2023长沙雅礼中学高三上学期月考卷物理试题（三）含解析

雅礼中学2023届高三月考试卷（三）

物 理

命题人：张睿智 审题人：李仪辉

得分：___________

本试题卷分选择题和非选择题两部分，共8页。时量75分钟，满分100分。

一、单选题（本题共6小题，每小题4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.单板大跳台是一项紧张刺激的项目。2022年北京冬奥会期间，一观众用手机连拍功能拍摄运动员从起跳到落地的全过程，合成图如图所示。忽略空气阻力，且将运动员视为质点。则运动员

A．在空中飞行过程是变加速曲线运动

B．在斜向上飞行到最高点的过程中，其动能全部转化为重力势能

C．运动员从起跳后到落地前，重力的瞬时功率先减小后增大

D．运动员在空中飞行过程中，动量的变化率在不断变化

2.如图甲所示，某电场中的一条电场线恰好与直线AB重合，以A点为坐标原点，向右为正方向建立直线坐标系，B点的坐标为，若一α粒子仅在电场力的作用下由A点运动至B点，其电势能增加60 eV，该电场线上各点的电场强度大小E随位移x的变化规律如图乙所示，若A点电势为15V，下列说法正确的是

A． x轴上各点的电场强度方向都沿x轴正方向

B．该a粒子沿x轴正方向做匀减速直线运动  

C． B点电势是A点电势的2倍

D．图乙中E0应为

3.九重之际向天问，天宫掠影惊苍穹。“天宫”空间站中三名宇航员正环绕地球运行，与此同时，“天问”探测器在环绕火星运行。假设它们的运行轨道都是圆轨道，地球与火星的质量之比为p，“天宫”与“天问”的轨道半径之比为q。关于“天宫”空间站与“天问”探测器，下列说法不正确的是

A．运行周期之比为   B．环绕速度之比为

C．加速度之比为    D．动能之比为

4.江南多雨，屋顶常常修成坡度固定的“人”字形，“人”字形的尖顶屋可以看做由两个斜面构成。如图所示，斜面与水平方向的夹角均为，房屋长度2x为一定值，将雨滴从“人”字形坡顶开始的下滑过程简化为雨滴从光滑斜面顶端由静止下滑。不考虑雨滴滑下时质量的变化，下列说法正确的是

A．越大，雨滴滑下的时间越长

B．越大，雨滴滑下的时间越短

C．越大，雨滴滑下获得的动能越大

D．当时，雨滴滑下获得的动量最大

5.如图所示，一位同学用双手水平夹起一摞书，并停留在空中。已知手掌与书间的动摩擦因数，书与书间的动摩擦因数，设最大静摩擦力的大小等于滑动摩擦力大小。若每本书的质量为0.2kg，该同学对书的水平正压力为100N，每本书均呈竖直静止状态，重力加速度g，则下列说法正确的是

A．每本书受到的摩擦力的合力大小不等

B．书与书之间的摩擦力大小均相等

C．他最多能夹住22本书

D．他最多能夹住30本书

6.如图所示，一倾角为的足够长斜面体固定在水平地面上，质量为的长木板B沿着斜面以速度匀速下滑，现把质量为m=2kg的铁块A（可视为质点）无初速度放在长木板B的左端，铁块最终没有从长木板上滑下。已知A与B之间、B与斜面之间的动摩擦因数均为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度，sin37°=0.6.，则下列判断正确的是

A．铁块A刚放在长木板B上时，长木板B的加速度大小为12m/s，方向沿斜面向上

B．铁块A和长木板B共速后的速度大小为4m/s

C．长木板的长度一定为4m

D．从铁块放上长木板到两者共速的过程中，两者所构成的系统动量守恒，机械能不守恒

二、多选题（本题共4小题，每小题5分，共20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5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分）

