河北省石家庄市精英中学2023届高三物理上学期第一次月考试题（Word版附解析）

石家庄精英中学2022-2023学年第一学期第一次考试高三物理试题考生注意：1.本试卷满分100分，考试时间75分钟。2.考生作答时，请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效。第Ⅰ卷一、选择题：本题12小题，共42分。在每小题给出的四个选项中，其中1-9为单选，每题3分10-12题为多选，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。1.下列说法正确的是（）A.质点是忽略物体的大小和质量，把物体看成一个点，是一种理想化模型B.描述物体的运动必须选择地面或静止的物体为参考系C.速度是描述运动物体位置变化快慢的物理量，而加速度是描述物体运动速度变化快慢的物理量D.路程和位移都可以用来表示物体的位置变化【答案】C【解析】【详解】A．质点是忽略物体的大小和形状，把物体看成一个具有质量的点，是一种理想化模型，A错误；B．参考系是假定不动的物体，不是必须选择地面或静止的物体，B错误；C．速度是描述运动物体位置变化快慢的物理量，而加速度是描述物体运动速度变化快慢的物理量，C正确；D．位移用来表示物体的位置变化，而路程是指运动路径的长度，不能描述位置变化，D错误。故选C。2.如图所示为一个质点运动的位移一时间图像，则关于质点在时间内的运动下列说法正确的是（） A.质点做曲线运动B.质点运动的速度方向始终不变C.质点运动的加速度方向始终不变D.质点运动的速度一直在减小【答案】B【解析】【详解】A．位移—时间图像只能表示位移的两个方向，则只能描述直线运动的规律，因此质点一定做直线运动，A错误；B．位移—时间图像斜率的正负表示速度的正负，速度的正负表示速度的方向，由图可知，图线的斜率一直为负，则质点运动的速度方向始终不变，B正确；CD．位移—时间图像的切线斜率表示速度，斜率的绝对值表示速度的大小，可知质点的速度先增大后减小，则加速度方向先与速度方向相同，后与速度方向相反，故C、D均错误．3.下表为一趟T8907次列车的时刻表。依据该表，下列判断正确的是（）站次站名到达时间开车时间停留时间里程1江油起点站16：2302绵阳16：5817：046分钟42公里3德阳17：4617：526分钟96公里4成都18：39终到站157公里A.T8907次列车从江油至成都的位移大小为157kmB.T8907次列车在17：00的瞬时速度为零C.T8907次列车从江油至成都的平均速率约为67D.图表中“16：23”表示的是时间间隔【答案】B【解析】 【详解】A．T8907次列车从江油至成都的路程为157km，故A错误；B．T8907次列车在17：00停在绵阳站台，瞬时速度零，故B正确；C．T8907次列车从江油至成都的平均速率约为故C错误；D．图表中“16：23”表示的是时刻，故D错误。故选B。4.A、B两物体的v-t图像如图所示，下列说法正确的是（）A.B物体3s末运动方向改变，位移方向改变B.A、B两物体在t=0时速度不同但位置相同C.B物体在2s内和4s内平均速度相等D.B物体在2s内和4s内位移相等【答案】D【解析】【详解】A．速度的正负表示物体的运动方向，位移的正负表示位移方向，由图可知，3s末，B物体的速度变为负值，即运动方向改变，但位移为正，方向不变，故A错误；B．t=0时，A的速度为0.5m/s，B的速度为零，二者速度不同，但位置不能确定，故B错误；CD．v-t图线与横轴所围区域的面积表示物体发生的位移，由图可知，2s内位移与4s内位移相同，但时间不同，所以平均速度不相等，故C错误，D正确。