2022-2023学年湖南省湘阴县知源高级中学高三上学期第二次月考物理试题含解析

  湘阴县知源高级中学2023届高三第二次月考

物理科试卷

满分：100分   考试时量：75分钟

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. 关于公式，下列说法正确的是（　　）

A. 运动物体的速度变化量∆v越大，加速度a越大

B. 运动物体的加速度a的方向与其初、末速度的方向无关，只与∆v的方向有关

C. 运动物体的加速度又叫做速度的变化率

D. 运动物体的加速度不变时，物体可能做加速运动，也可能做减速运动

【答案】CD

【解析】

【详解】A．运动物体的速度变化量∆v越大，加速度a不一定越大，还与时间有关，A错误；

B．公式是矢量方程，加速度a的方向与速度变化量∆v方向相同，但是加速度的方向与速度变化的方向无关，即运动物体的加速度a的方向与其初、末速度的方向无关以及∆v的方向均无关，B错误；

C．加速度的大小在数值上等于单位时间内速度变化量的大小，又叫做速度的变化率，C正确；

D．运动物体加速度不变时，若加速度与速度同向，则物体做加速运动，若加速度和速度反向，则物体做减速运动，D正确。

故选CD。

2. 一个物体沿直线运动，从t=0时刻开始，物体的的图象如图所示，图线与纵、横坐标轴的交点坐标分别为0.5m/s和-1s，由此可知（　　）

A. 物体做匀减速直线运动 B. 物体做变加速直线运动

C. 物体加速度大小为0.5m/s2 D. 物体的初速度大小为0.5m/s

【答案】D

【解析】

【详解】由位移时间公式

变形得

根据图像有

可得

v0=0.5，

解得

v0=0.5m/s，a=1m/s2

可知物体的加速度方向与速度方向相同，且加速度的大小不变，故物体做匀加速直线运动，故选D。

3. 如图所示，小车沿水平面做直线运动，小车内粗糙底面上有一物块被一拉伸弹簧拉着，小车向右做加速运动．若 小车向右的加速度增大，物块始终相对小车静止，则物块所受摩擦力 F1和车右壁受弹簧的拉力 F2的大小变化可能是（ ）

A. F1先变小后变大，F2不变

B. F1不变，F2一直变大

C. F1先变大后变小，F2不变

D. F1变大，F2先变小后不变

【答案】A

【解析】

【详解】小车向右的加速度增大时，物块始终相对小车静止，弹簧的长度不变，压缩量不变，根据胡克定律可知，车右壁受弹簧的弹力F2的大小不变．当物块初态所受摩擦力F1向左时，对物块，由牛顿第二定律得：F2-F1=ma，a增大，F1变小．随着加速度的增大，当物块相对小车有向左趋势时，所受的静摩擦力向右，则有 F2+F1=ma，a增大，F1变大，所以F1先变小后变大．当物块初态不受摩擦力，或所受摩擦力F1向右时，根据以上分析可知，摩擦力F1变大．

A. F1 先变小后变大，F2 不变，与分析结果相符，故A正确．

B. F1 不变，F2 一直变大，与分析结果不符，故B错误．

C. F1 先变大后变小，F2 不变，与分析结果不符，故C错误．

D. F1 变大，F2 先变小后不变，与分析结果不符，故D错误．

4. 在水平面上有A、B两物体，通过一根跨过定滑轮的轻绳相连，现A物体以v1的速度向右匀速运动，当绳被拉成与水平面的夹角分别为α、β时(如图所示)，B物体的运动速度vB为(绳始终有拉力)(　　)

A.  B.

C.  D.

【答案】D

【解析】

【详解】将物体A的速度分解为使绳右端伸长和逆时针转动两个分量，如图(a)所示，则绳端伸长的速度v′＝v1cosα；同理对物体B，速度分解如图(b)所示，绳端缩短的速度v″＝v′，因此物体B的运动速度vB＝v″/cosβ＝ ，D项正确．

5. 如图所示，足够长的传送带与水平面夹角为θ，以速度v0逆时针匀速转动。在传送带的上端轻轻放置一个质量为m的小木块，小木块与传送带间的动摩擦因数μ<tanθ，则图中能客观地反映小木块的速度随时间变化关系的是（　　）

A.  B.  C.  D.

【答案】D

【解析】

【详解】当小木块刚放到传送带上时，小木块受到沿斜面向下的滑动摩擦力，小木块沿斜面向下做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律

