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2023届陕西省西安市长安区第一中学高三上学期第一次质量检测物理试卷
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这是一份2023届陕西省西安市长安区第一中学高三上学期第一次质量检测物理试卷，共8页。试卷主要包含了选择题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
时间：100分钟 总分110分
一、选择题(共15小题,每小题4分,共60分。在每小题给出的四个选项中，第1~9题只有一项符合题目要求，第10~15题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但选不全的得2分，有选错的得0分。请将正确选项填涂在答题卡上)
1. 无人驾驶汽车作为汽车的前沿科技，目前尚在完善中，它车头装有一个激光雷达，就像车辆的“鼻子”，随时“嗅”着前方88m范围内车辆和行人的“气息”，制动反应时间为0.2s，比有人驾驶汽车平均快1秒。图为在某次测试场地进行制动测试时获得的一部分图像（v为汽车的速度，x为位置坐标）。关于该无人驾驶汽车在该路段的制动测试中，下列说法正确的是（ ）
A. 制动加速度大小为 B. 最大安全速度是
C. 以的速度匀速行驶时，从“嗅”到前方行人“气息”到停止需要3s
D. 以的速度匀速行驶时，从“嗅”到前方行人“气息”到停止的距离为50m
2． “弹弓”是一种弹射类玩具，其构造如图所示，橡皮筋两端点A、B固定在把手上，橡皮筋ACB恰好处于原长状态，在C处(AB连线的中垂线上)放一固体弹丸，一手执把，另一手将弹丸拉至D点放手，弹丸就会在橡皮筋的作用下迅速发射出去，打击目标．现将弹丸竖直向上发射，已知E是CD中点，则（ ）
A．从D到C，弹丸的机械能守恒
B．从D到C，弹丸的动能一直在增大
C．从D到C，弹丸的机械能先增大后减小
D．从D到E弹丸增加的机械能大于从E到C弹丸增加的机械能
3.如图所示，空间中存在沿x轴的静电场，其电势φ沿x轴的分布如图所示，x1、x2、x3、x4是x轴上的四个点，质量为m、带电量为-q的粒子(不计重力)，以初速度v0从O点沿x轴正方向进入电场，在粒子沿x轴运动的过程中，下列说法正确的是 ( )
A．粒子在x2点的速度为0
B．从x1到x3点的过程中，粒子的电势能先减小后增大
C．若粒子能到达x4处，则v0的大小至少应为 eq \r(\f(2qφ0,m))
D．若v0＝ eq \r(\f(2qφ0,m))，则粒子在运动过程中的最大动能为3qφ0
4．如图所示，楔形物块A静置在水平地面上，其斜面粗糙，斜面上有小物块B。用平行于斜面的力F拉B，使之沿斜面匀速上滑。现改变力F的方向至与斜面成一定的角度，仍使小物块B沿斜面匀速上滑。在B运动的过程中，楔形物块A始终保持静止。下列描述正确的有（ ）
A．拉力F一定增大 B．A对B的摩擦力减小
C．B对斜面的作用力不变 D．地面受到的摩擦力大小可能变大
5. 汽车运输规格相同两块楼板时，为了保证安全，底层楼板固定在车厢上，上层楼板按如图所示方式放置于底层楼板上，汽车先以a1=2m/s2的加速度启动，然后以v=10m/s的速度匀速运动，最后以a2=10m/s2的加速度刹车至静止。已知每块楼板的质量为200kg，楼板间的动摩擦因数为0.8，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，整个过程楼板不会掉落，也不会撞上驾驶室，g=10m/s2，则（ ）
A. 启动时楼板之间的摩擦力大小为1600NB. 刹车时楼板之间的摩擦力大小为400N
