上海市格致中学2022-2023学年高一物理下学期3月月考试题（Word版附解析）

高一年级物理试卷

一、单项选择题（共40分。1-8题每小题3分，9-12题每小题4分。）

1. 开普勒仔细研究了哪位天文学家连续20年对行星的观测结果，最终发表了著名的开普勒三定律（　　）

A. 托勒密 B. 哥白尼 C. 伽利略 D. 第谷

【答案】D

【解析】

【详解】开普勒仔细研究了丹麦天文学家第谷连续20年对行星的观测结果，最终发表了著名的开普勒三定律。

故选D。

2. 下列四组物现量中，都能描述质点运动快慢的一组是（　　）

A. 线速度、角速度、轨道半径

B. 周期、线速度、轨道半径

C. 角速度、转速、线速度

D. 轨道半径、转速、角速度

【答案】C

【解析】

【详解】角速度、转速、线速度、周期都能描述质点运动的快慢，轨道半径不能描述质点运动的快慢，故选C。

3. 下列关于匀速圆周运动的说法正确的是（　　）

A. 由可知，向心加速度和轨道半径成反比

B. 匀速圆周运动是匀变速曲线运动

C. 转速越快时，角速度越大

D. 轨道半径越小时，周期越小

【答案】C

【解析】

【详解】A．由可知，在线速度大小不变的条件下，向心加速度和轨道半径成反比，A错误；

B．匀速圆周运动的加速度方向在不断变化，所以是非匀变速曲线运动， B错误；

C．转速越快时，在相同时间内转过的角度越大，角速度越大，C正确；

D．在线速度大小不变的条件下，轨道半径越小时，周期越小，D错误。

故选C。

4. 运动合成与分解基本原理不包括以下那种特性（　　）

A. 独立性 B. 等时性 C. 等效性 D. 因果性

【答案】D

【解析】

【详解】A．分运动之间彼此独立，互不影响，具有独立性，A错误；

B．各个分运动及和运动所用时间相等，具有等时性，B错误；

C．分运动同时进行与合运动效果相同，具有等效性，C错误；

D．运动合成与分解的基本原理不包括因果性，D正确。

故选D。

5. 如图所示，在开门过程中，门上A、B两点的角速度、线速度v、向心加速度a、转速n的大小关系正确的是（　　）

A.  B.  C.  D.

【答案】C

【解析】

【详解】A．门上A、B两点的角速度相同，故A错误。

B．因，并且运动半径，由可知，故B错误。

C．因为，并且运动半径，由可知，故C正确。

D．因为，由可知，故D错误。

故选C

6. 关于物体的运动，下列说法正确的是（　　）

A. 变速运动一定是曲线运动

B. 曲线运动一定是变速运动

C. 曲线运动一定是加速度变化的运动

D. 速度大小不变的运动一定是直线运动

【答案】B

【解析】

【详解】AB．曲线运动一定是变速运动，但变速运动不一定是曲线运动，还可能是变速直线运动，故A错误，B正确；

C．受到恒力作用的曲线运动的加速度不变，故C错误；

D．速度大小不变的运动也可能是匀速率曲线运动，不一定是直线运动，故D错误。

故选B。

7. 下列关于万有引力定律的说法中，正确的是（　　）

A. 万有引力定律是卡文迪许在实验室中发现的

B. 对于相距很远、可以看成质点的两个物体，万有引力定律中的r是两质点间的距离

C. 对于质量分布均匀的球体，公式中的r是两球心间的距离

D. 质量大的物体对质量小的物体的引力大于质量小的物体对质量大的物体的引力

【答案】BC

【解析】

【详解】A．万有引力定律是牛顿发现的，故A错误；

B．对于相距很远、可以看成质点的两个物体，万有引力定律中的r是两质点间的距离，故B正确；

C．对于质量分布均匀的球体，公式中的r是两球心间的距离，故C正确；

D．物体之间的万有引力时作用力和反作用力，不论质量大小，两物体之间的万有引力总是大小相等，故D错误。

故选BC。

8. 一条河宽d，船在静水中的速度为，水流的速度是，，则（　　）

A. 该船可能垂直河岸渡到对岸

B. 当船头垂直河岸渡河时，船的位移为

C. 当船头垂直河岸渡河的时候，过河所用时间大于

D. 船渡河到对岸时，船最小位移为d

【答案】B

【解析】

【详解】AD．由于船的速度和水流的速度相等，则船的合速度不可能垂直河岸，所以该船不可能垂直河岸渡到对岸，则船的位移一定大于河宽，故AD错误；

B．当船头垂直河岸渡河时，垂直河岸方向的位移为，由于船的速度和水流的速度相等，所以沿着河岸方向的位移也为，则船的位移

故B正确；

C．当船头垂直河岸渡河的时候，过河所用时间

故C错误。

故选B。

9. 如图所示，小金属球的质量为m，用长为L的轻悬线固定于O点，在O点的正下方处钉有一颗钉子P，把悬线沿水平方向拉直。若小金属球被无初速度释放，当悬线碰到钉子后的瞬间（设线没有断），则（　　）