7.自然界中某个量D的变化量△D，与发生这个变化所用时间△t的比值，叫做这个量D的变化率。下列说法正确的是  

A．若D表示某质点做平抛运动的竖直分速度，则是恒定不变的

B．若D表示某质点做匀速圆周运动的动量，则是变化的

C．若D表示某质点的动能，则越大，质点所受合外力的功率就越大

D．若D表示静电场中某点的电势，则||越大，该电场的电场强度就越大

8.如图，质量为M的小车静止在光滑的水平面上，小车AB段是半径为R的四分之一光滑圆弧轨道，BC段是长为L的水平粗糙轨道，两段轨道相切于B点。一质量为m的滑块（可视为质点）在小车上从A点静止开始沿轨道滑下，然后滑入BC轨道，最后恰好停在C点。已知小车质量，滑块与轨道BC间的动摩擦因数为，重力加速度为g。则

A．全程滑块水平方向相对地面的位移

B．全程小车相对地面的位移大小

C．滑块运动过程中的最大速度

D．、L、R三者之间的关系为

9.如图所示，光滑水平桌面上固定一光滑挡板ABCD，构成小球的运动轨道。其中AB段直轨道与半径为R的半圆轨道BCD在B处相切，BD为半圆轨道直径。整个轨道都处在大小为E、方向水平且与AB垂直的匀强电场中。一质量为m、带电荷量为+q的小球静止在挡板内侧A处，小球大小可以忽略。现给小球沿AB方向的瞬时冲量，使小球开始运动，经过D处时刚好对挡板无压力。已知重力加速度为g，则小球

A．经过D处时速度的大小为

B．经过B处时速度的大小为

C．在B处对挡板压力的大小为6qE

D．在A处受到瞬时冲量的大小为

10.在倾角为θ的光滑固定斜面上有两个用轻弹簧连接的物块A和B，它们的质量分别为m和2m，弹簧的劲度系数为k，C为一固定挡板，系统处于静止状态。现用一沿斜面方向的恒力拉物块A使之沿斜面向上运动，当B刚离开C时，A的速度为v，加速度为a，且方向沿斜面向上。设弹簧始终处于弹性限度内，重力加速度为g，则

A．当B刚离开C时，A发生的位移大小为

B．从静止到B刚离开C的过程中，物块A克服重力做功为

C． B刚离开C时，恒力对A做功的功率为

D．当A的速度达到最大时，B的加速度大小为

三、实验题（11题6分，12题9分）

11.（6分）某实验小组用如图（a）所示装置测量重力加速度。将小球A和手机B分别系在一条跨过定滑轮的不可伸长的软绳两端。打开手机B的phyphox软件，令小球A和手机B静止，细绳拉紧，然后释放小球A和手机B，通过phyphox软件测得手机的加速度随时间变化的图线如图（b），实验室提供的物理量有：小球A的质量，手机B的质量，当地实际重力加速度。

（1）实验测得的重力加速度大小为___________m/s2。（结果保留两位有效数字）

（2）实验测得的重力加速度与实际重力加速度有明显差异，除实验中的偶然误差外，请写出一条可能产生这一结果的原因：____________________。

（3）有同学提出本实验还可以研究机械能是否守恒，在小球A上方h高处安装光电门和配套的数字计时器。令小球A和手机B静止，细绳拉紧，然后释放小球A和手机B，数字计时器记录小球A通过光电门的时间t，除实验室提供的物理量外，还需要测量的物理量有___________（写出物理量的名称和符号），需要验证的原理式为___________（用实验室提供的物理量符号和测量的物理量符号表示）。

12.（9分）太阳能电池板在有光照时，可以将光能转化为电能，在没有光照时，可以视为一个电学器件。某实验小组根据测绘小灯泡伏安特性曲线的实验方法，探究一个太阳能电池板在没有光照时（没有储存电能）的I—U特性。所用的器材包括：太阳能电池板、电源E、电流表A、电用压表V、滑动变阻器R、开关S及导线若干。

（1）为了达到上述目的，实验电路应选用图甲中的___________（选填“a”或“b”）。

（2）该实验小组根据实验得到的数据，描点绘出了如图乙所示的I—U图像。由图可知，当电压小于2.00V时，太阳能电池板的电阻___________（选填“很大”或“很小”）；当电压为2.80V时，太阳能电池板的电阻为___________Ω。（结果保留两位有效数字）

