湖北省三校2022-2023学年高三上学期8月月考物理试题（解析版）

PAGEPAGE1湖北省荆荆宜三校高三上学期起点考试高三物理试卷注意事项：1.答卷前，考生务必将自己的姓名、考号等填写在答题卡和试卷指定的位置上。2.回答选择题时，选出每题〖答案〗后，用铅笔把〖答案〗卡对应题目的〖答案〗标号涂黑。如需要改动，先用橡皮擦干净后，再选涂其他〖答案〗标号。回答非选择题时，将〖答案〗写在答题卡上，写在武卷上无效。第Ⅰ卷（选择题共44分）一、选择题（分必考题和选考题两部分，每小题4分，共44分，其中第1~7题只有一个选项符合题意，第8~11题有多个选项符合题意要求，全部选对得4分，选对但选不全的得2分，有选错的得0分）1.汽车沿平直公路行驶，其运动图像如图所示，下列说法正确的是（）A.若Y表示位移（单位：m），则汽车在前2s内的平均速度大小为4m/sB.若Y表示速度（单位：m/s），则汽车在前2s的位移大小为4mC.若Y表示速度（单位：m/s），则汽车的加速度大小为4m/s2D.若Y表示加速度（单位：m/s2），则汽车在2s末的速度大小为4m/s〖答案〗B〖解析〗A．若Y表示位移（单位：m），则汽车做匀速直线运动，其平均速度即为瞬时速度，根据图像的斜率得为2m/s，A错误；B．若Y表示速度（单位：m/s），则汽车做匀加速直线运动，图像的面积表示位移，可得位移为4m，B正确；C．若Y表示速度（单位：m/s），其斜率表示加速度，可得加速度为2m/s2，C错误；D．若Y表示加速度（单位：m/s2），图像的面积表示速度的变化，则汽车在2s末的速度变化了4m/s，因为不知初速度，所以不能确定末速度。D错误。故选B。2.如图所示，一长为的木板，倾斜放置，倾角为45°，今有一弹性小球，自与木板上端等高的某处自由释放，小球落到木板上反弹时，速度大小不变，碰撞前后，速度方向与木板夹角相等，欲使小球恰好落到木板下端，则小球释放点距木板上端的水平距离为（）A. B. C. D.〖答案〗D〖解析〗根据平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上做自由落体运动，有则平抛运动的时间为物体自由下落的时间为根据知，平抛运动在竖直方向上位移和自由落体运动的位移之比为4：1，木板在竖直方向上的高度为L，则碰撞点竖直方向上的位移为，所以小球释放点距木板上端的水平距离为，ABC错误，D正确。故选D。3.一质点由静止开始做加速度大小为的匀加速直线运动，5s后立即做匀变速直线运动，加速度大小为a，若再经过时间5s恰能回到出发点，则加速度大小a为（）A. B. C. D.〖答案〗C〖解析〗在5s末时，质点的速度质点的位移根据题意可知解得故选C。4.足够长的光滑细杆竖直固定在地面上，轻弹簧及小球A、B均套在细杆上，弹簧下端固定在地面上，上端和质量为的小球A相连，质量为的小球B放置在小球A上，此时A、B均处于静止状态，弹簧的压缩量，如图所示，从时开始，对小球B施加竖直向上的外力，使小球B始终沿杆向上做加速度的匀加速直线运动，经过一段时间后A、B两球分离。弹簧的形变始终在弹性限度内，重力加速度g取。A、B两球分离时弹簧的形变量是（）A.0 B.0.12m C.0.1m D.0.02m〖答案〗B〖解析〗初始状态根据共点力平衡条件和胡克定律得解得当B与A相互作用力为零时A、B分离，设此时弹簧的压缩量为x，对小球A有解得故选B。5.如图所示，一小圆盘静止在桌布上，位于一方桌的水平桌面的中央．桌布的一边与桌的AB边重合．已知圆盘与桌布及桌面间的动摩擦因数均为．现突然以恒定加速度将桌布抽离桌面，加速度方向是水平的且垂直于AB边．