河北省邢台市六校联考2022-2023学年高三物理上学期第一次月考试题（Word版附答案）

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2022-2023学年第一学期第一次月考高三物理试题 考试范围：必修二 十 动量说明：1.本试卷共6页，考试时间75分钟，满分100分。2.请将所有答案填写在答题卡上，答在试卷上无效。第I卷(选择题共44分)一、选择题(共11小题，每小题4分，共44分。1-7题为单选题，8-11题为多选题，选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分。)1.用长为L且不可伸长的细线把质量为m的小球悬挂于O点，将小球拉至悬线偏离竖直方向α角后由静止放手，运动t时间后停在最低点，则在时间t内(   )A.小球重力做功为mgL(1-cosα)B.空气阻力做功为-mgLcosαC.绳拉力做功的功率为mgL(1-cosa)/tD.小球所受合力做功为mgLsina2.2022年9月27日的“木星冲日”是观测木星的一次好机会。木星冲日就是指木星、地球和太阳依次排列大致形成一条直线时的天象。已知木星与地球几乎在同一平面内沿同一方向绕太阳近似做匀速圆周运动，木星质量约为地球质量的318倍，木星半径约为地球半径的11倍，木星到太阳的距离大约是地球到太阳距离的5倍，则下列说法正确的是(   )A.木星运行的加速度比地球运行的加速度大B.木星表面的重力加速度比地球表面的重力加速度小C.在木星表面附近发射飞行器的速度至少为7.9km/sD.上一次“木星冲日”的时间大约在2021年8月份3.近些年来，人们对手机的依赖性越来越强，躺着玩手机时出现砸伤眼睛的事情屡见不鲜。若手机的质量为160g,从离人眼睛约为20cm的高度无初速度掉落，砸到眼睛后手机反弹高度为5cm,眼睛受到手机冲击的时间为0.05s,不计空气阻力，g=10m/s²,则手机(   )A.刚要接触眼睛之前的速度约为3m/sB.对眼睛的冲量大小约0.16N·sC.对眼睛的作用力大小约为11.2ND.与眼睛作用过程中手机动量变化约为0.96kg·m/s4.“复兴号”动车组用多节车厢提供动力，从而达到提速的目的。总质量为m的动车组在平直的轨道上行驶。该动车组有四节动力车厢，每节车厢发动机的额定功率均为P,若动车组所受的阻力与其速率成正比(F阻=kv,k为常量),动车组能达到的最大速度为vm。下列说法正确的是(   )A.若动车组匀加速启动，则牵引力恒定不变B.若四节动力车厢输出功率均为额定值，则动车组从静止开始做匀加速运动C.若四节动力车厢输出的总功率为2.25P,则动车组匀速行驶的速度为vmD.若四节动力车厢输出功率均为额定值，动车组从静止启动，经过时间t达到最大速度vm,则这一过程中该动车组克服阻力做的功为5.如图所示，载有物资的热气球静止于距水平地面H=125m的高处，现将质量为m=50kg的物资以相对地面的速度v0=5m/s水平投出，已知投出物资前热气球的总质量为M=300kg,所受浮力不变，重力加速度10m/s²,不计阻力，以下判断不正确的是(   )A.投出物资后，物资下落过程中热气球和物资组成的系统动量守恒B.投出物资后热气球与物资在水平方向上的速度大小之比始终是1:5C.投出物资后，物资下落过程中热气球和物资组成的系统机械能增加D.物资落地时物资与热气球的距离为5m6.质量为2 kg的物体以10 m/s的初速度，从起点A出发竖直向上抛出，在它上升到某一点的过程中，物体的动能损失了50 J,机械能损失了10 J,设物体在上升、下降过程空气阻力大小恒定，则该物体再落回到A点时的动能为(g=10m/s²)(   )A.40 JB.60 J C.80 J D.100 J7.如图所示，AB是半径为R的四分之一圆弧轨道，轨道底端B点与一水平轨道BC相切，水平轨道又在C点与足够长的斜面轨道CD平滑连接，轨道B处有一挡板(厚度不计)。在圆弧轨道上静止摆放着N个半径为r(r<<R)的光滑刚性小球，恰好将AB轨道铺满，小球从A到B依次标记为1、2、3、…、N号。现将B处挡板抽走，N个小球均开始运动，不计一切摩擦，考虑小球从AB向CD的运动过程，下列说法正确的是(   )A.N个小球在离开圆弧轨道的过程中均作匀速圆周运动B.1号小球第一次经过B点的速度一定小于C.1号小球第一次经过B点的向心加速度一定等于2gD.1号小球第一次沿CD斜面上升的最大高度为R8.