2021-2022学年福建省龙岩第一中学高一（下）第三次月考物理试题（实验班）含解析

龙岩一中2021-2022学年下学期高一实验班物理第三次月考试卷

一、单项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20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. 下列说法中正确的是（　　）

A. 牛顿测出了引力常量，他被称为“称量地球质量”第一人

B. 相对论认为在不同的惯性系中，物理规律和形式都是相同的

C. 所有行星的轨道半长轴的二次方跟公转周期的三次方的比值都相同

D. 丹麦天文学家第谷经过多年的天文观测和记录，提出了“日心说”的观点

【答案】B

【解析】

【详解】A．卡文迪许测出了引力常量，他被称为“称量地球质量”第一人，故A错误；

B．相对论认为在不同的惯性系中，物理规律和形式都是相同的，故B正确；

C．绕同一恒星运转的所有行星的轨道半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相同，故C错误；

D．哥白尼提出了“日心说”的观点，故D错误。

故选B。

2. 下列说法正确的是（　　）

A. 做曲线运动的物体的合力一定是变化的

B. 做匀速圆周运动的物体所受力的合力不变

C. 做匀速直线运动的物体其机械能一定守恒

D. 做平抛运动的物体在相同的时间内速度变化量的大小一定相等，方向一定竖直向下

【答案】D

【解析】

【详解】A．做曲线运动的物体的合力不一定是变化的，例如平抛运动，选项A错误；

B．做匀速圆周运动的物体所受力的合力大小不变，方向不断变化，选项B错误；

C．做匀速直线运动的物体其机械能不一定守恒，例如物体竖直向上做匀速直线运动时，动能不变，重力势能增加，机械能增大，选项C错误；

D．做平抛运动的物体加速度大小为g，方向竖直向下，则在相同的时间内速度变化量的大小一定相等，方向一定竖直向下，选项D正确。

故选D。

3. 广场上常常见到一种叫做“套圈圈”的游戏，某大人和小孩先后直立在界外同一位置，可视为在同一竖直线上不同高度分别水平抛出小圆环，并恰好套中前方同一物体。若忽略空气阻力影响，小圆环的运动可以简化为平抛运动（如图示），关于上述过程，下列说法正确的是（　　）

A. 小孩抛出圆环的位移更小 B. 大人抛出圆环的速度更大

C. 大人抛出的圆环运动时间更短 D. 小孩抛出的圆环运动时间更长

【答案】A

【解析】

【详解】A．大人身高高，所以从高度高处抛出的为大人抛出的，大人和小孩抛出的圆环落地点相同，所以小孩抛出的圆环位移更小，A正确；

BCD．抛出的圆环在竖直方向上做自由落体运动，有

可得

可知大人抛出的圆环运动时间更长，在水平方向上有

可得

可知小孩抛出的圆环的速度更大，BCD错误。

故选A。

4. 如图所示，甲、乙两图分别是某一物体在相互垂直的x方向和y方向运动的v-t图像，则该物体在0～2s内（　　）

A. 先做匀变速直线运动；后以大小为21m/s2的加速度做匀变速直线运动

B. 先做匀变速直线运动；后以大小为21m/s2的加速度做匀变速曲线运动

C. 先做匀变速曲线运动；后以大小为15m/s2的加速度做匀变速直线运动

D. 先做匀变速曲线运动；后以大小为15m/s2的加速度做匀变速曲线运动

【答案】C

【解析】

【详解】在0-1s内，x方向做匀速直线运动，y方向做初速度为零的匀加速运动，则合运动为匀变速曲线运动；在1-2s内，x方向做初速度为9m/s，加速度为ax=9m/s2的匀加速运动；y方向做初速度为12m/s，加速度为ay=12m/s2的匀加速运动；合初速度方向与x轴的夹角

合加速度方向与x轴的夹角

即夹角相等，可知物体做匀加速直线运动，合加速度为

故选C。

二、多项选择题：本题共4小题，每小题6分，共24分。每小题有多项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。

