２０２２－２０２３ 学年普通高中高三第一次教学质量检测
物理参考答案
一、选择题：（每题 ４ 分）
１．Ｄ ２．Ｃ ３．Ｃ ４．Ｂ ５．Ｄ ６．Ａ ７．Ｃ ８．ＡＤ
９．ＤＢ １０．ＡＣ １１．ＢＤ
二、实验题：
１２．（９ 分）１２ ０．２ ｂＬ
ｈ
【详解】（１）［１］根据胡克定律可得，弹簧的劲度系数为
ｋ＝ Ｆ ＝ ０．６０－２Ｎ ／ ｍ＝ １２Ｎ ／ ｍｘ ５×１０
（２）［２］根据牛顿第二定律可得 Ｆ＝Ｍａ
１
可得 ａ＝ Ｆ
Ｍ
可知 ａ－Ｆ １ ３．０图像的斜率为 ｋ＝ ＝
Ｍ ０．６０
解得滑块与加速度传感器的总质量为 Ｍ＝ ０．２ｋｇ
（３）［３］测出两调节旋钮 ＰＱ 之间距离为 Ｌ，调节旋钮 Ｑ，使之比旋钮 Ｐ 高出 ｈ，则
有
ｓｉｎθ＝ ｈ
Ｌ
根据牛顿第二定律可得 Ｆ＋Ｍｇｓｉｎθ＝Ｍａ
ａ＝ １可得 Ｆ＋ｇｓｉｎθ
Ｍ
可知 ａ－Ｆ 图像的纵轴截距为 ｂ＝ｇｓｉｎθ
ｂ ｂＬ
解得当地的重力加速度为 ｇ＝ ＝
ｓｉｎθ ｈ
１３．（６ 分）８．０ ０．０６９
【详解】（１）［１］ Δｓ挡光杆通过光电门时的线速度 ｖ＝
Δｔ
由 ω＝ ｖ
Ｒ
解得 ω＝ ８．０ｒａｄ ／ ｓ
（２）［２］根据向心力公式有 Ｆ＝ｍω２ｒ
高三物理答案第１页（ 共４ 页）
{#{QQABSTYIKUQgoggCiIoAAABIAAQAQgCgCUUwwXQUiCgkOQkACAAACIAooOOAQFAAMMIAAAAgRBNABAA=}#}
ω＝ Δｓ将
ＲΔｔ
Δｓ２
代入上式解得 Ｆ＝ｍ
Ｒ２Δｔ２
ｒ
可以看出以 Ｆ 为纵坐标， １２为横坐标；在坐标纸中描出数据点作一条直线，该直Δｔ
Δｓ２
线的斜率为 ｋ＝ｍ ｒ
Ｒ２
由图像可知，斜率为 ｋ＝ ５×１０－６
解得 ｒ ＝ ０．０６９ｍ
１４．（１０ 分）（１） ９ ；（２）１６ｓ；
１０
【详解】（１）设原来海水密度为 ρ， 根据题意，有
ｍｇ＝Ｆ浮 ＝ ρｇＶ排 ………………………………………………………………… ２ 分
“跃层”内海水密度为 ρ′，有
ｍｇ－Ｆ′浮 ＝ｍａ１ Ｆ′浮 ＝ ρ′ｇＶ排 ………………………………………………… ２ 分
解得
ρ′ Ｆ′＝ 浮 ＝ ９ …………………………………………………………………… １ 分
ρ Ｆ浮 １０
（２） ， ｈ ＝ １潜艇在匀加速下落阶段 有 １ ａ ｔ２１ １ ＝ ３２２
又 ｖ１ ＝ａ１ ｔ１ ＝ ８ｍ ／ ｓ …………………………………………………………… ２ 分
排水后，潜艇先匀减速下降，再匀加速上升，对这个过程，有
－ｈ１ ＝ ｖ１ ｔ
１
２－ ａ２ ｔ２２ ……………………………………………………………… ２ 分２
得 ｔ２ ＝ １６ｓ …………………………………………………………………… １ 分
１５．（１４ 分）（１）ｖ＝ ５ ／ ２ ｍ ／ ｓ；（２）ｖ共 ＝ ２ｍ ／ ｓ，之后一起沿斜面向下匀速运动。
【详解】（１）解除锁定弹簧恢复形变瞬间，门框与物块组成系统外力之和为零
根据动量守恒有
ｍｖ０ ＝Ｍｖ ………………………………………………………………………… ２ 分
解得 ｖ＝ ５ ／ ２ ｍ ／ ｓ ……………………………………………………………… ２ 分
（２）物块与门型框相碰时，小物块位移
ｘ１ ＝ ｖ０ ｔ＋
１ ａ１ ｔ２ ………………………………………………………………… １ 分２
１
门型框沿斜面向上运动位移 ｘ２ ＝ ｖｔ－ ａ ２２ ｔ ………………………………… １ 分２
高三物理答案第２页（ 共４ 页）
{#{QQABTSYIKUQgoggCiIoAAABIAAQAQgCgCUUwwXQUiCgkOQkACAAACIAooOOAQFAAMMIAAAAgRBNABAA=}#}
