2022-2023学年重庆市第一中学高三上学期9月月考物理试题含解析

重庆市第一中学高2023届（三上）9月月考物理试题

注意事项：

1.答题前，务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡规定的位置上。

2.答选择题时，必须使用2B铅笔将答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦擦干净

后，再选涂其他答案标号。

3.答非选择题时，必须使用0.5毫米黑色签字笔，将答案书写在答题卡规定的位置上。

4.所有题目必须在答题卡上作答，在试题卷上答题无效。

第一部分选择题共47分

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. 关于伽利略对物理问题的研究，下列说法中正确的是（　　）

A. 伽利略认为，在同一高度由静止下落的重的物体和轻的物体，重的物体下落得快

B. 只要多次试验，理想斜面实验就能做成功

C. 理想斜面实验虽然是想象中的实验，但它是建立在可靠事实基础上进行合理外推的

D. 伽利略猜想自由落体的运动速度与下落时间成正比，并直接用实验进行了验证

【答案】C

【解析】

【详解】A．亚里士多德认为，在同一高度由静止下落重的物体和轻的物体，重的物体下落得快，A错误；

B．理想斜面的绝对光滑条件实际无法达到，故只是多次试验并不能做成功，B错误；

C．理想斜面实验虽然是想象中的实验，但它是建立在可靠事实基础上进行合理外推的，C正确；

D．伽利略猜想自由落体的运动速度与下落时间成正比，并未直接进行验证，而是在实验的基础上合理外推进行验证，D错误。

故选C。

2. 如图所示， AB是斜坡，BC是水平面，从斜坡顶端A以不同初速度v向左水平抛出同一小球，当初速度为v0时，小球恰好落到坡底B。不计空气阻力，则下列图象能正确表示小球落地（不再弹起）前瞬间重力瞬时功率P随v变化关系的是

A.

B.

C.

D.

【答案】C

【解析】

【详解】当平抛的初速度时，小球均落在斜面上，具有相同的位移偏向角均等于斜面倾角，可得：

，

可得平抛时间：

则小球所受的重力的瞬时功率为：

可知，关于v构成正比例函数关系；

当平抛初速度时，小球均落在水平面上，平抛的竖直高度相同为h，有：

则平抛时间为：

则小球所受的重力的瞬时功率为：

可知功率P为恒定值；

综合两种情况可得C项的图像争取，ABD项的图像错误；

故选C。

3. 如图所示，边长为a的正方体无盖盒子放置在水平地面上，O为直线A′B′上的一点，且与的距离为a。将小球（可视为质点）从O点正上方距离2a处以某一速度水平抛出，不计空气阻力，重力加速度为g。为使小球能落在盒子内部，则小球抛出时的速度不超过（　　）

A.  B.  C.  D.

【答案】A

【解析】

【详解】当小球恰好从C点落入盒子时水平速度最快，此时小球的水平位移为

竖直位移为，根据平抛运动的规律得

联立解得

故选A。

4. 地球半径为R，在距球心r处（rR）有一颗同步卫星，另有一半径为2R的星球A，在距其球心2r处也有一颗同步卫星，它的周期是72h，那么，A星球的平均密度与地球平均密度的比值是（  ）

A. 1∶3 B. 3∶1 C. 1∶9 D. 9∶1

【答案】C

【解析】

【详解】万有引力提供向心力

密度

因为星球A的同步卫星和地球的同步卫星的轨道半径比为2：1，地球和星球A的半径比为2：1，两同步卫星的周期比3：1．所以A星球和地球的密度比为1：9．故C正确，ACD错误。
故选C。

5. 如图所示，竖直墙壁与光滑水平地面交于B点，质量为m1的光滑半圆柱体O1紧靠竖直墙壁置于水平地面上，质量为m2的均匀小球O2用长度等于A、B两点间距离l的细线悬挂于竖直墙壁上的A点，小球O2静置于半圆柱体O1上，当半圆柱体质量不变而半径不同时，细线与竖直墙壁的夹角θ就会跟着发生改变．已知重力加速度为g，不计各接触面间的摩擦，则下列说法正确的是

