四川省成都石室中学2023-2024学年高一下学期4月月考物理试题（原卷版+解析版）

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试卷说明：
本试卷分为试题卷和答题卡两部分，其中试题卷由第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）组成，共6页；答题卡共4页。满分100分，考试时间90分钟。
注意事项：
1. 答题前，考生务必将自己的学校、班级、姓名用0.5毫米黑色签字笔填写清楚，同时用2B铅笔将考号准确填涂在“准考证号”栏目内。
2. 选择题使用2B铅笔填涂在答题卡对应题目标号的位置上，如需改动，用橡皮擦擦干净后再选涂其它答案；非选择题用0.5毫米黑色签字笔书写在答题卡的对应框内，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。
3. 考试结束后将答题卡收回。
第Ⅰ卷（选择题，共48分）
一、单项选择题（本题共8小题，每小题3分，共24分。每小题只有一个选项符合题意）
1. 2023年亚洲通用航空展以“实现您的飞行梦想”为主题，于11月23日至26日在珠海国际航展中心举行，来自世界各地的飞行表演队均带来精彩展示，下列关于曲线运动的说法正确的是（ ）
A. 做曲线运动的物体加速度方向与速度方向在同一直线上
B. 做曲线运动的物体加速度一定变化
C. 曲线运动一定是变速运动
D. 做曲线运动的物体速度大小发生变化时，方向可能不变
【答案】C
【解析】
【详解】ABC．物体做曲线运动时，加速度方向与速度方向一定不在同一条直线上，物体做曲线运动时，速度方向时刻改变，一定是变速运动，但加速度方向不一定改变，例如平抛运动，AB错误，C正确；
D．物体做曲线运动速度方向时刻发生变化，但加速度方向不一定变化 ，D错误。
故选C。
2. 调整跑步机使跑带水平，将一标尺垂直两侧踏板放置，处于静止状态。跑步机模式选择“慢跑”，跑带以运行。将一玩具小车的速率调至，然后将玩具小车的车头与水平线成角放到跑带的一侧，如图所示。若玩具小车始终能平行于标尺前进，则下列判断正确的是（ ）
A. ，B. ，
C. ，D. ，
【答案】D
【解析】
【详解】如图所示，若玩具小车始终能平行于标尺前进
则平行于标尺，由平行四边形定则知
代入选项数据，D选项符合题意；
故选D。
3. 如图甲，滚筒洗衣机脱水时，滚筒上有很多漏水孔，滚筒转动时，附着在潮湿衣服上的水从漏水孔中被甩出，达到脱水的目的，衣物紧贴着滚筒壁在竖直平面内做顺时针的匀速圆周运动。如图乙，一件可视为质点的小衣物，a、b分别为小衣物经过的最高位置和最低位置。下列说法正确的是（ ）

A. 衣物紧贴着滚筒做匀变速曲线运动
B. 衣物转到b位置时衣物上水珠的脱水效果比a位置好
C. 不论滚筒转速多大，衣物都不会从a位置掉下
D. 衣物在a位置受到滚筒壁的支持力比在b位置的大
【答案】B
【解析】
【详解】A．衣物紧贴着滚筒壁在竖直平面内做顺时针的匀速圆周运动，加速度方向变化，是变速曲线运动，A错误；
BD．在a、b位置可得
，
可知，衣物转到b位置时衣物上水珠的脱水效果比a位置好，B正确，D错误；
C．在a位置可得
当，临界角速度，如果转动角速度小于临界角速度，则衣物都会从a位置掉下，C错误。
故选B。
4. 某健身爱好者质量为，在做俯卧撑运动的过程中可将他的身体视为一根直棒。已知重心在点，其垂线与脚、两手连线中点间的距离分别为和。若他在内做了36个俯卧撑，每次肩部上升的距离均为。则该健身爱好者在内克服重力做功的平均功率为（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】每次肩部上升的距离均为，可知重心上升