5. 如图为表演杂技“飞车走壁”的示意图。演员骑摩托车在一个圆桶形结构的内壁上飞驰，做匀速圆周运动，图中a、b两个虚线圆表示同一位演员骑同一辆摩托，在离地面不同高度处进行表演的运动轨迹，不考虑车轮受到的摩擦力，下列说法中正确的是（　　）

A. 在a轨道上运动时角速度较小

B. 在b轨道上运动时线速度较小

C. 在a轨道上运动时摩托车对侧壁的压力较大

D. 在b轨道上运动时摩托车和运动员所受的向心力较小

【答案】AB

【解析】

【分析】

【详解】对摩托车受力分析如图

为母线与轴线的夹角，小球在竖直方向上受力平衡

水平方向上小球做匀速圆周运动

联立可解得向心加速度

A．由

得

则半径越大角速度越小，即在a轨道上运动时角速度较小，故A正确；

B．由

得

则半径越小线速度越小，即在b轨道上运动时线速度较小，故B正确；

C．由

可知，车质量相同，压力也相同，故C错误；

D．由于a、b的向心加速度相同，所以在a轨道和b轨道上运动时摩托车和运动员所受的向心力都一样大，故D错误。

故选AB。

6. 春耕选种时，常用到图示农具。风轮扇动恒定风力使种谷和瘪谷都从洞口水平飞出。结果种谷和瘪谷落地自然分开成两堆。如图所示，若不计空气阻力。对这一现象，下列分析正确是（　　）

A. 图中M处是种谷堆，N处为瘪谷堆

B. 种谷和瘪谷从飞出洞口到落地时间相同

C. 种谷和瘪谷飞出洞口后都做匀变速曲线运动

D. 种谷飞出口的速度比瘪谷飞出洞口的速度大些

【答案】BC

【解析】

【详解】C．从洞口水平飞出，不计空气阻力，且离开洞口后不受风力影响，故谷种和瘪谷飞出洞口后都做平抛运动，则都做匀变速曲线运动，故C正确；

B．平抛运动在竖直方向做自由落体运动，高度相同，故运动时间相同，故B正确；

AD．在大小相同的风力作用下运动相同的距离，风力做的功相同，由于谷种的质量大，所以离开洞口时的速度小，谷种和瘪谷的运动的时间相同，根据

可得谷种的水平位移较小，瘪谷的水平位移较大，所以M处是瘪谷堆，N处是谷种堆，故AD错误。

故选BC。

7. 太空垃圾将危及到人类的空间活动，如图所示，设卫星绕地球在圆轨道上运动，运动半径为r，周期为T，一太空碎片在穿过地球空间时由于地球引力作用轨道发生弯曲，碎片轨道与卫星圆轨道的P点相切，则根据上述信息（    ）

A. 可计算出碎片的质量

B. 可计算出碎片经过P点时的加速度

C. 可计算出碎片经过P点的速度大小为

D. 可确定碎片经过P点的速度大于卫星绕地球运动的速度

【答案】BD

【解析】

【详解】A．由题中条件不可计算出碎片质量，A错误；

B．可计算出碎片经过P点时的加速度大小

B正确；

CD．可计算出卫星经过P点的速度大小为

碎片在P点要进入绕地球运动的圆轨道。则必须要在P点减速，则可知碎片经过P点的速度大于卫星绕地球运动的速度，C错误。D正确。

故选BD。

8. 如图所示，倾斜放置的传送带AB长为10m，在电机驱动下以大小为v=3m/s的恒定速率顺时针转动，传送带的倾角θ=37°，一个质量为2kg的物块轻放在传送带A端，同时给物块施加一个沿斜面向上的恒定拉力F，物块先加速后匀速从A端运动到B端，物块运动的时间为4s，物块与传送带的动摩擦因数为0.5，重力加速度为10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则在物块向上运动过程中（　　）