如右图所示，一长木板B放在粗糙的水平地面上，在B的左端放一物体A,现以恒定的外力F拉A,经一段时间物块A从长木板B的右端拉出，且在此过程中以地面为参考系，长木板B也向右移动一段距离。则在此过程中(   )A.外力F对A做的功等于A和B动能的增量B.A对B摩擦力做的功与B对A摩擦力做的功绝对值相等C.外力F做的功等于A、B动能的增量与系统由于摩擦而产生的热量之和D.A对B摩擦力做的功等于B动能的增量和B与地面之间摩擦产生的热量之和9.水平冰面上有一固定的竖直挡板，一滑冰运动员面对挡板静止在冰面上，他把一质量为5.0kg的静止物块以大小为6m/s的速度沿与挡板垂直的方向推向挡板，运动员获得退行速度；物块与挡板弹性碰撞，速度反向，追上运动员时，运动员又把物块推向挡板，使其再一次以大小为6m/s的速度与挡板弹性碰撞。总共经过6次这样推物块后，运动员退行速度的大小大于6m/s,反弹的物块不能再追上运动员。不计冰面的摩擦力，该运动员的质量可能为(   )A.48kg B.53 kg C.58 kg D.63 kg10.如图所示，在倾角为30°的光滑斜面上，一劲度系数为K=200N/m的轻质弹簧一端连接固定挡板C上，另一端连接一质量为m=4kg的物体A,一轻细绳通过定滑轮，一端系在物体A上，另一端与质量也为m的物体B相连，细绳与斜面平行，斜面足够长，用手托住物体B使绳子刚好没有拉力，然后由静止释放，则下列说法正确的是(   )A.未挂重物B时，弹簧的形变量为10cmB.弹簧恢复原长时细绳上的拉力为20NC.物体A沿斜面向上运动20cm时获得最大速度D.物体A的最大速度大小为2m/s.11.如图所示，左侧为一个固定在水平桌面上的半径为R的半球形碗，碗口直径AB水平，O点为球心，碗的内表面及碗口光滑。右侧是一个足够长的光滑斜面，斜面倾角α=45°。一根不可伸长的轻质细绳跨过碗口及竖直固定的轻质光滑定滑轮，细绳两端分别系有可视为质点的小球m1和物块m2,且m1=2m2。开始时m1恰在A点，m2在斜面上且距离斜面顶端足够远，此时连接m1、m2的细绳与斜面平行且恰好伸直，当m1由静止释放运动到圆心O的正下方C点时细绳突然断开，不计细绳断开瞬间的能量损失，则下列说法中正确的是(   )A.当m1运动到C点时，m1和m2的速率之比为2:1B.当mi运动到C点时，m1的速率v1=2C.在m1从A点运动到C点的过程中，m1与m2组成的系统机械能守恒D.细绳断开后小球m1沿碗的内侧上升的最大高度为 第Ⅱ卷(实验题、计算题，共56分)二、实验题(共2小题，共16分)12.某小组用如图所示的装置来“验证动量守恒定律”。实验步骤如下：①不放球乙，质量为m甲的钢球甲用细线悬挂于A点，在甲球释放前细线伸直，且与竖直方向的夹角为α,将甲由静止释放向下摆动，当细线竖直时被刀片瞬间割断，测得甲平抛运动的落地点为M;②质量为m乙的钢球乙放在A点正下方的竖直立柱上，乙球球心在地面投影为O,让甲球从同一位置由静止释放运动到最低点时恰好与乙球发生正碰，同时细线被刀片瞬间割断，测得甲乙碰撞后平抛运动的落点分别为N、P;③用刻度尺测出OM、ON、OP对应的长度分别为L1、L2、L3;已知重力加速度为g,两球均可视为质点，细线被割断时甲无能量损失，不计空气的阻力，规定水平向右为正方向(1)由题可知，两球的质量关系满足m甲m乙(选填“>”“=”或“<”);(2)写出能验证两球碰撞动量守恒的表达式;(3)写出能验证两球发生弹性碰撞的表达式：(用L1、L2、L3表示)  13.小明同学利用如图所示的装置来验证机械能守恒定律。A为装有挡光片的钩码，总质量为M,挡光片的挡光宽度为b,轻绳一端与A相连，另一端跨过光滑轻质定滑轮与质量为m(m<M)的重物B相连。他的做法是：先用力拉住B,保持A、B静止，测出A的挡光片上端到光电门的距离h;然后由静止释放B,A下落过程中经过光电门，光电门可测出挡光片的挡光时间t,算出挡光片经过光电门的平均速度，将其视为A下落h(h>>b)时的速度，重力加速度为g。(1)在A从静止开始下落h的过程中，验证以A、B、地球所组成的系统机械能守恒的表达式为(用题目所给物理量的符号表示);(2)由于光电门所测的平均速度与物体A下落h时的瞬时速度间存在一个差值△v,因而系统减少的重力势能系统增加的动能(选填“大于”或“小于”);(3)为减小上述△v对结果的影响，小明同学想到了以下一些做法，其中可行的是;A.减小挡光片上到光电门的距离hB.增大挡光片的挡光宽度bC.适当减小挡光片的挡光宽度b(4)若采用本装置测量当地的重力加速度g,则测量值真实值(选填“大于”“等于”或“小于”)。