（3）当有光照射时，太阳能电池板作为电源，其路端电压与总电流的关系如图丙所示，分析该曲线可知，该电池板作为电源时的电动势为___________V。若把它与阻值为1kΩ电阻连接构成一个闭合电路，在有光照射情况下，该电池板的效率是_         %。（结果均保留三位有效数字）

四、计算题（13题12分，14题12分，15题17分）

13.（12分）如图甲所示，“打弹珠”是一种常见的民间游戏，该游戏的规则为：将手中一弹珠以一定的初速度瞬间弹出，并与另一静止的弹珠发生碰撞，被碰弹珠若能进入小坑中即为胜出。现将此游戏进行简化，如图乙所示，粗糙程度相同的水平地面上，弹珠A和弹珠B与坑在同一直线上，两弹珠间距，弹珠B与坑的间距。某同学将弹珠A以的初速度水平向右瞬间弹出，经过时间与弹珠B正碰（碰撞时间极短），碰后弹珠A又向前运动0.1m后停下。已知两弹珠的质量均为2.5g，取重力加速度，若弹珠A、B与地面间的动摩擦因数均相同，并将弹珠的运动视为滑动，求：

（1）碰撞前瞬间弹珠A的速度大小和弹珠与地面间的动摩擦因数；

（2）两弹珠碰撞瞬间的机械能损失，并判断该同学能否胜出。

14.（12分）在一柱形区域内有匀强电场，柱的横截面是以O为圆心、半径为R的圆，AB为圆的直径，如图所示，质量为m、电荷量为的带电粒子在纸面内自A点先后以不同的速度进入电场，速度方向与电场的方向垂直。已知刚进入电场时速度为零的粒子，自圆周上的C点用以速率v0穿出电场，AC与AB的夹角，运动中粒子仅受电场力作用。

（1）求电场强度的大小；

（2）从A点射入的粒子速率取某一值时，粒子穿过电场时动能的增量最大，求动能增量的最大值；

（3）为使粒子穿出电场的位移最大，该粒子进入电场时的速度应为多大？

15.（17分）如图所示，足够长的传送带与水平面夹角为θ，两个大小不计的物块A、B的质量分别为，A、B与传送带的动摩擦因数分别为。设物体A与B碰撞时间极短且无能用量损失，重力加速度大小为g。

（1）若传送带不动，将物体B无初速放置于传送带上的某点，在该点右上方传送带上的另一处无初速释放物体A，它们第一次碰撞前A的速度大小为，求A与B第一次碰撞后的速度大小、v1B；

（2）若传送带保持速度v0顺时针运转，如同第（1）问一样无初速释放B和A，它们第一次碰撞前A的速度大小也为，求它们第二次碰撞前A的速度大小；

（3）在第（2）问所述情景中，求第一次碰撞后到第三次碰撞前传送带对物体A做的功；

（4）在第（2）问所述情景中，试通过归纳法，猜想第2023次碰撞前两球的速度大小和v2023B。（无需写出完整的证明过程）

雅礼中学2023届高三月考试卷（三）

物理参考答案

一、单选题（本题共6小题，每小题4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.C【解析】运动员在空中飞行过程只受重力，加速度恒定不变，所以是匀变速曲线运动，运动员在斜向上飞行到最高点时，竖直方向速度变为0，水平方向速度不为零，所以其动能不为零，故A、B错误；运动员从起跳后到落地前，竖直方向上做竖直上抛运动，竖直方向vy先减小后增大，根据可知，重力的瞬时功率先减小后增大，故C正确；运动员在空中飞行过程中，加速度恒定不变，根据，可知动量的变化率不变，故D错误。

2.D【解析】粒子由A点运动到B点，电场力做功为，解得，因为，所以，B点电势是A点电势的3倍，因为B点电势高于A点电势，所以电场的方向沿x轴负方向，故A、C错误；图乙中电场强度随位移x均匀变化，电场力为变力，所以α粒子沿x轴正方向做加速度改变的直线运动，故B错误；图乙中图像的面积为A、B两点间的电势差的大小，可以确定，故D正确。