A. 小球的角速度保持不变

B. 小球的线速度突然减小

C. 小球的加速度突然增大

D. 悬线的张力等于重力

【答案】C

【解析】

【详解】AB．当悬线碰到钉子后的瞬时线速度不变，根据

可知，半径减小，角速度变大，AB错误；

C．根据

可知，半径减小，向心加速度变大，C正确；

D．根据

可得

可知悬线的张力大于重力，D错误。

故选C。

10. 如图所示，将物体从一座高山上的O点水平抛出，抛出速度一次比一次大，落地点一次比一次远，设图中A、B、C、D、E是从O点以不同的速度抛出的物体所对应的运动轨道。已知B是圆形轨道，C、D是椭圆轨道，在轨道E上运动的物体将会克服地球的引力，永远地离开地球，空气阻力和地球自转的影响不计，则下列说法正确的是（　　）

A. 物体从O点抛出后，沿轨道A运动落到地面上，物体的运动一定是平抛运动

B. 轨道的中心是同一点

C. 若轨道C、D上物体的运动轨道变为圆轨道，这个圆轨道可以过O点

D. 在轨道E上运动的物体，抛出时的速度一定大于等于第三宇宙速度

【答案】AC

【解析】

【详解】A．物体从O点抛出后，只受到重力作用，做平抛运动落到A点，A正确；

B．根据开普勒第一定律可知轨道有一个公共焦点，这个焦点就是地球，但是轨道中心不是一个点，B错误；

C．若轨道C、D上物体的运动轨道变为圆轨道，可以在O点减速，变成近地圆轨道，这个轨道经过O点；也可以在远地点加速变为高轨道的圆轨道，但是这个轨道不会过O点；C正确；

D．在轨道E上运动的物体将会克服地球的引力，永远地离开地球，若发射速度大于第二宇宙速度，小于第三宇宙速度，则围绕太阳运动；若大于第三宇宙速度，则会离开太阳系；所以抛出时的速度不一定大于第三宇宙速度，D错误。

故选AC。

11. 如图所示，A、B两个小球在同一竖直线上，离地高度分别为和，将两球水平抛出后，两球落地时的水平位移之比为，则下列说法正确的是（　　）

A. A、B两球的初速度之比为

B. A、B两球的位移相同

C. 若两球同时抛出，则落地的时间差为

D. 若两球同时落地，则两球抛出的时间差为

【答案】D

【解析】

【详解】A．小球做平抛运动，则有

，

可得小球的初速度为

则A、B两球的初速度之比为

故A错误；

B．设A球的水平位移为，B球的水平位移为，则A、B两球的位移分别为

，

可知A、B两球的位移大小不一定相等，方向一定不同，故B错误；

CD．A球的运动时间为

B球的运动时间为

若两球同时抛出，则落地的时间差为

若两球同时落地，则两球抛出的时间差为

故C错误，D正确。

故选D。

12. “辽宁舰”质量为，如图是“辽宁舰”在海上转弯时的照片，忽略水的阻力，假设整个过程中辽宁舰做匀速圆周运动，速度大小为，圆周运动的半径为，下列说法中正确的是（　　）

A. 在A点时水对舰的合力指向圆心

B. 在A点时水对舰的合力大小约为

C. 在A点时的加速度大小为

D. 完全掉头需要秒

【答案】B

【解析】

【详解】AB．辽宁舰在运动的过程中受到重力与水的合力，总的合力的方向沿水平方向，提供向心力，有

代入数据解得

F=2.4×106N

由于总合外力的方向指向圆心，所以水的合力的方向为斜向上，水的合力的大小

代入数据可得

F水≈6.0×107N

故A错误，B正确；

C．根据向心加速度公式

代入数据可得

a=0.4m/s2

D．辽宁舰做圆周运动的周期为

完全掉头需要的时间为

故D错误。

故选B。

13. “东方红一号”人造卫星绕地球运行的速度________（填“大于”“等于”或“小于”）第一宇宙速度，若卫星发射速度超过________，卫星就能完全摆脱地球引力的束缚，成为绕太阳运行的人造卫星。

