2021-2022学年安徽省豪州市风华实验中学高一（下）第三次月考物理试卷（含答案解析）

2021-2022学年安徽省豪州市风华实验中学高一（下）第三次月考物理试卷

1.  关于曲线运动，以下说法中正确的是(    )

A. 在恒力作用下的物体不可能做曲线运动 B. 曲线运动一定是变速运动
C. 做曲线运动的物体所受合力可以为零 D. 曲线运动的速度大小一定变化

2.  如图所示，质量为m的物体在水平恒力F的推动下，从山坡底部A处由静止运动至高为h的坡顶B，获得速度为v，AB的水平距离为s。下列说法正确的是(    )

A. 物体重力所做的功是mgh
B. 合力对物体做的功是
C. 推力对物体做的功是
D. 阻力对物体做的功是

3.  质量为m的物体P置于倾角为的固定光滑斜面上，轻细绳跨过光滑定滑轮分别连接着P与小车，P与滑轮间的细绳平行于斜面，小车以速率v水平向右做匀速直线运动．当小车与滑轮间的细绳和水平方向成夹角时如图，下列判断正确的是(    )
 

A. P的速率为v B. P的速率为
C. 绳的拉力等于 D. 绳的拉力小于

4.  如图所示，足够长的水平传送带以的速度匀速前进，上方漏斗以每秒50kg的速度把煤粉均匀、竖直抖落到传送带上，然后随传送带一起运动。已知煤粉与传送带间的动摩擦因数为，欲使传送带保持原来的速度匀速前进，则传送带的电动机应增加的功率为(    )
 

A. 50W B. 100W C. 150W D. 200W

5.  质量相同的小球1、2用轻质细线连接，小球1用轻质细线系于O点，两细线长度相同，小球1、2绕竖直轴O做匀速圆周运动，空气阻力忽略不计，下列四个图中可能正确的是(    )

A.  B.
C.  D.

6.  如图所示，海王星绕太阳沿椭圆轨道运动，P为近日点，Q为远日点，M、N为轨道短轴的两个端点，运行的周期为。若只考虑海王星和太阳之间的相互作用，则海王星在从P经过M、Q到N的运动过程中(    )
 

A. 从P到M所用时间等于
B. 卫星在Q点的角速度大于P点的角速度
C. 海王星运行轨道半长轴的三次方与其运行周期的平方之比等于月球运行轨道半长轴的三次方与其运行周期的平方之比
D. 从P到Q阶段，速率逐渐变小

7.  物块先沿轨道1从A点由静止下滑至底端B点，后沿轨道2从A点由静止下滑经C点至底端B点，，如图所示．物块与两轨道的动摩擦因数相同，不考虑物块在C点处撞击的因素，则在物块整个下滑过程中(    )

A. 物块受到的摩擦力相同 B. 沿轨道2下滑时的位移较大
C. 物块滑至B点时速度相同 D. 两种情况下损失的机械能相同

8.  如图甲所示，一轻质弹簧的下端固定在水平面上，上端叠放两个质量均为M的物体A、物体与弹簧连接，弹簧的劲度系数为k，初始时物体处于静止状态。现用竖直向上的拉力F作用在物体A上，使物体A开始向上做加速度为的匀加速运动，测得两个物体的图像如图乙所示。已知重力加速度为g，则下列说法正确的是(    )

A. 施加外力F大小恒为
B. A、B分离时，弹簧弹力恰好为零
C. A、B分离时，A上升的距离为
D. 弹簧恢复到原长时，物体B的速度达到最大值

9.  已知地球半径为R，地球表面的重力加速度为g，地球自转周期为T，地球同步卫星距地面的高度为h，则地球同步卫星的线速度的大小可以表示为(    )

A.  B.  C.  D.

10.  篮球运动员进行定点投篮训练，每次篮球离手的位置一样，其中两次投篮分别垂直击中篮板的a、b位置，如图所示，不计空气阻力，此两次投篮中篮球(    )
 

