2023届河南省南阳市第一中学校高三上学期第二次月考物理试卷 含答案

南阳一中2023届高三第二次月考

物理试题

一、单选题

1．牛顿是经典力学的奠基人，牛顿三定律是物理学乃至自然科学中第一个完整的理论体系，它把天地间万物的机械运动规律概括在一个严密的统一理论之中，这是人类认识自然的历史中第一次理论大综合。牛顿力学是经典物理学和天文学的基础，也是现代工程力学及与之有关的工程技术的理论基础。下列说法正确的是（　　）

A．牛顿通过理想斜面实验得出力是改变物体运动状态的原因

B．牛顿第一定律又被称为惯性定律，物体的速度越大，惯性越大

C．伽利略和笛卡尔的思想观点对牛顿第一定律的建立做出了基础性的贡献

D．牛顿第三定律指出先有作用力，后有反作用力

2．一物体做匀加速直线运动，第4s内的位移是14m，第5s内的位移是18m，下列说法中正确的是　　

A．第4秒内的平均速度是 B．第5s初的瞬时速度是

C．物体的初速度不为零 D．物体运动的加速度是

3．为达成我国在2060年前实现碳中和的宏伟目标，国家大力提倡绿色能源和绿色交通等项目。现有一质量为m的某品牌新能源汽车在水平路面上进启动测试，已知测试时保持功率恒定，经过时间t汽车速度恰好达到最大速度v，此过程汽车位移为x，汽车所受阻力大小不变。则在该过程中（　　）

A．汽车的功率大小为

B．汽受到的阻力小为

C．速度为时，汽车发动机牵引力大小为

D．速度为时，汽车的加速度大小为

4．如图所示，开口向下的“┍┑”形框架，两侧竖直杆光滑固定，上面水平横杆中点固定一定滑轮，两侧杆上套着的两滑块用轻绳绕过定滑轮相连，并处于静止状态，此时连接滑块A的绳与水平方向夹角为θ，连接滑块B的绳与水平方向的夹角为2θ，则A、B两滑块的质量之比为（ ）

A．2sinθ：1 B．2cosθ：1 C．1：2cosθ D．1：2sinθ

5．如图所示，在光滑的水平桌面上静止两个等大的小球，其质量分别为、，其中间夹着一个被锁定的压缩轻弹簧（弹簧与两球不相连），弹簧具有的弹性势能。现解除锁定，球m脱离弹簧后滑向与水平面相切、半径为竖直放置的光滑半圆形固定轨道，g取。则下列说法正确的是（　　）

A．两球刚脱离弹簧时，球m获得的动能比球M小

B．球m在运动达到轨道最高点速度大小为

C．球m经过半圆形轨道的最低点和最高点时，对轨道的压力差为

D．球m离开半圆形轨道后经过落回水平地面

6．一块木板AB倾斜放置，开始时斜面倾角为在木板上端B点以初速度水平抛出一个小球，小球恰好落在A点，若将木板斜面倾角调为，仍将小球在B点水平抛出，要使小球仍落在A点，则小球抛出的初速度大小为（，）（　　）

A． B． C． D．

7．如图所示，、两绳系一质量为的小球，绳长，两绳的另一端分别固定于轴的、两处，两绳拉直时与竖直轴的夹角分别为和。小球在水平面内做匀速圆周运动时，若两绳中始终有张力，小球的角速度可能是（）（　　）

A． B． C． D．

8．两个等量同种电荷固定于光滑水平面上，其连线的中垂线上有A、B、C三点，如图所示．一个比荷为的小物块从该水平面内的C点静止释放，其运动的v-t图象如图所示，其中B点处为整条图线切线斜率最大的位置（图中标出了该切线）．则下列说法中正确的是（    ）