C. 启动时楼板间因摩擦产生的热量为2000JD. 刹车时楼板间因摩擦产生的热量为2000J
6. 如图所示，两相同物体A、B放在粗糙水平面上，通过一根倾斜的轻绳连接。若用恒力向左拉物体A，两物体运动的加速度大小为、绳中的张力为；若用大小相等的恒力向右拉物体B，两物体运动的加速度大小为、绳中的张力为。则（ ）
A. ， B. ，
C. ， D. ，
7．设想在赤道上建造如图甲所示的“太空电梯”，字航员可通过竖直的电梯直通太空站，图乙中r为宇航员到地心的距离，R为地球半径，曲线A为地球引力对宇航员产生的加速度大小与r的关系；直线B为宇航员由于地球自转而产生的向心加速度大小与r的关系。关于相对地面静止在不同高度的宇航员，下列说法正确的有（ ）
A．随着r增大，宇航员的角速度增大
B．宇航员在r=R处的线速度等于第一宇宙速度
C．图中r0为地球同步卫星的轨道半径
D．随着r增大，宇航员感受到“重力”也增大
8．如图所示，匀强电场平行于等边三角形ABC所在的平面，M、N分别是BC和AC的中点．同一带负电的点电荷，由A移到B电场力做功1.2×10－8 J，由A移到C电场力做功2.4×10－8 J，则下列说法正确的是( )
A．M、N连线所在直线为等势线 B．A点电势高于B点
C．将该点电荷由A点移到M点，电场力做功1.8×10－8 J
D．匀强电场的方向由A点指向C点
9. 如图所示，由粗糙的水平杆AO与光滑的竖直杆BO组成的绝缘直角支架，在AO杆、BO杆上套有带正电的小球P、Q，两个小球恰能在某一位置平衡。现将P缓慢地向左移动一小段距离，两球再次达到平衡。若小球所带电荷量不变，与移动前相比（ ）
杆AO对P的弹力减小
杆BO对Q的弹力减小
P、Q之间的库仑力减小
D. 杆AO对P的摩擦力增大
10.如图所示，在t=0时质量m =1kg小球自高h=45m的平台上以的初速度水平抛出，运动t=1s后，突然受到大小恒为10N的水平向右的风力F作用，最后落至水平地面，不计空气阻力，重力加速度取。则以下说法正确的是（ ）
A. 小球从抛出至落地的时间大于 B. 落地瞬间小球速度大小为
C. 从抛出至落地的过程中，小球的机械能增加
D. 小球受到风力作用后，在落地前做匀变速曲线运动
11．如图所示，在匀速转动的水平圆盘上，沿半径方向放着用细线相连的质量均为m的两个物体A和B，它们分居圆心两侧，与圆心距离分别为RA=r，RB=2r，与盘间的动摩擦因数μ相同，当圆盘转速加快到两物体刚好还未发生滑动时，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，下列说法正确的是（ ）
A．此时绳子张力为3μmg B．此时圆盘的角速度为
C．此时A所受摩擦力方向沿半径指向圆心
D．此时烧断细线，A仍相对盘静止，B将做离心运动
12. 如图所示，一倾角为的光滑斜面与半径为R的光滑圆弧在最高点对接，斜面固定在水平地面上，圆弧最低点与水平地面相切。质量分别为m和M的物块A与B（可视为质点）通过跨过斜面顶端光滑定滑轮的轻绳（长为1.5R）连接。初始时轻绳伸直，将物块B由圆弧的最高点静止释放，当物块B到达圆弧最低点时，物块A的速度为，重力加速度为g，则以下说法正确的是（ ）
A. 物块B到达圆弧最低点时速度大小也为
B. 当物块B到达圆弧最低点时，物块A的机械能最大
C. 轻绳对物块A做的功为
D. 物块B经过圆弧最低点时受到的支持力小于
13．如图所示，光滑的水平面上有 P、Q两个固定挡板，A、B是两挡板连线的三等分点。A点处有一质量为m2 的静止小球，紧贴 P挡板的右侧有一质量为m1 的等大小球以速度v0 向右运动并与 m2相碰。小球与小球、小球与挡板间的碰撞均为弹性正碰，两小球均可视为质点。已知两小球之间的第二次碰撞恰好发生在B点处，且 m1A．1 :2 B．1 :3
C．1 :5 D．1 :7
