2022-2023学年重庆市永川北山中学高三上学期期中质量监测物理试题含解析

这是一份2022-2023学年重庆市永川北山中学高三上学期期中质量监测物理试题含解析，共23页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验探究题，计算题等内容，欢迎下载使用。

第Ⅰ卷（选择题）
一、单选题（本大题共8小题，每小题4分，共32分）
1. 关于伽俐略对自由落体运动的研究，下列说法中不正确的是（ ）
A. 伽利略认为在同一地点重的物体比轻的物体下落得快
B. 伽利略的斜面实验“冲淡”了重力的作用，便于运动时间的测量
C. 伽利略提出在同一地点所有物体做自由落体运动的加速度都是一样的
D. 伽利略思想方法的核心是把实验和逻辑推理（包括数学推演）和谐地结合起来
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】A．伽利略认为，在同一地点，重的物体和轻的物体应该下落得同样快，故A错误；
B．伽利略采用了斜面实验，“冲淡”了重力的作用，便于运动时间的测量，故B正确；
C．伽利略提出在同一地点所有物体做自由落体运动的加速度都是一样的，故C正确；
D．伽利略思想方法的核心是把实验和逻辑推理（包括数学推演）和谐地结合起来，故D正确．
由于本题选择错误的，故选A。
2. “套圈圈”是小孩喜爱的一种游戏，游戏规则是：游戏者站在界线外从手中水平抛出一个圆形圈圈，落下后套中前方的物体，所套即所得如图所示，小孩站立抛出圈圈并套取了前方一物体，若小孩还想套取后方的另一物体，忽略空气阻力，则以下方法可行的是（ ）
A. 小孩站在同样的位置，以更大的速度抛出圈圈
B. 小孩站在同样的位置，以较小的速度抛出圈圈
C. 小孩下蹲，以等大的速度抛出圈圈
D. 小孩退后一步，以等大的速度抛出圈圈
【答案】A
【解析】
【详解】AB．圈圈做平抛运动，则

小孩还想套取后方的另一物体，如站在同样位置，水平位移x增大，运动时间不变，需增大速度，故A正确，B错误；
C．小孩下蹲，竖直位移减小，运动时间减小，以等大的速度抛出圈圈，则水平位移减小，套不住物体，故C错误；
D．小孩退后一步，水平位移增大，如以等大的速度抛出圈圈，则运动的水平位移小，套不住物体，故D错误。
故选A。
3. 大雾天气，司机以的速度在水平路面上向前行驶，突然发现汽车已开到一个丁字路口，前面处是一条小河，司机可采用紧急刹车或紧急转弯两种方法避险。已知车与地面之间的动摩擦因数为0.6，，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，下列措施中正确的是（ ）
A. 紧急刹车B. 紧急转弯
C. 两种都可以D. 两种都不可以
【答案】A
【解析】
【详解】由题意紧急刹车得位移为
又由牛顿第二定律得
解得
故紧急刹车是安全的的，而紧急拐弯需要很大的向心力，容易发生侧翻是不安全的。
故选A。
4. 中国高速铁路最高运行时速350km，被誉为中国“新四大发明”之一。几年前一位来中国旅行的瑞典人在网上发了一段视频，高速行驶的列车窗台上，放了一枚直立的硬币，如图所示。在列车行驶的过程中，硬币始终直立在列车窗台上，直到列车转弯的时候，硬币才倒下。这一视频证明了中国高铁极好的稳定性。关于这枚硬币，下列判断正确的是（ ）
A. 硬币直立过程中，列车一定做匀速直线运动
B. 硬币直立过程中，一定只受重力和支持力，处于平衡状态
C. 硬币直立过程中，可能受到与列车行驶方向相同的摩擦力作用
D. 列车加速或减速行驶时，硬币都可能受到与列车运动方向相反的摩擦力作用
【答案】C
【解析】
【详解】A．硬币直立过程中，硬币与列车间可能存在一定的摩擦力，列车做匀速直线运动时可以直立，列车在做加速度较小的加速运动时，所需要的摩擦力也会较小，也能使硬币处于直立的状态，故A错误；
B．硬币直立的过程，也可能处于加速运动状态，故不一定处于平衡状态，故B错误；
C．硬币直立过程中，可能受到与列车行驶方向相同的摩擦力作用，故C正确；
D．列车加速时，硬币受到的摩擦力与列车的运动方向相同，列车减速行驶时，硬币受到摩擦力与列车运动方向相反，故D错误。
故选C。
