湖北省竹溪县第一高级中学2022届高三上学期第二次月考物理【试卷+答案】

竹溪一中2022届高三上学期第二次月考

物理试题

考试时间75分钟，满分100分

一、选择题（每小题4分，共44分，其中第1-7题每小题只有一个选项符合题意，第8-11题每小题有多个选项符合题意，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．（4分）下列说法正确的是（　　）

A．若物体所受合外力的方向跟速度方向不在同一条直线上，物体一定做曲线运动 

B．若物体受恒力作用，物体一定做直线运动 

C．若物体所受合外力不为零，则一定做曲线运动 

D．若物体做曲线运动，则所受的合外力一定是变化的

2．（4分）中国面食种类繁多，其中“刀削面”堪称一绝，从同一位置依次削出三个小面条，分别落在水面上A、B、C三点，运动轨迹如图所示，忽略空气阻力的影响，小面条被削离面团后可视为平抛运动，假设三个小面条质量相等，下列说法正确的是（　　）

A．三个小面条被削离时速度相等 

B．三个小面条速度的变化量相同 

C．落在A点的小面条在空中运动时间最短 

D．落在C点的小面条落在水面时重力的功率最大

3．（4分）摩天轮是游乐场里的大型娱乐项目，它的直径可以达到几百米。乘客乘坐时，转轮始终不停地匀速转动，下列说法中正确的是（　　）

A．在最高点，乘客处于超重状态 

B．任一时刻乘客受到的合力都不等于零 

C．乘客在乘坐过程中对座椅的压力始终不变 

D．乘客在乘坐过程中的机械能始终保持不变

4．（4分）2019年12月27日，在海南文昌航天发射场，中国运载能力最强的长征5号运载火箭成功发射，将实践二十号卫星送入地球同步轨道，变轨过程简化如图所示，轨道Ⅰ是超同步转移轨道，轨道Ⅲ是地球同步轨道，轨道Ⅱ是过渡轨道（椭圆的一部分），轨道Ⅱ、轨道Ⅰ的远地点切于M点，轨道Ⅱ的近地点与轨道Ⅲ切于N点，下列说法正确的是（　　）

A．卫星在轨道Ⅰ上运行时速度大小不变 

B．从轨道Ⅰ进入轨道Ⅱ，卫星在M点需要减速 

C．从轨道Ⅱ进入轨道Ⅲ，卫星在N点需要减速 

D．卫星在轨道Ⅱ的M点的加速度大于卫星在轨道Ⅰ的M点处的加速度

5．（4分）如图，高h的光滑水平桌面上有质量分别为3m和m的小球A和B，系在长为L（h＜L）的轻绳两端，轻绳拉直后A球无初速度从桌边滑下，落在沙地上静止不动，则B球离开桌边时的速度大小为（　　）

A．    B．    C．    D．

6．（4分）如图所示，位于竖直面内的光滑金属细圆环半径为R，质量分别为m1和m2的两带孔小球穿于环上。当圆环最终以角速度ω绕竖直直径匀速转动时，发现两小球均离开了原位置，它们和圆心的连线与竖直方向的夹角分别记为θ1和θ2，下列说法正确的是（　　）

A．若m1＞m2，则θ1＞θ2 

B．若m1＜m2，则θ1＞θ2 

C．θ1可能大于θ2，θ1也可能大于θ2 

D．θ1和θ2总是相等，与m1和m2的大小无关

7．（4分）高速公路在长下坡路段通常会设置避险车道，刹车失灵的载重货车可驶入避险（如图所示），若刹车失灵且失去动力的货车以初速度v0经A点冲上避险车道，前进一段距离到B点减速为零，货车所受摩擦阻力恒定，A、B两点高度差为h，货车质量为m．已知重力加速度为g．下列关于该货车从A运动到B的过程说法正确的是（　　）

A．货车的重力势能增加了mv02+mgh 

B．摩擦阻力做的功大于机械能的变化量 

C．动能的变化量等于重力做的功 

D．摩擦产生的热量为mv02﹣mgh

8．（4分）有一个质量为2kg的质点在xOy平面上运动，在x方向的速度图象和y方向的位移图象分别如图甲、乙所示，则在前2s内，下列说法正确的是（　　）

A．质点做变加速曲线运动 

B．质点的位移大小为17m 

C．质点所受的合外力为3N 

D．质点初速度的方向与合外力夹角为53°

9．（4分）北京时间2021年5月19日12时03分，我国在酒泉卫星发射中心用“长征四号”乙运载火箭，成功将“海洋二号”D卫星送入预定轨道，发射任务获得圆满成功。卫星入轨后绕地球做匀速圆周运动的轨道半径为r、运行周期为T，地球的半径为R，引力常量为G。下列说法正确的是（　　）

