山西省晋城市第一中学校2022-2023学年高一下学期3月月考物理试题（解析版）

晋城一中2022－2023学年高一年级第二学期第一次调研考试试题

物  理

本试卷分为第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分。满分100分，考试时间75分钟。请将全部答案按要求写在答卷上。

第Ⅰ卷（选择题，共48分）

一、选择题（共48分，每小题4分。1-7为单选题。8-12为多项选择题，选对但不全的得2分。）

1. 下列说法中正确的是（　　）

A. 物体做曲线运动时，速度可能随时间均匀变化

B. 做曲线运动的物体某段时间内的位移不可能为零

C. 加速度变化的运动必定是曲线运动

D. 物体做曲线运动时，其合力的方向可能与速度方向相同

【答案】A

【解析】

【详解】A．物体做匀变速曲线运动时，加速度不变，则速度随时间均匀变化，A正确；

B．做圆周运动的物体，转动一周回到原来的位置，物体在这段时间内的位移为零，B错误；

C．加速度变化的运动，如果加速度方向与速度方向在同一直线上，物体做直线运动，C错误；

D．物体做曲线运动时，其合力的方向与速度方向一定不在同一直线上，D错误。

故选A。

2. 如图所示，是质量为的滑块在大小为的水平恒力作用下，在光滑的水平面上运动的一段轨迹，滑块通过P、Q两点时的速度大小均为，在P点的速度方向与连线的夹角，则滑块从P运动到Q的过程中（　　）

A. 水平恒力F与连线的夹角为 B. 滑块从P到Q的时间为

C. 滑块最小速度为 D. 滑块到直线的最大距离为

【答案】D

【解析】

【详解】A．滑块在水平恒力作用下由P到Q，滑块过P、Q两点时速度大小均为m/s，即从P到Q，水平恒力做功为零，可知水平恒力先做负功，后做正功，所以水平恒力F与垂直，方向向下，故A错误；

B．把速度分解到垂直于PQ方向和平行于PQ方向，垂直PQ方向的初速度

在这个方向上滑块先减速后反向加速，运动的加速度

运动具有对称性，得

故B错误；

C．当滑块垂直方向的速度为零时，滑块的速度最小为

故C错误；

D．当滑块垂直方向的速度为零时，滑块到直线的距离最大为

故D正确。

故选D。

3. 一长方形木板放置在水平地面上，在长方形木板的上方有一条状竖直挡板，挡板的两端固定于水平地面上，挡板与木板不接触。现有一个方形物块在木板上沿挡板以速度运动，同时方形木板以大小相等的速度向左运动，木板的运动方向与竖直挡板垂直，已知物块跟竖直挡板和水平木板间的动摩擦因数分别为和，物块的质量为，则关于物块所受摩擦力说法正确的是（　　）

A. 竖直挡板对物块的摩擦力大小0

B. 竖直挡板对物块的摩擦力大小

C. 只增大木板向左运动的速度，竖直挡板对物块的摩擦力将变小

D. 只增大物块沿挡板运动的速度，木板对物块的摩擦力将增大

【答案】B

【解析】

【详解】D．根据题意可知，物块与木板之间的弹力的大小等于物块的重力，由公式可知，木板对物块的摩擦力为

只增大物块沿挡板运动的速度，木板对物块的摩擦力不变，故D错误；

AB．根据题意，物体相对于木板的运动方向如图所示

根据运动的合成和分解规律可知

解得

由平衡条件可知，挡板对物体的支持力为

竖直挡板对物块的摩擦力大小

故A错误，B正确；

C．结合AB分析可知，只增大木板向左运动的速度，增大，则增大，竖直挡板对物块的摩擦力将变大，故C错误。

故选B。

4. 如图所示，长为L的轻杆的O端用铰链固定，轻杆靠在半径为R的半圆柱体上，接触点为B，某时刻杆与水平方向的夹角为，半圆柱体向右运动的速度为v，此时A点的速度大小为（　　）

A.  B.  C.  D.

【答案】B

【解析】

【详解】将半圆柱体的速度v分解为沿杆方向的分速度

垂直杆方向的分速度

由于轻杆上各点的角速度相等，则

其中

解得

故选B。

【点睛】明确轻杆的运动情况，掌握同轴转动的特点。

5. 明代出版的《天工开物》中记录了祖先的劳动智慧，如图所示为“牛转翻车”，利用畜力转动不同半径齿轮来改变水车的转速，从面将水运送到高处。祖先的智慧在今天也得到了继承和发扬。我国自主研发的齿轮传动系统，打破了国外垄断，使中国高铁持续运行速度达到350km/h，中国高铁成为中国制造的一张“金名片”。图中A、B是齿轮边缘两点，C点位于A所在齿轮的中间（图中未标出），三点距各自轴心的距离，在齿轮转动过程中（　　）

A.