A. 当θ=60°，半圆柱体对面的压力大小为

B. 当θ=60°，小球对半圆柱体的压力大小为

C. 改变半圆柱体的半径，半圆柱体对竖直墙壁的最大压力大小为

D. 半圆柱体的半径增大时，其对地面的压力保持不变

【答案】AC

【解析】

【详解】试题分析：对均匀小球进行受力分析，求出小球受到的拉力和支持力；然后对半圆柱体进行受力分析，根据共点力的平衡条件求解桌面的支持力；以整体为研究对象，竖直方向根据共点力的平衡条件可得圆柱体对地面的压力大小．

对均匀球进行受力分析如图所示：

连接和，设与水平面之间的夹角为，与水平面之间的夹角为；
当时，由几何关系可知，由于，所以为等边三角形，；由圆心角与圆周角之间的关系可知，可知小球受到的绳子的拉力T与半圆柱体对小球的支持力N相互垂直，水平方向①，竖直方向②，联立得；以小球与半圆柱体组成的整体为研究对象，它们在竖直方向受到重力、地面的支持力、绳子拉力以及在水平方向受到墙对半圆柱体的弹力，竖直方向③，所以，根据牛顿第三定律可知，半圆柱体对地面的压力大小也为，小球对半圆柱体的压力大小为，A正确B错误；若改变半圆柱体的半径，当小球平衡时，小球的位置在以AB为半径的圆弧上，由几何关系可知，直线是该圆的切线方向，所以；则④，以小球与半圆柱体组成的整体为研究对象，在水平方向⑤，可知，当θ=45°时，半圆柱体受到墙对半圆柱体的弹力最大，为，C正确；由③④可得半圆柱体在竖直方向上的受的支持力：⑥，由几何关系可知，增大半圆柱体的半径，则θ增大，由⑥可知，N′将增大；根据牛顿第三定律可知，半圆柱体对地面的压力将增大，D错误．

6. 如图所示，在竖直平面内，直径为R的光滑半圆轨道和半径为R的光滑四分之一圆轨道水平相切于O点，O点在水平地面上．可视为质点的小球从O点以某一初速度进入半圆，刚好能通过半圆的最高点A，从A点飞出后落在四分之一圆轨道上的B点，不计空气阻力，g=10m/s2．则B点与O点的竖直高度差为

A.  B.

C.  D.

【答案】D

【解析】

【详解】小球刚好通过A点，则在A点重力提供向心力，则有：，解得：；从A点抛出后做平抛运动，则水平方向的位移x=vt，竖直方向的位移h=gt2，根据几何关系有：x2+h2=R2解得：，则B点与O点的竖直高度差为，故D正确，ABC错误．

7. t=0时，将小球a从地面以一定的初速度竖直向上抛出，t=0.3s时，将小球b从地面上方某处由静止释放，最终两球同时落地。a、b在0~0.6s内的v-t图像如图所示。不计空气阻力，重力加速度g取10m/s2，下列说法正确的是（　　）

A. 小球a抛出时的速度为12m/s

B. 小球b释放时离地面的高度为0.45m

C. t=0.6s时，a、b之间的距离为1.8m

D. 从t=0.3s时刻开始到落地，a、b的间距先变小再变大然后变小

【答案】C

【解析】

【详解】A．由图可知，小球a经过0.6s后速度减为0，则小球a抛出时的速度为

故A错误；

B．由题意可知，小球b经过0.9s后落地，则小球b释放时离地面的高度为

故B错误；

C．t=0.6s时，a到达最高点，距离地面的高度为

b距离地面的高度为

此时ab之间的距离为1.8m，故C正确；

D．从t=0.3s时刻开始，b球开始下落，a球已运动0.3s且继续向下运动，则两球的距离减小，0.6s时a球达到最高点，接下来，a球向下运动，且速度小于b球，a球在b球的下方，所以两球间距离减小，故D错误。

故选C。

8. 如图所示，由竖直轴和双臂构成的“Y”型支架可以绕竖直轴转动，双臂与竖直轴所成锐角为。一个质量为m的小球穿在一条臂上，到节点的距离为h，小球始终与支架保持相对静止。设支架转动的角速度为，则　　

A. 当时，臂对小球的摩擦力大小为

B. 由零逐渐增加，臂对小球的弹力大小不变

C. 当时，臂对小球的摩擦力为零

D. 当时，臂对小球的摩擦力大小为mg

【答案】C

【解析】

【详解】A．当ω=0时，臂对小球的摩擦力大小等于重力沿斜杆向下的分力，大小为

f=mgcosθ

故A错误；

B．当支架转动时：竖直方向

水平方向

解得

可知ω由零逐渐增加，臂对小球的摩擦力先减后增，弹力大小先增后减，故B错误；

C．由

可得

故C正确；

D．由

可得

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. 如图所示，半径为R的竖直光滑圆轨道内侧底部静止着一个光滑小球，现给小球一个冲击，使其在瞬间得到一个水平初速度v0，若v0大小不同，则小球能够上升的最大高度（距离底部）也不同。下列说法中正确的是（　　）

