2022－2023学年上学期山东省青岛市1中高三年10月月考物理试题（含答案）

青岛一中高三年级单元检测（物理）

2022.10

一、单选题(每题3分共24分)

1．在科学发展中，许多科学家在物理学发展过程中作出了重要贡献，下列叙述中符合物理学史实的是（        ）

A．哥白尼提出了日心说并发现了行星沿椭圆轨道运行的规律

B．元电荷e的数值最早是由物理学家库仑测得的

C．法拉第为了形象的描述电场首次引入电场线的概念

D．牛顿进行了著名的“月地检验”并通过实验测出了引力常量

2．如图所示，甲乙两轻绳连接重物于O点，重物始终在同一位置处于静止状态，轻绳甲与竖直方向夹角始终为，轻绳乙从竖直方向顺时针缓慢旋转至水平过程中，轻绳甲对重物的弹力T1，轻绳乙对重物的弹力T2，下列说法正确的是（　　）

A．与的合力增大 B．与的合力减小

C．一直增大 D．一直减小

3．我国首次火星探测任务“天问一号”探测器计划飞行约7个月抵达火星，并通过2至3个月的环绕飞行后着陆火星。如图所示，为关闭动力的“天问一号”探测器在火星引力作用下经椭圆轨道向火星靠近，然后绕火星做匀速圆周运动已知探测器绕火星做匀速圆周运动的半径为，周期为，引力常数为，火星半径为，下列说法正确的是（    ）

A．根据题中条件不能算出火星的重力加速度

B．根据题中条件能算出火星表面的第一宇宙速度

C．根据题中条件不能算出火星的平均密度

D．根据题中条件可以算出探测器在圆轨道受到火星引力大小

4．某质点在平面上运动，时，质点位于y轴上。它在x方向运动的速度—时间图像如图甲所示，它在y方向的位移—时间图像如图乙所示，下列说法正确的是（　　）

A．质点做直线运动             B．质点做匀变速曲线运动

C．时质点速度为    D．时质点的位置坐标为（5.0m，5.0m）

5．如图所示，用24N的水平拉力F拉滑轮，可以使重20N的物体A以0.2m/s的速度在水平地面上匀速运动，物体B重10N，弹簧测力计的示数为5N且不变。若不计轮重、弹簧测力计重、绳重和轴摩擦，则下列说法中正确的是（　　）

A．地面受到的摩擦力为5N           B．滑轮移动的速度为0.4m/s

C．水平拉力F的功率为4.8W         D．在2s内绳子对物体A所做的功为4.8J

6．2016年11月，我国研制的隐身喷气式战机“歼20”在航展上飞行表演，其中一架飞机从水平平飞经一段圆弧转入竖直向上爬升，如图所示，假设飞机沿圆弧运动时速度大小不变，发动机推力方向沿轨迹切线，飞机所受升力垂直于机身，空气阻力大小不变，则飞机沿圆弧运动时（　　）

A．飞机发动机推力大小保持不变 

B．飞机所受升力逐渐增大

C．飞机发动机推力做功的功率逐渐增大 

D．飞机克服重力做功的功率保持不变

7．如图所示，密度为ρ、边长为a的正立方体木块漂浮在水面上（h为木块在水面上的高度）。现用竖直向下的力F将木块按入水中，直到木块上表面刚浸没，则此过程中木块克服浮力做功为（已知水的密度为ρ0、重力加速度为g）（　　）

A．ρa3gh           B．

C．ρ0a3gh(a-h)          D．

8．如图，广场水平地面上同种盆栽紧密排列在以O为圆心、和为半径的同心圆上，圆心处装有竖直细水管，其上端水平喷水嘴的高度、出水速度及转动的角速度均可调节，以保障喷出的水全部落入相应的花盆中。依次给内圈和外圈上的盆栽浇水时，喷水嘴的高度、出水速度及转动的角速度分别用和表示。花盆大小相同，半径远小于同心圆半径，出水口截面积保持不变，忽略喷水嘴水平长度和空气阻力。下列说法正确的是（　　）

A．若，则

B．若，则

C．若，喷水嘴各转动一周，则落入每个花盆的水量相同

D．若，喷水嘴各转动一周且落入每个花盆的水量相同，则

二、多选题(每题5分共20分)

9．最近几十年，人们对探测火星十分感兴趣，先后发射过许多探测器，且计划在火星建立人类聚居基地。登陆火星需经历如图所示的变轨过程，已知引力常量为G，则下列说法正确的是（　　）