由于

故当小木块与传送带达到共速后，小木块将受到沿斜面向上的滑动摩擦力，小木块继续沿斜面向下做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律

由此可知

故选D。

6. 如图所示，水平面上有两个质量分别为m1和m2的木块1和2，中间用一条轻绳连接，两木块的材料相同，现用力F向右拉木块2，当两木块一起向右做匀加速直线运动时，已知重力加速度为g，下列说法正确的是（    ）

A. 若水平面是光滑的，则m2越大绳的拉力越大

B. 若木块和地面间的动摩擦因数为μ，则绳的拉力为＋μm1g

C. 绳的拉力大小与水平面是否粗糙无关

D. 绳的拉力大小与水平面是否粗糙有关

【答案】C

【解析】

【详解】木块和地面间的动摩擦因数为μ，以两木块整体为研究对象，根据牛顿第二定律

得

以木块1为研究对象，根据牛顿第二定律

得

系统加速度与木块1加速度相同，解得

可见绳子拉力大小与动摩擦因数μ无关，与两木块质量大小有关，即与水平面是否粗糙无关，无论水平面是光滑的还是粗糙的，绳的拉力大小均为

且m2越大绳的拉力越小，C正确。

故选C。

二、选择题：本题共5小题，每小题5分，共25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. 冰壶（Curling）, 又称冰上溜石、掷冰壶,是以队为单位在冰上进行的一种投掷性竞赛项目，被大家喻为冰上的“国际象棋”，为冬奥会比赛项目,它考验参赛者的体能与脑力，展现动静之美、取舍之智慧。在某次比赛中,冰壶投出后做匀减速直线运动，经过20 s停止，已知倒数第3 s内的位移大小为1.0 m，下列说法中正确的是（　　）

A. 冰壶的加速度大小为0.3 m/s2 B. 冰壶的加速度大小为0. 4 m/s2

C. 冰壶第1 s末的速度大小为5.7 m/s D. 冰壶第1 s内的位移大小为7.8 m

【答案】BD

【解析】

【详解】AB．整个过程的逆过程是初速度为0的匀加速直线运动，倒数第3 s内的位移大小为1.0 m，则

代入数据得

a=0.4m/s2

故A错误，B正确；

CD．由速度公式可知初速度为

v0=at0=0.4×20m/s=8m/s

所以在1s末的速度为

v1=v0-at1=8m/s-04×1m/s=7.6m/s

而第1s内的位移

故C错误，D正确。
故选BD。

8. 如图所示，足够长的斜面固定在水平地面上，斜面上有一光滑小球，跨过滑轮的细线一端系住小球，另一端系在竖直弹簧的上端，弹簧的下端固定在地面上。手持滑轮，系统处于平衡状态。若滑轮在手的控制下缓慢向下移动，直到拉着小球的细线与斜面平行，则这一过程中（　　）

A. 弹簧弹力先减小后增大 B. 弹簧弹力逐渐减小

C. 斜面对小球支持力逐渐减小 D. 斜面对小球支持力逐新增大

【答案】BD

【解析】

【详解】在缓慢移动过程中，小球在重力G、斜面对其的支持力和细线上的张力三力的作用下保持动态平衡，故三个力可以构成一个封闭的矢量三角形如图所示

因G大小和方向始终不变，的方向不变，大小可变，的大小、方向都在变，因此可以作出一系列矢量三角形，由图可知，逐渐增大，只能变化到与垂直，故是逐渐变小的，因弹簧弹力与是一对平衡力，则弹簧弹力逐渐减小，选项BD正确，AC错误。

故选BD。

9. 水车是我国劳动人民利用水能的一项重要发明。下图为某水车模型，从槽口水平流出的水初速度大小为，垂直落在与水平面成30°角的水轮叶面上，落点到轮轴间的距离为R。在水流不断冲击下，轮叶受冲击点的线速度大小接近冲击前瞬间水流速度大小，忽略空气阻力，有关水车及从槽口流出的水，以下说法正确的是（　　）

A. 水流在空中运动时间为 B. 水流在空中运动时间为

C. 水车最大角速度接近 D. 水车最大角速度接近

【答案】BC

【解析】

【详解】AB．水流垂直落在与水平面成30°角的水轮叶面上水平方向速度和竖直方向速度满足

解得

故B正确，A错误；

CD．水流到水轮叶面上时的速度大小为

根据

解得

故C正确，D错误。

故选BC。

10. 2021年6月17日，神舟十二号载人飞船与天和核心舱完成对接，航天员聂海胜、刘伯明、汤洪波进入天和核心舱，标志着中国人首次进入了自己的空间站。对接过程的示意图如图所示，天和核心舱处于半径为r3的圆轨道Ⅲ；神舟十二号飞船处于半径为r1的圆轨道Ⅰ，运行周期为T1，通过变轨操作后，沿椭圆轨道Ⅱ运动到B点与天和核心舱对接。则下列说法正确的是（　　）

