2023深圳中学高三上学期第一次阶段测试物理含解析

2022-2023学年深圳中学高三年级第一次阶段测试

物  理

命题人 审题人  周小薇  贾川

一、单选题

1．安徽宿松籍科学家吴宜灿获2018年欧洲聚变核能创新奖．物理学史上许多物理学家的科学研究推动了人类文明的进程．关于科学家的贡献，下列说法正确的是（　　）

A．亚里士多德认为，必须有力作用在物体上，物体的运动状态才会改变

B．胡克用逻辑推理的方法得出了弹簧的伸长与外力的关系

C．牛顿做了著名的斜面实验，得出轻重物体自由下落一样快的结论

D．伽利略通过“理想实验”得出结论：运动物体必具有一定速度，如果它不受力，它将以这一速度永远运动下去

2．如图所示，在一端封闭的的光滑细玻璃管管中注满清水，水中放一个蜡块块，蜡块块在匀速上浮的的同时，玻璃管沿水平方向做匀加速直线运动，以初始位置为坐标坐标原点，蜡块的运动轨迹可能为（　　）

A．直线 B．曲线 C．曲线 D．曲线

3．如图所示，一小球从A点以初速度水平抛出，在平抛运动过程中与竖直挡板在点发生碰撞，最终落在点。已知碰撞的瞬间竖直方向速度的大小和方向都不变，水平方向速度的大小不变而方向反向，若仅增大平抛初速度，则（　　）

A．小球与挡板碰撞的点将在点的下方

B．小球的落地点将在点的左边

C．在整个运动过程中重力对小球做功增多

D．小球落地时重力做功的瞬时功率增大公众号高中僧课堂

4．如图所示，一水平的浅色长传送带上放置一质量为m的煤块（可视为质点），煤块与传送带之间的动摩擦因数为μ。初始时，传送带与煤块都是静止的。现让传送带以恒定的加速度a开始运动，当其速度达到v后，便以此速度做匀速运动，经过一段时间，煤块在传送带上留了一段黑色痕迹后，相对于传送带不再滑动，关于上述过程，以下判断正确的是（重力加速度大小为g）（　　）

A．μ与a之间一定满足关系

B．煤块从开始运动到相对传送带静止通过的位移为

C．煤块从开始运动到相对传送带静止经历的时间为

D．黑色痕迹的长度为

5．汽车A和汽车B（均可视为质点）在平直的公路上沿两平行车道同向行驶，A车在后（如图甲所示），以某时刻作为计时起点，此时两车相距x0=12m，汽车A运动的图象如图乙所示，汽车B运动的图象如图丙所示。则下列说法正确的是（　　）

A．两车相遇前，在t=2s时，两车相距最远，且最远距离为16m

B．在0~6s内，B车的位移为16m

C．在t=8s时，两车相遇

D．若t=1s时，A车紧急制动（视为匀减速直线运动），要使A车追不上B车，则A车的加速度大小应大于

6．如图所示，一质量为M的人站在台秤上，台秤的示数表示人对秤盘的压力；一根长为R的细线一端系一个质量为m的小球，手拿细线另一端，小球绕细线另一端点在竖直平面内做圆周运动，且小球恰好能通过圆轨道最高点，则下列说法正确的是（　　）

A．小球运动到最高点时，小球的速度为零

B．当小球运动到最高点时，台秤的示数最小，且为Mg

C．小球在a、b、c三个位置时，台秤的示数相同

D．小球从c点运动到最低点的过程中台秤的示数增大，人处于超重状态

7．如图所示，固定在水平面上一个光滑的半圆弧轨道，O点为半圆弧的圆心，一根轻绳跨过半圆弧的A点（O、A等高，不计A处摩擦），轻绳一端系在竖直杆上的B点，另一端连接质量为m的小球P。现将另一个小球Q用光滑轻质挂钩挂在轻绳上的AB之间，已知整个装置处于静止状态时，，，重力加速度为g，则（　　）

