西安市长安区第一中学2023届高三上学期第一次质量检测物理试卷（Word版附答案）

长安一中2020级高三第一次质量检测

物理试题

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

D．若v0＝ ，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1600N B. 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2000J D. 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（    ）

1. 杆AO对P的弹力减小 
2. 杆BO对Q的弹力减小
3. 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 <m2 ，则两小球的质量之比 m1 : m2可能为（     ）

A．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，cos 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；

（2）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　＝＋

 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