精品解析：上海市同济大学第一附属中学2022-2023学年高三上学期10月月考物理试题

同济大学第一附属中学 2022学年第一学期质控一高三年级物理试卷 一、单项选择题（共40分：第1-8小题，每小题3分，第9-12小题，每小题4分；） 1. 物体做匀速圆周运动时，下列物理量不变的是（　　） A. 线速度 B. 角速度 C. 向心力 D. 向心加速度 2. 对于匀速圆周运动，下列有关物理量之间关系的描述正确的是（　　） A. 角速度一定与转速成正比 B. 角速度一定与半径成反比 C. 线速度一定与半径成正比 D. 周期一定与半径成正比 3. 列车沿平直轨道向北匀速行驶，车厢光滑地板上有一个相对列车静止的物体，在列车刹车过程中，物体相对轨道 （　　） A. 向北匀速运动 B. 向南匀速运动 C 向北加速运动 D. 向南加速运动 4. 图是可用来制作豆腐的石磨。木柄静止时，连接的轻绳处于绷紧状态。O点是三根轻绳的结点，F、和分别表示三根绳的拉力大小，且。下列关系式正确的是（　　） A. B. C. D. 5. 如图，小李将篮球从其球心离地高为h处，以大小为v的速度抛出，篮球恰能进入离地高为H的篮圈。设篮球质量为m，地面为零势能面，则球心经过篮圈时蓝球的机械能为（不计空气阻力和篮球转动的影响，重力加速度大小为g）（　　） A. B. C. D. 6. 赛龙舟是端午节的传统活动。下列和图像描述了五条相同的龙舟从同一起点线同时出发、沿长直河道划向同一终点线的运动全过程，其中能反映龙舟甲与其它龙舟在途中出现船头并齐的有（　　） A. B. C. D. 7. 神舟十三号飞船采用“快速返回技术”，在近地轨道上，返回舱脱离天和核心舱，在圆轨道环绕并择机返回地面。则（　　） A. 天和核心舱所处的圆轨道距地面高度越高，环绕速度越大 B. 返回舱中的宇航员处于失重状态，不受地球的引力 C. 质量不同的返回舱与天和核心舱可以在同一轨道运行 D. 返回舱穿越大气层返回地面过程中，机械能守恒 8. 一辆小车以一定速度冲上光滑斜面后回到原处，其v-t图像如图所示。下列说法正确的是（　　） A. 小车上升过程和下降过程的加速度大小相同，方向相反 B. 小车上升过程和下降过程的位移相同 C. 上升到最高点时，小车瞬时速度和加速度都为零 D. 运动过程中，小车在任何相等时间内的速度变化量都相同 9. 物理学中有些问题的结论不一定必须通过计算才能验证，有时只需要通过对单位的分析就可以判断。声音在某种气体中的速度表达式可以只用气体的压强p、气体的密度ρ和没有单位的比例常数k来表示。根据上述情况，判断声音在该气体中的速度表达式可能是（　　） A. B. C. D. 10. 小球每隔0.2s从同一高度抛出，做初速为6m/s的竖直上抛运动，设它们在空中不相碰。第1个小球在抛出点以上能遇到的小球个数为，g取10m/s2（　　） A. 三个 B. 四个 C. 五个 D. 六个 11. 在粗糙的水平面上，物体在水平推力作用下由静止开始做匀加速直线运动。经过一段时间后，水平推力逐渐减小到0（物体仍在运动）。在水平推力逐渐减小到0的过程中（  ） A. 物体加速度逐渐减小，速度逐渐减小 B. 物体加速度先增大后减小，速度先增大后减小 C 物体加速度逐渐减小，速度逐渐增大 D. 物体加速度先减小后增大，速度先增大后减小 12. 静止在地面上的物体在竖直向上的恒力作用下上升，在某一高度撤去恒力。不计空气阻力，在整个上升过程中，物体机械能随时间变化关系是（　　） A. B. C. D. 二、填空题（共20分，每题4分） 13. 牛顿第一定律表明，力是物体___发生变化的原因；该定律引出的一个重要概念是___． 14. 如图所示，图中两轮通过皮带传动，两轮半径之比．点A在轮边缘上，点C在轮半径中点，点在轮边缘上。则三点的线速度大小之比____，向心加速度大小之比_____。 