2023泰州中学高三上学期第一次月度检测物理试题Word含解析

江苏省泰州中学2022－2023学年度第一学期第一次月度检测

高三物理试题

一、单项选择题：本题共10小题，每小题4分，共计40分，每小题只有一个选项符合题意。

1. 国产大飞机C919是我国按照国际民航规章自行研制、具有自主知识产权的喷气式民用飞机，于2017年5月5日成功首飞。如图所示，飞机在起飞过程中的某时刻水平分速度为60m/s，竖直分速度为6m/s，已知在此后的1min内，飞机在水平方向做加速度为2m/s2的匀加速直线运动，竖直方向做加速度为0.2m/s2的匀加速直线运动。关于这1min内飞机的运动与受力情况，下列选项正确的是（　　）

A. 飞机受到的合力竖直向上

B. 飞机的运动轨迹为曲线

C. 前20s内，飞机上升的高度为120m

D. 前20s内，飞机水平方向的平均速度为80m/s

【答案】D

【解析】

【分析】

【详解】A．飞机在水平方向做匀加速直线运动，则水平方向合外不为0，所以飞机受到的合力不可能竖直向上，则A错误；

B．飞机的合加速度与水平方向的夹角为，则有

飞机的合速度与水平方向的夹角为，则有

则

合加速度与合速度方向相同，飞机做匀加速直线运动，所以B错误；

C．前20s内，飞机上升的高度为

所以C错误；

D．前20s内，飞机水平方向的位移为

前20s内，飞机水平方向的平均速度为

所以D正确；

故选D。

2. 某同学利用如图所示装置研究匀变速直线运动规律。实验中下列措施必要的是（　　）

A. 打点计时器接交流电源 B. 平衡小车与长木板间的摩擦力

C. 细线必须与长木板平行 D. 小车的质量远大于钩码的质量

【答案】C

【解析】

【分析】

详解】A．打点计时器接低压交流电源，选项A错误；

BD．本实验中研究匀变速直线运动，只要能让小车做匀加速运动即可，即只要摩擦力恒定即可，不需要平衡摩擦力，也不需要让小车的质量远大于钩码的质量，选项BD错误；

C．为了让小车做匀加速直线运动，应使小车受力恒定沿直线运动，故应将细线与木板保持水平，选项C正确。

故选C。

3. 如图所示，装有细沙木板在斜坡上匀速下滑。某一时刻，一部分细沙从木板上漏出。则在细沙漏出前后，下列说法正确的是（ ）

A. 木板始终做匀速运动

B. 木板所受合外力变大

C. 木板由匀速变为匀加速直线运动

D. 木板所受斜坡的摩擦力不变

【答案】A

【解析】

【详解】AC．在细沙漏出前，装有细沙的木板在斜坡上匀速下滑，对整体受力分析，如图所示：

根据平衡条件有：

又

联立解得：

在细沙漏出后，细沙的质量减少，设为，木板的质量不变，对整体受力情况与漏出前一样，在垂直斜面方向仍处于平衡状态，则有：

又

且

解得：

而重力沿斜面向下的分力为，即，所以在细沙漏出后整体仍向下做匀速直线运动，A正确，C错误；

B．因为整体仍向下做匀速直线运动，所受合外力不变，仍为零，B错误；

D．因为细沙的质量减小，根据，可知木板所受斜坡的摩擦力变小，D错误。

故选A。

4. 2021年4月29日，中国空间站天和核心舱被长征五号运载火箭成功送入预定轨道，揭开了中国空间站建设的大幕。如图所示，在地球赤道的某位置发射质量为m的火箭，在A点以速度进入椭圆轨道Ⅰ、随后火箭立即关闭发动机沿轨道Ⅰ运动到B点，此时速度为，然后在B点再次点火加速后，以速度进入半径为r的圆形轨道Ⅱ，则（　　）

A.

