上海市曹杨第二中学2023-2024学年高一下学期3月月考物理试卷（原卷版+解析版）

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1、答卷前，考生务必将姓名、班级、学号等在指定位置填写清楚。
2、本试卷共有20道试题，满分100分，考试时间60分钟。请考生用水笔或圆珠笔将答案直接写在答题卷上。
3、g=10m/s2。
一、选择题（共40分。第1-8小题，每小题3分，第9-12小题，每小题4分。每小题只有一个正确答案。）
1. 将一物体自空中A点，以一定的初速度竖直向上抛出，不计空气阻力，g取，后物体的速率变为，则该物体此时（ ）
A. 一定在A点上方，且向上运动B. 可能在A点下方
C. 一定在A点上方，但向下运动D. 可能在A点
【答案】D
【解析】
【详解】根据题意，取向上为正方向，若后物体的速率变为向上的，由公式可得
可知，在A点上方，且向上运动，若后物体的速率变为向下的，由公式可得
可知，在A点，并向下运动。
故选D。
2. 某同学骑自行车时，地面对前轮的摩擦力为，对后轮的摩擦力为。当他推自行车时，地面对前轮的摩擦力为，对后轮的摩擦力为（ ）
A. 与同向B. 与同向
C. 与车前进方向相同D. 与车前进方向相同
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】自行车后轮是驱动轮，所以骑行时，后轮摩擦力向前，前轮摩擦力向后，推行时，前后轮摩擦力均向后。
故选B。
3. 万有引力常量的单位用国际单位制的基本单位表示是（ ）
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】由万有引力公式
得
其中，则有
经计算单位为。
故选D。
4. 如图所示，在一辆表面粗糙且足够长的小车上，有质量为m1和m2的两个小球（m1>m2）随车一起习速运动，当车突然停止时，若不考虑其他阻力，则两个小球（ ）
A. 一定相碰B. 一定不相碰C. 不一定相碰D. 无法确定
【答案】B
【解析】
【详解】小车停止前，两个小球和小车一起做匀速直线运动，并且两个小球和小车具有共同的速度，当小车突然停止时，由于小球在同一辆表面粗糙且足够长的小车上，动摩擦因数相同，根据牛顿第二定律
得
故两个小球同步，一起做匀减速直线运动到停止，故一定不相碰。
故选B。
5. 人站在力传感器上完成“起立”和“下蹲”动作，图中呈现的是力传感器的示数随时间变化的情况，由此可以判断
A. 此人先下蹲后起立
B. 此人先起立后下蹲
C. 起立时先失重后超重
D. 下蹲时先超重后失重
【答案】A
【解析】
【详解】AB．人下蹲动作分别有失重和超重两个过程，先是加速下降失重，到达一个最大速度后再减速下降超重，对应先失重再超重；起立对应先超重再失重，对应图象可知，该同学先做了一次下蹲，后做了一次起立的动作；故A正确，B错误；
CD．由以上分析可知，起立时先超重后失重；下蹲时先失重后超重，故CD错误。
故选A.
6. 如图所示，在匀速转动的水平盘上，沿半径方向放着用细线相连的质相等的两物体A和B，它们与盘间的摩擦因数相同，当圆盘转速加快到两物体刚好没有发生滑动时，烧断细线，则两物体的运动情况将是（ ）
A. 两物体均沿切线方向滑动
B. 两物体均沿半径方向滑动，远离圆心
C. 两物体仍随圆盘一起做匀速圆周运动，不会滑动
D. 物体A仍随圆盘做匀速圆周运动，物体B沿曲线运动，远离圆心
【答案】D
【解析】
【详解】ABCD．当圆盘转速加快到两物体刚要发生滑动时，B物体靠细线的拉力与圆盘的最大静摩擦力的合力提供向心力做匀速圆周运动，所以烧断细线后，B所受最大静摩擦力不足以提供其做圆周运动所需要的向心力，B要发生相对滑动，离圆盘圆心越来越远，物体B沿曲线运动，但是A所需要的向心力小于A的最大静摩擦力，所以A仍保持相对圆盘静止状态做匀速圆周运动，故ABC错误，D正确。
故选D。
7. 如图，地球在椭圆轨道上运动，太阳位于椭圆的一个焦点上。A、B、C、D是地球运动轨道上的四个位置，其中A距离太阳最近，C距离太阳最远；B和D点是弧线ABC和ADC的中点。则地球绕太阳（ ）