A．卫星的线速度大小为

B．地球的质量为

C．地球的平均密度为

D．地球表面重力加速度大小为

10．（4分）如图所示，斜面底端有一下端固定的轻质弹簧，当弹簧处于自然长度时上端位于A点。斜面顶端至A点粗糙，A点至斜面底端光滑。小物块M由斜面的顶端自由释放，到达最低点B。则（　　）

A．M从A到B的运动过程中速度一直在减小 

B．M从A到B的运动过程中加速度先减小后增大 

C．M从A到B的运动过程中机械能一直在减小 

D．M最终可能静止在斜面上A点

11．（4分）如图所示，将倾角θ＝30°的斜面体C置于水平地面上，一根不可伸长的轻绳两端分别系着可视为质点的小球A和物块B，跨过固定于斜面体顶端的光滑小滑轮。现用手托住A，使OA段绳恰处于水平伸直状态，OB绳平行于斜面，此时物块B恰好静止不动。已知A的质量m1＝1kg，B的质量m2＝4kg，OA段绳长l＝1m。重力加速度g＝10m/s2，将A由静止释放，在其向下运动过程中，物块B与斜面体C始终保持静止，下列分析正确的是（　　）

A．A运动到最低点时，速度大小为2m/s 

B．A运动到最低点时，B受到的摩擦力大小为10N 

C．A向下运动的过程中，B受到的摩擦力不断增大 

D．A向下运动的过程中（初末两位置除外），C受到地面的摩擦力方向始终水平向右

二．实验题（共2小题，满分16分）

12．（6分）某学习小组利用如图甲所示的装置验证动能定理。

（1）如图乙所示，使用游标卡尺测量遮光条宽度，读数为 　     　mm。

（2）实验前将气垫导轨调节水平，实验中测出拉力传感器示数为F，滑块遮光条和拉力传感器的总质量M，遮光条宽度d，与光电门相连的数字计时器1和2（图中未画出）的读数为△t1、△t2，两光电门之间的距离为x，若在实验误差允许范围内，满足关系式 　                　，则可验证动能定理。

（3）关于上述实验，下列说法正确的是 　     　。

A.遮光条的宽度不宜过大

B.托盘及砝码的质量应远小于滑块的质量

C.两光电门之间的距离小一些利于减小误差

D.该装置也可用于验证系统机械能守恒

13．（10分）图甲是“研究平抛物体的运动”的实验装置图。（g取10m/s2）

（1）实验前应对实验装置反复调节，直到斜槽末端切线　   　，为了使每次平抛的初速度相同，需要进行的操作是：每次让小球　   　。

（2）某同学通过实验，记录了小球在运动途中的三个位置，如图乙所示，每个格的边长L＝5cm，则该小球做平抛运动的初速度为　   　m/s，抛出点坐标为　   　。

（3）另一同学重新进行实验，以抛出点为坐标原点，水平向右为x轴正方向，竖直向下为y轴正方向，在轨迹上选取间距较大的几个点，确定其坐标，并在直角坐标系内绘出了y﹣x2图像，如图丙所示，则此小球平抛的初速度v0＝　   　m/s。

三．解答题（共3小题，满分40分）

14．（10分）“玉兔号”登月车在月球表面成功登陆，实现了中国人“奔月”的伟大梦想，若“玉兔号”登月车在月球表面做了一个自由落体实验，测得物体从静止自由下落h高度的时间为t，已知月球半径为R，引力常量为G，不考虑月球自转的影响。求：

（1）月球表面重力加速度g；

（2）月球的第一宇宙速度；

（3）月球质量M。

15．（12分）一物体放在水平地面上，如图1所示，已知物体所受水平拉力F随时间t的变化情况如图2所示，物体相应的速度v随时间t的变化关系如图3所示。求：

（1）4s末合力的功率；

（2）0～10s时间内，物体克服摩擦力所做的功。

16．（18分）如图甲所示的过山车玩具深受小朋友喜爱。电动小车以恒定的牵引力功率P＝5.0W，从A点由静止出发，经过0.4s通过一段长L＝1.0m的水平直轨道AB，然后进入与B点相切的半径r＝0.2m的竖直圆形轨道。轨道上B点和C点之间的圆弧所对应的圆心角θ＝30°，轨道具有子母双层结构，车底有抱轨固件，可确保小车不会脱轨。如果将运动轨道抽象成图乙的模型，小车可视为质点，质量m＝0.1kg。设小车与轨道（包括圆轨道）间的摩擦阻力大小f恒为1.8N。

