2022-2023学年宁夏银川外国语实验学校高三上学期第三次月考物理试题含解析

  银川外国语2023届高三第三次月考物理试卷

卷I（选择题）

一、选择题（本题共计12小题，1-8题为单项选择题，9-12题为多项选择题，每题4分，共计48分）

1. 下列对各图的说法正确的是（　　）

A. 图1中汽车匀速下坡的过程中机械能守恒

B. 图2中卫星绕地球匀速圆周运动时所受合外力为零，动能不变

C. 图3中弓被拉开过程弹性势能减少了

D. 图4中撑杆跳高运动员在上升过程中机械能增大

【答案】D

【解析】

【详解】A．图1中汽车匀速下坡的过程中动能不变，重力势能减小，机械能减小，故A错误；

B．图2中卫星绕地球匀速圆周运动时所受合外力提供向心力则不为0，匀速圆周运动速度大小不变，则动能不变，故B错误；

C．图3中弓被拉开过程橡皮筋形变增大，弹性势能增大，故C错误；

D．图4中撑杆跳高运动员在上升过程中杆对运动员做正功，其机械能增大，故D正确。

故选D。

2. 如图所示，AB为圆弧轨道，BC为水平直轨道，圆弧的半径为R，BC的长度也是R，一质量为m的物体，与两个轨道的动摩擦因数都为μ，当它由轨道顶端A从静止下滑时，恰好运动到C处停止，那么物体在AB段克服摩擦力做功为（　　）

A. μmgR B. mgR

C. mgR D.

【答案】D

【解析】

【详解】试题分析：BC段摩擦力可以求出，由做功公式求得BC段摩擦力对物体所做的功； 对全程由动能定理可求得AB段克服摩擦力所做的功．

BC段物体受摩擦力，位移为R，故BC段摩擦力对物体做功； 对全程由动能定理可知，，解得，故AB段克服摩擦力做功为，D正确．

3. 如图所示，轮O1、O3固定在同一转轴上，轮O1、O2用皮带连接且不打滑。在O1、O2、O3三个轮的边缘各取一点A、B、C，已知三个轮的半径之比r1∶r2∶r3＝2∶1∶1，下列选项说法错误的是（　　）

A. A、B、C三点的线速度大小之比vA∶vB∶vC=2∶2∶1

B. A、B、C三点的角速度之比ωA∶ωB∶ωC=1∶2∶1

C. A、B、C三点的向心加速度大小之比aA∶aB∶aC=2∶4∶1

D. A、B、C三点的转速之比nA∶nB∶nC=2∶1∶2

【答案】D

【解析】

【详解】A．因轮O1、O2用皮带连接且不打滑，A、B两点的线速度大小相等，则有

轮O1、O3固定在同一转轴上，A、C两点同轴转动，角速度相等，则有

又有

由，则有

可得

A正确，不符合题意；     

B．由，可知

则有

可得

B正确，不符合题意；

C．由可知，由于

因此有

由，可知

则有

可得

C正确，不符合题意；

D．由于，可知A、B、C三点的转速之比等于角速度之比，则有

D错误，符合题意。

故选D。

4. 如图所示，水平面上的P、Q两物块的接触面水平，二者叠在一起在作用于Q上的水平恒定拉力F的作用下向右做匀速运动，某时刻撤去力F后，二者仍能不发生相对滑动。关于撤去F前后Q的受力个数的说法正确的是（　　）

A. 撤去F前6个，撤去F后瞬间5个

B. 撤去F前5个，撤去F后瞬间5个

C. 撤去F前5个，撤去F后瞬间4个

D. 撤去F前4个，撤去F后瞬间4个

【答案】B

【解析】

【详解】撤去F前，两物块向右做匀速运动，没有相对运动趋势，则物体Q受到重力、地面的支持力、P对Q的压力、地面对Q的摩擦力和力F共5个力的作用；撤去F后的瞬间，两物体做减速运动，P相对于Q有向右的运动趋势，此时Q受力重力、地面的支持力、P对Q的压力、地面对Q的摩擦力和P对Q的摩擦力，共5个力作用。

故选B。

5. 如图所示，足够长的光滑平板AP与BP用铰链连接，平板AP与水平面成53°角固定不动，平板BP可绕水平轴在竖直面内自由转动，将一均匀圆柱体O放在两板间。在使BP板由水平位置缓慢转动到竖直位置的过程中，下列说法正确的是（　　）