由位移关系有 Ｌ＝ ｘ１＋ｘ２ ……………………………………………………… ２ 分
又物块加速度 ａ１ ＝ｇｓｉｎθ＝ ５ｍ ／ ｓ２ …………………………………………… １ 分
门型框加速度大小 ａ２ ＝ｇｓｉｎθ＋μｇｃｏｓθ＝ １２．５ｍ ／ ｓ２ ………………………… １ 分
联立并代入数据解得 ｔ＝ ０．２（舍掉 ｔ ＝ １．２ｓ） ………………………………… １ 分
规定沿斜面向下为正方向，物块与门型框碰撞瞬间动量守恒
ｍ（ｖ０＋ａｔ）－Ｍ（ｖ－ａ２ ｔ）＝ （Ｍ＋ｍ）ｖ共
代入数据解得 ｖ共 ＝ ２ｍ ／ ｓ …………………………………………………… ２ 分
根据牛顿第二定律，物块与门型框共同运动时加速度大小
ａ３ ＝
（Ｍ＋ｍ）ｇｓｉｎθ－μＭｇｃｏｓθ
Ｍ＋ｍ
代入得 ａ３ ＝ ０ ………………………………………………………………… １ 分
则门型框与小物块相碰粘合后一起以 ｖ共 ＝ ２ｍ ／ ｓ 的速度沿斜面向下匀速运动。
１６．（１７ 分）【答案】（１）４．５ｍ ／ ｓ，４．１８ｍ ／ ｓ；（２）不能，不能，见解析
【解析】【详解】（１）设杆的质量为 Ｍ，杆受到的滑动摩擦力为 ｆ１，环受到的滑动摩
擦力为 ｆ２，击打时杆的加速度为 ａ１，环的加速度为 ａ２，杆和环的受力如图 １ 所示
则 Ｆ＋Ｍｇ－ｆ１－ｆ２ ＝Ｍａ１， ……………………………………………………… １ 分
ｍｇ＋ｆ２ ＝ｍａ２ …………………………………………………………………… １ 分
解得 ａ ２１ ＝ ２４ｍ ／ ｓ ， …………………………………………………………… １ 分
ａ２ ＝ ２２ｍ ／ ｓ２ …………………………………………………………………… １ 分
第一次击打结束时杆的速度 ｖ１ ＝ａ１ ｔ１
解得 ｖ ＝１ ４．５６ｍ ／ ｓ …………………………………………………………… １ 分
环的速度为 ｖ２ ＝ａ２ ｔ１
解得 ｖ２ ＝ ４．１８ｍ ／ ｓ …………………………………………………………… １ 分
（２）撤去 Ｆ 后，杆的受力如图 ２ 所示
则 Ｍｇ－ｆ１－ｆ２ ＝Ｍａ３
解得 ａ３ ＝ －１６ｍ ／ ｓ２ …………………………………………………………… １ 分
设再经 ｔ２ 二者达到共速 ｖ，则 ｖ＝ ｖ１＋ａ３ ｔ２ ＝ ｖ２＋ａ４ ｔ２
解得 ｔ２ ＝ ０．０１ｓ，ｖ＝ ４．４ｍ ／ ｓ …………………………………………………… １ 分
高三物理答案第３页（ 共４ 页）
{#{QQABSTYIKUQgoggCiIoAAABIAAQAQgCgCUUwwXQUiCgkOQkACAAACIAooOOAQFAMAMIAAAAgRBNABAA=}#}
环相对杆向上 Δｓ ＝ １１ （ｖ
１
２－ｖ１）ｔ１＋ （ｖ２－ｖ１）ｔ２ ２ ２
解得 Δｓ１ ＝ ０．０３８ｍ＜０．０５ｍ …………………………………………………… ２ 分
杆和环共速度后，假设两者一起匀减速，杆和环的受力如图 ３ 所示
则 Ｍｇ＋ｍｇ－ｆ１ ＝（Ｍ＋ｍ）ａ …………………………………………………… １ 分
设此时杆与环之间的静摩擦力为 ｆ′２，则 ｍｇ－ｆ′２ ＝ｍａ ……………………… １ 分
４
解得 ｆ′２ ＝ Ｎ＞１．２Ｎ ………………………………………………………… １ 分３
假设不成立，两者发生相对滑动，杆和环的受力如图 ４ 所示
则 Ｍｇ－ｆ１＋ｆ２ ＝Ｍａ４，ｍｇ－ｆ２ ＝ｍａ５
解得 ａ４ ＝ －４ｍ ／ ｓ２，ａ ２５ ＝ －２ｍ ／ ｓ ……………………………………………… ２ 分
ｖ２ ｖ２
环相对杆向 Δｓ２ ＝ － …………………………………………………… １ 分２ａ５ ２ａ４
