贵州省安顺市2023-2024学年高三下学期第一次统考物理试卷（解析版）

高级中学名校试卷PAGEPAGE1全市2023届高三年级第一次教学质量监测统一考试物理试题第Ⅰ卷一、选择题：1.有些太空探测器装配有离子发动机，其工作原理是将被电离后的正离子从发动机尾部高速喷出，从而为探测器提供推力。若发动机向后喷出离子的速率为25km/s（远大于探测器的飞行速率）时，探测器获得的推力大小为0.1N，则该发动机1s时间内喷出离子的质量为（）A.kg B.kgC.kg D.kg〖答案〗C〖解析〗由牛顿第三定律可知1s时间内喷出的离子受到发动机的平均作用力大小为对1s时间内喷出的离子由动量定理可得解得该发动机1s时间内喷出离子的质量为，故选C。2.足球比赛中，某运动员以12m/s的速度将球踢出的同时，立即起跑追赶足球。若足球沿草地做加速度大小为2m/s的匀减速直线运动，该运动员沿足球运动方向，先从静止开始做加速度为4m/s的匀加速直线运动，达到最大速度8m/s后保持该速度不变做匀速直线运动。则该运动员从起跑到追上足球所用的时间为（）A.s B.4sC.s D.2s〖答案〗A〖解析〗设运动员、足球的加速度大小分别为、，该运动员从起跑到追上足球所用的时间为t，运动员的加速时间为t1，则有追上时代入数据解得或（不符合实际舍去）因为足球减速到零的时间为所以符合实际。故选A。3.为保护地球免遭小行星撞击，2022年9月人类首次尝试在太空中改变一颗小行星的运行轨道。如图，研究团队选择了一对双小行星系统进行研究，该系统可简化为一颗质量较小的“孪小星”围绕着一颗质量更大的“孪大星”做匀速圆周运动。实验时，通过引导航天器与“孪小星”迎面相撞（撞后融为一体），使“孪小星”绕“孪大星”运动的轨道发生轻微偏移。对撞击后的“挛小星”，下列说法正确的是（）A.撞击刚结束时，动量增大 B.撞击刚结束时，速率增大C.撞击结束后，做离心运动 D.轨道偏移后，运动周期减小〖答案〗D〖解析〗A．“孪小星”与航天器之间组成的系统不受其它外力，系统动量守恒，A错误；B．设“孪小星”的质量为，速度为，航天器的质量为，速度为，碰后的速度为，选取“孪小星”开始运动的方向为正方向，根据动量守恒定律可知解得故碰撞后速率变小，B错误；C．碰撞后速率变小，此时圆周运动所需的向心力小于“孪小星”和“孪大星”之间的万有引力，故碰撞后做向心运动，C错误；D．碰撞后，“孪小星”做向心运动，圆周运动的半径变小，根据万有引力提供向心力可知解得故“孪小星”此时的线速度变大，再根据周期的概念可知，轨道偏移后，周期变小，D正确。故选D。4.如图为某沙场输送细沙的示意图，沙粒离开传送带下落后，形成圆锥状的沙堆。小王同学想估测沙堆的最大高度，他用绳子绕沙堆底部一周，测得绳长为l，已知沙粒之间的动摩擦因数为μ。则估测沙堆的最大高度是（）A. B.C. D.〖答案〗C〖解析〗沙堆达到最大高度h后，堆面的倾角α达到最大值，此时位于堆面上的沙粒恰好不会滚下，则可得沙堆底部的半径为则有可得故选C。5.一个小球从光滑固定的圆弧槽的A点由静止释放后，经最低点B运动到C点的过程中，小球的动能Ek随时间t的变化图像可能是（）A. B.C. D.〖答案〗B〖解析〗动能与时间t的图像上的任意一点的斜率表示重力做功的瞬时功率，即A点与C点处小球速度均为零，B点处小球速度方向与重力方向垂直，所以A、B、C三点处的重力做功功率为零，则小球由A点运动到B点的过程中力做功功率（-t的斜率）是先增大再减小至零，小球由B点运动到C点的过程中，重力做功功率（-t的斜率）也是先增大再减小至零，故B正确，A、C、D错误；故选B。【『点石成金』】关键知道动能与时间t的图像上的任意一点的斜率表示重力做功的瞬时功率。6.将一电荷量为+Q的小球放在不带电的金属球附近，所形成的电场线分布如图所示，金属球表面的电势处处相等．a、b为电场中的两点，则A.a点的电场强度比b点的大B.a点的电势比b点的高C.检验电荷-q在a点的电势能比在b点的大D.将检验电荷-q从a点移到b点的过程中，电场力做负功〖答案〗ABD〖解析〗A项：电场线越密集的地方电场强度就越大，从上图中可以看出a处的电场线比b处的电场线密集，所以a点的场强大于b点的场强，故A项正确；B项：a点所在的电场线从Q出发到不带电的金属球终止,所以a点的电势高于金属球的电势,而b点所在处的电场线从金属球发出到无穷远,所以金属球的电势高于b点的电势,即a点的电势比b点的高.故B正确;

C项：电势越高的地方,负电荷具有的电势能越小,即负电荷在a点的电势能较b点小,故C错误;

D项：由上知,-q在a点的电势能较b点小,则把-q电荷从电势能小的a点移动到电势能大的b点,电势能增大,电场力做负功.所以D选项是正确的.