A. 如果或，则小球在运动的过程中不与轨道分离

B. 如果，则小球能够上升的最大高度等于0.5R

C. 如果，则小球能够上升的最大高度等于2R

D. 如果，则小球能够上升的最大高度小于1.5R

【答案】ABD

【解析】

【详解】A．由题意可知，当小球刚好能滑动到与圆心位置相平时，有

解得

所以在时，小球在运动的过程在下半圆，且不与轨道分离；当小球恰好能够到达最高点时，设最高点速度为v，有

解得

由动能定理可得

解得

所以在时，小球在运动的过程中能通过最高点，且不与轨道分离，故A正确；

B．设最大高度为h，当，由动能定理可得

解得

故B正确；

C．当，由动能定理可得

解得

故C错误；

D．当，则小球上升的高度将超过与O等高的点，同时又不能到达最高点，可知小球在上升到最高点之前就做斜抛运动了；若若小球不是做斜上抛运动，则能到达的最高点，由动能定理可得

解得

可知小球在做斜上抛运动的情况下不能到达1.5R的高度，即最大高度小于1.5R，故D正确。

故选ABD。

10. 如图所示，卫星在半径为r1的圆轨道上运行时速度为v1，当其运动经过A点时点火加速，使卫星进入椭圆轨道运行，椭圆轨道的远地点B与地心的距离为r2，卫星经过B点时的速度为vB。若规定无穷远处引力势能为0，则引力势能的表达式为Ep=-G，其中G为引力常量，M为中心天体的质量，m为卫星的质量，r为两者质心间距。若卫星运动过程中仅受万有引力作用，则下列说法正确的（　　）

A. vB<v1

B. 卫星在椭圆轨道上A点的加速度小于在B点的加速度

C. 卫星在A点加速后的速度

D. 卫星从A点运动至B点的最短时间为

【答案】ACD

【解析】

【详解】A．假设卫星在半径为r2的圆轨道上运行时速度为v2，根据万有引力提供向心力

解得卫星的速度

可知，卫星在半径为r2的圆轨道上运行时速度比卫星在半径为r1的圆轨道上运行时速度小，即

v2＜v1

卫星要从椭圆轨道变轨到半径为r2的圆轨道，在B点必须加速，则

vB＜v2

所以有

vB＜v1

故A正确；
B．根据万有引力提供向心力

可知卫星在椭圆轨道上A点所受的万有引力比在B点的大，所以卫星在椭圆轨道上A点的加速度比B点的加速度大，故B错误；
C．卫星加速后从A运动到B的过程，由机械能守恒定律得

解得

故C正确；

D．设卫星在半径为r1的圆轨道上运行时周期为T1，在椭圆轨道运行周期为T2。根据开普勒第三定律

可得

又因

卫星从A点运动至B点的最短时间为

联立可得

故D正确

故选ACD。

11. 如图所示，足够大光滑的桌面上有个光滑的小孔O，一根轻绳穿过小孔两端各系着质量分别为m1和m2的两个物体，它们分别以O、点为圆心以相同角速度做匀速圆周运动，半径分别是r1、r2，m1和m2到O点的绳长分别为l1和l2，下列说法正确的是（　　）

A. m1和m2做圆周运动的所需要的向心力大小不同

B. m1和m2做圆周运动的半径之比为

C. m1和m2做圆周运动的绳长之比为

D. 剪断细绳，m1做匀速直线运动，m2做自由落体运动

【答案】AC

【解析】

【详解】ABC．同一根轻绳弹力大小相等，令为T，对物体m1有

令下方绳与竖直方向夹角为θ，对物体m2有

解得绳长之比

向心力大小之比

圆周运动的半径之比

AC正确，B错误。

D．剪断细绳，m1在水平桌面上做匀速直线运动，m2做平抛运动，D错误。

故选AC。

第二部分  填空计算题共53分

三、实验题（12小题6分，13小题9分，共计15分）。

12. “嫦娥二号”探月卫星的成功发射，标志着我国航天又迈上了一个新台阶，假设我国宇航员乘坐探月卫星登上月球，如图所示是宇航员在月球表面水平抛出小球的闪光照片的一部分，已知照片上方格的实际边长为a，闪光周期为T，据此分析：

(1)小球平抛的初速度为___________；

(2)月球上的重力加速度为___________；

(3)若宇航员在月球表面用轻绳栓一个质量为m的小铁球，在竖直平面内做圆周运动，则运动过程中绳上最大、最小拉力之差ΔF=___________。

【答案】    ①.     ②.     ③.