【答案】    ①. 小于    ②. 11.2

【解析】

【详解】[1]第一宇宙速度是环绕地球做圆周运动的最大速度，是地球上的物体成为地球的卫星的最小发射速度，所以“东方红一号”人造卫星绕地球运行的速度小于第一宇宙速度；

[2]卫星就能完全摆脱地球引力的束缚，成为绕太阳运行的人造卫星其发射速度需要大于第二宇宙速度，即超过。

14. 发球机从同一高度向正前方依次水平射出两个速度不同的乒乓球（忽略空气的影响）。速度较大的球越过球网，速度较小的球没有越过球网。其原因是：速度较大的球通过相同________（填“水平”或“竖直”）距离所用的时间较________（填“多”或“少”）。

【答案】    ①. 水平    ②. 少

【解析】

【详解】发球机发出的球到球网的水平距离一定，速度大，则到达球网时所用时间较少，球下降的高度较小，容易越过球网。

15. 美丽的巴音布鲁克草原是中国最大的高山草原，如果在草原上进行拉力车比赛，驾驶员通过弯道时必须减速，可见赛道的转弯半径较________，如图是盒马鲜生无人超市的自动传货装置，为了避免商品在停止时拉断绳子，绳子不能太________。（两空均选填“长”或“短”）

【答案】    ①. 小    ②. 短

【解析】

【详解】[1]根据向心力表达式

在草原上进行拉力车比赛，驾驶员通过弯道时必须减速，可见赛道的转弯半径较小；

[2]根据牛顿第二定律可得

解得

为了避免商品在停止时拉断绳子，绳子不能太短。

16. 一质量为m的质点起初以速度做匀速直线运动，在时开始受到恒力F作用，速度大小先减小后增大，其最小值为，则质点做匀变速________（填“直线”或“曲线”）运动，恒力F方向与速度方向间的夹角为________。

【答案】    ①. 曲线    ②. 150°

【解析】

【详解】[1][2]因速度的最小值不是零，可知质点做匀变速曲线运动，在垂直与F方向的速度分量为0.5v0，恒力F方向与速度方向间的夹角为

解得

θ=150°

17. 如图所示，两个质量不同小球a、b用长度不等的细线拴在同一点，，并在同一水平面内做匀速圆周运动，两绳与竖直方向的夹角为和，则两球的周期之比________，绳子拉力________。

【答案】    ①. 1：1    ②.

【解析】

【详解】[1]对b球受力分析，如图

受重力，绳子的拉力，由于小球做匀速圆周运动，故由合力提供向心力；将重力与拉力合成，合力指向圆心，由牛顿第二定律得

解得

是悬点到圆心的距离，由图知：a、b两小球的周期相等，即周期之比为1：1。

[2]由几何关系得，细线的拉力

解得

二、综合应用（40分）

18. 用如图1所示装置研究平抛运动。将白纸和复写纸对齐重叠并固定在竖直的硬板上。钢球沿斜槽轨道滑下后从Q点飞出，落在水平挡板上。由于挡板靠近硬板一侧较低，钢球落在挡板上时，钢球侧面会在白纸上挤压出一个痕迹点。移动挡板，重新释放钢球，如此重复，白纸上将留下一系列痕迹点。

（1）下列实验条件必须满足的有________。

A.斜槽轨道光滑           B.斜槽轨道末段水平

C.挡板高度等间距变化     D.每次从斜槽上相同的位置无初速度释放钢球

（2）为定量研究，建立以水平方向为x轴、竖直方向为y轴的坐标系。

a.取平抛运动的起始点为坐标原点，将钢球静置于Q点，钢球的________（选填“最上端”“最下端”或“球心”）对应白纸上的位置即为原点；在确定y轴时________（选填“需要”或“不需要”）y轴与重垂线平行。

b.若遗漏记录平抛轨迹的起始点，也可按下述方法处理数据：如图2所示，在轨迹上取A、B、C三点，和的水平间距相等且均为x，测得和的竖直间距分别是和，则________（选填“大于”“等于”或“小于”）。可求得钢球平抛的初速度大小为________（已知当地重力加速度为g，结果用上述字母表示）。