解得 Δｓ２ ＝ ２．４２ｍ
击打一次环相对杆下滑
Δｓ＝Δｓ２－Δｓ１
解得 Δｓ＝ ２．３８２ｍ＞０ ………………………………………………………… １ 分
故不可能通过多次击打使环到达 Ａ 端。
高三物理答案第４页（ 共４ 页）
{#{QQABSTYIKUQgoggCiIoAAABIAAQAQgCgCUUwwXQUiCgkOQkACAAACIAooOOAQFAAMMIAAAAgRBNABAA=}#}2024届河南省信阳市高三上学期一模
物理试题
注意事项：
1.答题前，考生务必将本人的姓名、准考证号等考生信息填写在答题卡上，并用2B 铅笔将准考证号填涂在相应位置。
2.选择题答案使用2B铅笔填涂，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号；非选择题答案使用0.5毫米的黑色墨水签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。
3.请按照题号在各题的答题区域(黑色线框)内作答，超出答题区域书写的答案无效
4.保持卡面清洁，不折叠，不破损。
第I 卷(选择题)
一、选择题(本题共11小题，每小题4分，共44分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求。第8~11题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。)
1.下列关于功和能的说法正确的是
A. 作用力做正功，反作用力一定做负功
B. 物体在合外力作用下做变速运动，动能一定发生变化
C. 系统的外力做功的代数和为零时，系统的动量守恒
D. 若物体除受重力外，还受到其他力作用时，物体的机械能也可能守恒
2. 如图所示是四只猴子“水中捞月”时的情景，它们将一根又直又高的树枝压弯，竖直倒挂在树梢上，从下到上依次为1、2、3、4号猴子。当1号猴子打算伸手捞水中"月亮"时，2号猴子突然两手一滑没抓稳，1号猴子扑通一声掉进了水里。假设2号猴子手滑前四只猴子都处于静止状态，其中1号猴子的质量为,其余三只猴子的质量均为m,重力加速度为g,那么在2号猴子手滑后的一瞬间
A.4号猴子的加速度为0 B.2 号猴子对3号猴子的作用力大小为
C.3 号猴子对4号猴子的作用力大小为 D.树枝对4号猴子的作用力大小为3mg
3.图甲为蹦极的场景，运动员及携带装备的总质量为75kg,弹性绳原长为10m。运动员从蹦极台自由下落，下落过程中的v-l图像如图乙所示。已知弹性绳的弹力与伸长量的关系符合胡克定律，重力加速度g 取10m/s ,下列说法正确的是
A.整个下落过程中，运动员及携带装备的重力先做正功后做负功
B.运动员及携带装备从静止开始下落10m 的过程中重力的冲量为750N·s
C.弹性绳的劲度系数约为150N/m
D.弹性绳长为24m 时，运动员的加速度大小约为5m/s
4.某学校门口的车牌自动识别系统如图所示，闸杆水平时距水平地面高为1m,可绕转轴O 在竖直面内匀速转动，自动识别区ab 到a'b'的距离为6.6m,汽车匀速驶入自动识别区，自动识别系统识别的反应时间为0.2s,闸杆转动的角速度为rad/s。若汽车可看成高1.6m的长方体，闸杆转轴O 与汽车左侧面的水平距离为0.6m,要使汽车顺利通过闸杆(车头到达闸杆处视为通过闸杆),则汽车匀速行驶的最大允许速度为
A.2m/s B.3m/s C.4m/s D.5m/s
5.姚明是我国优秀的篮球运动员。在某次比赛罚球过程中，第一次出手，篮球的初速度方向与竖直方向的夹角α=60°;第二次出手，篮球的初速度方向与竖直方向的夹角β=30°;两次出手的位置在同一竖直线上，结果两次篮球正好垂直撞击到篮板同一位置 C点。不计空气阻力，则从篮球出手到运动到点C 的过程中，下列说法正确的是
