2023届四川省绵阳市三台县三台中学高三上学期第三次月考物理试题 （解析版）

四川三台中学2022-2023学年高三上期第三次月考

物理试题

一、本大题8个小题．每小题6分，共48分．(每小题给出的四个选项中有的只有一个、有的有多个符合题意，试将满足题意的选项都选出来，选对不全得3分，有错不得分。)

1. 质点以某一初速度做匀加速直线运动，加速度为a，在时间t内速度变为初速度的3倍，则该质点在时间t内的位移为（　　）

A  B.  C.  D.

【答案】A

【解析】

【详解】设质点的初速度为，则时间t后的速度为，故

而

故

联合解得

故选A。

2. 如图，静止在粗糙水平地面上的木箱，受到一个方向不变的斜向上的拉力F作用。这个力从零开始逐渐增大，在木箱离开地面前，关于摩擦力判断正确的是（　　）

A. 逐渐增大 B. 逐渐减小 C. 先逐渐增大，后又减小 D. 先逐渐减小，后又增大

【答案】C

【解析】

【详解】设F与水平方向的夹角为α。木箱处于静止状态时，根据平衡条件，得木箱所受的静摩擦力为

f=Fcosα

可知F增大时f增大；当木箱运动时，根据平衡条件，得支持力

N=G-Fsinα

可知F增大时N减小，此时木箱受到的是滑动摩擦力，大小为f=μN，N减小，则f减小，所以摩擦力先逐渐增大，后又减小，故C正确，ABD错误。

故选C。

3. 如图所示为一个质点运动的位移x随时间t变化的图象，由此可知质点在0～4s内（　　）

A. 先沿x轴正方向运动，后沿x轴负方向运动

B. 由于图象是曲线，不可能求出运动的位移

C. 先做匀加速运动，后做匀减速运动

D. 速率为5m/s的时刻有两个

【答案】D

【解析】

【详解】A．位移－时间图象切线的斜率表示该时刻的速度，则0－4s内斜率一直为负，且斜率先变大后变小，物体一直沿负方向做直线运动，故A错误；

B．由图象可知，物体4s内的位移为

故B错误；

C．从图象得斜率先变大后变小，图象的斜率代表物体的速度，只能看出速度的变化趋势，不能判断出物体做匀变速运动，故C错误；

D．如图中虚线斜率为5m/s，和该虚线平行处有两处，故速率为5m/s的时刻有两个，故D正确。

4. 一个光滑的水平轨道，与一光滑的圆形轨道相接，其中圆轨道在竖直平面内，半径为R。一质量为m的小球以初速度v0沿水平轨道运动再进入圆轨道，恰能通过圆形轨道最高点，则（　　）

A. m越大，v0值越大 B. R越大，v0值越大

C. v0值与m、R无关 D. R越大，小球在轨道最低点的压力越大

【答案】B

【解析】

【详解】ABC．小球恰能通过轨道最高点，则

根据机械能守恒

得

可知，v0与m无关，R越大，v0值越大，AC错误，B正确；

D．在最低点

可知，R越大，小球在轨道最低点的压力越小，D错误。

故选B。

5. 一汽车沿直线由静止开始向右运动，汽车的速度和加速度方向始终向右。汽车速度的平方与汽车前进位移x的图像如图所示，则下列说法正确的是（　　）

A. 汽车从开始运动到前进过程中，汽车受到的合外力越来越大

B. 汽车运动相同的距离，合外力对汽车做的功相等

C. 汽车从开始运动到前进过程中，汽车的平均速度等于

D. 汽车从开始运动到前进过程中，汽车的平均速度大于

【答案】A

【解析】

【详解】A．由动能定理得

可得

结合图像可知汽车从开始运动到前进过程中，受到合外力越来越大，A正确；

B．汽车受到的合外力越来越大，由

汽车运动相同的距离，合外力对汽车做的功不相等，B错误；

CD．物体做加速度逐渐增大的加速运动，作出v-t图线，如图所示

若做匀加速直线运动，平均速度等于，由图可知图线与时间轴围成的面积小于匀加速直线运动图线与时间轴围成的面积，故汽车的平均速度小于，CD错误；

故选A。

6. 我国未来将在月球地面上建立月球基地，并在绕月轨道上建造空间站。如图所示，关闭发动机的航天飞机，从A处在月球引力作用下沿椭圆轨道向月球靠近，并将在椭圆轨道的近月点B处与空间站C对接，已知空间站绕月运行的圆轨道的半径为r，周期为T，万有引力常量为G，月球的半径为R。下列说法正确的是（　　）

