四川省 校（西区）2022-2023学年高一物理下学期3月月考试题（Word版附解析）

成都市实验外国语学校西区高一下学期3月月考物理试题考试时长：75分钟一、单选题（本题共7小题，每小题4分，共28分）1.物理学的发展促进了人类文明的进步，其中离不开科学家所做出的重要贡献．下列叙述符合物理学史实的是（）A.第谷利用“月-地检验”证实了万有引力定律的正确性B.牛顿发现了万有引力定律并成功地测出了引力常量的值C.卡文迪许利用扭秤实验测出了引力常量的值D.开普勒观测行星运动并积累大量数据，多年研究后揭示了行星运动的有关规律【答案】C【解析】【详解】A.牛顿利用“月-地检验”证实了万有引力定律的正确性，故A错误；BC.成功测出了引力常量值的是卡文迪许，卡文迪许利用扭秤实验测出了引力常量的值，故B错误，C正确；D.第谷观测行星运动并积累大量的数据，开普勒研究后揭示了行星运动的有关规律，故D错误。2.关于曲线及圆周运动，下列说法正确的是（）A.做曲线运动的物体，速度一定变化，但加速度可以不变B.分运动为两个匀变速直线运动，则合运动一定是曲线运动C.做圆周运动的物体，速度一定变化，向心加速度不一定变化D.做圆周运动的物体，如果速度大小不变，则加速度大小为零【答案】A【解析】【详解】A．做曲线运动的物体，速度的方向时刻发生变化，但加速度可以不变，比如平抛运动，加速度恒为重力加速度，故A正确；B．分运动为两个匀变速直线运动，当合加速度方向与合速度方向在同一直线上时，合运动是匀变速直线运动，故B错误；C．做圆周运动的物体，速度方向时刻发生，向心加速度的方向总是指向圆心，即向心加速度的方向时刻发生变化，故C错误；D．做圆周运动的物体，如果速度大小不变，加速度只改变速度方向，加速度大小不为零，故D错误。故选A。 3.如图，拖着旧橡胶轮胎跑是身体耐力训练的一种有效方法。如果某受训者拖着轮胎在水平直道上跑了200m，那么下列说法正确的是（　　）A.摩擦力对轮胎做了负功B.重力对轮胎做了正功C.拉力对轮胎不做功D.支持力对轮胎做了正功【答案】A【解析】【详解】A．轮胎受到地面的摩擦力方向水平向左，而位移水平向右，两者夹角为180°，则轮胎受到地面的摩擦力对轮胎做负功，故A正确；B．轮胎受到的重力竖直向下，而轮胎的位移水平向右，则轮胎在竖直方向上没有发生位移，重力不做功，故B错误；C．设拉力与水平方向的夹角为α，由于α是锐角，所以轮胎受到的拉力对轮胎做正功，故C错误；D．轮胎受到地面的支持力竖直向上，而轮胎的位移水平向右，则轮胎在竖直方向上没有发生位移，支持力不做功，故D错误。故选A。4.如图所示，某人向对面的山坡上水平抛出两个质量不等的石块，分别落到、两处。不计空气阻力，则落到处的石块（　　）A.初速度大，运动时间短B.初速度大，运动时间长C.初速度小，运动时间短D.初速度小，运动时间长【答案】A【解析】【详解】由题图可知，落在B处的石块竖直方向位移小，水平方向位移大，根据可知落到处石块运动时间短，根据 可知落到处的石块初速度大。故选A。5.小蜀同学用玩具汽车做实验。如图所示，汽车以恒定速率先后经过某凹形桥面和拱形桥面，凹形桥面最低点为A点，拱形桥面最高点为B点。下列说法正确的是（　　）A.生活中，同样材质修建的桥面，凹形桥面不容易损坏B.拱形桥的B点汽车速度越快，需要的向心力越小C.过A点时，汽车对桥面压力小于自身重力D.过B点时，汽车对桥面压力小于自身重力【答案】D【解析】【详解】A．汽车以恒定速率先后经过某凹形桥面和拱形桥面，在A点向心加速度向上，处于超重状态，在B点向心加速度向下，处于失重状态，故拱形桥面不容易损坏，故A错误；B．由向心力公式可知，汽车速度越快，需要的向心力越大，故B错误；C．在A点，根据牛顿第二定律得可知根据牛顿第三定律可知，汽车对桥面压力大于自身重力，故C错误；D．在B点，根据牛顿第二定律得可知根据牛顿第三定律可知，汽车对桥面压力小于自身重力，故D正确。