四川省成都市成华区某重点校2022-2023学年高一物理下学期6月月考试题（Word版附解析）

2022-2023学年度（下）阶段性考试（三）高2022级物理一、单选题（共10小题，每题3分，共30分）1.如图所示，一物体在水平恒力的作用下沿光滑水平面做曲线运动，当物体从M点运动到N点时，其速度方向恰好改变了90°，则物体从M点到N点的运动过程中，物体的速度将（　　）A.不断增大B.不断减小C.先增大后减小D.先减小后增大【答案】D【解析】【详解】其速度方向恰好改变了90°，可以判断恒力方向应为右下方，与初速度的方向夹角要大于90°小于180°才能出现末速度与初速度垂直的情况，因此恒力先做负功，当达到速度与恒力方向垂直后，恒力做正功，动能先减小后增大。故选D。2.如图所示，一小船由A点开始划船渡河，船头指向与河岸垂直。已知船速和水流的速度均恒定，则下列说法正确的是（　　）A.小船的运动轨迹是曲线B.若只增大水流速度，则小船到达对岸的时间将不变C.船速对渡河时间没有影响D.若船头偏向上游，则小船一定能到达正对岸的B点【答案】B【解析】【详解】A．两个匀速直线运动合成之后的合运动还是匀速直线运动，所以小船的运动轨迹是直线，故A错误； BC．由于船头指向与河岸垂直,所以小船的渡河时间为所以水流速度对渡河时间没有影响，小船到达对岸的时间将不变，船速对渡河时间有影响B正确，C错误；D．当船的速度小于水流的速度，不论船头朝向哪个方向，都不可能到达正对岸的B点，故D错误。故选B。3.如图甲所示，近年来无人机已越来越频繁应用在物流配送场景，包括应急救援、冷链、物资运送。某次配送物资无人机在飞行过程中，水平方向速度及竖直方向与飞行时间t的关系图像如图乙、图丙所示。关于该无人机运动，下列说法正确的是（　　）A.在0~2s内，无人机做匀变速曲线运动B.在第2s末，无人机运动到最高点C.在第4s末，无人机速度大小为7m/sD.在2〜6s内，无人机做匀变速曲线运动【答案】D【解析】【详解】A．根据图像可知，在0〜2s时间内，无人机在水平方向与竖直方向上均做初速度为0的匀加速直线运动，则合运动为匀加速直线运动，选项A错误；B．根据图像可知，0〜6s时间内，无人机竖直方向速度一直为正值，即一直向上运动，可知，在第2s末无人机运动没有运动到最高点，选项B错误；CD．根据图像可知2〜6s时间内，无人机在水平方向做匀速直线运动，，竖直方向上做匀减速直线运动，通过图像可知第4s末，速度为，合速度为可知无人机做匀变速曲线运动，选项C错误，D正确； 故选D。4.如图所示，小球在竖直放置的光滑圆形管道内做圆周运动，下列说法正确的有（　　）A.小球通过最高点的最小速度为B.小球在水平线ab以上管道中运动时，内侧管壁对小球一定有作用力C.小球在水平线ab以下管道中运动时，外侧管壁对小球一定有作用力D.若在最高点管道对小球施加弹力大小为，则这个力的方向可能向上【答案】C【解析】【详解】A．小球在竖直放置的光滑圆形管道内做圆周运动，小球通过最高点的最小速度为0，故A错误；B．小球在水平线ab以上管道中运动时，若小球运动的速度较大时，即小球重力沿半径方向的分力不足以提供向心力时，内侧管壁对小球没有作用力，故B错误；C．小球在水平线ab以下管道中运动时，由于小球重力沿半径方向的分力背向圆心，则外侧管壁对小球一定有指向圆心的作用力，故C正确；D．小球经过最高点，当小球速度为零时，管道对小球向上的弹力最大，大小为；若在最高点管道对小球施加弹力大小为，则这个力的方向一定向下，故D错误。故选C。5.