2023重庆市一中高三上学期10月月考试题物理含解析

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2022年重庆一中高2023届10月月考物理试题卷满分100分时间75分钟一、单项选择题：共8小题，每小题4分，共32分。每小题给出的四个选项中只有一个选项符合题意。1. 我国多次成功使用“冷发射”技术发射长征十一号系列运载火箭。如图所示，发射仓内的高压气体先将火箭竖直向上推出，当火箭速度减为零时再点火，随后火箭加速飞向太空。下列说法正确的是（　　）A. 速度减为零时，火箭处于平衡状态B. 点火前的上升阶段，火箭在加速度为零时获得最大动能C. 点火后，火箭靠周围大气产生的推力作用加速飞向太空D. 点火后加速飞向太空的过程中，火箭的机械能守恒【答案】B【解析】【详解】A．速度减为零时，受重力作用，火箭处于非平衡状态，故A错误；B．点火前的上升阶段，火箭在加速度为零时速度最大，获得最大动能，故B正确；C．点火后，火箭是以热气流高速向后喷出，利用产生的反作用力向前运动，故C错误；D．点火后加速飞向太空的过程中，动能增大，重力势能增大，火箭的机械能不守恒，故D错误。故选B。2. 研究平抛运动的实验装置如图所示，竖直平面1、2、3均与斜槽所在平面垂直，小球从斜槽末端水平飞出，运动轨迹与平面1、2、3的交点依次为A、B、C，A点是小球的水平抛出点。小球由A运动到B，运动时间为，水平位移为，竖直位移为，速度变化量大小为，小球运动至B点时重力的功率为；小球由B运动到C，运动时间为，水平位移为，竖直位移为，速度变化量大小为，小球运动至C点时重力的功率为。忽略空气阻力，若，则下列关系式正确的是（　　）A.  B.  C.  D. 【答案】C【解析】【详解】AB．A点是小球的水平抛出点，小球由A运动到B过程，有，小球由A运动到C过程，有，又联立解得，故AB错误；C．根据又可得故C正确；D．小球运动至B点时重力的功率为小球运动至C点时重力的功率为可得故D错误。故选C。3. 一质点做曲线运动，在前一段时间内速度大小由v增大到，在随后的一段时间内速度大小由增大到。前后两段时间内，合外力对质点做的功分别为和，合外力的冲量大小分别为和。下列关系式一定成立的是（　　）A.  B. C.  D. 【答案】A【解析】【详解】CD．根据题意有
 故可知 ,CD错误。AB．根据动量定理由于此题只给了速度的大小，没有给方向，而动量改变量的计算是一个矢量运算，根据矢量作差的规律有故A对B错。4. 草地滑坡是不少生态公园中的休闲项目，其滑道可简化为由一段倾斜直轨道和一段水平直轨道平滑连接而成。甲、乙两游客分别乘坐相同滑车沿两条不同滑道从同一高度由静止下滑，最终停在水平轨道上，如图所示。已知游客甲的质量比乙大，滑车与两滑道的动摩擦因数相同，且处处相同，不计空气阻力。则（）A. 两游客在倾斜滑道滑行的时间相同B. 滑到倾斜滑道底端时的速度甲比乙大C. 在滑道上滑行的总路程乙比甲大D. 两游客所乘滑车在滑道上滑行产生的热量相等【答案】C【解析】【详解】A．设倾斜滑道倾角为，游客在倾斜滑道滑行的加速度大小为设倾斜滑道长度为，根据运动学公式可得可得由图可知，甲游客下滑的加速度比乙游客的小，甲游客滑行倾斜滑道长度大于乙游客滑行倾斜滑道长度，可知甲游客在倾斜滑道滑行的时间大于乙游客在倾斜滑道滑行的时间，A错误；B．在倾斜滑道滑行过程，根据动能定理可得解得两游客下滑高度相同，甲游客在倾斜滑道滑行对应的水平距离更大，可知滑到倾斜滑道底端时的速度甲比乙小，B错误；C．游客从静止滑下到最终停止在水平轨道上，根据动能定理可得可得可知两游客整个滑行过程的水平位移相等，即两游客停止同一位置，由图中几何关系可知，在滑道上滑行的总路程乙比甲大，C正确；D．