故选D。6.新华社酒泉2022年11月30日电，中国第十艘载人飞船在极端严寒的西北戈壁星夜奔赴太空，神舟十五号航天员乘组于11月30日清晨入驻“天宫”，与神舟十四号航天员乘组相聚中国人的“太空家园”。已知空间站离地面的高度为h，地球的半径为R，地球表面的重力加速度为g，引力常量为G，忽略地球自转。若空间站可视为绕地心做匀速圆周 运动，则下列说法正确的是（　　）A.空间站的周期为B.空间站的线速度大小为C.空间站的角速度为D.空间站中的航天员在睡眠区睡眠时，他们相对于地心处于平衡状态【答案】AB【解析】【详解】A．由万有引力提供向心力，可得其中，在地球表面有解得A正确；B．由万有引力提供向心力，可得解得 B正确；C．由万有引力提供向心力，可得解得C错误；D．空间站中的航天员在睡眠区睡眠时，他们随空间站绕地心做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，处于完全失重状态，因此他们相对于地心不处于平衡状态，D错误。故选AB。7.如图为自行车气嘴灯及其结构图，弹簧一端固定在A端，另一端栓接重物，当车轮高速旋转时，重物由于离心运动拉伸弹簧后才使触点M、N接触，从而接通电路，LED灯就会发光。下列说法正确的是（　　）A.气嘴灯做圆周运动时，重物受到重力、弹力和向心力的作用B.气嘴灯运动至最低点时处于失重状态C.增大重物质量可使LED灯在较低转速下也能发光D.匀速行驶时，若LED灯转到最低点时能发光，则在最高点时也一定能发光【答案】C【解析】【详解】A．嘴灯做圆周运动时，重物受到重力、弹力的作用，合力提供向心力，故A错误；B．气嘴灯运动至最低点时合力向上，加速度向上，处于超重状态，故B错误；C．灯在最低点时 解得因此增大重物质量可使LED灯在较低转速下也能发光，选项C正确；D．灯在最低点时灯在最高点时匀速行驶时，在最低点时弹簧对重物的弹力大于在最高点时对重物的弹力，因此匀速行驶时，若LED灯转到最低点时能发光，则在最高点时不一定能发光，选项D错误；故选C。二、多选题（共3小题，每小题全对6分，不全对得3分）8.如图所示是修正带的内部结构示意图，工作时由于出带轮的运动，出带轮通过齿轮从而带动收带轮的运动。设出带轮半径为R，收带轮半径为r。某同学在使用修正带时，下列说法正确的是（　　）A.两轮转动方向相反B.两轮边缘角速度大小相等C.出带轮与收带轮角速度之比为D.出带轮与收带轮边缘向心加速度大小之比为【答案】AD【解析】【详解】A．出带轮通过齿轮带动收带轮运动，故两轮转动方向相反，A正确；BC．两轮边缘线速度大小相等，角速度与半径成反比，故出带轮与收带轮角速度之比为，BC错误； D．出带轮与收带轮边缘向心加速度可分别表示为，故出带轮与收带轮边缘向心加速度大小之比为，D正确。故选AD。9.如图，表面光滑的固定斜面顶端安装一定滑轮，小物块A、B用轻绳连接并跨过滑轮（不计滑轮的质量和摩擦）。初始时刻，A、B处于同一高度并恰好处于静止状态。剪断轻绳后A下落、B沿斜面下滑，则从剪断轻绳到物块着地，两物块（　　）A.B先落地B.速率的变化量相同C.重力做功平均功率相同D.重力做功相同【答案】BC【解析】【详解】设斜面倾角为，刚开始A、B处于静止状态，所以有所以A．剪断轻绳后A自由下落，B沿斜面下滑，A、B的加速度不同，B为，A为g，且A的位移较短，所以A所用时间一定短，即A先落地，故A错误；B．剪断轻绳后A自由下落，B沿斜面下滑，A、B都只有重力做功，根据动能定理得解得着地时速率则A、B速率的变化量相同，故B正确；C．A运动的时间为所以A重力做功的平均功率为 对B运动有解得所以B重力做功的平均功率为而所以重力做功的平均功率相等，故C正确。D．A、B重力不等，，竖直方向上位移相等，故重力做功不等，故D错误。故选BC。10.随着对宇宙的研究逐步开展，科学家已多次探测到引力波。