A. 拉力对物块做的功为9J B. 物块加速运动的时间为

C. 因传送物块电机多消耗的电能为60J D. 物块与传送带之间，因摩擦产生的热量为16J

【答案】BCD

【解析】

【详解】AB．物块开始时做初速度为零匀加速直线运动，根据牛顿第二定律可得

当物块与传送带速度相等时，物块做匀速运动，有

解得

拉力对物块做的功为

物块加速运动的时间为

故A错误；B正确；

D．物块与传送带间的相对位移为

根据功能关系，可得因摩擦产生的热量为

故D正确；

C．物块加速过程中的摩擦力为滑动摩擦力，即为

物块匀速过程的摩擦力为静摩擦

两摩擦力均向上，则因传送物块电机多消耗的电能克服摩擦力所做的功

解得

故C正确。

故选BCD。

三、非选择题：共56分。

9. 小明在学习完圆周运动知识后对修正带的内部结构进行研究。如图，修正带盘固定在大齿轮的转轴上大、小齿轮相互咬合，齿数之比为。图中a、b点分别位于大、小齿轮的边缘，c点位于大齿轮的转轴半径中点。当修正带被匀速拉动进行字迹修改时，a、b点的角速度大小之比为___________，b、c点的向心加速度大小之比为___________。

【答案】    ①.     ②.

【解析】

【详解】[1]设小轮半径为r，则大轮半径为2r，大轮c点的半径为r，a、b点的线速度大小相等，根据有

解得

[2]a、c同轴，故角速度相同

向心加速度关系为

，

故

10. 如图所示，木块放在光滑水平面上，一颗子弹水平射入木块。已知子弹受到的平均阻力为，射入深度为，在此过程中木块的位移为，则子弹动能的减少量为___________J，木块动能的增加量为___________J，产生的热量为___________J。

【答案】    ①. 2.8    ②. 0.8    ③. 2.0

【解析】

【详解】[1]根据动能定理，子弹动能的减少量为

[2]木块动能的增加量为

[3]产生的热量为

11. 用如图所示的实验装置来探究小球做圆周运动所需向心力的大小F与质量m、角速度ω和半径r之间的关系，转动手柄使长槽和短槽分别随变速塔轮匀速转动，槽内的球就做匀速圆周运动。横臂的挡板对球的压力提供了向心力，球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力套筒下降，从而露出标尺，标尺上的红白相间的等分格显示出两个小球所受向心力的比值。实验用球分为钢球和铝球，请回答相关问题：

（1）在某次实验中，某同学把两个质量相等的钢球放在A、C位置，A、C到塔轮中心距离相同，将皮带处于左右塔轮的半径不等的层上。转动手柄，观察左右标出的刻度，此时可研究向心力的大小与_______的关系。

A．质量m　　B．角速度ω　　C．半径r

（2）在（1）的实验中，某同学匀速转动手柄时，左边标尺露出4个格，右边标尺露出1个格，则皮带连接的左、右塔轮半径之比为_______；其他条件不变若增大手柄转动的速度，则左右两标尺的示数将_______，两标尺示数的比值_______。（选填：变大、变小或不变）

【答案】    ①. B    ②. 1：2    ③. 变大    ④. 不变

【解析】

【详解】（1）[1]两球质量相等，半径相等，由

可得：此次实验研究的是向心力大小与角速度的关系；

（2）[2] 某同学匀速转动手柄时，左边标尺露出4个格，右边标尺露出1个格，此时两球所受向心力大小之比为4：1，根据

可得：此时两球的角速度之比为

与传送带连接的两塔轮边缘的线速度大小相等，由

可得：皮带连接左、右塔轮半径之比为1：2；

[3] 其他条件不变若增大手柄转动的速度，两球的角速度增大，由于两球的质量相等，半径相等，由

可得：左右两标尺的示数将变大；

[4]设塔轮半径为，小球的转动半径为，由

可得

两小球质量相等，转动半径相等，与传送带连接的两塔轮边缘的线速度大小相等，因此两小球所受的向心力与两塔轮的半径有关，因此其他条件不变若增大手柄转动的速度，两小球所受的向心力之比不变，即两标尺示数的比值不变。