三、计算题(共3小题，其中14题10分，15题14分，16题16分，共40分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案不能得分)14.在检测某种汽车性能的实验中，质量为3×10³kg的汽车由静止开始沿平直公路行驶，达到的最大速度为40m/s,利用传感器测得此过程中不同时刻该汽车的牵引力F与对应的速度v,并描绘出如图所示的F-图像(图线ABC为汽车由静止到达到最大速度的全过程，AB、BO均为直线)。假设该汽车行驶过程中所受的阻力恒定，根据图线ABC,求：(1)该汽车的额定功率；(2)该汽车由静止开始运动，经过36s达到最大速度，求其在BC段的位移大小。    15.如图所示，质量m=3kg的小物块以初速度v,=4m/s水平向右抛出，恰好从A点沿着圆弧的切线方向进入圆弧轨道。圆弧轨道的半径为R=3.75m,B点是圆弧轨道的最低点，圆弧轨道与水平轨道BD平滑连接，A与圆心D的连线与竖直方向成37°角，MN是一段粗糙的水平轨道，长度为L=10m,小物块与MN间的动摩擦因数μ=0.1,轨道其他部分光滑.最右侧是一个半径为r的半圆弧轨道，C点是圆弧轨道的最高点，半圆弧轨道与水平轨道BD在D点平滑连接.已知重力加速度g=10m/s²,sin37°=0.6,cos37°=0.8.(1)求小物块经过B点时对轨道的压力大小；(2)若r=0.3m,求小物块通过C点时对轨道的压力大小；(3)若小物块恰好能通过C点，求半圆弧轨道半径r。   16.如图所示，两小滑块A和B的质量分别为ma=1kg和mg=5kg,放在静止于光滑水平地面上的长为L=1m的木板C两端，两者与木板间的动摩擦因数均为μ=0.5,木板C被锁定于地面上静止不动，木板的质量为m=4kg。某时刻A、B两滑块开始相向滑动，初速度大小均为v,=3m/s。重力加速度取g=10m/s²。(1)滑块A、B相遇时的速度各为多大?(2)若滑块A、B碰撞后不再分开，同时木板C解除锁定，请通j过计算说明滑块A、B能否从木板C上滑下。(3)若AB开始滑动时木板C就解除锁定而且AB碰撞后不再分开，则整个过程由于滑块A、B和木板C之间的摩擦产生的总热量是多少?2022-2023学年第一学期第一次月考高三年级物理试题参考答案1-5：ADCCD          6-7：BB     8、CD  9、AB   10、AC         11、BC12【答案】（1）<（2分）；（2）（3分）；（3）（3分）13【答案】①. （2分）    ②. 大于（2分）    ③. C（2分）    ④. 小于（2分）14【答案】(1)8×104W；(2)115m（说明：12，13题表达式化简了的同样给分，但必须是题中给出的物理量符号表示！）【详解】(1)当达到最大速度时，牵引力为（1分）由平衡条件可得（1分）由公式（1分）得额定功率（1分）(2)匀加速运动的末速度（1分）代入数据解得汽车由A到B做匀加速运动的加速度为（1分）设汽车由A到B所用时间为t1，由B到C所用时间为t2、位移为x，则（1分）t2=36s-5s=31s（1分）B点之后，对汽车由动能定理可得（1分）代入数据可得x=115m（1分） 15【答案】（1）62N；（2）50N；（3）0.4m【详解】（1）物块做平抛运动到A点时，根据平抛运动的规律有（1分）解得（1分）小物块经过A点运动到B点，根据机械能守恒定律有（1分）小物块经过B点时，有（1分）解得（1分）根据牛顿第三定律，小物块对轨道的压力大小是62N（1分）（2）小物块由B点运动到C点，根据动能定理有（1分）在C点，由牛顿第二定律得（1分）代入数据解得FNC=50N（1分）根据牛顿第三定律，小物块通过C点时对轨道的压力大小是50N （1分）（3）小物块刚好能通过C点时，根据（1分）小物块从B点运动到C点的过程，根据动能定理有（2分）代入数据解得r=0.4m（1分） 16【答案】（1）2m/s,2m/s；（2）不能从板C上滑下；（3）【详解】（1）在A、B在碰前加速度大小相等，（1分）A、B发生位移大小相等，（1分）且（1分）A、B碰前速度大小相等，（2分）（2）A、B碰撞过程中有（1分）碰后AB一起向前减速，板C则向前加速，若三者能够共速，且发生的相对位移为对ABC系统由有（1分）（1分）解得或（1分）因为，所以AB不能从板C上滑下（2分）（3）对C分析A、B相遇时有，A、B相遇时A与C的相对位移大小（1分）A、B相遇时B与C的相对位移（1分）A、B相遇后（1分）（1分）A、B与C因摩擦产生的热量为或（1分）（说明：用运动学求出相对位移，再求出摩擦产热，结果正确同样给分！结果写成分式正确同样给分！）