A. 做匀速率的曲线运动
B. 经过A点时的加速度最小
C. 从B经A运动到D的时间小于从D经C运动到B的时间
D. 从A经D运动到C的时间大于从C经B运动到A的时间
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】A．做椭圆运动的物体在近地点的速度大，在远地点的速度小，A错误。
B．根据公式
可知，A点的加速度最大，B错误。
C．由A可知，近地点的速度大，在远地点的速度小，所以从B经A运动到D的时间小于从D经C运动到B的时间，C正确。
D．由C可知，从A经D运动到C的时间等于从C经B运动到A的时间，D错误。
故选C。
8. 广东队队史11次夺取CBA总冠军，是CBA夺取总冠军次数最多的球队。如图所示，某次比赛中一运动员将篮球从地面上方B点以速度斜向上抛出，恰好垂直击中篮板上A点。不计空气阻力，若篮球从B点正上方C点斜向上抛出，仍然垂直击中篮板上A点，则两次抛球相比（ ）
A. 球从B至A用时较短
B. 从C点抛出时，抛射角较小
C. 从C点抛出时的速度较大
D. 从B点抛出时，球撞到篮板时的速度较大
【答案】B
【解析】
【详解】AD．因为篮球垂直击中篮板，此时速度处于水平方向，故根据逆向思维，把篮球的运动看成反向做平抛运动，到的下落高度大于到的下落高度，竖直方向根据
可知到的时间大于到的时间，即球从B至A用时较长；水平方向做匀速运动，则有
由于水平位移相等，球从B至A用时较长，可知从B点抛出时，球撞到篮板时的速度较小，故AD错误；
B．篮球刚抛出时的抛射角满足
由于从C点抛出时所用时间较短，又水平速度较大，可知从C点抛出时，抛射角较小，故B正确；
C．两次抛出过程有相同的水平位移，设水平位移为，竖直高度为，则有
，，
可得抛出时速度大小为
可得当时，抛出速度有最小值，由于不清楚抛出过程上升高度与水平位移关系，故无法确定C点抛出的速度是否大于B点抛出的速度，故C错误。
故选B。
9. 站在向左运行的汽车上的人手推车的力为F，脚对车向后的摩擦力为f，下列说法中正确的是（ ）
A. 当车匀速运动时F和f对车做功的代数和不为零
B. 当车加速运动时F和f对车做功的代数和为正
C. 当车减速运动时F和f对车做功的代数和为正
D. 不管车做何种运动F和f对车的总功和总功率都为零
【答案】C
【解析】
【详解】A．当车匀速运动时，车对人的推力和摩擦力的大小相等，人对车的推力做正功，脚对车的摩擦力做负功，做功的代数和为零，故A错误；
B．当车加速时，车对人的摩擦力大于车对人的推力，则人对车推力所做的正功小于脚对车摩擦力做的负功，做功的代数和为负功，故B错误；
C．当车减速时，车对人的摩擦力小于车对人的推力，则人对车推力所做的正功大于脚对车摩擦力做的负功，做功的代数和为正功，故C正确；
D．只有车做匀速运动时，和总功和总功率才为零，故D错误。
故选C。
10. 两节动车的额定功率分别为P1和P2，在某平直铁轨上能达到的最大速度分别为和，现将它们编成动车组，设每节动车运行时受到的阻力在编组前后不变，则该动车组在此铁轨上的最大速度为（ ）
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】由题意可知两节动车分别有
当将它们编组后有
联立可得
故选D。
11. 一颗绕地球做匀速圆周运动的卫星，若每天上午同一时刻运行至上海市闵行区（东经121，北纬31）正上方，则（ ）
A. 该卫星一定是地球同步卫星
B. 该卫星轨道平面与北纬31所确定的平面共面
C. 该卫星运行周期一定是24 h
D. 该卫星运行周期可能是12 h
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】A．同步卫星的轨道一定在赤道上方，该卫星能经过上海上方，所以不是同步卫星，故A错误；
B．人造卫星的轨道平面一定过地心，故B错误；