故选D。5.关于不在一条直线上的两个共点力的合成和力的分解，下列叙述正确的是（） A.若已知合力的大小和方向和两个分力的大小，分解是唯一的B.如图：把斜向上作用在紧贴竖直墙静止的物体上的力F分解为、两个分力，则和物体的重力是一对平衡力C.水平地面上的物体受到斜向下的推力，可以分解为水平向前推物体的力和竖直向下压地面的力D.两个分力和间夹角为，若力大小不变，增大，夹角不变，则合力F不一定增大【答案】BD【解析】【详解】A．由平行四边形定则可知，已知合力的大小和方向和两个分力的大小，分解并不是唯一的，故A错误；B．因墙壁不一定光滑，则物体有可能受到摩擦力，和重力不一定是一对平衡力，故B错误；C．推力是物体所受到的，则分解为水平向前推物体的力和竖直向下压物体的力，故C错误；D．不在一条直线上的两个力，如图所示，合力F不一定增大，故D正确。故选D。6.对静止在水平面上的物体施加一个与水平方向成θ角斜向上的拉力F，保持θ角不变，使F从零开始逐渐增大的过程中，物体始终未离开水平面，在此过程中物体受到的摩擦力将  (       )A.逐渐增大B.逐渐减小C.先逐渐增大后逐渐减小D.先逐渐减小后逐渐增大【答案】C【解析】【详解】解：设F与水平方向的夹角为α．木箱处于静止状态时，根据平衡条件得：木箱所受的静摩擦力为f=Fcosα，F增大，f增大；随F的增大，木箱开始运动后，此时木箱受到的是滑动摩擦力，所受的支持力N=G﹣Fsinα，F增大，N减小；摩擦力大小为f=μN，N减小，则f减小．故C正确．故选C【点评】本题关键要根据物体的运动状态，判断是静摩擦还是滑动摩擦，静摩擦由平衡条件分析，滑动摩擦力由公式分析．7.如图所示，要在客厅里挂一幅质量m=1.2kg的画（含画框），已知画框背面有两个相距l=0.8m、位置固定的挂钩．现将轻质细绳的两端分别固定在两个挂钩上，把画对称地挂在插入竖起墙壁的光滑钉子上，挂好后整条细绳呈绷紧状态，若细绳能够承受的最大拉力为Fmax=10N，g取10m/s2，要使细绳不被拉断，细绳的最小长度为()A.1.6mB.1mC.0.8mD.1.2m【答案】B【解析】【详解】画（含画框）受力分析图：（如图） 受到重力mg和两个大小相等的细绳拉力F的作用而处于静止状态，当时，对应于细绳不被拉断的最小长度x，作细绳拉力的合力（见图），由平衡条件有由相似三角形的相似比有代入数据解得故选B。【点睛】以画框为研究对象，分析受力情况，作出力图，两绳拉力的合力与画框的重力大小相等，细绳越短，绳子受到的拉力越大，当细绳拉力达到最大拉力时，细绳最短，根据平衡条件求出此时两绳之间夹角，再几何知识求出细绳的长度。8.如图所示，一倾角为45°的斜面靠在墙角处（地面粗糙），为使一质量为m的光滑铁球静止于图示位置，需加一水平力F，且F通过球心。下列说法正确的是（）A.F可能等于；斜面对球的弹力可能等于FB.球一定受墙的弹力且水平力F越大，越大 C.球一定受斜面的弹力且水平力F越大，越大D.斜面体一定受到地面对它的静摩擦力【答案】A【解析】【详解】AB．当竖直墙壁对球的作用力为零时，小球受到重力、推力、斜面的支持力，此时水平推力最小，如图所示根据平衡条件结合图中几何关系可得F=mg所以力F的最小值为mg，此时F2大于F，球不受墙的作用力；如果增大力F，则墙对小球有作用力，且随着力F的增大，墙对小球的作用力增大，斜面对球的弹力F2可能等于F，故A正确、B错误；C．竖直方向根据平衡条件可得F2cos45°=mg解得水平力F增大，而F2不变，故C错误；D．斜面虽然挤压墙壁，但相对地面没有运动趋势，所以斜面不受静摩擦力，故D错误。