湖南省衡阳市 2022-2023学年高三物理下学期第一次月考试题（Word版附解析）

衡阳县一中2023届高三第一次月考物理试卷一、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。1.一质点做匀速直线运动，现对其施加一恒力，且原来作用在质点上的力不发生改变．则该质点A.不可能做匀变速运动B.速度的大小保持不变C.速度的方向总是与该恒力的方向垂直D.任意相等时间内速度的变化量总相同【答案】D【解析】【详解】未施加恒力前，质点做匀速直线运动，即合力为零，所以施加恒力后，质点的合力大小等于该恒力，合力方向与恒力的方向相同，所以做匀变速运动，若该恒力的方向与速度方向的夹角不为90°，则速度大小一定变化，AB错误；速度的方向与恒力的方向的夹角多样化，不一定是垂直的关系，C错误；由于做匀变速运动，即加速度恒定，所以根据可知任意相等时间内速度的变化量总相同，D正确．2.一物体从静止开始做直线运动，其加速度随时间变化如图所示，则1s~2s的平均速度大小（　　）A.等于3B.大于3C.小于3D.无法确定【答案】B【解析】【详解】图像与坐标轴所围面积表示速度变化量，则1s末的速度为2m/s，2s末的速度为4m/s，1s~2s时间内，若物体做匀加速运动，平均速度为 由于物体做加速度减小的变加速运动，根据图象的面积表示可知，物体实际的位移大于匀加速运动的位移，所以1s~2s时间内的平均速度大于3m/s。故选B。3.如图所示，质量为4kg的物体A静止在竖直的轻弹簧上面。质量为1kg的物体B用细线悬挂起来，A、B紧挨在一起但A、B之间无压力。某时刻将细线剪断，则细线剪断瞬间，B对A的压力大小为（取g=10m/s2）（　　）A.0NB.8NC.10ND.50N【答案】B【解析】【详解】剪断细线前，A、B间无压力，则弹簧的弹力剪断细线的瞬间，A、B整体的加速度为对B受力分析根据牛顿第二定律解得由牛顿第三定律知，细线剪断瞬间，B对A的压力大小为，方向竖直向下。 故选B。4.如图所示，一粗糙斜面放置在水平地面上，斜面顶端装有一光滑定滑轮。一细绳跨过滑轮，一端与斜面上的物块M相连，另一端位于天花板上的A点，并通过动滑轮悬挂物块N，系统处于静止状态。现将细绳的一端从天花板上的A点缓慢沿直线移动到B点，已知斜面和M始终保持静止，则在此过程中（　　）A.M所受细绳拉力的大小可能保持不变B.M所受斜面的摩擦力大小一定一直增加C.斜面所受地面的摩擦力大小一直增大D.斜面所受地面的支持力大小一直增大【答案】C【解析】【详解】A．细绳位于天花板上的一端从A点缓慢移动到B点过程，作用于动滑轮的两绳子的夹角变大，可知绳子的拉力变大，故A错误；B．由于初始M所受摩擦力的方向不确定，所以绳子的拉力变大，M所受摩擦力的大小变化不确定，故B错误；C．将斜面、定滑轮和M看成整体，绳子拉力的水平分力大小等于地面对斜面的摩擦力，拉力变大与水平方向夹角变小，所以拉力的水平分力大小变大，故C正确；D．由A分析可知，绳子拉力逐渐变大，绳子与竖直方向夹角变大，而绳子在竖直方向的分力一直等于N物体重力的一半，保持不变，将斜面、定滑轮、动滑轮、N和M看成整体，根据平衡条件有，斜面体受地面的支持力等于整体的重力和绳子拉力的竖直分量之和，则斜面体受地面的支持力保持不变，故D错误。故选C。5.处于竖直平面内的某圆周的两条直径AB、CD间夹角为60°，其中直径AB水平，AD与CD是光滑的细杆．