（1）求小车到达B点的速度；

（2）若小车在C点时速度vC＝2.1m/s，求小车此刻沿轨道切线方向的加速度a；

（3）小车从B运动到最高点D，耗时tBD＝0.28s，求小车在最高点处对轨道的弹力大小和方向。

2022届高三上学期第二次月考物理参考答案与试题解析

1．A【解答】解：ABC、物体做曲线运动的条件是合力的方向与速度的方向不在同一条直线上，如果合外力方向与速度方向在同一直线上时，物体做直线运动，故BC错误，A正确；

D、若物体做曲线运动，则所受的合外力方向与速度方向不共线，但不一定是变化的，如平抛运动，故D错误；故选：A。

【点评】本题关键是对质点做曲线运动的条件的考查，匀速圆周运动，平抛运动等都是曲线运动，对于它们的特点要掌握住．

2．B【解答】解：AC、平抛运动的时间有高度决定，小面落入锅中的过程中，下落高度都相同，根据h＝可知，下落时间都相同，水平位移不同，说明初速度不同，故AC错误；

B、速度的变化量△v＝g△t可知，加速度相同，下落时间也相同，故速度的变化量都相同，故B正确；

D、重力的功率P＝mgvy＝mg2t，所以重力瞬时功率相等，故D错误。故选：B。

【点评】解决本题的关键知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，知道运动的时间由高度决定，初速度和时间共同决定水平位移。

3．B【解答】解：A、乘客乘坐时，转轮始终不停地匀速转动，向心加速度向下，故处于失重状态，故A错误；B、乘客做匀速圆周运动，乘客受到的合力提供向心力，故向心力大小不变，方向始终指向圆心，故B正确；C、乘客对座位的压力大小是变化的，在最低点最大，最高点是最小的，故C错误；D、乘客做匀速圆周运动，动能不变，重力势能时刻变化，故机械能时刻在变，故D错误；故选：B。

【点评】本题是实际生活中的圆周运动问题，要抓住加速度、合外力都是矢量，当它们的方向改变时，矢量也是变化的。

4．C【解答】解：A、轨道I是椭圆轨道，根据开普勒第二定律可知，近地点的速度大，远地点的速度小，故卫星在轨道I上运行时速度大小变化，故A错误；

BC、根据卫星变轨理论，从轨道I进入轨道II，属于离心运动，所以卫星在M点需要加速；从轨道II进入轨道III，属于近心运动，所以卫星在N点需要减速，故B错误，C正确；

D、卫星在M点时，无论处于哪个轨道，所受的万有引力大小都不变，所以卫星的加速度也不变，故D错误。故选：C。

【点评】天体运动中的向心力来源要分清楚，同时要熟知卫星的变轨理论。

5．B【解答】解：由于h＜L，可知A球落至沙地上的瞬间二者所具有的速度大小相等即为B球离开桌边时的速度，设此速度大小为v，由机械能守恒定律得：

3mgh＝ （3m+m） v2，

解得：v＝，故B正确，ACD错误。故选：B。

【点评】本题考查机械能守恒定律，解决此类连体问题要注意系统机械能守恒的列式。

6．D【解答】解：对小球受力分析如图所示

根据牛顿第二定律可得：mgtanθ＝mω2Rsinθ，

解得：cosθ＝，

小球与圆心的连线与竖直方向的夹角θ与小球的质量无关,故ABC错误,D正确;故选：D。

【点评】本题主要考查了匀速圆周运动，明确向心力的来源，利用好牛顿第二定律即可。

7．D【分析】合外力做的功等于机械能的变化，对货车根据动能定理求解摩擦阻力做的功；根据机械能守恒定律的守恒条件分析克服摩擦阻力做的功与机械能的减少量的关系；根据能量守恒定律求解摩擦产生的热量。