A．飞船在轨道上运动时，运行的周期TⅢ>TⅡ>TⅠ

B．飞船在轨道Ⅰ上的P点的加速度大于在轨道Ⅱ上的P点的加速度

C．飞船在P点从轨道Ⅱ变轨到轨道Ⅰ，需要在P点朝速度反方向喷气

D．若轨道Ⅰ贴近火星表面，已知飞船在轨道Ⅰ上运动的角速度，则可以推知火星的密度

10．“复兴号”动车在世界上首次实现了速度状态下的自动驾驶，成为我国高铁自主创新的又一重大标志性成果。某列质量的动车，由静止开始以加速度匀加速启动，经时间达到额定功率，然后保持该功率在平直轨道上行驶，直至达到最大速度。设动车行驶过程所受到的阻力大小保持不变，则下列说法正确的是（　　）

A．动车达到额定功率后仍然做匀加速运动

B．动车从静止加速到最大速度的过程中，牵引力做的功大于动车动能增加量

C．动车行驶过程中所受到的阻力为

D．动车匀加速行驶时的牵引力为

11．如图所示，有三个斜面a，b，c，底边的长分别为L、L、2L高度分别为2h、h、h，某物体与三个斜面间的动摩擦因数都相同，这个物体分别沿三个斜面从顶端由静止下滑到底端，忽略空气阻力，三种情况相比较，下列说法正确的是（　　）

A．物体克服摩擦力做的功

B．物体克服摩擦力做的功

C．物体到达底端的动能

D．物体到达底端的动能

12．如图所示，物块A、B的质量均为m，物块C的质量为2m。A放在一劲度系数为的轻弹簧上，B、C通过一根轻绳绕过一轻质光滑定滑轮相连，B叠放在A上，用手托起C使绳子处于伸直但不拉紧的状态。某一时刻突然释放C，一段时间后A、B分离，此时C未触地，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　）

A．刚释放C瞬间，A、B间的弹力大小为

B．A、B分离时，A、B的加速度为

C．A、B分离时，A、B上升的高度为

D．A速度最大时，相对起始位置上升了

三、实验题(共16分)

13．(本题6分)为了探究质量一定时加速度与力的关系。一同学设计了如图甲所示的实验装置。其中M为带滑轮的小车的质量。m为沙和沙桶的质量。（滑轮质量不计）

（1）实验时，一定要进行的操作和保证的条件是___________；

A．用天平测出沙和沙桶的质量

B．将带滑轮的长木板右端垫高，以补偿阻力

C．小车靠近打点计时器，先释放小车，再接通电源，打出一条纸带，同时记录弹簧测力计的示数

D．改变沙和沙桶的质量，打出几条纸带

E．为减小误差，实验中一定要保证沙和沙桶的质量m远小于小车的质量M

（2）该同学在实验中得到如图乙所示的一条纸带（相邻两计数点间还有两个点没有画出），已知打点计时器采用的是频率为50Hz的交流电，根据纸带可求出小车的加速度为___________m/s2（结果保留两位有效数字）；

（3）以弹簧测力计的示数F为横坐标，加速度a为纵坐标，画出的a-F图像如图丙所示，由图像可知，质量不变的物体受到的合外力F与产生的加速度a成___________（填“正比”或“反比”）。

14．(本题10分)某同学发现用传统的仪器验证机械能守恒定律都存在较大误差，他设计了一个实验装置验证机械能守恒定律。如图甲所示，用一个电磁铁吸住重物，在重物上固定一挡光片，挡光片正下方有一光电门，可以测出挡光片经过光电门的时间，重物下落过程中挡光片始终保持水平。该同学按照以下步骤进行实验：

A．给电磁铁通电，将质量为m（含挡光片）的重物放在电磁铁下端，并保持静止；

B．测出挡光片中心到光电门中心（光源处）的竖直距离h；

C．断开电源，让重物由静止开始下落，光电门记录挡光片挡光的时间；

D．用游标卡尺测出挡光片的宽度d；

E.利用实验数据验证机械能守恒定律。

（1）用游标卡尺测量挡光片的宽度d如图乙所示，则挡光片的宽度为______mm。根据算出的挡光片经过光电门时的速度总是比挡光片中心通过光电门中心的速度偏______（填“大”或“小”），为使v的测量值更加接近真实值，下列方法中可采用的是______。（填正确答案标号）

