湖南省湘西州七县一市2023届高三物理上学期质量检测试卷（Word版附解析）

高三物理试卷

注意事项：

1.答题前，考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。

2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。

3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。

4.本试卷主要考试内容：人教版必修第一、二册，选择性必修第一册。

一、选择题：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. 立定跳远的动作分解图如图所示，图甲为人从地面起跳的动作，图乙、丙为人在空中的动作，图丁为人的落地动作，不计空气阻力，下列说法正确的是（　　）

A. 图甲中，地面对人的摩擦力向右

B. 图乙中，人处于平衡状态

C. 图丙中，人处于超重状态

D. 图丁中，地面对人的支持力大于人对地面的压力

【答案】A

【解析】

【详解】A．人起跳时，脚相对于地面的运动趋势向左，人受到地面的摩擦力向右，故A正确；

B．图乙为人在空中上升过程，只受重力，处于完全失重状态，故B错误；

C．图丙为人在空中下降过程，只受重力，处于完全失重状态，故C错误；

D．地面对人的支持力与人对地面的压力是作用力与反作用力，大小相等、方向相反，故D错误。

故选A。

2. 环保人员在进行环保检查时发现，一根排污管道正在水平排出大量污水。已知排污管道排出污水的初速度大小为，管道口距水面的高度为h，污水的水平射程为L，则当地的重力加速度大小为（　　）

A.  B.  C.  D.

【答案】B

【解析】

【详解】排出污水做平抛运动，水平方向有

竖直方向有

联立解得

故B正确，ACD错误。

故选B。

3. 一列沿x轴正方向传播的简谐横波在时刻的波形图如图所示，时平衡位置在处的质点Q第一次到达波谷，则平衡位置在处的质点P下次到达波峰的时刻为（　　）

A.  B.  C.  D.

【答案】C

【解析】

【详解】由题意可知，当时，平衡位置在处的质点Q第一次到达波谷，结合题图可知，从到这一秒的时间，P处的波传播到了Q处，有

解得

再根据波速公式有

解得

由题意可知从是，质点P在波谷，则到达波峰，需要半个周期，即

所以，质点P到达波峰时为。

故选C。

4. 如图所示，长为L的轻绳上端固定在O点，下端系一可看成质点的小球，在O点正下方的P点固定一颗小钉子。现将小球拉到A点，轻绳被拉直，然后由静止释放，B点是小球摆动的最低点，C点是小球能够到达左侧的最高点。小球第一次向左摆动的过程中，从A点到B点所用时间为t，从B点到C点所用时间为，，则OP的长度为（　　）

A.  B.  C.  D.

【答案】D

【解析】

【详解】由于，则小球的运动满足简谐运动条件，则从A点到B点有

从B点到C点有

解得

故选D。

5. 如图所示：地球可看作质量分布均匀、半径为R的球体，地球内部的a点距地心的距离为r，地球外部的b点距地心的距离为2r，2r>R。已知质量分布均匀的球壳对壳内物体的引力为零，忽略地球的自转，则a、b两点的重力加速度大小之比为（　　）

A.  B.  C.  D.

【答案】C

【解析】

【详解】设地球密度为ρ，根据题意可知a点距地心距离为r，且小于R，则只有半径为r的球体对其产生万有引力，则根据黄金代换可得

解得

b点距地心的距离为2r，则根据黄金代换可得

解得

则

故C正确，故选C。

6. 如图所示，质量为0.7kg的带孔小球穿在光滑的固定水平杆（足够长）上，长度为0.8m的轻质细线上端与小球连接，下端悬挂一质量为0.7kg的木块，质量为0.02kg的子弹沿水平方向以160m/s的速度射入木块，以20m/s的速度水平射出木块，小球和木块均可视为质点，取重力加速度大小，则水平杆对小球的最小作用力为（　　）

A. 8N B. 9N C. 10N D. 11N

【答案】A

【解析】

【详解】令m1、m2和m3分别表示子弹、木块和小球的质量，v0表示子弹射入木块前的速度，v1和v2分别表示子弹射出木块时子弹和木块的速度，根据动量守恒定律有

解得

木块获得速度后，对木块和小球组成的系统分析，系统水平方向动量守恒，当木块摆动小球右下侧最高点时与小球具有相同的水平速度v，根据动量守恒定律有

解得

设木块上升的高度为h，根据机械能守恒定律有

解得

令l表示细线长度，则此时细线与水平方向的夹角的正弦值为

解得

设此时细线拉力大小为T，对木块和小球在水平方向上根据牛顿第二定律分别有

可知ax和ax′大小相等、方向相反，所以此时木块相对小球的加速度的水平分量大小为

设此时木块相对小球的加速度的竖直分量大小为，则

因为小球在竖直方向上始终平衡，所以木块相对小球的竖直分运动等同于相对地面的竖直分运动，则对木块在竖直方向上根据牛顿第二定律有

解得

木块绕小球做圆周运动，木块上升到最高点时相对小球的线速度为零，此时细线拉力最小，水平杆对小球的作用力最小，为

故选A。

二、选择题：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. 火车速度的提高易使外轨受损，提速后为解决火车转弯时对外轨的磨损问题，下列可行的措施有（    ）

