天津市南开区2023-2024学年高三上学期阶段性质量检测（一）物理试题（Word版附解析）

2023~2024学年度第一学期阶段性质量监测（一）高三年级物理学科本试卷分为第I卷（选择题）和第Ⅱ卷两部分，共100分。考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。答卷时，考生务必将答案涂写在答题卡上，答在试卷上的无效。考试结束后，将答题卡交回。第Ⅰ卷（选择题共48分）一、单项选择题（每小题6分，共30分。每小题给出的四个选项中，只有一个选项是正确的。）1.有位网友发布了自己乘坐复兴号动车组在行驶过程中超过旁边和谐号动车组的视频，让大家又一次感受到了中国新速度。若和谐号动车与复兴号动车相继从同一站点由静止出发，沿同一方向做直线运动。两车的v-t图像如图所示，下列说法正确的是（　　）A.t=70s时，两车相距最远B.复兴号动车追上和谐号动车前，两车最远相距2450mC.复兴号动车在加速过程中的加速度为0.5m/s2D.t=140s时，复兴号动车追上和谐号动车【答案】B【解析】【详解】ABD．从图像面积来看，在140s之前和谐号速度大于复兴号，两车距离逐渐增大，140s之后复兴号速度大于和谐号，两车距离逐渐缩小，因此当t=140s两车速度相等时相距最远，且图形面积之差表示最大间距，由图可得AD错误B正确；C．由公式可得C错误。故选B。 2.拉链是方便人们生活的近代十大发明之一、图（a）为拉头劈开链齿的实例，链齿容易被劈开是因为拉头内部的等腰楔形物插入链齿时，楔形物两侧会对链齿产生很大的侧向压力，此过程可简化成图（b）的模型。若对拉头施加一个竖直向下的力F，等腰楔形物顶端夹角为θ，则（　　）A.楔形物两侧对链齿产生的侧向压力为B.楔形物两侧对链齿产生的侧向压力为C.若F一定，θ减小时，侧向压力减小D.若θ一定，F减小时，侧向压力增大【答案】B【解析】【详解】AB．将力根据平行四边形定则分解如图所示由几何知识可得故A错误，B正确；CD．根据，若F一定，θ减小时，侧向压力增大，若θ一定，F减小时，侧向压力减 小，故CD错误故选B。3.质量为M、倾角为的斜面A与质量为m的圆球B在水平向右的外力F作用下静止在墙角处，它们的截面图如图所示，已知B球光滑，重力加速度为g。下列说法正确的是（　　）A.若水平面光滑，则有B.若水平面粗糙，则一定有C.增大外力F（A、B始终静止），侧壁对B的弹力增加D.增大外力F（A、B始终静止），地面对A的支持力增加【答案】A【解析】【详解】C．对B球受力分析如图所示侧壁给B的弹力故C错误；A．若水平面光滑，对整体分析有故A正确；B．水平面对A的静摩擦力方向可能水平向右，此时故B错误；D．增加外力F，根据系统在竖直方向平衡，地面对A的支持力 不变，故D错误故选A。4.中国空间站工程“巡天”望远镜（简称CSST）将于2024年前后投入运行，CSST以“天宫”空间站为太空母港，日常工作时与空间站共轨独立飞行，且与空间站保持适当距离，在需要补给或者维修升级时，主动与“天宫”交会对接，停靠太空母港。已知地球半径为R，空间站圆形轨道距地球表面高度为h，地球表面的重力加速度大小为g。下列说法正确的是（　　）A.CSST停靠太空母港时，组合体运行的周期为B.CSST日常工作时加速度的大小为C.CSST日常工作时线速度的大小为D若CSST工作时位于“天宫”前方，仅通过减速即可与“天宫”快速对接【答案】C【解析】【详解】A．根据又所以故A错误；B．根据 又所以故B错误；C．根据又所以故C正确；D．若CSST工作时位于“天宫”前方，仅通过减速，将做向心运动，无法与“天宫”快速对接，故D错误。故选C。5.如图所示，位于同一高度的小球A、B分别以v1和v2的速度水平抛出，都落在了倾角为30°的斜面上的C点，小球B恰好垂直打到斜面上，则v1、v2之比为（　　）A.1∶1B.3∶2C.2∶1D.2∶3【答案】B【解析】 【详解】两小球竖直方向做自由落体运动，下落高度相同，则运动时间相等。小球A的实际位移与水平方向夹角为30°，则小球B恰好垂直打到斜面上，此时速度与水平方向夹角为60°，则联立得故选B。二、不定项选择题（每小题6分，共18分。每小题给出的四个选项中，都有多个选项是正确的。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，选错或不答的得0分。）6.如图所示，质量分别为的两个物体置于光滑的水平面上，中间用轻质弹簧测力计连接。大小为F=20N的水平拉力作用在m1上，弹簧测力计始终在弹性限度内且质量可忽略。当系统稳定后，下列说法正确的是（　　）A.