A．在A、B、C三点中，B点电场强度最大，其电场强度E=1V/m

B．由C到A的过程中，物块的电势能先增大后减小

C．由C到A的过程中，电势逐渐升高

D．A、B两点电势差=5V

9．如图所示，斜面体置于粗糙水平面上，斜面光滑。小球被轻质细线系住放在斜面上，细线另一端跨过定滑轮，用力拉细线使小球沿斜面缓慢向上移动一小段距离，斜面体始终静止。则移动过程中（　　）

A．细线对小球的拉力变大 B．斜面对小球的支持力变大

C．斜面对地面的压力变大 D．地面对斜面的摩擦力变小

10．如图所示，平行板电容器的两极板A、B与电池两极相接，一个带正电的小球悬挂在电容器内部，闭合开关S，电容器充电，这时悬线偏离竖直方向夹角为θ，那么（　　）

A．保持开关S闭合，带正电的A板向B板靠近，则θ减小

B．保持开关S闭合，带正电的A板向B板靠近，则θ增大

C．开关S断开，带正电的A板向B板靠近，则θ增大

D．开关S断开，带正电的A板向B板靠近，则θ不变

11．在大型物流货场，广泛的应用传送带搬运货物。如图甲所示，与水平面倾斜的传送带以恒定的速率运动，皮带始终是绷紧的，将m=1kg的货物放在传送带上的A端，经过1.2s到达传送带的B端。用速度传感器测得货物与传送带的速度v随时间t变化的图象如图乙所示。已知重力加速度g=10m／s2，则可知（　　）

A．货物与传送带间的动摩擦因数为0.5

B．A、B两点的距离为2.4m

C．货物从A运动到B过程中，传送带对货物做功的大小为12.8J

D．货物从A运动到B过程中，货物与传送带摩擦产生的热量为4.8J

12．如图所示，真空中有一匀强电场（图中未画出），电场方向与圆周在同一平面内，是圆的内接直角三角形，，O为圆心，半径。位于A处的粒子源向平面内各个方向发射初动能均为、电荷量为的粒子，这些粒子会经过圆周上不同的点，其中到达B点的粒子动能为，到达C点的粒子动能也为。忽略粒子受到的重力和粒子间的相互作用，下列说法正确的是（　　）

A．

B．电场方向由A指向B

C．匀强电场的电场强度大小为1V/cm

D．经过圆周上的所有粒子，动能最大为14eV

二、实验题（14分）

13．为了验证碰撞中的动量守恒和检验两个小球的碰撞是否为弹性碰撞，某同学选取了两个体积相同、质量相差比较大的小球，按下述步骤做了实验：

①用天平测出两小球的质量（分别为m1和m2，且m1>m2）。

②按图示安装好实验器材，将斜槽AB固定在桌边，使斜槽的末端切线水平，将一斜面BC连接在斜槽末端。

③先不放小球m2，让小球m1从斜槽顶端A处由静止开始滚下，记下小球在斜面上的落点位置。

④将小球m2放在斜槽末端边缘处，让小球m1从斜槽顶端A处由静止开始滚下，使它们发生碰撞，分别记下小球m1和m2在斜面上的落点位置。

⑤用毫米刻度尺量出各个落点位置到斜槽末端点B的距离。图中D、E、F点是该同学记下小球在斜面上的落点位置，到B点的距离分别为、、。

根据该同学的实验，回答下列问题：

（1）在不放小球m2时，小球m1从斜槽顶端A处由静止开始滚下，m1的落点在图中的___________点，把小球m2放在斜槽末端边缘处，小球m1从斜槽顶端A处由静止开始滚下，使它们发生碰撞，碰后小球m1的落点在图中的___________点。

（2）若碰撞过程中，动量和机械能均守恒，不计空气阻力，则下列表达式中正确的有___________。

A．m1=m1+m2

B．

C．m1=m1+m2

D．=-

14．某兴趣小组的同学利用如图甲所示的装置验证机械能守恒定律。他们将一根短细忽略不计的轻杆水平固定在铁架台上，用两根等长轻绳共同将小球吊在轻杆上，两根轻绳分别圈定于两点，在小球自然悬垂的位置上安装一个光电门（图中没有画出），光电门接通电源发出的光线与小球的球心在同一水平线上。实验时将小球拉至使其球心与轻杆处于同一水平面处，两轻绳刚好伸直，由静止释放小球，记录小球通过光电门的时间。

