2021-2022学年四川省凉山州西昌天立学校高一（下）5月物理试题含解析

西昌天立高2021级高一下期5月月考

物理试题

一、选择题（此题共计48分，其中1-8题为单选，9-12题为多选，错选得分为0，漏选得分一半）

1. 关于曲线运动，下列说法正确的是（　　）

A. 做曲线运动的物体速度大小一定变化

B. 做圆周运动的物体所受的合力方向一定指向圆心

C. 做平抛运动的物体其运动性质属于变加速曲线运动

D. 做曲线运动的物体合力一定不为零

【答案】D

【解析】

【详解】A．做曲线运动的物体速度方向一定发生变化，但大小不一定变化，如：匀速圆周运动，故A错误；

B．做匀速圆周运动的物体所受的合力方向一定指向圆心，变速圆周运动的物体所受合力的方向指向圆内，但不指向圆心，故B错误；

C．做平抛运动的物体只受重力，属于加速度不变的曲线运动，即匀变速曲线运动，故C错误；

D．物体做曲线运动，需要物体受到的合外力与速度不共线，，可知做曲线运动的物体合力一定不为零，故D正确。

故选D。

2. 为保障灾民生命财产安全，消防队员利用无人机为灾民配送物资，某次在执行任务时，无人机从地面起飞，将配送物资运输到预定地点，在飞行过程中，通过速度传感器测出无人机水平方向和竖直方向的分速度vx和随飞行时间t的关系图像如图甲、乙所示，无人机到达最大高度后释放物资，物资落在预定地点，不计空气阻力，g取10m/s2，以下说法正确的是（　　）

A. 在0~10s内，无人机做曲线运动

B. 30s时无人机速度为10m/s

C. 25s时无人机加速度大小为0.3m/s2

D. 20s时物资从无人机上释放

【答案】B

【解析】

【详解】A．0~10s时间内，无人机在水平方向上做初速度为零的匀加速运动，在竖直方向上做初速度为零的匀加速运动，则合运动为初速为零的匀加速直线运动，故A错误；

B．30s时刻无人机水平方向速度，竖直方向上速度，此时速度

故B正确；

C．25s时无人机水平方向加速度为零，竖直方向加速度即为无人机的加速度，其大小为

故C错误；

D．0~40s时间内无人机竖直方向上速度均向上，一直升高，无人机到达最大高度后释放物资，故40s时物资从无人机上释放，故D错误。

故选B。

3. 固定斜面体左、右倾角分别为和，将甲、乙两个小球从斜面体顶端点以、的速度分别向左和向右水平抛出，甲、乙两个小球分别落在左侧斜面上的点和右侧斜面上的点，且。则（　　）

A.  B.

C.  D.

【答案】C

【解析】

【详解】设斜面倾角为，小球平抛运动的初速度为，小球落到斜面时位移大小为，根据平抛运动规律有

联立解得

则有

C正确，ABD错误；

故选C。

4. 2021年9月2日，第八批在韩志愿军烈士的遗骸回归祖国，运送烈士棺椁的运专机降落在沈阳桃仙国际机场。沈阳桃仙国际机场以“过水门”最高礼遇迎接志愿军烈士回家，以表达对英烈的崇高敬意。如图所示，仪式中的“水门”是由两辆消防车喷出的水柱形成的。两条水柱形成的抛物线对称分布，且刚好在最高点相遇。若水门高约，跨度间距约。重力加速度取，忽略空气阻力、消防车的高度和水流之间的相互作用，则（　　）

A. 水喷出后经过约到达最高点

B. 在最高点相遇前的瞬间，水柱的速度约为

C. 水喷出的瞬间，速度水平方向分量约为

D. 水喷出的瞬间，速度竖直方向分量约为

【答案】A

【解析】

【详解】A．两条水柱形成的抛物线对称分布，且刚好在最高点相遇，可把水柱看成逆过程的平抛运动，竖直方向有

解得

A正确；

BC．水柱在水平方向做匀速直线运动，在最高点相遇前的瞬间，水柱的速度等于水喷出的瞬间的水平分速度，则有

BC错误；

D．水喷出的瞬间，速度竖直方向分量为

D错误；

故选A。

5. 如图是一种叫“指尖陀螺”的玩具。当将陀螺绕位于中心A的转轴旋转时，陀螺上的B、C两点的周期（和）、角速度（和）、线速度（和）、向心加速度（和）的关系正确的是（　　）