A. 当BP沿水平方向时，BP板受到的压力最大

B. 当BP沿竖直方向时，AP板受到的压力最大

C. 当BP沿竖直方向时，BP板受到的压力最小

D. 当BP板与AP板垂直时，AP板受到的压力最小

【答案】B

【解析】

【详解】小球受重力、斜面AP弹力F1和挡板BP弹力F2，将F1与F2合成为F=mg，如图；小球一直处于平衡状态，三个力中的任意两个力的合力与第三个力等值、反向、共线，故F1和F2合成的合力F一定与重力等值、反向、共线。从图中可以看出，当挡板PB逆时针缓慢地转向竖直位置的过程中，F1越来越大，F2先变小，后变大；

A．当BP沿水平方向时，BP板受到的压力不是最大，选项A错误；

B．当BP沿竖直方向时，AP板受到的压力最大，选项B正确；

C．当BP与AP竖直时，BP板受到的压力最小，选项C错误；

D．当BP板水平时，AP板受到的压力为零，最小，选项D错误。

故选B。

6. 将一个质量为1kg的小球竖直向上抛出，最终落回抛出点，运动过程中所受空气阻力大小恒定，方向与运动方向相反，该过程的v-t图像如图所示，g取10m/s2。下列说法中正确的是(  )

A. 小球重力和阻力大小之比为6:1

B. 小球上升与下落所用时间之比为2:3

C. 小球落回到抛出点的速度大小为m/s

D. 小球下落过程受到向上的空气阻力，处于超重状态

【答案】C

【解析】

【详解】A．根据图像可得上升过程的加速度大小为：

由牛顿第二定律有：

代入数据解得：

即：

故A错误；

B．下降过程中由牛顿第二定律可得：

结合A选项解得：

根据：

可得：

所以可知上升和下降时间之比为：

故B错误；

C．小球匀减速上升的位移：

根据：

代入数据解得：，故C正确；

D．小球下落过程中，加速度竖直向下，处于失重状态，故D错误。

故选C。

7. 北斗问天，国之夙愿。我国北斗三号系统收官之星是地球静止轨道卫星，其轨道半径约为地球半径的7倍。与近地轨道卫星相比，地球静止轨道卫星（    ）

A. 周期大 B. 线速度大 C. 角速度大 D. 加速度大

【答案】A

【解析】

【详解】卫星有万有引力提供向心力有

可解得

可知半径越大线速度，角速度，加速度都越小，周期越大；故与近地卫星相比，地球静止轨道卫星周期大，故A正确，BCD错误

故选A。

8. 在一平直的水平路面上有甲、乙两辆汽车同向行驶。某时刻乙车在甲车前方15m处，从该时刻开始计时，0~4s内甲、乙两车做匀变速直线运动的速度与时间的关系图像如图所示。下列说法中正确的是（　　）

