精品解析：天津市南开中学2023-2024学年高三上学期第一次月考物理试题（解析版）

南开中学2024届高三第一次月检测物理学科试卷考试时间：60分钟I卷（共24分）本试卷分第I卷（选择题）和第II卷两部分，共100分。考试结束后，将答题卡、答题纸与作文纸一并交回。一、单项选择题（共25分，每题5分）1.如图所示，一司机驾车从A地到B地，先用地图计算出A、B两地的直线距离为9km。他从A地到B地用时20min，汽车上的里程表指示的里程数值增加了15km，那么该司机从A到B的过程中（）A.经过的路程为9km B.发生的位移为15kmC.平均速度大小为18km/h D.平均速率为45km/h【答案】D【解析】【详解】A．汽车上里程表指示的里程数值是汽车行驶的总路程，从A地到B地，里程数值增加了15km，可知汽车经过的路程为15km，故A错误；B．A、B两地的直线距离为9km，可知从A地到B地汽车发生的位移为9km，故B错误；C．由速度的定义可知，平均速度大小为故C错误；D．由平均速率的定义可知，平均速率为故D正确。故选D。2.ETC是高速公路上不停车电子收费系统的简称。汽车在进入ETC通道感应识别区前需要减速至5m/s，然后匀速通过感应识别区。甲、乙两辆以15m/s的速度行驶的汽车在进入ETC通道感应识别区前都恰好减速至5m/s，减速过程的v-t图像如图所示，则（）A.t1时刻甲车的速度大于乙车的速度B.0~t1时间内甲、乙两车的平均速度相同C.0~t1时间内甲、乙两车的速度变化量相同D.t1时刻甲、乙两车速度方向不同【答案】C【解析】【详解】A．t1时刻是两条线的交点，在v-t图像中交点表示速度相等，A错误；B．在v-t图像中图线与坐标轴围成的面积表示位移，0~t1时间内相同时间甲的位移大，因此甲的平均速度大，B错误；C．0~t1时间内甲、乙两车的末速度相同，因此两车速度变化量相同，C正确；D．t1时刻甲、乙两车速度相等，且都大于零，因此速度方向相同，D错误。故选C。3.如图所示，吸附在竖直玻璃上质量为m的擦窗工具，在竖直平面内受重力、拉力和摩擦力（图中未画出摩擦力）的共同作用做匀速直线运动。若拉力大小与重力大小相等，方向水平向右，重力加速度为g，则擦窗工具所受摩擦力（ ）A.大小等于 B.大小等于C.方向竖直向上 D.方向水平向左【答案】B【解析】【详解】对擦窗工具进行正视图的受力分析如图所示水平方向上拉力与擦窗工具所受摩擦力水平分量等大反向，竖直方向上重力与擦窗工具所摩擦力竖直分量等大反向，所以擦窗工具所受摩擦力方向如图中所示，大小为故选B。4.如图所示，质量为m的物块在倾角为的斜面上加速下滑，物块与斜面间的动摩擦因数为。下列说法正确的是（ ）A.斜面对物块的支持力大小为 B.斜面对物块的摩擦力大小为C.斜面对物块作用力的合力大小为 D.物块所受的合力大小为【答案】B【解析】【详解】A．对物块受力分析可知，沿垂直斜面方向根据平衡条件，可得支持力为故A错误；B．斜面对物块的摩擦力大小为故B正确；CD．因物块沿斜面加速下滑，根据牛顿第二定律得可知则斜面对物块的作用力为故CD错误。故选B。5.图甲为挂在架子上的双层晾衣篮。上、下篮子完全相同且保持水平，每个篮子由两个质地均匀的圆形钢圈穿进网布构成，两篮通过四根等长的轻绳与钢圈的四等分点相连，上篮钢圈用另外四根等长轻绳系在挂钩上。晾衣篮的有关尺寸如图乙所示，则图甲中上、下各一根绳中的张力大小之比为（ ）A.1：1 B.2：1 C.5：2 D.5：4【答案】C【解析】【详解】设一个篮子的质量为，连接下篮的绳子的拉力为，对下篮，根据平衡条件得解得设连接上篮的绳子的拉力为，绳子与竖直方向夹角为，对两个篮整体由平衡条件得根据几何关系得联立解得则故C正确，ABD错误。故选C。二、多项选择题（共15分，每小题5分，漏选3分）6.飞行员驾驶飞机沿水平直线匀速飞行，投弹轰炸一地面目标，他想看看投弹是否准确，下列说法中正确的（ ）A.不计空气阻力时，飞行员应竖直向下观察，方可看见目标爆炸情况B.