A. 减小弯道半径 B. 增大弯道半径

C. 适当减小内、外轨道的高度差 D. 适当增大内、外轨道的高度差

【答案】BD

【解析】

【详解】火车转弯时为减小外轨所受压力，可使外轨略高于内轨，使轨道形成斜面，若火车速度合适，内外轨均不受挤压。此时，重力与支持力的合力提供向心力，如图所示

当火车速度增大时，应适当增大转弯半径或增加内外轨道的高度差。
故选BD。

8. 如图所示，一束光照射到底面有涂层的平行玻璃砖上表面，经下表面反射后从玻璃砖上表面折射出光线a、b。关于光线a、b，下列说法正确的是（　　）

A. a光在玻璃砖中的传播速度较小 B. 玻璃砖对b光的折射率较大

C. 出射光线a、b一定平行 D. 在真空中，a光的波长较长

【答案】AC

【解析】

【详解】AB．作出光路图如图所示

根据光路图可知，光线进入玻璃砖时，玻璃对a光的偏折程度大于b光，所以玻璃对a光的折射率大于b光，根据

可知，在玻璃中，a光的传播速度小于b光的传播速度，故A正确，B错误；

C．因为a、b两光在上表面的折射角与反射后在上表面的入射角分别相等，根据折射定律可知出射后折射角等于开始时的入射角，所以出射光线一定平行，故C正确；

D．玻璃对a光的折射率大于b光，则a光的频率大于b光的频率，根据

可知a光的波长小于b光的波长，故D错误。

故选AC。

9. 甲同学在马路上匀速步行时经过路边的一辆电动车，1.5s后乙同学启动电动车，两者运动的v-t图像如图所示，下列说法正确的是（　　）

A. 乙同学启动电动车时的加速度大小为

B. 0~3.5s内甲、乙两同学间的最大距离为2m

C. 时乙同学追上甲同学

D. 乙同学追上甲同学时的加速距离为4.5m

【答案】BD

【解析】

【详解】A．v-t图像斜率表示加速度，所以乙同学启动电动车时的加速度大小为

故A错误；

B．由图可知0~3.5s内，t=2.5s时刻甲、乙速度相同，此时两同学间距离最大，又因为v-t图像与坐标轴所围的面积表示位移，所以最大距离为

故B正确；

C．设t时刻乙同学追上甲同学，根据位移关系有

解得

（另一解t=0.5s不合实际，舍去）

故C错误；

D．乙同学追上甲同学时的加速距离为

故D正确。

故选BD。

10. 一辆玩具赛车在水平直跑道上由静止开始以800W恒定功率加速前进，玩具赛车瞬时速度的倒数和瞬时加速度a的关系图像如图所示，已知玩上赛车在跑道上运动时受到的阻力大小不变，玩具赛车从起点到终点所用的时间为30s，玩具赛车到达终点前已达到最大速度。下列说法正确的是（　　）

A. 玩具赛车的质量为10kg

B. 玩具赛车所受的阻力大小为40N

C. 玩具赛车的速度大小为10m/s时的加速度大小为2m/s2

D. 起点到终点的距离为500m

【答案】BCD

【解析】

【详解】AB．由牛顿第二定律

可知赛车做加速度逐渐减小的加速直线运动，整理得

所以图像斜率恒定为

与纵轴的截距为

结合图像可得

代入P=800W解得

m=20kg

f=40N

选项A错误，B正确；

C．将v=10m/s代入解得

a=2m/s2

选项C正确；

D．达到最大速度时有

F=f=40N

又

P=Fvmax=800W

解得

vmax=20m/s

从起点到终点根据动能定理有

解得

x=500m

选项D正确。

故选BCD。

三、非选择题：本题共5小题，共56分。

11. 在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中：

（1）某同学利用图甲所示的装置进行实验，下列操作正确的是______。

A.选用轻质小车

B.无须调整长木板的倾斜程度

C.把钩码更换成质量更小砝码盘和砝码

D.调节定滑轮使牵引小车的细线始终与桌面保持平行

（2）该实验运用的思想方法与下列实验相同的是______。

A.图乙：探究两个互成角度的力的合成规律

B.图丙：探究作用力与反作用力的关系

C.图丁：探究向心力与质量、角速度、半径的关系

（3）图戊为实验中打出的一条纸带，已知打点计时器接在频率为50Hz的交流电源上。打点计时器打下P点时，小车的速度大小为______m/s；小车运动的加速度大小为______。（结果均保留三位有效数字）