每次克服重力做功
该健身爱好者在内克服重力做功的平均功率为
故选A。
5. 如图所示，自动流水线装置可以使货物在水平面上转弯。货物从传送带A端传送到B端，速度方向变化了180°，传送过程中传送速率保持不变，货物与传送带之间不打滑。下列关于货物在此过程中的说法正确的是（ ）
A. 动量变化量为零B. 所受支持力的冲量为零
C. 所受重力的冲量为零D. 所受摩擦力的冲量不为零
【答案】D
【解析】
【详解】A．货物的速度方向改变180°，则动量变化量为2mv，选项A错误；
B．根据IN=FNt，支持力不为零，则所受支持力的冲量不为零，选项B错误；
C．根据IG=Gt可知，所受重力的冲量不为零，选项C错误；
D．货物左圆周运动，受摩擦力不为零，根据If=ft可知，所受摩擦力的冲量不为零，选项D正确。
故选D。
6. 如图所示，相同的物块A、B叠放在一起，放在水平转台上随圆盘一起匀速运动，它们和圆盘保持相对静止，以下说法正确的是（ ）
A. B所需的向心力比A大
B. 图中A对B摩擦力是向左的
C. 两物块所受的合力大小不相等
D. 圆盘对B的摩擦力是B对A的摩擦力的2倍
【答案】D
【解析】
【详解】A．由向心力公式相同的物块A、B叠放在一起做圆周运动，故向心力相同。故A错误；
B．图中A做圆周运动向心力是B对其向左的摩擦力提供的，所以A对B摩擦力是向右的，故B错误；
C．两物块所受合力提供向心力，而A、B向心力相同，故C错误；
D．物块A所受摩擦力为
物块B所受转台提供摩擦力和A对B摩擦力合力提供向心力
与等大，所以
故D正确。
故选D。
7. 消防员在水平地面上使用喷水枪对着火房屋喷水灭火，出水轨迹可简化为图乙，假设该消防员控制水柱恰好垂直击中竖直墙面，此时喷水枪出水口和水平面夹角为，不计空气阻力，下列做法仍可能让水柱垂直打到竖直墙面的是（ ）
A. 喷水枪初速度大小不变，仅改变初速度方向
B. 喷水枪初速度方向不变，仅改变初速度大小
C. 喷水枪初速度方向不变，仅减小初速度大小，人往后走一定距离
D. 喷水枪初速度方向不变，仅增大初速度大小，人向前走一定距离
【答案】A
【解析】
【详解】根据题意，设初速度为，与水平方向夹角为，水柱恰好垂直击中竖直墙面，则有
，
整理可得
A．由上述分析可知，喷水枪初速度大小不变，仅改变初速度方向，例如角度由变为，水平射程不变，则水柱仍垂直击中竖直墙面，故A正确；
BCD．喷水枪初速度方向不变，仅减小初速度大小，水平射程减小，需人向前走一定距离，仅增大初速度大小，水平射程增大，需人往后走一定距离，故BCD错误。
故选A。
8. 鲁南高铁是山东省“三横五纵”高速铁路重要组成部分，全长494公里。小明同学在济宁北站乘坐动车时，利用手机加速度传感器测量动车加速度a随时间t的变化关系，如图所示。6s时动车由静止开始加速，可以认为加速度随时间均匀增大，10s时达到最大加速度，并以此加速度做匀加速直线运动直至达到最大速度252km/h，随后匀速行驶。在动车水平桌板上放置一质量为2kg的物体，该物体始终相对桌板静止。重力加速度，动车加速过程始终在水平面上，下列说法正确的是（ ）
A. 10s时动车的速度大小为2m/s
B. 动车匀加速直线运动的时间为138s
C. 匀加速直线运动过程中，桌板对物体的作用力大小为1N
D. 匀加速直线运动过程中，桌板对物体做的功为4900J
【答案】B
【解析】
【详解】A．加速度a随时间t的变化关系中与时间轴围成的面积表示速度的变化量，从静止开始，10s时动车的速度大小为
A错误；
B．最大速度，在匀加速段
B正确；
C．根据牛顿第二定律可得
支持力为，桌板对物体的作用力大小为
C错误；
D．匀加速直线运动过程中，物体移动位移
桌板对物体做的功为