A．小球Q的质量为2m

B．半圆弧轨道对小球P的支持力为

C．B点缓慢向上移动微小距离，绳子拉力减小

D．静止时剪断A处轻绳的瞬间，小球P的加速度为

二、多选题

8．2020年11月24日，中国长征五号遥五运载火箭在文昌卫星发射中心起飞，把嫦娥五号探测器送入地月转移轨道。“嫦娥五号”飞船经过地月转移轨道的P点时实施一次近月调控后进入圆形轨道Ⅰ，再经过系列调控使之进入准备“落月”的椭圆轨道Ⅱ，最终实现首次月面自动采样封装。若绕月运行时只考虑月球引力作用，下列关于“嫦娥五号”探测器的说法正确的是（　　）

A．经过轨道Ⅱ近月点的速度大于

B．从轨道Ⅰ经过P点时必须进行减速才能进入轨道Ⅱ

C．沿轨道Ⅰ和Ⅱ运行到P点的加速度相等

D．沿轨道Ⅰ和Ⅱ运行的周期相同

9．如图甲所示，A、B两个物体靠在一起，静止在光滑的水平面上，它们的质量分别为，，现用水平力推A，用水平力拉B，和随时间t变化关系如图乙所示，则（　　）

A．A、B脱离之前，A物体所受的合外力逐渐减小

B．时，A、B脱离

C．A、B脱离前，它们一起运动的位移为6m

D．A、B脱离后，A做减速运动，B做加速运动

10．如图所示，在水平地面上固定一个半径为R的四分之一圆形轨道，轨道右侧固定一个倾角为30°的斜面，斜面顶端固定一大小可忽略的轻滑轮，轻滑轮与在同一水平高度。一轻绳跨过定滑轮，左端与套在圆形轨道上质量为m的小圆环相连，右端与斜面上质量为M的物块相连。在圆形轨道底端A点静止释放小圆环，小圆环运动到图中P点时，轻绳与轨道相切，与夹角为60°；小圆环运动到B点时速度恰好为零。忽略一切摩擦力阻力，小圆环和物块均可视为质点，物块离斜面底端足够远，重力加速度为g，则下列说法正确的是（　　）

A．小圆环到达B点时的加速度为g

B．小圆环到达B点后还能再次回到A点

C．小圆环到达P点时，小圆环和物块的速度之比为

D．小圆环和物块的质量之比满足

三、实验题

11．为探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系，某实验小组通过如图甲所示装置进行实验。滑块套在水平杆上，随水平杆一起绕竖直杆做匀速圆周运动，力传感器通过一细绳连接滑块，用来测量向心力的大小。滑块上固定一遮光片，宽度为，光电门可以记录遮光片通过的时间，测得旋转半径为。滑块随杆匀速圆周运动，每经过光电门一次，通过力传感器和光电门就同时获得一组向心力和角速度的数据。

（1）为了探究向心力与角速度的关系，需要控制__________和___________保持不变，某次旋转过程中遮光片经过光电门时的遮光时间为，则角速度__________；

（2）以为纵坐标，以为横坐标，可在坐标纸中描出数据点作一条如图乙所示直线，图线斜率为，则滑块的质量为__________（用、、表示）；图线不过坐标原点的原因是__________。

12．某同学利用图甲所示装置做“探究加速度与力、质量的关系”实验。

(1)备有器材:

一端带有滑轮的长木板，电火花打点计时器，流电源，纸带，细绳，小车，钩码，小桶和细沙，垫木，天平（含砝码）。

还缺少的一件器材是______；

(2)图乙是实验中得到的一条纸带，图中的数字为相邻两个计数点间的距离（每两个计数点间还有4个点没有画出来），打点计时器所用电源频率为50Hz。

由这些已知数据计算:

①该小车匀变速直线运动的加速度a=______m/s2（保留3位有效数字）；

②若当时电网中交变电流的频率略微偏大，但该同学并不知道，则加速度的测量值与实际值相比______（选填:“偏大”、“偏小”或“不变”）；

(3)在“探究质量一定，加速度与外力的关系”实验中该同学经过多次实验，以测得的加速度a为纵轴、小车的合力F（沙和沙桶的总重力）为横轴，作出的图象如图丙所示，该图象不过坐标原点的原因可能是______。