15. 如图所示，人站在岸上通过定滑轮用绳牵引小船匀速靠岸。如果小船所受阻力的大小不变，则在靠岸的过程中绳子拉力大小_____，小船所受的浮力大小______。（选填“增大”、“减小”、“不变”） 16. 2016年10月19日，“神舟十一号”飞船与“天宫二号”空间实验室成功交会对接。在“神舟十一号”飞船返回地面的过程中，有一个阶段可视为绕地球做圆周运动，其轨道半径为，线速度大小为，周期为。此时“天宫二号”的运行轨道也可视为圆形轨道，对应的轨道半径为，线速度大小为，周期为。则______，_____。 17. 某同学通过视频分析来研究钢球在液体中的阻力大小与速度大小的关系。他拍摄了一段钢球在液体中竖直下落的视频，每隔相等时间间隔提取一帧图像，在同一背景依次描绘钢球的位㯰，如图所示。他如何推断钢球所受的阻力大小和速度大小间的定性关系。 三、综合题（共40分） 注意：第19、20题在列式计算、逻辑推理以及回答问题过程中，要求给出必要的图示、文字说明、公式、演算等。 18. 在“研究共点力的合成”实验中， （1）下列说法正确的是（ ） A．弹簧秤使用前需要调零 B．两弹簧秤量程需要一致 C．弹簧秤伸长的方向与细绳要在同一直线 D．两个弹簧秤对结点的拉力是分力，橡皮筋对结点的拉力是合力 （2）某实验小组，使用弹簧秤的量程为5.00N，将橡皮条一端固定，先用两只弹簧秤将橡皮条另一端水平拉到某一位置，标记为O点、紧靠细绳标记A、B两点、弹簧秤读数；然后用一只弹簧秤将其拉至O点，记录紧靠细绳的C点及弹簧秤读数，该小组完成的部分实验数据记录在图中。为得出实验结论请完成作图。（ ） （3）结合上述所作图，分析实验过程与结果，下列措施有利于减少实验误差的是（ ） A．适当增加橡皮条的原长 B．适当减小弹簧秤的拉力 C．适当增大A、B两点到O点的距离 D．适当减小两细绳的夹角 19. 如图所示，AB为平直导轨，长为L，物块与导轨间动摩擦因数为，BC为光滑曲面。A与地面间高度差为h1，BC间高度差为h2，一个质量为m的物块在水平恒力作用下，从A点静止开始向右运动，到达B点时撤去恒力，物块经过C点后落地，已知重力加速度为g。 （1）若物块落地时动能为E1，求其经过B点时的动能EkB； （2）若要物块落地时动能小于E1，求恒力必须满足的条件。 20. 如图，半径R=1m光滑圆弧轨道BCD固定在竖直平面内，B端与粗糙程度均匀的斜面AB相切，AB与水平方向的夹角θ=37°。质量m=1kg的小滑块（可视为质点），从A点由静止释放，到达C点时的速度vC=2m/s。已知A、B两点的高度差h=1.5m，不计空气阻力，g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8.求： （1）滑块经过B点时速度vB的大小； （2）滑块与斜面间的动摩擦因数μ； （3）若调整A点的高度，使得滑块经过D点时，与轨道间恰无弹力作用，则滑块经过B点时的速度vB′应为多少？ （4）若A、B两点间的高度差减小为h′=0.8m。某同学认为：当滑块从A点由静止释放时，立即对其施加适当大小的水平向右拉力F（到达B点后立即撤去F），滑块一定能沿轨道到达D点。该方案是否可行？请说明理由。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 同济大学第一附属中学 2022学年第一学期质控一高三年级物理试卷 一、单项选择题（共40分：第1-8小题，每小题3分，第9-12小题，每小题4分；） 1. 物体做匀速圆周运动时，下列物理量不变的是（　　） A. 线速度 B. 角速度 C. 向心力 D. 向心加速度 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】A．