【物理】天津市南開(kāi)區(qū)2023-2024學(xué)年高三上學(xué)期期中質(zhì)量檢測(cè)試卷（一）（解析版）

2023~2024學(xué)年度第一學(xué)期階段性質(zhì)量監(jiān)測(cè)（一）高三年級(jí)物理學(xué)科本試卷分為第I卷（選擇題）和第Ⅱ卷兩部分，共100分?？忌鷦?wù)必將自己的姓名、準(zhǔn)考證號(hào)填寫(xiě)在答題卡上。答卷時(shí)，考生務(wù)必將答案涂寫(xiě)在答題卡上，答在試卷上的無(wú)效?？荚嚱Y(jié)束后，將答題卡交回。第Ⅰ卷（選擇題共48分）一、單項(xiàng)選擇題（每小題6分，共30分。每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一個(gè)選項(xiàng)是正確的。）1.有位網(wǎng)友發(fā)布了自己乘坐復(fù)興號(hào)動(dòng)車組在行駛過(guò)程中超過(guò)旁邊和諧號(hào)動(dòng)車組的視頻，讓大家又一次感受到了中國(guó)新速度。若和諧號(hào)動(dòng)車與復(fù)興號(hào)動(dòng)車相繼從同一站點(diǎn)由靜止出發(fā)，沿同一方向做直線運(yùn)動(dòng)。兩車的v-t圖像如圖所示，下列說(shuō)法正確的是（）A.t=70s時(shí)，兩車相距最遠(yuǎn)B.復(fù)興號(hào)動(dòng)車追上和諧號(hào)動(dòng)車前，兩車最遠(yuǎn)相距2450mC.復(fù)興號(hào)動(dòng)車在加速過(guò)程中的加速度為0.5m/s2D.t=140s時(shí)，復(fù)興號(hào)動(dòng)車追上和諧號(hào)動(dòng)車【答案】B【解析】ABD．從圖像面積來(lái)看，在140s之前和諧號(hào)速度大于復(fù)興號(hào)，兩車距離逐漸增大，140s之后復(fù)興號(hào)速度大于和諧號(hào)，兩車距離逐漸縮小，因此當(dāng)t=140s兩車速度相等時(shí)相距最遠(yuǎn)，且圖形面積之差表示最大間距，由圖可得AD錯(cuò)誤B正確；C．由公式可得C錯(cuò)誤。故選B。2.拉鏈?zhǔn)欠奖闳藗兩畹慕蟀l(fā)明之一、圖（a）為拉頭劈開(kāi)鏈齒的實(shí)例，鏈齒容易被劈開(kāi)是因?yàn)槔^內(nèi)部的等腰楔形物插入鏈齒時(shí)，楔形物兩側(cè)會(huì)對(duì)鏈齒產(chǎn)生很大的側(cè)向壓力，此過(guò)程可簡(jiǎn)化成圖（b）的模型。若對(duì)拉頭施加一個(gè)豎直向下的力F，等腰楔形物頂端夾角為θ，則（）A.楔形物兩側(cè)對(duì)鏈齒產(chǎn)生的側(cè)向壓力為B.楔形物兩側(cè)對(duì)鏈齒產(chǎn)生的側(cè)向壓力為C.若F一定，θ減小時(shí)，側(cè)向壓力減小D.若θ一定，F(xiàn)減小時(shí)，側(cè)向壓力增大【答案】B【解析】AB．將力根據(jù)平行四邊形定則分解如圖所示由幾何知識(shí)可得故A錯(cuò)誤，B正確；CD．根據(jù)，若F一定，θ減小時(shí)，側(cè)向壓力增大，若θ一定，F(xiàn)減小時(shí)，側(cè)向壓力減小，故CD錯(cuò)誤故選B。3.質(zhì)量為M、傾角為的斜面A與質(zhì)量為m的圓球B在水平向右的外力F作用下靜止在墻角處，它們的截面圖如圖所示，已知B球光滑，重力加速度為g。下列說(shuō)法正確的是（）A.若水平面光滑，則有B.若水平面粗糙，則一定有C.增大外力F（A、B始終靜止），側(cè)壁對(duì)B的彈力增加D.增大外力F（A、B始終靜止），地面對(duì)A的支持力增加【答案】A【解析】C．對(duì)B球受力分析如圖所示側(cè)壁給B的彈力故C錯(cuò)誤；A．若水平面光滑，對(duì)整體分析有故A正確；B．水平面對(duì)A的靜摩擦力方向可能水平向右，此時(shí)故B錯(cuò)誤；D．增加外力F，根據(jù)系統(tǒng)在豎直方向平衡，地面對(duì)A的支持力不變，故D錯(cuò)誤故選A。