南阳市重点中学校2023-2024学年高三上学期第一次月考
物理试题
一、选择题（1~8单项选择， 9~12 多项选择， 每题4分， 共48分）
1. 如图所示，电动公交车做匀减速直线运动进站，连续经过R、S、T三点，已知ST间的距离是RS 的两倍，RS段的平均速度是 10m/s， ST段的平均速度是5m/s， 则公交车经过T点时的瞬时速度为（ ）
A． 3m/s B． 2m/s
C． 1m/s D． 0.5m/s
2.如图所示，倾角为30°的斜面上用铰链连接一轻杆a，轻杆a顶端固定一质量为m的小球（体积可不计），轻绳b跨过斜面顶端的光滑小定滑轮，一端固定在球上，一端用手拉着，保持小球静止，初始时轻绳b在滑轮左侧的部分水平，杆与斜面垂直，缓慢放绳至轻杆水平的过程中，斜面始终静止，滑轮右侧的绳与竖直方向夹角始终不变，重力加速度为g，下列说法正确的是（ ）
A． 初始时轻绳上的拉力大小为
B． 地面对斜面的摩擦力始终向左且增大
C． 铰链对轻杆的支持力一直减小
D． 轻绳上的拉力一直减小
3.利用如图甲所示的电路完成光电效应实验，金属的遏止电压Uc与入射光频率v的关系如图乙所示，图乙中U1、v1、v0均已知，电子电荷量用e表示。入射光频率为v1时，下列说法正确的是（ ）
A． 光电子的最大初动能
B．由 图象可求得普朗克常量
C． 滑动变阻器的滑片P向 N端移动过程中电流表示数逐渐增加
D． 把电源正负极对调之后，滑动变阻器的滑片P向N端移动过程中电流表示数一定一直增加
4. 如图（a）所示， 物块从倾角为 37°的斜面顶端自由滑至底端，全程平均速度随时间t的关系如图（b）。物块下滑过程中斜面保持静止，那么（ ）
A． 物块下滑过程的加速度为1m/s2
B． 斜面长度为4m
C． 物块和斜面之间的动摩擦因数为0.5
D． 水平地面对斜面摩擦力方向水平向左
5. 从地面上以初速度 2v0竖直上抛物体 A， 相隔时间△t以后再以初速度 v0从同一地点竖直上抛物体B，不计空气阻力。以下说法正确的是（ ）
A． 物体A、B可能在物体A上升过程中相遇
B． 要使物体A、B相遇需要满足条件
C． 要使物体A、B相遇需要满足条件
D． 要使物体A、B相遇需要满足条件
6. 电梯“对重”的主要功能是相对平衡轿厢重量，在电梯工作中使轿厢与“对重”的重量保持在限额之内，保证电梯的牵引传动正常。如图1所示，驱动装置带动钢丝绳使轿厢和“对重”在竖直方向运动。当轿厢从顶楼向下运动时， v-t 图像如图2 所示，下列说法正确的是（ ）
A． 在0~t1时间内，轿厢先失重后超重状态
B． 在0~t1时间内，钢丝绳对轿厢的拉力先增大后减小
C． 在t2~t3时间内，“对重”处于失重状态
D． 在t1~t2时间内，钢丝绳对轿厢的拉力大小等于钢丝绳对“对重”的拉力大小
7.如图所示，物体置于水平传送带上，物体两边安装了固定光滑的水平杆 A、B 限制物体只能在其间运动。已知物体质量为m，物体与传送带间的动摩擦因数为μ，物体在水平拉力F的作用下以恒定速度 v0匀速运动。传送带向右运动，其速度大小可改变，则下列说法正确的是（ ）
A． 物体所受摩擦力与传送带速度无关
B． 传动带速度越大， 所需拉力越大
C． 物体对水平杆B有压力
D． 当传送带速度为v时，拉力的大小
8. 某同学用手机的频闪功能拍摄一小球在倾角为30°斜面上的运动情况，如图是运动模型简化图，频闪时间间隔为T， 小球从斜面底端开始向上运动，在斜面上依次经过A、B、C、D、E点，各段距离之比为小球在运动过程中所受阻力大小不变。以下说法正确的是（ ）
A．小球在图中C点的速度向上
B． 若小球向上经过A点时的速度为v ，则向上经过B点的速度为0.8v0
C． 小球所受阻力和重力大小之比为3：1