A. 前后两次运动时间的比值为:1 B. 前后两次上升的最大高度的比值为1:9
C. 在C 点时，两球的机械能相等 D. 两球的初动能相等
6.如图所示，用一个大小不变的力F 拉着滑块(视为质点)使其沿半径为R 的水平圆轨道匀速运动半周，若力F 的方向始终与其在圆轨道上作用点的切线成60°夹角，则力F做的功为
A. B.2FR C.FR D.FπR
7.如图所示，质量为2kg 的木板M 放置在足够大光滑水平面上，其右端固定一轻质刚性竖直挡板，能承受的最大压力为4N,质量为1kg的可视为质点物块m恰好与竖直挡板接触，已知 M、m间动摩擦因数μ=0.5,假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。初始两物体均静止，某时刻开始M受水平向左的拉力 F作用，F 与M 的位移x 的关系式为F=3+0.5x (其中，F 的单位为N,x 的单位为m), 重力加速度g=10m/s ,下列表述正确的是
A.m 的最大加速度为4m/s
B.m 的最大加速度为.5m/s
C.竖直挡板对 m 做的功最多为48J
D.当M 运动位移为24m 过程中，木板对物块的冲量大小为12N·s
8.人类设想在赤道平面内建造垂直于地面并延伸到太空的电梯，又称“太空电梯”如图甲所示。图乙中，图线A表示地球引力对航天员产生的加速度大小与航天员距地心的距离r的关系，图线B 表示航天员相对地面静止时而产生的向心加速度大小与r的关系。图乙中R (地球半径),。为已知量，地球自转的周期为T,引力常量为G, 下列说法正确的有
A.太空电梯处在r0位置内，航天员对电梯舱的弹力为零
B. 随着 r 的增大，航天员对电梯舱的弹力逐渐减小
C.地球的第一宇宙速度为
D.地球的质量为
9.如图所示，质量为2m,高为h, 倾角为θ的光滑斜面体A放在光滑的水平面上。质量为m的细长直杆B, 受固定的光滑套管C 约束，只能在竖直方向上自由运动。初始时，A在水平推力F作用下处于静止状态，此时B 杆下端正好压在A 的顶端。现撤去推力F,A、B便开始运动。重力加速度为g,则
A.推力 F 的大小为mgsinθ
B.运动过程中，B 对A 做正功
C.A、B组成的系统，水平方向上动量守恒
D.当杆的下端滑到斜面底端时，斜面体的速度大小
10.如图甲所示，质量为m 的物块静止在竖直放置的轻弹簧上(不相连),弹簧下端固定，劲度系数为k。t=0 时刻，对物块施加一竖直向上的外力F, 使物块由静止向上运动，当弹簧第一次恢复原长时，撤去外力F。从0时刻到F 撤去前，物块的加速度a随位移x 的变化关系如图乙所示。重力加速度为g忽略空气阻力，则在物块上升过程
A.外力 F 为恒力 B.物块的最大加速度大小为2g
C.外力F 撤去后物块可以继续上升的最大高度为 D.弹簧最大弹性势能为
11.两根长度均为l 的刚性轻杆，一端通过质量为m 的球形铰链连接，此球为A 球，另一端与质量均为m的 B、C小球相连。将此装置的两杆并拢，铰链向上竖直地放在桌上，右边距离C球l处有一面竖直墙面，因受微小扰动两杆分别向两边滑动，A 球下降，致使C 球与墙面发生弹性碰撞，两杆始终在同一竖直面内，不计一切摩擦，各球直径都比杆长l小得多，重力加速度取g,从A 球开始运动到A 球落地前瞬间这一过程，下列说法正确的是
A.整个运动过程中系统机械能守恒，系统水平方向动量守恒
B.C球碰撞竖直墙面前瞬间速度大小为
C.A 球落地前瞬间，三球速度相同
D.A 球落地前瞬间，A 球的速度方向沿斜左下方
第Ⅱ卷(非选择题)
二、非选择题