从A点和C点分别静止释放两小球，从A、C点下落到D点的时间分别是t1、t2，则t1∶t2是(　　) A1∶1B.3∶2C.D.【答案】C【解析】【详解】由几何关系得，与水平面的夹角为30°，设圆周的半径为，则有：根据牛顿第二定律得，小球在上运动的加速度大小为：根据可得：由几何关系得：小球在上运动的加速度大小：根据可得：则有： ABD错误；C正确故选C。6.如图所示，为从高处向下传送圆柱形物体，工人师傅将MN和PQ两相同直细杆平行倾斜固定在水平地面上做为轨道，两直杆间的距离与圆柱形物体的半径相同，两直杆与水平面的夹角都为θ＝30°，圆柱形物体恰好能匀速下滑。则圆柱形物体与直杆间的动摩擦因数为（　　）A.B.C.D.【答案】B【解析】【分析】【详解】由于匀速下滑，故沿斜面方向的合力为0，故有由于两根杆对圆柱体的合力即等于圆柱体在垂直杆方向的分力，即有，故有所以解得故选B二、选择题：本题共4小题，每小题5分，共20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。7.一小船过河的运动轨迹如图所示。河中各处水流速度大小相同且恒定不变，方向平行于岸边。若小船相对于静水分别做匀加速、匀减速、匀速直线运动，船相对于静水的初速度均相同（且均垂直于岸边）。由此可以确定（　　）A.船沿AC轨迹运动时，船相对于静水做匀加速直线运动B.船沿AC轨迹渡河所用的时间最短C.船沿AD轨迹到达对岸前瞬间的速度最小D.船沿三条不同轨迹渡河所用的时间相同【答案】ABC【解析】【分析】【详解】ABD．加速度的方向指向轨迹的凹侧，依题意可知，AC轨迹是匀加速运动，AB轨迹是匀速运动，AD轨迹是匀减速运动，故船沿AC轨迹过河所用的时间最短，选项D错误，AB正确；C．船沿AD轨迹在垂直河岸方向的运动是减速运动，故船到达对岸的速度最小，选项C正确。故选ABC。8.如图所示，t=0时，一物体从光滑斜面上的A点由静止开始匀加速下滑，经过B点后进入水平面（经过B点前后速度大小不变），在水平面上做匀减速运动，最后停在C点。每隔2s物体的瞬时速度记录在下表中，则下列说法中正确的是（　　） t/s0246v/（m/s）08128A.t=3s的时刻物体恰好经过B点B.t=10s的时刻物体恰好停在C点C.物体运动过程中的最大速度为12m/sD.A、B间的距离小于B、C间的距离【答案】BD【解析】【详解】AC．根据图表中的数据，可得物体下滑的加速度在水平面上的加速度根据运动学公式，解得则经过到达B点，到达B点时的速度如果第4s还在斜面上的话，速度应为16m/s，从而判断出第4s已过B点。是在2s到4s之间经过B点，所以最大速度不是12m/s，故AC错误；B．第6s末的速度是8m/s，到停下来还需的时间所以到C点的时间为10s，故B正确；D．根据可知 ，则A、B间的距离小于B、C间的距离，故D正确。故选BD。9.如图所示，劲度系数为k的轻弹簧的一端固定在墙上，另一端与置于水平面上质量为m的物体A连接（另有一个完全相同的物体B紧贴着A，不粘连），弹簧水平且无形变。用水平力F缓慢推动物体B，在弹性限度内弹簧长度被压缩了x0，此时物体A、B静止。撤去F后，物体A、B开始向左运动，已知重力加速度为g，物体A、B与水平面间的动摩擦因数为μ。则（）A.撤去F瞬间，物体A、B的加速度大小为B.撤去F后，物体A和B先做匀加速运动，再做匀减速运动C.物体A、B一起向左运动距离时获得最大速度D.若物体A、B向左运动要分离，则分离时向左运动距离为【答案】AC【解析】【详解】A．撤去F瞬间，对A、B系统，由牛顿第二定律得解得所以A正确；B．