根据能量守恒可知，两游客所乘滑车在滑道上滑行产生的热量等于减少的重力势能，则有由于游客甲的质量比乙大，所以甲游客所乘滑车在滑道上滑行产生的热量大于乙的，D错误。故选C。5. 学校门口的车牌自动识别系统如图所示，闸杆距地面高为，可绕转轴O在竖直面内匀速转动，自动识别区前边界到后边界的距离为，闸杆开始保持水平静止，在闸杆的正下方。汽车以速度匀速驶入自动识别区，识别的反应时间为，若汽车可看成高的长方体，闸杆转轴O与车左侧面的水平距离为。要使汽车匀速顺利通过，闸杆拍杆时匀速转动的角速度至少为（　　）A.  B.  C.  D. 【答案】D【解析】【详解】闸杆转动时间为汽车匀速顺利通过，闸杆转动的角度至少为解得则闸杆转动的角速度至少为故选D。6. 光滑的水平面上放有滑块A，其内侧是半径为R的四分之一光滑圆轨道，轨道底端的切线水平，离地高度为h，B为光滑小球，将其从轨道项端由静止释放，如图所示。若滑块固定，小球B落地时离轨道底端的水平距离为；若滑块不固定，小球B落地时离轨道底端的水平距离为；已知小球B和滑块A的质量相等，则为（　　）A.  B.  C.  D. 【答案】A【解析】【详解】设A、B质量为m，滑块A固定时，小球B离开A时的速度大小为v。小球下滑过程中，由机械能守恒定律得解得滑块不固定时，B离开A时B的速度大小为，A的速度大小为，A、B组成的系统在水平方向上动量守恒，以向右为正方向，在水平方向上由机械能守恒定律得解得两种情况下小球B离开A后都做平抛运动，竖直方向上水平方向上代入解得故选A。7. 如图甲所示，一轻弹簧的两端分别与质量为和的两物块相连接，并且静止在光滑的水平面上。现使瞬时获得水平向右的速度，以此刻为计时零点，两物块的速度随时间变化的规律如图乙所示，己知时刻的速度第一次变为0，在第1秒内运动的位移为。下列说法正确的是（　　）A. 两物块的质量之比为 B. 时刻的速度为C. 第1秒内弹簧的长度缩短了 D. 第1秒内的位移为【答案】D【解析】详解】A．系统动量守恒，选择开始到t=1s时刻列方程可知m1v0=（m1+m2）v1将v0=3m/s，v1=1m/s代入得m1：m2=1：2故选项A错误；B．时刻m1v0=m2v2解得的速度为选项B错误；CD．若考虑两物体从t=1s到t=2s的时间内，m2加速运动，m1减速运动，因m1：m2=1：2则在任意时刻两物体的加速度之比为a1：a2=2：1若用微元法考虑，则两物体间的距离则“”对应的位移（面积）为0.6m，则“”对应的位移（面积）为1.2m，该两部分面积之和与0~1s内对应的虚线面积相等，即1.8m，即0~1s内弹簧的长度缩短1.8m，第1秒内的位移为1.8m+0.4m=2.2m，选项C错误D正确。故选D。8. 如图甲为某缓冲装置模型，劲度系数为k（足够大）的轻质弹簧与轻杆相连，轻杆可在固定的槽内移动，与槽间的滑动摩擦力为定值f，轻杆向右移动不超过l时，装置可安全工作。一质量为m的小车以速度撞击弹簧后，导致轻杆向右移动了，此过程小车运动的图像如图乙所示，在时间内，图线为曲线，在时间内，图线为直线。己知装置安全工作时，轻杆与槽间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，不计小车与地面间的摩擦。下列说法正确的是（　　）A. 在时间内，小车运动的位移B. 在时刻，小车恰好离开轻弹簧C. 小车离开轻弹簧时的速度为D. 为使装置安全工作，小车的撞击速度不能超过【答案】C【解析】【详解】A．在0~t1时间内，小车压缩弹簧轻杆保持静止，在t1时刻，弹力等于最大静摩擦力，则在0~t1时间内，小车运动的位移为弹簧的形变量有故A正确；B．在0~t1时间内，小车做加速度增大的减速运动，在t1~t2时间内，与轻杆一起做匀减速运动，t2时刻之后弹簧反弹小车时其做初速度未零的加速度减小的加速运动，该加速过程的位移大小等于0~t1时间内位移大小，故该加速过程所用时间大于t1，故在时刻，小车未离开轻弹簧，故B错误；C．