B. 火箭从A运动到B的时间

C. 火箭刚到B点的加速度

D. 火箭上升到A点的过程中，合力做功

【答案】B

【解析】

【分析】

【详解】A．设A点所在圆形轨道半径为R，环绕速度为v，地球质量为M，火箭质量为m，由

得

同理在圆轨道Ⅱ上

因为R＜r，所以v＞v3，由圆形轨道进入椭圆轨道Ⅰ，需要点火加速，所以

因此

故A错误；

B．设椭圆轨道Ⅰ半长轴为，，由开普勒第三定律

可知

则从A到B的时间

故B正确；

C．火箭刚到B点加速度为

故C错误；

D．火箭刚升到A点时速度小于v1，因此火箭上升到A点过程中，合力做功

故D错误。

故选B。

5. 如图所示为沪宁线上某次高铁列车对接场景，对接后两组列车成为一列共同出发。列车启动阶段做匀加速直线运动，每组提供的动力均为F，受到的阻力均为总重的k倍。运行方向如图，a组总质量为，b组总质量为。下列说法正确的是（　　）

A. a的加速度大小

B. 对接处的作用力大小为

C. 若，则对接处（如图）的作用效果是拉力

D. 若每组提供的动力均为，则列车组的加速度加倍

【答案】C

【解析】

【详解】AD．根据牛顿第二定律

解得

动力与加速度并不是正比关系，若每组提供的动力均为，列车组的加速度并不加倍，故AD错误；

BC．对于a，根据牛顿第二定律

解得

若，则T大于零，说明对接处对a的力是拉力，即对接处的作用效果是拉力，故B错误，C正确。

故选C。

6. 如图所示，长为L的轻质细绳一端固定在天花板上的O点，另一端拴一质量为m的小球。刚开始细绳处于水平位置，现将小球由静止释放，细绳从水平位置运动到竖直位置，在此过程中小球沿圆弧从A点运动到B点，C点、D点是圆弧的两个三等分点，不计空气和O点阻力，则重力在C点和D点的瞬时功率之比满足（　　）

A.  B.  C.  D.

【答案】B

【解析】

【详解】如图所示

设与的夹角为，A到C动能定理得

重力的瞬时功率为

联立解得

同理得D点重力的瞬时功率

将带入，解得

故ACD错误，B正确。

故选B。

7. 如图所示，两小滑块P，Q的质量分别为2m和m，P、Q通过光滑较链用长为L的轻杆连接，P套在固定的光滑竖直杆上，Q放在光滑水平地面上.原长为的轻弹水平放置，右端与Q相连，左端固定在竖直杆上O点.将P由静止释放，此时轻杆与竖直方向夹角α=30；P下降到最低点时α变为60°.重力加速度为g，则在P下降的过程中，下列说法正确的是（　　）

A. P、Q组成的系统机械能守恒

B. 下降过程中P的机械能先增大后减小

C. 弹簧弹性势能最大值为（-1）mgL

D. P达到最大动能时，Q受到地面的支持力大小为mg

【答案】C

【解析】

【详解】A．P、Q和弹簧组成的系统机械能守恒，因此P、Q组成的系统机械能不守恒，故A错误；

B．P下降过程中，轻杆一直阻碍P下落，对P做负功，所以P的机械能一直减小，故B错误；

C．P下降到最低点时，弹性势能最大，整个系统机械能守恒，因此弹簧弹性势能最大值为

故C正确；

D．P达到最大动能时，在竖直方向上的加速度为零，整个系统竖直方向合力为零，因此Q受到地面的支持力大小为3mg，故D错误。

故选C。

8. 如图所示，质量为m、带有半圆形轨道的小车静止在光滑的水平地面上，其水平直径AB长度为2R。现将质量也为m的小球从A点正上方h0高处由静止释放，然后由A点进入半圆形轨道后从B点冲出，在空中上升的最大高度为（不计空气阻力），则（　　）

A. 小球和小车组成的系统动量守恒

B. 小车向左运动的最大距离为

C. 小球离开小车后做斜上抛运动

D. 小球第二次能上升的最大高度h满足

【答案】D

【解析】

【详解】A．小球与小车组成的系统在水平方向上所受的合外力为零，则系统在水平方向上动量守恒，但系统在竖直方向上所受的合外力不为零，所以系统动量不守恒，故A错误；

B．系统在水平方向上动量守恒，以向右为正方向，在水平方向上，由动量守恒定律得

mv-mv'=0

即

解得小车的位移

x=R

故B错误；

C．小球与小车组成的系统在水平方向上动量守恒，类似于人船模型，小球离开小车时系统在水平方向上动量为零，小球与小车在水平方向上的速度为零，小球离开小车后做竖直上抛运动，故C错误；

D．小球第一次在车中运动的过程中，由动能定理得

Wf为小球克服摩擦力做的功，解得

即小球第一次在车中运动的过程中损失的机械能为，由于小球第二次在车中运动时对应位置处速度变小，因此小车对小球的弹力变小，摩擦力变小，克服摩擦力做功小于，机械能损失小于，因此小球再次离开小车时，能上升的最大高度

