（新高考）2022届高三物理上学期第一次月考备考A卷（带解析）

（新高考）此卷只装订不密封班级姓名准考证号考场号座位号此卷只装订不密封班级姓名准考证号考场号座位号2021-2022学年上学期高三第一次月考备考金卷物理（A）注意事项：1．答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试题卷和答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。2．选择题的作答：每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。3．非选择题的作答：用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。4．考试结束后，请将本试题卷和答题卡一并上交。一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1．下列关于物理学史的说法中错误的是()A．伽利略不仅确立了描述运动的基本概念，而且提出了将数学推理和实验相结合的硏究方法B．牛顿三大运动定律，奠定了力学的基础C．开普勒经过几十年的长期观察，归纳总结出了开普勒三定律D．卡文迪许通过实验，测量出万有引力常量，被称为“称量地球质量的人”【答案】C【解析】伽利略不仅确立了描述运动的基本概念，而且研究了自由落体运动，并提出了理想化物理实验，将数学推理和实验相结合，奠定了整个物理学科学研究的基础，A项正确；牛顿的三大运动定律，奠定了整个力学的基础，B项正确；第谷经过几十年的长期观察，积累了大量的天文学数据，其学生开普勒归纳总结出了开普勒三定律，C项错误；卡文迪许通过实验，测量出万有引力常量，由，可知，故卡文迪许被称为“称量地球质量的人”。 2．如图所示的容器内盛有水，器壁AB部分是一个平面且呈倾斜状，有一个小物块P处于图示位置并保持静止状态，则该物体()A．可能受四个力作用B．可能受三个力作用C．一定受四个力作用D．一定受三个力作用【答案】A【解析】物体一定受到地球的吸引而产生的重力，同时因为排开一定质量的液体，故一定受浮力，若浮力大小等于重力，则二者可以平衡，物体与AB间没有相互作用，故可能受两个力作用；若浮力大于重力，则物体一定会受AB对P的弹力，由于弹力垂直于接触面向下，物体只有受到向下的摩擦力才能受力平衡，故物体可能受四个力。故选A。3．2021年8月滑板运动在奥运会上完成首秀，我国16岁的滑板选手曾文惠成为第一位进入奥运滑板决赛的中国运动员。研究运动员在滑板上跳起至落回动作，下列说法正确的是()A．运动员和滑板都可以视为质点B．运动员与滑板的分离时间与滑板速度无关C．运动员和滑板在此过程中的加速度相等D．运动员和滑板的位移在此过程中始终保持相等【答案】B【解析】运动员的肢体动作、滑板的角度变化对成绩的评定有影响，故运动员和滑板不可以视为质点，A错误；运动员在竖直方向做竖直上抛运动，与滑板的分离时间为该时间与滑板速度无关，B正确；运动员与滑板在水平方向 运动情况相同，加速度相同，但运动员还具有竖直方向的加速度，故两者的加速度不相等，C错误；运动员的位移从斜向上再转向水平，而滑板的位移始终沿水平方向，最终两者位移相等，故在此过程中位移并不始终保持相等，D错误。4．如图所示，在倾角为30°的光滑斜面上，一质量为0.5kg的小车的支架上用轻绳连接着质量也为0.5kg的小球，小车在沿斜面向下的外力F作用下下滑，在小车下滑的过程中，轻绳恰好处于水平，g取10m/s2，则下列说法正确的是()A．轻绳的拉力大小为5NB．轻绳的拉力大小为10NC．外力F为15ND．外力F为20N【答案】C【解析】取小球为研究对象，由牛顿第二定律得，，解得，，小球与小车相对静止一起下滑，具有共同的加速度，则小车的加速度大小也为20m/s2。