2023天津市一中高三上学期第一次月考物理试题含解析

天津一中2022-2023-1高三年级第一次月考物理试卷

一、单项选择题（每小题给出的四个选项中，只有一个选项是正确的。）

1. 2022年6月，我国完全自主设计并建造的首艘弹射型航空母舰“福建舰”正式下水。“福建舰”下水之后，将在南海进行一系列航行和系泊试验。下列说法正确的是（　　）

A. “福建舰”受到的重力方向一定指向地心

B. “福建舰”在码头补给充足后，它的惯性将变大

C. “福建舰”大角度转弯时，舰上各点的速度相同

D. 研究战斗机在航母上的起落时，可以将“福建舰”看成质点

【答案】B

【解析】

【详解】A．“福建舰”受到的重力方向一定竖直向下，不是地心，故A错误；

B．“福建舰”在码头补给充足后，质量增大，惯性变大，故B正确；

C．“福建舰”大角度转弯时，舰上各点的转动半径不同，根据可知线速度不同，故C错误；

C．研究战斗机在航母上的起落时，“福建舰”的体积和形状不能不忽略，不能看成质点，故D错误。

故选B。

2. 如图所示，音乐喷泉竖直向上喷出水流，喷出的水经3s到达最高点，把最大高度分成三等份，水通过起始的第一等份用时为，通过最后一等份用时为。空气阻力不计，则满足（　　）

A.  B.  C.  D.

【答案】B

【解析】

【详解】根据初速度为零的匀变速直线运动规律，水通过连续相等位移所用时间之比为

将水的运动逆向看成自由落体运动，可知

即

故B正确，ACD错误。

故选B。

3. 一质点沿直线Ox方向做减速直线运动，它离开O点的距离x随时间变化的关系为x＝(6t－2t3)m，它的速度v随时间t变化的关系为v＝(6－6t2)m/s，则该质点从t＝0到t＝2 s间的平均速度、平均速率分别为 (　　)

A. 6m/s、6 m/s B. －2 m/s、2 m/s C. －2 m/s、-18m/s D. -2 m/s、6 m/s

【答案】D

【解析】

【详解】2s内的位移为：

，

则平均速度为：

，

由知，质点速度减为零的时间为：

，

则1s内的位移大小为：

，

因为2s内的位移为−4m,则第2s内的位移大小为：

，

则路程为：

，

平均速率为

；

故D正确，ABC错误；

4. 电梯、汽车等交通工具在加速时会使乘客产生不适感，其中不适感的程度可用“急动度”来描述。急动度是描述加速度变化快慢的物理量，即。汽车工程师用急动度作为评判乘客不舒适程度的指标，按照这一指标，具有零急动度的乘客，感觉较舒适。图为某汽车加速过程的急动度j随时间t 的变化规律。下列说法正确的是（　　）

A. 在0~5.0s时间内，汽车做匀加速直线运动

B. 在5.0~10.0s时间内，汽车做匀加速直线运动

C. 在0~5.0s时间内，汽车加速度的变化量大小为2.0m/s2

D. 在5.0~10.0s时间内，乘客感觉较舒适

【答案】C

【解析】

【分析】

【详解】AB．由急动度的的物理意义可知，在0~5.0s时间内，急动度增加，加速度逐渐增加的变快，在5.0~10.0s时间内，急动度不变，则加速度均匀增加，故AB错误；

C．由急动度的的物理意义可知，图像的面积代表加速度的变化量，在0~5.0s时间内，汽车加速度的变化量大小为

故C正确；

D．急动度越小乘客越舒适，在0~5.0s时间内急动度较小，乘客感觉较舒适，故D错误。

故选C。

5. 如图所示，两个完全相同的小球a、b，用轻弹簧N连接，轻弹簧M和轻绳一端均与a相连，另一端分别固定在竖直墙和天花板上，弹簧M水平，当轻绳与竖直方向的夹角为时，M、N伸长量刚好相同。若M、N的劲度系数分别为，a、b两球的质量均为m，重力加速度大小为g，则以下判断正确的是（　　）

A.

B. 轻绳上的弹力与弹簧N上的弹力之比为

C. 若剪断弹簧M，则在剪断的瞬间，b球处于失重状态

D. 若剪断轻绳，则在剪断的瞬间，a球的加速度为

【答案】D

【解析】

【详解】AB．对球a受力分析，由平衡知识可知

，

对b分析

FN=k2x=mg

则

轻绳上的弹力与弹簧N上的弹力之比为4：1，故AB错误；

C．若剪断弹簧M，则在剪断瞬间，弹簧N的弹力不变，则b球加速度仍为0，故C错误。

D．若剪断轻绳，则在剪断的瞬间

，

故D正确。

故选D。

6. “血沉”是指红细胞在一定条件下沉降的速度，在医学中具有重要意义。测量“血沉”可将经过处理后的血液放进血沉管内，由于重力作用，血液中的红细胞将会下沉。设血沉管竖直放置且足够深，红细胞的形状为球体。已知红细胞下落受到血液的粘滞阻力表达式为，其中为血液的粘滞系数，r为红细胞半径，v为红细胞运动的速率。若某血样中半径为r的红细胞，由静止下沉直到匀速运动的速度为，红细胞密度为，血液的密度为。以下说法正确的是（　　）