14.如图所示，一足够长的绝缘细杆处于磁感应强度为B＝0.5 T的匀强磁场中，杆与磁场垂直且与水平方向的夹角为θ＝37°.一质量为m＝0.1 g、电荷量为q＝5×10－4 C的带正电圆环套在该绝缘细杆上，圆环与杆之间的动摩擦因数为μ＝0.4.现将圆环从杆上的某一位置无初速度释放.则下列判断中正确的是(sin 37°＝0.6，cs 37°＝0.8，取重力加速度g＝10 m/s2) ( )
A.圆环下滑过程中洛伦兹力始终做正功
B.当圆环下滑的速度达到2.4 m/s时，圆环与细杆之间的弹力为零
C.圆环下滑过程中的最大加速度为6 m/s2
D.圆环下滑过程中的最大速度为9.2 m/s
15. 如图甲，绝缘水平面上有一“∠”型光滑金属导轨，Oa与Ob夹角为45°；将质量为m的长直导体棒PQ放在导轨上并与Oa垂直，除轨道Ob上的电阻R外，其余电阻不计，导体棒与导轨接触良好。空间存在垂直于导轨平面的匀强磁场，磁感应强度为B。t＝0时刻导体棒与0点间的距离为2L，棒在外力作用下，向左做直线运动，其速度的倒数随位移x变化的关系如图乙所示，导体棒从PQ向左运动距离L到达MN的过程中（ ）
A. 流过导体棒的电流恒为 B. 导体棒运动的时间为
C. 通过回路的电荷量为 D. 外力做功为
二、实验题(本题共2小题，每空2分，共14分)
16.如图甲所示，某同学设计一个气垫导轨装置验证动量守恒定律的实验：
(1)用游标卡尺测得遮光条的宽度d如图乙所示，则d＝________mm。
(2)质量为m2的滑块2静止放在水平气垫导轨上光电门②的右侧，质量为m1的滑块1从光电门①的右侧向左运动，穿过光电门①与滑块2发生碰撞，随后两个滑块分离并依次穿过光电门②，滑块2与导轨左端相碰并被粘接条粘住，待滑块1穿过光电门②后用手将它停住，两个滑块上固定的遮光条宽度相同，数字计时器分别记录下滑块1通过光电门①的时间Δt、滑块2和滑块1依次通过光电门②的时间Δt2和Δt1。本实验中两个滑块的质量大小关系应为________(选填“>”、“<”、“=”)。若等式________________成立，则证明两滑块碰撞过程中系统的动量守恒(用题中所给的字母表示)。
17．酒驾严重危害了公共交通安全，打击酒驾现象已成为日常。如题图甲为交警使用的某种酒精检测仪，核心部件为酒精气体传感器，其电阻与酒精气体浓度x的关系如图乙所示。
（1）某同学自行设计了简易酒精检测仪，如图丙所示，用到的器材有酒精气体传感器、电源（电动势为，内阻未知）、电流表（满偏电流为，内阻为），闭合开关，周围无酒精气体，发现电流表刚好满偏，则电源内阻为________；用该仪器________（选填“能”或“不能”）检测酒驾；
另一位同学查阅酒精检测仪说明书时看到题表，他根据自己的理解将酒精检测仪的内部电路简化为题图丁。只有绿灯亮表示被测试者非酒驾，红绿灯一起亮表示被测试者有酒驾嫌疑，需进一步进行血液酒精度测量。图丁中电源电动势为，6V内阻不计，R2为定值电阻，R1为酒精气体传感器，L1、L2是彩色小灯泡，颜色一红一绿，小灯泡电压达到才会发光，则L1为________（选填“红”“绿”）灯，当红灯刚亮时通过其的电流为_________A（保留两位有效数字）。
三、计算题（本题共3小题，共36分。解答应写出必要的文字说明、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）
18.（10分） 如图所示，质量均为m=4kg的两个小物块A、B（均可视为质点）放置在水平地面上，竖直平面内半径R=0.4m的光滑半圆形轨道与水平地面相切于C，弹簧左端固定。移动物块A压缩弹簧到某一位置（弹簧在弹性限度内），由静止释放物块A，物块A离开弹簧后与物块B碰撞并粘在一起以共同速度向右运动，运动过程中经过一段长为s、动摩擦因数的水平面后，冲上圆轨道，除s段外的其它水平面摩擦力不计。求：（g取）