A.  B.

C.  D.

【答案】B

【解析】

【详解】BC两点绕同一轴转动，则角速度和周期相等，即

根据

因为可知

根据

可得

故选B

6. 关于功和功率的概念，下列说法正确的是（　　）

A. 功是标量，但功有正、负，说明功有方向

B. 由可知，力做功越多，该力的功率就越大

C. 由可知，当汽车的速度一定时，若牵引力变小，则汽车的功率变小

D. 由可知，只要知道时间内机器做的功，就可以求这段时间内任意时刻机器做功的功率

【答案】C

【解析】

【详解】A．功是标量，没有方向，正负表示是动力做功还是阻力做功，A错误；

BD．由可知，平均功率的大小跟做功的多少和所用的时间均有关系，只要知道时间内机器做的功，就可以求这段时间内的平均功率，但无法确定任意时刻机器做功的功率，BD错误；

C．由可知，当汽车的速度一定时，若牵引力变小，则汽车的功率变小，C正确。

故选C。

7. 如图所示，一质量为M的人站在台秤上，台秤的示数表示人对秤盘的压力；一根长为R的细线一端系一个质量为m的小球，手拿细线另一端，小球绕细线另一端点在竖直平面内做圆周运动，且小球恰好能通过圆轨道最高点，则下列说法正确的是（　　）

A. 小球运动到最高点时，小球的速度为零

B. 小球在a、b、c三个位置时，台秤的示数相同

C. 当小球运动到最高点时，台秤的示数最小，且为

D. 小球从c点运动到最低点的过程中台秤的示数减小，人处于失重状态

【答案】B

【解析】

【详解】A．小球恰好能通过圆轨道最高点，在最高点，细线中拉力为零，根据牛顿第二定律可得

解得小球速度为

A错误；

B．小球在b位置时，悬线拉力为0，此时对人进行受力分析，得出台秤对人的支持力为

在a、c二个位置时小球受重力和水平指向圆心的拉力，拉力水平指向圆心，充当向心力，绳对人的反作用力水平背离圆心，所以台秤对人的支持力为

则台秤的示数相同，B正确；

C．当小球运动到最高点时，细线中拉力为零，台秤的示数为Mg，但不是最小，C错误；

D．小球从c点运动到最低点的过程中增加，方向向上，球处于超重状态，台秤的示数增大，人处于静止状态，不会有超重失重状态，D错误。

故选B。

8. 大型商场为了方便顾客上下楼，都会安装自动扶梯。自动扶梯可以分为两类，一类无台阶（如图1所示，甲扶梯与地面倾角为），另一类有台阶（如图2所示，乙扶梯与地面倾角为）。质量相等的A、B两顾客分别站上甲、乙两扶梯，各自一起随扶梯从静止开始向上做加速度大小相等的匀加速直线运动，则加速运动过程中（　　）

A. A所受支持力大于B所受支持力

B. A所受摩擦力大于B所受摩擦力

C. A所受支持力的功大于B所受支持力的功

D. A所受支持力的功等于B所受支持力的功

【答案】B

【解析】

【详解】AB．顾客A所受支持力垂直扶梯向上，与运动方向垂直，所受摩擦力与运动方向相同，有

，

顾客B受力分析如图

因随扶梯做从静止开始向上的匀加速直线运动，则B所受合力为ma，方向与运动方向相同，则有

，

则有

，

A错误，B正确；

CD．顾客A所受支持力方向与运动方向垂直，支持力不做功，顾客B所受支持力与运动方向成锐角，做正功，则A所受支持力的功小于B所受支持力的功，CD错误。

故选B。

9. 如图所示的水平圆盘上有一原长为l0的轻质弹簧，弹簧的一端固定于圆心处，另一端与质量为m的滑块相连，滑块与圆盘之间的动摩擦因数为μ，初始时，滑块与圆心之间的距离为l且保持静止。现使圆盘绕过圆心的竖直轴转动，f为滑块与圆盘之间的摩擦力大小，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，从零开始逐渐增大圆盘角速度至某一较大值的过程中，关于f与图像可能正确的是（　　）

A.  B.

C.  D.

【答案】AB

【解析】

【详解】A．若初始时，当角速度从0开始不断增大，则开始时有静摩擦提供向心力

静摩擦力，当摩擦力达到最大静摩擦力，继续增大角速度，最大静摩擦力不足以提供向心力，物块将做离心运动，滑动摩擦力和弹簧拉力的合力提供向心力，物块的正压力不变，接触面不变，故滑动摩擦力大小不变，A正确；