（1）该兴趣小组用20分度的游标卡尺测量小球的直径，由图乙可知小球的直径为________。

（2）关于该实验，下列说法中正确的是________；

A．固定小球的两根轻绳一定要互相垂直

B．应选用密度较大的小球做实验

C．必须用天平测出小球的质量

D．若光电门发出的光线高于小球自然下垂的球心位置，小球动能的测量值将偏大

（3）如果测得小球自然下垂时球的下沿到轻杆的垂直距离为L，小球通过光电门的时间为t。若当地重力加速度为g、小球的直径为d，当实验所得数据满足关系式________时，可以验证机械能是守恒的。

（4）若用该装置测量当地重力加速度，小组成员多次改变同一小球自然下垂时球的下沿到轻杆的垂直距离为L，得到多组L和t的数据，建立如图所示的坐标系并描点连线，得出图线与纵轴的交点为，则当地的重力加速度________（用字母b和d表示）

三、解答题（48分）

15（10分）．如图所示，长为的轻绳的一端系在距离水平地面高度为的O点，另一端系一小球（可视为质点），将小球拉至水平（组线伸直）后以大小的速度（其中为重力加速度的大小）竖直下抛。现在O点正下方安装一刀片，使得小球到达最低点时轻绳瞬间被切断，求绳断后小球落地点到O点的水平距离。

16（12分）．已知某卫星在赤道上空的圆形轨道运行，轨道半径为r1，运行周期为T，卫星运动方向与地球自转方向相同，不计空气阻力，万有引力常量为G。求：

（1）地球质量M的大小；

（2）如图所示，假设某时刻，该卫星在A点变轨进入椭圆轨道，近地点B到地心距离为r2，求卫星在椭圆轨道上的周期T1；

（3）卫星在赤道上空轨道半径为r1的圆形轨道上运行，小明住在赤道上某城市，某时刻，该卫星正处于小明的正上方，在后面的一段时间里，小明观察到每两天恰好三次看到卫星掠过其正上方，求地球自转周期T0。

17（12分）．如图所示，ABCD是半径为R的四分之三光滑绝缘圆形轨道，固定在竖直面内。以轨道的圆心O为坐标原点，沿水平直径AC方向建立x轴，竖直直径BD方向建立y轴。y轴右侧（含y轴）存在竖直向上的匀强电场。一质量为m、带电量为+q的小球，从A点由静止开始沿轨道下滑，通过轨道最高点D后，又落回到轨道上的A点处。不考虑小球之后的运动，不计空气阻力，重力加速度为g，求：

(1)小球落回到A点时的速率；

(2)电场强度的大小；

(3)小球从A下滑到电场内的B点时对轨道压力的大小。

18（14分）．如图所示，光滑水平地面上，从左至右依次停放着三辆小车A、B、C。A、C车质量均为m，A车右侧有半径为R的四分之一光滑圆弧轨道，C车左侧有半径也为R的四分之一光滑圆弧轨道。B车质量为，上表面不光滑，且与AC车的圆弧下端相平，长度为5R。A车左侧靠在竖直墙壁上，右侧与B车相切，B、C车相距一段距离。整个轨道处于同一竖直平面内。可视为质点的质量为m的小物块，从距A车圆弧上端，正上方h=4R处无初速下落，恰好落人小车圆弧轨道，然后滑至小车B的上表面，滑行至B车轨道右端处时，小物块速度为，此时B车恰好与C车相碰，瞬间粘在一起。不考虑空气阻力和物块落人圆弧轨道时的能量损失。求：