CD．因每天同一时刻在地球上方的同一位置，所以地球自转一周，则该卫星绕地球运动N周，则地球自转周期一定是该卫星运行周期的整数倍，故C错误、D正确；
故选D。
12. 如图a、b所示一辆m=6×103kg的公共汽车在t=0和t=3s末两时刻的两张照片。当t=0时汽车启动，在这段时间内汽车的运动可看成匀加速直线运动。图c是车内横杆上悬挂的拉手环经放大后的图像，θ=37°，根据题中提供的信息，不可以估算出的物理量有（ ）
A. 汽车的长度B. 3s末汽车的速度
C. 3s内合外力对汽车所做的功D. 3s末汽车车引力的功率
【答案】D
【解析】
【详解】A．根据c图对手环进行受力分析如图
手环受重力和绳的拉力，合力水平向右，合力的大小为
根据牛顿第二定律可以知道手环的加速度为
故汽车的加速度也是，由a、b两图可知汽车的长度就是3s内的位移，大小为
因此汽车的长度可以算出，故A正确；
B．第3s末汽车的速度为
可以算出，故B正确；
C．合外力对物体所做的功可以根据动能定理求解
故C正确；
D．第3s末汽车牵引力的功率为，已知3s末的瞬时速度，如果再知道牵引力就可以算汽车瞬时功率了，根据牛顿第二定律可以算出汽车的合外力，但是不知道汽车所受的阻力，就不能算出牵引力，所以不能算出3s末的瞬时功率，故D错误。
该题选择不可以估算出的物理量，故选D。
二、填空题（每空2分，共20分）
13. 线的一端拴一重物，另一端被手握住，使重物在水平面内做匀速圆周运动。当每分钟的转数相同时，线___________易断（填“长”或“短”，下同）；当重物转动的线速度大小相同时，线___________易断。
【答案】 ①. 长 ②. 短
【解析】
【详解】[1]当每分钟的转数相同时，即转速相同，角速度相同，根据
可知线长受到的拉力较大，则线长易断；
[2]当重物转动的线速度大小相同时，根据
可知线短受到的拉力较大，则线短易断。
14. 如图，质量相等的两小球A和B，A球自由下落，B球从同一高度沿光滑斜面由静止开始下滑。当它们运动到同一水平面时，速度大小分别为和，重力的功率分别为PA和PB。则___________，PA___________PB（选填“>”，“<”或“=”）。
【答案】 ①. = ②. >
【解析】
详解】[1]下落过程中，仅重力做功，由机械能守恒得
解得
[2]设速度方向与重力方向夹角为，由功率的表达式得
A球的速度方向与重力方向同向，故
故
15. 已知地球表面重力加速度大约是月球表面重力加速度的6倍,地球半径大约是月球半径的4倍,不考虑地球、月球自转的影响,则地球质量与月球质量之比约为_________,靠近地球表面沿圆轨逆运行的航天器与靠近月球表面沿圆轨道行的航天器的线速度之比约为________
【答案】 ①. 96:1 ②.
【解析】
【详解】万有引力等于重力,即,计算得出:；
则;
万有引力提供向心力,由牛顿第二定律得:,计算得出:，
则:
16. 如图所示，一根长L=10m的细绳，一端固定在A点，并通过小滑轮将重力为600N的重物悬吊起来，绳的一端在B点被手拉住，滑轮质量、半径、绳的质量以及一切摩擦均忽略不计。A、B两点处在同一水平面上，相距d=8m，则拉力为___________N。现用手拉住绳的B点缓慢地移到C点，B、C在同一竖直面上且相距为1m，那么，在移动过程中人做的功为___________J。
【答案】 ①. 500 ②. 300
【解析】
【详解】[1]根据对称性可知，滑轮两侧绳子与竖直方向的夹角相等，设为，根据几何关系可得
以滑轮为对象，根据受力平衡可得
联立可得拉力
[2]用手拉住绳的B点缓慢地移到C点，B、C在同一竖直面上且相距为1m，如图所示
根据几何关系可知，重物上升的高度为
根据动能关系可知在移动过程中人做的功为
17. 质量为m的物体静止在水平面上，从t=0时刻开始受到水平力F的作用。力F的大小与时间t的变化关系如图所示，力的方向保持不变，滑动摩擦力的大小恒为F0，则在3t时刻的水平力F的瞬时功率为___________；在t=0到3t时间内的水平力F的平均功率为___________。
【答案】 ①. ②.
