山东省威海乳山市银滩高级中学2022-2023学年高三9月月考物理试题（解析版）.docx

2022-2023学年度银滩高中高三9月份模块检测 物理试题 本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分。满分100分，考试时间90分钟。考试结束后，将答卷纸和答题卡一并交回。 注意事项 1．答题前，考生务必用0.5毫米黑色签字笔将自己的班级、姓名、座号、准考证号填写在答题卡和试卷规定的位置上，并将答题卡上的考号、科目、试卷类型涂好。 2．第Ⅰ卷每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号，答案不能答在试卷上。 3．第Ⅱ卷必须用0.5毫米黑色签字笔在答卷纸各题的答题区域内作答；不能写在试题卷上，不按以上要求作答的答案无效。 第Ⅰ卷（共40分） 一、选择题：本题共8小题，在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求，选对的每题得3分。 1. 如图所示的实验可以用来研究物体所受到的滑动摩擦力．当手拉木板从木块下抽出时，弹簧测力计的示数为f，由此可知（　　） A. 木板与桌面间的滑动摩擦力等于f B. 木块与木板间的滑动摩擦力等于f C. 绳子对木板的拉力等于f D. 人手对绳子的拉力等于f 【答案】B 【解析】 【详解】AB．由于木块静止，所受滑动摩擦力等于弹簧的弹力f，B正确，A错误； CD．绳子对木板的拉力、人手对绳子的拉力都未知，故CD错误． 2. 一辆公共汽车进站后开始刹车，做匀减速直线运动。开始刹车后的第1s内和第2s内位移大小依次为9m和7m。则刹车后6s内的位移是（　　） A. 20m B. 24m C. 25m D. 75m 【答案】C 【解析】 【详解】由 Δx=aT2 得 由 9=v0T-aT2 得v0=10m/s 汽车刹车时间 tm==5s<6s 故刹车后6s内的位移为刹车后5s内的位移 x= =25m 故选C。 3. 如图所示，斜面体A放在水平地面上，用平行于斜面的轻弹簧将物块B拴在挡板上，在物块B上施加平行于斜面向上的推力F，整个系统始终处于静止状态，则下列说法正确的是（　　） A. 物块B与斜面之间一定存摩擦力 B. 弹簧的弹力一定沿斜面向下 C. 地面对斜面体A的摩擦力一定水平向左 D. 若增大推力，则弹簧弹力一定减小 【答案】C 【解析】 【详解】A、对物体B受力分析,受重力、弹簧的弹力(可能有)、推力F和静摩擦力(可能有)，讨论： 如果推力、重力的下滑分力和弹簧的弹力三力平衡，则没有静摩擦力； 如果推力、重力的下滑分力和弹簧的弹力三力不平衡，则有静摩擦力；故A错误； B、弹簧可能处于伸长，也可能处于压缩，只要推力、重力的下滑分力、弹簧的弹力和静摩擦力四力平衡即可；故B错误； C、对整体受力分析，受重力、支持力、推力F和地面的静摩擦力，根据平衡条件，地面的静摩擦力与推力的水平分力平衡，向左，故C正确； D、如果弹簧的弹力沿斜面向下，且摩擦力为零，则有：F=mgsinθ+kx，若增大F，弹簧的弹力不变，摩擦力沿斜面向下，且在增大，故D错误． 故选C． 点睛：先对物体B受力分析，根据平衡条件考虑摩擦力和弹簧弹力的可能情况；再对整体受力分析，考虑地面对斜面体A的摩擦力情况． 4. 如图，一质量为m的正方体物块置于风洞内的水平面上，其一面与风速垂直，当风速为时刚好能推动该物块．已知风对物块的推力F正比于，其中v为风速、S为物块迎风面积．当风速变为时，刚好能推动用同一材料做成的另一正方体物块，则该物块的质量为 A. 4m B. 8m C. 32m D. 64m 【答案】D 【解析】 【详解】试题分析：滑块被匀速推动，根据平衡条件，有：F=f；N=mg 其中：F=kSv2=ka2v2 f=μN=μmg=μρa3g 解得：；现在风速v变为2倍，故能推动的滑块边长为原来的4倍，故体积为原来的64倍，质量为原来的64倍；故选D． 