综上所述：本题〖答案〗为：ABD7.很多智能手机都装有加速度传感器，能通过图像显示加速度情况。用手掌托着手机，打开加速度传感器，手掌从静止开始迅速上下运动。规定竖直向上为正方向，得到竖直方向上加速度随时间变化的图像（如图）。则下列关于手机的运动和受力情况的判断正确的是（）A.在时刻速度达到最大B.在时刻开始减速上升C.在到时间内受到的支持力逐渐减小D.在到时间内受到的支持力逐渐增大〖答案〗BC〖解析〗A．由图象可知，时刻之前向上做加速度增大的加速运动，做加速度减小的加速运动，时刻速度最大。故A错误；B．由图可知，时刻后加速度方向向下，为失重状态，速度方向向上，所以向上做减速运动。故B正确；C．对物体进行受力分析可知，时间内，物体受力为该段时间内，逐渐减小，因此支持力逐渐减小。故C正确；D．时间内，物体受力该段时间内，逐渐增大，因此支持力逐渐减小。故D错误。故选BC。8.近年来市场上出现的一种静电耳机。其基本原理如图甲，a、b为两片平行固定金属薄板，M是位于金属板之间的极薄带电振膜，将带有音频信号特征的电压加在金属板上，使带电振膜在静电力的作用下沿垂直金属板方向振动从而发出声音。若两金属板可看作间距为d、电容为C的平行板电容器，振膜质量为m且均匀带有电荷，其面积与金属板相等，两板所加电压信号如图乙所示，周期为T，在时刻振膜从两板正中间位置由静止开始运动，振膜不碰到金属板，不计振膜受到的重力和阻力，则（）A.当金属板充电至电荷量为Q时振膜的加速度为B.一个周期内振膜沿ab方向运动的时间为C.所加信号电压中的最大值为D.所加信号电压中的最大值为〖答案〗AC〖解析〗A.由可知金属板间的电压为又因为且根据牛顿第二定律，有故A正确；B.振膜不碰到金属板，可知振膜向b板做匀加速直线运动，振膜向b板做匀减速直线运动，刚好运动到b板，速度为0。由对称性知所以一个周期内振膜沿ab方向运动的时间为，故B错误；CD.由上分析可知振膜发生的位移要小于等于，有得故C正确，D错误。故选AC。第Ⅱ卷二、非选择题9.一种用于测量重力加速度的装置如图所示，透明塑料板上交替排列着等宽度的遮光带和透光带（宽度用d表示）。实验时将塑料板置于光电传感器上方某高度，令其自由下落穿过光电传感器。光电传感器所连接的计算机可连续记录遮光带、透光带通过光电传感器的时间间隔。（1）该同学测得遮光带的宽度为4.50cm，记录时间间隔的数据如表所示。编号1遮光带2遮光带3遮光带…s73.0438.6730.00…根据上述实验数据，可得编号为3的遮光带通过光电传感器的平均速度大小为______m/s（结果保留两位有效数字）；（2）某相邻遮光带和透光带先后通过光电传感器的时间间隔分别为和，则重力加速度______（用d、和表示）；（3）该同学发现所得实验结果小于当地的重力加速度，请写出一条可能的原因：_________。〖答案〗（1）1.5（2）（3）下落过程中受到空气阻力的影响，所以竖直向下的加速度小于重力加速度〖解析〗【小问1详析】根据平均速度的计算公式可知【小问2详析】根据匀变速直线运动平均速度等于中间时刻的速度，有可得【小问3详析】下落过程中受到空气阻力的影响，所以竖直向下的加速度小于重力加速度。10.某同学要将一量程为3mA的毫安表改装为量程为3V的电压表，该同学测得毫安表内阻为300Ω，经计算后将一阻值为的电阻与毫安表连接进行改装。然后利用一标准电压表，根据图（a）所示电路对改装后的电压表进行检测（虚线框内是改装后的电压表）。（1）根据题给条件，______Ω。（2）根据图（a），将（b）中的实物连接补充完整______。（3）当标准电压表的示数为2.0V时，毫安表的指针位置如图（c）所示，由此可以推测出，改装后电压表的量程不是预期值，而是______V（保留2位有效数字）。（4）改装的电压表量程不是预期值，原因可能是______。（填正确〖答案〗标号）A.