A. t=2s时刻，甲车刚好追上乙车 B. t=4s时刻，甲车刚好追上乙车

C. 乙车的加速度大小大于甲车的加速度大小 D. 此过程中甲、乙两车之间的距离一直减小

【答案】A

【解析】

【详解】A．速度图像中面积表示位移，所以前2s内甲的位移

乙的位移

因为x甲-x乙=15m=x0，所以t=2s时刻，甲车刚好追上乙车，故A正确；

B．同理前4s内甲的位移

前4s内乙的位移

前4s内的甲、乙位移相同，但初时刻乙车在甲车前方15m处，所以t=4s时刻，甲、乙没有相遇，故B错误；

C．速度图像中斜率表示加速度，所以甲的加速度大小

乙的加速度大小

所以乙车的加速度大小小于甲车的加速度大小，故C错误；

D．因为t=2s时刻，甲车刚好追上乙车，所以前2s甲、乙距离减小，后2s甲、乙距离增大，故D错误。

故选A。

9. 甲、乙两车在同一平直公路上同向运动，甲做匀加速直线运动，乙做匀速直线运动。甲、乙两车的位置x随时间t的变化如图所示。下列说法正确的是（　　）

A. 在t1时刻两车速度相等

B. 从0到t1时间内，两车走过的路程相等

C. 从t1到t2时间内，两车走过的路程相等

D. 在t1到t2时间内的某时刻，两车速度相等

【答案】CD

【解析】

【分析】

【详解】A．位移−−时间图像的斜率表示物体运动的速度，由图可知，在t1时刻两图像的斜率不相等，即t1时刻两车的速度不相等，故A错误；

B．在0时刻，乙车的位置坐标为0，甲车在乙车的前方， t1时刻两车位置坐标相同，为x1，故从0到t1时间内，甲车走过的路程小于乙车走过的路程，故B错误；

C．t2时刻两车位置坐标相同，为x2，故从t1到t2时间内，两车走过的路程相等，故C正确；

D．由图可知，在t1到t2时间内的某时刻，两图像的斜率相等，即两车的速度相等，故D正确。

故选CD。

10. 2019年4月10日晚，数百名科学家参与合作的“事件视界望远镜(EHT)”项目在全球多地同时召开新闻发布会，发布了人类拍到的首张黑洞照片．理论表明：黑洞质量M和半径R的关系为，其中c为光速，G为引力常量．若观察到黑洞周围有一星体绕它做匀速圆周运动，速率为v，轨道半径为r，则可知(　　)

A. 该黑洞的质量M＝ B. 该黑洞的质量M＝

C. 该黑洞的半径R＝ D. 该黑洞的半径R＝

【答案】BC

【解析】

【详解】AB.设黑洞质量为，环绕天体的质量为，根据万有引力提供环绕天体做圆周运动的向心力有：，化简可得黑洞的质量为，故B正确，A错误；

CD.根据黑洞的质量和半径的关系，可得黑洞的半径为，故C正确，D错误．

11. 某机车发动机的额定功率为P=3.6×106W，该机车在水平轨道上行驶时所受的阻力为f=kv（k为常数），已知机车的质量为M=2.0×105kg，机车能达到的最大速度为vm=40m/s，重力加速度g=10m/s2。则下列说法正确的是（　　）

A. 机车的速度达到最大时所受的阻力大小为9×104N

B. 常数k=1.0×103kg/s

C. 当机车以速度v=20m/s匀速行驶时，机车所受的阻力大小为1.6×104N

D. 当机车以速v=20m/s匀速行驶时，机车发动机的输出功率为9×105W

【答案】AD

【解析】

【详解】A．机车的速度达到最大时所受的阻力

故A项正确；

B．据阻力为f=kv可得

故B项错误；

CD．机车以速度20m/s匀速行驶时，则有

机车以速度20m/s匀速行驶时，机车发动机的输出功率

故C项错误，D项正确。

12. 如图所示为内壁光滑的半球形容器，半径为R。质量为m的小球在容器内的某个水平面内做匀速圆周运动，小球与球心O连线方向与竖直方向夹角为α。下列说法正确的是（ ）

A. 小球所受容器的作用力为

B. 小球所受容器的作用力为

C. 小球的角速度

D. 小球的角速度

【答案】BD

【解析】

【详解】AB．对小球受力分析，如图所示：

根据力的合成，可得小球所受容器的作用力为支持力：

A错误，B正确；

CD．根据力的合成，可得小球所受合外力

小球做圆周运动的轨道半径为：

根据向心力公式得：

解得角速度，C错误，D正确。

故选BD。

卷II（非选择题）

二、实验探究题（本题共计2小题，共计14分）

13. 某同学用气垫导轨做验证动能定理实验装置如图甲所示，重力加速度为g，按要求完成下列问题．

(1)实验前先用游标卡尺测出遮光条的宽度测量示数如图乙所示，则遮光条的宽度d=___________mm．

(2)实验中需要的操作是___________．

A.调节螺钉，使气垫导轨水平

B.调节定滑轮，使连接滑块的细线与气垫导轨平行

C.滑块与遮光条的总质量M一定要远大于钩码的质量m

D.使滑块释放的位置离光电门适当远一些

(3)按图示安装并调节好装置，开通气源，将滑块从图示位置由静止释放，由数字计时器读出遮光条通过光电门的时间为△t，则物块通过光电门时的速度为v=___________(用测得的物理量字母表示)

(4)若保持钩码质量不变，改变滑块开始释放的位置，测出每次释放的位置到光电门的距离x及每次实验时遮光条通过光电门的时间△t，通过描点作出线性图象来反映合力的功与动能改变量的关系，则所作图象关系是___________时才能符合实验要求．