B. B、C两点线速度大小满足

C. A、B的向心加速度大小之比

D. 若两齿轮做非匀速圆周运动，A、B两点线速度大小仍有

【答案】D

【解析】

【详解】AD．由图可知，A、B同缘传动，无论匀速圆周运动还是变速圆周运动边缘线速度大小均相等，故由

可得

故A错误，D正确；

 B．A、C同一齿轮同轴转动，角速度相同，则有

A、B线速度大小相同，所以

故B错误；

C．由向心加速度公式

可知A、B两点向心加速度之比为

故C错误。

故选D。

6. 如图所示有竖直平面内的圆轨道，轨道内外两侧均光滑，半径为，质量为的小滑块以、初速度分别在轨道最高点的内侧和外侧运动，以下关于滑块是否脱离轨道的说法正确的是（　　）

A. 不管在轨道的内侧还是外侧运动，只要最高点不脱离则其它点一定不会脱离轨道

B. 不管在轨道的内侧还是外侧运动，只要最高点的速度大于等于，一定不会脱离轨道

C. 在轨道的内侧最高点的速度、外侧最高点的速度，都不会脱离轨道

D. 在轨道的内侧只要一定脱离轨道，外侧无论多大都会脱离轨道

【答案】D

【解析】

【详解】当小滑块在轨道内侧运动时，受力分析如图

小滑块所受指向轨道圆心的合力提供向心力，故

从最高点滑下来，由机械能守恒定律

联立得

所以当时，小滑块能够不脱离轨道在轨道内侧运动，需满足

当θ=0°时，cosθ最大，所以需满足

解得小滑块在轨道内侧运动不脱离轨道的条件是

当小滑块在轨道外侧运动时，受力分析如图

小滑块所受指向轨道圆心的合力提供向心力，故

从最高点滑下来，由机械能守恒定律

联立得

所以当时，小滑块能够不脱离轨道在轨道外侧运动，需满足

当θ=90°时，cosθ最小，所以需满足

显然v2无解，所以无论小滑块以多大的速度在轨道外侧从最高点滑出，都会脱离轨道，所以A、B、C错误。

故选D。

7. 如图所示，把一重为G的物体，用一水平方向的推力F=kt（k为恒量，t为时间）压在竖直的足够高的平整墙上，从t=0开始物体所受的摩擦力Ff随t的变化关系是下图中的（　　）

A.  B.

C.  D.

【答案】B

【解析】

【详解】物体在竖直方向上只受重力G和摩擦力Ff的作用，由于Ff从零开始均匀增大，开始一段时间Ff＜G，物体加速下滑；当Ff=G时，物体的速度达到最大值；之后Ff>G，物体向下做减速运动，直至减速为零。在整个运动过程中，摩擦力为滑动摩擦力，其大小为

Ff=μFN=μF=μkt

即Ff与t成正比，是一条过原点的倾斜直线。当物体速度减为零后，滑动摩擦力突变为静摩擦力，其大小Ff=G，所以物体静止后的图线为平行于t轴的直线。

故选B。

8. 某旅展开的实兵实弹演练中，某火箭炮在山坡上发射炮弹，所有炮弹均落在山坡上，炮弹的运动可简化为斜面上的平抛运动，如图所示，重力加速度为g。则下列说法正确的是（　　）