这证实了爱因斯坦100年前的预测，弥补了爱因斯坦广义相对论中最后一块缺失的“拼图”。双星的运动是产生引力波的来源之一，假设宇宙中有一由a、b两颗星组成的双星系统，这两颗星在万有引力的作用下，绕它们连线的某一点做匀速圆周运动，a星的运行周期为T，a、b两颗星的距离为L，a、b两颗星的轨道半径之差为。已知a星的轨道半径大于b星的轨道半径，则（　　）A.b星的周期为B.b星的线速度大小为C.a、b两颗星的半径之比为D.a、b两颗星的质量之比为【答案】BD【解析】【分析】【详解】A．双星系统靠相互间的万有引力提供向心力，角速度大小相等，则周期相等，所以b星的周期为T，选项A错误；BC．根据题意可知 解得则b星的线速度大小a、b两颗星半径之比为选项B正确、C错误；D．双星系统靠相互间的万有引力提供向心力，角速度大小相等，向心力大小相等，则有maraω2＝mbrbω2解得选项D正确。故选BD。三、实验题（11题6分，12题9分，共15分）11.如图所示为“探究小球做匀速圆周运动时的向心加速度与转速、半径的关系”的实验装置．有机玻璃支架上固定一直流电动机，电动机转轴上固定一半径为r的塑料圆盘，圆盘中心正下方用细线连接一重锤，圆盘边缘连接一轻质细绳，细绳另一端连接一个小球．实验操作如下：①按如图所示组装好实验器材；②闭合电源开关，让小球做如图所示的匀速圆周运动，若不计一切阻力，当小球运动稳定时，调节水平激光笔2的高度和竖直激光笔1的位置，让激光恰好照射到小球的球心（如图中B点所示），用刻度尺测量小球做匀速圆周运动的半径R和球心到塑料圆盘的竖直高度h；③当小球某时刻经过图中A点时开始计时，并记录为第1次，当小球第k次经过A点时，所经历的时间为t；④切断电源，整理器材。 请回答下列问题：（1）小球做匀速圆周运动的向心力由________提供；A．重力B．绳的拉力C．绳的拉力的水平分力D．重力与绳的拉力的合力（2）若电动机的转速增大，激光笔1应________（选填“左移”或“右移”）；（3）小球做匀速圆周运动的向心加速度大小为________（用、、和表示）。【答案】①.CD##DC②.左移③.【解析】【详解】（1）[1]小球在水平面在匀速圆周运动，小球受到的合力提供向心力；由图可知小球受到重力和绳子拉力，绳子拉力的竖直分力与重力平衡，故小球做匀速圆周运动的向心力由重力与绳的拉力的合力提供，或由绳的拉力的水平分力提供。故选CD。（2）[2]设绳子与竖直方向的夹角为，以小球为对象，根据牛顿第二定律可得若电动机的转速增大，小球做匀速圆周运动的角速度增大，则绳子与竖直方向的夹角增大，故激光笔1应左移。（3）[3]由题意可知小球做匀速圆周运动的周期为则角速度为小球做匀速圆周运动的向心加速度大小为 12.在“研究小球平抛运动”的实验中：（1）如图甲所示的演示实验中，A、B两球同时落地，说明______A．平抛运动在竖直方向上做自由落体运动B．平抛运动的飞行时间只由高度决定C．平抛运动水平方向为匀速直线运动D．平抛运动的轨迹是一条抛物线（2）某同学设计了如下图乙的实验：将两个斜滑道固定在同一竖直面内，末端水平，滑道2与光滑水平板衔接，把两个质量相等的小钢球，从斜面的同一高度由静止同时释放，观察到两球在水平面相遇，这说明__________。（3）该同学采用频闪照相机拍摄到小球做平抛运动的照片如图丙所示，图中背景正方形方格的边长为L=4.9cm，A、B、C是小球的三个位置，取g＝9.80m/s2，照相机拍摄时每隔______s曝光一次；小球做平抛运动的初速度v0=_______m/s，小球运动到C点时的竖直分速度vcy=_______m/s。【答案】①.A②.平抛运动在水平方向上做匀速直线运动③.0.1④.1.47⑤.2.94【解析】【分析】 【详解】解：（１）[1]如图甲所示的演示实验中，小锤击打弹性金属片，B球水平抛出，同时A球被松开，做自由落体运动，A、B两球同时落地，说明B球在竖直方向上的运动规律与A球相同，即平抛运动在竖直方向上做自由落体运动，A正确，BCD错误。