A. 在空中运动的时间相等 B. 击中篮板时的速度一定不同
C. 上升过程中速度变化率相同 D. 被抛出时速度的竖直分量相等

11.  如图甲，质量为2kg的物体在水平恒力F作用下沿粗糙的水平面运动，1s后撤掉恒力F，其运动的图象如图乙，，下列说法正确的是(    )
 

A. 在内，合外力一直做正功
B. 在时，恒力F的瞬时功率为150W
C. 在内，合外力的平均功率为150W
D. 在内，物理克服摩擦力做功为150J

12.  如图所示，弹性绳一端系于P点，绕过Q处的小滑轮，另一端与质量为m、套在粗糙竖直固定杆A处的圆环相连，P、Q、A三点等高，弹性绳的原长恰好等于PQ间距，圆环与杆间的动摩擦因数为，圆环从A点由静止释放，释放瞬间，圆环的加速度大小为，到达最低点 C时。重力加速度为g，弹性绳始终遵循胡克定律。下列说法正确的是(    )

A. 释放瞬间弹性绳中的拉力大小为mg
B. 从A到C的过程中，弹性绳增加的弹性势能为
C. 从A到C的过程中摩擦力做功为
D. 若已知，圆环下滑过程中的最大速度为

13.  某研究小组用如题图甲所示的实验装置“验证机械能守恒定律”。交流电的频率为
供实验选择的重物有以下四个，最优选择为______；
A.质量为10g的砝码质量为200g的木球
C.质量为50g的塑料球质量为200g的铁球
关于此述实验，下列说法中正确的是______；
A.释放重物时要注意纸带是否竖直
B.重物的质量可以不测量
C.实验中应先释放纸带，后接通电源
D.可以利用公式来求解瞬时速度
根据题图乙所示纸带上的测量数据，根据选择的重物可知重物在B点的动能为______J，已知O为初始速度为零的点，则OB段重力势能的减少量为______J。不完全等于的原因是______。计算结果均保留三位有效数字，

14.  某实验小组的同学欲测量滑块与木板间的动摩擦因数，设计了一套如图甲所示的装置，图中A为滑块，B打点计时器，C为弹簧测力计，P为小桶内有沙子，一端带有定滑轮的足够长的木板水平放置，不计绳与滑轮的摩擦。实验时，先接通电源再松开滑块，打点计时器在纸带上打下一系列点，此过程弹簧测力计的读数为F，测出滑块质量为m。该同学在一条比较理想的纸带上，从点迹清楚的某点开始记为零点，顺次选取一系列点，分别测量这些点到零点之间的距离x，计算出它们与零点之间的速度平方差，然后建立坐标系，通过描点法得到的图像是一条过原点的直线，如图乙所示。重力加速度



本实验中是否需要测量小桶含内部沙子的质量_______。填“是”或“否”
在图乙中这条直线的斜率的表达式为____________。用F、、m等题中所给字母填写表达式
若测出滑块质量为，弹簧测力计读数为2N，结合图乙可求得滑块与木板间的动摩擦因数为_____。

15.  如图所示，一个小球从高处以水平速度抛出，撞在倾角的斜面上的P点，已知，求：

、C之间的距离；
小球撞击P点时速度的大小．

16.  已知某星球的半径为R，其同步卫星的轨道半径为r、周期为T。已知万有引力常量为G。求：
该星球的质量M；
若考虑星球自转，则该星球赤道表面处的重力加速度g为多大？

17.  如图所示，质量为的滑块可视为质点压缩弹簧至A处但不粘连，滑块P与水平面AB间的动摩擦因数为。由静止释放滑块，滑块从B点滑出后做平抛运动落到C点。已知B点高出水平地面，O点在B点的正下方，C到O点的距离为，水平面AB段的长度为，重力加速度g取。求：
滑块压缩弹簧至A处时弹簧储存的弹性势能的大小；
若在B端平滑连接一水平放置长为的木板MN，滑块从A处释放后正好运动到N端停止，求木板MN与滑块间的动摩擦因数；
若将水平面AB换成光滑的水平面，在B处接一竖直光滑圆轨道，要使滑块恰能通过圆轨道的最高点D，则圆轨道的半径R为多大。