故选A。9.台风的出现严重影响道路的交通安全。一辆汽车以14m/s的速度匀速运动，某时刻受台风影响开始刹车，已知刹车后第一个3s内的位移与最后一个3s内的位移之比是4:3，将该过程视为匀减速直线运动，则汽车刹车后6s内通过的距离是（　　）A.12mB.24.5mC.42mD.72m【答案】B【解析】 【详解】刹车后第一个3s内的位移为根据逆向思维，最后一个3s内的位移为根据题意有解得a=4m/s2则刹车时间为则汽车刹车后6s内通过的距离是故选B。10.如图所示，质量为M的斜面体放在水平地面上，斜面体的倾角为30°，斜面上有一个质量为m的光滑小球被轻绳拴住悬挂在天花板上，绳子与竖直方向的夹角为45°，整个装置处于静止状态。则下列说法正确的是（）A.斜面对小球的支持力大小B.绳子中的拉力大小C.将斜面向右平移，绳子与竖直方向夹角缓慢增大，此过程中绳中张力最小值为 D.水平地面对斜面的支持力大小【答案】ABD【解析】【详解】AB．对小球受力分析可知，解得选项AB正确；C．将斜面向右平移，绳子与竖直方向夹角缓慢增大，当细绳与斜面平行时绳子的拉力最小，绳中张力最小值为选项C错误；D．对小球和斜面整体受力分析额控制，水平地面对斜面的支持力大小选项D正确。故选ABD。11.子弹垂直射入叠在一起固定的相同木板，穿过第16块木板后速度变为0 。可以把子弹视为质点，已知子弹在木板中运动的总时间是t，认为子弹在各块木板中运动的加速度都相同。则（　　）A.子弹穿过第1块木板所用的时间是B.子弹穿过第16块木板所用的时间是C.子弹穿过第13～15块木板所用的时间是D.子弹穿过第8～12块木板所用的时间是【答案】ABD【解析】【详解】子弹垂直射入叠在一起固定的相同木板，穿过第16块木板后速度变为0，利用逆运算的方法，子弹反向做初速度为零的匀加速直线运动，设每块木板的厚度为，则有当时A．子弹穿过第1块木板，即，则解得则子弹穿过第1块木板所用的时间是A正确；B．子弹穿过第16块木板所用的时间，即时所用的时间 解得B正确；C．子弹要穿第13块木板，解得子弹穿过第15块木板，则子弹穿过第13～15块木板所用的时间是C错误；D．子弹要穿第8块木板，解得子弹穿过第12块木板，解得子弹穿过第8～12块木板所用的时间是D正确。故选ABD 12.一定质量的实心光滑大球半径为R，放置在固定斜面上，被一竖直挡板挡住，挡板可绕P点在竖直平面内转动，将一半径为r、质量为m的光滑小球放置于大球与挡板之间，整体处于静止状态，如图所示，已知R=3r，现将竖直挡板沿顺时针方向缓慢放平（此过程中大球、小球与挡板始终紧密接触），重力加速度为g，下列说法正确的是（　　）A.当整体处于静止状态时，小球受挡板的弹力大小为mgB.挡板沿顺时针方向缓慢放平过程中大球对小球的弹力一直变小C.挡板沿顺时针方向缓慢放平过程中挡板对小球的弹力一直变大D.斜面对大球的弹力逐渐变大【答案】AB【解析】【分析】【详解】A．当开始系统处于静止状态时，对小球受力分析如图所示 由几何关系知道θ=30°由平衡条件得到大球对小球的弹力为故A正确；BC．竖直挡板转动过程中挡板对小球的弹力FN2（图中蓝色线）与大球对小球的弹力FN1（图中红色线）的夹角保持不变，小球所受三个力构成封闭的矢量三角形，动态矢量图如图所示FN2与FN1的交点在外接圆的圆周上顺时针移动，可知弹力FN1一直变小，FN2先变大再变小，故B正确，C错误；D．把两个球当成一个整体，可得斜面对大球的弹力一直减小，故D错误。故选AB。第Ⅱ卷非选择题二、基础考察（共2个小题，共10分）13.推导：一个做匀变速直线运动的质点某段时间t内其初速度和末速度分别为：、。