A. 神舟十二号飞船在轨道Ⅰ上运动时将不受重力的作用

B. 神舟十二号飞船沿轨道Ⅱ运行的周期为

C. 神舟十二号飞船沿轨道Ⅰ运行的周期大于天和核心舱沿轨道Ⅲ运行的周期

D. 正常运行时，神舟十二号飞船在轨道Ⅱ上经过B点的加速度大于在轨道Ⅲ上经过B点的加速度

【答案】B

【解析】

【详解】A．神舟十二号飞船在轨道Ⅰ上运动时仍受重力作用，只是因为重力全部用来提供向心力而处于完全失重状态，故A错误；

B．根据开普勒第三定律得

又

联立解得

故B正确；

C．根据

得

可知神舟十二号飞船沿轨道Ⅰ运行的周期小于天和核心舱沿轨道Ⅲ运行的周期，故C错误；

D．根据

得

可知正常运行时，神舟十二号飞船在轨道Ⅱ上经过B点的加速度等于在轨道Ⅲ上经过B点的加速度，故D错误。

故选B。

11. 如图所示，质量为M的楔形物体ABC放置在墙角的水平地板上，BC面与水平地板间的动摩擦因数为，楔形物体与地板间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力。在楔形物体AC面与竖直墙壁之间，放置一个质量为m的光滑球体，同时给楔形物体一个向右的水平力，楔形物体与球始终处于静止状态。已知AC面倾角，，重力加速度为g，则（　　）

A. 楔形物体对地板的压力大小为Mg

B. 当时，楔形物体与地板间无摩擦力

C. 向右的水平力F的最小值一定是零

D. 向右的水平力F的最大值为

【答案】BD

【解析】

【详解】A．将M、m视为一个整体可知，楔形物体对地板的压力大小为，故A错误；

B．球体对AC面的弹力大小为

当

时，楔形物体水平方向上受到的合力为零，没有运动趋势，摩擦力为零。故B正确；

C．斜面体受到的最大静摩擦力

当水平向右的外力最小（设为）时，斜面体可能有向左运动趋势，当

时

当

时

故C错误；

D．当水平向右的外力最大（设为）时，斜面体有向右运动趋势，由平衡条件有

解得

故D正确。

故选BD。

三、填空题：第12题6分，第13题9分，每空3分，共15分。

12. 在“研究平抛运动”实验中，以小钢球离开轨道末端时球心位置为坐标原点O，建立水平与竖直坐标轴。让小球从斜槽上离水平桌面高为h处静止释放，使其水平抛出，通过多次描点可绘出小球做平抛运动时球心的轨迹，如图所示。在轨迹上取一点A，读取其坐标（x0，y0）。