A．适当减小挡光片的宽度d

B．减小挡光片到光电门的竖直距离

C．将实验装置更换为纸带和打点计时器

（2）步骤E中，如果重物的机械能守恒，应满足的关系为______。（已知当地重力加速度大小为g，用实验中所测得的物理量的字母表示）

四、解答题(共40分)

15．(本题6分)物体在万有引力场中具有的势能叫做引力势能．取两物体相距无穷远时的引力势能为零，一个质量为的质点距离质量为M0­的引力源中心为 时，其引力势能（式中 G为引力常数）．现有一颗质量为m的人造地球卫星以圆形轨道环绕地球飞行，由于受高空稀薄空气的阻力作用，卫星的圆轨道半径从 缓慢减小到 。已知地球的半径为R，地球表面的重力加速度为g，求此过程中卫星克服空气阻力做功？（用m、R、g、、表示）

16．(本题8分)体育老师带领学生做了一个游戏：直线跑道上，在出发点同侧距离出发点32m、100m处各放有一小棒，游戏规则是把这两棒全部捡起来（捡棒时间不计，捡棒时人的速度为0），看谁用的时间最短。已知某同学做匀加速运动和匀减速运动的加速度大小均为，运动的最大速度不超过10m/s。求：

（1）该同学捡第一棒前允许的最大速度；

（2）该同学从出发点到捡起两棒总共需要的最短时间。

17．(本题12分)如图所示，一平板车在水平路面上以速度匀速行驶，在车厢平板中央放有一个货箱一起随车匀速运动，货箱与前挡板之间的距离，货箱和车厢之间的动摩擦因数（最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力），取。

（1）匀速行驶过程中，货箱受到的摩擦力为多大？

（2）若平板车突然以大小为的加速度刹车，请通过计算说明货箱是否会碰到挡板；

（3）若货箱是在平板车行驶的过程中无初速度的放置在平板中央，放置货箱的同时车以大小为的加速度刹车，请通过计算说明货箱是否会离开车厢。

18．(本题14分)长为6L质量为6m的匀质绳，置于特制的水平桌面上，绳的一端悬垂于桌边外，另一端系有一个可视为质点的质量为M的木块，如图所示。木块在AB段与桌面无摩擦，在BE段与桌面有摩擦，匀质绳与桌面的摩擦可忽略。初始时刻用手按住木块使其停在A处，绳处于绷紧状态，AB=BC=CD=DE=L，放手后，木块最终停在C处。桌面距地面高度大于6L。

（1）求木块刚滑至B点时的速度v和木块与桌面的BE段的动摩擦因数μ；

（2） 若木块在BE段与桌面的动摩擦因数变为，则木块最终停在何处？

（3）是否存在一个μ值，能使木块从A处放手后，最终停在E处，且不再运动？若能，求出该μ值；若不能，简要说明理由。

参考答案：

1．C

【详解】A．开普勒发现了行星沿椭圆轨道运行的规律，故A错误；

B．元电荷e的数值最早是由密立根测出来的，故B错误；

C．法拉第为了形象的描述电场首次引入电场线的概念，故C正确；

D．卡文迪许测出了引力常量，故D错误。

故选C。

2．C

【详解】AB．由题意知，重物始终处于平衡状态，所以与的合力与重物重力等大反向，即与的合力始终保持不变，故AB错误；

CD．因为与的合力与重物重力等大反向，则对物体受力分析，可得力的矢量三角形如图

可以看出，轻绳乙从竖直方向顺时针缓慢旋转至水平过程中，轻绳甲对重物的弹力T1一直增大，当轻绳乙与轻绳甲垂直时，轻绳乙上拉力最小，即轻绳乙对重物的弹力T2先减小后增大，故C正确，D错误。