毫安表内阻测量错误，实际内阻大于300ΩB.毫安表内阻测量错误，实际内阻小于300ΩC.值计算错误，接入的电阻偏小D.值计算错误，接入的电阻偏大（5）经检查，值计算正确，且接入电路值无误，则毫安表的内阻为______Ω。（保留3位有效数字）〖答案〗（1）700（2）（3）2.4（4）BC（5）100〖解析〗【小问1详析】将毫安表改装成电压表需要将毫安表与电阻R0串联，则有解得【小问2详析】实物连接如图【小问3详析】由欧姆定律可知解得故改装后电压表的量程为2.4V。【小问4详析】A．由上述分析可知，改装后的电压表量程偏小。R0连入回路中的阻值为可知若毫安表内阻测量错误，实际内阻大于300Ω，则改装后电压表量程偏大，A错误；B．若毫安表内阻测量错误，实际内阻小于300Ω，则改装后电压表量程偏小，B正确；CD．由上述分析可知，改装后的电压表量程偏小，故若误差是由于值计算错误导致的，则R0连入电路中的阻值偏小，C正确，D错误。故选BC。【小问5详析】经检查，值计算正确，且接入电路值无误，则，由解得11.液压打桩机能将桩体轻松打入土层，普遍应用于高速铁路、填海及桥梁等建设中。如图为液压打桩机打桩的示意图，质量为M的桩竖直放置，质量为m的打桩锤从离桩上端h处由静止释放，在上方的气体压力的推动下，竖直向下运动并垂直打在桩上（打桩锤与桩作用时间极短），此后二者以相同速度一起向下运动直到停止，将桩打入土层。若桩锤在刚打击桩前获得的动能为E，打击后使桩下沉深度为x，重力加速度为g。求：（1）气体平均压力F的大小；（2）若桩向下运动过程中受到土层施加的阻力与进入深度成正比，其比例系数为k为多大？〖答案〗（1）；（2）〖解析〗（1）对桩锤，下落过程中由动能定理得（2）桩锤打桩时，系统动量守恒，有由题意有打入深度过程，对整体由动能定理其中由题意有联立解得12.辘轳是我国古老的打水工具（如图），其结构由辘轳头、摇柄等部分组成，摇柄固定在辘轳头上，转动摇柄即可打水。已知圆柱形辘轳头的底面直径为cm，水桶和水的总质量为kg。取重力加速度m/s，，忽略空气阻力和绳索的重力。（1）匀速转动摇柄使水桶匀速上升。若辘轳头转动16圈恰好将桶提到井口，所用时间为1min。则打水过程中绳索拉力做功的功率为多大？（2）加速转动摇柄使辘轳头转动的角速度随时间均匀增大，桶匀加速上升。若绳索能承受的最大拉力为N，要使绳索不断，求角速度的变化量与所经历时间的比不能超过多少？〖答案〗（1）33.5W；（2）〖解析〗（1）提水速度由平衡条件得绳拉力的功率（2）若加速提水，则由牛顿第二定律最大加速度为由可得故角速度的变化量与所经历时间的比不能超过。13.如图所示，半径为R的半圆光滑绝缘轨道固定在竖直面内，O、B两点为轨道直径的两端且位于同一水平直线上，圆轨道上的A点位于其圆心的正下方，以O为坐标原点建立直角坐标系xOy。将一质量为m的小球以一定的初动能自O点竖直向下抛出并进入圆弧轨道，小球通过A点时对轨道的压力大小为4mg。使此小球带电，电荷量为，同时加一匀强电场，场强方向在xoy平面内，现从O点以同样的初动能竖直向下抛出此带电小球，该小球通过A点时的动能是初动能的3倍，且对轨道压力的大小为3mg；若该小球再次从O点沿竖直向下方向抛出，抛出的动能为上次抛出时初动能的，小球将与轨道相碰。重力加速度大小为g。求：（1）无电场时，小球达到A点时的动能与初动能的比值；（2）电场强度的大小和方向；（3）小球与轨道第一次碰撞的位置坐标。〖答案〗（1）3:1；（2），方向垂直OA向上；（3）（，）〖解析〗（1）无电场时，小球达到A点时，根据牛顿第二定律根据牛顿第三定律，轨道对小球的支持力等于小球对轨道的压力小球达到A点时，小球的动能为根据动能定理，可得解得所以，无电场时，小球达到A点时的动能与初动能的比值（2）加电场后，小球通过A点时的动能是初动能的3倍，由（1）可得，小球