D错误。
故选B。
二、多项选择题（本题共6小题，每小题4分，共24分，每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求，全部选对得4分，选对但不全的得2分，有错的得0分）
9. 质量为m的物块，在与水平方向夹角为的力作用下，沿光滑水平面运动，物块通过A点和B点的速度分别是和，物块由A运动到B的过程中，力对物块做的功和力F对物块的冲量的大小是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】AD
【解析】
【详解】A B. 物块沿光滑水平面运动，只有力对物体做功，由A运动到B的过程中，根据动能定理可得力对物块做的功
选项A正确，B错误；
C D. 由A运动到B的过程中，设此过程所用的时间为，根据动量定理可得
力F对物块的冲量为
联立可得
选项D正确，C错误；
故选AD。
10. 质量为的汽车由静止开始在水平地面上做加速度大小为的匀加速直线运动，经过时间发动机达到额定功率，接着汽车保持额定功率不变做变加速直线运动，然后以最大速度匀速运动。已知汽车运动过程中所受的阻力恒为，下列说法正确的是（ ）
A. 汽车做匀加速直线运动时受到的牵引力大小为
B. 汽车做匀加速直线运动的距离为
C. 汽车的额定功率为
D. 汽车的最大速度为
【答案】BC
【解析】
【详解】A．汽车做匀加速直线运动时，根据牛顿第二定律可得
解得汽车受到的牵引力大小为
故A错误；
B．汽车做匀加速直线运动的距离为
故B正确；
C．时刻，汽车的速度为
此时汽车功率达到额定功率，则有
故C正确；
D．当牵引力等于阻力时，汽车做匀速运动，速度达到最大，则有
故D错误。
故选BC。
11. 图甲为水上乐园水滑梯，人从高处滑下，最后从末端飞出去，滑梯末端高于水面，可简化如图乙所示。其中C点为圆弧的最低点，圆弧轨道的半径为2m，圆弧对应的圆心角θ为120°，AC的竖直高度差为6m。质量为50kg的人在A点从静止开始下滑，不计空气阻力和轨道摩擦，重力加速度g=10m/s2，则下列说法正确的是（ ）
A. 人滑到C点时对圆弧的压力为3500N
B. 人从A点运动到C点一直处于失重状态
C. 人滑到D点时速度为大小为10m/s
D. 人落入水中时的速度方向与水面夹角等于60°
【答案】AC
【解析】
【详解】A．人从A点运动到C点，根据动能定理
解得
在C点，根据牛顿第二定律，有
解得
根据牛顿第三定律，人滑到C点时对圆弧的压力为3500N，故A正确；
B．人从A点运动到C点，先有向下的加速度分量，到C点之前，有向上的加速度分量，到C点时，加速度向上，不是一直处于失重状态，故B错误；
C．人从C点滑到D点，根据动能定理有
解得
故C正确；
D．人从D点沿切线飞出，做斜抛运动，轨迹如图所示
在对称点上速度与水平方向成
水面的位置应低于D点，所以落入水中时的速度方向与水面夹角应大于60°，故D错误。
故选AC。
12. 一足够长光滑斜面固定在水平面上，质量为的小物块在平行斜面向上的拉力F作用下，以一定初速度从斜面底端沿斜面向上运动，经过时间t物块沿斜面上滑了。小物块在F作用下沿斜面上滑过程中动能和重力势能随位移的变化关系如图线Ⅰ和Ⅱ所示。设物块在斜面底端的重力势能为零，重力加速度g取。则（ ）
A. 斜面的倾角为
B. 力F的大小为
C. 小物块上滑所需时间
D. 若t时刻撤去拉力F，物块继续沿斜面上滑
【答案】AD
【解析】
【详解】A．在物体在滑到了斜面上最高点时，重力势能为
结合题图解得
故A项正确；
B．对于上滑过程，由动能定理有
解得
故B项错误；
C．由动能公式有
所以初速度为
物块向上运动的加速度为a，有
向上运动过程有
解得
故C项错误；