（1）若s=1m，两物块刚过C点时受到轨道支持力的大小；
（2）刚释放物块A时，弹簧的弹性势能；
（3）若两物块能冲上圆形轨道，且能通过最高点，s应满足什么条件。
19. （12分）2022年2月12日，中国运动员高亭宇斩获北京冬奥会男子速度滑冰500米金牌。中国航科工研发的“人体高速弹射装置为运动员的高质量训练提供了科技支持。谈装置的作用过程可简化成如图所示，运动员在赛道加速段受到装置的牵引加速，迅速达到指定速度后练习过弯技术。某次训练中，质量m=60kg（含身上装备）的运动员仅依靠F=600N的水平恒定牵引力从静止开始加速运动了s=20m的距离，然后脱离装置并保持恒定速率通过半径为R=10m的半圆形弯道，过弯时冰刀与冰面弯道凹槽处的接触点如放大图所示。忽略一切阻力，重力加速度g取10m/s2，求：
（1）运动员被加速后的速率v及加速过程中牵引力的平均功率P；
（2）运动员过弯道上A点时，冰面对其作用力FN大小。
20. （14分）如图，足够高的绝缘细管竖直固定，细管内壁光滑。有界匀强电场区域的边界垂直于竖直管，上边界固定且距直管上端管口为L，下边界可沿直管调节场区高度，设场区高度为kL（k>0）。质量为m、不带电的绝缘小球a从直管上端管口处由静止释放，之后与静止在电场区域上边界的带电小球b碰撞，小球b的质量为5m、电量为＋q。已知a、b的直径略小于管的直径，a、b碰撞时间极短且没有机械能损失，b的电荷不发生转移，重力加速度为g，求：
（1）电场强度E的大小；
（2）a、b第一次碰撞后瞬间速度v1、v2；
（3）a、b分别在电场区域内和电场区域外发生第二次碰撞对应的k的取值范围。
长安一中2020级高三第一次质量检测
物理答案
一、选择题(共15小题,每小题4分,共60分。在每小题给出的四个选项中，第1~9题只有一项符合题目要求，第10~15题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但选不全的得2分，有选错的得0分。请将正确选项填涂在答题卡上)
二、实验题(本题共2小题，每空2分，共14分)
16.(1) 13.80 (2) m1>m2 eq \f(m1,Δt)＝eq \f(m1,Δt1)＋eq \f(m2,Δt2)
17. （1）1.5 不能 （2）红 0.18
三、计算题（本题共3小题，共36分。解答应写出必要的文字说明、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）
18.【答案】（1）；（2）；（3）或
解析：（1）设物块经过C点时速度为，物块受到轨道支持力为，两物块在s上运动过程，由动能定理得
在C点支持力与重力的合力提供向心力，由牛顿第二定律得
代入数据解得
（2）设A与B碰撞前A的速度为，两物块碰撞过程系统动量守恒，以向右为正方向，由动量守恒定律得
由能量守恒定律得
（3）物块不脱离轨道有两种情况：①能过轨道最高点，设物块经过半圆形轨道最高点的最小速度为，在最高点，重力提供向心力，由牛顿第二定律得
物块从碰撞后到经过最高点过程中，由能量守恒定律得
代入数据解得
②物块上滑最大高度不超过圆弧，设物块刚好到达圆弧处速度为
物块从碰撞后到最高点，由能量守恒定律得
同时依题意，物块能滑出粗糙水平面，由能量守恒定律得
代入数据解得
综上所述，若两物块能冲上圆形轨道，且不脱离圆形轨道，s应满足的条件是
或
19.【答案】（1） ，6000W；（2）
20.【答案】（1）；（2）， ；（3）当k≥时在在电场区域内发生第二次碰撞，当时在电场区域外发生第二次碰撞
驾驶员状态
非酒驾
有酒驾嫌疑
酒精气体浓度标准（mg/mL）
小于0.2
大于或者等于0.2
检测器状态
只有绿灯亮
绿灯红灯都亮