4.中國(guó)空間站工程“巡天”望遠(yuǎn)鏡（簡(jiǎn)稱CSST）將于2024年前后投入運(yùn)行，CSST以“天宮”空間站為太空母港，日常工作時(shí)與空間站共軌獨(dú)立飛行，且與空間站保持適當(dāng)距離，在需要補(bǔ)給或者維修升級(jí)時(shí)，主動(dòng)與“天宮”交會(huì)對(duì)接，停靠太空母港。已知地球半徑為R，空間站圓形軌道距地球表面高度為h，地球表面的重力加速度大小為g。下列說(shuō)法正確的是（）A.CSST?？刻漳父蹠r(shí)，組合體運(yùn)行的周期為B.CSST日常工作時(shí)加速度的大小為C.CSST日常工作時(shí)線速度的大小為D若CSST工作時(shí)位于“天宮”前方，僅通過(guò)減速即可與“天宮”快速對(duì)接【答案】C【解析】A．根據(jù)又所以故A錯(cuò)誤；B．根據(jù)又所以故B錯(cuò)誤；C．根據(jù)又所以故C正確；D．若CSST工作時(shí)位于“天宮”前方，僅通過(guò)減速，將做向心運(yùn)動(dòng)，無(wú)法與“天宮”快速對(duì)接，故D錯(cuò)誤。故選C。5.如圖所示，位于同一高度的小球A、B分別以v1和v2的速度水平拋出，都落在了傾角為30°的斜面上的C點(diǎn)，小球B恰好垂直打到斜面上，則v1、v2之比為（）A.1∶1 B.3∶2 C.2∶1 D.2∶3【答案】B【解析】?jī)尚∏蜇Q直方向做自由落體運(yùn)動(dòng)，下落高度相同，則運(yùn)動(dòng)時(shí)間相等。小球A的實(shí)際位移與水平方向夾角為30°，則小球B恰好垂直打到斜面上，此時(shí)速度與水平方向夾角為60°，則聯(lián)立得故選B。二、不定項(xiàng)選擇題（每小題6分，共18分。每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，都有多個(gè)選項(xiàng)是正確的。全部選對(duì)的得6分，選對(duì)但不全的得3分，選錯(cuò)或不答的得0分。）6.如圖所示，質(zhì)量分別為的兩個(gè)物體置于光滑的水平面上，中間用輕質(zhì)彈簧測(cè)力計(jì)連接。大小為F=20N的水平拉力作用在m1上，彈簧測(cè)力計(jì)始終在彈性限度內(nèi)且質(zhì)量可忽略。當(dāng)系統(tǒng)穩(wěn)定后，下列說(shuō)法正確的是（）A.彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)是12NB.在突然撤去F的瞬間，m1的加速度不變C.在突然撤去F的瞬間，m2的加速度變小D.在突然撤去F的瞬間，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)不變【答案】AD【解析】A．以向右為正方向，對(duì)整體分析，由牛頓第二定律得設(shè)彈簧的彈力為，對(duì)物塊分析，由牛頓第二定律得A正確，B．在突然撤去F的瞬間，彈簧的形變量不變，的受力變化為只受彈簧彈力加速度為B錯(cuò)誤；C．在突然撤去F的瞬間，彈簧的形變量不變，m2的受力沒(méi)有變化，故其加速度沒(méi)有變化，C錯(cuò)誤；D．在突然撤去F的瞬間，彈簧的形變量不變，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)不變，D正確。故選AD。7.如圖甲所示，滾筒洗衣機(jī)脫水時(shí)，衣物緊貼著滾筒壁在豎直平面內(nèi)做順時(shí)針?lè)较虻膭蛩賵A周運(yùn)動(dòng)。可簡(jiǎn)化為圖乙所示模型，一件小衣物質(zhì)量為m，A、B分別為小衣物經(jīng)過(guò)的最高位置和最低位置，測(cè)得小衣物過(guò)A點(diǎn)線速度大小為v，做圓周運(yùn)動(dòng)的周期為T。已知重力加速度為g，小衣物可視為質(zhì)點(diǎn)。下列說(shuō)法正確的是（）A.