不计空气阻力时，飞行员应向后下方观察，方可看见目标爆炸情况C.空气阻力不能忽略时，飞行员应向前下方观察，方可看见目标爆炸情况D.空气阻力不能忽略时，飞行员应向后下方观察，方可看见目标爆炸情况【答案】AD【解析】【详解】AＢ．不计空气阻力时，炸弹水平方向做运动直线运动，炸弹水平分速度与飞机飞行速度相等，二者相同时间内水平方向飞行的距离相等，炸弹击中目标爆炸时飞机在目标正上方，故不计空气阻力时，飞行员应竖直向下观察，方可看见目标爆炸情况，Ａ正确，Ｂ错误；CＤ．空气阻力不能忽略时，炸弹水平方向做减速运动，故炸弹击中目标爆炸时飞机水平方向飞行的距离大于炸弹，故空气阻力不能忽略时，飞行员应向后下方观察，方可看见目标爆炸情况，C错误，D正确。故选AD。7.如图所示，小球在竖直放置的光滑固定圆形管道内做圆周运动，内侧壁半径为R，小球半径很小，则下列说法正确的是（ ）A.小球通过最高点时的最小速度B.小球通过最高点时的最小速度C.小球在水平线以下的管道中运动时，内侧管壁对小球一定无作用力D.小球在水平线以上的管道中运动时，外侧管壁对小球一定有作用力【答案】BC【解析】【详解】AB．在最高点，由于外管或内管都可以对小球产生弹力作用，当小球的速度等于0时，内管对小球产生弹力，大小为，故最小速度为0，故A错误，B正确；C．小球在水平线以下管道运动时，由于沿半径方向的合力提供小球做圆周运动的向心力，所以外侧管壁对小球一定有作用力，而内侧管壁对小球一定无作用力，故C正确；D．小球在水平线以上管道运动时，由于沿半径方向的合力提供小球做圆周运动的向心力，可能外侧壁对小球有作用力，也可能内侧壁对小球有作用力，故D错误。故选BC。8.如图所示，倾角为θ的足够长传送带以恒定的速率v0沿逆时针方向运行。t=0时，将质量m=1kg的小物块（可视为质点）轻放在传送带上，物块速度随时间变化的图象如图所示。设沿传送带向下为正方向，取重力加速度g=10m/s2。则（ ）A.1～2s内，物块的加速度为1m/s2B.小物块受到的摩擦力的方向始终沿传送带向下C.传送带的倾角θ=37°D.小物块与传送带之间的动摩擦因数μ=0.5【答案】CD【解析】【分析】【详解】A．速度-时间图像的斜率表示加速度，则1～2s内，物块的加速度故A错误；B．开始时，物块相对于传送带向上滑动，受到的摩擦力方向沿传送带向下，当速度与传送带速度相等后，所受的滑动摩擦力沿传送带向上，故B错误；CD．开始匀加速运动的加速度根据牛顿第二定律得速度相等后，加速度联立两式解得，故CD正确。故选CD。II卷（共60分）二、填空题（共12分）9.在天宫课堂中、我国航天员演示了利用牛顿第二定律测量物体质量的实验。受此启发。某同学利用气垫导轨、力传感器、无线加速度传感器、轻弹簧和待测物体等器材设计了测量物体质量的实验，如图甲所示。主要步骤如下：①将力传感器固定在气垫导轨左端支架上，加速度传感器固定在滑块上；②接通气源。放上滑块。调平气垫导轨；③将弹簧左端连接力传感器，右端连接滑块。弹簧处于原长时滑块左端位于O点。A点到O点的距离为5.00cm，拉动滑块使其左端处于A点，由静止释放并开始计时；④计算机采集获取数据，得到滑块所受弹力F、加速度a随时间t变化的图像，部分图像如图乙所示。回答以下问题（结果均保留两位有效数字）：（1）弹簧的劲度系数为_____N/m。（2）该同学从图乙中提取某些时刻F与a的数据，画出a—F图像如图丙中I所示，由此可得滑块与加速度传感器的总质量为________kg。（3）该同学在滑块上增加待测物体，重复上述实验步骤，在图丙中画出新的a—F图像Ⅱ，则待测物体的质量为________kg。【答案】①.12②.0.20③.0.13【解析】【详解】（1）[1]由题知，弹簧处于原长时滑块左端位于O点，A点到O点的距离为5.00cm。拉动滑块使其左端处于A点，由静止释放并开始计时。