D． 若实际尺寸与照片尺寸之比为k，用刻度尺测得照片中CE长 L， 则过E点的速度大小为
9. 如图所示，质量为 M、倾角为30°的斜面体置于水平地面上，一轻绳绕过两个轻质滑轮连接着固定点P 和物体B，两滑轮之间的轻绳始终与斜面平行， 物体A、B的质量分别为 m、2m，A与斜面间的动摩擦因数为 重力加速度大小为g，将A、B由静止释放，在B下降的过程中（物体A未碰到滑轮），斜面体静止不动。下列说法正确的是（ ）
A． 轻绳对P点的拉力大小为
B． 物体A 的加速度大小为
C． 地面对斜面体的摩擦力大小为
D． 地面对斜面体的支持力大小为 Mg+2mg
10. 如图所示，足够长的传送带与水平面夹角为θ，以速度 v0逆时针匀速转动。在传送带的上端轻轻放置一个质量为 m 的小木块，则下列选项中能客观地反映小木块的受力和运动情况的是（ ）
11. 如图所示，一弹簧一端固定在倾角为 θ=37°的光滑固定斜面的底端，另一端拴住质量为的物体P， Q为一质量为的物体，弹簧的质量不计， 劲度系数k=600 N/m，系统处于静止状态。现给物体Q施加一个方向沿斜面向上的力F，使它从静止开始沿斜面向上做匀加速运动，已知在前0.2 s时间内，F为变力， 0.2 s以后F 为恒力， sin 37°=0.6， cos 37°=0.8， g取 10 m/s2。下列说法正确的是（ ）
A． 开始运动时拉力最大，分离时拉力最小
B． 0.2s时刻两物体分离，此时P、Q之间的弹力为零且加速度大小相等
C． 0.2s时刻两物体分离时，弹簧的压缩量为
D． 物体Q从静止开始沿斜面向上做匀加速运动的加速度大小
12. 一质量为m的物块恰好能沿倾角为30°的足够长斜面匀速下滑。物块在沿斜面匀速下滑的过程中，在竖直平面内给物块一外力F， F与水平方向的夹角为α，斜面始终处于静止状态，如图所示。已知重力加速度为g， 下列说法正确的是（ ）
A．若α=0°，物块沿斜面下滑过程中，地面对斜面的摩擦力水平向左
B． 若α=60°，物块沿斜面下滑过程中，地面对斜面的摩擦力为零
C． 若α=90°，物块仍沿斜面匀速下滑
D． 若F推着物块沿斜面匀速上滑，则F的最小值为mg
二、实验题（每空2分， 共20分）
13. 如图甲所示，是“探究力的平行四边形定则”的实验，其中A为固定橡皮筋的图钉， O为橡皮筋与细绳套的结点， OB和OC为细绳套，图乙是在白纸上根据实验结果画出的图。
（1）下列哪一个选项是不必要的实验要求 。（请填写选项前对应的字母）
A． 两个弹簧秤的夹角适当大些
B． 弹簧秤应在使用前校零
C． 拉线方向应与木板平面平行
D． 改变拉力，进行多次实验，每次都要使O点在同一位置
（2） 本实验采用的科学方法是 。
A． 理想实验法 B． 等效替代法 C． 控制变量法 D． 建立物理模型法
（3）图乙中的F与F'两力中，方向一定沿AO方向的是 。
（4）如图丙所示，在探究“共点力合成”的实验中，橡皮条一端固定于P点，另一端连接两个弹簧秤，分别用F1与F2拉两个弹簧秤，将结点拉至O点。现让 F2大小增大，方向不变，要使结点仍位于O点， 则 F1的大小及图中β（β>90°）角的变化可能是 。
A． 增大F1的同时增大β角 B． 减小F1的同时减小β角
C． 增大F1的同时减小β角 D． 减小F1的同时增大β角
14. 某同学设计了如下方案研究质量一定时加速度与合外力的关系，实验装置如图甲所示。
（1）实验时，需要进行的操作是 。
A． 平衡摩擦力时应不挂砂桶
B． 用天平测出砂和砂桶的质量
C． 小车靠近打点计时器、先接通电源，再释放小车
D． 为减小误差，实验中一定要保证砂和砂桶的总质量m远小于小车（含滑轮）的质量M
（2）保持小车（含滑轮）的质量不变，改变砂桶中砂的质量、记录多组传感器的读数F和对应纸带的加速度a的数值，绘制出如图乙所示的a-F图像，实验小组仔细分析图像，得出了实验所用小车（含滑轮）的质重为 kg。