将小车和小球视为整体，在沿斜面方向根据牛顿第二定律有，代入数据解得，故选C。5．如图是传感器记录的某物体在恒力作用下沿x轴运动的x－t图象，已知图象为一条抛物线，下列说法正确的是()A．物体做曲线运动B．物体前5s内的平均速度为1.4m/sC．物体运动的初速度为9m/sD．物体做匀变速直线运动，加速度大小为2m/s2【答案】D 【解析】位移时间图像表示物体的运动的规律，不是物体的运动轨迹，所以A错误；根据图线可知内，故B错误；在内，内，联立求解得，，故C错误，D正确。6．汽车在水平面上转弯时，可以将汽车转弯看作匀速圆周运动。已知汽车的质量为m，汽车发动机提供的动力为F，汽车与地面的阻力为汽车重力的k倍，径向动摩擦因数为μ，弯道的曲率半径为R，空气阻力忽略不计，最大静摩擦力约等于滑动摩擦力。下列说法正确的是()A．汽车所受合外力为零B．汽车所受摩擦力与阻力的矢量和提供圆周运动的向心力C．汽车过弯道的最大速D．汽车匀速过弯时，动力【答案】C【解析】汽车做圆周运动，径向方向上合外力提供圆周运动的向心力，合外力不为零，故A错误；径向方向上静摩擦力提供圆周运动的向心力，故B错误；当发生相对运动的瞬间，径向方向上最大静摩擦力提供圆周运动的向心力，摩托车过弯道的最大速度为，C正确；汽车速度大小没有发生变化，切向方向上二力平衡，故D错误。7．如图所示，长木板AB倾斜放置，板面与水平方向的夹角为θ，在板的A端上方P点处，以大小为v0的水平初速度向右抛出一个小球，结果小球恰好能垂直打在板面上；现让板绕A端顺时针转过一个角度到图上虚线的位置，要让球从P点水平抛出后仍能垂直打在板面上，则水平位移x及抛出的水平速度v。不计空气阻力，则()A．x变大，v大于v0 B．x变小，v小于v0C．x变大，v等于v0D．x变化不确定，与v大小关系不确定【答案】A【解析】设板与水平方向的夹角为θ，将速度进行分解如图所示，根据几何关系得，水平方向有，则，联立可得，让板绕A端顺时针转过一个角度到图上虚线的位置，θ增大，由图可知x增大、故初速度v0增大，即v＞v0，故A正确，BCD错误。8．2021年5月15日7时18分，天问一号成功着陆于火星乌托邦平原南部预选着陆区。如图所示，“天问一号”被火星捕获之后，需要在近火星点P变速，进入环绕火星的椭圆轨道。则关于“天问一号”，下列说法中正确的是()A．由轨道Ⅰ进入轨道Ⅱ需要在P点加速B．在轨道Ⅰ上经过P点时的加速度大于在轨道Ⅱ上经过P点时的加速度C．在轨道Ⅰ上运行周期小于在轨道Ⅱ上运行周期D．在轨道Ⅰ上运行时的机械能大于在轨道Ⅱ上运行时的机械能【答案】D【解析】由轨道Ⅰ进入轨道Ⅱ需要在P点减速，故A错误；在轨道Ⅰ上经过P点时的加速度等于在轨道Ⅱ上经过P点时的加速度，都是由万有引力提供向心力，故B错误；根据万有引力提供向心力，有，解得，因为轨道Ⅰ的半径大于轨道Ⅱ的半径，所以在轨道Ⅰ上运行周期大于在轨道Ⅱ上 运行周期，故C错误；从轨道Ⅰ变到轨道Ⅱ需要减速，所以在轨道Ⅰ上运行时的机械能大于在轨道Ⅱ上运行时的机械能，故D正确。二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求，全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。9．在水平地面上做匀速直线运动的小车，通过定滑轮用绳子吊起一个物体，若小车和被吊的物体在同一时刻速度分别为v1和v2绳子对物体的拉力为FT，物体所受重力为G，则下面说法正确的是()A．物体做匀速运动，且v1＝v2B．物体做加速运动，且v1＞v2C．物体做加速运动，且FT＞GD．