A. 若将炮弹初速度由变为，炮弹落在斜面上的速度方向与斜面的夹角不变

B. 若将炮弹初速度由变为，则炮弹下落的竖直高度变为原来的

C. 若炮弹初速度为，则炮弹运动到距斜面最大距离L时所需要的时间为

D. 若炮弹初速度为，则运动过程中炮弹距斜面的最大距离

【答案】ACD

【解析】

【详解】A．炮弹落在山坡上时，竖直方向的位移与水平方向的位移关系为

可得

可知速度偏转角的正切值不变，则有若将炮弹初速度由变为，炮弹落在斜面上的速度方向与斜面的夹角不变，A正确；

B．由炮弹落在山坡上时，竖直方向的位移与水平方向的位移关系，可解得炮弹的飞行时间为

可知若将炮弹初速度由变为，飞行时间则变为，由竖直位移公式可知，炮弹下落的竖直高度变为原来的，B错误；

C．炮弹与斜面距离最大时，速度方向与斜面平行，此时竖直方向的速度与水平方向的速度关系为

解得飞行时间为

C正确；

D．炮弹与斜面距离最大时，速度方向与斜面平行，对速度和加速度分解，如图所示，则有

在垂直斜面方向速度减到零时，炮弹与斜面距离最大，则最大距离为

D正确。

故选ACD。

9. 如图所示，同一竖直平面内有四分之一圆环和倾角为的斜面， 、 两点与圆环BC的圆心 等高。现将甲、乙小球分别从 、 两点以初速度 、 沿水平方向同时抛出，两球恰好在 点相碰（不计空气阻力），已知 ， ，下列说法正确的是（　　）

A. 初速度 、 大小之比为

B. 若仅增大 ，则两球不再相碰

C. 若 大小变为原来的一半，则甲球恰能落在斜面的中点

D. 若只抛出甲球并适当改变 大小，则甲球可能垂直击中圆环

【答案】AD

【解析】

【详解】A．甲、乙两球从等高处做平抛运动恰好在 点相碰，则时间相等，水平方向有

，

所以

A正确；

B．两球在竖直方向做自由落体运动，同一时间位于同一高度，若仅增大 ，两球会相碰，B错误；

C．若 大小变为原来的一半，在时间不变的情况下水平位移会变为原来的一半，但由于甲球会碰到斜面，下落高度减小，时间减小，所以甲球的水平位移小于原来的一半，不会落在斜面的中点，C错误；

D．若甲球垂直击中圆环 ，则在落点速度的反向延长线过圆心 ，由推论知落点与 点的水平距离

符合实际，因此只抛出甲球并适当改变 大小，则甲球可能垂直击中圆环 ，D正确。

10. 如图1所示一个光滑的圆锥体固定在水平桌面上，其轴线竖直，母线与轴线之间夹角为θ，一条长度为l的轻绳，一端固定在圆锥体的顶点O处，另一端拴着一个质量为m的小球（可看作质点），小球以角速度ω绕圆锥体的轴线做匀速圆周运动，细线拉力F随ω2变化关系如图2所示。重力加速度g取10m/s2，由图2可知（　　）

A. 绳长为l = 1m

B. 母线与轴线之间夹角θ = 30°

C. 小球质量为0.5kg

D. 小球角速度为2.5rad/s时，小球刚离开锥面

【答案】CD

【解析】

【详解】ABC．当小球将要离开锥面时，分析小球受力知

即

由图2可知，离开锥面后，设绳子与竖直方向的夹角为

即

图2可知，离开锥面后

ml = 1

当小球未离开锥面时，分析小球受力得，x轴方向上有

y轴方向上有

二式联立可得

则

所以

θ = 37°，m = 0.5kg，l = 2m

AB错误、C正确；

D．离开锥面前

离开锥面后

由图可知，当

时图像斜率发生改变，即小球刚离开锥面。解得

时小球刚离开锥面，所以D正确。

故选CD。

11. 如图所示，在水平圆盘上放有质量分别为m、m、2m的可视为质点的三个物体A、B、C，圆盘可绕垂直圆盘的中心轴转动。三个物体与圆盘的动摩擦因数均为，最大静摩擦力认为等于滑动摩擦力。三个物体与轴O共线且OA=OB=BC=r=0.2 m，现将三个物体用轻质细线相连，保持细线伸直且恰无张力。若圆盘从静止开始转动，角速度极其缓慢地增大，已知重力加速度为g=10m/s2，则对于这个过程，下列说法正确的是（　　）