A. 要使对接成功，飞机在接近B点时必须加速

B. 航天飞机在图示位置A正在加速向B运动，其机械能不断增大

C. 月球的质量为M＝

D. 月球的第一宇宙速度为v＝

【答案】C

【解析】

【详解】A．要使航天飞机在椭圆轨道的近月点B处与空间站C对接，必须在接近B点时减速，否则航天飞机将继续做椭圆运动，故A错误；

B．航天飞机关闭发动机在图示位置A在引力作用下加速向B运动，其机械能不变，故B错误；

C．设空间站的质量为m，由

得月球的质量为

故C正确；

D．空间站绕月圆轨道的半径为r，周期为T，其运行速度为

空间站的轨道半径比近月卫星的半径大，故其速度小于月球的第一宇宙速度，所以月球的第一宇宙速度大于，故D错误。

故选C。

7. 如图所示，穿在水平直杆上质量为m的小球开始时静止。现对小球沿杆方向施加恒力F0，垂直于杆方向施加竖直向上的力F，且F的大小始终与小球的速度成正比，即F=kv（图中未标出）。已知小球与杆间的动摩擦因数为μ，已知小球运动过程中未从杆上脱落，且F0>μmg。下列说法正确的是（　　）

A. 小球的速度先增大，后减小，最后保持不变

B. 小球做加速度先增大，后减小的加速运动，直到最后做匀速运动

C. 小球的最小加速度为

D. 恒力F0的最大功率为

【答案】BD

【解析】

【详解】ABC．小球在作用下向右做加速运动，随着速度的增加，向上的力F越来越大，导致杆对小球的弹力越来越小，摩擦力越来越小，加速度越来越大，当

时，弹力减小到零，摩擦力减小到零，此时加速度达到最大值，接下来杆对小球弹簧力向下，随速度的增加，F越来越大，杆对小球的弹力越来越大，摩擦力越来越大，加速度越来越小，当摩擦力增大到与拉力相等时，小球匀速运动，加速度为零，因此小球的加速度先增大后减小，最后匀速运动，小球的速度先增大，后保持不变，小球的最小加速度为零，AC错误，B正确；

D．最大速度时

而

可求得最大速度

因此最大功率为

D正确；

故选BD

8. 已知一足够长的传送带与水平面的倾角为θ，以一定的速度匀速运动。某时刻在传送带适当的位置放上具有一定初速度的物块（如图a所示），以此时为时刻纪录了小物块之后在传送带上运动速度随时间的变化关系，如图b所示（图中取沿斜面向上的运动方向为正方向，其中两坐标大小）。已知传送带的速度保持不变。（g取10 m/s2），则（　　）

A. 物块在时刻的位置比在时刻的位置高

B. 物块与传送带间的动摩擦因数为，

C. 内，传送带对物块做功为

D. 在内系统产生的热量大小一定大于物块机械能的变化量大小

【答案】BD

【解析】

【详解】A．由图像与坐标轴围成的面积表示物体的位移，由图b可知物体向下运动的距离大于向上运动的距离，故物块在时刻的位置比在时刻的位置低，故A错误；

B．在内，物块向上运动，则有

可得

故B正确；

C．内，由动能定理得

可知传送带对物块做功

故C错误；

D．为了维持传送带匀速运动，电动机需要多消耗一定的电能，根据能量守恒可知，在内物块减少的机械能和电动机多消耗的电能全部转化为系统产生的热量，则系统产生的热量大小一定大于物块机械能的变化量大小，故D正确。

故选BD。

二．填空题：18分

9. 某兴趣小组为测一遥控电动小车的额定功率，进行了如下实验：

①用天平测出电动小车的质量为0.4kg；

②将电动小车、纸带和打点计时器按如图甲所示安装;

