河南省周口市沈丘县长安中学2022-2023学年高三物理上学期第二次月考试题（Word版附解析）

沈丘县长安高中2022-2023学年度上期高三年级第二次月考物理试题第I卷（选择题）一、选择题（本题共12小题，每小题5分，共60分，在每小题给出的四个选项中，第1~8题只有一项特合题目要求，第9~12题有多项特合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。）1.如图所示，在竖直平面固定光滑轨道的最高点有一个光滑的小孔，质量为的小环套在圆轨道上，用细线通过小孔系在环上，缓慢拉动细线，使环沿轨道上移，在移动过程中拉力和轨道对小环的作用力的大小变化情况是（　　）A.不变，增大B.不变，不变C.减小，不变D.增大，增大【答案】C【解析】【详解】小球沿圆环缓慢上移可看做匀速运动，对小球进行受力分析，受力情况如图所示 由图可知∽，则有当A点上移时，半径不变，AB长度减小，故F减小，不变。故选C。2.如图所示，某救援队利用如下装置转运救灾物资，物资穿在竖直固定光滑杆上，若汽车速度为，物资运动速度为，定滑轮左右两侧轻绳与竖直方向夹角分别为α、β。不计滑轮质量以及绳与滑轮间的摩擦，下列关系正确的是（　　）A.B.C.D.【答案】D【解析】【详解】根据题意可知，汽车的速度等于沿绳子方向和垂直于绳子方向速度的合速度，根据平行四边形定则，将汽车的速度沿水平方向以及沿绳子的方向分解如图所示 则有物资的速度等于沿绳子方向和垂直于绳子方向速度的合速度，将物资的速度沿杆的方向以及沿绳子的方向分解如图则有它们沿绳子方向的分速度是大小相等的，解得故选D。3.如图所示为某质点做直线运动的加速度与时间的关系图象，其中时刻，质点的速度为零。下列说法正确的是（　　）A.2~4s内，质点做匀变速直线运动B.在0~6s内，质点在时刻速度最大C.在0~6s内，质点在时刻离出发点最远D.在和时，质点速度相同【答案】D 【解析】【详解】A．在2~4s内，质点的加速度不断变化，质点做的不是匀变速直线运动，选项A错误；B．0~4s，质点做加速运动，4~6s质点做减速运动，质点在时刻速度最大，选项B错误；C．因a-t图像的“面积”表示速度的变化，因初速度为零，则a-t图像的“面积”表示某时刻的速度值，则在6s末速度为正，在0~6s内，质点速度方向一直没有改变，质点在时刻速度最大，在时刻离出发点最远，选项C错误；D．因a-t图像的“面积”表示速度的变化，从2s到6s，质点速度变化量为零，所以在和时，质点速度相同，选项D正确。故选D。4.如图所示，在倾角为45°的斜面顶端a处以速度水平向右抛出一小球，恰好落在斜面底端P处；在P点正上方与a等高的b处以速度水平向左抛出另一小球，恰好垂直打在斜面上，不计空气阻力，则为（　　）A.B.C.D.【答案】C【解析】【详解】根据题意，对于小球，设水平位移为，竖直位移为，下落时间为由平抛运动规律有，，解得， 对于小球，设水平位移为，竖直位移为，下落时间为，如图所示由平抛运动规律有，，可得，由几何关系可得可得则有故选C。5.如图所示，长为L的细绳一端固定，另一端系一质量为m的小球。给小球一个合适的初速度，小球便可在水平面内做匀速圆周运动，这样就构成了个圆锥摆，设细绳与竖直方向的夹角为θ。下列说法中正确的是（　　）A.小球受重力、绳的拉力和向心力作用B.θ越大，小球运动的线速度越大C.θ越大，小球运动的角速度越小D.θ越大，小球运动的周期越大 【答案】B【解析】【分析】【详解】A．小球受重力、绳的拉力作用，其合力提供向心力，A错误；B．根据得，，θ越大，小球运动的线速度越大，B正确；C．根据得，，θ越大，小球运动的角速度越大，C错误；D．根据得，，θ越大，小球运动的周期越小，D错误；故选B。6.体育课上，某同学跳起投篮，松手后篮球将斜向上飞出，恰好能够斜向下、无碰触地穿过篮框中心，如图所示。若篮框平面到篮板上沿的距离是h=0.45m，篮球脱手时初速度方向与水平方向夹角为45°，篮球穿过篮框中心时速度与水平方向的夹角为37°，小球到达最高点时恰好与篮板上沿等高，已知重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6，篮球可以看做质点，空气阻力不计。