【解析】

【分析】

【详解】(1)[1]小球平抛的初速度为

(2)[2]月球上的重力加速度为

(3)[3]若宇航员在月球表面用轻绳栓一个质量为m的小铁球，在竖直平面内做圆周运动，则运动过程中绳上最大、最小拉力分别为

由机械能守恒定律

解得

13. 某班级同学用如图所示的装置验证加速度a和力F、质量m的关系。

甲、乙两辆小车放在倾斜轨道上，小车甲上固定一个力传感器，小车乙上固定一个加速度传感器（可以测量乙在任意时刻的加速度大小），力传感器和小车乙之间用一根不可伸长的细线连接，在弹簧拉力的作用下两辆小车一起开始运动，利用两个传感器可以采集记录同一时刻小车乙受到的拉力和加速度的大小。

（1）下列关于实验装置和操作说法中正确的是（      ）

A．轨道倾斜是为了平衡小车甲受到的摩擦力

B．轨道倾斜是为了平衡小车乙受到的摩擦力

C．实验中，在小车乙向下运动的过程中均可采集数据

D．实验中，只能在小车乙加速运动的过程中采集数据

（2）四个实验小组选用的小车乙(含加速度传感器)的质量分别为m1＝0.5 kg、m2＝1.0 kg、m3＝1.5 kg和m4＝2.0 kg，其中有三个小组已经完成了图像，如图所示。最后一个小组的实验数据如下表所示，请在图中完成该组的图线_________。

（3）在验证了a和F的关系后，为了进一步验证a和m的关系，可直接利用图8的四条图线收集数据，然后作图。请写出具体的做法：

①如何收集数据？______________________________________________

②为了更直观地验证a和m的关系，建立的坐标系应以________为纵轴，以________为横轴。

【答案】    ①. BD##DB    ②. 见解析    ③. 见解析    ④. 加速度    ⑤. 质量的倒数

【解析】

【详解】（1）[1]实验中通过小车甲上的力传感器得出小车乙的拉力，通过小车乙上的加速度传感器得出小车乙的加速度，本实验主要研究的是小车乙的受力与小车乙的加速度的关系，所以轨道倾斜是为了平衡小车乙受到的摩擦力，因为当弹簧恢复原长后小车还有速度，之后弹簧被压缩，做减速运动，使得细线松弛，细线拉力变为零，故实验中，只能在小车乙加速运动的过程中采集数据。

故选BD；

（2）[2]根据表格数据，图线如图所示

（3）①[3]在图像上做一条垂直于横轴的直线，与四条图线分别有四个交点，记录下四个交点的纵坐标，分别与四个图线对应的组成四组数据；

②[4][5]为了更直观地验证a和m的关系，建立的坐标系应以加速度为纵轴，以质量的倒数为横轴。

四、计算题（本大题共3小题，14题8分，15题12分，16题18分，共计38分）。

14. 有一如图所示的装置，轻绳上端系在竖直杆的顶端O点，下端P连接一个小球(小球可视为质点)，轻弹簧一端通过铰链固定在杆的A点，另一端连接在P点，整个装置可以在外部驱动下绕OA轴旋转．刚开始时，整个装置处于静止状态，弹簧处于水平方向．现在让杆从静止开始缓慢加速转动，整个过程中，绳子一直处于拉伸状态，弹簧始终在弹性限度内，忽略一切摩擦和空气阻力．已知：OA=4m，OP=5m，小球质量m=1kg，弹簧原长l=5m，重力加速度g取10m/2．求：

(1)弹簧的劲度系数k；

(2)当弹簧弹力为零时，整个装置转动的角速度ω．

【答案】(1) (2)