③接通打点计时器（其打点周期为0.02s）；

④使电动小车以额定功率加速运动，达到最大速度一段时间后关闭小车电源，待小车静止时再关闭打点计时器（设在整个过程中小车所受的阻力恒定）。

在上述过程中，打点计时器在纸带上所打的部分点迹如图乙所示。

请你分析纸带数据，回答下列问题。

（1）该电动小车运动的最大速度为________m/s；

（2）关闭小车电源后，小车的加速度大小为________m/s2；

（3）该电动小车的额定功率为________W。

【答案】    ①. 1.50    ②. 2.00    ③. 1.20

【解析】

【详解】（1）[1]根据纸带可知，当所打的点点距均匀时，表示物体匀速运动，此时速度最大，故有

（2）[2]由逐差法得加速度大小为

（3）[3]小车受到的摩擦阻力大小为

则小车匀速时牵引力的大小

由P=Fv可得，小车的额定功率为

10. 如图甲所示是某同学探究小车加速度与力的关系的实验装置，他将光电门固定在水平轨道上的B点，用不同重物通过细线拉同一小车，每次小车都从同一位置A由静止释放。

①若用游标卡尺测出遮光条的宽度d如图乙所示，则d=____cm；实验时将小车从图示位置由静止释放，由数字计时器读出遮光条通过光电门的时间Δt=2.0×10-2s，则小车经过光电门时的速度为____m/s；(取两位有效数)

②实验中可近似认为细线对小车的拉力与重物重力大小相等，则重物的质量m与小车的质量M间应满足的关系为________；

③测出多组重物的质量m和对应遮光条通过光电门的时间Δt，并算出相应小车经过光电门时的速度v，通过描点作出线性图像，研究小车加速度与力的关系，处理数据时应作出________（选填“v-m”或“v2-m”）图像。

④该同学在③中作出的线性图像不通过坐标原点，开始实验前他应采取的做法是______

A．将不带滑轮的木板一端适当垫高，使小车在钩码拉动下恰好做匀速运动   

B．将不带滑轮的木板一端适当垫高，使小车在钩码拉动下恰好做匀加速运动

C．将不带滑轮的木板一端适当垫高，在不挂钩码的情况下使小车恰好做匀速运动

D．将不带滑轮的木板一端适当垫高，在不挂钩码的情况下使小车恰好做匀加速运动

⑤设车到光电门的距离为s，则外力对小车的功与车的动能变化的关系式________________________________。(用题中的字母表示)

【答案】    ①. 1.135    ②. 0.57    ③. m<<M    ④. v2-m    ⑤. C    ⑥.

【解析】

【详解】①[1]游标卡尺的主尺读数为11mm，游标读数为

所以最终读数为

[2] 小车经过光电门时的速度为

②[3]该实验的研究对象是小车，采用控制变量法研究，当质量一定时，研究小车的加速度和小车所受合力的关系．消除摩擦力对实验的影响，可以把木板的右端适当垫高，以使小车的重力沿斜面分力和摩擦力抵消，那么小车的合力就是绳子的拉力。根据牛顿第二定律得：

对m：

对M：

解得

当时，即当重物质量要远小于小车的质量时，绳子的拉力近似等于重物的总重力；

③[4]由题意可知，该实验中保持小车质量M不变，因此有

画出v2-m图像，若图像为过原点的直线，则说明外力和加速度成正比，故研究小车加速度与力的关系，处理数据时应作出v2-m图像可以直观的得出结论；

④[5]作出的线性图像不通过坐标原点可将不带滑轮的木板一端适当垫高，在不挂钩码的情况下使小车恰好做匀速运动，以使小车的重力沿斜面分力和摩擦力平衡，那么小车的合力就是绳子的拉力，C正确；

故选C；

⑤[6] 设车到光电门的距离为s，则外力对小车的功与车的动能变化的关系式为

三.计算题:(本题共2小题，共31分．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．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)

11. 如图所示，水平面上放有质量均为m＝1 kg的物块A和B(均视为质点)，A、B与地面的动摩擦因数分别为μ1＝0.4和μ2＝0.2，相距L＝3 m。现给物块A一初速度使之向物块B运动，与此同时给物块B加一个F＝4N水平向右的力使其由静止开始运动，经过一段时间A恰好能追上B（g＝10 m/s2）。求：