答案和解析

1.【答案】B 

【解析】解：A、曲线运动的条件是合力与速度方向不共线，合力可以是恒力，如平抛运动，故A错误；
B、曲线运动速度的方向沿轨迹的切线方向，它的速度的方向必定是改变的，所以曲线运动一定是变速运动，故B正确；
C、物体做曲线运动的条件是合力与速度不在同一条直线上，合外力一定不能为0，故C错误；
D、曲线运动的物体，速度方向一定时刻发生变化，但大小不一定变化，如匀速圆周运动，故D错误；
故选：B。
物体做曲线运动的条件是合力与速度不在同一条直线上，合外力大小和方向不一定变化，由此可以分析得出结论。
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.【答案】D 

【解析】解：A、重力做功，故物体克服重力做功为mgh，故A错误；
B.对小车从A运动到B的过程中运用动能定理得：，故B错误；
C、推力F是恒力，在力的方向上的位移为s，所以，故C错误；
D、根据动能定理可得，，解得阻力做功，故D正确。
故选：D。
重力做功只与物体的初末位移的高度差有关，与其它因素没有关系，根据求解重力所做的功；根据动能定理求解合外力的功；推力是恒力，可以根据求解；
阻力所做的功我们不好直接求解，但可以通过动能定理求得合外力所做的功，总共有三个力对物体做功，即推力和摩擦阻力还有重力对小车做功，这样就可以求得阻力对小车做的功。
本题主要考查了求力做功的几种方法，恒力做功可根据做功公式直接计算，变力和合外力对物体做的功可根据动能定理求解，注意求推力的功时，位移是沿力的方向上的位移，即物体在水平方向上的位移。
 

3.【答案】B 

【解析】

【分析】
将小车的速度v的进行分解，得到两个物体速度的关系式，分析物体P做什么运动，判断绳子拉力始终与物体P所受重力的关系．
解决本题的关键得出A、B的速度关系，由牛顿第二定律分析绳子的拉力与重力的大小关系，运用外推法，即极限法分析A物体的加速度如何变化是难点．

【解答】

将小车的速度v进行分解如图所示，则，故A错误，B正确；

小车向右运动，减小，v不变，则逐渐增大，说明物体P沿斜面向上做加速运动，由牛顿第二定律，可知绳子对A的拉力，故CD错误。
故选B。

4.【答案】D 

【解析】

【分析】
煤粉流到传送带上后，在摩擦力作用下做初速度为零的匀加速直线运动，摩擦力对煤粉做正功，对传送带做负功，传送带多做的功转化为煤粉的动能以及系统之间产生热量，正确分析煤粉的运动情况，利用功能关系可正确解答本题。
传送带问题是高中物理中的一个重要题型，解答这类问题重点做好两类分析：一是运动分析，二是功能关系分析。

【解答】
在1s内落到传送带上煤粉的质量为；这部分煤粉由于摩擦力f的作用被传送带加速，由功能关系得
煤粉在摩擦力作用下匀加速运动阶段，有：
传送带的位移为：，
相对位移为：，因此摩擦生热为：
传送带额外输出的能量分为两部分：第一部分为煤粉获得的动能，第二部分为克服摩产生的热量，所以传送带1s额外输出的能量为：

皮带机应增加的功率为：，故ABC错误，D正确。  

5.【答案】D 

【解析】解：对球1在水平面做匀速圆周运动，
由牛顿第二定律得：，
对球1和球2整体，在竖直方向上有：，
同理对球2由牛顿第二定律得：，
对球2竖直方向有：，
由于球2受重力和绳的拉力的合外指向圆心，
可知球2比球1更远离竖直轴，则
联立解得：，故，则，故D正确，ABC错误。
故选：D。
根据两个小球在水平面内匀速圆周运动，结合牛顿第二定律求解向心力，联立求解细线与水平方向的夹角的关系，进而确定细线的方向。
解答此题的关键是知道球2做圆周运动的半径一定大于球1做圆周运动的半径，然后结合数学知识比较两个角度的大小。
 