撤去F后，A、B系统在水平向左做加速运动，因为弹簧形变量减小，系统所受合外力变小，所以系统得加速度减小，所以物体A和B先向左做加速度减小的加速运动；弹簧弹力小于摩擦力时，物体A和B做加速度增大的减速运动；当物体A和B与弹簧分离后，在摩擦力的作用下，做匀减速运动，所以B错误；C．由于物体A、B先向左做加速度减小的加速运动，所以当加速度为零时，即合力为零时， 速度达到最大，设此时的形变量为x，则解得则物体A、B的运动距离所以C正确；D．物体A、B向左运动要分离时，对B有对A有解得x=0所以若物体A、B向左运动要分离，弹簧处于原长状态，物体A、B运动的距离为，所以D错误。故选AC。10.如图所示，水平传送带AB间的距离为16m，质量分别为2kg、4kg的物块P、Q，通过绕在光滑定滑轮上的细线连接，Q在传送带的左端且连接物块Q的细线水平，当传送带以8m/s的速度逆时针转动时，Q恰好静止。取重力加速度g=10m/s2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。当传送带以8m/s的速度顺时针转动时，下列说法正确的是（）A.Q与传送带间的动摩擦因数为0.5 B.Q从传送带左端滑到右端所用的时间为2.4sC.整个过程中，Q相对传送带运动的距离为4.8mD.Q从传送带左端滑到右端的过程细线受到的拉力为20N【答案】AC【解析】【详解】A．当传送带以v=8m/s逆时针转动时，Q恰好静止不动，对Q受力分析，则有即代入数据解得，故A正确；B．当传送带突然以v=8m/s顺时针转动，物体Q做初速度为零的匀加速直线运动，根据牛顿第二定律有解得m/s2，当速度达到传送带速度即8m/s后，做匀速直线运动，根据速度时间公式有代入数据解得匀加速的时间为s，匀加速的位移为代入数据解得x=4.8m，则匀速运动的时间为代入数据解得s，Q从传送带左端滑到右端所用时间为s故B错误；C．加速阶段的位移之差为m而匀速阶段Q相对传送带静止，没有相对位移，故整个过程中，Q相对传送带运动的距离为 4.8m，故C正确；D．当Q加速时，对P分析，根据牛顿第二定律有代入数据解得N；之后做匀速直线运动，对对P分析，根据平衡条件有N故D错误。故选AC。三、非选择题：共56分。11.为验证力的平行四边形定则，某同学准备了以下器材：支架，弹簧，直尺，量角器坐标纸，细线，定滑轮（位置可调）两个，钩码若干。支架带有游标卡尺和主尺，游标卡尺（带可滑动的指针）固定在底座上，主尺可升降，如图1所示。实验步骤如下：(1)仪器调零。如图1，将已测量好的劲度系数k为5.00N/m的弹簧悬挂在支架上，在弹簧挂钩上用细线悬挂小钩码做为铅垂线，调节支架竖直。调整主尺高度，使主尺与游标尺的零刻度对齐。滑动指针，对齐挂钩上的O点，固定指针。 (2)搭建的实验装置示意图如图2.钩码组mA=40g，钩码组mB=30g，调整定滑轮位置和支架的主尺高度，使弹簧竖直且让挂钩上O点重新对准指针。实验中保持定滑轮、弹簧和铅垂线共面。此时测得=36.9°，=53.1°，由图3可读出游标卡尺示数为___________cm，由此计算出弹簧拉力的增加量F=___________N。当地重力加速度g为9.80m/s2。(3)请将第(2)步中的实验数据用力的图示的方法在图框中做出，用平行四边形定则做出合力F′________。(4)依次改变两钩码质量，重复以上步骤，比较F′和F的大小和方向，得出结论。实验中铅垂线上小钩码的重力对实验结果___________（填写“有”或“无”）影响。