且

故D正确。

故选D。

9. 电荷量相等的四个点电荷分别固定于正方形的四个顶点，O点是正方形的中心，电场线分布如图所示，取无限远处电势为零。下列说法正确的（　　）

A. 正方形右下角电荷q带负电 B. M、N、P三点中N点场强最小

C. M、N、P三点中M点电势最高 D. 负电荷在P点的电势能比在O点的电势能小

【答案】C

【解析】

【分析】

【详解】A．根据电场线的特点，正方形左上角电荷带正电，顺时针开始，第二个电荷带负电，右下角电荷带正电，第四个电荷带负电，故A错误；

B．根据电场线的疏密，M、N、P三点中M点场强最小，故B错误；

CD．依据对称性可知，O点电势为零，M点电势为正，N、P两点更接近负电荷，电势为负，所以三点中M点电势最高,将负电荷从P点移动到O点，电势升高，电场力做正功，电势能减少，所以负电荷在P点的电势能比在O点的高，故C正确，D错误。

故选C。

10. 如图所示，一半径为R、均匀带正电的圆环水平放置，环心为O。质量为m的带正电的小球从O点正上方h高度处的A处由静止释放，并穿过带电圆环、A′为A关于O的对称点.取O点为坐标原点，向下为正方向，O点所在平面为重力势能参考平面，无穷远处电势为零。小球从A处运到A′处的过程中，电势能EP电、重力势能EPG、机械能E、加速度a随位置变化的图像一定错误的是（　　）

A.  B.  C.  D.

【答案】A

【解析】

【详解】A．由于电场力先做负功，后做正功，电势能先增加后减小，电场不匀强电场，所以图像不是直线型图像。故A错误，与题意相符；

B．重力一直做正功，所以重力势能一直减小，由公式

由于O点的重力势能为零，因此图像是过原点的倾斜直线。故B正确，与题意不符；

C．电场力先做负功，后做正功，所以机械能先减小，后增加，在O点时重力势能为零，动能大于零，该电场为非匀强电场，因此图像不是直线。故C正确，与题意不符；

D．从A到O，电场强度可能先增大后减小，电场力方向与重力的方向相反，根据牛顿第二定律可知，加速度先减小后增大。同理从O到A’，加速度先增大后减小。故D正确，与题意不符。

故选A。

二、非选择题：共5题，共60分．其中第12题~第15题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位．

11. 某物理学习小组准备探究“机械能变化与做功的关系”，现有器材：一端带滑轮的长木板、轻细绳、的钩码若干、光电门2个、数字计时器、带遮光条的滑块（质量为，其上可放钩码）、刻度尺。已知当地重力加速度为。

具体实验操作步骤如下：

①安装器材，调整两个光电门距离L，轻细绳下端悬挂钩码，如图1所示：

②接通电源释放滑块，记录遮光条分别通过两个光电门的时间，算出滑块通过光电门的速度；

③保持轻细绳所挂钩码数不变，在滑块上依次增加一个钩码，并重复上述步骤；

④完成5次测量后，记录每次实验中滑块及所载钩码的总质量M，轻细绳悬挂钩码的质量m、计算系统总机械能的减少量，然后将数据记录于表格中。

（1）学习小组用20分度的游标卡尺测出遮光条的宽度为_____。若已知滑块和所载钩码通过光电门1和2的时间间隔分别为、，则这一过程中系统总机械能的减少量为______（用题目中的字母M、m、L、d、、及重力加速度g表示）

（2）某次实验操作中，学习小组在轻细绳下悬挂了4个钩码，测量出，其他实验数据结果如下表格所示：

①若以M为横轴，为纵轴，请选择合适的标度并在图3中绘出的图像；______

②图3中，横轴以M代替功的依据为_______：若系统总机械能的减少量等于克服摩擦力做功，则可推算出滑块与木板之间的动摩擦因数约为_______。（保留两位有效数字）