物体做匀速运动，且FT＝G【答案】BC【解析】小车的运动可分解为沿绳子方向和垂直绳子的方向两个运动，设两段绳子的夹角为θ，由几何知识可得v2＝v1sinθ，所以v1＞v2，小车向右运动，θ逐渐增大，故v2逐渐增大，物体由向上的加速度，处于超重状态，所以FT＞G，故B、C正确，A、D错误。10．如图甲所示，位于同一竖直面内的两条倾角都为θ的倾斜轨道a、b分别与一传送装置的两端平滑相连。现将小物块从轨道a的顶端由静止释放，若传送装置不运转，小物块运动到轨道b底端的过程的v－t图象如图乙所示；若传送装置匀速转动，则小物块下滑过程的v－t图象可能是下列选项中的() 【答案】AC【解析】若传送带顺时针匀速转动，则物块在传送带上运动时所受的摩擦力与传送带静止时的相同，加速度为a1＝gsinθ－μgcosθ，则v－t图象不变，故A正确；若传送带逆时针匀速转动，当物块运动到传送带上时的速度小于传送带的速度时，物块将受到沿传送带向下的摩擦力，加速度为a2＝gsinθ＋μgcosθ＞a1，此时物块运动到轨道b底端的速度大于v1，故C正确，D错误；当物块运动到传送带上时的速度大于等于传送带的速度时，物块将受到沿传送带向上的摩擦力，加速度仍为a1，故B错误。11．一质量为m的飞机在水平跑道上准备起飞，受到竖直向上的机翼升力，大小与飞机运动的速率平方成正比，记为F1＝k1v2；所受空气阻力也与飞机运动的速率平方成正比，记为F2＝k2v2。假设轮胎和地面之间的阻力是正压力的μ倍（μ＜0.25），若飞机在跑道上加速滑行时发动机推力恒为其自身重力的0.25倍。在飞机起飞前，下列说法正确的是()A．飞机一共受5个力的作用B．飞机可能做匀加速直线运动C．飞机的加速度可能随速度的增大而增大D．若飞机做匀加速运动，则水平跑道长度必须大于【答案】BC【解析】对飞机进行受力分析可以知道，飞机受到：重力、支持力、地面的摩擦阻力，空气的阻力、机翼升力、发动机推力共6个力作用，故A错误；根据牛顿第二定律得，整理得，当时，则加速度恒定，故可能做匀加速直线运动，故B正确；当时，加速度可能随速度的增大而增大，故C正确；当升力时，飞机离开地面，则离开地面时的速度为， 则根据运动学公式，则离开地面时通过的位移为，故D错误。12．如图所示，ABC为在竖直平面内的金属半圆环，AC为其水平直径，AB为固定的直金属棒，在金属棒上和半圆环的BC部分分别套着两个完全相同的小球M、N（视为质点），B固定在半圆环的最低点。现让半圆环绕对称轴以角速度ω＝2rad/s匀速转动，两小球与半圆环恰好保持相对静止。已知半圆环的半径R＝1m，金属棒和半圆环均光滑，取重力加速度大小g＝10m/s2，下列选项正确的是()A．M、N两小球做圆周运动的线速度大小之比vM∶vN＝∶1B．M、N两小球做圆周运动的线速度大小之比vM∶vN＝∶1C．若稍微增大半圆环的角速度，小环M稍许靠近A点，小环N将到达C点D．若稍微增大半圆环的角速度，小环M将到达A点，小环N将稍许靠近C点【答案】AD【解析】M点的小球受到重力和杆的支持力，在水平面内做匀速圆周运动，合力的方向沿水平方向，所以Fn＝mgtan45°＝mωvM，所以，同理，N点的小球受到重力和圆环的支持力，在水平面内做匀速圆周运动，合力的方向沿水平方向，设ON与竖直方向之间的夹角为θ，Fn′＝mgtanθ＝mωvN，，又Fn′＝mω2r，r＝Rsinθ，联立得，所以，故A正确，B错误；当半圆环绕竖直对称轴以角速度ω做匀速转动时，对小环M，外界提供的向心力等于mgtan45°，则mgtan45°＝mω2rM，当角速度增大时，小环所需要的向心力增大，而外界提供的向心力不变，造成外界提供的向心力不够提供小环M需要的向心力，小环将做离心运动，最终小环M将到达A点。