如图所示，半径为R的半球形陶罐和陶罐内的物块（视为质点）绕竖直轴从静止开始缓慢加速转动，当达到某一角速度时，物块受到的摩擦力减为零，此时物块和陶罐球心O点的连线与之间的夹角为，此后保持该角速度做匀速圆周运动，重力加速度大小为g，下列说法正确的是（　　） A.物块匀速转动的周期为B.物块匀速转动的线速度大小为C.物块匀速转动的角速度大小为D.若继续增大转动的速度，物块有下滑的趋势【答案】C【解析】【详解】ABC．物块做匀速圆周运动的半径为由题意可知此时物块所受支持力和重力的合力恰好提供向心力，如图所示。设物块匀速转动的角速度为ω，则有解得则物块匀速转动的周期为线速度大小为故AB错误，C正确； D．若继续增大转动的速度，物块所受支持力和重力的合力不足以提供向心力，物块将受到沿内壁切线向下的摩擦力，即物块有上滑趋势，故D错误。故选C。6.2022年11月29日，神舟十五号飞船在酒泉发射成功，次日凌晨对接于空间站组合体前向对接口．至此，中国空间站实现了“三大舱段”+“三艘飞船”的最大构型，天和核心舱、问天实验舱、梦天实验舱、天舟五号货运飞船、神舟十四号、神舟十五号载人飞船同时在轨．神舟十五号航天员顺利进驻中国空间站，与神舟十四号的三名航天员实现了首次“太空会师”．空间站绕地球的运动可以看作匀速圆周运动，已知空间站离地面高度约为，地球半径约为，下列说法正确的是（）A.神舟十五号飞船运载火箭发射过程中，航天员处于完全失重状态B.中国空间站的运行周期大于地球自转周期C.空间站运行的向心加速度与地球表面重力加速度之比约为D.考虑稀薄大气阻力，若空间站没有进行动力补充，运行速度会越来越小【答案】C【解析】【详解】A．神舟十五号飞船运载火箭发射过程中，加速度向上，航天员处于超重状态，故A错误；B．根据可得 可知空间站的运行周期小于同步卫星的运行周期，又因为同步卫星的运行周期等于地球自转的周期，故B错误；C．根据空间站运行的向心加速度与地球表面重力加速度之比约为故C正确；D．考虑稀薄大气阻力，若空间站没有进行动力补充，将会做近心运动，引力做正功，运行速度会越来越大，故D错误。故选C。7.如图，棱长为a、大小形状相同的立方体木块和铁块，质量为m的木块在上、质量为M的铁块在下，正对用极短细绳连结悬浮在在平静的池中某处，木块上表面距离水面的竖直距离为h。当细绳断裂后，木块与铁块均在竖直方向上运动，木块刚浮出水面时，铁块恰好同时到达池底。仅考虑浮力，不计其他阻力，则池深为（　　）A.B.C.D.【答案】D【解析】【详解】设铁块竖直下降的位移为d，对木块与铁块系统，系统外力为零，由动量守恒（人船模型）可得 池深解得D正确。故选D。8.如图所示，某人用水管冲洗竖直墙面，水龙头的流量（单位时间流出水的体积）可视为一定，水管的入水口与水龙头相连接，水从出水口水平出射，水打到墙面后不反弹顺墙面流下。若用手挤压出水口，使出水口的横截面积变为原来的一半，则被水流冲击部分的墙面所受压强约为原先的多少倍（　　）A.1B.2C.4D.8【答案】C【解析】【详解】由题知，水龙头的流量（单位时间流出水的体积）可视为一定，设为，水流速度为，横截面积为，则有设时间内有V体积的水打在煤层上，则这些水的质量为以这部分水为研究对象，它受到煤层的作用力为F，以水运动的方向为正方向，由动量定理有解得则被水流冲击部分的墙面所受压强可知压强正比于水流速度平方；当出水口的横截面积变为原来的一半时，设此时水流速度为，则有 解得可知水流速度变化原来的2倍，根据压强正比于水流速度的平方，当出水口的横截面积变为原来的一半时，则被水流冲击部分的墙面所受压强约为原先的4倍。故选C。9.