B．若初始时，当角速度从0开始不断增大，则开始时有静摩擦提供向心力

故开始时，角速度变大，静摩擦力变小，当弹簧弹力恰好提供物块圆周运动的向心力时，摩擦力为0；物块的角速度继续变大，则有

摩擦力由0开始逐渐变大，直到达到最大静摩擦力；继续增大角速度，物块的摩擦力为滑动摩擦力，保持不变，B正确；

CD．若初始时，当角速度从0开始不断增大，则开始时有静摩擦提供向心力

故角速度为0时，静摩擦力不为零，物块角速度逐渐增大，则静摩擦力逐渐增大到滑动摩擦力，后保持滑动摩擦力大小，综上所述CD图像均不可能，CD错误。

故选AB。

10. 体育课上，某同学将铅球水平投出，轨迹如图所示，若在确保投出高度和初速度方向不变的情况下，只增大初速度大小，下列说法正确的是（　　）

A. 从抛出到落地过程，铅球运动时间不变

B. 铅球落地时重力做功的瞬时功率增大

C. 铅球落地时重力做功的瞬时功率不变

D. 从抛出到落地过程，铅球重力做功的平均功率增大

【答案】AC

【解析】

【详解】A．铅球做平抛运动，竖直方向由位移公式可得

由于投出高度不变，故铅球运动时间不变，A正确；

BC．铅球落地时重力做功瞬时功率可表示为

由于铅球运动时间不变，故瞬时功率不变，B错误，C正确；

D．从抛出到落地过程，铅球重力做功的平均功率可表示为

由于h、t不变，故平均功率不变，D错误。

故选AC。

11. 如图，2022年1月22日，位于同步轨道的中国“实践21号”卫星将一颗位于同步轨道的失效的“北斗2号”卫星拖拽至距地面更远的“墓地轨道”（可视为圆轨道），此后“实践21号”又回归同步轨道，这标志着中国能够真正意义上实现“太空垃圾清理”。下列说法正确的是（　　）

A. “实践21号”拖拽“北斗2号”离开同步轨道时需要点火加速

B. “实践21号”完成拖拽任务后离开“墓地轨道”时需要点火加速

C. “北斗2号”在同步轨道的速度大于它在“墓地轨道”的速度

D. “北斗2号”在“墓地轨道”的运行周期小于24小时

【答案】AC

【解析】

【详解】由图可知，同步轨道的半径小于“墓地轨道”的半径

A．“实践21号”拖拽“北斗2号”离开同步轨道时做离心运动，需要点火加速，故A正确；

B．“实践21号”完成拖拽任务后离开“墓地轨道”时做近心运动，需要点火减速，故B错误；

C．根据

可得

可知“北斗2号”在同步轨道的速度大于它在“墓地轨道”的速度，故C正确；

D．根据

可得

同步轨道的周期为24小时，则“北斗2号”在“墓地轨道”的运行周期大于24小时，故D错误。

故选AC。

12. 如图所示，摆球（可视为质点）质量为m，悬线的长为L，把悬线拉到水平位置后放手。设在摆球运动过程中空气阻力Ff的大小不变，小球摆动到最低点时速度大小为v，则下列说法正确的是（　　）

A. 重力做功为mgL

B. 整个过程重力的平均功率为mgv

C. 空气阻力（Ff）做功为-mgL

D. 空气阻力（Ff）做功为

【答案】AD

【解析】

【详解】A．重力在整个运动过程中始终不变，所以重力做功为

WG=mgL

故A正确；

B．整个过程重力的平均功率为

而小球摆动到最低点时速度大小为v，此时重力的瞬时功率为０，则整个过程重力的平均功率一定不是mgv，故B错误；

CD．阻力所做的总功等于每个小弧段上Ff所做功的代数和，即

故C错误，D正确；

故选AD。

二、实验题（此题共14分。13题第（1）每空1分，其余每空2分）

13. 用如图所示的向心力演示器，可做“探究向心力的大小F与质量m、角速度ω和半径r之间的关系”实验。

探究向心力与角速度之间的关系时，应将质量______（填“相等”或“不等”）的两个小球一个放在短槽C挡板处，另一个放在长槽的______（填“A挡板”或“B挡板”）处。通过手柄转动塔轮，如果发现左右标尺露出的红色、白色等分标记之比为4∶1，则左边小球与右边小球做圆周运动的向心力大小之比为______。

【答案】    ①. 相等    ②. A挡板    ③. 4：1

【解析】

【详解】[1][2]探究向心力与角速度之间的关系时，要求两球质量相等，做圆周运动的半径相同，所以长槽内的小球应放在A挡板处。

[3]如果发现左右标尺露出的红色、白色等分标记之比为4：1，表明左边小球做圆周运动的向心力与右边小球做圆周运动的向心力大小之比为4：1。

14. 在探究动能定理的实验中，将小车放在一端有滑轮的长木板上，让纸带穿过打点计时器，一端固定在小车上。实验中平衡摩擦力后，小车的另一端用细线挂钩码，细线绕过固定在长木板上的定滑轮，线的拉力大小就等于钩码的重力，这样就可以研究拉力做功和小车动能的关系。已知所挂钩码的质量m=1.0×10-2kg，小车的质量m0=8.5×10-2kg（g取10m/s2）。

（1）若实验中打点纸带如图所示，打点时间间隔为0.02s，每三个计时点取一个计数点，O点是打点起点，则打B点时，小车速度vB=______m/s，小车的动能EkB=_______J，从钩码开始下落至B点，拉力所做的功是_______J；（均保留3位有效数字）