（3）为了得到平抛物体的运动轨迹，同学们还提出了以下三种方案，其中不可行的是________

A.从细管水平喷出稳定的细水柱，拍摄照片，即可得到平抛运动轨迹

B.用频闪照相在同一底片上记录平抛小球在不同时刻的位置，平滑连接各位置，即可得到平抛运动轨迹

C.将铅笔垂直于竖直的白纸板放置，笔尖紧靠白纸板，铅笔以一定初速度水平抛出，将会在白纸上留下笔尖的平抛运动轨迹

（4）伽利略曾研究过平抛运动，他推断：从同一炮台水平发射的炮弹，如果不受空气阻力，不论它们能射多远，在空中飞行的时间都一样。这实际上揭示了平抛物体________。

A.在水平方向上做匀速直线运动

B.在竖直方向上做自由落体运动

C.在下落过程中机械能守恒

【答案】    ①. BD##DB    ②. 球心    ③. 需要    ④. 大于    ⑤.     ⑥. C    ⑦. B

【解析】

【详解】（1）[1]实验中斜槽轨道没必要光滑，因为本实验是研究平抛运动，只需要每次实验都能保证小球做相同的平抛运动，即每次实验都要保证小球初速度水平且相同，同时挡板高度可以不等间距变化。
故选BD。

（2）[2][3] 钢球平抛运动的抛出点位置应选择在斜槽末端上放的钢球的球心位置，利用y轴与重锤线平行确定y轴；

[4][5] 如果A点是抛出点，则在竖直方向上为初速度为零的匀加速直线运动，则AB和BC的竖直间距之比为1：3；但由于A点不是抛出点，故在A点已经具有竖直分速度，故竖直间距之比大于1：3；

由于两段水平距离相等，故时间相等，竖直方向有

则初速度

解得

（3）[6] A、从细管水平喷出稳定的细水柱，拍摄照片，即可得到平抛运动轨迹，此方案是可行的，故A正确；
B、用频闪照相在同一底片上记录平抛小球在不同时刻的位置，平滑连接各位置，即可得到平抛运动轨迹，此方案是可行的，故B正确；
C、将铅笔垂直于竖直的白纸板放置，笔尖紧靠白纸板，铅笔以一定初速度水平抛出，由于铅笔和纸之间没有压力，故不会形成运动轨迹，故C错误。
本题选不可行的，故选C。

（4）[7]炮弹无论初速度多大，落地时间相同，说明竖直方向上是自由落体运动，故B正确，AC错误；
故选B。

19. 如图所示，一环形车道竖直放置，半径为，特技演员以恒定速率行驶，演员与汽车的总质量为，则

（1）若汽车以恒定的速率运动，汽车通过最高点时对环形车道的压力多太？

（2）若要挑战成功，汽车的速率最小值为多少？

（3）若轨道能承受的压力最大值为，汽车的速率最大值为多少？

【答案】（1）14000N；（2）7.7m/s；（3）20.5m/s

【解析】

【详解】（1）若汽车以恒定的速率运动，汽车通过最高点时

解得

FN=14000N

根据牛顿第三定律可知，汽车对环形车道的压力

F′N=14000N

（2）若要挑战成功，则汽车在最高点的速率最小值满足

解得

（3）汽车在最低点时对轨道的压力最大，则若轨道能承受的压力最大值为，汽车在最低点的速率满足

解得

20. 如图所示，一小球自平台上水平抛出，恰好落在临近平台的一倾角α=53°的光滑斜面顶端，并沿光滑斜面下滑而不反弹。已知斜面顶端与平台的高度差h=0.8m，重力加速度g取10m/s2，sin53°=0.8，cos53°=0.6，问：

（1）小球水平抛出的初速度v0是多少？

（2）斜面顶端与平台边缘的水平距离s是多少？

（3）若斜面顶端高H=20.8m，则小球离开平台后经多长时间到达斜面底端？

【答案】（1）3m/s；（2）1.2m；（3）2.4s

【解析】

【详解】（1）由题意可知：小球落到斜面上并且速度方向与斜面平行，所以有

vy=v0tan53°

根据速度位移公式

vy2=2gh

代入数据解得

vy=4m/s

v0=3m/s

所以小球的初速度为3m/s；

（2）根据

vy=gt1

可得

t1=0.4s

斜面顶端与平台边缘的水平距离

s=v0t1=3×0.4m=1.2m

（3）小球沿光滑斜面做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律，有

解得加速度为

a=8m/s2

到达斜面顶端的初速度为

根据位移时间公式，有

代入数据解得

t2=2s

（舍去）

所以小球离开平台后到达斜面底端的时间为

t=t1+t2=0.4s+2s=2.4s