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
答案
B
D
C
B
D
A
C
C
题号
9
10
11
12
13
14
15
答案
D
BC
AB
BCD
BD
CD
AD
时间：100分钟 总分110分
一、选择题(共15小题,每小题4分,共60分。在每小题给出的四个选项中，第1~9题只有一项符合题目要求，第10~15题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但选不全的得2分，有选错的得0分。请将正确选项填涂在答题卡上)
1. 无人驾驶汽车作为汽车的前沿科技，目前尚在完善中，它车头装有一个激光雷达，就像车辆的“鼻子”，随时“嗅”着前方88m范围内车辆和行人的“气息”，制动反应时间为0.2s，比有人驾驶汽车平均快1秒。图为在某次测试场地进行制动测试时获得的一部分图像（v为汽车的速度，x为位置坐标）。关于该无人驾驶汽车在该路段的制动测试中，下列说法正确的是（ ）
A. 制动加速度大小为 B. 最大安全速度是
C. 以的速度匀速行驶时，从“嗅”到前方行人“气息”到停止需要3s
D. 以的速度匀速行驶时，从“嗅”到前方行人“气息”到停止的距离为50m
2． “弹弓”是一种弹射类玩具，其构造如图所示，橡皮筋两端点A、B固定在把手上，橡皮筋ACB恰好处于原长状态，在C处(AB连线的中垂线上)放一固体弹丸，一手执把，另一手将弹丸拉至D点放手，弹丸就会在橡皮筋的作用下迅速发射出去，打击目标．现将弹丸竖直向上发射，已知E是CD中点，则（ ）
A．从D到C，弹丸的机械能守恒
B．从D到C，弹丸的动能一直在增大
C．从D到C，弹丸的机械能先增大后减小
D．从D到E弹丸增加的机械能大于从E到C弹丸增加的机械能
3.如图所示，空间中存在沿x轴的静电场，其电势φ沿x轴的分布如图所示，x1、x2、x3、x4是x轴上的四个点，质量为m、带电量为-q的粒子(不计重力)，以初速度v0从O点沿x轴正方向进入电场，在粒子沿x轴运动的过程中，下列说法正确的是 ( )
A．粒子在x2点的速度为0
B．从x1到x3点的过程中，粒子的电势能先减小后增大
C．若粒子能到达x4处，则v0的大小至少应为 eq \r(\f(2qφ0,m))
D．若v0＝ eq \r(\f(2qφ0,m))，则粒子在运动过程中的最大动能为3qφ0
4．如图所示，楔形物块A静置在水平地面上，其斜面粗糙，斜面上有小物块B。用平行于斜面的力F拉B，使之沿斜面匀速上滑。现改变力F的方向至与斜面成一定的角度，仍使小物块B沿斜面匀速上滑。在B运动的过程中，楔形物块A始终保持静止。下列描述正确的有（ ）
A．拉力F一定增大 B．A对B的摩擦力减小
C．B对斜面的作用力不变 D．地面受到的摩擦力大小可能变大
5. 汽车运输规格相同两块楼板时，为了保证安全，底层楼板固定在车厢上，上层楼板按如图所示方式放置于底层楼板上，汽车先以a1=2m/s2的加速度启动，然后以v=10m/s的速度匀速运动，最后以a2=10m/s2的加速度刹车至静止。已知每块楼板的质量为200kg，楼板间的动摩擦因数为0.8，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，整个过程楼板不会掉落，也不会撞上驾驶室，g=10m/s2，则（ ）
A. 启动时楼板之间的摩擦力大小为1600NB. 刹车时楼板之间的摩擦力大小为400N
C. 启动时楼板间因摩擦产生的热量为2000JD. 刹车时楼板间因摩擦产生的热量为2000J
6. 如图所示，两相同物体A、B放在粗糙水平面上，通过一根倾斜的轻绳连接。若用恒力向左拉物体A，两物体运动的加速度大小为、绳中的张力为；若用大小相等的恒力向右拉物体B，两物体运动的加速度大小为、绳中的张力为。则（ ）
A. ， B. ，