A. A、B两个物体同时达到最大静摩擦力

B. B、C两个物体的静摩擦力先增大后不变

C. 当时整体会发生滑动

D. 当时，在增大的过程中B、C间的拉力不断增大

【答案】BC

【解析】

【分析】

【详解】ABC．当圆盘转速增大时，由静摩擦力提供向心力。三个物体的角速度相等，由可知，因为C的半径最大，质量最大，故C所需要的向心力增加最快，最先达到最大静摩擦力，此时

计算得出

当C的摩擦力达到最大静摩擦力之后，BC间绳子开始提供拉力，B的摩擦力增大，达最大静摩擦力后，AB之间绳子开始有力的作用，随着角速度增大，A的摩擦力将减小到零然后反向增大，当A与B的摩擦力也达到最大时，且BC的拉力大于AB整体的摩擦力时物体将会出现相对滑动，此时A与B还受到绳的拉力，对C可得

对AB整体可得

计算得出

当时整体会发生滑动，故A错误，BC正确；

D．在时，B、C间的拉力为零，当时，在增大的过程中B、C间的拉力逐渐增大，故D错误。

故选BC。

12. 如图（a）所示，质量为M=3kg的木板放置在水平地板上，可视为质点的质量为m=2kg的物块静止在木板右端。t=0时刻对木板施加水平向右的外力F，t=2s时刻撤去外力，木板的v—t图像如图（b）所示。已知物块与木板间的动摩擦因数为，物块始终没有滑离木板，重力加速度g取。则（　　）

A. 木板与地板间的动摩擦因数为0.3

B. 水平外力大小F为18N

C. 物块运动的时间为2.4s

D. 木板长度至少为2.40 m

【答案】BD

【解析】

【详解】AB．由v—t图像斜率表示加速度，可知木板先做匀加速直线运动，加速度为

撤去外力后做匀减速直线运动，加速度为

设水平外力大小为F，木板与地板之间的动摩擦因数为，则有

，

解得

，

A错误，B正确；

C．物块与木板相对滑动时物块的加速度

时物块的速度大小为

此时物块的位移

设再经物块与木板共速，则有

解得

，

此后物块与木板相对静止并沿地板滑动，直至停下来，继续滑动的时间

所以物块滑动的时间为

C错误；

D．从撤去外力到物块与木板达到相对静止这段时间内物块的位移

从撤去外力到物块与木板达到相对静止这段时间内木板的位移

木板前2s的位移

木板长度至少

D正确。

故选BD。

第Ⅱ卷（非选择题，共52分）

二、填空题（共16分，每空2分）

13. 斜坡是常见的一种道路情况。小张同学用卷尺和一把弹簧枪（如题图所示），结合自己的身高h及平抛运动知识，测量出自己家门口的一段长斜坡的高度，具体实验过程如下：

（1）小张同学先找一段水平路面，将小钢球装入弹簧枪中；

（2）用小钢球压缩弹簧并记录压缩后弹簧的长度，将弹簧枪贴在头顶处沿___________（填“水平”、“竖直”）方向发射，如题图所示，然后测量出小球落地点到发射点的水平距离x；   

（3）改变并记录弹簧枪内弹簧的长度，重复步骤（2）多测几组x；

（4）小张同学走上斜坡，先用卷尺测量出斜坡长度L，然后用小球压缩弹簧到（2）、（3）步骤中对应长度，再将弹簧枪贴在路面上沿（2）、（3）步骤中相同方向发射，如题图所示，然后测量出相应的小球落地点到发射点沿斜坡的距离x0；

（5）用测得的x、x0绘制如题图的图像，其纵坐标应选择___________（选填x，x2或x3）；

（6）找出图线的斜率为k，求出斜坡倾角的正弦值sin=___________（用h和k表示）；

（7）则斜坡的高度为H=Lsin。

【答案】    ①. 水平    ②.     ③.