（3）该同学根据测量数据做出如图乙所示的a-F图线没经过原点，该同学做实验时存在的问题是
三、计算题（共42分）
15.某种透明材料制成的半球壳，外径是内径的两倍，过球心O的截面如图所示， A是外球面上的点，AO 是半球壳的对称轴。一单色光在图示截面内从A 点射入，当入射角 i=45°时折射光恰与内球面相切于B点。
（1）求透明材料对该光的折射率；
（2）要使从A点入射光的折射光能从内球面射出半球壳，求光在A点入射角应满足的条件。
16.如图所示，两根直木棍AB 和CD相互平行，斜靠在竖直墙壁上固定不动。一个半径R=5cm、质量 m=20kg 的水泥圆筒从木棍的上部恰好能匀速滑下，已知两木棍间距 d=8cm，与水平面的夹角（α=37°。（sin37°=0.6， cos37°=0.8， g取 10m/s2）。
（1） 两根直木棍对水泥圆筒弹力的合力及摩擦力的合力的大小；
（2） 每根直木棍与水泥桶间的动摩擦因数；
（3）将水泥圆筒沿直木棍匀速向上拉动，所需最小拉力？（sin74°=0.96）
17.如图所示，两端开口的导热气缸竖直固定放置， A、B两活塞由一根长为2L的轻质细杆连接，活塞之间封闭着一定质量的理想气体。A、B 两活塞的质量分别为 m、2m，横截面积分别为S、3S，当缸内气体温度为T 时系统处于平衡状态，此时A、B两活塞到气缸连接处的距离分别为 1.5L、0.5L。已知两活塞均可在气缸内无摩擦滑动且密封良好，大气压强为p0，重力加速度为g。
（1）求此时缸内封闭气体的压强；
（2）现使缸内气体的温度缓慢降低到 求缸内封闭气体的压强 。
18. 如图所示，一倾角θ=37°的足够长斜面体固定于地面上，斜面体上有一质量为M=1kg的木板， t=0时刻另一质量为m=1kg的木块（可视为质点）以初速度v0=14m/s及从木板下端沿斜面体向上冲上木板，同时给木板施加一个沿斜面体向上的拉力F=18N， 使木板从静止开始运动。当t=lsp时撤去拉力F，已知木板和木块间动摩擦因数， μ=0.25， 木板和斜面体间动摩擦因数μ =0.5，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取10m/s2， sin37°=0.6， 求：
（1） 木块和木板速度相等之前各自的加速度；
（2）若要求木块不从木板的上端冲出， 木板至少为多长？
南阳市重点中学校2023-2024学年高三上学期第一次月考
物理答案
一、选择题
1. C 2. B 3. B 4. C 5. B 6. C 7. D 8. D 9. AC 10. BCD 11. BCD 12. BC
二、实验题
13.【答案】D B F' BC
【详解】（1）[1]ABC． 此实验中，两个弹簧秤的夹角适当大些； 弹簧秤应在使用前校零，以减少读数的误差；拉线方向应与木板平面平行，以减小实验误差， 故ABC正确，不符题意；
D．改变拉力， 进行多次实验，每次没必要要使0点在同一位置，选项D错误，符合题意；
故选D。
（2）[2]合力与分力是等效替代的关系，所以本实验采用的等效替代法；故选B。
（3）[3]F是通过作图的方法得到合力的理论值，而F'是通过一个弹簧称沿 AO方向拉橡皮条，使橡皮条伸长到O点，使得一个弹簧称的拉力与两个弹簧称的拉力效果相同，测量出的合力。故方向一定沿AO方向的是F'。
（4）[4]AD． 根据力的平行四边形定则可知， 让 F2大小增大，方向不变，β角不可能增大， 故AD错误。
B． 根据题意， 由力的平行四边形定则得出如右图1所示
由此可知减小F1的同时减小β角可以实现题意要求，故B正确；
C． 同理根据由力的平行四边形定则得出如右图2所示
由此可知增大F1的同时减小β角可以实现题意要求，故C正确；
