2022-2023学年湖南省长沙市第一中学高三上学期月考卷（一）物理试题含解析

长沙市一中2023届高三月考试卷（一）

物理

时量75分钟，满分100分。

一、选择题（本题共6小题，每小题4分，共24分）

1. 伽利略的发现以及他所应用的科学方法，是人类思想史上最伟大的成就之一，而且标志着物理学的真正开端。关于伽利略对自由落体运动的研究，下列说法正确的是（    ）

A. 伽利略研究自由落体运动的实验称为理想斜面实验

B. 伽利略用实验直接证明了小球从静止开始沿斜面滚下时速度随位移均匀变化

C. 伽利略用实验直接证明了小球从静止开始在空中落下时速度随时间均匀变化

D. 伽利略科学方法的核心是实验和推理相结合

【答案】D

【解析】

【详解】A．理想斜面实验是证明在理想的情况下，物体在光滑的斜面上下滑后，将滑到另一个光滑的斜面上等高点速度才减为零，如果运动方向上是光滑的水平面，物体将一直运动下去，所以最后得出物体的运动不需要力来维持的结论，该实验不是指研究自由落体运动的实验，选项A错误；

BCD．将斜面倾角增大到竖直时，沿斜面下滑的运动将变为自由落体，这是将实验和推理相结合的结果，所以该实验没有直接证明小球从静止开始沿斜面滚下时速度随位移均匀变化，也没有直接证明小球从静止开始在空中落下时速度随时间均匀变化，选项BC错误，D正确。

故选D。

2. 关于速度和加速度的关系：下列说法正确的是（　　）

A. 速度越大的物体，加速度一定越大

B. 速度变化越快的物体，加速度一定越大

C. 加速度的大小与速度变化的大小成正比，与时间成反比

D. 加速度为正的物体，一定做加速运动

【答案】B

【解析】

【详解】AB．加速度表示的是物体速度变化的快慢，所以速度越大的物体，加速度不一定越大；速度变化越快的物体，加速度一定越大，故A错误，B正确；

C．表达式

是比值定义式，加速度的大小由物体受到的合外力及质量共同决定，与速度变化的大小及时间无关，故C错误；

D．加速度为正的物体，若速度为负，则物体反而做减速运动，故D错误。

故选B。

3. 如图所示，汽车通过跨过定滑轮的轻绳提升重物。如果汽车匀速向右运动，在重物到达滑轮之前，重物（    ）

A. 竖直向上做匀速运动 B. 竖直向上做匀加速运动

C. 处于超重状态 D. 处于失重状态

【答案】C

【解析】

【详解】由运动的合成和分解知道

绳与水平方向的夹角减小，物体上升的速度变大，所以物体向上加速，但不是匀加速，处于超重状态。

故选C

4. 用平抛竖落仪可以研究平抛运动的特点。如图所示，小锤打击弹性金属片，A球水平抛出，同时B球被放开自由下落（　　）

A. 实验时A、B两球的质量必须相等

B. 此实验可说明A球在水平方向做匀速直线运动

C. 此实验可说明A球在竖直方向做自由落体运动

D. 两球落地点间的距离与释放点的高度成正比

【答案】C

【解析】

【详解】A．忽略空气重力，两球的加速度均为重力加速度，与小球质量无关，故实验时A、B两球的质量不需要相等，故A错误；

BCD．该实验装置，得到的结果为，两小球同时落地，时间相等，所以推理出，平抛的小球A在竖直方向与B球一样做自由落体运动，水平方向没有对比，不能得出结论，故C正确，BD错误。

故选C

5. 如图所示，在倾角为37°的固定斜面上放置一个质量为0.2kg的物块。现用一个与斜面平行的水平力推物块，当推力为0.5N时物块恰能沿斜面匀速下滑。取重力加速度为，，则物块与斜面间的动摩擦因数为（　　）

A.  B.  C.  D.

【答案】A

【解析】

【详解】物体在斜面上匀速下滑，即合力为0，物体受的滑动摩擦力与相对运动方向相反，在平行于斜面方向，物体受三个力，重力分力、推力、滑动摩擦力

代入数据解得

故选A。

6. 如图所示，轻弹簧的一端固定，另一端连着小球A，同时水平细绳的一端连着小球A，另一端固定，小球A的下面用轻弹簧连着小球B。已知A，B的质量相等弹簧与竖直方向的夹角为，重力加速度为。在将细绳剪断的瞬间，A、B两球的加速度大小分别为（    ）

A. ， B. ，

C. ， D. ，

【答案】B

【解析】

【详解】在绳子剪断瞬间，弹簧由于形变没有瞬间变化，弹力不会突变，所以B球的受力情况仍然平衡，加速度为0，A球的合力为绳子剪断前的拉力

解得

ACD错误，B正确。

故选B。

二、选择题（本题共4小题，每小题5分，共20分。每小题有多个选项符合要求，全部选对得分。每小题有多个选项符合要求，全部选对得5分，选对但不全得3分，有选错或不选得0分）