结合图乙的F—t图有Δx=500cm，F=0.610N根据胡克定律计算出k≈12N/m（2）[2]根据牛顿第二定律有F=ma则a—F图像斜率为滑块与加速度传感器的总质量的倒数，根据图丙中I，则有则滑块与加速度传感器的总质量为m=0.20kg（3）[3]滑块上增加待测物体，同理，根据图丙中II，则有则滑块、待测物体与加速度传感器的总质量为m′≈0.33kg则待测物体的质量为Δm=m′-m=0.13kg10.在“探究平抛运动的特点”实验中（1）用图1装置进行探究，下列说法正确的是________。A.只能探究平抛运动水平分运动的特点B.需改变小锤击打的力度，多次重复实验C.能同时探究平抛运动水平、竖直分运动的特点（2）用图2装置进行实验，下列说法正确的是________。A.斜槽轨道M必须光滑且其末端水平B.上下调节挡板N时必须每次等间距移动C.小钢球从斜槽M上同一位置静止滚下（3）用图3装置进行实验，竖直挡板上附有复写纸和白纸，可以记下钢球撞击挡板时点迹。实验时竖直挡板初始位置紧靠斜槽末端，钢球从斜槽上P点静止滚下，撞击挡板留下点迹0，将挡板依次水平向右移动x，重复实验，挡板上留下点迹1、2、3、4。以点迹0为坐标原点，竖直向下建立坐标轴y，各点迹坐标值分别为y1、y2、y3、y4。测得钢球直径为d，则钢球平抛初速度v0为________。A.B.C.D.【答案】①.B②.C③.D【解析】【详解】（1）[1]AC．用如图1所示的实验装置，只能探究平抛运动竖直分运动的特点，不能研究水平分运动的特点，故AC错误；B．在实验过程中，需要改变小锤击打的力度，多次重复实验，最后得出结论，故B正确。故选B。（2）[2]AC．为了保证小球做平抛运动，需要斜槽末端水平，为了保证小球抛出时速度相等，每一次小球需要静止从同一位置释放，斜槽不需要光滑，故A错误，C正确；B．上下调节挡板N时不必每次等间距移动，故B错误。故选C。（3）[3]A．竖直方向，根据水平方向联立可得故A错误；B．竖直方向，根据水平方向联立可得故B错误；CD．竖直方向根据水平方向联立可得故D正确，C错误。故选D。【点睛】三、计算题（第11题14分，第12题16分，第13题18分，共48分）11.如图所示，一轻质弹簧测力计的一端固定于墙面，另一端与物体A水平连接。物体A的质量mA=2kg，物体B的质量mB=5kg，物体A与物体B、物体B与地面间的动摩擦因数μ相同。现用水平拉力F将物体B匀速拉出，此过程中物体A相对地面静止，弹簧测力计读数为4N。g取10m/s2，求：（1）动摩擦因数μ的大小；（2）水平拉力F的大小；（3）如果将物体B加速拉出，与匀速拉出时相比弹簧测力计的读数如何变化？（选：变大、变小、不变）【答案】（1）0.2；（2）18N；（3）不变【解析】【详解】（1）由题意可知解得（2）对B进行受力分析可知解得（3）将物体B加速拉出，与匀速拉出时相比AB之间的摩擦力不会变化，弹簧测力计的读数不变。12.如图所示，半径为R，内径很小的光滑半圆管竖直放置，两个质量均为m的小球A、B以不同速率进入管内，A通过最高点C时，对管壁上部的压力为，B通过最高点C时，对管壁下部的压力为。求A、B两球落地点间的距离。【答案】【解析】【详解】两个小球离开轨道后均做平抛运动，竖直方向上运动情况相同，有可得在最高点时，两小球受重力和管壁的作用力，这两个力的合力作为向心力。对A球解得则对B球解得则A、B两球落地点间的距离等于它们平抛运动的水平位移之差，即13.如图所示，在光滑水平面上有一足够长的质量为M=4kg的长木板，在长木板右端有一质量为m=1kg的物块，长木板与物块间动摩擦因数为μ=0.2，长木板与物块均静止，现用F=14N的水平恒力向右拉长木板，经时间t=1s撤去水平恒力F。求：（1）在F的作用下，长木板的加速度为多大？（2）刚撤去F时，物块离长木板右端多远？（3）最终物块与长木板间的相对路程？【答案】（1）3m/s2；（2）0.5m；（3）0.7m【解析】【详解】（1）对木板，根据牛顿第二定律F−μmg=Ma1解得（2）撤去F之前，小物块水