四川省绵阳市三台中学2022-2023学年高三物理上学期第二次月考试题（Word版附解析）

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四川三台中学2022--2023学年高三上期第二次月考
物理试题
（满分为110分）
一、本大题8个小题．每小题6分，共48分（每小题给出的四个选项中有的只有一个、有的有多个符合题意，试将满足题意的选项都选出来，选对不全得3分，有错不得分。）
1. 如图所示，一物块位于水平桌面上，用一大小为F，方向如图所示的力去推它，使它匀速向右运动。若保持力的方向不变而增大力的大小，则物块（　　）

A. 仍然匀速运动
B. 加速运动
C. 减速运动
D. 条件不足，不能确定
【答案】B
【解析】
【详解】设力F与水平方向夹角为，匀速运动时满足

若保持力的方向不变而增大力的大小，设增大量为，物块受到的合力可表示为

联立解得

故物块加速运动
故选B。
2. 2022年北京冬奥会已经圆满举办，其中高台跳雪是冬奥会最具有观赏的比赛项目之一。如图为某运动员比赛时的示意图，跳雪运动员从水平雪道末端以一定的初速度沿水平方向向左飞出，不计空气阻力，则运动员从飞出至落到雪坡（可视为斜面）上的整个过程中，已知重力加速度为g，下列说法正确的是（　　）

A. 运动员飞行的时间与初速度平方成正比
B. 运动员飞行的位移与初速度平方成正比
C. 重力的冲量与初速度的平方成正比
D. 重力做功的平均功率与初速度的平方成正比
【答案】B
【解析】
【详解】A．由平抛运动的规律有

整理后有

A错误；
B．令运动员飞行的位移为s，有

整理后有

B正确；
C．重力的冲量

C错误；
D．重力做功的平均功率

D错误。
故选B。
3. 筷子是中华饮食文化的标志之一。如图所示，用筷子夹质量为m的小球处于静止，筷子均在竖直平面内，且筷子与竖直方向的夹角均为。忽略小球与筷子之间的摩擦，重力加速度为g。下列说法正确的是（　　）

A. 筷子对小球的合力大于重力
B. 筷子的弹力大小均为
C. 保持左侧筷子固定不动，右侧筷子缓慢变为竖直，左、右筷子的弹力均逐渐变大
D. 保持左侧筷子固定不动，右侧筷子缓慢变为竖直，左、右筷子的弹力均逐渐变小
【答案】C
【解析】
【详解】A．用筷子夹着小球在竖直平面内处于静止状态，则根据平衡条件可知，筷子对小球的合力的大小等于小球的重力，方向与重力的方向相反，故A错误；
B．由几何关系可知，筷子对小球的弹力大小为

故B错误；
CD．在右边筷子转到竖直方向的过程中，左边筷子对小球弹力的方向始终垂直于筷子，而小球自身的重力是一个恒力，由此可以做出在动态平衡过程中力的矢量三角形如下图所示

当两根筷子与竖直方向夹角都为时，三力构成的矢量三角为等腰三角形，在右边的筷子转到竖直方向时，三个力的矢量构成一个直角三角形，易得，在右边筷子转到竖直的过程中，两筷子对小球的弹力都在增大，故C正确，D错误。
故选C。
4. 如图所示是高山缆车的简化示意图．传送轨道由倾斜直轨道AC与部分圆弧形轨道CD组成，B为AC间一点，D为圆弧最高点，整个装置在同一竖直平面内。现利用该缆车运送货物上山，先加速从A点运动到C点，再匀速率通过CD。货物M与缆车底板接触面始终水平，则关于货物M的描述正确的是（　　）

A. 过B点时，处于超重状态，摩擦力水平向左
B. 过B点时，处于超重状态，摩擦力沿AC向上
C. 过D点时，处于平衡状态，摩擦力为零
D. 过D点时，处于失重状态，底板支持力可能为零
【答案】D
【解析】
【详解】AB．缆车先从A点运动到C点，物体具有斜向上的加速度，即加速度具有竖直向上的分量，故物体在过B点时处于超重状态，同时加速度具有水平向右的分量，故货物所受摩擦力方向向右，AB错误；
CD．缆车匀速率通过过CD，D为圆弧最高点，故在过D点时货物具有竖直向下的向心加速度，水平方向不受外力，即不受摩擦力的作用，处于失重状态，根据牛顿第二定律有