5. 2022年4月16日神舟十三号载人飞船的返回舱在东风着陆场成功着陆。返回舱总质量约为。返回舱在距地面时开始启动降落伞装置，速度减为后在大气中保持这个速度竖直降落。快到地面时，返回舱的四台缓冲发动机开始向下喷气，舱体再次减速，到达地面时速度恰好为0，返回舱降落过的最后一秒的（）图像如图，重力加速度取，对这一秒的描述正确的是（ ）
A. 最后一秒内的平均速度大小为
B. 返回舱距离地面时，缓冲发动机启动
C. 返回舱减速过程中，航天员处于失重状态
D. 四台缓冲发动机共对返回舱提供约为的作用力
【答案】B
【解析】
【详解】A．根据图像与横轴围成的面积表示位移，可知最后一秒内的位移为
则最后一秒内的平均速度大小为
A错误；
B．根据图像与横轴围成的面积表示位移，可得减速过程的位移为
可知返回舱距离地面时，缓冲发动机启动，B正确；
C．返回舱减速过程中，加速度方向向上，航天员处于超重状态，C错误；
D．根据图像，可知返回舱做匀减速的加速度大小为
根据牛顿第二定律可得
解得
D错误。
故选B。
6. 如图所示，一蹦极运动员身系弹性蹦极绳从水面上方的高台下落，到最低点时未接触水面，空气阻力忽略不计，运动员可视为质点，下列说法正确的是（ ）
A. 蹦极绳张紧后的下落过程中，运动员动能一直减小
B. 蹦极绳张紧后的下落过程中，弹性势能一直变大
C. 运动员整个下落过程中，重力势能的减小量大于重力所做的功
D. 运动员整个下落过程中，重力势能的改变量与重力势能零点的选取有关
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】蹦极绳张紧后的下落过程中，开始时弹力小于重力，速度逐渐增大，当弹力等于重力时，速度达到最大，之后弹力大于重力，速度逐渐减小，直到为零，所以动能先变大后变小，弹力一直做负功，弹性势能一直增加，整个下落过程中，重力势能的减小量等于重力所做的功，重力势能的改变量只与高度差有关，与重力势能的零势能点选取没有关系。
故选B。
7. 2021年6月12日，神舟十二号载人飞船与天和核心舱成功对接，对接过程如图所示，天和核心舱处于半径为的圆轨道Ⅲ；神舟十二号飞船处于半径为的圆轨道Ⅰ，运行周期为，当经过A点时，通过变轨操作后，沿椭圆轨道Ⅱ运动到B处与核心舱对接，则神舟十二号飞船（ ）
A. 沿轨道Ⅰ运动到A点的加速度小于沿轨道Ⅱ运动到A点的加速度
B. 在轨道Ⅰ上的速度小于沿轨道Ⅱ运动经过B点的速度
C. 沿轨道Ⅱ运行的周期为
D. 沿轨道Ⅱ从A运动到B的过程中，速度不断增大
【答案】C
【解析】
【详解】A．根据牛顿第二定律可得
解得
由于、都相同，可知沿轨道Ⅰ运动到A点的加速度等于沿轨道Ⅱ运动到A点的加速度，故A错误；
B．根据
解得
由于圆轨道Ⅰ的半径小于圆轨道Ⅲ的半径，可知圆轨道Ⅰ的速度大于圆轨道Ⅲ的速度，如果在轨道Ⅱ运动到B处变轨到轨道Ⅲ需要点火加速，则在轨道Ⅲ上的速度大于沿轨道Ⅱ运动经过B点的速度，可知在轨道Ⅰ上的速度大于沿轨道Ⅱ运动经过B点的速度，故B错误；
C．根据开普勒第三定律可知
解得
故C正确；
D．由开普勒第二定律可知，沿轨道Ⅱ从A运动到B的过程中，速度不断减小，故D错误。
故选C。
8. 如图所示，倾角为α的粗糙斜劈放在粗糙水平面上，物体A放在斜面上，轻质细线一端固定在物体A上，另一端绕过滑轮O1、O2固定在C处。轻质滑轮O2下悬挂物体B，定滑轮与物体A间的细线与斜面平行，系统处于静止状态。做以下调整后，系统仍处于静止状态，且调整过程中斜面与物体A位置不变，不计细线与滑轮间摩擦，下列说法正确的是（ ）
A. 若物体B的质量m增大，斜劈对物体A的摩擦力一定减小
B. 若物体B的质量m增大，地面对斜劈的摩擦力不变
C. 若将悬点C上移，斜劈对物体A的摩擦力一定增大
D. 若将右边的固定杄向左平移一点，地面对斜劈的摩擦力减小
【答案】D
【解析】
【详解】A．对滑轮和物体B进行整体受力分析，如图甲所示
根据平衡条件，有
计算得
当物体B的质量增大时，绳子的拉力增大，由于整个系统处于静止状态，物体A受的摩擦力的方向不确定，所以物体A受的静摩擦力可能减小也可能增大，故A错误；
B．对斜劈与物体A整体受力分析，如图乙所示，当物体B的质量增大，即绳子的拉力增大时，斜劈与地面间摩擦力增大，故B错误；