轉(zhuǎn)筒半徑為B.衣物在A點(diǎn)受到滾筒壁的壓力為C.衣物轉(zhuǎn)到B位置時(shí)的脫水效果最好D.要使衣物過(guò)A點(diǎn)不掉下，轉(zhuǎn)筒的周期不能大于【答案】ACD【解析】A．根據(jù)可得轉(zhuǎn)筒半徑為選項(xiàng)A正確；B．衣物在A點(diǎn)時(shí)解得衣物在A點(diǎn)受到滾筒壁的壓力為選項(xiàng)B錯(cuò)誤；C．衣物轉(zhuǎn)到B位置時(shí)由牛頓第二定律可知在B位置的脫水效果最好，選項(xiàng)C正確；D．要使衣物過(guò)A點(diǎn)不掉下，則解得即轉(zhuǎn)筒的周期不能大于，選項(xiàng)D正確。故選ACD。8.如圖所示，某學(xué)生練習(xí)用頭顛球。一次足球從靜止開(kāi)始下落20cm后被頭部豎直頂起，球離開(kāi)頭部后上升的最大高度為45cm。已知足球與頭部的作用時(shí)間為0.1s，足球的質(zhì)量為0.4kg，重力加速度不計(jì)空氣阻力。下列說(shuō)法正確的是（）A.足球與頭部作用過(guò)程中，足球的動(dòng)量變化量大小為0.4kg·m/sB.頭部對(duì)足球的平均作用力為24NC.足球剛接觸頭到剛離開(kāi)頭時(shí)，合外力對(duì)足球做功為1JD.從靜止下落到上升到最大高度過(guò)程中足球重力的沖量大小等于人對(duì)足球的沖量大小【答案】BCD【解析】A．由位移速度公式可得，下落到與頭部剛接觸時(shí)的速度大小為反彈剛離開(kāi)頭部速度大小為以向上為正方向，足球與頭部作用過(guò)程中，足球的動(dòng)量變化量為A錯(cuò)誤；B．足球與頭部作用過(guò)程，據(jù)動(dòng)量定理可得解得B正確；C．足球剛接觸頭到剛離開(kāi)頭時(shí)，足球的位移可忽略，故重力不做功，據(jù)動(dòng)能定理可得，頭對(duì)足球做功為C正確；D．從靜止下落到上升到最大高度過(guò)程中，足球的動(dòng)量變化為零，由動(dòng)量定理可知，合力的沖量為零，故足球重力的沖量大小等于人對(duì)足球的沖量大小，D正確。故選BCD。第Ⅱ卷（共52分）9.圖甲為“驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律”的實(shí)驗(yàn)裝置圖，圖乙是實(shí)驗(yàn)原理圖。圖乙中O點(diǎn)是小球拋出點(diǎn)在地面上的垂直投影。實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí)，先讓入射小球A多次從斜軌上由靜止釋放，找到其落地點(diǎn)的平均位置P，然后把被碰小球B靜置于軌道水平部分的右端，再將入射小球A從斜軌上由靜止釋放，與小球B相碰，并且多次重復(fù)，找到小球落點(diǎn)的平均位置分別為M、N，測(cè)量M、P、N距O點(diǎn)的水平距離分別為xM、xP、xN。（1）關(guān)于本實(shí)驗(yàn)，下列說(shuō)法正確的是_______；A.斜槽軌道末端必須水平B.小球A的質(zhì)量必須大于小球B的質(zhì)量C.斜槽軌道必須光滑D.入射小球每次可由不同位置自由滾下（2）上述實(shí)驗(yàn)還需要測(cè)量的物理量有_______；A.小球A和B的質(zhì)量m1、m2B.斜槽末端離地面的高度hC.小球A和B起始位置高度差ΔhD.兩小球與斜槽間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ（3）若測(cè)量數(shù)據(jù)近似滿足關(guān)系式_______（用m1、m2、xM、xp、xN表示），則說(shuō)明兩小球碰撞過(guò)程動(dòng)量守恒。【答案】（1）AB（2）A（3）【解析】（1）[1]A．本實(shí)驗(yàn)需要小球離開(kāi)軌道之后做平拋運(yùn)動(dòng)，所以需要斜槽末端水平，A正確；B．為避免A球撞擊之后反彈，需要滿足小球A的質(zhì)量大于小球B的質(zhì)量，B正確；CD．