可知，当缆车速度合适时底板对货物的支持力可以为零，C错误，D正确。
故选D。
5. 如图所示，两小球1和2之间用轻弹簧B相连，弹簧B与水平方向的夹角为30°，小球1的左上方用轻绳A悬挂在天花板上，绳A与竖直方向的夹角为30°，小球2的右边用轻绳沿C水平方向固定在竖直墙壁上。两小球均处于静止状态。已知重力加速度为，则（　　）

A. 球1和球2的质量之比为
B. 球1和球2的质量之比为
C. 在轻绳A突然断裂的瞬间，球1的加速度大小为
D. 在轻绳A突然断裂的瞬间，球2的加速度大小为
【答案】BC
【解析】
【详解】对两小球1、2受力分析如图

根据平衡条件可得，有
FB=m1g，FBsin30°=m2g
所以

在轻绳A突然断裂的瞬间，弹簧弹力未来得及变化，球2的加速度大小为0，弹簧弹力

对球1

解得

故选BC。
6. 如图甲所示，质量的物块静止在水平地面上，受到与水平方向成角的斜向上的拉力F的作用，拉力（F）随时间（t）变化的图像如图乙所示.已知物块与地面间的动摩擦因数，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度大小，，。下列说法正确的是（　　）

A. 时，物块开始沿水平面运动
B. 离开水平地面前，物块运动的加速度大小与时间成正比
C. 物块离开水平地面时的速度大小为
D. 物块离开水平地面时拉力的瞬时功率为800W
【答案】ACD
【解析】
【详解】A．设物块开始运动时拉力为，则

解得

由图乙可知拉力（F）随时间（t）变化的规律，所以时，物块开始沿水平面运动，故A正确；
B．物块离开水平地面前，由牛顿第二定律得

化简得

物块运动的加速度大小与时间成线性关系，故B错误；
C．设物块将要离开水平面时拉力为，则

解得

所以时，物块将要离开水平面，图像的面积表示物块的速度改变量，结合表达式，可知图像为

可知物块离开水平地面时的速度大小为

故C正确；
D．物块离开水平地面时拉力的瞬时功率

故D正确。
故选ACD。
7. 为了探测X星球，载着登陆舱的探测飞船在以该星球中心为圆心、半径为r1的圆轨道上运动，周期为T1，总质量为m1。随后登陆舱脱离飞船，变轨到离星球更近的半径为r2的圆轨道上运动，此时登陆舱的质量为m2，引力常量为G，则（　　）
A. X星球的质量为
B. X星球表面的重力加速度为
C. 登陆舱在r1与r2轨道上运动时的速度大小之比为
D. 登陆舱在半径为r2轨道上做圆周运动的周期为
【答案】D
【解析】
【详解】A．探测飞船在半径为r1的圆轨道上做圆周运动时，有

解得

故A错误；
B．飞船所在处的重力加速度为

X星球表面的重力加速度小于此值，故B错误；
C．根据万有引力提供向心力，有

解得

所以

故C错误；
D．根据开普勒第三定律有

解得

故D正确。
故选D。
8. 如图所示，一圆锥体可绕其中心竖直转轴MN转动，圆锥面母线与水平面间夹角为θ。可视为质点的小物块a、b位于圆锥面上不同位置，a到顶点的距离与b到顶点的距离之比为1︰3。已知两物块的质量相等，与圆锥面之间的动摩擦因数均为μ。当圆锥体绕转轴MN以角速度ω匀速转动时，两个小物块与圆锥体之间没有发生相对滑动。重力加速度为g。关于两个小物块的运动说法正确的是（　　）