设ON与竖直方向之间的夹角为θ，对于N环，则mgtanθ＝mω2rN ，当ω稍微增大时，小环N所需要的向心力增大，小环N将做离心运动，小环N将要向C点靠近，此时θ增大，mgtanθ也增大，最终小环N需要的向心力与提供的向心力相等，所以小环N将稍许靠近C点。故C错误，D正确。三、非选择题：本题共6小题，共60分。按题目要求作答。解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。13．(6分)某同学利用图中所示的DIS向心力实验器来探究圆周运动向心力的影响因素。实验时，砝码随旋臂一起做圆周运动，其受到的向心力可通过牵引杆由力传感器测得，旋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Δt，换算生成ω。保持砝码的质量和转动半径不变，改变其转速得到多组F、ω的数据后，作出了F－ω2图线如图乙所示。牵引杆的质量和一切摩擦可忽略。(1)该同学采用的主要实验方法为___________。A．等效替代法B．控制变量法C．理想化模型法(2)实验中，某次挡光杆经过光电门时的挡光时间为Δt，已知挡光杆到转轴的距离为d，挡光杆的挡光宽度为Δs，则可得挡光杆转动角速度ω的表达式为___________。(3)根据图乙，得到的实验结论是：___________。【答案】(1)B(2)(3)在m、r一定的情况下，向心力大小与角速度的平方成正比(每空2分)【解析】(1)实验中保持砝码的质量和转动半径不变，改变其转速，所以采用的是控制变量法。故选B。(2)挡光杆处的线速度为，角速度。 (3)在m、r一定的情况下，向心力大小与角速度的平方成正比。14．(8分)某同学用如图甲所示的实验装置来“探究a与F、m之间的定量关系”。(1)实验时，必须先平衡小车与木板之间的摩擦力。该同学是这样操作的：如图乙，将小车静止地放在水平长木板上，并连着已穿过打点计时器的纸带，调整木板右端的高度，接通电源，用手轻拨小车，让打点计时器在纸带上打出一系列__________的点，说明小车在做__________运动。(2)如果该同学先如(1)中的操作，平衡了摩擦力。以砂和砂桶的重力为F，在小车质量M保持不变情况下，不断往桶里加砂，砂的质量最终达到M，测小车加速度a，作a－F的图象。如图丙图线正确的是______。(3)设纸带上计数点的间距为s1和s2。如图丁为用米尺测量某一纸带上的s1、s2的情况，从图中可读出s1＝3.10cm，s2＝_______cm，已知打点计时器的频率为50Hz，由此求得加速度的大小a＝_______m/s2。【答案】(1)点迹均匀(1分)匀速(1分)(2)C(2分)(3)5.50(写5.5不得分)(2分)2.40(2分)【解析】(1)平衡摩擦力时，应将绳从小车上拿去，不要挂钩码，将长木板的右端垫高至合适位置，使小车重力沿斜面分力和摩擦力抵消，若小车做匀速直线运动，此时打点计时器在纸带上打出一系列点迹均匀的点。 (2)如果这位同学先如(1)中的操作，已经平衡摩擦力，则刚开始a－F的图象是一条过原点的直线，不断往桶里加砂，砂的质量最终达到M，不能满足砂和砂桶的质量远远小于小车的质量，此时图象发生弯曲，故C正确。(3)由图丁可知s1＝3.10cm，s2＝5.50cm，由匀变速直线运动的规律Δs＝aT2得a＝2.40m/s2。15．(10分)如图所示，物体A与物体B通过一轻质弹簧连接在一起。物体A的质量为m1＝10kg，物体B的质量为m2＝6kg，弹簧的劲度系数为k＝1000N/m，A、B都处于静止状态。一条不可伸长的轻绳绕过光滑轻质定滑轮，一端连接物体A，另一端连一轻钩。开始时各段绳子都处于伸直状态，A上方的一段绳子和A下方的弹簧都沿竖直方向。现在在轻钩处加一个竖直向下的拉力，使物体A由静止状态开始以a＝0.5m/s2的加速度竖直向上做匀加速直线运动，g＝10m/s2。