故选A。（２）[2]如图乙所示，把两个质量相等的小钢球，从斜面的同一高度由静止同时释放，观察到两球在水平面相遇，这说明平抛运动在水平方向上做匀速直线运动。（３）[3]由图丙可知，小球在竖直方向上有Δh=5L−3L=gT2解得照相机拍摄时每隔0.1s曝光一次。[4]小球在水平方向有Δx=v0T=3L[5]小球在B点时竖直方向的分速度所以小球在C点时竖直方向的分速度四、解答题（13题12分，15题12分，16题15分）13.如图所示，探月卫星的发射过程可简化如下：首先进入绕地球运行的“停泊轨道”，在该轨道的P处通过变速再进入“地月转移轨道”，在快要到达月球时，对卫星再次变速，卫星被月球引力“俘获”后，成为环月卫星，最终在环绕月球的“工作轨道”绕月飞行（视为圆周运动），对月球进行探测。“工作轨道”周期为T、距月球表面的高度为h，月球半径为R，引力常量为G，忽略其他天体对探月卫星在“工作轨道”上环绕运动的影响。（1）求探月卫星在“工作轨道”上环绕的线速度大小；（2）求月球的质量；（3）求月球的第一宇宙速度。 【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【详解】（1）探月卫星在“工作轨道”上做匀速圆周运动，有（2）探月卫星在“工作轨道”上做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，有可得（3）月球的第一宇宙速度等于“近地卫星”的环绕速度，设其质量为，则有联立，可得14.如图甲所示，在水平路段AB上有一质量为2×103kg的汽车，正以10m/s的速度向右匀速运动，汽车前方的水平路段BC较粗糙，汽车通过整个ABC路段的v－t图像如图乙所示（在t＝15s处水平虚线与曲线相切），运动过程中汽车发动机的输出功率保持20kW不变，假设汽车在两个路段上受到的阻力（含地面摩擦力和空气阻力等）各自有恒定的大小。求：（1）汽车在AB路段上运动时所受的阻力Ff1；（2）汽车刚好到达B点时的加速度a；（3）BC路段的长度。 【答案】（1）2000N；（2）－1m/s2；（3）68.75m【解析】【分析】【详解】（1）汽车在AB路段时，有F1＝Ff1P＝F1v1Ff1＝联立解得Ff1＝2000N（2）t＝15s时汽车处于平衡状态，有F2＝Ff2P＝F2v2Ff2＝联立解得Ff2＝4000Nt＝5s时汽车开始做减速运动，有F1－Ff2＝ma解得a＝－1m/s2（3）由动能定理得PΔt－Ff2x＝mv22－mv12解得x＝68.75m15.如图，水平放置的圆盘半径为，在其边缘C点固定一个高度不计的小桶，在圆盘直径CD的正上方放置一条水平滑道AB，滑道与CD平行。滑道右端B与圆盘圆心O在同一竖直线上，其高度差为。在滑道左端静止放置质量为的物块（可视为质点），物块与滑道间的动摩擦因数为。当用一大小为的水平向 右拉力拉动物块的同时，圆盘从图示位置以角速度，绕穿过圆心O的竖直轴匀速转动。拉力作用一段时间后撤掉，物块在滑道上继续滑行，由B点水平抛出，恰好落入小桶内。重力加速度取。（1）求物块离开滑道边缘B处的速度大小；（2）物块落入桶中后如果随圆盘一起以匀速转动，求小桶给物块的作用力大小；（3）若拉力F作用时间最短，求所需滑道的长度；【答案】（1）2m/s；（2）；（3）0.8m【解析】【详解】（1）物块由B点抛出后做平抛运动，在竖直方向有在水平方向有物块离开滑到的速度（2）小桶水平方向给物块的作用力提供向心力，有竖直方向给物块作用力与重力等大反向，即为则小桶给物块的作用力（3）拉动物块时的加速度，由牛顿第二定律得 圆盘转过一周时落入，拉力作用时间最短；盘转过一圈的时间物块在滑道导航先加速后减速物块滑行时间、抛出在空中时间与圆盘周期关系由上面两式联立得物块加速阶段的位移滑块在木板上全过程动能定理则板长为