7. 质点沿x轴运动，经过坐标原点时开始计时。设t时刻的位置坐标为x，则图像如图所示，取初速度方向为正方向，则（    ）

A. 质点的初速度为2m/s，加速度为

B. t=2s时质点的速度为零，t=4s时质点回到坐标原点

C. 质点沿x轴正方向运动的最大位移为1m

D. 0~4s时间内质点运动的路程为10m

【答案】CD

【解析】

【详解】A．根据匀变速直线运动的位移时间关系式变形可得

对照题给图像可得质点的初速度和加速度分别为

，

故A错误；

B．t=2s时质点的速度为

t=4s时质点的位移为

即此时质点位于x轴负半轴，故B错误；

C．质点沿x轴正方向运动的时间为

质点沿x轴正方向运动的最大位移为

故C正确；

D．0~1s时间内质点的路程为

在1~4s内质点沿x轴负方向做初速度为零的匀加速直线运动，经过的路程为

所以0~4s时间内质点运动的路程为

故D正确。

故选CD。

8. 如图所示，小车在水平路面上向左加速运动。车箱内用细绳悬挂一个质量为m的物体，AO绳与竖直方向的夹角为θ，BO绳水平。如果小车的加速度增大（OB绳始终水平），则AO绳的张力T1、BO绳的张力T2将怎样变化（    ）

A. T1不变 B. T1增大 C. T2不变 D. T2减小

【答案】AD

【解析】

【详解】对小车，水平方向有

竖直方向有

由此可知，T1不变，a增大，T2减小。

故选AD。

9. 两岸平行的河流，宽度为d，各处河水流速均为．小船在静水中的速度为，则（    ）

A. 小船若要以最短时间过河，则航程为

B. 小船若要以最短航程过河，则所需的时间可能为

C. 小船若要以最短航程过河，则所需的时间可能为

D. 船头垂直河岸过河时，如果途中河水流速突然增大，则过河时间将增大

【答案】AC

【解析】

【详解】A．小船的船速垂直于河岸时，以最短时间过河，过河时间为

航程

故A正确；

BC．最短航程过河，分成两种情况，当船速大于水速时，可以垂直于河岸过河，此时合速度和河岸垂直，为

过河时间为

当水速大于船速时，当合速度与船速垂直时，航程最短，此时合速度为

航程有

过河时间

故B错误，C正确。

D．过河时间与河水流速无关，船头垂直河岸过河时，如果途中河水流速突然增大，则过河时间不变，故D错误。

故选AC。

10. 如图所示，在倾角为的斜面体上用细线系着一个质量为的小球，随斜面体一起向右做加速度大小为的匀加速直线运动。重力加速度为，稳定时，细线的拉力大小可能为（    ）

A.  B.

C.  D.

【答案】ABC

【解析】

【详解】物体随斜面向右加速运动时，当加速度较小时，物体和斜面之间有相互作用力，此时物体受三个力：重力、斜面的支持力、绳子拉力

竖直方向

水平方向

解得

当加速度较大时，物体会离开斜面，此时物体只受两个力，重力和绳子拉力

有

在即将要离开斜面时，物体只受两个力，重力和绳子拉力，此时绳子与水平面夹角为

解得

D错误，ABC正确。

故选ABC。

三、填空题（本题共2小题，第11题6分．第12题10分，共16分）

11. 某实验小组用一把弹簧测力计和一个量角器验证力的平行四边形定则，设计了如图所示的装置。固定在竖直木板上的量角器的直边水平，橡皮筋（原长小于AO）的一端固定于量角器的圆心O的正上方A处，另一端系绳套1和绳套2。

（1）主要步骤如下：

①弹簧挂在绳套1上竖直向下拉橡皮筋，使橡皮筋的结点到达O点处弹簧测力计的示数；

②手拉着绳套1弹簧测力计挂在绳套2上，缓慢拉橡皮筋，使橡皮筋的结点到达____处，此时绳套1沿方向；绳套2沿方向，记下弹簧测力计的示数；

③根据力的平行四边形定则计算橡皮筋的拉力为______；

④比较与的大小和方向；

⑤改变绳套2的方向，重复上述步骤，得出结论。

（2）将绳套1由方向缓慢转动到方向，同时绳套2由方向缓慢转动到 方向，此过程中保持橡皮筋的结点在0处不动，绳套1和绳套2的夹角不变，则弹簧测力计示数的变化情况是_______（填字母序号）。