6.【答案】D 

【解析】

【分析】
根据海王星在PM段和MQ段的速率大小比较两段过程中的运动时间，从而得出P到M所用时间与周期的关系。
根据开普勒第二定律分析P点和Q点的线速度与角速度。
根据开普勒第三定律分析周期与半长轴关系。
此题考查了开普勒定律的应用，解决本题的关键知道近日点的速度比较大，远日点的速度比较小，从P到Q和Q到P的运动是对称的，但是P到M和M到Q不是对称的。

【解答】
A、根据对称性可知，海王星从P到Q的时间为，海王星在PM段的速度大小大于MQ段的速度大小，则PM段的时间小于MQ段的时间，所以P到M所用的时间小于，故A错误；
BD、根据开普勒第二定律可知，卫星在Q点的线速度小，在P点的线速度大，从P到Q阶段，速率逐渐变小，根据角速度和线速度的关系可知，，卫星在P、Q的曲率半径相等，则星在Q点的角速度小于P点的角速度，故B错误，D正确；
C、根据开普勒第三定律可知，不同的环绕天体绕同一中心天体运行时，半长轴的三次方与周期的平方的比值为常量，如果中心天体不同，则不成立，海王星绕太阳运动，月球绕地球运动，则海王星运行轨道半长轴的三次方与其运行周期的平方之比不等于月球运行轨道半长轴的三次方与其运行周期的平方之比，故C错误。
故选：D。  

7.【答案】D 

【解析】解：，在轨道1、2上倾角不同，所以摩擦力不同，故A错误；
B.位移是从初位置指向末位置的有向线段，故位移相同，故B错误；
C.设AC与水平面的夹角为，CB与水平面的夹角为，AB与水平面的夹角为，如图所示
沿轨道2运动，摩擦力做的功：
沿轨道1运动，摩擦力做的功为：
由动能定理得：物块滑至B点时速度大小相同，但方向不同，故C错误。
D.由C的分析可知，两种运动摩擦力做的功相同，所以两种情况下损失的机械能相同，故D正确；
故选：D。
根据滑动摩擦力的公式即可求解；位移是从初位置指向末位置的有向线段；根据动能定理即可求解，但要注意方向；损失的机械能等于克服摩擦力所做的功．
该题要求同学们能根据题目正确求出各个阶段摩擦力所做的功，并结合动能定理求解，难度适中．
 

8.【答案】C 

【解析】解：A、施加F前，物体A、B整体平衡，根据平衡条件，有
，
解得：，
加外力F后到物体A、B分离前，对A、B整体有：
，
又因，
由于压缩量x减小，故F为变力，故A错误；
BD、物体A、B分离时，A、B具有共同的v和a，且，对A有
，
解得：，
A、B分离后，B做加速度减小的加速运动，当时，B达到最大速度，故B、D错误；
C、A、B分离时，对B有：
，
解得：，
此时弹簧的压缩量为
，
故弹簧的压缩量减小了
，
即A上升的距离，故C正确。
故选：C。
弹簧弹力根据胡克定律列式求解，先对物体AB整体受力分析，根据牛顿第二定律列方程；再对物体B受力分析，根据牛顿第二定律列方程；时刻是A与B分离的时刻，A、B之间的弹力为零。
本题关键是明确A与B分离的时刻，它们间的弹力为零这一临界条件；然后分别对AB整体和B物体受力分析，根据牛顿第二定律列方程分析，不难。
 

9.【答案】BC 

【解析】解：万有引力提供向心力，即：，解得：
又由黄金代换：
联立解得：，
根据圆周运动的规律可知，，故BC正确，AD错误。
故选：BC。
根据万有引力提供向心力，可表示出地球同步卫星的线速度，再用黄金代换代换出地球的质量即可。
根据圆周运动的规律分析。
该题考查了同步卫星的相关知识，解决本题的关键掌握万有引力提供向心力的公式，知道重力加速度和天体半径要有应用黄金代换的意识．
 