弹簧测力计的示数是12NB.在突然撤去F的瞬间，m1的加速度不变C.在突然撤去F的瞬间，m2的加速度变小D.在突然撤去F的瞬间，弹簧测力计的示数不变【答案】AD【解析】【详解】A．以向右为正方向，对整体分析，由牛顿第二定律得设弹簧的弹力为，对物块分析，由牛顿第二定律得 A正确，B．在突然撤去F的瞬间，弹簧的形变量不变，的受力变化为只受弹簧弹力加速度为B错误；C．在突然撤去F的瞬间，弹簧的形变量不变，m2的受力没有变化，故其加速度没有变化，C错误；D．在突然撤去F的瞬间，弹簧的形变量不变，弹簧测力计的示数不变，D正确。故选AD。7.如图甲所示，滚筒洗衣机脱水时，衣物紧贴着滚筒壁在竖直平面内做顺时针方向的匀速圆周运动。可简化为图乙所示模型，一件小衣物质量为m，A、B分别为小衣物经过的最高位置和最低位置，测得小衣物过A点线速度大小为v，做圆周运动的周期为T。已知重力加速度为g，小衣物可视为质点。下列说法正确的是（　　）A.转筒半径为B.衣物在A点受到滚筒壁的压力为C.衣物转到B位置时的脱水效果最好D.要使衣物过A点不掉下，转筒的周期不能大于【答案】ACD【解析】【详解】A．根据可得转筒半径为 选项A正确；B．衣物在A点时解得衣物在A点受到滚筒壁的压力为选项B错误；C．衣物转到B位置时由牛顿第二定律可知在B位置的脱水效果最好，选项C正确；D．要使衣物过A点不掉下，则解得即转筒的周期不能大于，选项D正确。故选ACD。8.如图所示，某学生练习用头颠球。一次足球从静止开始下落20cm后被头部竖直顶起，球离开头部后上升的最大高度为45cm。已知足球与头部的作用时间为0.1s，足球的质量为0.4kg，重力加速度不计空气阻力。下列说法正确的是（　　） A.足球与头部作用过程中，足球的动量变化量大小为0.4kg·m/sB.头部对足球的平均作用力为24NC.足球刚接触头到刚离开头时，合外力对足球做功为1JD.从静止下落到上升到最大高度过程中足球重力的冲量大小等于人对足球的冲量大小【答案】BCD【解析】【详解】A．由位移速度公式可得，下落到与头部刚接触时的速度大小为反弹刚离开头部速度大小为以向上为正方向，足球与头部作用过程中，足球的动量变化量为A错误；B．足球与头部作用过程，据动量定理可得解得B正确；C．足球刚接触头到刚离开头时，足球的位移可忽略，故重力不做功，据动能定理可得，头对足球做功为C正确；D ．从静止下落到上升到最大高度过程中，足球的动量变化为零，由动量定理可知，合力的冲量为零，故足球重力的冲量大小等于人对足球的冲量大小，D正确。故选BCD。第Ⅱ卷（共52分）9.图甲为“验证动量守恒定律”的实验装置图，图乙是实验原理图。图乙中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影。实验开始时，先让入射小球A多次从斜轨上由静止释放，找到其落地点的平均位置P，然后把被碰小球B静置于轨道水平部分的右端，再将入射小球A从斜轨上由静止释放，与小球B相碰，并且多次重复，找到小球落点的平均位置分别为M、N，测量M、P、N距O点的水平距离分别为xM、xP、xN。（1）关于本实验，下列说法正确的是_______；A.斜槽轨道末端必须水平B.小球A的质量必须大于小球B的质量C.斜槽轨道必须光滑D.入射小球每次可由不同位置自由滚下（2）上述实验还需要测量的物理量有_______；A.小球A和B的质量m1、m2B.斜槽末端离地面的高度hC.小球A和B起始位置高度差ΔhD.两小球与斜槽间的动摩擦因数μ（3）若测量数据近似满足关系式_______（用m1、m2、xM、xp、xN表示），则说明两小球碰撞过程动量守恒。【答案】①.AB②.A③.【解析】【详解】（1）[1]A．本实验需要小球离开轨道之后做平抛运动，所以需要斜槽末端水平，A正确；B．为避免A球撞击之后反弹，需要满足小球A的质量大于小球B的质量，B正确；CD．为让小球撞击时速度大小相同，需保证每次在同一位置释放，不需要斜槽轨道光滑，CD错误。故选AB。（2）[2]因为要证明动量守恒定律，除了测算水平速度之外，还需要测量物体的质量，故选A。 （3）[3]根据动量守恒定律和平抛规律可得整理得10.如图甲所示为“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置示意图。砂和砂桶的总质量用m表示，木块和砝码的总质量用M表示，实验中用砂和砂桶总重力的大小作为细线对木块拉力的大小，交流电的频率为50Hz。（1）除了甲图中已给出的实验器材外，还需要的测量工具有_______；A.秒表B.天平C.刻度尺D.