故选C。

3．B

【详解】A．由可得，火星的质量M，再由可得火星得重力加速度，故A错误；

B．由可得，火星的第一宇宙速度，故B正确；

C．由可得火星的平均密度，故C错误；

D．由可知，因探测器的质量未知，所以无法算出探测器再圆轨道上受到火星引力的大小，故D错误。

故选B。

4．B

【详解】AB．质点沿x轴做匀加速直线运动，初速度和加速度分别为

沿y轴负方向做匀速直线运动，速度为

合初速度为

合初速度与加速度方向不在同一直线，质点匀变速曲线运动，故A错误，B正确；

C．时质点在x轴的分速度为

合速度大小为

故C错误；

D．质点第1s内在x轴、y轴的分位移为

位置坐标为（5.0m，-5.0m）

故D错误。

故选B。

5．D

【详解】A．对B水平方向受力分析，如图1所示

由平衡条件得A对B的摩擦力大小

fA＝F1＝5N

对滑轮水平方向受力分析，如图2所示

由平衡条件得

F＝2T

得

对A水平方向受力分析，如图3所示

由平衡条件得

T＝fB+f地

由牛顿第三定律知

fB＝fA＝5N

可得

f地＝7N

根据牛顿第三定律知地面受到的摩擦力为

f地′＝f地＝7N

故A错误；

B．由题意知，物体A的速度为

vA＝0.2m/s

则滑轮移动的速度为

故B错误；

C．水平拉力F的功率为

P＝Fv滑＝24×0.1W＝2.4W

故C错误；

D．在2s内绳子对物体A所做的功为

W＝Tx＝TvAt＝12×0.2×2J＝4.8J

故D正确。

故选D。

6．C

【详解】AB．飞机的运动看作是匀速圆周运动，设速度方向（发动机推力方向）与水平方向夹角为，设推力为F，空气升力为F’，空气阻力为f，重力为mg，则沿切线方向上有

沿半径方向有

飞机沿圆弧向上运动，在增大，则F增大，F’减小，故AB错误；

C．推力与速度同向，由

知推力的功率在增大，故C正确；

D．飞机在竖直方向的速度越来越大，所以克服重力做功的功率越来越大，故D错误。

故选C。

7．B

【详解】木块漂浮在水面上时有

F浮=G=ρga3

木块上表面刚浸没时受到的浮力为

F′浮=ρ0ga3

浮力做的功为

W=h=ga3h（ρ＋ρ0）

故选B。

8．D

【详解】AB．根据平抛运动的规律

解得

可知若h1=h2，则

v1:v2 =R1:R2

若v1=v2，则

故AB错误；

C．若，则喷水嘴各转动一周的时间相同，因v1=v2，出水口的截面积相同，可知单位时间喷出水的质量相同，喷水嘴转动一周喷出的水量相同，但因内圈上的花盆总数量较小，可知得到的水量较多，故C错误；