（1）由匀变速直线运动的位移公式和速度公式推导：中间时刻瞬时速度等于全程平均速度。（2）通过推理求出其位移中点的瞬时速度的表达式。【答案】（1）见解析；（2） 【解析】【详解】（1）物体从A到C点的位移与时间的关系代入平均速度的公式物体从A到B点的速度与时间关系由此可知（2）设该段位移为x，物体在位移中点的瞬时速度为，则有，联立，可得14.证明：晾衣架模型中绳长L和间距d一定时，将端点b上下移动，绳与竖直方向夹角不变，绳张力T不变（用已知量写出证明的表达式）【答案】详见解析【解析】【详解】根据平衡状态分析得 又，，得即将端点b上下移动过程中，d、L均不变，则不变，绳张力T不变。三、实验题（共2个小题，共11分）。15.甲、乙两位同学分别用不同实验方案，做“测匀变速直线运动的加速度”实验。（1）甲同学的实验装置如图1。一小车放在水平长木板上，左侧拴有一细软线，跨过固定在木板边缘的滑轮与一重物相连，小车右侧与穿过电火花计时器的纸带相连，在重物牵引下，小车在木板上向左运动。甲同学过通过实验获得的纸带，如图所示，给出了电火花计时器在纸带上打出的一些计数点，相邻的两个计数点间还有4个点没画出，已知电火花计时器所用的交流电频率f为50。①他认为小车做匀加速直线运动，他的判断依据是：_________。②他测得两个计数点间的距离如下：，，，，，；根据纸带可以计算打下各点时小车的瞬时速度及小车的加速度，现计算打下第2点时小车的瞬时速度大小为__________；用逐差法求小车的加速度表达式_______________，（用已知物理量符号表示），大小为_________。（结果均取三位有效数字） （2）乙同学利用图2所示的实验装置测定导轨上滑块运动的加速度，滑块上安装了宽度为d的挡光片，滑块在牵引力作用下先后通过两个光电门A、B，配套的数字毫秒计（图中未画出）记录了挡光片通过光电门A、B的时间分别为、，若两个光电门A、B间距离为L，滑块加速度的表达式为________。（用题中符号表示）【答案】①.连续相等的时间内位移差几乎相等②.0.396③.④.0.380⑤.【解析】【详解】（1）①[1]经计算可知即连续相等时间内的差几乎相等，则小车做匀加速直线运动。②[2]相邻计数点的时间间隔为打下第2点时小车的瞬时速度大小为[3][4]小车的加速度表达式为代入数据得（2）[5]挡光片通过光电门A、B的速度分别为、，根据得 16.某同学利用实验室准备好的木板、白纸、图钉、刻度尺、三条完全相同的橡皮筋、和（在弹性限度内，橡皮筋中弹力与伸长量的关系满足胡克定律），设计实验验证力合成的规律。（1）实验的部分步骤如下，则正确顺序为___________。①将另一端的绳套用图钉固定在木板上；②用手分别沿两个方向拉着和的另外一端的绳套到不同位置；③把三条橡皮筋的一端系在一起形成结点，、和另一端分别系上细绳套，使得结点与绳套间的橡皮筋长度相同并测量结点与绳套间的橡皮筋原始长度；④记录三条橡皮筋结点位置及所在的方向，并用刻度尺测量它们现在的长度。（2）选择相同的单位标度后，分别沿三条橡皮筋的方向，画出三条橡皮筋伸长量、、，并以、为邻边做平行四边形，画出其对角线，在误差允许的范围内，若________与________（均填“”“”“”或“”）满足等大反向关系，即可验证力的平行四边形定则。（3）关于该实验，以下说法正确的是________。A．拉伸橡皮筋时，三条橡皮筋的拉伸方向均应与木板平行B.若保持和的长度不变，减小二者之间夹角，则的长度增加C.为再次验证实验结论是否正确，重复实验时必须把结点拉到同一位置D.橡皮筋的反向延长线一定是以和的伸长量为邻边做的平行四边形的角平分线【答案】①.