若圆盘最后未从桌面掉下，则加速度满足的条件是（以g表示重力加速度）（）A. B.C. D.〖答案〗D〖解析〗小圆盘在桌布的摩擦力的作用下向前做匀加速直线运动，其加速度为a1，由牛顿第二定律得μmg=mal解得a1=μg桌布从突然以恒定加速度a开始抽动至圆盘刚离开桌布这段时间内桌布做匀加速直线运动，设所经历时间为t，桌布通过的位移x，故x=at2在这段时间内小圆盘移动的距离为x1，小圆盘通过的位移为x1=a1t2小圆盘和桌布之间的相对位移为方桌边长的一半，故有x=L+x1设小圆盘离开桌布时的速度为v1，则有小圆盘离开桌布后在桌面上做匀减速直线运动，设小圆盘的加速度大小为a2，则有μmg=ma2设小圆盘在桌面上通过的位移大小为x2后便停下，将小圆盘的匀减速运动看做由静止开始的匀加速运动，则有小圆盘没有从桌面上掉下则有x2+x1≤L联立以上各式解得a≥3μg即只有桌布抽离桌面的加速度a≥3μg时小圆盘才不会从桌面上掉下，故ABC错误，D正确。故选D。6.如图所示，一轻质细绳一端固定于竖直墙壁上的O点，另一端跨过大小可忽略、不计摩擦的定滑轮P悬挂物块B，OP段的绳子水平，长度为L。现将一带光滑挂钩的物块A挂到OP段的绳子上，A、B物块最终静止。已知A(包括挂钩)、B的质量比为＝，则此过程中物块B上升的高度为（）A.L B. C.L D.L〖答案〗D〖解析〗对挂钩处进行力的分析如图所示，

对B进行力的分析可得绳子拉力T=mBg对A有：2Tcosθ=mAg解得：解得：θ=37°所以B上升的高度为故选D。7.已知地球两极处的重力加速度大小约为9.8m/s2,贴近地球表面飞行卫星的运行周期约为1.5小时，试结合生活常识，估算一质量为60kg的人站在地球赤道上随地球自转所需要的向心力约为（）A.0.2N B.0.4N C.2N D.4N〖答案〗C〖解析〗在两极对贴近地球表面飞行的卫星解得则站在地球赤道上随地球自转的人所受的向心力故选C。8.如图所示为一个做匀变速曲线运动的质点的轨迹示意图，已知在B点的速度与加速度相互垂直，则下列说法中正确的是（）A.在D点的速度比在C点的速度大B.在A点到B点的过程中，合外力做正功C.在A点的加速度和在D点的加速度相等D.从A到D过程中，合外力先做负功，后做正功，总功之和为零〖答案〗AC〖解析〗A．由于在B点时速度方向与加速度方向垂直，故加速度方向向下，可知质点从C点到D点的过程中，速度方向与加速度方向的夹角为锐角，合外力做正功，动能增大，所以质点由C点到D点速度增大，故A正确；B．从A点到B点，力和速度夹角大于90°，合外力做负功，故B错误；C．质点做匀变速曲线运动，所以加速度不变，故C正确；D．从A到D过程中，合力与速度的夹角先是钝角后为锐角，所以合外力先做负功，后做正功，由于D点比A点低，总功之和为正功，故D错误。故选AC。9.如图所示，质量为的小球置于立方体的光滑盒子中，盒子的边长略大于球的直径，某同学拿着该盒子在竖直平面内做半径为R的匀速圆周运动，已知重力加速度为g，空气阻力不计，要使在最高点时盒子与小球之间的作用力恰为mg，则（）A.该盒子做匀速圆周运动的周期一定小于B.该盒子做匀速圆周运动的周期一定等于C.在最低点时盒子与小球之间的作用力大小等于2mgD.在最低点时盒子与小球之间的作用力大小等于3mg〖答案〗AD〖解析〗AB．根据题意可知，小球随盒子做匀速圆周运动，要使在最高点时盒子与小球之间的作用力恰为mg，则一定是盒子顶部对小球有向下的弹力，根据牛顿第二定律则有解得则该盒子做匀速圆周运动的周期为故B错误，A正确；CD．在最低点时，盒子与小球之间的作用力和小球重力的合力提供小球运动的向心力，由牛顿第二定律则有解得故C错误，D正确。