A. x－△t     B.x－(△t)2 C.x－(△t)－1 D.x－(△t)－2

【答案】    ①. 5.45    ②. ABD    ③.     ④. D

【解析】

【详解】(1)游标卡尺的主尺读数为5mm，游标读数为，所以最终读数为5.45mm；

(2)A项：调节螺钉，使气垫导轨水平，故A正确；

B项：为了使绳的拉力等于滑块的合外力，调节定滑轮，使连接滑块的细线与气垫导轨平行，故B正确；

C项：对系统来说，无需滑块与遮光条的总质量M远大于钩码的质量m，故C错误；

D项：使滑块释放的位置离光电门适当远一些，可以减小测量滑块运动位移的误关，故D正确．

故选ABD．

(3)滑块通过光电门的速度为：；

(4)由公式，解得： ，故选D．

14. 某同学用如图所示的装置验证机械能守恒定律。

实验步骤如下：

（1）用电磁铁吸住一个小铁球，将光电门A固定在立柱上，小铁球底部处于同一竖直位置，光电门B固定在立柱上的另一位置，调整它们的位置使铁球、光电门在同一直线上；

（2）切断电磁铁电源，小铁球开始下落，数字计时器测出小铁球通过光电门A和光电门B的时间分别为。

请回答下列问题：

（1）切断电磁铁电源之前，需要调节底座螺丝，使立柱处于_______，以确保小铁球能通过两个电光门。

（2）实验中还需要测量的物理量是___________（填选项前的字母）。

A．小铁球的质量

B．小铁球的直径

C．光电门A、B间的距离

（3）小铁球经过光电门B时的速度可表示为=_________（用测量的物理量表示）。

（4）在误差允许范围内，若满足关系式_______，即可验证机械能守恒（用测量的物理量和重力加速度g表示）。

【答案】    ①. 竖直    ②. BC    ③.     ④.

【解析】

【分析】

【详解】（1）[1]切断电磁铁电源之前，需要调节底座螺丝，使立柱处于竖直，以确保小铁球能通过两个电光门。

（2）[2]实验中，小球通过两个光电门时的速度分别为

要验证的关系是

即

则还需要测量的物理量是小铁球的直径以及光电门A、B间的距离，故选BC。

（3）[3]小铁球经过光电门B时的速度可表示为

（4）[4]由上述分析可知，在误差允许范围内，若满足关系式

即可验证机械能守恒。

三、解答题（本题共计2小题，共计23分）

15. 如图所示，倾角为30°的斜面体固定在水平地面上，斜面底端正上方某高度处有一小球以水平速度v0抛出，恰好垂直打在斜面上，已知重力加速度为g，不计空气阻力。试求

（1）小球从抛出到落在斜面上的运动时间？

（2）小球从抛出到距斜面底端的高度？

【答案】（1）；（2）

【解析】

【详解】（1）设小球打到斜面上的时间为t，恰好垂直打在斜面上，根据几何关系可得

解得

（2）根据平抛运动规律有

小球垂直打到斜面上，根据几何关系得

将代入解得

16. 如图所示，光滑水平面AB与竖直面内的半圆形轨道在B点相切，半圆形轨道的半径为R．一个质量为m的物体将弹簧压缩至A点后由静止释放，在弹力作用下物体获得某一向右的速度后脱离弹簧，当它经过B点进入轨道的瞬间对轨道的压力为其重力的8倍，之后向上运动恰能到达最高点C(不计空气阻力)．试求：