考点：物体的平衡 【名师点睛】本题关键是明确物体的受力情况，根据平衡条件推导出能够推动的滑块的边长a与风速的关系表达式进行分析，不难． 5. 2019年底我国ETC(电子不停车收费系统)已实现全国联网，大大缩短了车辆通过收费站的时间。若一辆汽车以30m/s的速度驶向高速收费口，到达自动收费装置前做匀减速直线运动，经4s速度减为6m/s，此时刚好到达收费装置且收费完成，司机立即以4m/s2的加速度做匀加速直线运动，直至速度恢复到30m/s。汽车可视为质点，不计收费时间。下列说法正确的是 A. 汽车开始减速时距离自动收费装置120m B. 汽车加速7. 5s后速度恢复到30m/s C. 汽车从开始减速到速度恢复到30m/s通过的总路程为180m D. 汽车由于通过自动收费装置耽误的时间为3s 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据平均速度的推论知，汽车开始减速时距离自动收费装置的距离为 故A错误； B．汽车速度恢复到30m/s所用的时间为 故B错误； C．汽车加速运动的位移为 直线运动，位移大小等于路程，则总路程为 故C正确； D．这段路程匀速运动通过的时间为 则通过自动收费装置耽误的时间为 故D错误。 故选C。 6. “科瓦里-2019”特种兵联合演练于8月28日至9月4日在澳大利亚举行，中国空军空降兵部队首次派员参加，演习中一名特种兵从空中静止的直升飞机上，抓住一根竖直悬绳由静止开始下滑，运动的速度随时间变化的规律如图所示，时刻特种兵着地，下列说法正确的是（　　） A. 在～时间内，平均速度 B. 特种兵在0～时间内处于超重状态，～时间内处于失重状态 C. 在～间内特种兵所受阻力越来越大 D. 若第一个特种兵开始减速时第二个特种兵立即以同样的方式下滑，则他们在悬绳上的距离先减小后增大 【答案】C 【解析】 【详解】A．在t1-t2时间内，若特种兵做匀减速直线运动，由v1减速到v2，则平均速度为，根据图线与时间轴围成的面积表示位移可知，特种兵的位移大于匀减速直线运动的位移，则平均速度，故A错误； B．0-t1时间内，由图线可知，图线的斜率大于零，则加速度方向竖直向下，发生失重；在t1-t2时间内，图线的切线的斜率小于零，则加速度方向竖直向上，发生超重；故B错误； C．在t1-t2时间内，根据牛顿第二定律可知 f-mg=ma 解得 f=mg+ma 因为曲线的斜率变大，则加速度a增大，则特种兵所受悬绳的阻力增大，故C正确； D．若第一个特种兵开始减速时，第二个特种兵立即以同样的方式下滑，由于第一个特种兵的速度先大于第二个特种兵的速度，然后又小于第二个特种兵的速度，所以空中的距离先增大后减小，故D错误； 故选C。 7. 如图所示，倾角为θ的光滑斜面固定于水平面上，滑块A、B叠放在一起，A上表面水平，A物体的质量为2m，B物体的质量为m。当滑块A、B一起沿斜面向下运动时，A、B始终保持相对静止。关于B物体在下滑过程中的受力，下列说法正确的是（　　） A. B物体受到的支持力N=mg，方向竖直向上 B. B物体受到的支持力N=mg-mgsinθ，方向竖直向上 C. B物体受到的摩擦力f=mgsinθ，方向沿斜面向下 D. B物体受到的摩擦力f=mgsinθcosθ，方向水平向左 【答案】D 【解析】 【详解】对AB的整体，由牛顿第二定律 解得 对物体B，竖直方向 解得 方向竖直向上； 水平方向 方向水平向左。 故选D。 8. 某位同学用筷子将均匀球夹起悬停在空中，如图所示，已知球心O与两根筷子在同一竖直面内，小球质量为m，筷子与竖直方向之间的夹角均为，筷子与小球表面间的动摩擦因数为（最大静摩擦力等于滑动摩擦力），重力加速度为g。每根筷子对小球的压力至少为（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【分析】本题考查基本受力分析和正交分解法。 【详解】 对小球受力分析 解得 故选B。 二、多选题：每题有多项符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。 