弹簧秤（2）实验主要采用的研究方法是_______；A.理想模型法B.微元法C.控制变量法D.等效替代法（3）该实验中需要把带滑轮的长木板_______端（填“左”“右”）垫高来补偿阻力的影响，有关补偿阻力下列操作正确的是_______A.木块需要悬挂砂和砂桶同时连接纸带并使用打点计时器B.木块需要悬挂砂和砂桶但不使用纸带和打点计时器C.木块不悬挂砂和砂桶但要连接纸带并使用打点计时器D.木块不悬挂砂和砂桶也不使用纸带和打点计时器（4）在保持力不变的情况下探究加速度与质量的关系时，应该保持_______的总质量不变，多次改变_______的总质量，并测量出每次对应的加速度。根据实验数据描绘出_______图像进而得出实验结论。（5）实验中打出的其中一条纸带如图乙所示，由该纸带可求得加速度a=_______m/s2（结果保留三位有效数字）。（6）在保持质量不变的情况下探究加速度与力的关系时，某同学根据测得的多组数据绘制图像如图丙所示。图线的AB段明显偏离直线，造成此现象的主要原因可能是_______。A.长木板的倾角过大B.木块和砝码的总质量过大C.木块与长木板之间存在摩擦D.砂和砂桶的总质量过大 【答案】①.BC##CB②.C③.右④.C⑤.砂和砂桶（或m）⑥.木块和砝码（或M）⑦.⑧.1.10⑨.D【解析】【详解】（1）[1]通过打点计时器可以得到计数点的时间间隔，所以不需要秒表；需要用天平测质量，不需要用弹簧秤测力的大小；需要用刻度尺测量纸带上计数点之间的距离。故选BC。（2）[2]探究加速度与力、质量的关系，先控制其中一个物理量不变，探究加速度与另一个物理量的关系，本实验主要应用的方法是控制变量法。故选C。（3）[3][4]该实验中需要把带滑轮的长木板右垫高来补偿阻力的影响；利用木块重力沿木板向下的分力来补偿阻力，所以木块不悬挂砂和砂桶但要连接纸带并使用打点计时器。故选C。（4）[5][6][7]在保持力不变的情况下探究加速度与质量的关系时，应该保持砂和砂桶（或m）的总质量不变，多次改变木块和砝码（或M）的总质量，并测量出每次对应的加速度。根据实验数据描绘出图像进而得出实验结论。（5）[8]由纸带可知，相邻计数点的时间间隔为根据逐差法可得加速度为（6）[9]实验中用砂和砂桶总重力的大小作为细线对木块拉力的大小；以为对象，有以为对象，有可得其中图像中，，可知当时，图像的斜率几乎不变，图线几乎成一直线，当不满足远小于时，图像的斜率随的增大而明显减小，则图线明显偏离直线。 故选D。11.质量为的木板B静止于光滑水平面上，物块A质量为，停在B的左端。质量为的小球用长为的轻绳悬挂在固定点O上，将轻绳拉直至水平位置后，由静止释放小球，小球在最低点与发生碰撞，碰撞时间极短且无机械能损失，物块与小球可视为质点，不计空气阻力。已知A、B间的动摩擦因数，重力加速度求：（1）小球与A碰撞前的瞬间，绳子对小球的拉力F的大小；（2）小球与A碰撞后的瞬间，获得的速度的大小；（3）为使A、B达到共同速度前A不滑离木板，木板长至少多长。【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【详解】（1）小球下摆过程机械能守恒，由机械能守恒定律得代入数据解得对小球，由牛顿第二定律得代入数据解得（2）小球与碰撞过程系统动量守恒，以小球的初速度方向为正方向，由动量守恒定律得由机械能守恒定律得代入数据解得 ，（3）物块与木板相互作用过程，系统动量守恒，以的速度方向为正方向，由动量守恒定律得代入数据解得由能量守恒定律得代入数据解得12.“智勇大冲关”最后一关有如图所示滑道，冲关者坐上坐垫（冲关过程中人和坐垫始终不分离）从A点由静止开始沿倾斜直轨道AB滑下，AB倾角CD是一长的水平传送带，传送带以的速度沿顺时针方向转动，B与C两点平滑衔接，A点距传送带的高度冲关者经C点到D点后水平抛出，落在水面上的E点。已知传送带末端距水面的高度坐垫与AB轨道间的动摩擦因数坐垫与传送带间的动摩擦因数冲关者和坐垫总质量m=50kg，求：（1）冲关者到达B点时的速度大小vB；（2）冲关者落到水面E点距D点的水平距离x；（3）坐垫与传送带之间因摩擦产生的热量Q。【答案】（1）4m/s；（2）2m；（3）25J【解析】【详解】（1）在斜道AB上运动时，由动能定理有解得 vB=4m/s（2）由于传送带速度v>vB，冲关者到达C点开始做匀加速直线运动，设冲关者从C点加速到5m/s所需位移为x₁，则有解得即冲关者先加速后匀速，最终以5m/s的速度离开传送带从D到E，由平抛运动有x=vt解得x=2m（3）设冲关者在传送带上加速时间为，则有或解得传送带运动位移坐垫与传送带之间因摩擦产生的热量解得