A. 两物块受到的摩擦力大小相等
B. 两物块向心力之比为1︰3
C. 小物块a受到支持力与摩擦力的合力大小等于mg
D. 若逐渐增大角速度ω，物块b先出现相对滑动
【答案】BD
【解析】
【详解】A．小物块受力分析如下

将小物块受到的力分解到竖直和水平方向，有
，
解得

因为
，，
所以

故A错误；
B．a到顶点的距离与b到顶点的距离之比为1：3，则

由可得

故B正确；
C．由A项分析知，物块受重力、支持力、摩擦力三个力的作用，因物体做匀速圆周运动，所以合外力不为零，所以小物块a受到支持力与摩擦力的合力大小不等于mg，故C错误；
D．由A项分析知

且有，所以若逐渐增大角速度ω，b与圆锥体之间的摩擦力先达到最大值，物块b先出现相对滑动，故D正确。
故选BD。
二．填空题：16分
9. 如下图为“用DIS（位移传感器、数据采集器、计算机）研究加速度和力的关系”的实验装置。

（1）在该实验中必须采用控制变量法，应保持______不变，用钩码所受的重力作为______，用DIS测小车的加速度。
（2）改变所挂钩码的数量，多次重复测量，在某次实验中根据测得的多组数据可画出a—F关系图线（如下图所示）。
①此图线的OA段的斜率表示______；
②此图线的AB段明显偏离直线，造成此误差的主要原因是______；
A.小车与轨道之间存摩擦
B.导轨保持了水平状态
C.所挂钩码的总质量太大
D.所用小车的质量太大
【答案】 ①. 小车的总质量 ②. 小车所受外力的合力 ③. 小车的质量的倒数 ④. C
【解析】
【详解】（1）[1]实验目的是研究加速度和力的关系，因此需要保持研究对象，即小车的总质量不变；
[2]为了求出小车所受外力的合力，实验中需要用钩码所受重力作为小车所受外力的合力。
（2）①[3]根据

解得

可知，此图线的OA段的斜率表示小车的质量的倒数；
②[4]图像经过原点，表明已经平衡摩擦力，对钩码与小车整体有

对小车有

解得

可知，细绳的拉力，即小车所受外力的合力实际上小于钩码的重力，只有当钩码质量远远小于小车质量时，两者才近似相等，即图线的AB段明显偏离直线，造成此误差的主要原因是所挂钩码的总质量太大。
故选C。
10. 图为一小球做平抛运动的闪光照片的一部分。图中背景方格的边长均为2.5厘米，如果取重力加速度g=10m/s2，那么：

(1)照片的闪光频率为________Hz；
(2)小球做平抛运动的初速度的大小为_______m/s；
(3)小球经过B点的速度大小为_______m/s。
【答案】 ①. 10 ②. 0.75 ③. 1.25
【解析】
【详解】(1)[1]在竖直方向上有

其中

代入求得
T=0.1s
因此闪光频率为

(2)[2]小球水平方向做匀速直线运动，故有

其中

解得

(3)[3]根据匀变速直线运动中，中间时刻的瞬时速度等于该过程的平均速度，在B点有

所以B点速度为

11. 如图甲所示，一根弹簧一端固定在传感器上，传感器与电脑相连。当对弹簧施加变化的作用力（拉力或压力）时，在电脑上得到了弹簧形变量与弹簧产生的弹力大小的关系图象，如图乙所示，则下列判断不正确的是（　　）

A. 弹簧产生的弹力和弹簧的长度成正比
B. 弹力增加量与对应弹簧长度的增加量成正比
C. 该弹簧的劲度系数是20N/m
D. 该弹簧受到反向压力时，劲度系数不变
【答案】AC
【解析】
【详解】A．弹簧产生的弹力和弹簧的形变量成正比，和弹簧的长度不成正比，A错误，符合题意；
B．由胡克定律可得