12. 某同学设计了一个研究平抛运动的实验。实验装置示意图如图甲所示，A是一块水平放置木板，在其上等间隔地开凿出一组平行的插槽（图甲中……），槽间距离均为d。把覆盖复写纸的方格纸铺贴在硬板B上。实验时依次将B板插入A板……插槽中，每次让小球从斜轨的同一位置由静止释放。每打完一点后，把B板插入后一槽中。

（1）实验前必须调节斜槽末端___________，使小球离开斜槽做平抛运动的初速度是水平的。

（2）方格纸每小方格的边长L，实验中小球在方格纸上依次打下的几个位置如图中的所示，则小球平抛初速度的计算式为___________（用表示）；

（3）某同学又用刻度尺测出小球释放位置与斜槽末端的竖直高度为h，水平距离为s，则小球与斜槽间的动摩擦因数___________（用表示）。

【答案】    ①. 水平    ②.     ③.

【解析】

【分析】

【详解】(1)[1] 了保证小球做平抛运动，斜槽的末端需切线水平，小球每次从同一位置由静止释放，是为了保证小球的初速度大小相等；

(2)[2] 在竖直方向上，根据

可得

水平方向由

可得

(3)[3]设斜槽倾斜部分的水平长度为x，由动能定理可得

可得

13. 神舟飞船是中国自行研制，具有完全自主知识产权，已达到或优于国际第三代载人飞船技术的飞船。现有一艘神舟飞船处在距地面一定高度的圆形轨道上，测得飞船周期为T。已知地球半径R，地面处的重力加速度g，引力常量为G。

（1）求地球的质量表达式；

（2）计算飞船的离地高度。

【答案】（1）；（2）

【解析】

【详解】（1）设地球质量为M，物体的质量为m′。物体在地球表面上，根据重力和万有引力相等得

解得地球的质量

（2）设飞船质量为m，轨道半径为r，由万有引力等于向心力，有

又

r=R+h

联立解得

14. 鲁南高铁是国家“八纵八横”高速铁路网的重要连接通道，也是山东省“三横五纵”高速铁路网的重要组成部分，已于2021年12月26日正式开通运营。设有一个列从曲阜南站出发的高速列车，在水平直轨道上行驶，功率随时间变化规律如图，列车以恒定的加速度启动，后达到额定功率，并保持额定功率行驶。已知列车总质量，，轨道对列车的阻力恒为。

（1）求及时的列车速度；

（2）若时列车恰好达到最大速度，求启动至内列车的路程。

【答案】（1），；（2）

【解析】

【详解】（1）前做匀加速直线运动，由牛顿第二定律得：

末的瞬时速度

此列车的额定功率

带入数据解得

，

（2）汽车速度最大时，受力平衡，则

在0到时间内的位移

至这段时间内位移为，由动能定理得：

总位移

15. 如图，高的桌面上固定一半径的四分之一光滑圆弧轨道，轨道末端B与桌面边缘水平相切，地面上的C点位于B点的正下方。将一质量的小球由轨道顶端A处静止释放，取。

（1）不计空气阻力，求小球落地点距C点的距离；

（2）若加上如图所示的恒定水平风力，将小球由A处静止释放，要使小球恰落在C点，作用在小球上的风力应为多大？

（3）在题（2）的情况中，求小球在轨道上运动过程对轨道的最大压力。

【答案】（1）；（2）；（3）

【解析】

【详解】（1）小球由A运动至B，机械能守恒有

小球从B点飞出做平抛运动，有

小球落地点距C点的距离为

（2）设风力大小为F，小球从A运动至B有

小球从B运动至C处，水平方向有

联立解得

（3）风力和重力合力

方向与竖直方向成角，其中

小球从释放到速度最大，由动能定理可得

由牛顿定律

根据牛顿第三定律，轨道压力大小

联立解得