【答案】    ①. C    ②. C    ③. 0.480（0.470～0.490）    ④. 2.56（2.50～2.60）

【解析】

【分析】本题考查“探究加速度与力、质量的关系”实验，目的是考查学生的实验能力。

【详解】（1）[1]ABC．做“探究加速度与力、质量的关系”的实验时，需要平衡摩擦力，需要将长木板安装打点计时器的一端适当垫高而平衡摩擦，小车的质量应远大于悬挂物的质量，所以不能更换轻质小车，需把钩码更换成质量更小的砝码盘和砝码，故AB错误，C正确；

D．实验过程中连接砝码盘和小车的细线应跟长木板始终保持平行，故D错误。

故选C。

（2）[2]“探究加速度与力、质量的关系”实验的思想方法是控制变量法，与“探究向心力与质量、角速度、半径的关系”的思想方法相同，“探究两个互成角度的力的合成规律”的思想方法是等效替代法，“探究作用力与反作用力的关系”的思想方法是归纳演绎法。

选思想方法相同的，故选C。

（3）[3]根据匀变速直线运动中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度， P点小车的速度大小为

因图中读数存在一定误差，故结果在0.470～0.490m/s范围均正确。

[4]以图中前四小段作为一大段，后四小段作为一大段，根据逐差法得小车运动的加速度大小

因图中读数存在一定误差，故结果在2.50～2.60m/s2范围均正确。

12. 某同学利用水平放置的气垫导轨和光电门“验证机械能守恒定律”，装置如图所示，已知滑块的质量为M，钩码的质量为m，重力加速度大小为g。测得遮光条的宽度为d，光电门A、B之间的距离为l，滑块通过光电门AB的时间分别为t1、t2。

（1）滑块通过光电门A时的速度大小=___________（用相关物理量的符号表示）。

（2）要验证系统机械能守恒，需要_________和__________在误差范围内相等。（均用相关物理量的符号表示）

（3）根据实验数据发现钩码重力势能的减少量大于系统动能的增加量，是因为___________。

【答案】    ①.     ②.     ③.     ④. 实验过程中存在阻力，导致动能减少

【解析】

【详解】（1）[1]滑块通过光电门A时的速度大小

（2）[2][3]滑块通过光电门B时的速度大小

减少的势能为

增加的动能为

要验证系统机械能守恒，需要和在误差范围内相等。

（3）[4]实验过程中存在阻力，导致动能减少。

13. 如图所示，质量m=1kg的物块静止在粗糙平台上的A点，一与水平方向成θ角、F=10N的恒力在物块上作用t=2s后撤去，最终物块停在了B点。已知物块与平台间的动摩擦因数μ=0.5，sinθ=0.6，取重力加速度大小g=10m/s2，求：

（1）撤去恒力F时物块的速度大小v；

（2）A、B两点间的距离x。

【答案】（1）12m/s；（2）26.4m

【解析】

【详解】（1）施加F阶段，根据牛顿第二定律

联立解得

所以撤去力时物块的速度为

（2）施加力F阶段，物块发生的位移为

撤去力后，物块运动的加速度为

物块发生的位移为

所以A、B两点间的距离为

14. 如图所示，质量kg的滑块与质量kg的带挡板的木板用弹簧拴接在一起，起初弹簧处于原长，它们一起以m/s的速度在足够大的水平地面上向右运动，之后木板与静止的、质量kg的小球发生弹性碰撞，碰撞时间极短，弹簧始终处于弹性限度内，忽略一切摩擦，求：

（1）碰后小球的速度大小v；

（2）弹簧第一次压缩过程中对木板的冲量I。

【答案】（1）6m/s；（2），方向向右

【解析】

【详解】（1）设木板与小球碰撞后的速度大小为，则有

解得

m/s

（2）设弹簧压缩至最短时滑块和木板的速度均为，则有

解得

方向向右。

15. 如图所示，带孔物块A穿在竖直固定细杆上，不可伸长的轻质柔软细绳一端连接物块A，另一端跨过轻质定滑轮连接物块B，用手将物块A向上移动到与定滑轮等高处由静止释放后，两物块开始在竖直方向上做往复运动。已知物块A的质量为m，物块B的质量为2m，定滑轮到细杆的距离为L，细绳的长度为2L，重力加速度大小为g，忽略一切阻力，定滑轮大小不计，两物块均可视为质点，求：

（1）物块B与定滑轮间的最小距离d；

（2）物块A、B处于同一高度时系统的总动能；

（3）物块A、B的总动能最大时物块B的动能。

【答案】（1）；（2）；（3）

【解析】

【详解】（1）释放瞬间系统总动能为零，物块B与定滑轮间的距离最小时，系统总动能又为零，因此物块A减少的重力势能等于物块B增加的重力势能，设物块B与定滑轮间的距离最小时定滑轮左侧细绳与水平方向所成的角为，有

 解得

（2）设物块A、B处于同一高度时定滑轮左侧细绳与水平方向所成的角为，有

解得

（3）设定滑轮左侧细绳与水平方向所成的角为时，物块B的速度大小为，物块B的动能为，则有

令

显然k为第一象限内单位圆上的点与定点连线的斜率，如图所示，易得k的最大值为，此时

解得