达到最大速度的过程中，弹力功根据动能定理可知 故小球动能的最大值为 故D正确。故选ACD。三、
16、非选择题：本题共6小题，共60分。13. 用如图所示实验装置验证机械能守恒定律。通过电磁铁控制的小铁球从A点自由下落，下落过程中经过光电门B时，毫秒计时器（图中未画出）记录下挡光时间t，测出AB之间的距离h。实验前应调整光电门位置使小球下落过程中球心通过光电门中的激光束。(1)为了验证机械能守恒定律，还需要测量下列哪些物理量_。AA点与地面间的距离HB小铁球的质量mC小铁球从A到B的下落时间tABD小铁球的直径d(2)小铁球通过光电门时的瞬时速度v=_，若下落过程中机械能守恒，则与h的关系式为=_。【答案】 (1). 无 (2). 无 (3). 无【解析】【详解】无14. 某同学为了测量木质材
17、料与金属材料间的动摩擦因数，设计了一个实验方案：实验装置如图甲所示，金属板放在水平桌面上，且始终静止，他先用打点计时器测出木块运动的加速度，再利用牛顿第二定律计算出动摩擦因数。(1)实验时是否需要使砝码和砝码盘的质量m远小于木块的质量M？是否需要把金属板的一端适当垫高来平衡摩擦力？_A. 需要 需要 B.需要 不需要C.不需要 需要 D.不需要 不需要(2)图乙是某次实验时打点计时器所打出的纸带的一部分，纸带上计数点间的距离如图所示，则打点计时器打A点时木块的速度为_m/s，木块运动的加速度为_。（打点计时器所用电源的频率为50Hz，结果均保留两位小数）(3)若打图乙纸带时砝码和砝码盘的总质量
18、为50g，木块的质量为200g，则测得木质材料与金属材料间的动摩擦因数为_（重力加速度，结果保留两位有效数字）【答案】 (1). D (2). 1.58 (3). 0.75 (4). 0.15【解析】【详解】(1)1实验时使砝码和砝码盘的质量m远小于木块的质量M的目的是让砝码和砝码盘的重力接近于绳的拉力；把金属板的一端适当垫高来平衡摩擦力的目的是让绳的拉力等于木块的合力，本题都不需要，D正确。故选D。(2)2A点的速度为B点的速度为 3加速度为(3)4由牛顿第二定律得解得15. 强行超车是道路交通安全的极大隐患之一下图是汽车超车过程的示意图，汽车甲和货车均以36km/h的速度在路面上匀速行驶，
19、其中甲车车身长L1=5m、货车长L2=8m，货车在甲车前s=3m若甲车司机开始加速从货车左侧超车，加速度大小为2m/s2假定货车速度保持不变，不计车辆变道的时间及车辆的宽度求：(1)甲车完成超车至少需要多长时间；(2)若甲车开始超车时，看到道路正前方的乙车迎面驶来，此时二者相距ll0m，乙车速度为54km/h甲车超车的整个过程中，乙车速度始终保持不变，请通过计算分析，甲车能否安全超车【答案】(1)4s(2)不能安全超车【解析】【详解】（1）甲经过t刚好完成超车，在t内甲车位移货车的位移根据几何关系带入数值得甲车最短的超车时间为4s（2）假设甲车能安全超车，在最短4s内甲车位移乙车位移由于，故不
20、能安全超车16. 预警雷达探测到敌机在20000m上空水平匀速飞行，立即启动质量m=100kg的防空导弹，导弹的火箭发动机在制导系统控制下竖直向下喷气，使导弹由静止以a=10g(g取10 m/s2)的加速度竖直向上匀加速上升至5000m高空，喷气方向立即变为与竖直方向成角(）斜向下，导弹做曲线运动，直至击中敌机假设导弹飞行过程中火箭推力大小恒定，且不考虑变化及空气阻力，导弹可视为质点，试求：火箭喷气产生的推力；(2)导弹从发射到击中敌机所用的时间；【答案】(1) F=1.1104N (2)t总=25s【解析】【详解】（1）对导弹，由牛顿第二定律得解得火箭喷气产生的推力（2）导弹竖直向上做匀加速
21、直线运动的过程，有可得推力改变方向后，由于所以导弹在竖直方向上作匀速运动，运动时间为又联立解得故17. 如图甲所示，有一倾角为30的光滑固定斜面，斜面底端的水平面上放一质量为M的木板开始时质量为m1 kg 的滑块在水平向左的力F作用下静止在斜面上，现将力F变为水平向右，当滑块滑到木板上时撤去力F，木块滑上木板的过程不考虑能量损失此后滑块和木板在水平面上运动的vt图象如图乙所示，g10 m/s2求：(1)水平作用力F的大小；(2)滑块开始下滑时的高度；(3)木板的质量【答案】（1）；（2）2.5m；（3）1.5kg【解析】(1)开始F向左时，滑块受到水平推力F、重力mg和支持力处于平衡，如图所示
22、：水平推力：；(2)由图乙知，滑块滑上木板时速度为：，设下滑的加速度为a，由牛顿第二定律得：，代入数据得：，则滑块下滑的位移为：，则下滑时的高度：；(3)设在整个过程中，地面对木板摩擦力为f，滑块与木板间的摩擦力为f1，由图乙知，滑块刚滑上木板时的加速度为，对滑块：，此时木板的加速度：，对木板：，当滑块和木板速度相等，均为：，之后连在一起做匀减速直线运动，加速度为：，对整体：，由以上各式解得： 18. 如图在水平轨道右侧固定半径为R的竖直圆槽形光滑轨道，水平轨道PQ段铺设特殊材料，调节其初始长度为l，水平轨道左侧有一轻质弹簧左端固定，弹簧处于自然伸长状态可视为质点的小物块从轨道右侧A点以初速度
23、v0冲上轨道，通过圆形轨道、水平轨道后压缩弹簧，并被弹簧以原速率弹回已知R0.4 m，l2.5 m，v06 m/s，物块质量m1 kg，与PQ段间的动摩擦因数0.4，轨道其它部分摩擦不计取g10 m/s2求：（1）物块经过圆轨道最高点B时对轨道的压力大小；（2）物块从Q运动到P的时间及弹簧获得的最大弹性势能；（3）物块仍以v0从右侧冲上轨道，调节PQ段长度l，当l长度是多少时，物块恰能不脱离轨道返回A点继续向右运动【答案】（1）40N；（2）8J；（3）1m【解析】【详解】(1)物块冲上圆形轨道最高点B时速度为v，由机械能守恒得 物块到B点，由牛顿运动定律得 联立式并代入数据解得N=40N 由牛顿第三定律，物块对轨道压力大小为40N，方向为竖直向上 (2)物块在Q点时速度为v06 m/s，在PQ运动时，由牛顿运动定律有 由运动规律 联立式并代入数据解得在PQ段运动时间 t=0.5s 设物块在P点时速度为v1，有 由能量守恒，物块压缩弹簧，动能转化为弹性势能，有 联立式代入数据解得Epm = 8J (3)物块以v0冲上轨道直到回到PQ段右侧Q点时速度为v2，有要使物块恰能不脱离轨道返回A点，则物块能沿轨道上滑至最高点且在最高点的速度大小为v3，则满足且 代入数据解得l1 m