故选AD。10.如图所示，两物块A、B套在水平粗糙的CD杆上，并用不可伸长的轻绳连接，整个装置能绕过CD中点的轴转动，已知两物块质量相等，杆CD对物块A、B的最大静摩擦力大小相等。开始静止时绳子处于自然长度（绳子恰好伸直但无弹力），物块B到轴的距离为物块A到轴距离的两倍。现让该装置开始转动，转速缓慢增大，在从绳子处于自然长度到两物块A、B即将滑动的过程中，下列说法正确的是（）A.A受到的合外力一直在增大 B.B受到的静摩擦力先增大后保持不变C.A受到的静摩擦力先增大后减小 D.进一步增加转速，最终A、B将一起向D点滑动〖答案〗ABD〖解析〗A．随着转速缓慢增大，角速度不断增加，根据向心力增加，合力提供向心力，则A受到的合外力一直在增大。故A正确；BC．在绳子没有拉力之前，静摩擦力提供向心力。临界角速度符合解得B物体转动半径大，摩擦力增大的比A更快，先到达最大静摩擦力，角速度继续增大，B物体靠绳子的拉力和最大静摩擦力提供向心力，即，角速度增大，B所受最大静摩擦力不变，拉力增大得比A物体圆周运动所需向心力增大得快，则A物体的摩擦力减小，当拉力增大到一定程度，A物体所受的摩擦力减小到零后反向，角速度继续增大，A物体的摩擦力反向增大，所以A所受的摩擦力先增大后减小，又反向增大，先指向圆心，然后背离圆心，B物体的静摩擦力一直增大达到最大静摩擦力后不变。故B正确，C错误；D．由上述分析可知在两物块A、B即将滑动时继续进一步增加转速，则最大静摩擦力将不足以提供AB做圆周运动的向心力时会与绳之间发生相对滑动，B的摩擦力指向圆心，A的摩擦力背离圆心，则会一起向D点滑动。故D正确。故选ABD。11.如图所示，弹性绳（遵循胡克定律）的一端固定在天花板上的O点，另一端悬挂一质量为m的小球，静止时小球位于B点，弹性绳在弹性限度内。现在A点固定一光滑的小定滑轮，，。现对小球施加一沿BC方向的拉力F，使小球沿BC缓慢运动到C点。已知A、B、C三点刚好组成一个正三角形、D为BC的中点，重力加速度为g，则（）A.从B到C的过程中拉力F先增大后减小B.小球在C点受到的拉力F等于小球重力C.在D点时弹性绳的弹力大小为D.该弹性绳的原长为〖答案〗BD〖解析〗A．从B到C的过程较为复杂，单看从D到C的过程设A点下方的弹性绳与水平方向的夹角为，对小球受力分析并沿水平和竖直方向正交分解，在水平方向上有解得因此过程中弹性绳的伸长量越来越大，由可知弹性绳的弹力越来越大，而由60°逐渐减小到30°，cos越来越大，可知拉力F也越来越大，故A错误；B．小球在C点时，弹性绳与BC夹角为120°，结合几何知识对小球进行受力分析可知，此时小球受到的拉力故B正确；C．设小球在D点时弹性绳的弹力大小为FT，对小球进行受力分析并沿水平和竖直方向正交分解可得，两式联立可解得故C错误；D．设弹性绳的原长为 ，则当小球在B点时，由胡克定律可得在D点时有两式联立可解得故D正确。故选BD。第Ⅱ卷（非选择题共56分）二、非选择题：包括实验和解两部分。第12、13题为实验题，请考生将〖答案〗填写到答题卡的相应位置，第14、15、16为解答题，请考生按要求在答题卡应置位置规范作答。12.某同学借助传感器实验系统研究小球做圆周运动时向心力与线速度的关系式，实验装置如图所示，一轻质细线上端固定在力传感器上，下端悬挂一小钢球，钢球静止时刚好位于光电门中央，主要实验步骤如下：①测出钢球直径d；②将钢球悬挂静止不动，此时力传感器示数为，用尺量出细线长L（悬点到球）；③将钢球拉到适当的高度处静止释放，光电门计时器测出钢球的遮光时间为t，力传感器示数的最大值为；已知当地的重力加速度大小为g，请用上述测得的物理量表示：（1）钢球经过光电门时所受合力的表达式___________；（2）钢球经过光电门时的线速度表达式___________，向心力表达___________；（3）若___________，则确立了向心力与线速度的关系式。