3.D【解析】根据万有引力提供向心力，即，即，故“天宫”空间站与“天问”探测器的运行周期之比为，故A正确；根据万有引力提供向心力，即，即，故“天宫”空间站与“天问”探测器的加速度之比为，故C正确；根据万有引力提供向心力，即，即，故“天宫”空间站与“天问”探测器的运行速度之比为，由于未给出“天宫”空间站与“天问”探测器的质量之比，故动能之比无法得出，故B正确，D错误。故选D。

4.C【解析】将雨滴从“人”字形坡顶开始的下滑看做由静止开始的匀变速直线运动，其加速度为，则由=at2可知雨滴运动的时间为：，可知当时，雨滴滑下时所用的时间最短，故AB错误；由动能定理可得，可知α越大，雨滴滑下时的动能越大，动量为；，可知动能越大，动量也越大，即α越大，雨滴滑下时的动量越大，故C正确，D错误

5.C【解析】因为每本书均呈竖直静止状态，所以每本书所受的摩擦力的合力都能与书的重力平衡，即每本书受到的摩擦力的合力大小相等，故A错误；越靠近外侧书与书之间的摩擦力越大，即书与书之间的摩擦力大小不相等，故B错误；先将所有的书（设有n本）当作整体，受力分析，竖直方向受重力、静摩擦力，二力平衡，有，则有n≤，再考虑除最外侧两本书（n—2本）外的其他书，受力分析，竖直方向受重力、静摩擦力，二力平衡，有，则有，故最多可以有22本书，故C正确，D错误。

6.D【解析】开始时长木板B沿着斜面以速度匀速下滑，有，解得，铁块A刚放在长木板B上时，对A分析，根据牛顿第二定律有，解得，方向沿斜面向下，对B，根据牛顿第二定律有，解得，方向沿斜面向上，铁块A和长木板B共速的时间为t，则，解得s，铁块A和长木板B共速后，速度大小为，A、B错误；铁块A和长木板B共速，一起沿斜面匀速下滑，则长木板的最小长度为

，即长木板的长度，故C错误；由于滑动摩擦力做功，A、B系统机械能不守恒，又因为，A、B系统合外力为零，系统动量守恒，D正确

二、多选题（本题共4小题，每小题5分，共20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5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分）

7. ABC【解析】若D表示某质点做平抛运动的竖直分速度，则表示重力加速度，大小、方向均不变，A正确；若D表示某质点做匀速圆周运动的动量，则表示向心力，大小不变，方向不断改变，B正确；若D表示质点的动能，则表示所受合外力的功率，C正确；依据场强的决定式可得，若D表示静电场中某点的电势，则不表示场强，D错误。

8.BD【解析】滑块m下滑的过程中，水平方向动量守恒，而，解得全程滑块水平方向相对地面的位移），全程小车相对地面的位移大小，故A错误，B正确；滑块从A到B，滑块与小车水平方向的动量守恒，机械能守恒，有2，解得滑块m运动过程中的最大速度，故C错误：根据能量守恒定律、、L、R三者之间的关系为 ，故D正确。

9.BCD【解析】在D点由牛顿第二定律有得，A错误；从B到D由动能定理得，解得，在B点由牛顿第二定律有，联立解得，由牛顿第三定律可知，在B处对挡板压力的大小为6qE，B正确，C正确；小球在A处获得的速度，由动量定理可知小球在A处受到瞬时冲量的大小为，D正确。

10.AD【解析】开始时，弹簧处于压缩状态，压力等于物体A重力的下滑分力，根据胡克定律，有，物块B刚要离开C时，弹簧的拉力等于物体B重力的下滑分力，根据胡克定律，有2，故物块A运动的距离为2，联立解得，故A正确；从静止到B刚离开C的过程中，物块A克服重力做功为W=，故B错误；此时物体A受拉力、重力、支持力和弹簧的拉力，根据牛顿第二定律，有，弹簧的拉力等于物体B重力的下滑分力，为，故，恒力对A做功的功率为，故C错误；当A的速度达到最大时，A受到的合外力为0，则，所以，B沿斜面方向受到的合力，又，所以a，故D正确。