如图所示，质量为的金属环和质量为的物块通过光滑铰链用长为的轻质细杆连接，金属环套在固定于水平地面上的竖直杆上，物块放在水平地面上，原长为的轻弹簧水平放置，右端与物块相连，左端固定在竖直杆上点，此时轻质细杆与竖直方向夹角。现将金属环由静止释放，下降到最低点时变为60°。不计一切阻力，重力加速度为，则在金属环下降的过程中，下列说法中正确的是（　　）A.金属环和物块组成的系统机械能守恒B.金属环的机械能先增大后减小C.达到最大动能时，对地面的压力大小为D.弹簧弹性势能最大值为【答案】D【解析】【详解】A．在金属环下滑的过程中，弹簧逐渐伸长，对金属环和物块组成的系统，弹簧弹力做负功，系统机械能减小，A错误；B．对金属环和物块及弹簧组成的系统，机械能守恒。在金属环下滑的过程中，物块的动能先增大，说明A受到杆的力方向斜上方，杆的力做负功，机械能减小，A的动能先增大后减小，说明后来杆对A在竖直方向上的分力大于A的重力且做减速，所以杆给的力还是斜上方，即杆的力还是做负功，所以金属环的机械能一直减小，B错误；C．达到最大动能时，A的加速度为零，则金属环和物块组成的系统在竖直方向加速度为零，对系 统受力分析可得，此时物块受到的地面支持力大小等于金属环和物块的总重力，即C错误；D．当金属环下滑到最低点时，弹簧的弹性势能最大，对金属环和物块及弹簧组成的系统，根据机械能守恒D正确。故选D。10.在冰壶比赛中，某队员利用红壶去碰撞对方的蓝壶，两者在大本营中心发生对心碰撞如图（a）所示，碰撞前后两壶运动的v—t图线如图（b）中实线所示，其中红壶碰撞前后的图线平行，两冰壶质量相等，则（　　）A.碰后红壶将被反弹回来B.碰后蓝壶速度为0.8m/sC.碰后蓝壶移动的距离为2.4mD.碰后红壶所受摩擦力小于蓝壶所受的摩擦力【答案】B【解析】【详解】AB．由图可知，碰前红壶的速度v0＝1.0m/s，碰后速度为v′0＝0.2m/s，碰后红壶沿原方向运动，设碰后蓝壶的速度为v，取碰撞前红壶的速度方向为正方向，根据动量守恒定律可得mv0＝mv′0+mv代入数据解得v＝0.8m/s由于 碰撞过程机械能有损失，碰撞为非弹性碰撞，A错误，B正确；C．根据速度图像与坐标轴围成的面积表示位移，可得，碰后蓝壶移动的位移大小C错误；D．根据图像的斜率表示加速度，可知碰后红壶的加速度大于蓝壶的加速度，两者的质量相等，由牛顿第二定律可知，碰后红壶所受摩擦力大于蓝壶所受的摩擦力，D错误。故选B。二、多选题（共6小题，每题5分，共30分。全部选对得5分，选对但不全得3分，有选错或不选得0分）11.新一代载人运载火箭的研制将使我国具备在2030年前载人登陆月球的能力，若在将来某次登月过程中，先将一个载人飞船送入环月球圆轨道Ⅲ，飞船绕月球运行多圈后，然后经点火使其沿椭圆轨道Ⅱ运行，最后再次点火将飞船送入圆轨道Ⅰ，轨道Ⅰ、Ⅱ相切于Q点，轨道Ⅱ、Ⅲ相切于P点，下列说法正确的是（　　）A.飞船在P点应点火加速使飞船从轨道Ⅲ进入轨道ⅡB.飞船在Q点的加速度大于在P点的加速度C.飞船在轨道Ⅰ上的角速度大于在轨道Ⅲ上的角速度D.飞船从轨道Ⅱ上的P点运动到Q点的过程中，速度逐渐减小【答案】BC【解析】【详解】A．飞船在P点应点火减速使飞船做近心运动，从轨道Ⅲ进入轨道Ⅱ，A错误；B．根据可知，到月心的距离越大，加速度越小，B正确； C．由可知，飞船在轨道Ⅰ上的角速度大于在轨道Ⅲ上的角速度，C正确；D．根据开普勒第二定律可知，飞船从轨道Ⅱ上的P点运动到Q点的过程中，速度逐渐增大，D错误。故选BC。12.如图所示，某次训练中，一运动员将排球从A点水平击出，排球击中D点；另一运动员将该排球从位于A点正下方的B点斜向上击出，最高点为C，排球也击中D点。