（1）物块A初速度大小；

（2）在2s时物体A与B之间的距离。

【答案】（1）6m/s；（2）2.5m

【解析】

【详解】（1）对B有牛顿第二定律得

解得

设物体A经过t时间追上B，对A由牛顿第二定律得

解得

A恰好能追上B，则

时

解得

（2）物体A减速的时间

以后物体A处于静止，物体A运动的距离

物体B运动距离

此时物体A与B相距

12. 如图所示，以A、B和C、D为端点的两半圆形光滑轨道固定于竖直平面内，一滑板静止在光滑水平地面上，左端紧靠B点，上表面所在平面与两半圆分别相切于B、C。一物块被轻放在水平匀速运动的传送带上E点，运动到A时刚好与传送带速度相同，然后经A沿半圆轨道滑下，再经B滑上滑板。滑板运动到C时被牢固粘连。物块可视为质点，质量为m，滑板质量M=2m，两半圆半径均为R，板长l=6.5R，板右端到C的距离L在R<L<5R范围内取值，E距A为s=5R，物块与传送带、物块与滑板间的动摩擦因数均为μ=0.5，重力加速度取g。

（1）求物块滑到B点时对轨道的压力；

（2）试讨论物块从滑上滑板到离开滑板右端的过程中，克服摩擦力做的功Wf与L的关系，并判断物块能否滑到CD轨道的中点。

【答案】（1）10mg；（2）见解析

【解析】

【详解】（1）设物块运动到A和B的速度分别为v1、v2，由动能定理

由机械能守恒定律

又

联立解得

由牛顿第三定律，物块滑到B点时对轨道的压力为。

（2）滑上滑板后，滑块做匀减速直线运动，滑板做匀加速直线运动，当二者共速时，整体做匀速直线运动，根据动量守恒

得

对滑块，由动能定理

得

对滑板

得

由于

说明二者共速。

当2R≤L<5R，滑块匀速运动，匀减速运动后，滑上C点，根据动能定理

得

则

滑块不能滑到CD中点。

当R<L<2R，滑块匀减速运动后，滑上C点，根据动能定理

得

当时，可以滑到CD中点，但要求，与题目矛盾，所以滑块不可能滑到CD中点。

四.物理选修3—4（15分）

13. 某同学利用较宽阔的水槽研究水波。如图所示，水面上有三点构成的直角三角形区域，其中，，振针上下振动可形成连续的简谐波向四周传播，水波波速为，不考虑水槽边缘对水波的反射。

(1)若只有一个振针在点以频率振动，则点起振的时间间隔为___________点起振后，当点处于波峰时，点处于___________（填“波峰”、“平衡位置”或“波谷”）；

(2)若有两个振针分别在处以的频率同步调振动，则水面上形成稳定的干涉图样后，点的振动始终___________（填“加强”或“减弱”）。

【答案】    ①. 0.5    ②. 波峰    ③. 减弱

【解析】

【分析】

【详解】(1)[1]由几何关系知

又， ，则点起振的时间间隔为

[2]由

由几何关系可得

故C为波峰时B也处于波峰。

(2)[3]已知

两者路程差为半波长的奇数倍，故C点为振动减弱点。

14. 如图所示的棱镜，其截面是圆心角60°、半径R的圆弧面，O是圆心，OM、ON是半径。在NO延长线上有一光源S，沿SA方向射出的光线射到OM面上A点，经棱镜折射后由弧MN上的B点射出，最终射到ON延长线的C点（图中未画出）。已知AB与ON平行，且，光在真空中的速度为c。求：

（1）该光线在棱镜中的折射率；

（2）光线由S传到C的时间。

【答案】（1）；（2）

【解析】

【详解】（1）设光线射到A点的入射角为i，折射角为r，折射率为n，光路图如图所示

由几何关系可知

，

根据折射定律

解得

（2）设光线射到B点的入射角为，折射角为，由几何关系有

在B点，根据折射定律

解得

根据几何关系

所以

则

又

所以

光在介质中的传播速度

光线由S传到C的时间