A. 该红细胞先做匀加速运动，后做匀速运动

B. 该红细胞的半径可表示为

C. 若血样中红细胞的半径较小，则红细胞匀速运动的速度较大

D. 若采用国际单位制中的基本单位来表示的单位，则其单位为

【答案】B

【解析】

【详解】A．设红细胞质量为m，浮力为，由牛顿第二定律

又因为

故红细胞随着速度的增大，粘滞阻力逐渐增大，加速度逐渐减小，红细胞做加速度减小的加速运动，当加速度减到零时，受力平衡，此后匀速运动，A错误；

B．红细胞匀速时

又因为红细胞的质量为

浮力为

联立可得

解得

B正确；

C．由上述分析可知若血样中红细胞的半径较小，则红细胞匀速运动的速度较小，C错误；

D．由粘滞阻力公式

可知

故采用国际单位制中的基本单位来表示的单位，应为，D错误。

故选B。

二、多项选择题（每小题给出的四个选项中，都有多个选项是正确的。）

7. 如图t=0时，甲乙两汽车从相距70km的两地开始相向行驶，它们的图象如图所示，忽略汽车掉头所需时间，下列对汽车运动状况的描述正确的是（　　）

A. 在第1小时末，乙车改变运动方向

B. 在第2小时末，甲乙两车相距10km

C. 在前4小时内，乙车运动加速度的大小总比甲车的大

D. 在第4小时末，甲乙两车相遇

【答案】BC

【解析】

【分析】

【详解】A．由图可知，2小时内乙车一直做反方向的运动，1小时末开始减速但方向没有变，故A错误；

B．图象与时间轴围成的面积为汽车运动的位移，则可知，2小时内，甲车正向运动的位移为

而乙车反向运动，其位移大小为

因两车相向运动，且初始时刻相距70km，则2小时末时，两车还相距

故B正确；

C．图象的斜率表示加速度，由图可知，乙车的图象斜率总是大于甲车的图象的斜率，故乙车的加速度总比甲车的大，故C正确；

D．4小内甲车的总位移为

而乙车的总位移为

即乙车的位移为正方向的30km，两车原来相距70km，4小时末时，甲车离出发点120km，而乙车离甲车的出发点

故此时甲乙两车不相遇，故D错误。

故选BC。

8. 两重叠在一起的滑块，置于固定的、倾角为的斜面上，如图所示，滑块、的质量分别为、，与斜面间的动摩擦因数为，与之间的动摩擦因数为，已知两滑块都从静止开始以相同的加速度从斜面滑下，滑块受到的摩擦力（　　）

A. 等于零 B. 方向沿斜面向上

C. 大小等于 D. 大小等于

【答案】BC

【解析】

【详解】以整体为研究对象，根据牛顿第二定律得，整体的加速度为

对B研究，设A对B的摩擦力方向向下，大小为f，则有

解得

负号表示摩擦力方向沿斜面向上，故选BC。

9. 如图所示，一质量为m的物块A与直立弹簧的上端连接，弹簧的下端固定在地面上，一质量也为m的物块B叠放在A的上面，A、B处于静止状态，为使A、B能分离，某学习小组研究了以下两种方案：

方案一：用力缓慢向下压B，当力增加到时，撤去力F1，B开始向上运动，最终A、B分离。

方案二：对B施加一个向上的恒力，A、B开始向上运动，最终A、B分离。

下列判断正确的是（　　）

A. 两个方案中A、B分离时，两物块之间的弹力为零

B. 两个方案中A、B分离时，A、B的加速度相同

C. 两个方案中A、B分离时，弹簧均处于原长

D. 只有方案一A、B分离时，弹簧处于原长

【答案】ABD

【解析】

【详解】方案一：撤去力，A、B开始向上运动，当弹簧处于原长时，两物块的加速度相同，均为重力加速度g，此时两物块之间的弹力为零，之后由于弹簧拉伸，A的加速度大于B的加速度，A、B分离；

方案二：当两物块之间的弹力为零时，A、B分离，加速度相同。由于存在恒力，此时有

该加速度不是重力加速度，A的加速度与之相同，所以弹簧要提供向上的弹力，弹簧仍处于压缩状态。

故选ABD。

10. 如图所示，一倾角为的斜面固定在水平地面上，一轻弹簧左端拴接在质量为的物体P上，右端连接一轻质细绳，细绳跨过光滑的定滑轮连接质量为的物体Q，整个系统处于静止状态。对Q施加始终与右侧悬绳垂直的拉力F，使Q缓慢移动至悬绳水平，过程中P始终静止，弹簧始终在弹性限度内。则（　　）