三、实验题（11题6分，12题9分）

11.（6分）（1）9.4（2分）

（2）滑轮的轴有摩擦，或滑轮有质量，或软绳有质量，或物体运动过程中受空气阻力等（1分，合理即可给分）

（3）小球A的直径d（1分）（2分）

12.（9分）（1）a（2分）

（2）很大（1分）

（3）2.80（2分） 64.3(2分)(64. 3 0.7均可给分)

【解析】（1）测绘伏安特性曲线，电压和电流需从零开始测起，滑动变阻器采用分压式接法，应选图a所示实验电路。

（2）由，得电阻阻值，由图乙所示图像可知，在电压小于2.00V时，电流I很小，所以太阳能电池的电阻很大。由图乙所示图像可知，当电压为2.80V时，电流A．电阻=1.0kΩ。

（3）由图可知，图像与纵坐标的交点为电源的电动势，故电动势为2.80V；若与1kΩ的电阻连接构成一个闭合电路；在U—I图中作出对应的电阻的伏安特性曲线，如图所示；

图像的交点为电源的工作点，则由图可知电源的工作电压为1.8V，则电源的效率

四、计算题（13题12分，14题12分，15题17分）

13.（12分）【解析】（1）设碰撞前瞬间弹珠A的速度为，由运动学公式得。。。。。。（1分）

。。。。。。

由牛顿第二定律得。

联立解得

（2）由（1）可知弹珠A和B在地面上运动时加速度大小均为

弹珠A碰撞后瞬间的速度为

设碰后瞬间弹珠B的速度为，由动量守恒定律得

解得：。。

所以两弹珠碰撞瞬间的机械能损失

解得：。

碰后弹珠B运动的距离为。。。（1分）

14.（12分）【解析】（1）初速度为零的粒子从A开始沿着电场力方向做匀加速直线运动，则场强E沿AC方向。从A到C由动能定理得：。。（2分）

解得：。。

（2）如图：垂直于x轴作圆的切线PD与圆相切于D点，从D点穿出的粒子沿电场力方向的位移x最大，动能的增量最大。

由几何关系得。

由动能定理得：

联立解得：

（3）如图：从B点穿出的粒子位移最大，

设A点的速度为，则沿y轴正方向。A到B，沿x、y正方向，有

。

联立解得。

15.（17分）【解析】（1）B与传送带的动摩擦因数为。即，若传送带不动，将物体B无初速放。于传送带上的某点。。物块B在传送带上能够静止。

A和B碰撞过程中动量守恒，取沿传送带方向向下为正，根据动量守恒定律可得。（1分）

根据能量守恒定律可得。。。。（1分）

联立解得。

（2）若传送带保持速度v0顺时针运转，如同第（1）问一样无初速释放B和A，它们第一次碰撞前A的速度大小也为，B相对于地面仍静止，A的运动情况不变，它们第一次碰撞后的速度仍为

第一次碰撞后B沿传送带匀速下滑，A先向上做匀减速运动，后向下做匀加速直线运动，设加速度大小为a，根据牛顿第二定律可得。。。。。（]分）

解得。。

设经过时间t二者相遇，根据位移时间关系可得。。。（1分）

它们第二次碰撞前A的速度

解得

0。

（3）在第（2）问所述情景中，设第二次碰撞后A和B的速度分别为，

根据动量守恒定律可得

根据能量守恒定律可得

联立解得

设再经过t'时间二者第三次相碰，根据位移时间关系可得，解得

第一次碰撞后到第三次碰撞前B的位移为。（2分）

第一次碰撞后到第三次碰撞前A的位移和B的位移相等，也为，故第一次碰撞后到第三次碰撞前传送带对物体A做的功。。。。（1分）

（4）描绘从释放A和B开始到它们第三次碰撞前，它们对地的图像如下所示：

观察图像可知，每一次碰前瞬间A的速度成等差数列，公差为，B的碰前速度同样成等差数列，公差相同。

由此可知。。（2分）