对全过程，根据能量守恒解得离开轻弹簧时的速度故C正确；D．为使装置安全工作，当小车速度减为零时，轻杆移动的距离最多为l，此时，根据能量守恒解得故D错误。故选C。二、多项选择题：共3小题，每小题5分，共15分。全部选对得5分，选对但不全得3分，选错得0分。9. 宇宙中有一孤立星系，中心天体O的周围有三颗行星Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，如图所示。行星Ⅰ、Ⅲ沿圆轨道运动，半径分别为、。；行星Ⅱ沿椭圆轨道运动。半长轴为a，，与行星Ⅰ轨道在A点相切。与行星Ⅲ轨道在P点相交，B为行星Ⅲ轨道上的点。不考虑行星之间的万有引力，下列说话正确的是（　　）A. 行星Ⅱ在P点的加速度与行星Ⅲ在B点的加速度相同B. 行星Ⅱ的运行周期与行星Ⅲ的运行周期相等C. 行星Ⅲ的运行速率小于行星Ⅱ在A点的速率D. 行星Ⅲ的机械能一定大于行星Ⅰ的机械能【答案】BC【解析】【详解】A．万有引力提供向心力，加速度指向地心，则行星Ⅱ在P点的加速度与行星Ⅲ在B点的加速度方向不相同，故A错误；B．根据开普勒第三定律，行星Ⅱ的半长轴与行星Ⅲ的半径相等，则行星Ⅱ的运行周期与行星Ⅲ的运行周期相等，故B正确；C．当行星在圆轨道运行时，根据万有引力提供向心力故行星Ⅲ的运行速率小于行星Ⅰ的运行速率，若行星在A点由轨道Ⅰ变轨到轨道Ⅱ，需要加速做离心运动，故行星Ⅲ的运行速率小于行星Ⅱ在A点的速率，故C正确；D．机械能与行星质量有关，不知道质量关系，无法判断机械能关系，故D错误。故选BC。10. 如图所示，倾角为的斜面固定在水平地面上，一轻绳绕过两个光滑的轻质滑轮连接着固定点P和物体B，两滑轮之间的轻绳始终与斜面平行，物体A与动滑轮连接。已知A、B的质量均为，A与斜面间的动摩擦因数为，重力加速度大小为。将A、B由静止释放，下列说法正确的是（　　）A. 物体A、B释放瞬间，轻绳对P点的拉力大小为B. 物体B下降时（B未落地）的速度大小为C. 物体B下降过程中（B未落地）轻绳对动滑轮做的功为D. 物体B下降过程中，B减少的机械能大于A增加的机械能【答案】BD【解析】【详解】A．物体A、B释放瞬间，设轻绳拉力为T,则对物体A由牛顿第二定律有对物体B由牛顿第二定律有由题图可得代入数据，联立解得故A错误；B．设物体B下降2m时的速度为，则A的速度为，由能量守恒可得代入数据，解得故B正确；C．物体B下降时，物体A运动的距离 ，可得轻绳对动滑轮做的功为故C错误；D．物体B下降过程中，B减少的机械能一部分转化为A增加的机械能，还有一部分转化为克服摩擦力做的功，所以B减少的机械能大于A增加的机械能，故D正确。故选BD。11. 如图所示，斜面倾角为，BC段粗糙且足够长，其余段光滑，有10个完全相同、质量均为m的小球（可视为质点）放在斜面上，相邻小球间用长为d的轻质细杆连接，细杆与斜面平行，小球与BC段间的动摩擦因数为。当1号小球在B处时，将10个小球由静止一起释放，已知重力加速度为g，下列说法正确的是（　　）A. 6号球刚进入BC段不久，6号球与7号球间细杆的弹力大小为B. 10号球不能到达B点C. 1号球运动过程中的最大速度为D. 5号球运动过程中的最大速度为【答案】AD【解析】【详解】A．在6号球刚进入BC段时，把10个小球看成一个整体，根据牛顿第二定律，有解得把7到10小球共4个小球看成一个整体，根据牛顿第二定律，有解得故A正确；B．若10号球能到达B点且速度为v1，根据动能定理，有解得所以10号球能到达B点，故B错误；CD．小球始终相同，在斜面上先加速后减速，第n个球刚进入BC段时加速度为零，此时小球速度最大，则有解得即，所以在第七个球刚进入BC段时，小球速度最大，根据动能定理解得故C错误，D正确。故选AD。三、实验题：共2小题，12小题6分，13小题8分，共14分。12. 某实验小组想通过如图1所示的实验装置来“探究功与速度变化的关系”．实验中通过改变拉伸的橡皮筋的条数来改变外力对小车做功W的数值，用速度传感器测出每次小车获得的速度v．