匀速圆周运动速度大小不变，方向时刻变化，即速率不变，速度改变，A错误； B．匀速圆周运动的角速度不变，B正确； CD．匀速圆周运动的向心力大小不变，方向时刻在变，故向心加速度时刻在变，CD错误。 故选B。 2. 对于匀速圆周运动，下列有关物理量之间关系的描述正确的是（　　） A. 角速度一定与转速成正比 B. 角速度一定与半径成反比 C. 线速度一定与半径成正比 D. 周期一定与半径成正比 【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】A．由圆周运动公式可知，角速度一定与转速成正比，A正确； BC．可知，必须在线速度一定的情况下，角速度才与半径成反比，同理可知，线速度不一定与半径成正比，BC错误； D．由周期公式可知，只有线速度一定时，周期才与半径成正比，D错误。 故选A。 3. 列车沿平直轨道向北匀速行驶，车厢光滑地板上有一个相对列车静止的物体，在列车刹车过程中，物体相对轨道 （　　） A. 向北匀速运动 B. 向南匀速运动 C. 向北加速运动 D. 向南加速运动 【答案】A 【解析】 【详解】根据牛顿第一定律，物体按惯性保持原来速度向前运动，在列车刹车过程中，物体相对轨道向北匀速运动，BCD错误，A正确。 故选A。 4. 图是可用来制作豆腐的石磨。木柄静止时，连接的轻绳处于绷紧状态。O点是三根轻绳的结点，F、和分别表示三根绳的拉力大小，且。下列关系式正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】以点为研究对象，受力分析如图 由几何关系可知 由平衡条件可得 联立可得 故D正确，ABC错误。 故选D。 5. 如图，小李将篮球从其球心离地高为h处，以大小为v的速度抛出，篮球恰能进入离地高为H的篮圈。设篮球质量为m，地面为零势能面，则球心经过篮圈时蓝球的机械能为（不计空气阻力和篮球转动的影响，重力加速度大小为g）（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】篮球做斜上抛运动的过程只有重力做功，机械能守恒，球在各处的机械能均相等，而取地面为零势能面，设球进框的速度为，有 则球心经过篮圈时蓝球的机械能为，故ABC错误，D正确。 故选D。 6. 赛龙舟是端午节的传统活动。下列和图像描述了五条相同的龙舟从同一起点线同时出发、沿长直河道划向同一终点线的运动全过程，其中能反映龙舟甲与其它龙舟在途中出现船头并齐的有（　　） A. B. C. D. 【答案】BD 【解析】 【分析】 【详解】A．此图是速度图像，由图可知，甲的速度一直大于乙的速度，所以中途不可能出现甲乙船头并齐，故A错误； B．此图是速度图像，由图可知，开始丙的速度大，后来甲的速度大，速度图像中图像与横轴围成的面积表示位移，由图可以判断在中途甲、丙位移会相同，所以在中途甲丙船头会并齐，故B正确； C．此图是位移图像，由图可知，丁一直运动在甲的前面，所以中途不可能出现甲丁船头并齐，故C错误； D．此图位移图像，交点表示相遇，所以甲戊在中途船头会齐，故D正确。 故选BD。 7. 神舟十三号飞船采用“快速返回技术”，在近地轨道上，返回舱脱离天和核心舱，在圆轨道环绕并择机返回地面。则（　　） A. 天和核心舱所处的圆轨道距地面高度越高，环绕速度越大 B. 返回舱中的宇航员处于失重状态，不受地球的引力 C. 质量不同的返回舱与天和核心舱可以在同一轨道运行 D 返回舱穿越大气层返回地面过程中，机械能守恒 【答案】C 【解析】 【详解】AC．根据 可得 可知圆轨道距地面高度越高，环绕速度越小；而只要环绕速度相同，返回舱和天和核心舱可以在同一轨道运行，与返回舱和天和核心舱的质量无关，故A错误，C正确； B．返回舱中的宇航员处于失重状态，仍然受到地球引力作用，地球的引力提供宇航员绕地球运动的向心力，故B错误； D．