【解析】

【详解】（2）[1]用小钢球压缩弹簧并记录压缩后弹簧的长度，将弹簧枪贴在头顶处沿水平方向发射，从而通过平抛运动规律获得v和x之间的关系。

（5）[2]根据平抛运动规律可得

   ①

   ②

   ③

联立①②③解得

   ④

由④式可知用测得的x、x0绘制如题图的图像，其纵坐标应选择x2。

（6）[3]由题意并根据④式可知

   ⑤

解得

（另一解小于0，舍去）   ⑥

14. 图甲是“研究平抛物体的运动”的实验装置图。（）

(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，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。

【答案】    ①. 水平    ②. 从同一位置由静止释放    ③. 1.5    ④. (-0.05m，0.05m)    ⑤. 0.5

【解析】

【分析】

【详解】(1)[1]平抛运动的初速度一定要水平，因此为了获得水平的初速度，安装斜槽轨道时要注意槽口末端要水平；

[2]为了保证小球每次平抛的轨迹都是相同的，要求小球平抛的初速度相同，因此在操作中要求每次小球能从同一位置静止释放。

(2)[3]由图可知，物体由A→B和由B→C所用的时间相等，且有

由图可知

代入解得

根据平抛运动

将

代入解得

[4]竖直方向做自由落体运动，根据匀变速直线运动中间时刻的瞬时速度等于该过程中的平均速度有

故从抛出到B点所用时间

从抛出到B点的水平位移为

从抛出到B点的竖直位移为

平抛运动的初位置坐标为

平抛运动的初位置坐标为 (-0.05m，0.05m)

(3)[5]根据平抛运动

解得，平抛运动的轨迹方程为

则y-x2图像的斜率为

解得

三、计算题（共36分，15题8分，16题14分，17题14分）

15. 如图所示，倾角的斜面固定在水平面上。质量的小物块受到沿斜面向上的的拉力作用，小物块由静止沿斜面向上运动。小物块与斜面间的动摩擦因数，若在小物块沿斜面向上运动0.80m时，将拉力F撤去，求此后小物块沿斜面向上运动的距离。（斜面足够长，取，，）

【答案】

【解析】

【详解】对物块进行受力分析，设加速度为，根据牛顿第二定律有

解得

设撤去拉力前小物块运动的距离为x1，撤去拉力时小物块的速度为v1，有

撤去拉力后小物块加速度和向上运动的距离大小分别为、x2，撤去拉力后有

小物块沿斜面向上运动到最高点速度是0，则有

联立解得

16. 如图所示，装置BO′O可绕竖直轴O′O转动，可视为质点小球A与两轻细线连接后分别系于B、C两点，装置静止时细线AB水平，细线AC与竖直方向的夹角θ=37°。已知小球的质量m=1kg。细线AC长L=1m，B点距C点的水平和竖直距离相等。（重力加速度g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8）

（1）若装置静止，求线AC的拉力大小？

（2）若装置匀速转动的角速度=rad/s，求细线AC与AB的拉力分别多大？

（3）若装置匀速转动的角速度=rad/s，求细线AC与AB的拉力分别多大？

【答案】（1）12.5N；（2）12.5N；1.5N；（3）20N；2N

【解析】

【详解】（1）装置静止，小球处于受力平衡状态，根据竖直方向平衡条件

Fcos37°=mg

解得线AC的拉力大小

（2）当细线AB拉力刚好为零时，有

解得

若装置匀速转动的角速度

=

设AB和AC的拉力为F1、F2，则

F2cos37°=mg

F2sin37°-F1=mω2Lsin37°

联立代入数据得

F2=12.5N， F1=1.5N

（3）若装置匀速转动的角速度

ω=rad/s>ω0

小球将向左上方摆起，当AB拉力刚好再次等于零时，设AC和竖直方向的夹角为θ′，已知B点距C点的水平和竖直距离相等，根据几何关系

求得

θ'=53°

则此时有：

F’cosθ′=mg

F’sinθ′=mω12Lsinθ′

联立求得，此时角速度

若装置匀速转动的角速度

ω=rad/s>ω1

此时细线AB竖直，故

解得

，

17. 如图所示，光滑的AB杆上套一轻质弹簧，弹簧一端与杆下端连接于固定的转轴，另一端与套在杆上质量为的小球连接。已知AB杆足够长，弹簧的原长为，劲度系数为，为过B点的竖直线，杆与水平面间的夹角始终为。

（1）当球随杆一起绕匀速转动时，弹簧处于原长状态，求此时转动时的角速度；

（2）当球随杆一起绕匀速转动时，转动角速度，求此时弹簧伸长量。

【答案】（1）；（2）

【解析】

【详解】（1）当弹簧处于原长时，有

解得

（2）设弹簧伸长量为，在水平方向上有

竖直方向上有

解得