9. 如图所示，凹形槽半径R＝30 cm，质量m＝1 kg的小物块(可视为质点)，在沿半径方向的轻弹簧挤压下处于静止状态．已知弹簧的劲度系数k＝50 N/m，自由长度L0＝40 cm，一端固定在圆心O处，弹簧与竖直方向的夹角θ＝37°，取g＝10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8.则( 　　) A. 物块对槽的压力大小是15 N B. 物块对槽的压力大小是13 N C. 槽对物块的摩擦力大小是6 N D. 槽对物块的摩擦力大小是8 N 【答案】BC 【解析】 【详解】弹簧对物块的压力大小为5N，物块受重力、指向圆心的支持力、弹簧对物块的压力、沿切线向上的静摩擦力作用，沿切线和沿半径方向建立直角坐标系，有f=mgsin370=6N,FN=kx+mgcos370=13N,B、C正确． 考点：本题考查物体平衡． 10. 如图所示，图线分别是做直线运动的质点A、B的位移—时间图像，其中为开口向下抛物线的一部分，为图像上一点。为过点的切线，与轴交于点。则下列说法正确的是（　　） A. 时，质点A的速率为 B. 质点A的加速度大小为 C. 质点A的初速度大小为 D. 时A、B相遇 【答案】AD 【解析】 【分析】 【详解】A．x−t图像的斜率表示速度，则t=4s时，质点A的速率为 选项A正确； BC．设质点A的初速度大小为，加速度为a。质点A在前4s内通过的位移为x=10m，由运动学公式有 解得 则 选项BC错误； D．0−2s内质点B通过的位移为 质点A通过的位移为 则 故t=2s时A、B相遇，选项D正确。 故选AD。 11. 如图所示，一光滑球体静止于夹角为θ的支架ABC内，AB、BC与水平面的夹角都为α.现以B为旋转中心，在平行于纸面的平面内，让BC缓慢沿顺时针旋转，直至水平(AB不动)．设BC对球体的作用力大小为F，则整个过程中(　　) A. F可能一直减小 B. F可能一直增大 C. F可能先减小后增大 D. F可能先增大后减小 【答案】BC 【解析】 【详解】对球受力分析，球受重力G和两个支持力，其中AB对球的支持力N方向不变，而BC对球的支持力F方向改变，根据平衡条件作图分析，三个力可以构成一个首尾相连的矢量三角形，如图所示，由于不知道角度α的具体大小，支持力F可能是先减小后增大，也可能逐渐增大． A. F可能一直减小，与结论不相符，选项Ａ错误； B. F可能一直增大，与结论相符，选项Ｂ正确； C. F可能先减小后增大，与结论相符，选项Ｃ正确； D. F可能先增大后减小，与结论不相符，选项Ｄ错误． 12. 如图所示，在光滑水平面上叠放着甲、乙两物体。现对甲施加水平向右的拉力F，通过传感器可测得甲的加速度a随拉力F变化的关系如图所示。已知重力加速度g=10m/s2，由图线可知（　　） A. 乙的质量m乙=6kg B. 甲、乙的总质量m总=8kg C. 甲、乙间的动摩擦因数μ=0.3 D. 甲、乙间的动摩擦因数μ=0.1 【答案】BD 【解析】 【详解】由图像可知，当力时加速度较小，所以甲乙相对静止。采用整体法，当 时 根据牛顿第二定律有 即图像中直线较小斜率的倒数等于甲乙质量之和，因此可得出 当时，甲的加速度较大，采用隔离法，由牛顿第二定律可得 即图像中较大斜率倒数等于甲的质量，较大斜率直线的延长线与纵轴的截距为 因此可以得出 因此 故AC错误，BD正确。 故选BD。 第Ⅱ卷（共60分） 注意事项： 1．本卷共6道题； 2．本卷所有题目的答案，考生必须用0.5mm黑色中性笔答在答题卡规定的区域内，在试卷上答题不得分。 三、实验题：本题共2小题，共14分。 13. 某实验小组同学利用电磁打点计时器做“测定匀变速直线运动的加速度”的实验。装置如图甲所示，在调整好仪器后，正确操作得到点迹清晰的纸带。 （1）关于该实验，下列说法正确的是_______。 A．打点时先释放纸带再接通电源 B．应使重物的质量远小于小车的质量 C．应消除小车和长木板间的摩擦阻力的影响 D．