返回舱穿越大气层返回地面过程中，有阻力做功产生热量，机械能减小，故D错误。 故选C。 8. 一辆小车以一定速度冲上光滑斜面后回到原处，其v-t图像如图所示。下列说法正确的是（　　） A. 小车上升过程和下降过程的加速度大小相同，方向相反 B. 小车上升过程和下降过程的位移相同 C. 上升到最高点时，小车的瞬时速度和加速度都为零 D. 运动过程中，小车在任何相等时间内的速度变化量都相同 【答案】D 【解析】 【详解】A．图像斜率代表加速度，小车上升过程和下降过程的加速度大小相同，方向相同，故A错误； B．小车上升过程和下降过程的位移大小相同，方向相反，故B错误； C．上升到最高点时，小车瞬时速度为零，加速度不为零，故C错误； D．运动过程中，小车加速度不变，在任何相等时间内的速度变化量都相同，故D正确。 故选D。 9. 物理学中有些问题的结论不一定必须通过计算才能验证，有时只需要通过对单位的分析就可以判断。声音在某种气体中的速度表达式可以只用气体的压强p、气体的密度ρ和没有单位的比例常数k来表示。根据上述情况，判断声音在该气体中的速度表达式可能是（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】A．传播速度v的单位m/s，密度ρ的单位kg/m3，p的单位kg/m•s2，由上可知，的单位是m2/s2，则的单位是m/s，故A符合题意； B．由上分析可知，的单位是s/m，故B不符合题意； CD．由上分析可知，的单位是kg2/m4•s2，故CD不符合题意。 故选A 10. 小球每隔0.2s从同一高度抛出，做初速为6m/s的竖直上抛运动，设它们在空中不相碰。第1个小球在抛出点以上能遇到的小球个数为，g取10m/s2（　　） A. 三个 B. 四个 C. 五个 D. 六个 【答案】C 【解析】 【详解】小球做竖直上抛运动，从抛出到落地的整个过程是匀变速运动，在空中运动的总时间为 每隔抛出一个小球，在这1.2s内，共抛出6个球，第7个球即将抛出，不在抛出点以上。在第一个小球下落的阶段，第一个小球会依次与5个球在空中相遇。故第一个小球在抛出点以上能遇到的小球数为 故ABD错误，C正确。 故选C。 【点睛】本题关键明确第一个小球的运动情况，然后选择恰当的运动学公式列式求解出运动时间，再判断相遇的小球个数。 11. 在粗糙的水平面上，物体在水平推力作用下由静止开始做匀加速直线运动。经过一段时间后，水平推力逐渐减小到0（物体仍在运动）。在水平推力逐渐减小到0的过程中（  ） A. 物体加速度逐渐减小，速度逐渐减小 B. 物体加速度先增大后减小，速度先增大后减小 C. 物体加速度逐渐减小，速度逐渐增大 D. 物体加速度先减小后增大，速度先增大后减小 【答案】D 【解析】 【详解】物体在水平推力作用下由静止开始做匀加速直线运动，物体水平方向受到推力和滑动摩擦力。水平推力从开始减小到与滑动摩擦力大小相等的过程中，物体受到的推力大于摩擦力，物体做加速运动，合力减小，加速度减小；此后，推力继续减小，推力小于滑动摩擦力，合力与速度方向相反，物体做减速运动，合力反向增大，加速度反向增大。故物体加速度先减小后增大；速度先增大后减小。 故选D。 12. 静止在地面上的物体在竖直向上的恒力作用下上升，在某一高度撤去恒力。不计空气阻力，在整个上升过程中，物体机械能随时间变化关系是（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】恒力做功的大小等于机械能的增量，撤去恒力后，物体仅受重力，只有重力做功，机械能守恒。设在恒力作用下的加速度为a，则机械能增量 知机械能随时间不线性增加，撤去拉力后，机械能守恒，则机械能随时间不变。 故选C。 二、填空题（共20分，每题4分） 13. 