C．若将悬点C上移，系统仍处于静止状态，绳子夹角不变，即绳子的拉力不变，所以斜劈对物体A的摩擦力不变，故C错误；
D．若将右边的固定杆向左平移一点，系统仍处于静止状态，绳子夹角变小，绳子的拉力变小，对斜劈和物体A整体为研究对象进行受力分析如图乙所示，地面对斜劈的摩擦力减小，故D正确。
故选D。
二、多选题（本大题共3小题，每小题5分，共15分）
9. 质量为m的物块A和质量为2m的物块B相互接触放在水平面上，如图所示。若对A施加水平推力F，使两物块沿水平方向做加速运动。关于A对B的作用力，下列说法正确的是（ ）
A. 若水平面光滑，物块A对B的作用力大小为F
B. 若水平面光滑，物块A对B的作用力大小为
C. 若物块A与水平面、B与水平面的动摩擦因数均为，则物块A对B的作用力大小为
D. 若物块A与水平面、B与水平面的动摩擦因数均为，则物块A对B的作用力大小为
【答案】BD
【解析】
【详解】AB．若水平面光滑，对A和B整体受力分析可知
解得
再对B受力分析，B水平方向只受到A的作用力，由牛顿第二定律可知
解得
故A错误，B正确；
CD．若物块A与水平面、B与水平面的动摩擦因数均为，则对A和B整体受力分析可知
解得
再对B受力分析，B水平方向受到A的作用力和滑动摩擦力，由牛顿第二定律可知
解得
故C错误。D正确。
故选BD。
10. 无动力翼装飞行是运动员穿戴拥有双翼的飞行服装和降落伞设备，从飞机、悬崖绝壁等高处一跃而下，运用肢体动作来掌控滑翔方向，最后打开降落伞落地。若某次无动力翼装飞行从a到b的运动过程可认为是在竖直平面内的匀速圆周运动，如图所示，则从a到b的运动过程中，下列说法正确的是（ ）
A. 运动员所受的合外力为零
B. 运动员处于超重状态
C. 运动员的机械能逐渐减小
D. 运动员所受重力的功率不变
【答案】BC
【解析】
【详解】A．从a到b的运动过程可认为是在竖直平面内的匀速圆周运动，则合外力提供向心力，故A错误；
B．从a到b的运动过程向心加速度方向向上，运动员处于超重状态，故B正确；
C．从a到b的运动过程速率不变，则动能不变，重力势能减小，故运动员的机械能逐渐减小，故C正确；
D．从a到b的运动过程速度方向与重力的方向的夹角逐渐增大，由可知运动员所受重力的功率减小，故D错误。
故选BC。
11. 有一辆新型电动汽车，总质量为1000kg。行驶中，该车速度在14~20m/s范围内保持恒定功率20kW不变。一位同学坐在驾驶员旁边观察车内里程表和速度表，记录了该车在位移120~400m范围内做直线运动时的一组数据如下表，设汽车在上述范围内受到的阻力大小不变，则（ ）
A. 该汽车受到的阻力为1000N
B. 该车速度在14~20m/s范围内可能做匀加速直线运动
C. 位移120~320m过程牵引力所做的功约为
D. 位移120~320m过程经历时间约为14.75s
【答案】AD
【解析】
【详解】A．汽车保持恒定功率，当汽车匀速运动时，牵引力等于阻力，则
故A正确；
B．在14~20m/s范围内，功率不变，由
可知随着速度的增加，汽车牵引力变小，由牛顿第二定律
可知，汽车加速度减小，故B错误；
C．由动能定理可知
解得
故C错误；
D．由
可知
故D正确
故选AD。
第Ⅱ卷（非选择题）
三、实验探究题（本大题共2小题，12题6分，13题9分，共15分）
12. 用如下图所示的实验装置做“验证机械能守恒定律”实验时，将打点计时器固定在铁架台上，使重物带动纸带从静止开始下落。
（1）关于本实验，下列说法正确的是______（填字母代号）。
A．应选择质量大、体积大的重物进行实验
B．释放纸带之前，纸带必须处于竖直状态
C．先释放纸带，后接通电源
（2）实验中，得到如图所示的一条纸带。在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C，测得它们到起始点O（O点与下一点的间距接近2mm）的距离分别为、、。已知当地重力加速度为g，打点计时器的打点周期为T。设重物质量为m。从打O点到B点的过程中，重物的重力势能变化量____，动能变化量______。（用已知字母表示）
【答案】 ①. B ②. ③.