即弹力增加量与对应的弹簧长度的增加量成正比，B正确，不符合题意；
C．由题图乙知，F­x是过原点的直线，可求得弹簧的劲度系数

C错误，符合题意；
D．由于图象斜率不变，因此由实验可知该弹簧受到反向压力时，劲度系数不变，D正确，不符合题意。
故选AC。
三．计算题：（本题共2小题，共31分．解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤．只写出最后答案的不能得分．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）
12. 如图甲所示，质量为m=2kg的物体置于水平桌面，对物体施以与水平方向成53°的恒力F=10N，当作用时间为t1=2s时撤去拉力，物体运动的部分v—t图象如图乙所示，g=10m/s2，求：
(1)第1s内物体加速度的大小；
(2)物体与桌面动摩擦因数μ；
(3)撤去外力后物体还能运动的距离。

【答案】(1)1.5m/s2；(2)0.25；(3)1.8m
【解析】
【分析】
【详解】(1)根据速度时间图象可知，第1s内加速度为

(2)对物体受力分析，取速度方向为正方向，由牛顿第二定律可知

，
则

得

(3)撤去外力后，物体的加速度为
=2.5m/s2
则

13. 如图所示，以水平地面建立x轴，有一个质量为m=1kg的木块放在质量为M=2kg的长木板上，木板长L=11.5m，已知木板与地面的动摩擦因数为，m与M之间的摩擦因数（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力）。M与m保持相对静止共同向右运动，已知木板的左端A点经过坐标原点O的速度为=10m/s，在坐标为x=21m处有一挡板P，木板与挡板P瞬间碰撞后立即以原速率反向弹回，而木块在此瞬间速度不变，若碰后立刻撤去挡板P，，求：
（1）木板碰挡板P时的速度v1为多少？
（2）最终木板停止运动时其左端A的位置坐标？

【答案】（1）；（2）1.40m
【解析】
【详解】（1）对木块和木板组成的系统，根据牛顿第二定律可得

又

解得

（2）由牛顿第二定律，对小m有

对M有

m运动至停止时间为

此时M速度为

方向向左。此时至m、M共速时间为，有

解得

共同速度

方向向左。至共速M位移

共速后m、M以向左减速至停下位移为

最终木板M左端A点位置坐标为

四.（物理选修3-4）15分
14. 下列说法正确的是（　　）
A. 物体做受迫振动的频率等于固有频率
B. 光纤通信利用了光的全反射原理
C. 用同一套装置做杨氏双缝干涉实验，光的波长越大，相邻两亮条纹间中心间距越小
D. 根据狭义相对论，物体运动时的质量大于静止时的质量
E. X射线是一种电磁波
【答案】BDE
【解析】
【详解】A．物体做受迫振动的频率等于外界驱动力的频率，故A错误；
B．利用光纤是为了减小光在传播过程中信号的减弱，光纤通信利用了光的全反射原理，故B正确；
C．根据

可知，用同一套装置做杨氏双缝干涉实验，光的波长越大，相邻两亮条纹间中心间距越大，故C错误；
D．根据狭义相对论有

可知，物体运动时的质量大于静止时的质量，故D正确；
E．从波动角度来看，光是一种电磁波，X射线就是一种电磁波，故E正确。
故BDE正确。
15. 一列简谐横波沿x轴传播，图中实线和虚线分别代表t＝0时刻和t＝0.01s时刻在0≤x≤8m区域的波形，已知该波的频率f<30Hz，求：
（1）波速的大小及波的传播方向；
（2）图中P质点（坐标xP＝1m）从t＝0时刻开始经过多长时间第一次向下经过平衡位置以及此过程中P平均速度大小。

【答案】（1）100m/s，向右传播；（2）0.05s，。
【解析】
【分析】
【详解】若波向右传播，传播距离为
Δx＝（8n＋1）m（n＝0，1，2，……）
对应的波速为
（n＝0，1，2，……）
对应的频率为
（n＝0，1，2，……）
类似的，若波向左传播，传播的距离为
Δx＝（8n＋7）m（n＝0，1，2，……）
对应的波速为
（n＝0，1，2，……）
对应的频率为
（n＝0，1，2，……）
由于波的频率小于30Hz，于是波只可能是向右传播波速大小v＝100m/s；
(2)所求时间等于从t＝0时刻P质点传到x＝5m处的质点运动状态所需时间，于是

根据三角函数，0时刻P质点纵坐标为

平均速度大小为