10.【答案】BC 

【解析】

【分析】
由于两次篮球垂直撞在篮板上，该运动的逆运动为平抛运动，结合平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律分析求解。
本题应采用逆向思维，将斜抛运动变为平抛运动处理，知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律。
【解答】
A、将篮球的运动反向处理，即为平抛运动，竖直方向为自由落体运动，，击中a点的运动过程的高度较高，运动时间较长，故A错误；
B、两次篮球的水平位移相等，击中a点的运动过程，时间长，则水平速度小，即击中篮板时的速度小，故B正确；
C、速度变化率为加速度，在篮球从投出到击中篮板的过程中，篮球受到的合力为重力，加速度都为重力加速度，故速度的变化率相同，故C正确；
D、击中a点的运动，竖直高度大，根据可知，被抛出时速度的竖直分量大，故D错误。
故选：BC。  

11.【答案】BD 

【解析】

【分析】
根据动能的变化判断合力做功情况；根据速度时间图线，结合牛顿第二定律，求出恒力F瞬时功率；根据速度时间图线围成的面积求出位移，从而求出克服摩擦力做功大小。
本题考查了动能定理、牛顿第二定律、速度时间图线的综合运用，知道图线的斜率表示加速度，图线与时间轴围成的面积表示位移。

【解答】
A、内，速度增加，根据动能定理知，合力做正功，内，速度减小，根据动能定理知，合力做负功，故A错误。
B、根据速度时间图线知，匀加速运动的加速度大小，匀减速运动的加速度大小，根据牛顿第二定律得，阻力，
，解得恒力，
时，速度为，则恒力F的瞬时功率，故B正确。
C、内，合外力做功，则合外力的平均功率，故C错误。
D、内，物体的位移大小，克服摩擦力做功，故D正确。
故选：BD。  

12.【答案】ABD 

【解析】解：A、释放瞬间，对圆环受力分析如图1，受重力、拉力、杆对环的弹力和摩擦力，由牛顿第二定律得：，滑动摩擦力大小：，则有：，解得：，故A正确；
B、设，则有：，设下滑距离为x，圆环下滑到B点时，，受力分析如图2，正交分解，水平方向上有：，
即下滑过程，杆对圆环弹力不变，则：，
圆环所受滑动摩擦力f为恒力，从A到C，根据动能定理得：
，解得：，弹性绳增加的弹性势能，故B正确；
C、从A到C的过程中摩擦力做功，故C错误；
D、若，则，圆环下滑过程中，加速度为零时，速度最大，有：，此时下滑距离：，
解得：，下滑距离为x时的合外力大小：，
与位移大小为线性关系，根据动能定理得：，
即：，解得：，故D正确。
故选：ABD。
释放瞬间，结合圆环的加速度大小，根据牛顿第二定律求出滑动摩擦力大小，从而得出杆对环的弹力大小，通过水平方向平衡求出释放瞬间绳中拉力的大小；根据水平方向上平衡求出杆对环的弹力大小，得出滑动摩擦力大小恒定，对A到C的过程运用动能定理，求出弹性绳对圆环做功的大小；圆环下滑过程中，加速度为零时，速度最大，根据竖直方向上平衡求出下滑的距离，抓住合力大小与下滑的距离x一次函数关系，运用平均合力大小，根据动能定理求出下滑过程中的最大速度。
本题考查了牛顿第二定律、动能定理的综合运用，通过圆环水平方向上平衡得出杆对环弹力大小、摩擦力大小恒定是解决本题的关键。
 