牛顿第一定律表明，力是物体___发生变化的原因；该定律引出的一个重要概念是___． 【答案】 ①. 运动状态 ②. 惯性 【解析】 【详解】[1][2]牛顿第一定律内容即一切物体在不受力的作用时总保持静止或匀速直线运动状态，即不受力时运动状态不变，所以力是物体运动状态发生变化的原因，据此引出的概念即物体保持原来运动状态不变的性质，惯性． 14. 如图所示，图中两轮通过皮带传动，两轮半径之比．点A在轮边缘上，点C在轮半径中点，点在轮边缘上。则三点的线速度大小之比____，向心加速度大小之比_____。 【答案】 ①. 2:2:1 ②. 2:4:1 【解析】 【详解】[1][2]A、B两点靠皮带传动，故线速度大小相等，则 根据可得，则两点的向心加速度之比为 A、C两点属于同轴转动，故角速度相等，根据可得A、C两点的线速度大小之比为 根据可得A、C两点的向心加速度大小之比为 故三点的线速度大小之比 向心加速度大小之比 15. 如图所示，人站在岸上通过定滑轮用绳牵引小船匀速靠岸。如果小船所受阻力的大小不变，则在靠岸的过程中绳子拉力大小_____，小船所受的浮力大小______。（选填“增大”、“减小”、“不变”） 【答案】 ①. 增大 ②. 减小 【解析】 【详解】[1][2]对小船受力分析，由平衡条件，小船受到竖直向下的重力、竖直向上的浮力、沿绳的拉力和阻力。设绳子的拉力与水平方向的夹角为，水平方向有 竖直方向有 在靠岸的过程中，逐渐增大，减小，阻力不变，所以绳子拉力大小增大；因为逐渐增大，增大，拉力F增大，故小船所受的浮力大小减小。 16. 2016年10月19日，“神舟十一号”飞船与“天宫二号”空间实验室成功交会对接。在“神舟十一号”飞船返回地面的过程中，有一个阶段可视为绕地球做圆周运动，其轨道半径为，线速度大小为，周期为。此时“天宫二号”的运行轨道也可视为圆形轨道，对应的轨道半径为，线速度大小为，周期为。则______，_____。 【答案】 ①. ②. 【解析】 【详解】[1][2]根据万有引力提供向心力 解得 ， 则 ， 17. 某同学通过视频分析来研究钢球在液体中的阻力大小与速度大小的关系。他拍摄了一段钢球在液体中竖直下落的视频，每隔相等时间间隔提取一帧图像，在同一背景依次描绘钢球的位㯰，如图所示。他如何推断钢球所受的阻力大小和速度大小间的定性关系。 【答案】见解析 【解析】 【详解】由图可知，钢球从某一高度竖直下落进入液体中，相等时间间隔内的位移先减小后不变，可知钢球先做减速运动后做匀速运动，且相邻相等时间间隔内发生的位移差逐渐减小直至为零，可知钢球的加速度逐渐减小直至为零，根据牛顿第二定律 可知钢球所受的阻力先减小后不变，故钢球所受的阻力大小和速度大小间的定性关系为：钢球速度越小，钢球所受的阻力越小，钢球速度越大，钢球所受的阻力越大。 三、综合题（共40分） 注意：第19、20题在列式计算、逻辑推理以及回答问题过程中，要求给出必要的图示、文字说明、公式、演算等。 18. 在“研究共点力的合成”实验中， （1）下列说法正确的是（ ） A．弹簧秤使用前需要调零 B．两弹簧秤的量程需要一致 C．弹簧秤伸长的方向与细绳要在同一直线 D．两个弹簧秤对结点的拉力是分力，橡皮筋对结点的拉力是合力 （2）某实验小组，使用弹簧秤的量程为5.00N，将橡皮条一端固定，先用两只弹簧秤将橡皮条另一端水平拉到某一位置，标记为O点、紧靠细绳标记A、B两点、弹簧秤读数；然后用一只弹簧秤将其拉至O点，记录紧靠细绳的C点及弹簧秤读数，该小组完成的部分实验数据记录在图中。为得出实验结论请完成作图。（ ） （3）结合上述所作图，分析实验过程与结果，下列措施有利于减少实验误差的是（ ） A．适当增加橡皮条的原长 B．适当减小弹簧秤的拉力 C．适当增大A、B两点到O点的距离 D．适当减小两细绳的夹角 【答案】 ①. AC ②. ③. C 【解析】 【详解】（1）[1] A．