C. ， D. ，
7．设想在赤道上建造如图甲所示的“太空电梯”，字航员可通过竖直的电梯直通太空站，图乙中r为宇航员到地心的距离，R为地球半径，曲线A为地球引力对宇航员产生的加速度大小与r的关系；直线B为宇航员由于地球自转而产生的向心加速度大小与r的关系。关于相对地面静止在不同高度的宇航员，下列说法正确的有（ ）
A．随着r增大，宇航员的角速度增大
B．宇航员在r=R处的线速度等于第一宇宙速度
C．图中r0为地球同步卫星的轨道半径
D．随着r增大，宇航员感受到“重力”也增大
8．如图所示，匀强电场平行于等边三角形ABC所在的平面，M、N分别是BC和AC的中点．同一带负电的点电荷，由A移到B电场力做功1.2×10－8 J，由A移到C电场力做功2.4×10－8 J，则下列说法正确的是( )
A．M、N连线所在直线为等势线 B．A点电势高于B点
C．将该点电荷由A点移到M点，电场力做功1.8×10－8 J
D．匀强电场的方向由A点指向C点
9. 如图所示，由粗糙的水平杆AO与光滑的竖直杆BO组成的绝缘直角支架，在AO杆、BO杆上套有带正电的小球P、Q，两个小球恰能在某一位置平衡。现将P缓慢地向左移动一小段距离，两球再次达到平衡。若小球所带电荷量不变，与移动前相比（ ）
杆AO对P的弹力减小
杆BO对Q的弹力减小
P、Q之间的库仑力减小
D. 杆AO对P的摩擦力增大
10.如图所示，在t=0时质量m =1kg小球自高h=45m的平台上以的初速度水平抛出，运动t=1s后，突然受到大小恒为10N的水平向右的风力F作用，最后落至水平地面，不计空气阻力，重力加速度取。则以下说法正确的是（ ）
A. 小球从抛出至落地的时间大于 B. 落地瞬间小球速度大小为
C. 从抛出至落地的过程中，小球的机械能增加
D. 小球受到风力作用后，在落地前做匀变速曲线运动
11．如图所示，在匀速转动的水平圆盘上，沿半径方向放着用细线相连的质量均为m的两个物体A和B，它们分居圆心两侧，与圆心距离分别为RA=r，RB=2r，与盘间的动摩擦因数μ相同，当圆盘转速加快到两物体刚好还未发生滑动时，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，下列说法正确的是（ ）
A．此时绳子张力为3μmg B．此时圆盘的角速度为
C．此时A所受摩擦力方向沿半径指向圆心
D．此时烧断细线，A仍相对盘静止，B将做离心运动
12. 如图所示，一倾角为的光滑斜面与半径为R的光滑圆弧在最高点对接，斜面固定在水平地面上，圆弧最低点与水平地面相切。质量分别为m和M的物块A与B（可视为质点）通过跨过斜面顶端光滑定滑轮的轻绳（长为1.5R）连接。初始时轻绳伸直，将物块B由圆弧的最高点静止释放，当物块B到达圆弧最低点时，物块A的速度为，重力加速度为g，则以下说法正确的是（ ）
A. 物块B到达圆弧最低点时速度大小也为
B. 当物块B到达圆弧最低点时，物块A的机械能最大
C. 轻绳对物块A做的功为
D. 物块B经过圆弧最低点时受到的支持力小于
13．如图所示，光滑的水平面上有 P、Q两个固定挡板，A、B是两挡板连线的三等分点。A点处有一质量为m2 的静止小球，紧贴 P挡板的右侧有一质量为m1 的等大小球以速度v0 向右运动并与 m2相碰。小球与小球、小球与挡板间的碰撞均为弹性正碰，两小球均可视为质点。已知两小球之间的第二次碰撞恰好发生在B点处，且 m1
C．1 :5 D．1 :7
14.如图所示，一足够长的绝缘细杆处于磁感应强度为B＝0.5 T的匀强磁场中，杆与磁场垂直且与水平方向的夹角为θ＝37°.一质量为m＝0.1 g、电荷量为q＝5×10－4 C的带正电圆环套在该绝缘细杆上，圆环与杆之间的动摩擦因数为μ＝0.4.现将圆环从杆上的某一位置无初速度释放.则下列判断中正确的是(sin 37°＝0.6，cs 37°＝0.8，取重力加速度g＝10 m/s2) ( )