下列说法正确的是（　　）A.篮球的速度变化率先减小后增大B.篮球脱手时的速度大小为5m/sC.篮球脱手到过篮框中心的时间为0.7sD.篮球脱手的位置到篮框中心间的竖直高度为0.8m 【答案】C【解析】【详解】A．速度变化率即为加速度，故篮球的加速度为重力加速度，故速度变化率保持不变，故A错误；B．篮球到达最高点，只有水平速度，故篮球从最高点向右穿过篮框中心的过程做平抛运动，则有代入数据解得vy=3m/s篮球穿过篮框中心时速度与水平方向夹角为37°，则水平速度为则篮球从出手到最高点，到达最高点时竖直方向的速度为零，只有水平速度，则有故B错误；C．篮球从出手到最高点，竖直方向的速度为故竖直上抛运动的时间为篮球从最高点到穿过篮框中心，做平抛运动，则运动的时间为故篮球脱手到过篮框中心的时间为故C正确；D．篮球从出手到最高点，竖直方向的位移为 则篮球脱手的位置到篮框中心间的竖直高度为故D错误。故选C。7.如图，有一水平传送带以的速度匀速转动，现将一物块（可视为质点）轻放在传送带A端，物块与传送带之间的动摩擦因数为0.2。已知传送带长度为，则（　　）A.物块离开传送带时的速度大小为1m/sB.物块在传送带上留下的划痕长为2mC.物块在传送带上加速运动的时间为2sD.物块在传送带上运动的总时间为5.5s【答案】D【解析】【详解】C．初始阶段，物块做匀加速运动，根据可得加速度因此加速的时间故C错误；ABD．加速过程的位移接下来做匀速运动，离开传送带时的速度为2m/s，物块在传送带上留下的划痕长 匀速运动所用时间因此物块在传送带上运动的总时间故D正确，AB错误。故选D。8.如图所示，建筑工地常使用打桩机将圆柱体打入地下一定深度，设定某打桩机每次打击过程对圆柱体做功相同，圆柱体所受泥土阻力f与进入泥土深度h成正比（即，k为常量），圆柱体自重及空气阻力可忽略不计，打桩机第一次打击过程使圆柱体进入泥土深度为，则打桩机第n次打击过程使圆柱体进入泥土深度为（　　）A.B.C.D.【答案】D【解析】【详解】由题意可知，阻力f与深度h成正比，其图像，如图所示对于力—位移图像来说，其图像与坐标轴围成的面积等于力所做的功，每次打桩机对圆柱体做的功相同，如图所示可得，每次围成的面积相同，根据边长比的平方等于面积比，有 整理得故选D。9.如图所示，蹦床运动员从空中落到床面上，运动员从接触床面下降到最低点为第一过程，从最低点上升到离开床面为第二过程，则运动员（　　）A.在第一过程中始终处于失重状态B.在第二过程中始终处于超重状态C.在第一过程中先处于失重状态，后处于超重状态D.在第二过程中先处于超重状态，后处于失重状态【答案】CD【解析】【详解】AC．运动员刚接触床面时，重力大于弹力，运动员向下做加速运动，运动员处于失重状态；当弹力增大到等于重力时速度最大；继续下降，弹力大于重力，做向下减速运动，运动员处于超重状态，即在第一过程中先处于失重状态，后处于超重状态，A错误，C正确；BD．在第二过程中运动员先向上加速运动，处于超重状态，后向上减速运动，处于失重状态，B错误，D正确。故选CD。10.如图所示，用拇指和食指分别按图（a）、（b）两种方式握住矿泉水瓶，使瓶子处于静止状态，以下说法正确的是（　　） A.按（a）方式握瓶子时，瓶子可能不受摩擦力B.按（a）方式握瓶子时，瓶子一定受到摩擦力C.按（b）方式握瓶子时，瓶子可能不受摩擦力D.按（b）方式握瓶子时，瓶子一定受到摩擦力【答案】BC【解析】【详解】AB．按（a）方式握瓶子时，瓶子受重力作用，而瓶子处于静止状态，则根据平衡条件可知瓶子一定受摩擦力，选项A错误，B正确；CD．按（b）方式握瓶子时，瓶子受重力和手的支持力的作用，可能不受摩擦力，选项C正确，D错误。故选BC。11.汽车以20m/s的速度在平直公路上行驶。急刹车时的加速度大小为5m/s2，则自驾驶员急踩刹车开始，下列说法正确的是（　　）A.汽车前2s内与前5s内的位移之比为3：4B.刹车后1s末、2s末、3s末、4s末的速度之比为1：2：3：4C.刹车后第1s内、第2s内位移之比为7：5D.刹车第一个10m内、第二个10m内所用时间之比为【答案】ACD【解析】【详解】A．汽车从开始刹车到停止需要时间为可得汽车前2s内位移为 汽车前5s内位移为前4s内位移，即所以前2s内与前5s内的位移之比为为3：4，A正确；B．