【解析】
【详解】（1）[1]A．为减小空气阻力的影响，实验要选用质量大且体积小的重物做实验，故A错误；
B．为避免纸带与限位孔之间的摩擦，保证纸带沿竖直方向运动，释放纸带前，纸带必须处于竖直状态，故B正确；
C．为充分利用纸带，应先接通电源，后释放纸带，故C错误。
故选B。
（2）[2]从打O点到B点的过程中，重力做正功，重物的重力势能减少，动能增加，则
[3]B点的瞬时速度等于AC段的平均速度，则
则动能变化量为
13. 实验：用如图1所示的装置探究加速度a与F力的关系，带滑轮的长木板水平放置，弹簧测力计固定在墙上。
（1）本实验采用的物理思想方法是（ ）
A．等效替代法 B．控制变量法C．直接比较法 D．理想模型法
（2）实验时，一定要进行的操作是______（填选项前的字母）．
A．小车靠近打点计时器，先接通电源，再释放小车，打出一条纸带，根据纸带的数据求出加速度a，同时记录弹簧测力计的示数F
B．改变小车的质量，打出几条纸带
C．用天平测出沙和沙桶的总质量
D．为减小误差，实验中一定要保证沙和沙桶的总质量远小于小车的质量
（3）在实验中，有同学得到一条打点的纸带，取打点清晰部分做如下标记，如图2所示，已知相邻计数点间还有4个点没有画出来，打点计时器的电源频率为50Hz，则小车加速度的大小为______（结果保留3位有效数字）
（4）实验时，某同学由于疏忽，遗漏了平衡摩擦力这一步骤，他测量得到的图象，可能是______。
【答案】 ①. B ②. A ③. 1.93 ④. C
【解析】
【详解】（1）[1]探究加速度a与F力的关系，要控制小车的质量不变而改变拉力的大小，这种实验采用的思想方法为控制变量法。
故选B。
（2）[2]A．打点计时器运用时，都是先接通电源，待打点稳定后再释放纸带，且小车要靠近打点计时器，探究加速度a与F力的关系，则要记录弹簧测力计的示数F，故A正确；
B．探究加速度a与F力的关系，要控制小车的质量不变，故B错误；
CD．该实验的拉力可以由弹簧测力计测出，不需要用天平测出沙和沙桶的总质量，则不需要使沙和沙桶的总质量远小于小车的质量，故CD错误。
故选A
（3）[3]相邻计数点间还有4个点没有画出来，则相邻计数点间时间间隔为
根据逐差法可得
（4）[4]某同学由于疏忽，遗漏了平衡摩擦力这一步骤，则由牛顿第二定律可知
解得
故选C。
四、计算题（本大题共3小题，14题8分，15题12分，16题18分，共38分）
14. 滑板运动时一项非常刺激的水上运动，研究表明，在进行滑板运动时，水对滑板的作用力的方向垂直于板面，大小为，其中v为滑板的速度大小（水可视为静止）。k为常数，且。如图所示，人在水平牵引力作用下，与滑板一起做匀速直线运动，滑板和水平面的夹角，若人和滑板的总质量为108kg，不计空气阻力，，，，求：
（1）人受到的水平牵引力的大小；
（2）滑板的速度大小。
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）以滑板和运动员为研究对象，受重力、水平牵引力F与水对滑板的作用力，其受力分析如图所示
由共点力平衡条件可得
解得
（2）由于
根据题意可知
解得