〖答案〗（1）（2）（3）在实验误差允许的范围内〖解析〗（1）[1]钢球经过光电门时只受重力和细线的拉力，由分析可知，钢球通过光电门时，细线的拉力最大，大小为，故所受合力为（2）[2][3]钢球的直径为d，遮光时间为t，所以钢球通过光电门的速度根据题意知，钢球做圆周运动的半径为钢球质量则向心力表达式为（3）[4]若在实验误差允许的范围内，则确立了向心力与线速度的关系。13.某同学用如图甲所示的装置做“探究加速度与合外力的关系”的实验。（1）先用游标卡尺测出遮光片的宽度，读数如图乙所示，则遮光片的宽度______mm。（2）实验时，先取下细线和钩码，适当垫高长木板没有定滑轮的一端，将小车轻放在O点，轻推小车，使小车沿木板运动，小车通过两个光电门A、B时，连接光电门的计时器显示遮光片遮光时间分别为、，如果，则表明平衡了摩擦力。平衡好摩擦力后，撤去光电门A，连好细线，挂上钩码。（3）让小车从O点由静止释放，记录小车通过光电门时遮光片遮光时间，记录钩码的质量m。（4）实验时满足钩码质量远小于小车质量，改变所挂钩码的质量m、重复（3）多次。（5）为了能通过图像直观地得到实验的结果，需要作出下面的______关系图像（填选项前的字母）。若作出的图像为______，则说明质量一定时，加速度与合外力成正比。A.B.C.D.〖答案〗（1）2.40（5）D见〖解析〗〖解析〗（1）[1]根据游标卡尺的读数规律可知，该读数为（2）[2]平衡摩擦力后，对小车有对钩码有解得当钩码质量远小于小车质量时，可知则有小车通过光电门时遮光片的遮光时间，则有令O到光电门B间距为x，则有解得可知，为一条过原点的倾斜直线，即为了能通过图像直观地得到实验的结果，需要作出图像。故选D。[3]根据上述可知，若作出的图像为一条过原点的倾斜直线，则说明质量一定时，加速度与合外力成正比。14.生产流水线可以提高劳动效率，下图是某工厂生产流水线的水平传输装置的俯视图，它由同一水平面的传送带和转盘组成，每间隔0.2秒在A处无初速放一个物品到传送带上，物品（可视为质点）运动到B处后进入匀速转动的转盘表面，随其做半径R=2.0m的圆运动（与转盘无相对滑动），到C处被取走装箱，已知A、B的距离L=6.4m，物品与传送带间的动摩擦因数μ1=0.5，传送带的传输速度和转盘上与转轴O相距为R处的线速度均为v=2.0m/s，取g=10m/s2，问：（1）物品从A处运动到B处的时间t多大？（2）若物品在转盘上的最大静摩擦力与滑动摩擦力相等，则物品与转盘间的动摩擦因数μ2至少为多大？〖答案〗（1）3.4s；（2）0.2〖解析〗（1）物品在传送带上运动时，根据牛顿第二定律可得解得物品与传送带共速的位移为由此可知，物品在传送带上先做匀加速运动，后做匀速运动，所以（2）当物品在转盘上受到的最大静摩擦力刚好提供物品做圆周运动的向心力时此时物品与转盘间的动摩擦因数为最小值，则有解得15.在力学中，有的问题是根据物体所受的力推测它的运动，另一些问题则是根据物体的运动探究它受到的力。万有引力的发现则是典型的第二类情况。请你追寻牛顿的足迹，用自己的手和脑，根据开普勒三大定律及牛顿运动定律，重新“发现”（即推导）万有引力定律，设行星质量为m，太阳的质量为M，行星到太阳的距离为r。〖答案〗见〖解析〗〖解析〗令行星绕太阳做匀速圆周运动的公转周期为T，太阳对行星的引力为F，