弹簧秤在使用前必须进行调零，故A正确； B．实验中使用的两个弹簧秤，其量程可以不同，故B错误； C．弹簧秤伸长的方向与细绳在同一直线上时，可以保证弹簧秤的弹力等于橡皮条结点受到的拉力，故C正确； D．两个弹簧秤对结点的拉力是分力，用一只弹簧秤拉结点时的拉力是合力，故D错误。 故选AC。 （2）[2]作图情况，如图所示 （3）[3]A．增加橡皮条的原长对实验没有影响，故A错误； B．减小弹簧秤的拉力，会使弹簧秤的读数相对误差增大，不利于减小误差，故B错误； C．绳子的作用是显示出力的方向，增大A、B两点到O点的距离，可以提高分力方向的精确度，从而减小实验误差，故C正确； D．减小两细绳的夹角，则两分力夹角过小，会导致作图时产生的误差较大，故D错误。 故选C。 19. 如图所示，AB为平直导轨，长为L，物块与导轨间动摩擦因数为，BC为光滑曲面。A与地面间高度差为h1，BC间高度差为h2，一个质量为m的物块在水平恒力作用下，从A点静止开始向右运动，到达B点时撤去恒力，物块经过C点后落地，已知重力加速度为g。 （1）若物块落地时动能为E1，求其经过B点时的动能EkB； （2）若要物块落地时动能小于E1，求恒力必须满足的条件。 【答案】（1）E1－mgh1；（2）＜F＜ 【解析】 【详解】（1）从B到落地过程中机械能守恒，设地面为零势能面 变形得 （2）整个过程根据动能定理有 所以 若物体恰能到达C点，根据动能定理有 所以 综上所述 ＜F＜ 20. 如图，半径R=1m的光滑圆弧轨道BCD固定在竖直平面内，B端与粗糙程度均匀的斜面AB相切，AB与水平方向的夹角θ=37°。质量m=1kg的小滑块（可视为质点），从A点由静止释放，到达C点时的速度vC=2m/s。已知A、B两点的高度差h=1.5m，不计空气阻力，g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8.求： （1）滑块经过B点时速度vB的大小； （2）滑块与斜面间的动摩擦因数μ； （3）若调整A点的高度，使得滑块经过D点时，与轨道间恰无弹力作用，则滑块经过B点时的速度vB′应为多少？ （4）若A、B两点间的高度差减小为h′=0.8m。某同学认为：当滑块从A点由静止释放时，立即对其施加适当大小的水平向右拉力F（到达B点后立即撤去F），滑块一定能沿轨道到达D点。该方案是否可行？请说明理由。 【答案】（1）4m/s；（2）0.35；（3）6.78m/s；（4）该方案不可行。理由见解析 【解析】 【详解】（1）B、C两点高度差 B到C的过程，机械能守恒 解出 （2）A到B过程，位移 由运动学公式 得到 滑块受三个力的作用，受力如图 牛顿第二定律 解出 （3）D处牛顿第二定律 解出 B、D两点高度差 B到D过程，机械能守恒 解出 （4）解法一： 由上问可知，能沿轨道到达D点，经过B点的速度应大于或等于，沿斜面运动到B点的位移 由运动学公式 可得 滑块在斜面上运动的加速度应大于或等于 滑块在斜面上受四个力作用，水平拉力F越大，加速度越大。 但滑块不能脱离斜面，故拉力F最大时 此时，弹力、摩擦力均为零，牛顿第二定律 滑块不脱离斜面情况下的最大加速度 因，故无论施加多大的水平拉力，都不能保证滑块始终沿轨道运动而到达D点，该方案不可行。 解法二： 滑块在斜面上受四个力作用，水平拉力F越大，加速度越大。 但滑块不能脱离斜面，故拉力F最大时 此时，弹力、摩擦力均为零，牛顿第二定律 最大加速度 沿斜面运动到B点的位移 ， 能始终沿斜面运动到B点的最大速度 而能沿轨道达到D点的要求是：经过B点的速度等于或大于。因此无论施加多大的水平拉力，都不能保证滑块沿轨道运动到D点，该方案不可行。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$