A. 拉力F先变大后变小 B. 弹簧长度先增加后减小

C. P所受摩擦力方向先沿斜面向下后沿斜面向上 D. 斜面对P的作用力先变小后变大

【答案】CD

【解析】

【详解】A．设绳子与竖直方向的夹角为，以物体Q为对象，根据受力平衡可得

解得

，

由题意可知从增加到，可知拉力从零逐渐增大，绳子拉力从逐渐减小到零，故A错误；

B．由于弹簧弹力大小等于绳子拉力，可知弹簧弹力逐渐减小，弹簧的伸长量逐渐变小，弹簧长度逐渐减小，故B错误；

C．以P为对象，当弹簧弹力大于时，斜面对P的摩擦力沿斜面向下，则有

可知随着弹簧弹力减小，斜面对P的摩擦力逐渐减小；当弹簧弹力小于时，斜面对P的摩擦力沿斜面向上，则有

可知随着弹簧弹力减小，斜面对P的摩擦力逐渐增大；故P所受摩擦力方向先沿斜面向下后沿斜面向上，故C正确；

D．斜面对P的作用力为

其中斜面对P的支持力保持不变，斜面对P的摩擦力先变小后变大，故斜面对P的作用力先变小后变大，故D正确。

故选CD。

三、实验题

11. 某同学用橡皮条与弹簧测力计验证“力的平行四边形定则”，实验装置如图甲所示。其中A为固定橡皮条的图钉，和为细绳。

（1）本实验采用的科学方法是“等效替代法”，其含义是___________

A. 橡皮筋可以用细绳替代

B. 左侧弹簧测力计的作用效果可以替代右侧弹簧测力计的作用效果

C. 右侧弹簧测力计的作用效果可以替代左侧弹簧测力计的作用效果

D. 两弹簧测力计共同作用的效果可以用一个弹簧测力计的作用效果替代

（2）在做本实验时，下列操作中错误的是___________。

A. 同一次实验过程中O点位置不允许变动

B 实验中，弹簧秤必须与木板平行，读数时视线要正对弹簧秤刻度

C. 实验中，先将其中一个弹簧秤沿某一方向拉到最大量程，然后只需调节另一弹簧秤拉力的大小和方向，把橡皮调另一端拉到O点

D. 实验中，把橡皮条的另一端拉到O点时，两弹簧秤之间夹角应取，以便于算出合力的大小

（3）某一次实验中，用一个弹簧测力计拉橡皮条使橡皮条与细绳的结点到达O点，弹簧测力计的示数如图乙所示，此时橡皮条的弹力大小为__________N。

（4）根据实验数据，该同学画出如图丙所示的图，图中___________是、合力的理论值，________的方向一定沿（填“”或“”）。

（5）实验中，如果将细绳换成橡皮筋，O点沿、方向的拉力仍等于弹簧秤的读数，所以实验结果________发生变化。（选填“会”或“不会”）

（6）实验结束后，小明同学用其中一个弹簧测力计探究“弹簧所受弹力与弹簧长度的关系”，绘出如图丁所示图像，图像不过原点的原因是_________，弹簧测力计的劲度系数为__________ 。

【答案】    ①. D    ②. CD##DC    ③. 4.00    ④.     ⑤.     ⑥. 不会    ⑦. 横轴表示的是弹簧长度，不是弹簧的伸长量    ⑧. 200

【解析】

【详解】（1）[1]本实验采用的科学方法是“等效替代法”，其含义是：两弹簧测力计共同作用的效果可以用一个弹簧测力计的作用效果替代。

故选D。

（2）[2]

A. 为了保证效果相同，同一次实验过程中O点位置不允许变动，A正确；

B. 实验中，弹簧秤必须与木板平行，读数时视线要正对弹簧秤刻度，B正确；

C. 实验中，若先将其中一个弹簧秤沿某一方向拉到最大量程，然后只需调节另一弹簧秤拉力的大小和方向，把橡皮调另一端拉到O点，弹簧秤可能会超过量程，C错误；

D. 该实验是利用力的图示法验证平行四边形定则，而不是利用公式算出合力，并且两弹簧秤拉力夹角不宜过大，也不宜过小，但不一定取，故D错误。

本题选择错误的，故选CD。

（3）[3]由图乙可知，弹簧秤的分度值为，此时橡皮条的弹力大小为

（4）[4]图丙中是利用平行四边形定则得到的，故是、合力的理论值；

[5]是一根弹簧秤拉橡皮筋时的拉力，故的方向一定沿。

（5）[6]实验中，如果将细绳换成橡皮筋，不会影响分力的大小和方向，O点沿、方向的拉力仍等于弹簧秤的读数，所以实验结果不会发生变化。

（6）[7][8]设弹簧原长为，弹簧的劲度系数为，根据胡克定律可得

可知图像不过原点的原因是：横轴表示的是弹簧长度，不是弹簧的伸长量；弹簧测力计的劲度系数为

12. 用自由落体做“测定重力加速度”的实验，在纸带上取得连续清晰的7个点，如图所示，并且测得第2到第5点间的距离为，第4到第7点间的距离为，设打点计时器所用电源的频率f为，则重力加速度的计算式为________（用表示），测量结果为________。（结果保留三位有效数字）