A.圆环下滑过程中洛伦兹力始终做正功
B.当圆环下滑的速度达到2.4 m/s时，圆环与细杆之间的弹力为零
C.圆环下滑过程中的最大加速度为6 m/s2
D.圆环下滑过程中的最大速度为9.2 m/s
15. 如图甲，绝缘水平面上有一“∠”型光滑金属导轨，Oa与Ob夹角为45°；将质量为m的长直导体棒PQ放在导轨上并与Oa垂直，除轨道Ob上的电阻R外，其余电阻不计，导体棒与导轨接触良好。空间存在垂直于导轨平面的匀强磁场，磁感应强度为B。t＝0时刻导体棒与0点间的距离为2L，棒在外力作用下，向左做直线运动，其速度的倒数随位移x变化的关系如图乙所示，导体棒从PQ向左运动距离L到达MN的过程中（ ）
A. 流过导体棒的电流恒为 B. 导体棒运动的时间为
C. 通过回路的电荷量为 D. 外力做功为
二、实验题(本题共2小题，每空2分，共14分)
16.如图甲所示，某同学设计一个气垫导轨装置验证动量守恒定律的实验：
(1)用游标卡尺测得遮光条的宽度d如图乙所示，则d＝________mm。
(2)质量为m2的滑块2静止放在水平气垫导轨上光电门②的右侧，质量为m1的滑块1从光电门①的右侧向左运动，穿过光电门①与滑块2发生碰撞，随后两个滑块分离并依次穿过光电门②，滑块2与导轨左端相碰并被粘接条粘住，待滑块1穿过光电门②后用手将它停住，两个滑块上固定的遮光条宽度相同，数字计时器分别记录下滑块1通过光电门①的时间Δt、滑块2和滑块1依次通过光电门②的时间Δt2和Δt1。本实验中两个滑块的质量大小关系应为________(选填“>”、“<”、“=”)。若等式________________成立，则证明两滑块碰撞过程中系统的动量守恒(用题中所给的字母表示)。
17．酒驾严重危害了公共交通安全，打击酒驾现象已成为日常。如题图甲为交警使用的某种酒精检测仪，核心部件为酒精气体传感器，其电阻与酒精气体浓度x的关系如图乙所示。
（1）某同学自行设计了简易酒精检测仪，如图丙所示，用到的器材有酒精气体传感器、电源（电动势为，内阻未知）、电流表（满偏电流为，内阻为），闭合开关，周围无酒精气体，发现电流表刚好满偏，则电源内阻为________；用该仪器________（选填“能”或“不能”）检测酒驾；
另一位同学查阅酒精检测仪说明书时看到题表，他根据自己的理解将酒精检测仪的内部电路简化为题图丁。只有绿灯亮表示被测试者非酒驾，红绿灯一起亮表示被测试者有酒驾嫌疑，需进一步进行血液酒精度测量。图丁中电源电动势为，6V内阻不计，R2为定值电阻，R1为酒精气体传感器，L1、L2是彩色小灯泡，颜色一红一绿，小灯泡电压达到才会发光，则L1为________（选填“红”“绿”）灯，当红灯刚亮时通过其的电流为_________A（保留两位有效数字）。
三、计算题（本题共3小题，共36分。解答应写出必要的文字说明、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）
18.（10分） 如图所示，质量均为m=4kg的两个小物块A、B（均可视为质点）放置在水平地面上，竖直平面内半径R=0.4m的光滑半圆形轨道与水平地面相切于C，弹簧左端固定。移动物块A压缩弹簧到某一位置（弹簧在弹性限度内），由静止释放物块A，物块A离开弹簧后与物块B碰撞并粘在一起以共同速度向右运动，运动过程中经过一段长为s、动摩擦因数的水平面后，冲上圆轨道，除s段外的其它水平面摩擦力不计。求：（g取）
（1）若s=1m，两物块刚过C点时受到轨道支持力的大小；
（2）刚释放物块A时，弹簧的弹性势能；
（3）若两物块能冲上圆形轨道，且能通过最高点，s应满足什么条件。