(1)轻钩未加竖直向下的拉力前，弹簧的压缩量为多少？(2)从物体A由静止状态开始运动到物体B刚离地，物体A上升的高度？(3)当物体B刚离地时，物体A的速度为多少？【解析】(1)以A作为研究对象，未施加拉力前，弹簧的压缩量。(2分)(2)以B作为研究对象，B即将离开地面时，弹簧的伸长量(2分)从开始到B即将要离开地面，A上升的高度h＝x1＋x2＝0.16m。(2分)(3)由题可知(2分)解得：v＝0.4m/s。(2分) 16．(10分)如图所示，小球甲从倾角θ＝30°的光滑斜面上高h＝5cm的A点由静止释放，同时小球乙自C点以速度v0沿光滑水平面向左匀速运动，C点与斜面底端B处的距离L＝0.4m。甲滑下后能沿斜面底部的光滑小圆弧平稳地朝乙追去。取g＝10m/s2。求：(1)小球甲从A运动到B所用的时间；(2)若释放后经过t＝1s刚好追上乙，则小球乙的速度v0多大？【解析】(1)设小球甲在光滑斜面上运动的加速度为a，运动时间为t1，运动到B处时的速度为v1，从B处到追上小球乙所用时间为t2，根据牛顿第二定律可得a＝gsin30°＝5m/s2(1分)根据位移时间公式(1分)代入数据解得。(2分)(2)在水平面运动的时间t2＝t－t1＝0.8s(1分)甲球到达底端的速度v1＝at1＝5×0.2m/s＝1m/s(1分)追上时位移相等v0t＋L＝v1t2(2分)代入数据解得v0＝0.4 m/s，方向水平向左。(2分)17．(12分)海鸥捕到外壳坚硬的鸟蛤（贝类动物）后，有时会飞到空中将它丢下，利用地面的冲击打碎硬壳。一只海鸥叼着质量m=0.1kg的鸟蛤，在H=20m的高度、以v0=15m/s的水平速度飞行时，松开嘴巴让鸟蛤落到水平地面上。取重力加速度g=10m/s2，忽略空气阻力。(1)求鸟蛤落到地面时的速度大小；(2)在海鸥飞行方向正下方的地面上，有一与地面平齐、长度L=6m的岩石，以岩石左端为坐标原点，建立如图所示坐标系。若海鸥水平飞行的高度仍为20m ，速度大小在15m/s～17m/s之间，为保证鸟蛤一定能落到岩石上，求释放鸟蛤位置的x坐标范围。【解析】(1)设平抛运动的时间为t，鸟蛤落地前瞬间的速度大小为v。竖直方向分速度大小为vy，根据运动的合成与分解得，，联立解得：t=2s，v=25m/s。(2分)(2)若释放鸟蛤的初速度为，设击中岩石左端时，释放点的x坐标为x1，击中右端时，释放点的x坐标为，得，(2分)联立，代入数据得：，m(2分)若释放鸟蛤时的初速度为，设击中岩石左端时，释放点的x坐标为，击中右端时，释放点的x坐标为，得，(2分)联立，代入数据得：，(2分)综上得x坐标区间或。(2分)18．(14分)在半径R＝5000km的某星球表面，宇航员做了如下实验：实验装置如图甲所示，竖直平面内的光滑轨道由直轨道AB和圆弧轨道BC组成。将质量m＝0.2kg的小球从轨道AB上高H处的某点静止滑下，用力传感器测出小球经过C点时对轨道的压力F，改变H的大小，可测出相应F的大小，F随H的变化如图乙所示。求：(1)圆轨道的半径；(2)该星球表面的重力加速度多大；(3)该星球的第一宇宙速度。 【解析】(1)设该星球表面的重力加速度为g0，C点的速度为v0，圆弧轨道的半径为r，由题图知，当H＝0.5m时，F＝0，由牛顿第二定律得：mg0＝m(2分)小球由出发点到C的过程，由动能定理得：mg0(H－2r)＝mv02－0(2分)联立解得：r＝0.2m。(2分)(2)当H＝1.0m时，F＝5N，设此时小球到达最高点的速度为v，由牛顿第二定律得：mg0＋F＝m(1分)小球由出发点到C的过程，由动能定理得：mg0(H－2r)＝mv2－0(1分)联立解得：g0＝5m/s2。(2分)(3)该星球的第一宇宙速度是该星球近地卫星的环绕速度，由牛顿第二定律得：(2分)解得：v1＝5km/s。(2分)