根据匀变速运动公式可得刹车后1s末、2s末、3s末、4s末的速度为B错误；C．刹车后第1s内位移为刹车后第2s内位移为可得位移之比为7：5，C正确；D．汽车总位移为40m，将汽车运动过程反向，根据初速度为零的匀加速直线运动推论，通过相等的位移所用时间为，可得刹车第一个10m内、第二个10m内所用时间之比为，D正确。故选ACD。12.如图所示，质量相同的三颗卫星a、b、c绕地球做匀速圆周运动，其中b、c在地球的同步轨道上，a距离地球表面的高度为R，此时a、b恰好相距最近。已知地球质量为M、半径为R、地球自转的角速度为ω，万有引力常量为G，则（  ）A.发射卫星b时速度要大于11.2km/s B.若要卫星a与b实现对接，可调节卫星a，使其在b后下方加速C.若要卫星c与b实现对接，可让卫星c直接原轨道加速D.卫星a和b下次相距最近还需经过【答案】BD【解析】【详解】A．卫星b绕地球做匀速圆周运动，7.9km/s是指在地球上发射的物体绕地球做圆周运动所需的最小发射速度，11.2km/s是物体挣脱地球引力束缚的最小发射速度，所以发射卫星b时速度大于7.9km/s，而小于11.2km/s，故A错误；BC．让卫星加速，所需的向心力增大，由于万有引力小于所需的向心力，卫星会做离心运动，离开原轨道向高轨道运行，所以a通过调节可以与c实现对接，而c不能与b实现对接，故B正确，C错误；D．b、c在地球的同步轨道上，所以卫星b、c和地球具有相同的周期和角速度，a距离地球表面的高度为R，由万有引力提供向心力，有所以卫星a的角速度此时a、b恰好相距最近，到卫星a和b下一次相距最近时，有（ωa－ω）t＝2π解得故D正确。故选BD。第II卷（非选择题）二、实验题（本题共2小题，共14分，请把得到的结果填在横线上，或按题目要 求作答。）13.某同学利用图甲所示装置研究自由落体运动。请回答下列问题：（1）关于本实验，下列说法正确的是_____________。A.应选用体积大、质量小的重物做实验B.实验前应用天平测出重物的质量C.重物释放前应尽量靠近打点计时器D.释放前手应捏住纸带的最上端且保持纸带竖直（2）若图乙中，则实验时纸带的_____________（选填“甲”或“乙”）端和重物相连接。（3）该同学按正确步骤操作得到一条点迹清晰的纸带，部分计数点的间距如图乙所示，其中每相邻两个计数点之间还有一个计时点未画出，打点计时器的工作频率为f，在尽量减小实验误差的情况下，重力加速度大小的计算式为___________。（用题目和图中所给的物理量符号表示）【答案】①.CD##DC②.甲③.【解析】【详解】（1）[1]A．为了减小阻力的影响，应选用体积小、质量大的重物做实验，A错误；B．由于验证机械能守恒的表达式中可以把质量约去，故不需要用天平测出重物的质量，B错误；C．为了充分利用纸带，重物释放前应尽量靠近打点计时器，C正确；D．为了减小阻力的影响，释放前手应捏住纸带的最上端且保持纸带竖直，D正确。故选CD。 （2）[2]重物做加速运动，相同时间内通过的位移越来越大，若图乙中，则实验时纸带的甲端和重物相连接。（3）[3]每相邻两个计数点之间还有一个计时点未画出，打点计时器的工作频率为f，则相邻计数点的时间间隔为根据逐差法可得重力加速度大小的计算式为14.图甲是某种“研究平抛运动”的实验装置，斜槽末端口N与Q小球离地面的高度均为H，实验时，当P小球从斜槽末端飞出与挡片相碰，立即断开电路使电磁铁释放Q小球，发现两小球同时落地，改变H大小，重复实验，P、Q仍同时落地。（1）关于实验条件的说法，正确的有___________；A．斜槽轨道必须光滑B．斜槽轨道末段N端必须水平C．P小球每次必须从斜槽上相同的位置无初速度释放D．P小球可以从斜槽上不同的位置无初速度释放（2）该实验结果可表明___________；A．两小球落地速度的大小相同B．P小球在水平方向的分运动是匀速直线运动C．P小球在竖直方向的分运动是匀速直线运动D．P小球在竖直方向的分运动与Q小球的运动相同（3）在实验过程中，将背景换成方格纸，通过频闪摄影的方法拍摄到如图乙所示的小球做平抛运动的照片，小球在平抛运动中的几个位置如图中的a、b、c、d所示，图中每个小方格的 边长为l=1.6cm，则频闪相机的拍照频率f=___________Hz，该小球平抛时的速度大小v0=___________m/s。