已知B、D等高，A、C等高，不计空气阻力，下列说法正确的是（　　）A.两过程中，排球的飞行时间B.前一个过程中，排球击中D点时的速度较大C.两过程中，排球的水平初速度大小一定相等D.两过程中，排球击中D点时重力功率相等【答案】BD【解析】【详解】A．根斜上抛运动的对称性知，上升时间等于下降时间，而且斜上抛运动的后半部分（从最高点到落地点）就是平抛运动，又A点和C点等高，由可知从B点抛出的排球运动时间是从A点抛出的排球运动时间的两倍，故A错误；BC．设第一个过程中的初速度为，第二个过程中的初速度为。其中需要分解成和，如图1所示由斜上抛运动的对称性，可得 由于不知道最大高度和水平射程的大小关系，算不出与的关系，也就得不出和的大小关系。A、C等高，由平抛运动有在D点，第一个过程的速度如图2所示第二个过程的速度如图3所示第一次抛出时的初速度大于第二次最高点的速度，且是相等的，可见第一个过程中，排球击中D点时的速度较大，故B正确、C错误；D．由分析可知两排球击中D点时重力的瞬时功率相等，故D正确。故选BD。13.如图所示，倾角为37°的传送带以4m/s的速度沿逆时针方向传动。已知传送带的上、下两端间的距离为L=7m。现将一质量m=0.4kg的小木块放到传送带的顶端，使它从静止开始沿传送带下滑，已知木块与传送带间的动摩擦因数为μ=0.25，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取g=10m/s2。则（　　） A.木块在传送带上一直以8m/s2的加速度匀加速直线运动直到从下端离开传送带B.木块在传送带上运动的时间是1.5sC.木块从顶端滑到底端的过程传送带对木块做的功是-5.6JD.木块从顶端滑到底端产生的热量是2.4J【答案】BD【解析】【详解】A．木块开始下滑时有解得加速至的位移则之后有解得可知，木块在传送带上先以8m/s2的加速度匀加速直线运动下滑，后以4m/s2的加速度匀加速直线运动下滑，直到从下端离开传送带，A错误；B．木块以8m/s2的加速度匀加速直线运动下滑过程有之后以4m/s2的加速度匀加速直线运动下滑过程有解得则木块在传送带上运动的时间是1.5s，B正确；C．木块从顶端滑到底端的过程传送带对木块做的功即为传送带对木块的摩擦力做的功，则有 解得C错误；D．木块以8m/s2的加速度匀加速直线运动下滑过程的相对位移木块以4m/s2的加速度匀加速直线运动下滑过程的相对位移木块从顶端滑到底端产生的热量D正确。故选BD。14.一辆汽车从静止开始沿平直路面运动。运动过程中牵引力F及加速度a与汽车速度v的关系图线分别如图甲、乙所示，已知汽车所受阻力保持恒定，汽车速度由10m/s增至24m/s的过程中功率保持不变，该过程中汽车的位移为1252m，下列说法正确的是（　　）A.甲图中A点坐标为2500B.汽车的质量为C.汽车的速度为20m/s时的加速度为D.汽车从静止到速度刚达到24m/s经过的时间为72s【答案】AC【解析】【详解】A．由图像乙可知，初始时汽车加速度不变，所以汽车为恒加速度启动，当汽车速度达到10m/s时，汽车的功率达到额定功率，即 由图像甲和图像乙可知，图中A点时汽车达到最大速度，即此时汽车牵引力等于阻力，也就是A点的数值，有解得所以A点的坐标为2500，故A项正确；B．在汽车做匀加速直线运动过程中，有解得故B项错误；C．当汽车的速度为20m/s时，设此时牵引力为，有解得故C项正确；D．汽车由静止到10m/s由由10m/s到24m/s有故D项错误。故选AC。15.一个质量为60kg的端床运动员，从离水平网面某高处自由下落，着网后沿竖直方向端回到空中。