為讓小球撞擊時(shí)速度大小相同，需保證每次在同一位置釋放，不需要斜槽軌道光滑，CD錯(cuò)誤。故選AB。（2）[2]因?yàn)橐C明動(dòng)量守恒定律，除了測(cè)算水平速度之外，還需要測(cè)量物體的質(zhì)量，故選A。（3）[3]根據(jù)動(dòng)量守恒定律和平拋規(guī)律可得整理得10.如圖甲所示為“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖。砂和砂桶的總質(zhì)量用m表示，木塊和砝碼的總質(zhì)量用M表示，實(shí)驗(yàn)中用砂和砂桶總重力的大小作為細(xì)線對(duì)木塊拉力的大小，交流電的頻率為50Hz。（1）除了甲圖中已給出的實(shí)驗(yàn)器材外，還需要的測(cè)量工具有_______；A.秒表B.天平C.刻度尺D.彈簧秤（2）實(shí)驗(yàn)主要采用的研究方法是_______；A.理想模型法B.微元法C.控制變量法D.等效替代法（3）該實(shí)驗(yàn)中需要把帶滑輪的長(zhǎng)木板_______端（填“左”“右”）墊高來(lái)補(bǔ)償阻力的影響，有關(guān)補(bǔ)償阻力下列操作正確的是_______A.木塊需要懸掛砂和砂桶同時(shí)連接紙帶并使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器B.木塊需要懸掛砂和砂桶但不使用紙帶和打點(diǎn)計(jì)時(shí)器C.木塊不懸掛砂和砂桶但要連接紙帶并使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器D.木塊不懸掛砂和砂桶也不使用紙帶和打點(diǎn)計(jì)時(shí)器（4）在保持力不變的情況下探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系時(shí)，應(yīng)該保持_______的總質(zhì)量不變，多次改變_______的總質(zhì)量，并測(cè)量出每次對(duì)應(yīng)的加速度。根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)描繪出_______圖像進(jìn)而得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論。（5）實(shí)驗(yàn)中打出的其中一條紙帶如圖乙所示，由該紙帶可求得加速度a=_______m/s2（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）。（6）在保持質(zhì)量不變的情況下探究加速度與力的關(guān)系時(shí)，某同學(xué)根據(jù)測(cè)得的多組數(shù)據(jù)繪制圖像如圖丙所示。圖線的AB段明顯偏離直線，造成此現(xiàn)象的主要原因可能是_______。A.長(zhǎng)木板的傾角過(guò)大B.木塊和砝碼的總質(zhì)量過(guò)大C.木塊與長(zhǎng)木板之間存在摩擦D.砂和砂桶的總質(zhì)量過(guò)大【答案】（1）BC（2）C（3）右C（4）砂和砂桶（或m）木塊和砝碼（或M）（5）1.10（6）D【解析】（1）[1]通過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器可以得到計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)間間隔，所以不需要秒表；需要用天平測(cè)質(zhì)量，不需要用彈簧秤測(cè)力的大小；需要用刻度尺測(cè)量紙帶上計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的距離。故選BC。（2）[2]探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系，先控制其中一個(gè)物理量不變，探究加速度與另一個(gè)物理量的關(guān)系，本實(shí)驗(yàn)主要應(yīng)用的方法是控制變量法。