【解答】解：A、货车重力势能的增加量ΔEp＝-WG＝mgh，故A错误；

B、货车上升过程中，只有重力和阻力做功，根据能量守恒定律可知，摩擦阻力做的功等于机械能的减少量，故B错误；

C、根据动能定理可知，合外力做的功等于动能的变化，故C错误；

D、根据能量守恒定律可知，摩擦产生的热量为Q＝mv02﹣mgh，故D正确。故选：D。

【点评】本题主要是考查功能关系，关键是能够分析能量的转化情况，知道重力势能变化与重力做功有关、动能的变化与合力做功有关、机械能的变化与除重力以外的力做功有关。

8．CD【解答】解：A、质点的加速度大小恒定，方向沿x方向，加速度与速度方向不在一条直线上，所以质点做匀变速曲线运动，故A错误；

B、质点2s内的x轴方向位移为x＝t＝m＝9m，y轴方向位移y＝8m，质点的合位移x＝m＝m，故B错误；

C、x轴方向的加速度a＝＝m/s2＝1.5m/s2，质点的合力F合＝ma＝2×1.5N＝3N，故C正确；

D、x轴方向初速度为vx＝3m/s，y轴方向初速度vy＝＝m/s＝4m/s，质点合外力的方向沿x方向，初速度方向与x方向的夹角正切值为：tanθ＝＝，则θ＝53°，故D正确。故选：CD。

【点评】本题考查运用运动合成与分解的方法处理实际问题的能力，注意把握速度﹣时间图象、位移﹣时间图象等知识，对于类似平抛运动要掌握矢量的合成法则的应用．

9．AD【解答】解：A、卫星的线速度大小为：，选项A正确；

B、根据，解得地球的质量为，选项B错误；

C、地球的平均密度为：，选项C错误；

D、地球面重力加速度大小为，选项D正确。故选：AD。

【点评】本题主要是考查了万有引力定律及其应用；解答此类题目一般要把握两条线：一是在星球表面，忽略星球自转的情况下，万有引力等于重力；二是根据万有引力提供向心力列方程进行解答；掌握周期的计算公式。

10．BC【解答】解：A.M从A到B的运动过程中，对物体受力分析如图：

在A点弹簧弹力等零，在弹簧弹力逐渐增大过程中，开始一段重力沿斜面的分力大于弹簧弹力，合力沿斜面向下，加速度向下，mgsinθ﹣F＝ma，F增大，加速度a减小，物体做加速度减小的加速运动。故A错误；

B、弹力和重力沿斜面的分力相等时，加速度a＝0，弹力大于重力沿斜面的分力后，加速度沿斜面向上，F﹣mgsinθ＝ma'，F增大，a'增大，故物体M的加速先减小后增大，故B正确；

C、小物块与弹簧接触的过程，对于小物块M与弹簧组成的系统，只有重力和弹力做功，系统的机械能守恒，可知，M从A运动B的过程中，弹性势能逐渐增大，所以M的机械能逐渐减小，故C正确；

D、在A点，M只受重力和斜面的支持力，没有弹簧弹力，不能处于平衡状态，故不会静止，故D错误。故选：BC。

【点评】解决本题的关键是正确分析小物块的受力情况和能量转化情况，要掌握系统机械能守恒的条件：只有重力和弹力做功，井能灵活运用。

11．ABD【解答】解：AB、小球A摆下的过程，只有重力做功，机械能守恒，有：m1gl＝m1v﹣0，vA=2m/s,而在最低点由牛顿第二定律有：FT﹣m1g＝m1，联立解得：FT＝3m1g＝30N；再对B受力分析，受重力、支持力、拉力和静摩擦力，沿斜面方向由平衡条件有FT＝m2gsinθ+f，解得：f＝10N，方向沿斜面向下；故A正确，B正确；

C、A被手托住时，绳子拉力为零，B受的摩擦力沿斜面向上，A球下摆到最低点时，摩擦力方向沿斜面向下，说明摩擦力是先变小后增大的，故C错误；

D、对物体B和斜面体C的整体受力分析，由于伸长的细绳向左下方拉物体B和斜面的整体而未拉动，故一定受到地面对C向右的静摩擦力，故D正确。故选：ABD。

【点评】本题主要是考查了共点力的平衡问题，解答此类问题的一般步骤是：确定研究对象、进行受力分析、利用平行四边形法则进行力的合成或者是正交分解法进行力的分解，然后在坐标轴上建立平衡方程进行解答；注意整体法和隔离法的应用。