【答案】①.②.③. ④.无【解析】【详解】(2)[1]游标卡尺精度为，读数为[2]则弹簧拉力的增量为。(3)[3]根据题意可知绳产生的拉力为，绳产生的拉力为，力的合成如图 (4)[4]在求解合力的过程中，求解的是弹簧弹力的变化量，所以小钩码的重力对实验结果无影响。12.实验室有两个质量不等的铝箱，小明带领小组的同学设计了图甲所示的实验装置时测量A、B两个箱子的质量，其中D为铁架台，E为固定在铁架台上的轻质定滑轮（质量和摩擦可忽略），F为光电门，C为固定在A上、宽度为d的细遮光条（质量不计）。此外该实验小组还准备了一套砝码（总质量）和刻度尺等，请在以下实验步骤中按要求作答。 （1）在铁架台上标记一位置O，并测得该位置与光电门之间的高度差h。（2）取出质量为m的砝码放在A中，剩余砝码都放在B中，让A从位置O由静止开始下降。（3）记录下遮光条通过光电门的遮光时间t，根据所测数据可计算出A下落到F处的速度______，下落过程中的加速度大小______。（用d、t、h表示）（4）改变m，重复（2）（3）步骤，得到多组m及a的数据，作出图像如图乙所示。可得A的质量______kg，B的质量______kg。（重力加速度g取）【答案】①.②.③.0.5④.0.2【解析】【分析】【详解】（3）[1]遮光条挡光过程平均速度等于A下落到F处的速度[2]由匀加速直线运动位移公式解得（4）[3][4]整体由牛顿第二定律可得 整理得对比图乙可得，图线的斜率为纵轴截距为联立解得mA=0.5kgmB=0.2kg13.随着私家车的普及，武汉的许多道路出现了让人头疼的拥堵问题。如图所示为高峰时段武汉某一街道十字路口，在一个单行道上红灯拦停了很多汽车，拦停的汽车排成笔直的一列，最前面的一辆汽车的前端刚好与路口停车线相齐，汽车长均为L=4.5m，前面汽车尾部与后面相邻汽车的前端相距均为d1=2.0m。为了安全，前面汽车尾部与后面相邻汽车的前端相距至少为d2=3.0m才能开动，若汽车都以a=2m/s2的加速度做匀加速直线运动，加速到v=12.0m/s后做匀速运动。该路口一次绿灯持续时间t=20.0s，时间到后直接亮红灯。另外交通规则规定：红灯亮起时，车头已越过停车线的汽车允许通过。绿灯亮起瞬时，第一辆汽车立即开动，求：（1）第一辆车尾部与第二辆车前端的最大距离。（2）通过计算，判断第13辆汽车能否在第一次绿灯期间通过路口？ 【答案】（1）14m；（2）无法通过【解析】【详解】（1）因前面汽车尾部与后面相邻汽车的前端相距至少为d2=3.0m才能开动，即前面汽车启动后向前运动∆x=1m后车才能启动，此时前面车已经运动了若设后面的车运动时间t后两车距离最大，则此时两车共速，即后车刚好达到最大速度12m/s，而此时前车速度早已到达12m/s，则运动时间此时前车运动了7s，则最大距离（2）依题意，可得第13辆汽车前端与停止线的距离x=12（L+d1）=12×（4.5+2）m=78m则第13辆汽车要到达停车线处需先加速，后匀速；加速所用的时间为加速位移为则匀速所用时间为 后一辆汽车开动时比前一辆汽车晚行驶的时间为1s，则从绿灯刚亮起到第13辆汽车刚开动需要的时间t3=12s所以，可得从绿灯刚亮起到第13辆汽车前端与停止线平齐所需时间则第13辆车不能通过停车线。14.用如图甲所示的水平—斜面装置研究平抛运动。一物块（可视为质点）置于粗糙水平面上的O点，O点与斜面顶端P点的距离为s。每次用水平拉力F，将物块由O点从静止开始拉动，当物块运动到P点时撤去拉力F。