（3）学习小组推算出的滑块与木板间的动摩擦因数应该比其真实值______（填“略大”、“略小”或“相等”）

【答案】    ①. 1.855    ②.     ③.     ④. 克服阻力做功与M成正比（或）    ⑤. 0.36    ⑥. 略大

【解析】

【详解】（1）[1] 20分度的游标卡尺精确度为0.05mm，遮光条的宽度为

[2]滑块和所载钩码通过光电门1和2的速度分别为

，

对系统由动能定理有

则系统克服其它力做的功等于系统减少的机械能，有

（2）①[3]根据表格中提供的数据，描点画线得到图像如图所示

②[4]因

可知克服阻力做功与M成正比，故可以用横轴以M代替功；

[5]根据的图像的斜率为

可求得

（3）[6]因系统在运动中还有空气阻力、滑轮摩擦等，故推算出的滑块与木板间的动摩擦因数应该比其真实值略大。

12. 在国庆节阅兵仪式中，某直升机在地面上空某高度A处于静止待命状态，要求该直升机在零时刻由静止状态沿着直线方向做匀加速直线运动，经过段加速区后，进入段的匀速受阅区，在时刻t达到C位置，已知段长度为，段长度为，求：

（1）直升机在段的速度大小；

（2）直升机在段运动时的加速度大小。

【答案】（1）；（2）

【解析】

【分析】

【详解】（1）设在段的速度为v，通过的时间分别为，则

在段有

在段有

又

联立解得

（2在段做匀加速直线运动时的加速度大小

所以

13. 如图所示，两个带正电点电荷放在A、B两处，B处点电荷的电量为，P与A、B两点的连线与AB间的夹角分别为、。一电子仅在电场力的作用下过P点做匀速圆周运动，轨迹平面AB与垂直。已知电子质量为m，电量为，轨道半径为r。则：

（1）A处电荷的电量为多少？

（2）电子运动的线速度大小为多少？

【答案】（1）；（2）

【解析】

【详解】(1)当电子做匀速圆周运动时，满足

可得

(2)当电子做匀速圆周运动时，有

可得

则速度为

14. 某弹性绳（伸长时满足胡克定律）原长为L，一端固定于竖直墙上A，跨过光滑的定滑轮B，与穿过竖直杆、质量为m的球在C处相连，此时在同一水平线上，其中，弹性绳中弹力大小恰为，小球从C点由静止开始滑到距C点为h的D点时速度恰好为零，球与杆间的动摩擦因数，从C到D的过程中，求：

（1）小球在C处的加速度为多大；

（2）竖直杆对小球的支持力大小如何变化，试分析说明；

（3）弹性绳中弹力对小球做的功.

【答案】（1）；（2）不变；见解析；（3）

【解析】

【详解】（1）对球，根据牛顿第二定律

其中

解得

（2）小球运动到CD间任意位置P时，设，，受力关系如图所示

P处有

由几何关系知

解得

依题C处满足

P是任意位置，所以竖直杆对小球的支持力大小不变。

（3）摩擦力的功为

C到D过程，根据动能定理

弹力的功为

15. 如图所示，PQ为倾角θ=37°足够长固定斜面，其PA段光滑、AQ段粗糙；斜面底端P处有一垂直斜面的挡板，劲度系数k=36N/m的轻弹簧平行于斜面放置，其下端与斜面底端的挡板相连，上端处于自然状态时刚好处于斜面上的A点。现将质量m=1kg的物块（可视为质点）放在木板上，在外力作用下将弹簧压缩到某一位置B后由静止释放。已知物块与弹簧不拴结，物块与AQ段斜面间的动摩擦因数μ=物块第一次向上到达A点时的速度大小为v1=m/s。取重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8.（计算结果可用根式表示）

（1）求物块第一次向下运动到A点时的速度大小v1'；

（2）已知弹簧的弹性势能表达式为（其中x为弹簧的形变量），求物块第一次向下运动过程中的最大速度值vm；

（3）求物块在A点上方运动的总路程s；

（4）求物块在A点上方运动的总时间t。

【答案】（1）；（2）；（3）；（4）。

【解析】

【分析】

【详解】（1）物块第一次在A点上方沿斜面上滑时，有

下滑时，有

解得

，，

（2）物块速度最大时，设弹簧的压缩量为x，有

又

解得

（3）由于

解得

（4）将每次到达A点的速度依次表示为、、、、、…，其中、、、…表示向上到达A点的速度，、、…表示向下到达A点的速度，且

设第i次向上到达A点时的速度为，上滑的距离为，第i次向下到达A点时的速度为，则有

可知

故可知

设物块每次从A点向上运动到最高点的时间依次为、、、…，从最高点向下运动到A点的时间依次为、、…，有

、、、…

、、、…

又

解得