12．答案：（1）6.20；（2）Fx＝；（3）AD

【分析】（1）游标卡尺的读数等于主尺读数加上游标读数，不需估读；

（2）根据极短时间内的平均速度表示瞬时速度求出滑块通过光电门的速度，结合动能定理列出表达式；

（3）结合实验原理确定正确的做法。

【解答】解：（1）游标卡尺读数为6mm+4×0.05mm＝6.20mm

（2）拉力传感器可看成滑块遮光条和拉力传感器的合力，如果满足Fx＝

则可验证动能定理；

（3）A.遮光条的宽度越小，滑块的运动越接近匀速运动，所以遮光条的宽度不宜过大，故A正确；

B.以滑块遮光条和拉力传感器为研究对象，拉力传感器直接测出来合力的大小，不需要满足托盘及砝码的质量应远小于滑块的质量，故B错误；

C.为减小实验误差，两光电门之间的距离应大一些，故C错误；

D.以滑块遮光条、拉力传感器、砝码和砝码盘为一个系统，该装置也可用于验证系统机械能守恒，故D正确。故选AD.

【点评】解决本题的关键掌握游标卡尺的读数方法，以及知道验证机械能守恒定律的实验原理以及方法。

13．答：（1）水平，从斜槽上同一位置由静止释放；（2）1.5，（﹣0.05m，0.05m）；（3）0.5

【分析】（1）根据平抛运动的特点安装调整；（2）按竖直方向和水平方向各自遵循的规律解答；（3）推导平抛运动的轨迹方程，由图像的斜率求解。

【解答】解：（1）平抛运动初速度是水平的，因此安装斜槽轨道时槽口末端一定要水平，为保证小球每次平抛轨迹都是相同的，要求小球平抛的初速度相同，因此在操作中要求每次小球从同一位置释放。

（2）水平方向是匀速直线运动，由图知从A→B和从B→C时间相等，设为T，竖直方向是自由落体运动，Δh＝gT2，由图知＝2L＝10cm＝0.1m，解得：T＝＝0.1s，

x＝vT，解得：v＝，竖直方向：v＝＝，从抛出到B点时间：t＝＝，从抛出到B点的水平位移为：x＝vt＝1.5×0.2m＝0.3m，从抛出到B点的竖直位移：y＝＝，所以：x′＝5L﹣x＝5×5×0.01m﹣0.3m＝﹣0.05m，

y′＝5L﹣y＝5＝×5×0.01m﹣0.2m＝0.05m，初位置坐标为（﹣0.05m，0.05m）

（3）由y＝，x＝vt得，平抛运动的轨迹方程为：y＝，则图像的斜率为：，解得：v＝0.5m/s.

【点评】熟记平抛运动的处理方法：分解成水平方向和竖直方向两个分运动，按各自遵循的规律解答，会用数学知识处理物理问题。

14．解：（1）根据自由落体运动，有，解得：g＝

（2）（3）月球的第一宇宙速度为近月卫星做匀速圆周运动时的速度，根据万有引力提供向心力，有

在月球表面的物体受到的重力等于万有引力，有

联立解得：，

15．解：（1）由速度﹣时间图象可知，在0﹣2s物体不动，物体在2～4s的加速度为a＝＝m/s2

由6～8s做匀速直线知摩擦力f＝2N，8～10s做匀减速直线加速度a＝1.5m/s2，只受摩擦力，

由f＝ma

代入数据知1.5m＝2，

得m＝kg

v4＝at＝1.5m/s2

由功率的定义：P＝mav＝×1.5W＝1.5W

（2）结合图2和图3可知：在0﹣2s物体不动，受到的静摩擦力不做功；

在2﹣10s受到的滑动摩擦力做负功，滑动摩擦力不变f＝2N

在0﹣10s：s＝+vt3+＝0.5×3×4+3×2+0.5×3×2＝15m

W克f＝fs＝2×15＝30J

16．解：（1）设小车到达B点时的速度为vB，小车从A到B过程，由动能定理得：

代入数据解得：vB＝2m/s

（2）小车可视为质点，则小车在倾角为30°的斜面上，由牛顿第二定律可得：

代入数据解得：a＝0.8m/s2

（3）设小车到D点的速度为vD，小车从B到D过程由动能定理得：

在最高点由牛顿第二定律得：

联立方程代入数据得：FN＝﹣0.3N

负号说明小车受到轨道对它有向上的支持力，则由牛顿第三定律可知在最高点小车对轨道有向下的拉力为0.3N。