实验时获得物块在不同拉力作用下落在斜面上的不同水平射程，作出了如图乙所示的图像。若物块与水平面间的动摩擦因数为0.5，斜面与水平地面之间的夹角θ=45°，g取10m/s2，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。求O、P间的距离s。（保留两位有效数字）【答案】0.25m【解析】【详解】根据牛顿第二定律，在OP段有又由平抛运动规律和几何关系有物块的水平射程物块的竖直位移 由几何关系有联立以上各式可以得到解得由题图乙知代入数据解得15.如图所示，一直立的轻质薄空心圆管长为L，在其上下端开口处各安放有一个质量分别为m和2m的圆柱形物块A、B，A、B紧贴管的内壁，厚度不计．A、B与管内壁间的最大静摩擦力分别是f1＝mg、f2＝2mg，且设滑动摩擦力与最大静摩擦力大小相等．管下方存在这样一个区域：当物块A进入该区域时受到一个竖直向上的恒力F作用，而B在该区域运动时不受它的作用，PQ、MN是该区域的上下水平边界，高度差为H(L>2H)．现让管的下端从距上边界PQ高H处由静止释放，重力加速度为g．(1)为使A、B间无相对运动，求F应满足的条件．(2)若F＝3mg，求物块A到达下边界MN时A、B间的距离． 【答案】(1)　(2)【解析】【分析】若使A、B间无相对运动，就是要让A的加速度和整体的加速相等，据此列出两个牛顿第二定律表达式，在结合A的最大静摩擦力即可解出恒力F的范围；这里涉及到多物体的运动，一定要分析好各个物体的运动，并且明确各物体的运动关系，即其初位置，末位置之间的关系，这个考查的就是两大基础中的运动分析．其实运动和受力很多时候是分不开的，比如这里我们要分析物体的运动，首先要受力分析，以此才能来确定其运动情况．这就是牛顿第二定律应用之一的：由受力确定运动．另外一个是：由运动确定受力．这一问的分析时这样的：从A到上边界至A到下边界这个过程中：对A来说，我们可以知道它和管相对滑动了，则它与管之间的摩擦力就等于滑动摩擦力，而题目告知滑动摩擦力与最大静摩擦力大小相等，最大静摩擦力又等于mg，所以滑动摩擦力等于mg；A还受重力，向上的恒力F=3mg，由牛顿第二定律可以求的其加速度，进而确定其运动情况；由于管的质量不计，在此过程中，A对管的摩擦力与B对管的摩擦力方向相反、大小均为mg，B受到管的摩擦力小于kmg，则B与圆管相对静止．而对管和B这个整体来说，受到重力、A对管的摩擦力，且二力平衡，故管和B这个整体做匀速直线运动．然后计算A和管的运动位移，就可以计算出物块A到达下边界MN时A、B间距离．【详解】(1)设A、B与管不发生相对滑动时的共同加速度为a，A与管间的静摩擦力为fA．对A、B整体有3mg－F＝3ma，对A有mg＋fA－F＝ma，并且fA≤f1，联立解得：(2)A到达上边界PQ时的速度．当F＝3mg时，可知A相对于圆管向上滑动，设A的加速度为a1，则有mg＋f1－F＝ma1解得：a1＝－gA向下减速运动的位移为H时，速度刚好减小到零，此过程运动的时间由于管的质量不计，在此过程中，A对管的摩擦力与B对管的摩擦力方向相反，大小均为mg，B受到管的摩擦力小于2mg，则B与圆管相对静止，B和圆管整体受到重力和A对管的静摩擦力作用以vA为初速度、以a2为加速度做匀加速直线运动， 根据牛顿第二定律可得：物块A到达下边界MN时A、B之间的距离为【点睛】本题难点在第二问上，难这是多物体的运动，并且涉及相对运动，关键就是要明确这多个物体之间有什么样的相互作用．