【解析】

【详解】（1）开始整个装置处于静止状态，对小球进行受力分析，如图所示：

根据平衡条件得：

，

联立并代入数据解得：

（2）当弹簧弹力为零时，小球上移至位置，绕中点C做匀速圆周运动，受力分析如图所示：

由图可得，轨道半径为，，其中

根据牛顿第二定律得：

联立解得：

15. 如图所示，有一个可视为质点的质量m＝1kg的小物块，从光滑平台上的A点以v0＝1.8m/s的初速度水平抛出，到达C点时，恰好沿C点的切线方向进入固定在竖直平面内的光滑圆弧轨道，最后小物块无碰撞的地滑上紧靠轨道末端D点的足够长的水平传送带．已知传送带上表面与圆弧轨道末端切线相平，传送带沿顺时针方向匀速运动的速度为v＝3m/s，小物块与传送带间的动摩擦因数μ＝0.5，圆弧轨道的半径为R＝2m，C点和圆弧的圆心O点连线与竖直方向的夹角θ＝53°，不计空气阻力，重力加速度g＝10m/s2，sin53°=0.8，cos53°=0.6．求：

（1）小物块到达圆弧轨道末端D点时对轨道的压力；

（2）小物块从滑上传送带到第一次离开传送带的过程中产生的热量．

【答案】（1）22.5N，方向竖直向下；（2）32J

【解析】

【详解】（1）设小物体在C点的速度为，在C点由

解得

设在D的的速度为，从C到D，由动能定理得

解得

在D点设轨道对小球的作用力为

解得

=225N

由牛顿第三定律，小球对轨道的压力大小为22.5N，方向竖直向下．

（2）设物体在传送带上加速度为a

根据牛顿第二定律

解得

物体由D点向左运动至速度为零，所用时间，位移：

时间内传送带向右的位移为

物体速度由零增加到与传送带速度相等过程，所用时间

通过的位移，

传送带的位移为

小木块相对传送带移动的路程为

产生的热量为

解得

Q=32J

16. 如图所示，在竖直方向上A、B两物体通过劲度系数为的轻弹簧相连，A放在水平地面上；B、C两物体通过细绳绕过轻质光滑定滑轮相连，C放在固定的光滑斜面上，斜面长度为。用手拿住C，使细绳刚刚拉直但无拉力，并保证ab段细绳竖直、cd段细绳与斜面平行，此时C与斜面顶端相距。两完全相同的长木板P、Q停放在粗糙水平面上，紧靠斜面右侧（斜面底部已被垫高以保证斜面底端与木板上表面等高）。开始时，整个系统处于静止状态，释放C后C沿斜面下滑，当A刚离开地面时，B获得最大速度，同时剪断细绳使C继续自由下滑，滑至斜面最低点，然后冲上木板P（不计此过程的能量损失）。已知，A、B质量均为，C及木板P、Q质量均为，木板长均为，C与木板间摩擦因数为，木板与地面间摩擦因数为，重力加速度取求：

（1）斜面的倾角；

（2）物体C刚冲上木板P时的速度大小；

（3）请判断物体C最后能否从木板上滑落，若能，请通过计算说明理由；若不能，请通过计算确定物体C最后停在哪一块木板上以及具体位置。

【答案】（1）；（2）；（3）见详解

【解析】

【详解】（1）根据题意可知，当A刚离开地面时，B获得最大速度，设此时弹簧的伸长量为，对A有

对B有

对C有

联立可得

则有

（2）根据题意可知，开始时，弹簧被压缩，形变量为，则有

可得

可知，当A刚离开地面时，B获得最大速度时，B上升的高度，即C沿斜面下滑的距离为

B从静止到获得最大速度的过程中弹簧弹性势能变化量为零，由动能定理有

解得

剪断细绳，对C由牛顿第二定律有

可得

由运动学公式可得

代入数据解得

（3）当物块C滑上P时，由牛顿第二定律，对C有

解得

对P有

解得

假设物块C停在木板P上，设速度相等时的时间为，由公式可得

解得

由公式可得，此时二者的位移差为

说明物块C不能停在木板P上，设物块C滑离P的时间为，则有

解得

，

则物块C滑上Q时的速度为

物块Q的速度为

物块C滑上Q后，由牛顿第二定律可知，物块C的加速度不变，对木板Q有

解得

设经过时间滑块C停在Q上，则有

解得

物块C和木板Q的共同速度为

在时间内，物块C与木板Q的相对位移为

则物块C停在木板Q上，距离木板Q左端处。