12.(9分)受天空课堂中王亚平测量聂海胜质量实验的启发，某实验小组设计类似测物体质量的实验。安装好如图甲实验装置，调节气垫导轨上的旋钮 P、Q使气垫导轨水平，滑块在O 点时弹簧处于原长。力传感器能采集弹簧的弹力，固定在滑块上的加速度传感器能采集滑块的加速度
(1)接通气源后，将滑块拉至A 点(图中未标出),OA 距离为5cm,此时力传感器的示数为0.60N,
则弹簧的劲度系数为 N/m。
(2)静止释放滑块后，根据传感器采集的数据绘制的a-E 图像如图乙所示，可知滑块与加速度传感器的总质量 kg。
(3)测出两调节旋钮 PQ 之间距离为L, 调节旋钮 Q, 使之比旋钮P 高出h,重绘a-F图像，纵轴截距为b,由此可知当地的重力加速度为 。
13. (6分)如图1所示是DIS“向心力实验器”,当质量为0.5kg的砝码随旋转臂一起在水平面内做圆周运动时，砝码所需的向心力可通过牵引杆由力传感器测得，旋转臂另一端的挡光杆每经过光电门一次，通过力传感器和光电门就同时获得一组向心力F 和挡光时间△t 的数据。
(1)用游标卡尺测得挡光杆的宽度为2.4mm,某次旋转过程中挡光杆的旋转半径为0.20m,经过光电门时的挡光时间为1.5×10-3s,则角速度= rad/s。(结果保留2位有效数字)
(2)保持挡光杆的旋转半径不变，以F 为纵坐标，以横坐标，可在坐标纸中描出数据点作
一条直线。作出的直线如图2所示，由此可得砝码做圆周运动的半径为 m (结果保留2位有效数字)。
14.(10分)深海中有一个大杀器：海底断崖，又叫“跃层”,“跃层”是海水参数随深度变化而显著变化的水层。当潜艇从高密度海域进入低密度海域时，潜艇的浮力会突然减少，这样潜艇就会急剧下沉，专业上称这种现象为“掉深”。“掉深”可能会导致潜艇的实际下潜深度超过设计下潜深度，造成潜艇破裂进水，结构解体。已知潜艇的质量为3000 t,正在水下200m 处水平运动，突然进入“跃层”以加速度a=1m/s 竖直向下落(水平速度很小，可以忽略不计)。潜艇指战员迅速采取措施，向外排出海水(其他因素忽略不计),8s后开始以向上的加速度 a2=1.25m/s 运动。已知重力加速度g=10m/s 。
(1)求“跃层”内海水密度与原来海水密度之比；
(2)采取措施排出海水后潜艇经过多长时间回到原来深度
15.(14分)如图所示，一质量为M=4kg 的门型框静止在倾角为θ=30°且足够长的粗糙斜面上，门型框与斜面间动摩擦因数,门型框内左侧为粘合性材料，右侧固定有劲度系数足够大的轻质弹簧。现将一质量m=2kg 的光滑小物块压紧弹簧并锁定装置，小物块到门型框左侧的距离L=1.35m,然后解除锁定，弹簧瞬间恢复形变(弹簧伸长量很小可以忽略不计)。小物块获得v0=5m/s 的速度脱离弹簧，不计空气阻力，g=10m/s 。求：
(1)弹簧恢复原长时门框速度；
(2)门型框与小物块相碰粘合后瞬间的速度大小并分析它们粘合之后的运动情况。
16.(17分)如图所示，直杆AB 质量为0.2kg,A端在上，B 端在下，距离A 点0.05m下方套有一个弹性圆环C。环C 的质量为0.1kg,与杆之间的最大静摩擦力为1.2N。现用手握住杆的B 端，保持手与杆间的最大静摩擦力为4N,同时用F=8N 的力竖直向下击打杆的A 端，击打的时间为0.19s。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g 取10m/s ,杆始终处于竖直状态，求：
(1)第一次击打结束时杆和环的速度的大小。
(2)击打1次后，环能否到达A 端 若击打力的大小和持续时间始终与第一次相同，再次击打前二者均已静止，能否通过多次击打，使环到达A 端 如果能，需要击打多少次 如果不能，说明理由。