【答案】    ①.     ②. 9.58

【解析】

【详解】[1][2]打点周期

根据匀变速直线运动的推论△x=aT2，得

x56−x23＝3gT2

x67−x34＝3gT2

所以

x56+x67-x34-x23=6gT2

所以

x2−x1＝6gT2

重力加速度的计算式为

代入数据得

四。计算题

13. 如图所示，在倾角为的固定斜面上，一质量为的物块恰好沿斜面匀速下滑，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g取，，，求：

（1）物块与斜面间的动摩擦因数；

（2）若用水平向右的力F作用于物块使其保持静止，求力F的最大值；

（3）若斜面不固定，用水平向左推力推斜面，使物块和斜面一起向左以匀加速直线运动，求物块对斜面的摩擦力。

【答案】（1）0.75；（2）；（3）

【解析】

【详解】（1）物块恰好沿斜面匀速下滑,则

解得

（2）若用水平向右的力F作用于物块使其保持静止，受力分析如图所示

当F最大时，物体所受摩擦力达到最大，方向沿斜面向下，则在沿斜面方向上

垂直于斜面方向上

联立解得

（3）物块和斜面一起向左匀加速直线运动，物体受到沿斜面向上的摩擦力，受力分析如图所示

水平方向上

竖直方向上

联立解得

14. “新冠肺炎”的易传染性让每一个接触到病毒的人都有可能成为被感染的对象。如果在一些易传播的环境中启用机器人替代人工操作的话，就可以有效防控病毒传播，其中送餐服务就是机器人应用的一个领域，只要设置好路线、安放好餐盘，它就会稳稳地举着托盘，到达指定的位置送餐，如图所示。若某一隔离病区的配餐点和目标位置在相距x=43m的直线通道上，机器人送餐时从静止开始启动，加速过程的加速度大小a1=2m/s2，速度达到v=2m/s后匀速，之后适时匀减速，恰好把食物平稳送到目标位置，整个送餐用时t=23s。若载物平台呈水平状态，食物的总质量，食物与平台无相对滑动，g取10m/s2，试求：

(1)机器人加速过程位移的大小x；

(2)匀速运动持续的时间t0；

(3)减速过程中平台对食物的平均作用力F的大小。

【答案】(1)1m；(2)20s；(3)

【解析】

【详解】(1)加速过程位移

解得

x1=1m

(2)设机器人减速时的加速度为，匀速的时间为，则由题可知

解得

t0=20s

(3)平台对食物竖直方向的支持力

水平方向的摩擦力

故平台对食物的作用力大小

代入数据解得

15. 如图所示，与水平方向成=37°传送带以恒定的速度沿顺时针方向转动，两传动轮间距为lAB=9m。一质量为M=1kg的长木板静止在粗糙地面上，其右端靠着传送带，现将一质量为m=1kg且可视为质点的滑块轻放在传送带顶端B点，滑块沿传送带滑至底端并滑上长木板（传送带与长木板连接处无机械能损失）。已知滑块与传送带间的动摩擦因数为0.5，滑块与长木板间的动摩擦因数为0.4，长木板与地面间的动摩擦因数为=0.1，g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。求：

（1）滑块刚滑到长木板上的速度的大小；

（2）从滑块滑上长木板到二者一起停下所用的时间；

（3）为保证滑块不从长木板上滑下，长木板的最小长度是多少。

【答案】（1）6m/s；（2）3s；（3）3m

【解析】

【详解】（1）滑块轻放上传送带，根据牛顿第二定律可得

解得

物体以a1速至v0，则有

解得

（2）滑块滑上长木板，对滑块，由牛顿第二定律有

解得

方向向右；

对长木板

解得

方向向左；

设二者速度相等经历的时间为t1，则由速度公式可得

解得

v=2m/s

共速后滑块与木板再一起做匀减速运动，对整体，由牛顿第二定律得

解得

a4=1m/s2

再到停下的时间

故从滑块滑上长木板到二者一起停下所用的总时间

t=t1+t2=1+2=3s

（3）达到共同速度时，滑块的位移

木板的位移

故木板的长度至少为

x1-x2=4m-1m=3m