 （1）下列关于本实验的说法中正确的是____________．A．本实验需要先平衡摩擦力B．实验中必须测出小车的质量mC．实验中必须测出橡皮筋对小车做功的具体数值D．每次所用的橡皮筋应该是相同规格，且每次都拉伸到同一位置（2）某次实验中同学们通过速度传感器得到小车沿木板运动的速度随时间变化的关系图象如图2所示，图中0~t1内的图线为曲线，t1~t2内的图线为直线．由此可知，该实验中存在的不当之处是_____________．
 （3）同学们纠正不当之处后，先后用一根、两根、三根、四根、五根橡皮筋做实验，通过速度传感器测出小车各次获得的速度，并画出v2–W图象如图3所示．测得该图线的斜率为k，由此可以计算出本实验中所用的小车的质量为_________．
 【答案】    ①. AD    ②. 平衡摩擦时倾角过大    ③. 2/k【解析】【详解】(1）为了使橡皮筋对小车做的功等于合外力做的功，必须在实验前让木板有适当的倾角以平衡摩擦力，A正确；只要小车的质量保持不变，就可以得到小车获得的速度与合外力做功的关系B错误；只要用规格相同的橡皮筋，使它们伸长相同的长度，即每次拉伸到同一位置，就可以用W、2W、3W、···表示外力各次做的功，而不需要测出每次做功的具体数值，C错误，D正确，故选AD.（2）时间内为橡皮筋逐渐恢复原长的过程，小车做加速度减小的加速运动，而时间内橡皮筋完全恢复原长后，小车还在做匀加速运动，这一定是平衡摩擦时倾角过大造成的；（3）根据动能定理得，所以该图线的斜率，所以小车的质量.13. 小明同学利用如图所示的实验装置来验证机械能守恒定律，A为装有挡光片的钩码，总质量为M，挡光片的挡光宽度为b，轻绳一端与A相连，另一端跨过光滑轻质定滑轮与质量为的重物B相连。他的做法是：先用力拉住B，保持A、B静止，测出从挡光片的上端到光电门的距离h，然后由静止释放B，A下落过程中经过光电门，测得挡光片的挡光时间t，算出挡光片经过光电门的平均速度，将其视为A下落h时的瞬时速度，己知当地的重力加速度大小为g。（1）在A由静止开始下落h过程中，验证A、B、地球所组成的系统机械能守恒的表达式为________________________（用题目所给物理量的符号表示）。（2）改变h的值多次进行实验，测得各次挡光片的挡光时间t，以h为纵轴、为横轴建立平面直角坐标系，在坐标系中作出图像。若________________________，则证明系统的机械能守恒。（3）由于光电门所测得平均速度与钩码A下落h时的瞬时速度间存在一个差值，因而实验中系统减少的重力势能总是____________系统增加的动能（选填“大于”“等于”或“小于”）。（4）若利用本实验装置，根据上述实验数据来测量当地的重力加速度g，则测量值总是____________真实值（选填“大于”“等于”或“小于”）。 【答案】    ①.     ②. 图像为过原点的倾斜直线且其斜率等于    ③. 大于    ④. 小于【解析】【详解】（1）[1]系统重力势能减少量钩码经过光电门的速度则系统动能的增加量系统机械能守恒的表达式（2）[2]由得则h-图像为过原点的倾斜直线且其斜率等于。（3）[3]光电门测出的平均速度是挡光片通过光电门过程中中间时刻的瞬时速度，此时下降的高度小于h，则系统减少的重力势能大于系统增加的动能。（4）[4] 由得重力加速度实验中由于阻力的存在，重力势能大于系统增加的动能，即偏小，则重力加速度g的测量值总是小于真实值。