故选BC。
14.【答案】 AC/CA 1kg 未完全平衡摩擦力
【详解】（1）[1]平衡摩擦力时，应满足公式Mgsinθ-μMgcosθ=0所以应不挂重物小车受到的 因此不需要测出砂桶和砂的质量，也不需要满足m远远小于M，实验时应使小车靠近打点计时器、先接通电源，再释放小车；故选 AC。
（2）[2]根据公式2F=Ma得 图像得斜率 则M=1kg
（3）[3]根据牛顿第二定律有2F+Mgsinθ-μMgcosθ= Ma可知图像末未过原点是因为未完全平衡摩擦力。
三、计算题
15. （1） （2）
【解析】 （1）当入射角 i=45°时，设折射角为 r， 透明材料对该光的折射率为n，△ABO为直角三角形，则 解得
（2）光在 A点入射角为 i'时，设折射角为r'，折射光射到内球面上的D点刚好发生全反射，则折射光完全不能从内球面射出半球壳，折射光在内球面的入射角等于临界角为 C， 如图所示，在△ADO中，由正弦定理有，
解得 解得。
要使从 A点射入光的折射光能从内球面射出半球壳，则光在 A点入射角 i' 应满足 i'<30°。
16.【答案】（1） 160N， 120N；（2） 0.45；（3） 192N
【详解】（1） 从右侧视角分析，在沿斜坡方向根据平衡条件 垂直于斜坡方向有
（2） 由底部沿木棍向上看，受力关系如图所示
图中θ角 满足 解得θ=53°； 根据平衡条件有2Ncosθ=mg 解得 又因为每根木棍的摩擦力所以动摩擦因数
（3） 从右侧视角受力分析，如图所示
因木棍提供的支持力合成为2Ncosθ，摩擦力合成为2f=2μN故这两个力的合力方向固定，图中β角满足 故β=37°现问题变为“物体受重力、木棍提供的力和拉力三力平衡，拉力最小值为多少”，根据力学平衡的矢量三角形得 解得
17、（1） 设此时缸内封闭气体的压强为p1。
A、B两活塞及细杆整体为研究对象， 根据平衡条件
有：p0S+3mg+p1-3S=p1S+p0·3S
解得：
（2）使缸内气体的温度缓慢降低时， 封闭气体发生等压变化，设B活塞上升0.5L时的温度为T1。
根据盖-吕萨克定律得
解得：
温度从 降低到 的过程，封闭气体发生等容变化， 设使缸内气体的温度缓慢降低到 时，缸内封闭气体的压强为p2。
根据查理定律得
解得：
18.【答案】（1）a1=8m/s2，方向沿斜面向下，a2=6m/s2，方向沿斜面向上；（2）L=7.75m
【解析】（1）设二者共速前木块和长木板的加速度大小分别为a1和a2，木块和长木板受力分析如图甲、乙所示，用牛顿运动定律可得f1=μmgcosθ
mgsinθ+f1=ma1 f2=μ2（M+m）gcosθ F+f1-Mgsinθ-f2=Ma2
解得 a1=8m/s，，方向沿斜面向下；a2=6m/s，方向沿斜面向上
（2）设木块和长木板达到共速所用时间为t1，则有
解得t1=1s v1=6m/s
假设木块、木板在力 F撤去能保持相对静止，则对木块和木板组成整体有（M+m）gsinθ+f2=（M+m）a
解得a=10m/s2
当木块受到向下的摩擦力达到最大静摩擦力（大小等于滑动摩擦力）时，加速度最大， 其加速度大小为a，a>a1，假设不成立， 木块相对木板继续发生相对运动。
木块继续沿斜面向上运动，所以其加速度仍然为a1=8m/s2，方向沿斜面向下。设此过程长木板加速度大小为a3，受力分析如图丙所示，
则有Mgsinθ+f2-f1=Ma
解得a3=12m/s2
由于a3>a1，长木板速度先减到零，木块继续上滑，假设此过程中长木板静止在斜面上，受到斜面的静摩擦力为 f， 则有
Mgsinθ=f+μ1mgcosθ
f=4N
因为f
设木块的位移为s1， 长木板在加速过程和减速过程的位移为s2和s3，由运动学公式可得： 解得L=7.75m