应调整滑轮高度使连接小车的细绳与长木板平行 （2）图乙是某同学一次实验得到小车运动情况的纸带，他进行如下数据处理：在纸带上连续选取六个计时点A、B、C、D、E、F，并测得A、C两点间的距离为x1，B、D两点间的距离为x2，已知打点计时器所用的交流电源的频率为f，则打点计时器在纸带上打下B点时小车运动的瞬时速度大小vB=__________；小车运动的加速度a=__________。 （3）如图丙、丁所示，这是两位同学用同一组实验数据，分别作出的小车运动v-t图像，你认为作图正确的是__________。 （4）如果交变电流频率f>50Hz，但当时做实验的同学并不知道，那么测得的加速度值比真实值__________（选填“偏大”或“偏小”）。 【答案】 ①. D ②. ③. ④. 丙 ⑤. 偏小 【解析】 【详解】（1）[1]A．实验时，不能先放开小车，再接通打点计时器电源，由于小车运动较快，可能会使打出来的点很少，不利于数据的采集和处理，故A错误； B．该实验不需要知道小车的合力，即不需要应使钩码质量远小于小车质量，故B错误； C．该实验不需要调节木板的倾斜度以平衡摩擦力，因研究测量小车做匀变速直线运动的加速度，只要小车受到作用力恒定即可，故C错误； D．调节滑轮的高度，使牵引木块的细绳与长木板保持平行，保证小车运动过程中受到的合力不变，故D正确。 故选D； （2）[2]根据匀变速直线运动规律可知B点的瞬时速度等于A点到C点的平均速度，所以B点的瞬时速度为 [3]根据逐差法可得加速度为 （3）[4]作图正确的应该是丙图，原因是符合作图要求：点尽量分居在图像两侧，若相差较远，应舍去； （4）[5]实际的交流电频率更大，代入计算时用的f则偏小，则根据[3]中得到加速度式子可知，计算出的加速度会偏小。 14. 某物理学习小组用如图甲所示装置来研究橡皮筋的劲度系数(遵循胡克定律且实验中弹力始终未超过弹性限度)，将一张白纸固定在竖直放置的木板上，原长为L0的橡皮筋的上端固定在O点，下端挂一重物．用与白纸平行的水平力(由拉力传感器显示其大小)作用于N点，静止时记录下N点的位置a，请回答： (1)若拉力传感器显示的拉力大小为F，用刻度尺测量橡皮筋ON的长为L及N点与O点的水平距离为x，则橡皮筋的劲度系数为__________________(用所测物理量表示)． (2)若换用另一个原长相同橡皮筋，重复上述过程，记录静止时N点的位置b，发现O、a、b三点刚好在同一直线上，其位置如图乙所示，则下列说法中正确的是__________． A．第二次拉力传感器显示的拉力示数较大 B．两次拉力传感器显示的拉力示数相同 C．第二次所用的橡皮筋的劲度系数小 D．第二次所用的橡皮筋的劲度系数大 【答案】 ①. ②. BC 【解析】 【详解】(1)设橡皮筋与竖直方向夹角为θ，重物重力为G，结点N在竖直拉力(重物重力G)、橡皮筋拉力T和水平拉力F作用下处于平衡状态，满足图示关系，则sin θ＝，而sin θ＝，T＝k(L－L0)，联立得k＝． (2)由受力图知F＝Gtan θ，两次中G、θ均相同，所以两次拉力传感器显示的拉力示数相同，A错，B对；同理，两次橡皮筋的拉力也相同，而橡皮筋的原长相同，第二次的伸长量大，由胡克定律知第二次所用的橡皮筋的劲度系数小，C对，D错；故选BC． 四、解答题：共46分。 15. 如图所示，质量均为m=3kg的物块A、B紧挨着放置在粗糙的水平地面上，物块A的左侧连接一劲度系数为k=100N/m的轻质弹簧，弹簧另一端固定在竖直墙壁上．开始时两物块压紧弹簧并恰好处于静止状态，现使物块B在水平外力F作用下向右做a=2m/s2的匀加速直线运动直至与A分离，已知两物块与地面的动摩擦因数均为μ=0．5，g=10m/s2．求： （1）物块A、B分离时，所加外力F的大小； （2）物块A、B由静止开始运动到分离所用时间． 【答案】（1）21N （2）0．3s 【解析】 【详解】物块A、B分离时，对B根据牛顿第二定律得： 代入数据解得：F=21N （2）A、B静止时，对A、B根据平衡条件可知： B分离时，对A根据牛顿第二定律得： 此过程中物体的位移关系为： 代入数据解得：t=0．