四、计算题：共3小题，14题9分，15题12分，16题18分，共39分，解题须写出必要的文字说明、重要的公式和演算步骤，只写出最后答案的不得分。14. 如图所示，质量为的有孔小球穿在固定的长直杆上，杆与水平方向成角，球与杆间的动摩擦因数。小球在竖直向上大小为的拉力F作用下，从A点由静止开始向上运动，经过撒去拉力。g取，，，求：（1）撤去拉力前瞬间小球的速度大小；（2）小球从开始到运动至最高点过程中，受杆支持力的冲量。【答案】（1）；（2）方向垂直杆向下【解析】【详解】（1）撤去拉力前，设小球的加速度大小为，由牛顿第二定律得，解得方向沿杆向上，撤去拉力前瞬间的速度（2）撤去拉力前支持力冲量的大小为方向垂直杆向下，撤去拉力后，设小球的加速度大小为，由牛顿第二定律得，解得方向沿杆向下，从撤去拉力到减速为0所需时间撤去拉力后到最高点过程中支持力冲量的大小为方向垂直杆向上，全过程支持力冲量的大小为方向垂直杆向下。15. 如图所示，一水平轻杆一端固定在竖直细杆上的O点，一轻质弹性绳下端固定在竖直杆底端A点，另一端穿过一固定在竖直杆B点的光滑小环与穿在水平杆上的小球连接，间距离为l。弹性绳满足胡克定律，原长等于间距离，劲度系数为，且始终不超过弹性限度。小球质量为m，与水平杆间的动摩擦因数为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。P为水平杆上的一点，间距离为l。已知弹性绳的弹性势能表达式为，其中x为弹性绳的形变量。不计其它阻力，重力加速度为g。（1）若小球静止在P点，求小球受到的摩擦力的大小；（2）若整个装置以竖直杆为轴匀速转动，小球始终位于P点，求转动角速度允许的最大值；（3）小球开始静止在P点，给其一水平向左的初速度，若小球刚好能到达O点，求的大小。【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【详解】（1）设BP与水平方向夹角为θ，小球在P点所受弹性绳弹力为弹力的水平分量由平衡条件知（2）设BP与水平方向夹角为θ，当小球刚要相对向外滑动时，其所受最大静摩擦力由平衡条件得分析可知，当弹力的水平分力与小球所受摩擦同向，即都水平向左时，装置的转速最快。根据牛顿第二定律可得解得（3）设在OP段任意一点为，与水平方向夹角为θ，则小球受到弹性绳弹力沿竖直方向的分力为故小球对水平杆的压力为小球在OP段受到杆的摩擦力为故杆对小球的摩擦力为恒力。由题意可知小球到达O点时速度为0，在OP段由能量守恒定律可得解得16. 一段凹槽A倒扣在足够长的水平木板C上，槽内有一小物块B（不计大小），它到槽两内侧的距离均为，如图所示。木板位于光滑的水平桌面上，A与C间的摩擦忽略不计，B与C间的动摩擦因数为。A的质量为m，B的质量为2m，C的质量为3m，原来A、B、C都静止。现使槽A以大小为v0的初速度向右运动，已知重力加速度为g，，所有碰撞皆为弹性碰撞。求：（1）A、B第一次碰后各自的速度大小vA和vB；（2）在A、B发生第一次碰撞到第二次碰撞时间内，C运动的路程；（3）在A、B发生第一次碰撞到第四次碰撞时间内，系统产生的热量。【答案】（1），；（2）；（3）【解析】【详解】（1）A、B物体发生弹性碰撞，满足动量守恒，有根据能量守恒，有解得（2）若A、B发生第二次碰撞之前物体B、C共速，B、C满足动量守恒，有解得这段时间根据牛顿第二定律，可得C的加速度为运动的时间为A的位移为 B的位移为C的位移因为所以B、C共速前不会相撞，假设成立。此时A、B相距再运动时间为所以C走的总路程等于（3）A、B发生第二次碰撞，根据动量守恒，有根据能量守恒，有解得A、B发生第三次碰撞之前物体B、C共速，满足动量守恒，有解得第三次相碰，根据动量守恒有根据能量守恒，有A、B发生第四次碰撞之前物体B、C共速，满足动量守恒，有联立解得所以损失的机械能根据能量守恒解得产生的热量为