用摄 像机录下运动过程，从自由下落开始计时，取竖直向下为正方向，用计算机作出图像如图所示，其中和为直线，，不计空气阻力，取重力加速度。从自由下落开始到蹦至离水平网面最高处的过程中，下列说法正确的是（）A.网对运动员的平均作用力大小为1950NB.运动员动量的变化量为C.弹力的冲量大小为D.运动员所受重力的冲量大小为【答案】AD【解析】【详解】A．由自由落体运动可知在时间内，网对运动员有作用力，根据动量定理得其中，，，得网对运动员的平均作用力大小为1950N，A正确；B．从自由下落开始到蹦至离水平网面最高处的过程中，运动员动量的变化量为0，B错误；C．弹力的冲量大小为C错误；D．运动员所受重力的冲量大小与弹力对运动员的冲量大小相等，即，D正确。故选AD。16.一带有半径足够大的光滑圆弧轨道的小车的质量，小车静止在光滑水平地面上，圆弧下端水 平。有一质量的小球以水平初速度从圆弧下端滑上小车，如图所示，取水平向左为正方向。，则（　　）A.在小球滑到最高点的过程中，小球与小车组成的系统动量守恒B.小球沿圆弧轨道上升的最大高度为C.小球离开小车时的速度为D.小球从滑上小车到离开小车的过程中对小车做的功为【答案】BCD【解析】【详解】A．小球与小车组成的系统在水平方向受合外力是零，在竖直方向受合外力不是零，因此系统只在水平方向动量守恒，A错误；B．系统在水平方向动量守恒，由动量守恒定律可得系统的机械能守恒当时，最大，则有高度h最大，联立解得B正确；C．设小球离开小车时的速度为v3，小车的速度为v4，取水平向左为正方向，系统在水平方向动量守恒和系统的机械能守恒，则有联立解得 小球的速度方向向右，是负值，因此C正确；D．小球离开小车时小车在水平方向的速度为，由动能定理可得小球对小车做的功为D正确。故选BCD。三、实验题（共18分，每空3分）17.探究小组利用传感器研究小球在摆动过程中的机械能守恒规律，实验装置如图所示。在悬点处装有拉力传感器，可记录小球在摆动过程中各时刻的拉力值。小球半径、摆线的质量和摆动过程中摆线长度的变化可忽略不计。实验过程如下：（1）测量小球质量m，摆线长L，重力加速度g已知。（2）将小球拉离平衡位置某一高度h处无初速度释放，在传感器采集的数据中提取最大值为F，小球摆到最低点时的速度的表达式为___________（用上面给定物理量的符号表示）。 （3）改变高度h，重复上述过程，获取多组摆动高度h与对应过程的拉力最大值F的数据，在F-h坐标系中描点连线。 （4）通过描点连线，发现h与F成线性关系，如图所示，可证明小球摆动过程中机械能守恒。（5）根据F-h图线中数据，可求得小球质量m=___________ kg，摆线长L=___________m。（重力加速度g=10m/s2）【答案】①.②.0.12③.1.5【解析】【详解】（2）[1]小球摆到最低点时，根据牛顿第二定律有解得（5）[2][3]在（4）中明确说明了机械能守恒，则有 ，联立可得则根据图像有，解得，18.实验小组采用图甲所示常规方案验证动量守恒定律，实验完成后，该小组将水平木板改为竖直木板再次实验，如图乙所示，B、B′两点在同一水平线上，A、B两小球半径均相同，质量分别为mA和mB。（1）组装实验装置时，斜槽末端______（选填“需要”或“不需要”）保持水平。（2）选择A、B两小球的原则是______。A．应选择质量大、体积小的刚性小球进行实验，两球质量满足mA>mBB．为了防止小球打坏木板，应选择质量小、体积大的软质小球，实验两球质量满足mA<mB（3）正确选择器材后采用图甲所示装置，实验中还必须测量的物理量是OM、OP和ON。