(4)在“探究外力一定，加速度与质量的关系”实验中在保证小车的合力F（沙和沙桶的总重力）不变的情况下，改变小车中的钩码质量m，多次实验，求出不同的m对应的加速度a，以m为横坐标，为纵坐标，作出-m关系图线如图丁所示，已知图线的斜率为k，纵轴截距为b，则小车的质量M为______。

四、解答题

13．图a是我国传统农具——风鼓车，图b是其工作原理示意图，转动摇柄，联动风箱内的风叶，向车斗内送风，入料仓漏口H漏出的谷物经过车斗，质量大于的谷粒为饱粒，落入第一出料口；质量为的谷粒为瘪粒，落入第二出料口；质量小于的草屑被吹出出风口。已知、B、三点在同一水平线上，的宽度为；在H正下方，的高度为；质量为的谷粒从H漏出，恰好经B点落入，设谷物从H漏出时速度竖直向下，大小为；谷粒在车斗内所受水平风力恒定且相等，只考虑其所受重力和水平风力作用，取重力加速度g为。

（1）求谷粒从H落到出料口所经历的时间；

（2）求谷粒所受水平风力的大小；

（3）若瘪粒恰好能全部落入，求的宽度。

14．如图，光滑的水平杆OM和竖直轴ON上分别套着环P和Q，环P的质量m1=m，Q的质量m2=2m，用轻绳连接，一根弹簧左端固定于O点，右端与环P栓接，两环静止时，轻绳与竖直方向的夹角θ＝37°，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，重力加速度g＝10m/s2。

（1）弹簧的弹力和水平杆对P的支持力分别是多少；

（2）绳长仍为l，弹簧的劲度系数为k，要θ＝53°，角速度ω的取值。

15．如图所示，有一倾角为θ=37°（sin37°=），下端固定一挡板，挡板与斜面垂直，一长木板上表面的上部分粗糙，下部分光滑，上端放有一质量m的小物块。现让长木板和小物块同时由静止释放，此时刻为计时起点，在第2s末，小物块刚好到达长木板的光滑部分，又经过一段时间，长木板停在挡板处，小物块刚好到达长木板的下端边缘。已知小物块与长木板的上部分的动摩擦因数，长木板与斜面间的动摩擦因数，长木板的质量M=m。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度大小g=10m/s2.求：

（1）在0~2s时间内长木板和小物块的加速度的大小；

（2）长木板距离挡板多远；

（3）长木板的长度。

参考答案：

1．D

【分析】根据物理学史和常识解答，记住著名物理学家的主要贡献即可．

【详解】亚里土多德认为，必须有力作用在物体上物体才能运动，故A错误；胡克用实验的方法得出了弹簧的伸长与外力的关系，故B错误；伽利略做了著名的斜面实验，得出轻重物体自由下落一样快的结论，故C错误；伽利略通过“理想实验”得出结论：一旦物体具有某一速度，如果它不受力它将以这一速度永远运动下去，故D正确．所以D正确，ABC错误．

【点睛】本题考查物理学史，是常识性问题，对于物理学上重大发现、发明、著名理论要加强记忆．

2．B

【详解】小圆柱在竖直方向为匀速运动，水平方向为匀加速直线运动，则可知合力沿x轴正方向，可知图象为向右弯曲的抛物线，故B正确，ACD错误。

故选B。

3．B

【详解】A．当平抛起点与竖直挡板的水平距离一定时，初速度越大，打到挡板上的时间越短，竖直位移越小，故与挡板碰撞的点将在上方，故A错误；

B．依题意，小球与挡板碰撞的过程只是改变了水平方向的运动，没有改变平抛运动的轨迹特征，相当于把与挡板碰撞后的运动轨迹由右边转到左边，故平抛初速度越大，水平位移越大，小球将落在点的左边，故B正确；