A．逐渐增大    B．逐渐减小    C．先增大后减小    D．先减小后增大

【答案】    ①. O    ②. ##    ③. B

【解析】

【详解】（1）②[1]分力与合力作用效果相同，所以需要让橡皮筋形变相同，橡皮筋的结点到达O点。

③[2] 根据力的平行四边形定则，橡皮筋的拉力

（2）[3] 两个绳套在转动过程中，合力保持不变，根据平行四边形定则画出如答图所示的示意图

由图像可知，弹簧测力计示数逐渐减小。

12. 某同学用如图1所示装置做“探究加速度与力、质量关系”的实验。

（1）由于小车的加速度既跟小车受到的合力有关，又跟小车的质量有关，所以实验应采用的探究方法是______（填字母序号，下同）。

A．控制变量法        B．等效替代法

C．变量放大法        D．理想实验法

（2）实验中需要平衡摩擦力，下列说法正确的是______。

A．平衡摩擦力的目的，是为了使细线的拉力等于砂桶和其中砂的重力

B．平衡摩擦力的目的，是为了使小车受到的合力等于细线对小车的拉力

C．平衡摩擦力时，小车后面应固定纸带，小车前面应通过细线连接砂铺但砂桶不能装砂

D．平衡摩擦力方法，是在长木板后面垫一小木块，逐渐移动木块的位置使小车能够从静止开始运动

（3）某同学在某次实验中，对部分计数点的间距进行测量的结果如图2所示。已知每两个计数点间有4个点未画出，电源的频率为50Hz，则此次实验小车的加速度为______（结果取2位有效数字）。

（4）在探究“力一定，加速度与质量的关系”时，假设砂桶和砂的质量为m，小车的质量为M，加速度为a。忽略纸带所受的摩擦及滑轮转轴的摩擦。如果仅未平衡摩擦力（其他操作正确），则图像为______，如果仅m未远小于M（其他操作正确），则图像为______。

A． B．

C． D．

【答案】    ①. A    ②. B    ③. 0.53    ④. D    ⑤. B

【解析】

【详解】（1）[1]小车的加速度既跟小车受到的合力有关，又跟小车的质量有关，当研究加速度与力的关系时，应控制小车质量不变，当研究加速度与质量的关系时，应控制小车受力不变，用到的研究方法是控制变量法。

故选A。

（2）[2]AB．小车下滑时受到重力、细线的拉力、支持力和摩擦力，要使拉力等于小车受到的合力，所以平衡摩擦力的目的是小车受到合力等于细绳的拉力，故A错误，B正确；

C．平衡摩擦力时，小车前面不与砂桶连接，后面应固定条纸带，纸带穿过打点计时器，故C错误；

D．将长木板无滑轮的一端下面垫一小木块，轻推小车，直到小车在长木板上做匀速直线运动，可以消除摩擦力的影响，故D错误。

故选B。

（3）[3]根据逐差法得

（4）[4]如果仅未平衡摩擦力，其他操作正确，则

可得

当小车质量增加时，函数图像斜率变大。

故选D。

[5]如果仅m未远小于M，其他操作正确，则

得

可得，当小车质量增加时，函数图像为直线，纵轴上有一个截距。

故选B。

四、计算题（本题共3小题，第13题10分，14题12分，15题18分，共40分）

13. 如图所示，在倾角为37°的固定斜面上有一个质量为1.1kg的物块物块与斜面间的动摩擦因数为0.5，物块受到向右的水平推力作用。最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取，。

（1）若物块恰好不沿斜面下滑，水平推力多大？

（2）若物块恰好不沿斜面上滑，水平推力多大？

【答案】（1）2N；（2）22N

【解析】

【详解】（1）在垂直斜面方向上，由平衡条件

①

在平行斜面方向上，因物块恰好不沿斜面下滑，静摩擦力达到最大且沿斜面向上，故

②

联立①②得

（2）当物块恰好不沿斜面下滑时，静摩擦力达到最大且沿斜面向上。在平行斜面方向上，由平衡条件

③

联立①③得

14. 如图所示，长度为L的细绳一端悬挂于天花板上的O点，另一端系一个质量为m的小球，给小球一定的速度使之在水平面内做匀速圆周运动。已知细绳与竖直方向的夹角为，O点距离地面的高度为H，重力加速度为g。不计细绳的质量和空气阻力。

（1）小球做圆周运动的转速；

（2）小球做圆周运动时，如果细绳突然断裂，小球在地面上的落点与（O点在地面上的投影点）的距离。

【答案】（1）；（2）

【解析】

【详解】（1）小球做圆周运动半径

根据

得

 故

（2）细绳断裂后，小球做平抛运动。由

得

故

15. 如图所示，质量为M的载重卡车A的水平底板上有质量为m的重物B，在水平直路上以速度匀速运动，重物与车厢前壁的距离为L。已知重物与车厢底板间的动摩擦因数为，车轮与地面间的动摩擦因数为。因发生紧急情况，卡车突然制动，重力加速度为g。

（1）若重物与车厢前壁不会相撞，则L应满足什么条件？

（2）若重物与车厢前壁会相撞，则从开始刹车到相撞所历的时间为多少？重物即将与车厢前壁碰撞时的速度为多大？

【答案】（1） ；（2）见解析

【解析】

【详解】设卡车的加速度大小为，重物的加速度大小为，则根据牛顿第二定律

得

卡车比重物先停止运动。为使重物不与车厢前壁相碰，必须满足条件

得

（2）若重物与车厢前壁会相撞，则存在两种可能情况：一是卡车停止运动前就相碰，二是卡车停止运动后才相碰。

①如果卡车停止运动前就相碰，则

得

此时

条件

即

②如果

则卡车停止运动后才相碰。这时

这是关于时间t的一元二次方程，有两个解。考虑到重物从开始减速到静止的时间为（假设不相碰），所以从开始减速到相碰的时间必小于，得

此时