（1）物体在A点时弹簧的弹性势能；

（2）物体从B点运动至C点的过程中产生的内能．

【答案】（1）（2）mgR

【解析】

【详解】（1）设物体在B点的速度为vB，所受弹力为FNB

则有

FNB﹣mg=m

又

FNB=8mg

由能量守恒定律可知弹性势能

（2）设物体在C点的速度为vC，由题意可知

mg=m

物体由B点运动到C点的过程中，由能量守恒定律得

Q=mvB2﹣（mvC2+2mgR）

解得

Q=mgR

选修部分（本题共计2小题，每题15分，任选一道作答）

【物理一选修3-3】（15分）

17. 下列说法正确的是        。

A. 温度一定时，悬浮在水中的花粉颗粒越小，布朗运动越明显

B. 所有晶体都有固定的熔点，且都表现为各向异性

C. 一定质量的理想气体等压膨胀过程温度一定升高

D. 分子间作用力减小过程，其分子势能一定越来越大

E. 对气体做功可以改变其内能

【答案】ACE

【解析】

【详解】A．布朗运动与固体颗粒大小、温度有关，实验发现颗粒越小、温度越高，布朗运动越明显，故A正确；

B．所有晶体都有固定的熔点，非晶体没有固定的熔点，但单晶体具有各向异性，多晶体表现为各向同性，B错误；

C．一定质量的理想气体等压膨胀过程有压强不变，体积增大，由知温度一定升高，C正确；

D．当分子间的作用力表现为斥力时，斥力减小时，分子间距一定增大，分子力做正功，分子势能减小；当分子间的作用力表现为引力时，引力减小时，分子间距可能增大，也可能减小，因此分子力可能做负功，也可能做正功，分子势能可能增大或减小，故D错误。

E．根据热力学第一定律可知，做功和热传递均可以改变物体的内能，E正确。

故选ACE。

18. 一定质量的理想气体,其内能跟温度成正比．在初始状态A时,体积为V0,压强为p0,温度为T0,已知此时其内能为U0．该理想气体从状态A经由一系列变化,最终还回到原来状态A,其变化过程的p-T图如图所示,其中CA延长线过坐标原点,BA在同—竖直直线上．求:

(1)状态B的体积;

(2)状态C的体积;

(3)从状态B经由状态C,最终回到状态A的过程中,气体与外界交换的热量是多少?

【答案】(1)V0/3；（2）V0；（3）2p0V0；

【解析】

【详解】①由图可知，从状态A到状态B气体温度为T1=T0为等温变化过程，状态B时气体压强为P1=3P0，设体积为V1，由玻意耳-马略特定律P0V0=P1V1

解得

②由图可知，从状态B到状态C气体压强为P2=P1=3P0为等压变化过程，状态C时气体温度为T2=3T0，设体积为V2，由查理-盖吕萨克定律

 解得V2=V0

③从状态B到状态C，设外界对气体做功为，

从状态C回到状态A，由图线知为等容过程，外界对气体不做功，对状态B经状态C回到状态A，内能增加量为△U=0，气体从外界吸收的热量为△Q，内能增加量为△U，

由热力学第一定律△U=Q+W

解得Q=2P0V0，即气体从外界吸收热量2P0V0

【点睛】A到B为等温过程，由玻意耳定律求得体积；由B到C为等压变化，由盖吕萨克定律求体积；从B到C外界对气体做功，C到A为等温变化，根据热力学第一定律求解吸放热．

【物理一选修3-4】（15分）

19. 一个质点做简谐运动的图像如图所示，下列说法正确的是（　　）

A. 质点振动的频率为4Hz

B. 在10s内质点经过的路程为20cm

C. 第5s末，质点的速度为零，加速度最大

D. t＝1.5s和t＝4.5s两时刻质点的位移大小相等，都是cm

E. t＝2s和4s末的加速度为0，速度相同

【答案】BCD

【解析】

【详解】A．由题图可知，质点的振动周期为T=4s，则有频率为

A错误；     

B．在10s内质点振动了2.5T，所经路程为

B正确；

C．由题图可知，第5s末质点在正方向最大位移处，速度是零，加速度最大，C正确；

D．由题图可得质点的振动方程为

t＝1.5s和t＝4.5s代入方程可得位移大小为

D正确；

E．由题图可知，t＝2s和4s末时质点在平衡位置，加速度是零，速度最大，可速度方向相反，E错误。

故选BCD。

20. 如图，直角三角形ABC为一棱镜横截面，∠A=90°，∠B=30°．一束光线平行于底边BC射到AB边上并进入棱镜，然后垂直于AC边射出．

（1）求棱镜的折射率；

（2）保持AB边上的入射点不变，逐渐减小入射角，直到BC边上恰好有光线射出．求此时AB边上入射角的正弦．

【答案】（1）；（2）sin=

【解析】

【详解】（1）光路图及相关量如图所示．光束AB边上折射，由折射定律得

…………①

式中n是棱镜的折射率．由几何关系可知

α+β=60°…………②

由几何关系和反射定律得

…………③

联立①②③式，并代入i=60°得

…………④

（2）设改变后的入射角为，折射角为，由折射定律得

…………⑤

依题意，光束在BC边上的入射角为全反射的临界角，且

…………⑥

由几何关系得

…………⑦

由④⑤⑥⑦式得入射角的正弦为

sin=…………⑧