CD．因为竖直总高度不变，所以小球下落到地面所用时间不变，故重力做功的情况不变，小球落地时重力做功的瞬时功率

不变，故CD均错误。

故选B。

4．C

【详解】A．由题意知煤块与传送带之间发生相对滑动，则传送带的加速度大于煤块的加速度，有

μmg<ma

解得

μ<

所以A错误；

B．设煤块的加速度大小为a1，对煤块由牛顿第二定律有

μmg=ma1

解得

a1=μg

由匀变速直线运动规律得，煤块从开始运动到相对传送带静止的过程中通过的位移

所以B错误；

C．煤块从开始运动到相对传送带静止经历的时间

t1=

所以C正确；

D．传送带从开始运动到速度为v经历的时间

t2=

传送带在从开始运动到速度为v的过程中通过的位移

x2=

则传送带在从速度为v到与煤块相对静止的过程中，做匀速运动的位移

x3=v（t1-t2）=

所以黑色痕迹的长度

Δx=x2＋x3-x1=

所以D错误；

故选C。

5．D

【详解】A．当两车速度相等时，两车相距最远，由图乙可得

由图丙，可得B车 的加速度

设匀减速运动的时间为t时速度相等，则有

代入数据解得

即在3s时二者相距最远，此时

B车位移

则两车最远距离

A错误；

B．B车在 内的位移等于在 内的位移，由图像围成面积表示位移可得

B错误；

C． 时，A车位移

B车的位移等于在 内的位移，为

有

所以两车不相遇，C错误；

D． 时，A匀速位移

B车匀速位移

两车间的距离

B车匀减速到停止的位移

当A停止时位移等于B车，A的加速度最小，A车匀减速运动的总位移

对A车，根据速度位移公式

所以A车的加速度至少为，D正确。

故选D。

6．C

【详解】A．小球恰好能通过圆轨道最高点，在最高点，细线中拉力为零，小球速度，A错误；

B．当小球运动到最高点时，细线中拉力为零，台秤的示数为Mg，但不是最小，B错误；

C．小球在a、b、c三个位置时，小球竖直方向都只受重力，小球均处于完全失重状态，台秤的示数相同，C正确；

D．小球从c点运动到最低点的过程中增加，方向向上，球处于超重状态，台秤的示数增大，人处于静止状态，不会有超重失重状态，D错误。

故选C。

7．B

【详解】A．分别对两个小球做受力分析，因为是活结，所以绳子的张力大小都相同，则

由两式可得

选项A错误；

B．对小球P受力分析，可知半圆弧轨道对小球P的支持力为

选项B正确；

C．绳子B端向上移动一小段距离，根据受力分析可知P球没有发生位移，绳长不会变化，角度不会发生变化，即绳子的张力也不会变化，选项C错误；

D．剪断A处细绳，拉力突变为零，小球P所受合力为重力沿圆弧切线方向的分力，所以加速度为，选项D错误。

故选B。

8．BC

【详解】A．以探测器的运动速度无法脱离地球引力而飞向宇宙，其速度不可能大于第二宇宙速度，故A错误；

B．从轨道Ⅰ经过P点时进入轨道Ⅱ，是一个向心运动的过程，需要减速，故B正确；

C．沿轨道Ⅰ和Ⅱ运行到P点时，探测器只受月球引力作用，根据牛顿第二定律，加速度相等，故C正确；

D．轨道Ⅰ的半径大于轨道Ⅱ的半长轴，根据开普勒第三定律，其运行周期不同，故D错误。

故选BC。

9．BC

【详解】A．由乙图可得

在未脱离的过程中，整体受力向右，且大小总是不变，恒定为

匀加速运动的加速度

则、脱离之前，它们一直做匀加速运动，其合外力不变，A错误；

B．脱离时满足、加速度相同，且弹力为零，故

得

解得

B正确；

C．运动位移为

C正确；

D．脱离后内仍然受到向右的推力，所以仍然做加速运动，在后不受推力，将做匀速直线运动；物体一直受到向右的拉力而做加速运动，D错误。

故选BC。

10．AB

【详解】A．小圆环运动到B点时，小环受到竖直向下的重力，水平向右的拉力和圆环对小环向左的支持力，因为运动到B点时速度恰好为零，小球的合力为竖直方向的重力，根据牛顿第二定律可知