③①②④②.③.④.AB【解析】【分析】【详解】（1）[1]结合各步骤间的关系分析可知正确顺序为③①②④；（2）[2][3]为的伸长量，是以、为邻边做平行四边形画出的对角线，若该 两者等大反向，则可验证力的平行四边形定则成立；（3）[4]AB．拉伸橡皮筋时，三条橡皮筋的拉伸方向均应与木板平行，若保持和的长度不变，减小二者之间夹角，根据二力合成及三力平衡可得的长度增加，则AB正确；CD．为再次验证实验结论是否正确，重复多次实验时不必把结点拉到同一位置，由于实验存在误差，则橡皮筋的反向延长线不一定与以和的伸长量为邻边做的平行四边形的角平分线完全在一条直线上，则CD错误；故选AB。四、解答题（共3个小题，共37分）17.跳水运动员从离水面10米高的平台上向上跃起，举双臂直体离开平台，此时运动员的全身长度为1.8米，其重心位于从手到脚全长的中点，跃起后经过0.3s达到最高点，落水时若身体竖直，手先入水（此过程运动员水平方向运动忽略不计，计算时可把运动员看做全部质量集中在重心的一个质点，）求：（1）运动员跳起的最大高度；（2）有人拍摄到跳水运动员下落过程中的一张照片，由于运动员的运动，在照片上留下一条模糊的径迹，可知其长度为4，照相机本次曝光时间为0.4，（）则此位置跳水运动员的重心离水面距离是多少？【答案】（1）；（2）【解析】【详解】（1）将运动员竖直向上运动看成反向的自由落体运动，有解得（2）运动员竖直向上运动到最大高度过程中拍摄时运动员的速度 运动员从开始竖直向上运动到速度大小为10m/s时，有解得h=4.55m所以距离水面18.为庆祝建党100周年，武汉东湖景区挂出24个灯笼在无风状态下，处于静止状态，依次贴上“富强民主文明和谐自由平等公正法治爱国敬业诚信友善”社会主义核心价值观，简化图如图所示，左端连接天花板的轻绳与竖直方向为37°，最右端轻绳水平，已知每一个灯笼的质量均为m，（中间还有若干个未画出），重力加速度为g。求：（1）最左端和最右端绳上的拉力和大小。（2）连接“明”和“和”之间轻绳上的力F。【答案】（1）30mg；18mg；（2），绳子与水平方向【解析】【详解】（1）将24个灯笼当做一个整体，对整体分析解得 （2）对“和至善”18个灯笼受力分析有解得绳子与水平方向的正切值19.甲、乙两车相距，同时沿平直公路做直线运动，甲车在前，以初速度v1=16m/s，加速度，做匀减速直线运动；乙车在后，以初速度，加速度，与甲同向做匀加速直线运动。求：（1）甲、乙两车相遇前相距的最大距离；（2）乙车追上甲车经历的时间（结果可以用根式表示）；（3）若乙车加速时加速度大小为，但是燃油有限，用尽后将做加速度大小为的匀减速运动，其它条件不变，若要乙能够追上甲车，燃油至少要能坚持多长时间？ 【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【详解】（1）甲乙两车速度相等时距离最大，设时间为时，两车速度相等，则解得对甲车对乙车故甲乙两车相遇前的最大距离（2）判断：甲车运动的时间在甲车运动时间内，甲车位移乙车位移甲车停止时，甲乙两车仍相距甲车停止时，乙车的速度故 解得乙车追上甲车的时间（3）判断：假设甲乙同时减速为零，此时乙加速时间为t0对乙车（v2+a3t0）-a4（t2-t0）=0代入数据可得这个过程中甲车  x乙-x′1＞18m所以应该在减速为零之前追上，并且追上时刚好共速；假设乙车加速阶段用时t′1，减速至共速阶段用时t′2当甲乙共速时有（v2+a3t′1）-a4t′2=v1-a1（t′1+t′2）甲乙刚相遇时有联立解得t′1=3s所以乙加速时间至少为3s；