（4）正确选择器材后采用图乙所示装置实验，下列说法正确的是______。A．必需测量B′N、B′P和B′M的距离B．必需测量BN、BP和BM的距离C．若，则表明此碰撞动量守恒D．若，则表明此碰撞动量守恒【答案】①.需要②.A③.AD##DA【解析】 【详解】（1）[1]本实验需要小球从斜槽末端离开后做平抛运动，所以斜槽末端需要保持水平。（2）[2]为了使两球碰撞后A球不反弹，两球质量满足mA>mB，为了减小空气阻力对实验的影响，两小球都应该选择质量大、体积小的刚性小球进行实验。故选A（3）[3]采用图甲装置实验时，两小球下落高度相同，所以做平抛运动的时间相同，而两小球碰撞前后的速度分别正比于对应的水平位移大小，所以在验证动量守恒表达式时可直接代入水平位移来间接代替速度，则实验中还必须测量的物理量是OM、OP和ON的距离。（4）[4]采用图乙装置实验时，设A与B碰撞前瞬间的速度为v1，碰后瞬间二者的速度分别为v1′和v2′，根据动量守恒定律和机械能守恒定律分别得     联立解得，两小球做平抛运动的水平位移相同，水平初速度与运动时间成反比，而下落高度越大运动时间越长，则可知P点是A单独抛出时在竖直木板上的撞击点，M、N点分别是A与B碰撞后在各自在竖直木板上的撞击点，根据平抛运动规律可得 ， ，联立可得   若在误差允许范围内成立，则表明此碰撞动量守恒，且要验证上式，必需测量B′N、B′P和B′M的距离。故选AD。三、解答题（共22分）19.如图所示，轻质弹簧一端固定在墙壁上的O点，另一端自由伸长到A点，OA之间的水平面光滑，固定曲面在B处与水平圆平滑连擦，AB之间的距离。的小物块开始时静置于水平面上的B点，物块与水平面间的动摩擦因数。现给物块一个水平向左的初速度，重力加速度y 取10m/s2，求；（1）求弹簧被压缩到最短时所具有的弹性势能；（2）求物块返回B点时的速度大小；（3）若物块能冲上曲面的最大高度，求物块沿曲面上滑过程所产生的热量Q。【答案】（1）1.7J；（2）3m/s；（3）0.3J【解析】【详解】（1）从向左经过B到将弹簧压到最短过程，根据动能定理有代入数据解得（2）从向左经过B开始到向右返回B过程，根据动能定理有代入数据解得（3）对从向右经过B到最高点过程，根据能量守恒定律有解得20.质量为的木块B上有一处于竖直平面内、半径的圆弧轨道为圆心，水平，最低点a到水平地面的高度。质量为的小球C（可视为质点）静止在a点处，质量的小滑块A静止在地面上。现对A施加一大小为324N、方向水平向右的恒定推力F，A滑行距离时立即撤去力F，撤去后瞬间A与B发生弹性正碰（碰撞时间极短）。已知重力 加速度g取，不计一切摩擦。求：（1）A与B碰撞前A滑行的时间t和碰撞前瞬间A的速度大小；（2）C离开a点后能上升的最大高度H；（3）C在轨道上运动过程中相对地面的最大速度和C落地时与B右侧之间的距离x。【答案】（1），；（2）1.44m；（3）1.2m【解析】【详解】（1）在力F作用下，A做初速度为零的匀加速直线运动，设A的加速度大小为a，则有，根据牛顿第二定律有解得（2）A与B发生弹性正碰，设碰后瞬间A、B的速度分别为，取向右为正方向，根据动量守恒和能量守恒有，解得C离开a点后到上升至最大高度过程中，B和C组成的系统在水平方向上动量守恒，设水平方向上B和C共速时的速度为v，取向右为正方向，则有 由系统机械能守恒有解得（3）由于，小球C从b处飞出，相对于B做竖直上抛运动，又落回b处，当C回到a点时C在轨道上运动相对地面的速度最大，设C回到a点时B的速度为，取向右为正方向，则有，解得C从a点飞出后做平抛运动，则有C落地时与B右侧之间的距离解得