解得

A正确；

B．小环和物块组成的系统，在运动过程中，由于忽略一切摩擦力，故只有重力做功，机械能守恒，当小环到达B点时，速度都为零，此后小环沿圆轨道向下运动，机械能还是守恒，组最终小环和物块速度都减到零，故圆环到达B点后还能再次滑回A点，B正确；

C．小环在P点时，小环的速度方向沿绳的方向，根据速度的合成与分解可知，此时小圆环和物块的速度之比为1：1，C错误；

D．设轻滑轮的位置为C，由几何关系可知 ，在运动过程中，对环和物块组成的系统，根据动能定理可知

解得

D错误。

故选AB。

11．     滑块质量     旋转半径               滑块受到摩擦力

【详解】（1）根据控制变量法，为了探究向心力与角速度的关系，需要控制滑块质量和旋转的半径不变；

[3]物体转动的线速度为

又

解得

（2）根据向心力公式可知

联立解得

由于

可得滑块的质量为

由图线可知，当

而

可知图线不过坐标原点的原因是滑块受到摩擦力的原因。

12．     刻度尺     2.07m/s2     偏小     平衡摩擦力时长木板倾角过大    

【详解】(1)该实验利用纸带求加速度时要测量纸带的长度，所以必需用到刻度尺。

(2) ①加速度可以由逐差法求得

。

② 当电网中交变电流的频率略微偏大时，由 可知周期变小，所以加速度的测量值与实际值相比偏小。

(3)由a-F图像其图线不过坐标原点，说明没有力它就有加速度了，所以原因可能是长木板的倾角过大造成的。

(4)保证小车的合力F（沙和沙桶的总重力）不变的情况下，对小车与沙各沙桶系统分析，由牛顿第二定律可得

解得

图像中图线的斜率为k，纵轴截距为b，则

解得

13．（1）；（2）；（3）

【详解】（1）谷粒从H落到出料口的过程，竖直方向是初速为的匀加速直线运动，竖直方向上有

将带入可得

（2）对质量为的谷粒，从H漏出恰好经B点，水平方向有

设风力大小为F，由牛顿第二定律

将、、带入，联立可解得

（3）对质量等于的瘪粒，恰好落到点，设宽度为，则有

将带入可得

14．（1），；（2）

【详解】（1）对P、Q的受力分析如图所示

对Q，由平衡条件，竖直方向上有

Tcos37°=2mg

对P，由平衡条件，竖直方向上有

FN2=mg+Tcos37°

水平方向上有

Tsin37°=F弹

解得

，FN2=

（2）①假设此时弹簧处于拉伸状态，则对P有

对Q，在竖直方向上有

设静止时弹簧的压缩量为x1，则由（1）问可知

设此时弹簧的伸长量为x2，则有

lsin37°+x1+x2=lsin53°

联立上式得

②假设此时弹簧处于收缩状态，此时弹簧的收缩量为x2，，对P有

且

lsin37°+x1-x2=lsin53°

其它和①中所述一致，计算仍得

综①②得

15．(1)a1=3m/s2，a2=1m/s2；(2)3m；(3)12m

【详解】(1)在0~2s时间内，m和M的受力分析，其中f1、N1是m与M之间的摩擦力和正压力的大小，f2、N2是M与斜面之间的摩擦力和正压力的大小

规定沿斜面向下为正，设m和M的加速度分别为a1和a2，由牛顿第二定律得

联立得

(2)在t1=2s时，设m和M的速度分别为v1和v2，则

t>t1时，设m和M的加速度分别为aʹ1和aʹ2.此时m与M之间摩擦力为零，同理可得

对m

对M

即M做减速运动,设经过时间t2，M的速度减为零，则有

联立得

在t1+t2时间内，M距离挡板

(3)长木板的长度就是m相对于M运动的距离为