D．设出水口横截面积为S0，喷水速度为v，若，则喷水管转动一周的时间相等，因h相等，则水落地的时间相等，则

相等；在圆周上单位时间内单位长度的水量为

相等，即一周中每个花盆中的水量相同，故D正确。

故选D。

9．AD

【详解】A．根据开普勒第三定律可知，飞船在轨道上运动时，运行的周期

TⅢ>TⅡ>TⅠ

故A正确；

B．飞船在P点，无论在轨道Ⅰ上，还是在轨道Ⅱ上，万有引力都相同，加速度都相同，故B错误；

C．从轨道Ⅱ变轨到轨道Ⅰ，需减速，应朝速度同方向喷气，故C错误；

D．根据万有引力提供圆周运动向心力，有

火星的密度为

联立解得火星的密度

故D正确。

故选AD。

10．BCD

【详解】A．动车达到额定功率后，根据可知随着速度的增大，牵引力减小，动车做加速度减小的加速运动，选项A错误；

B．动车从静止加速到最大速度的过程中，根据动能定理有

可见牵引力做的功大于动车动能增加量，选项B正确；

C．动车行驶到最大速度时，有

根据可得

解得

选项C正确；

D．动车匀加速行驶时有

解得此时的牵引力为

选项D正确。

故选BCD。

11．BD

【详解】AB．设a，b，c与水平面夹角分别为α、β、θ，斜边长分别为s1、s2、s3，动摩擦因数为μ。物体在a上运动时克服摩擦力做功为

同理，物体在b、c上运动时克服摩擦力做功分别为

所以

故A错误，B正确；

CD．由功能关系可知物体在a、b、c上运动时，到达底部的动能分别为

所以

故

故C错误，D正确。

故选BD。

12．BCD

【详解】A．刚释放C瞬间，弹簧弹力

对整体有

对A有

解得

故A错误；

B．A、B分离时，对B、C有

解得

故B正确；

C．A、B分离时，对A有

解得

解得

故C正确；

D．A速度最大时，A所受合力为0，则有

解得

故D正确。

故选BCD。

13．     BD     1.3     正比

【详解】（1）[1]AE．本实验中细线的拉力由弹簧测力计直接测出，不需要用天平测出沙和沙桶的质量，也就不需要使沙和沙桶的质量m远小于小车的质量M，故A、E错误；

B．先拿下沙桶，然后将带滑轮的长木板右端垫高，以平衡摩擦力，故B正确；

C．打点计时器运用时，都是先接通电源，待打点稳定后再释放纸带，该实验探究加速度与力和质量的关系，要同时记录弹簧测力计的示数，故C错误；

D．要改变沙和沙桶质量，从而改变拉力的大小，打出几条纸带，研究加速度随F变化关系，故D正确；

故选BD；

（2）[2]由于两计数点间还有二个点没有画出，故相邻计数点的时间间隔为T=0.06s，由Δx=aT2可得

（3）[3]由图像可知，质量不变的物体受到的合外力F与产生的加速度a成正比。

14．     2.60     小     A    

【详解】（1）[1]由题图乙知，游标卡尺为20分度，分度值为0.05mm，不需要估读，游标尺上的第12个刻度与主尺上的刻度对齐，读数为

d=2mm+12×0.05mm=2.60mm

[2]根据

算出的挡光片经过光电门时的速度为挡光片通过光电门中心过程的平均速度，根据匀变速直线运动的规律可知，计算出的速度要比挡光片中心理过光电门中心的实际速度小；

[3]ABC．由于计算挡光片经过光电门时的速度v的主要误差来源于挡光片经过光电门中心距离的长短，所以要减小v的误差，主要通过减小挡光片的宽度d实现，而减小挡光片到光电门的竖直距离或者将实验装置更换为纸带和打点计时器均不能使v的测量值更加接近真实值，故A正确，BC错误。

（2）[4]如果重物的机械能守恒，应满足重物减小的重力势能等于重物增加的动能，即

整理得

15．

【详解】设卫星轨道半径为r时，由

（M为地球的质量）

由题目条件 其引力势能为

得卫星在在r处时的总能量（动能与引力势能之和）为

故半径为r1时，卫星总能量

故半径为r2时，其总能量

由功能关系关系得：卫星轨道变化过程中克服阻力的功

又由

得

16．（1）；（2）19.8s

【详解】（1）设运动的最大速度为，由运动学公式

解得

（2）因为

所以捡第一棒的过程中，先加速，再减速用时最短

设再经过时间捡第二棒

解得

加速最大速度

所以捡第二棒时，应先加速，再匀速最后减速。设加速减速的总时间为，匀速的时间，则

所以

解得

可得

17．（1）；（2）会碰到挡板；（3）会离开车厢

【详解】（1）匀速行驶过程中，货箱所受合力为0，则

（2）若车突然以大小为的加速度加速刹车，假设若货箱与车厢相对静止，根据牛顿第二定律可知

所以假设不成立，货箱与车厢之间会发生相对滑动，以向右为正，

由

可以解得，两者均减速为0时，

两者相对位移大于，故货箱会撞上挡板。

（3）由题意可知，货箱刚放置在平板上时

货箱相对平板向左运动直至共速，此后货箱不再相对平板向左．

两者共速时，解得

此时，由公式

可以解得

两者相对位移大于，故货箱会离开平板。

18．（1）；（2）2L；（3）不存在，详见解析

【详解】（1）木块从A处释放后滑至B点的过程中，由机械能守恒得

则木块滑至B点时的速度

木块从A处滑至C点的过程中，由功能关系得

得

（2）若

设木块能从B点向右滑动x最终停止，由功能关系得

将

整理得

解得

x=2L（x=2.5L不合题意舍去）

即木块将从B点再滑动2L最终停在D处。    

（3）不存在符合要求的μ值，即不可能使木块从A处放手后最终停在E处且不再运动．

解法一：这是由于当

时，若木块滑至E点，恰好有

此时绳全部悬于桌边外，对木块的拉力恰好也为6mg，而从（2）的结果知，更使木块继续向E点滑行，必须再减小μ值 ，因而木块尚未滑至E点时，木块所受滑动摩擦力已与悬绳拉力相等，此时，再向E点滑行时，悬绳对木块拉力将大于木块受到的滑动摩擦力而使合力向右，木块又重新获得加速度，因此不可能保持静止状态。

解法二：设满足此条件的动摩擦因数为有：

得

因为

所以满足此条件的动摩擦因数不存在。