(1)物块到达A车圆弧轨道最低点P时对轨道的压力；

(2)物块滑上小车C后上升的最大高度；

(3)开始时，B车与C车之间的距离。

南阳一中2023届高三第二次月考物理试题

参考答案

13．     E     D     C

解析：（1）[1]在不放小球m2时，小球m1从斜槽顶端A处由静止开始滚下，m1的落点在图中的E点；

[2]把小球m2放在斜槽末端边缘处，小球m1从斜槽顶端A处由静止开始滚下，使它们发生碰撞，小球m1碰撞过程中受到向后的弹力，速度减小，碰后小球m1的落点在图中的D点。

（2）[3]设斜面的倾角为θ，不放小球m2时，小球m1平抛的初速度为v0，根据平抛运动得

解得

 同理，碰撞后m1和m2平抛的初速度分别为

根据动量守恒定律得

解得

根据机械能守恒定律得

解得

故选C。

14．     9.60     BD         

解析：（1）[1]由图示游标卡尺可知，其精度是0.05mm，可读出小球的直径为

（2）[2]A．固定小球的两根轻绳不必互相垂直，故A错误；

B．为减小空气阻力对实验的影响，应选用密度较大的小球做实验，故B正确；

C．实验需要验证小球重力势能的减少量与动能增加量间的关系，小球质量可以约去，实验不需要用天平测出小球的质量，故C错误；

D．若光电门发出的光线高于小球自然下垂的球心位置，则所测小球的遮光时间偏小，所求小球的速度偏大，小球动能的测量值将偏大，故D正确。

故选BD。

（3）[3]小球经过光电门时的速度大小

小球下摆过程，动能的增量为

小球重力势能的减少量为

如果小球动能的增量等于小球重力势能的减少量，即

整理得若满足

则小球的机械能守恒。

（4）[4]由题意，小组成员多次改变同一小球自然下垂时球的下沿到轻杆的垂直距离为L，若用该装置测量当地重力加速度，有

可得

由图线与纵轴的交点为，可得

则当地的重力加速度

15．

解：设小球到达O点正下方时的速度大小为，在小球从竖直向下抛出到O点正下方的过程中，根据机械能守恒定律有

解得

绳断后，小球做平抛运动，设其做平抛运动的时间为、水平方向的位移大小为，则有

，

联立解得

16．（1）；（2）；（3）

解：（1）卫星做匀速圆周运动

得

（2）根据开普勒第三定律

得

（3）每2T0时间小明与卫星相遇3次，即每时间相遇一次，得

得

17．(1)；(2)；(3)

解：(1)设小球离开D点时的速率为vD，由D落回到A的时间为t，则由平抛运动规律有

解得

小球落回到A时的速率为vA，根据动能定理有

解得

(2)小球从A到D的过程中，根据动能定理有

结合(1)解得

(3)小球通过轨道最低点B处时的速率为vB，轨道对小球的支持力为F，则有

根据合力提供向心力有

解得

由牛顿第三定律可知小球对轨道的压力

答：(1)小球落回到A点时的速率；

(2)电场强度的大小；

(3)小球从A下滑到电场内的B点时对轨道压力的大小。

18．(1)11mg；(2)；(3)

解：(1)设滑块到达最低点时的速度为v0，根据动能定理有

解得

在P点，根据牛顿第二定律有

解得

根据牛顿第三定律得物块到达A车圆弧轨道最低点P时对轨道的压力FN=11mg

(2)设滑块到达B车右端时，B车的速度为v1，BC刚碰后的速度为v2，滑块到达最高点时，车的速度为v3，滑块与B，由动量守恒得

又

联立得

B车与C相碰瞬间，由动量守恒得

解得

对滑块、B车和C组成的系统，由动量守恒得

解得

根据能量守恒得

解处

(3)对滑块和B车，根据能量守恒有

根据速度位移公式有

根据牛顿第二定律有

联立解得