13.【答案】由于存在空气阻力，且纸带与打点计时器间存在摩擦 

【解析】解：为了尽可能减小空气阻力对实验的影响，所选重物质量要适当大些，体积要尽量小些，所以最优选择为质量为200g的铁球。故ABC错误，D正确；
故选：D。
释放重物时要注意纸带是否竖直，从而尽可能减小摩擦对实验的影响，故A正确；
B.在验证机械能是否守恒的表达式时，重物的质量可以消去，因此重物的质量可以不测量，故B正确；
C.由于重物下落较快，且下落距离有限，为了能在纸带上尽可能多地获取实验数据，实验中应先接通电源，后释放纸带，故C错误；
D.公式是建立在机械能守恒的前提下得出的，用它计算瞬时速度起不到验证机械能守恒定律的目的，瞬时速度应根据纸带数据进行计算，故D错误。
故选：AB。
重物在B点的速度大小为
重物在B点的动能为
OB段重力势能的减少量为
不完全等于的原因是由于存在空气阻力，且纸带与打点计时器间存在摩擦。
故答案为：；；，，由于存在空气阻力，且纸带与打点计时器间存在摩擦
根据减小实验误差的办法可知，重物的要选择密度大的，质量较大的物体，
根据实验操作步骤可知AB说法正确，
根据对纸带的分析确定重物的动能以及损失的重力势能即可求解该题。
该实验考查实验器材的选择、实验步骤、实验数据的分析以及误差分析，属于综合性实验，难度适中。
 

14.【答案】否；；。 

【解析】

【分析】
根据实验原理分析是否需要测量小桶的质量；
根据动能定理找到关系式，由此求解图像斜率；
根据图像斜率求解滑块与木板间的动摩擦因数。
本题考查了创新方法，本实验不需要测量小桶含内部沙子的质量，也不需要满足小桶含内部沙子的质量远小于小车的质量这个条件。

【解答】
本实验中，滑块受到的拉力通过弹簧测力计得到，故不需要测量小桶含内部沙子的质量；
由动能定理可得：
所以，
故直线的斜率的表达式为
由对照图象可知，，解得。  

15.【答案】解：设P、C之间的距离为L，根据平抛运动规律，

，
联立解得：，
小球撞击P点时的水平速度，
竖直速度
小球撞击P点时速度的大小为。 

【解析】处理平抛运动问题关键是分解，平抛运动可以分解为水平竖直两个方向的运动。
小球做平抛运动，竖直方向做自由落体运动，水平方向做匀速直线运动，根据位移时间公式结合几何关系即可求解。
 

16.【答案】解：设卫星的质量为m，由万有引力提供同步卫星做匀速圆周运动的向心力得：

解得：
赤道上的物体，万有引力可分解为重力和向心力

将的结果代入得：
物体随星球自转所需向心力：
而：
联立解得：、方向指向星球球心或竖直向下
答：该星球的质量M为；
若考虑星球自转，则该星球赤道表面处的重力加速度g为。 

【解析】根据同步卫星受到星球的万有引力提供向心力可以求出星球的质量；
在赤道处，万有引力提供自转的向心力和重力，从而求出重力加速度。
此题考查了万有引力定律及其应用，抓住天体运动问题的两个基本思路：万有引力提供向心力及重力与万有引力的关系是关键。
 

17.【答案】解：滑块P被弹簧弹射出来运动到粗糙水平面上的B点时，设速度为，根据功能关系有

从B点做平抛运动，根据平抛运动规律有：
代入数据，联立解得
滑块从B点运动到N端停止的过程，根据动能定理得
代入数据解得：
若将水平面AB换成光滑的水平面，滑块运动到B处的速度为v，根据机械能守恒有

滑块P从B点进入光滑的圆轨道，设恰好经过最高点的速度为，根据牛顿第二定律有

滑块P从B点运动到圆轨道最高点D的过程中，根据机械能守恒定律有

联立解得：
答：滑块压缩弹簧至A处时弹簧储存的弹性势能的大小为22J；
木板MN与滑块间的动摩擦因数为；
圆轨道的半径R为 

【解析】根据平抛运动规律可以得到滑块到B处的速度大小，进而根据功能关系可以得到弹簧的弹性势能；
根据动能定理可以得到动摩擦因数；
先根据机械能守恒得到滑块离开弹簧的速度，然后根据牛顿定律得到滑块到D的速度，最后根据机械能守恒得到圆轨道的半径。
本题以弹簧弹射出物块做三种不同的运动为背景，考查功能关系和能量守恒定律，考查学生的科学思维、逻辑推理和运用数学知识解决物理问题的能力，综合性较强，有一定的难度。