【解析】
【详解】[1]时间内，根据牛顿第二定律可得
时间内，根据牛顿第二定律可得
则在3t时刻物体的速度为
则在3t时刻的水平力F的瞬时功率为
[2]时间内，物体的位移为
水平力F做的功为
时间内，物体的位移为
水平力F做的功为
则在t=0到3t时间内水平力F的平均功率为
三、综合题（共40分）
18. 排球运动
排球运动是球类运动的项目之一，球场长方形，中间隔有高网，比赛双方各占球场的一方，球员用手将球在网上空打来打去。
（1）发球技术是排球运动的基本技术之一，运动员一只手平稳地将球向上抛出，用另一只手击打抛出的球，若要研究发球时让球旋转起来，则___________（选择：A.能 B.不能）将球看成质点。
（2）如图，排球沿图中虚线轨迹加速下落，若排球所受的空气阻力大小不变、方向与球的运动方向相反，则球在图示的下落过程中加速度的大小（ ）
A. 逐渐减小B. 逐渐增大C. 保持不变D. 如何变化，无法确定
（3）如图所示，排球场总长为18m，设球网离地高度为2.24m，运动员站在球网前3m，正对球网跳起，在离地高度为2.55m处将球水平击出，若球被击出时的速度大小为9m/s，试通过计算说明该运动员击球是否成功？〈不计球受到的空气阻力）
【答案】（1） B.不能
（2）A （3）不能成功
【解析】
【小问1详解】
研究发球时让球旋转起来，不能忽略球的大小和形状，因此不能将球看作质点。
故选B。
【小问2详解】
由于排球所受的空气阻力大小不变、方向与球的运动方向相反，由题图可知，排球受到的空气阻力与重力的夹角逐渐增大，根据平行四边形定则可知，排球受到空气阻力与重力的合力逐渐减小，根据牛顿第二定律可知球在图示的下落过程中加速度的大小逐渐减小。
故选A。
【小问3详解】
由题可知，排球做平抛运动，根据平抛运动规律有
解得
此时排球的水平位移为
说明球将触网，该运动员击球不能成功。
19. 一辆汽车质量为1×103 kg，最大功率为2×104 W，在水平路面由静止开始做直线运动，最大速度为v2，运动中汽车所受阻力恒定．发动机的最大牵引力为3×103 N，其行驶过程中牵引力F与车速的倒数的关系如图所示．试求
（1）根据图线ABC判断汽车做什么运动？
（2）最大速度v2的大小；
（3）匀加速直线运动中的加速度；
（4）当汽车速度为10 m/s时发动机的功率为多大？
【答案】（1）图线AB牵引力F不变，阻力f不变，汽车作匀加速直线运动，图线BC的斜率表示汽车的功率P，P不变，则汽车作加速度减小的变加速直线运动，直至达最大速度v2，此后汽车做匀速直线运动 （2） （3） （4）Pm=2×104 W
【解析】
【详解】（1）图线AB牵引力F不变，阻力f不变，汽车做匀加速直线运动，图线BC的斜率表示汽车的功率P，P不变，则汽车作加速度减小的变加速直线运动，直至达最大速度v2，此后汽车做匀速直线运动
（2）汽车速度为v2，牵引力为
F1=1×103 N，
（3）汽车做匀加速直线运动时的加速度最大，阻力
（4）与B点对应的速度为
当汽车的速度为10 m/s时处于图线BC段，故此时的功率为最大Pm=2×104 W
20. 如图所示，钢铁侠用钢丝吊着美国队长在瓦坎达上空盘旋做匀速圆周运动监控四周，防止灭霸入侵。已知钢丝长度L，与竖直方向的夹角为θ，美国队长的质量为m，钢铁侠的运动半径为r，钢丝所能承受的最大拉力为T0，忽略空气阻力，求：
（1）钢铁侠的角速度；
（2）钢铁侠的运动半径始终为r，为了保证安全。求钢铁侠运动的最大线速度（提示：运动速度最大时，钢丝与竖直方向的夹角不再是θ了！）；
（3）美国队长从静止达到稳定速度（钢丝与竖直方向夹角为θ）的过程中（初始时刻钢铁侠用钢丝拉着美国队长静止在半空中），钢丝对美国队长所做的功W。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）钢铁侠做圆周运动的角速度与美国队长相等，对美国队长进行受力分析，其受到的合外力提供做圆周运动的向心力，即
解得钢铁侠的角速度为
（2）设钢铁侠运动线速度最大时，钢丝与竖直方向夹角为，则
此时钢丝承受最大拉力
又因为
解得最大线速度
（3）钢丝对美国队长所做的功使美国队长机械能增加，则
其中重力势能增加量为
重力势能增加量为
故钢丝对美国队长所做的功为