15. “霸王级”寒潮来啦！同学，你穿秋裤了吗？近日，重庆市气象局官方号发布消息：中央气象台发布寒潮黄色预警，中国气象局已启动三级应急响应。彩云湖校区，会下雪吗？我们有机会感受赏雪的乐趣吗？让我们先通过计算体验滑雪的魅力吧。如图所示，一位滑雪者，人与装备的总质量为m=75kg，以v0=2m/s的初速度沿山坡匀加速直线滑下，山坡倾角为θ=37°，经t=5s后下滑到水平冰面。在5s内下滑的路程为x=60m。sin37°＝0.6，cs37°＝0.8，求：
（1）滑雪者在斜坡上的加速度a；
（2）滑雪者在斜坡上受到的阻力f；
（3）如果下滑到水平冰面后，滑雪者在运动方向上只受到冰面提供的摩擦阻力，且滑雪者与水平冰面间的动摩擦因数μ2=0.5，那么滑雪者在冰面上再滑行多远才会停下来。
【答案】（1）4m/s2，方向沿斜坡向下；（2）150N，方向沿斜坡向上；（3）48.4m
【解析】
【分析】
【详解】(1)滑雪者在斜坡上向下作匀加速直线运动，由运动学公式得
x=v0t+at2
代值解得
a=4m/s2
方向沿斜坡向下.
(2)滑雪者在斜坡上，由牛顿第二定律得
mgsinθ-f=ma
得
f=mgsinθ-ma=150N
方向沿斜坡向上
(3)设滑雪者滑到斜坡底时速度为v，由运动学公式
v=v0+at=22m/s
滑雪者在水平冰道上作匀减速直线运动，设加速度为a'，由牛顿运动定律
-μ2mg=ma'
得
a'=-5m/s2
由运动学公式

解得滑雪者在冰道上滑行距离
x'=484m
16. 如图，质量为m=1kg的小滑块（视为质点）在半径为R的四分之一光滑圆弧的最高点A，由静止开始释放，它运动到B点时速度为v=2m/s。当滑块经过B后立即将圆弧轨道撤去。滑块在光滑水平面上运动一段距离后，通过换向轨道由C点过渡到倾角为θ=37°、长L=1m的斜面CD上，CD之间铺了一层匀质特殊材料，其与滑块间的动摩擦因数可在0≤μ≤1.5之间调节。斜面底部D点与光滑地面平滑相连，地面上一根轻弹簧一端固定在O点，自然状态下另一端恰好在D点。认为滑块在C、D两处换向时速度大小均不变，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。取g=10m/s2，sin 37°=0.6，cs 37°=0.8，不计空气阻力。
（1）求光滑圆弧的半径R以及滑块经过圆弧B点时对圆弧的压力大小；
（2）若设置μ=0，求滑块从C第一次运动到D的时间及弹簧的最大弹性势能；
（3）若最终滑块停在D点，求μ的取值范围。
【答案】（1）0.2m，30N；（2），8J ；（3）0.125≤μ<0.75或μ=1
【解析】
【详解】（1）从A到B，由动能定理得
mgR＝mv2
代入数据得
R＝0.2m
滑块在B点，受到重力和支持力，在B点，根据牛顿第二定律有
代入数据解得
F＝30N
由牛顿第三定律得
＝30N
（2）在CD间运动，有
加速度
a=gsinθ=6m/s2
匀变速运动规律
得
到D点时滑块速度为
在地面上，滑块压缩弹簧，当滑块动能全部转化弹簧弹性势能时弹簧最大弹性势能
（3）最终滑块停在D点有两种可能∶
a.滑块恰好能从C下滑到D，则有
得到
μ1=1
b.滑块在斜面CD间多次反复运动，最终静止于D点，当滑块恰好能返回C
得到
μ2=0.125
当滑块恰好静止在斜面上，则有
得到
μ3=0.75
所以，当0.125≤μ<0.75，滑块在CD间反复运动，最静止于D。
综上所，μ的取值范围是0.125≤μ<0.75或μ=1
s/m
120
160
200
240
280
320
360
400
14.5
16.5
18.0
19.0
19.7
20.0
20.0
200