（结果保留2位有效数字，重力加速度g取10m/s2）【答案】①.BD##DB②.D③.25④.0.80【解析】【详解】（1）[1]AB．为了使小球P每次离开斜槽轨道末端N之后能够做平抛运动，要求小球P在N端速度沿水平方向，所以斜槽轨道末段N端必须水平，而斜槽轨道是否光滑对实验无影响，故A错误，B正确；CD．本实验前半部分探究平抛运动的竖直分运动规律，后半部分通过频闪照相拍摄小球在同一次平抛运动过程中的几个位置来测量相关运动学参量，所以都不要求小球P每次到达N端的速度大小相等，所以小球P可以从斜槽上不同的位置无初速度释放，故C错误，D正确。故选BD。（2）[2]BCD．改变H大小，重复实验，发现P、Q总是同时落地，说明P小球在竖直方向的分运动与Q小球的运动相同，故BC错误，D正确；A．两小球落地时的竖直分速度大小相同，而由于落地时P具有水平分速度，所以二者落地时速度大小不同，故A错误。故选D。（3）[3]由图乙可知a、b、c、d四点中相邻两点间水平距离相同，而小球在水平方向做匀速直线运动，则相邻两点间的时间间隔相同，均设为T，根据运动学规律有解得所以频闪相机的拍照频率为[4]该小球平抛时的速度大小为三、计算题（本题共3小题，共36分。解答应写出必要的文宇说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确 写出数值和单位。）15.2022年中国基建再次震惊世界，6月16日和若铁路开通运营，和若铁路与南疆铁路、格库铁路构成一条全长2712公里的环塔克拉玛干沙漠铁路线，自此，世界首条环沙漠铁路线建成。如图所示为铁路修建现场常用的塔式起重机，在起重机将质量为的重物竖直吊起的过程中，重物由静止开始向上做匀加速直线运动，加速度，当起重机输出功率达到其允许的最大值时，保持该功率直到重物做的匀速直线运动。取，不计额外功。求：（1）起重机允许的最大输出功率；（2）重物做匀加速直线运动所经历的时间和起重机在第2s末的输出功率。【答案】（1）；（2）5s，【解析】【详解】（1）设起重机允许的最大输出功率为，重物达到最大速度时拉力等于重力，则有可得（2）匀加速运动结束时，起重机达到允许的最大输出功率，设此时重物受到的拉力为F，速度为，匀加速运动经历的时间为，则有 联立并代入数据得第2s末，重物处于匀加速运动阶段设此时速度为，输出功率为P，有联立并代入数据解得16.如图所示，质量、长为的长木板放在光滑的水平面上，可视为质点的质量为的滑块放在长木板的最左侧，时刻在滑块上施加水平向右的恒力20N，经过一段时间滑块到达长木板的最右侧，已知滑块与长木板之间的动摩擦因数，。求：（1）摩擦力对长木板做功为多少?（2）合力对滑块做功为多少?【答案】（1）；（2）【解析】【详解】（1）由题意可知，滑块和长木板发生相对滑动，由牛顿第二定律：对物块对木板解得 根据运动学公式解得长木板的位移摩擦力对长木板做功为（2）滑块的位移合力对滑块做功为17.假设我国宇航员登上某一星球，该星球半径R=4500km，在该星球表面有一倾角为30°的固定斜面，一质量为1kg的小物块在力F的作用下由静止开始沿斜面向上运动，力F始终与斜面平行。已知小物块和斜面间的动摩擦因数μ=，力F随时间变化的规律如图所示（取沿斜面向上为正方向），2s末小物块的速度恰好为0，引力常量G=6.67×10−11N·m2/kg2。（1）求该星球表面的重力加速度。（2）求该星球的平均密度。（3）若在该星球表面上水平抛出一个物体，使该物体不再落回该星球表面，则物体至少需要多大的初速度？ 【答案】（1）g=8m/s2；（2）ρ=6.4×103kg/m3；（3）6.0km/s【解析】【详解】（1）假设该星球表面的重力加速度为g，小物块在力F1=20N作用的过程中，有小物块1s末的速度小物块在力F2=−4N作用的过程中，有且有联立解得（2）由星球体积星球的平均密度ρ==代人数据得ρ=6.4×103kg/m3（3）要使抛出的物体不再落回该星球表面，物体的最小初速度v1要满足 mg=m解得v1==6.0×103m/s=6.0km/s