（2）根据纸带算出相关各点速度v，量出小车运动距离s，则以为纵轴，以s为横轴画出的图线应是_______，图线的斜率表示_______。

A．        B．

C．          D．

【答案】    ①. 0.197    ②. 1.65×10-3##0.00165    ③. 1.76×10-3##0.00176    ④. C    ⑤. 小车的加速度

【解析】

【详解】（1）[1]由题意可知相邻两计数点间的时间间隔为

易知小车做匀加速直线运动，打B点时，小车的速度等于打A、C两点间的平均速度，即

[2]打B点时，小车的动能为

[3]从钩码开始下落至B点，拉力所做的功是

（2）[4]设小车所受合外力大小为F，根据动能定理有

整理得

所以图像为过原点的倾斜直线。

故选C。

[5]根据牛顿第二定律可知图线的斜率表示小车的加速度。

三、解答题（此题共38分，15题、16题各8分，17题10分，18题12分）

15. 绵阳（火车）站建于1953年，绵阳站是宝成铁路和西城高速铁路的中间站。假设绵阳站一列旧式火车发动机的额定功率，总质量m＝500t，在轨道上行驶时，轨道对列车的阻力是车重的0.01倍。（g取）

（1）求列车在水平轨道上行驶的最大速度；

（2）若列车从静止开始，以的加速度做匀加速运动，求这一过程维持的最长时间。

【答案】（1）；（2）

【解析】

【详解】（1）列车以额定功率行驶，当牵引力等于阻力时速度达到最大值，即

则

即

解得

（2）汽车做匀加速运动时，由牛顿第二定律得

解得

在此过程中，速度增大，发动机功率增大，当功率为额定功率时速度为，则

由得

16. 质量为的小球固定在长为的轻杆一端，杆可绕过另一端O点的水平轴在竖直平面内转动。（）求：

（1）当小球在最高点的速度为多大时，杆对球的作用力为零？

（2）当小球在最高点的速度为时，杆对球的作用力。

【答案】（1）3m/s；（2）30N，方向竖直向下

【解析】

【详解】（1）当小球在最高点杆对它的作用力为零时，球的重力提供向心力，则

解得

（2）因为小球在最高点的速度，则由牛顿第二定律可得

解得

方向竖直向下

17. 北京2022年冬奥会的成功举办掀起了全民冰雪运动热潮。图为某跳台滑雪赛道简化示意图，助滑坡AB的竖直高度为h，着陆坡BC连线与水平方向的夹角为45°。一质量为m的运动员（包括装备）从A点静止下滑，经B点以大小为的速度水平飞出，最终在D点着陆。运动员可视为质点，不计空气阻力，重力加速度大小为g。求：

（1）从A到B的过程中，运动员克服阻力做的功；

（2）B、D之间的距离；

（3）运动员着陆前瞬间的重力的功率。

【答案】（1）；（2）；（3）mg

【解析】

【详解】（1）从A到B的过程中，由动能定理有

将代入解得

（2）从B到D，运动员做平抛运动：水平方向

竖直方向

联立解得

（3）着陆前瞬间

解得

18. 如图所示，竖直平面内固定有轨道，倾斜轨道的长度，倾角段是与相切的半径为、圆心角的光滑圆弧，水平轨道的长度，各段轨道均平滑连接，一半径也为的竖直光滑圆轨道与水平面相切于，最高点为E，底部略错开使小球可以通过圆轨道，在F点右侧固定一轻质弹簧，处于原长时弹簧左端正好位于F点，一质量为的滑块P（视为质点）从A点静止释放。已知滑块P与段、段的动摩擦因数为点右侧光滑，不计其它阻力，。

（1）若要求滑块P安全通过圆弧轨道的最高点E，则E点的速度大小至少为多少？

（2）求滑块P第一次经过C点时对轨道的压力；

（3）求滑块最终停留在水平轨道的位置（描述该位置与C点的距离）。

【答案】（1）；（2），方向竖直向下；（3）072m

【解析】

【详解】（1）在E点，根据牛顿第二定律

解得

（2）从A到C，根据动能定律得

代入数据解得

滑块到C点时，根据牛顿第二定律

解得

根据牛顿第三定律得

方向竖直向下

（3）在C点的初动能

若，滑块可过最高点；计算此时D点对应的动能，从D到E，根据动能定律得

解得

则D点的动能小于时滑块无法过E点；

假设物块从C点出发D点，能够到达E点通过圆轨道，经过弹簧反弹后又回到D点，即对整个过程进行动能定理

解得

即假设成立，滑块两次均通过E点；接着从D点，设滑块在斜面上距离B点的水平位移为x的某点减速为0，根据动能定理得

解得

对整个过程进行动能定理

解得

则滑块最终停留的位置与C点的距离