19. （12分）2022年2月12日，中国运动员高亭宇斩获北京冬奥会男子速度滑冰500米金牌。中国航科工研发的“人体高速弹射装置为运动员的高质量训练提供了科技支持。谈装置的作用过程可简化成如图所示，运动员在赛道加速段受到装置的牵引加速，迅速达到指定速度后练习过弯技术。某次训练中，质量m=60kg（含身上装备）的运动员仅依靠F=600N的水平恒定牵引力从静止开始加速运动了s=20m的距离，然后脱离装置并保持恒定速率通过半径为R=10m的半圆形弯道，过弯时冰刀与冰面弯道凹槽处的接触点如放大图所示。忽略一切阻力，重力加速度g取10m/s2，求：
（1）运动员被加速后的速率v及加速过程中牵引力的平均功率P；
（2）运动员过弯道上A点时，冰面对其作用力FN大小。
20. （14分）如图，足够高的绝缘细管竖直固定，细管内壁光滑。有界匀强电场区域的边界垂直于竖直管，上边界固定且距直管上端管口为L，下边界可沿直管调节场区高度，设场区高度为kL（k>0）。质量为m、不带电的绝缘小球a从直管上端管口处由静止释放，之后与静止在电场区域上边界的带电小球b碰撞，小球b的质量为5m、电量为＋q。已知a、b的直径略小于管的直径，a、b碰撞时间极短且没有机械能损失，b的电荷不发生转移，重力加速度为g，求：
（1）电场强度E的大小；
（2）a、b第一次碰撞后瞬间速度v1、v2；
（3）a、b分别在电场区域内和电场区域外发生第二次碰撞对应的k的取值范围。
长安一中2020级高三第一次质量检测
物理答案
一、选择题(共15小题,每小题4分,共60分。在每小题给出的四个选项中，第1~9题只有一项符合题目要求，第10~15题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但选不全的得2分，有选错的得0分。请将正确选项填涂在答题卡上)
二、实验题(本题共2小题，每空2分，共14分)
16.(1) 13.80 (2) m1>m2 eq \f(m1,Δt)＝eq \f(m1,Δt1)＋eq \f(m2,Δt2)
17. （1）1.5 不能 （2）红 0.18
三、计算题（本题共3小题，共36分。解答应写出必要的文字说明、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）
18.【答案】（1）；（2）；（3）或
解析：（1）设物块经过C点时速度为，物块受到轨道支持力为，两物块在s上运动过程，由动能定理得
在C点支持力与重力的合力提供向心力，由牛顿第二定律得
代入数据解得
（2）设A与B碰撞前A的速度为，两物块碰撞过程系统动量守恒，以向右为正方向，由动量守恒定律得
由能量守恒定律得
（3）物块不脱离轨道有两种情况：①能过轨道最高点，设物块经过半圆形轨道最高点的最小速度为，在最高点，重力提供向心力，由牛顿第二定律得
物块从碰撞后到经过最高点过程中，由能量守恒定律得
代入数据解得
②物块上滑最大高度不超过圆弧，设物块刚好到达圆弧处速度为
物块从碰撞后到最高点，由能量守恒定律得
同时依题意，物块能滑出粗糙水平面，由能量守恒定律得
代入数据解得
综上所述，若两物块能冲上圆形轨道，且不脱离圆形轨道，s应满足的条件是
或
19.【答案】（1） ，6000W；（2）
20.【答案】（1）；（2）， ；（3）当k≥时在在电场区域内发生第二次碰撞，当时在电场区域外发生第二次碰撞
驾驶员状态
非酒驾
有酒驾嫌疑
酒精气体浓度标准（mg/mL）
小于0.2
大于或者等于0.2
检测器状态
只有绿灯亮
绿灯红灯都亮
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
答案
B
D
C
B
D
A
C
C
题号
9
10
11
12
13
14
15
答案
D
BC
AB
BCD
BD
CD
AD
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