3s 16. 春节放假期间，全国高速公路免费通行，小轿车可以不停车通过收费站，但要求小轿车通过收费站窗口前x0=9m区间的速度不超过v0=6m/s．现有甲、乙两小轿车在收费站前平直公路上分别以v甲=20m/s和v乙=34m/s的速度匀速行驶，甲车在前，乙车在后．甲车司机发现正前方收费站，开始以大小为a甲=2m/s2的加速度匀减速刹车． (1)甲车司机需在离收费站窗口至少多远处开始刹车才不违章； (2)若甲车司机经刹车到达离收费站窗口前9m处的速度恰好为6m/s并以这一速度开始匀速通过收费站窗口，乙车司机在发现甲车刹车时经t0=0.5s的反应时间后开始以大小为a乙=4m/s2的加速度匀减速刹车．为避免两车相撞，且乙车在收费站窗口前9m区不超速，则在甲车司机开始刹车时，甲、乙两车至少相距多远？ 【答案】(1) 100m (2) 66m 【解析】 【详解】(1)对甲车速度由20m/s减速至6m/s的位移为： x2=x0+x1=100m 即甲车司机需在离收费站窗口至少100m处开始刹车 (2)设甲、乙两车速度相同时的时间为t，由运动学公式得：v乙-a乙（t-t0）=v甲-a甲t 代入数据解得： t=8s 相同速度 v=v甲-a甲t=4m/s＜6m/s 二者不相撞的临界条件是二者速度为4m/s时，二者速度减为4m/s时如果不相撞，那么它们减到6m/s时一定不会相撞．因为题目要求二者的速度不能超过6m/s，所以为避免二者不相撞，二者开始的最小距离都按减到6m/s时计算乙车从开始以34m/s减速至6m/s的位移为： 代入数据解得： x3=157m 乙车所用的时间： 甲车速度达到6m/s所需的时间： 此时甲车的位移：x1+v0△t=91m，所以要满足条件甲、乙的距离为： x=x3-x1′=157-91m=66m 17. 如图所示，斜面体ABC放在粗糙的水平地面上，滑块在斜面底端以初速度v0=9.6 m/s沿斜面上滑。斜面倾角θ=37°，滑块与斜面间的动摩擦因数μ=0.45.整个过程斜面体保持静止不动，已知滑块的质量m=1kg，sin37°=0.6，cos37°=0.8，g取10 m/s2，试求： (1)滑块回到出发点时速度大小； (2)定量画出斜面体与水平地面之间的摩擦力Ff随时间t变化的图像，写明计算过程。 【答案】(1)4.8 m/s；(2) 【解析】 【详解】(1)滑块上滑过程中，由牛顿第二定律： 得 设上滑位移大小为L，由 得 L=4.8m 滑块下滑过程中，由牛顿第二定律： 得 下滑位移大小也为L，由 得 v=4.8m/s (2)滑块沿斜面上滑过程中用时 对斜面与滑块构成的系统受力分析可得 Ff1=ma1cos θ=7.68 N 滑块沿斜面下滑过程用时 对斜面与滑块构成的系统受力分析可得 Ff2=ma2cos θ=1.92 N Ff随时间变化如图所示。 18. 如图所示，质量M=2kg滑板A放在水平地面上，当A向右滑动的速度m/s时，在A中间位置轻轻地放上一个大小不计、质量m=1kg的小物块B，同时给B施加一个水平向右的F=6N的恒力作用并开始计时。已知A与地面间的动摩擦因数=0.1，A与B间的动摩擦因数。（设滑板A足够长，取g=10m/s2）求： (1)经过多长时间A、B达到共同速度； (2)从开始计时到A、B达到共同速度的时间内，A、B间因摩擦而产生的热量Q； (3)2s内滑板A的位移大小。 【答案】（1）1s；（2）27J；（3）22m 【解析】 【详解】（1）设的加速度大小为，对由牛顿第二定律可得 解得 方向向左 设的加速度大小为，对由牛顿第二定律可得 解得 方向向右 做减速运动 做加速运动 、达到共同速度时 解得 （2）从开始计时到达到共同速度，的位移大小为 的位移大小为 间因摩擦而产生的热量为，则 （3）经分析，、达到共同速度之后无法相对静止，各自做变速运动 设的加速度大小为，对由牛顿第二定律可得： 解得 方向向右； 时，由（1）可得，再经过，的位移大小为 内滑板的位移大小为