故選C。（3）[3][4]該實(shí)驗(yàn)中需要把帶滑輪的長(zhǎng)木板右墊高來(lái)補(bǔ)償阻力的影響；利用木塊重力沿木板向下的分力來(lái)補(bǔ)償阻力，所以木塊不懸掛砂和砂桶但要連接紙帶并使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器。故選C。（4）[5][6][7]在保持力不變的情況下探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系時(shí)，應(yīng)該保持砂和砂桶（或m）的總質(zhì)量不變，多次改變木塊和砝碼（或M）的總質(zhì)量，并測(cè)量出每次對(duì)應(yīng)的加速度。根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)描繪出圖像進(jìn)而得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論。（5）[8]由紙帶可知，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)間間隔為根據(jù)逐差法可得加速度為（6）[9]實(shí)驗(yàn)中用砂和砂桶總重力的大小作為細(xì)線對(duì)木塊拉力的大小；以為對(duì)象，有以為對(duì)象，有可得其中圖像中，，可知當(dāng)時(shí)，圖像的斜率幾乎不變，圖線幾乎成一直線，當(dāng)不滿足遠(yuǎn)小于時(shí)，圖像的斜率隨的增大而明顯減小，則圖線明顯偏離直線。故選D。11.質(zhì)量為的木板B靜止于光滑水平面上，物塊A質(zhì)量為，停在B的左端。質(zhì)量為的小球用長(zhǎng)為的輕繩懸掛在固定點(diǎn)O上，將輕繩拉直至水平位置后，由靜止釋放小球，小球在最低點(diǎn)與發(fā)生碰撞，碰撞時(shí)間極短且無(wú)機(jī)械能損失，物塊與小球可視為質(zhì)點(diǎn)，不計(jì)空氣阻力。已知A、B間的動(dòng)摩擦因數(shù)，重力加速度求：（1）小球與A碰撞前的瞬間，繩子對(duì)小球的拉力F的大?。唬?）小球與A碰撞后的瞬間，獲得的速度的大小；（3）為使A、B達(dá)到共同速度前A不滑離木板，木板長(zhǎng)至少多長(zhǎng)?！敬鸢浮浚?）；（2）；（3）【解析】（1）小球下擺過(guò)程機(jī)械能守恒，由機(jī)械能守恒定律得代入數(shù)據(jù)解得對(duì)小球，由牛頓第二定律得代入數(shù)據(jù)解得（2）小球與碰撞過(guò)程系統(tǒng)動(dòng)量守恒，以小球的初速度方向?yàn)檎较?，由?dòng)量守恒定律得由機(jī)械能守恒定律得代入數(shù)據(jù)解得，（3）物塊與木板相互作用過(guò)程，系統(tǒng)動(dòng)量守恒，以的速度方向?yàn)檎较?，由?dòng)量守恒定律得代入數(shù)據(jù)解得由能量守恒定律得代入數(shù)據(jù)解得12.“智勇大沖關(guān)”最后一關(guān)有如圖所示滑道，沖關(guān)者坐上坐墊（沖關(guān)過(guò)程中人和坐墊始終不分離）從A點(diǎn)由靜止開(kāi)始沿傾斜直軌道AB滑下，AB傾角CD是一長(zhǎng)的水平傳送帶，傳送帶以的速度沿順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，B與C兩點(diǎn)平滑銜接，A點(diǎn)距傳送帶的高度沖關(guān)者經(jīng)C點(diǎn)到D點(diǎn)后水平拋出，落在水面上的E點(diǎn)。已知傳送帶末端距水面的高度坐墊與AB軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)坐墊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)沖關(guān)者和坐墊總質(zhì)量m=50kg，