（1）下列说法正确的是______。

A．实验所用斜槽应尽量光滑

B．画轨迹时应把所有描出的点用平滑的曲线连接起来

C．求平抛运动初速度时应读取轨迹上离原点较远的点的数据

（2）根据题目所给信息，小球做平抛运动的初速度大小v0＝______。

A．      B．     C．x0       D．x0

【答案】    ①. C    ②. D

【解析】

【详解】（1）[1]A．只要小球从斜槽同一位置由静止释放，小球做平抛运动从初速度就相同，实验所用斜槽应不必光滑，故A错误；

B．画轨迹时应舍掉误差较大的点，把尽可能多的描出的点用平滑的曲线连接起来，故B错误；

C．为减小实验误差，求平抛运动初速度时应读取轨迹上离原点较远的点的数据，故C正确。

故选C。

（2）[2]小球做平抛运动，设运动时间为，水平方向

竖直方向

解得

故选D。

13. 在探究“物体质量一定时，加速度与力的关系”实验中，小方同学做了如图甲所示的实验改进，在调节桌面水平后，添加了力传感器来测细线中的拉力。

①实验时，下列说法正确的是______。

A．需要用天平测出砂和砂桶的总质量

B．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，同时记录拉力传感器的示数

C．使用电磁打点计时器时应选用220V的交流电源

D．为减小误差，实验中一定要保证砂和砂桶的质量远小于小车的质量

②由实验得到小车的加速度a与力传感器示数F的关系如图乙所示。则小车运动过程中所受的阻力Ff＝______N，小车的质量M＝______kg（保留两位有效数字）；

【答案】    ①. B    ②. 2.0    ③. 3.0

【解析】

【详解】①[1]A．实验中用力传感器来获取小车受到细线的拉力，则不需要测出砂和砂桶的总质量，故A错误；

B．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，同时记录拉力传感器的示数，故B正确；

C．电磁打点计时器使用的是电压约为8V的交流电源，故C错误；

D．实验中用力传感器来获取小车受到细线的拉力，则不用保证砂和砂桶的质量远小于小车的质量，故D错误。

故选B。

②[2][3]根据牛顿第二定律有

可得

结合图乙可得

可得，小车的质量为

结合图像，当时有

四、计算题，第14题8分，第15题14分，第16题14分，共36分。要有必要的文字说明。

14. 如图所示，在抗震救灾中，一运送救灾物资的直升机沿水平方向匀速向左飞行。已知物资的总质量为m，吊运物资的悬索与竖直方向成θ角。设物资所受的空气阻力为F阻，悬索对物资的拉力为FT，重力加速度为g，则：

（1）物资所受空气阻力F阻为多大？

（2）悬索对物资的拉力FT为多大？

【答案】（1）；（2）

【解析】

【详解】（1）对物资受力分析如图所示

由合成法解得，空气阻力大小为

（2）拉力大小为

15. 某运动员做跳伞训练，他从悬停在空中的直升机上由静止跳下，跳离直升机一段时间后打开降落伞减速下落，他打开降落伞后的速度—时间图线如图甲所示。降落伞用8根对称的绳悬挂运动员，每根绳与中轴线的夹角均为37°，如图乙所示。已知运动员的质量为50kg，降落伞质量也为50kg，不计运动员所受的阻力，打开伞后伞所受阻力f与速度v成正比，即f=kv（g取10 m/s2，取cos 37°=0.8，sin 37°=0.6）。求：

（1）打开降落伞前运动员下落的距离；

（2）阻力系数k和打开伞瞬间的加速度a的大小；

（3）每根绳能够承受的最小拉力。

【答案】（1）20m；（2）200N·m/s，30m/s2，方向竖直向上；（3）312.5N

【解析】

【详解】（1）打开降落伞前运动员做自由落体运动，根据速度与位移公式得

（2）由题图甲可知，当速度等于5m/s时，运动员与降落伞做匀速运动，受力平衡，则

刚打开降落伞瞬间，根据牛顿第二定律得

（3）设每根绳的拉力为T，以运动员为研究对象，根据牛顿第二定律得

解得

所以每根绳能够承受的拉力至少为312.5N。

16. 如图所示，半径R=0.4m的圆盘水平放置，绕竖直轴OO′匀速转动，在圆心O正上方=0.8m高处固定一水平轨道PQ，转轴和水平轨道交于O′点。一质量m=2kg的小车（可视为质点），在F=6N的水平恒力作用下（一段时间后，撤去该力），从O′左侧x0=2m处由静止开始沿轨道向右运动，当小车运动到O′点时，从小车上自由释放一小球，此时圆盘半径OA与轴重合。规定经过O点水平向右为轴正方向，小车与轨道间的动摩擦因数μ=0.2，g取10m/s2，求：

（1）为使小球刚好落在A点，圆盘转动的角速度应为多大？

（2）现在A点放一物体，其质量为1kg，通过一根最大拉力为（10π2-5）N的绳子与圆盘圆心O点连接，当圆盘角速度为（1）问中最小值时，为使绳子不拉断，问物体与圆盘的动摩擦因数μ′最小应为多大？

（3）为使小球能落到圆盘上，求水平拉力F作用的距离范围？

【答案】（1）；（2）；（3）

【解析】

【分析】

【详解】（1）小球离开小车后，由于惯性将以离开小车时的速度作平抛运动，竖直反向有

解得

为使小球刚好落在A点则应满足

解得

（2）最小角速度为

ω=5π

由牛顿第二定律得

f+T=mRω2

当f、T分别取最大值时，有最小值，有

解得

（3）①当球落到O点时，有

又

根据运动学公式得

F撤去后，做匀减速运动，有

依题意得

x1+x2=2m

联立得

②当球落到A点时，有

F撤去后，做匀减速运动，有

依题意得

x1+x2=2m

联立得

故水平拉力F作用的距离范围