D．若经过t后撤去拉力F，小物块的机械能不变，此后重力势能增加、动能减小；根据图像可知，t时刻的机械能为
根据机械能守恒定律可得
解得上升的最大距离为
物块继续沿斜面上滑，故D项正确
故选AD。
13. 某景区的彩虹滑梯如图所示，由两段倾角不同的直轨道（第一段倾角较大）组成，同种材料制成的粗糙斜面AB和BC高度相同，以底端C所在水平直线为x轴，顶端A在x轴上的投影O为原点建立坐标系。一游客静止开始从顶端A下滑到底端，若规定x轴所在的水平面为零势能面，则物体在两段斜面上运动过程中动能Eₖ、重力势能机械能E、产生的热量Q随物体在x轴上投影位置坐标x的变化关系图像中正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】BC
【解析】
【详解】A．根据动能定理
由于第一段斜面倾角大于第二段。可知，则Ek-x图像的斜率先大后小，A错误；
B．重力势能为
则Ep-x图像斜率大小等于，由于第一段斜面倾角大于第二段，则图像的斜率先大后小，B正确；
C．产生的热量Q为
Q-x图像为正比例关系，C正确；
D．机械能为
图线斜率不变，D错误。
故选BC。
14. 如图所示，轻质弹簧一端固定在水平面上的光滑转轴O上，另一端与套在粗糙固定直杆A处质量为m的小球（可视为质点）相连。 A点距水平面的高度为h，直杆与水平面的夹角为30°，OA=OC，B为AC的中点， OB等于弹簧原长。 小球从A处由静止开始下滑，经过 B处的速度为v，并恰能停在C处。已知重力加速度为g，则下列说法正确的是（ ）
A. 小球通过B点时的加速度为B. 小球通过 AB段比 BC段摩擦力做功少
C. 弹簧具有的最大弹性势能为D. A到C过程中，产生的内能为mgh
【答案】CD
【解析】
【详解】A．小球通过B点时，弹簧的弹力为零，小球受到重力、杆的支持力和滑动摩擦力，由牛顿第二定律得
可知
故A错误；
B．根据对称性知，小球通过AB段与BC段关于B点对称位置受到的弹簧弹力大小相等，小球对直杆的正压力大小相等，小球与直杆的间的滑动摩擦力大小相等，则两段过程中摩擦力做功相等，故B错误；
C．小球从A运动到B的过程克服摩擦力做功为Wf，AB间的竖直高度为，小球的质量为m，设弹簧具有的最大弹性势能为Ep。对于小球从A到B的过程根据能量守恒定律得
从A到C的过程根据能量守恒定律得
解得
，
故C正确；
D．从A到C过程中，产生的内能为
故D正确。
故选CD。
第Ⅱ卷（非选择题，共52分）
三、实验题（本题共2小题，15题每空2分，16题每空2分，共计16分）
15. 图甲是“验证机械能守恒定律”的实验装置，当地重力加速度为g。
（1）若实验中打点计时器打出的纸带如图乙所示，则与重物相连的是纸带的______（选填“左”“右”）端；
（2）若重物的质量为m，由纸带数据计算出打B点时重物的速度为，则从打起始点O到打点B的过程中，重物的重力势能减少量______（用m、g、表示），动能的增加量______（用m、表示）。若在实验误差允许范围内，则该过程机械能守恒；
（3）数据处理中发现，用也可验证此过程机械能守恒，所以实验中______（选填“必须”“不必”）测量重物的质量。
【答案】 ①. 左 ②. ③. ④. 不必
【解析】
【详解】（1）[1]重物做自由落体运动，相等时间内点间距增大，则与重物相连的是纸带的左端。
（2）[2][3]重物的重力势能减少量
动能的增加量
（3）[4]由题意可知，质量不影响结论，故不必测量重物的质量。
16. 用如图所示的实验装置做“探究动能定理”的实验。
（1）下面列出了一些实验器材：电火花打点计时器、纸带、带滑轮的长木板、垫块、小车和砝码、砂和砂桶。除以上器材外，还需要的实验器材有：__________。
A.天平（附砝码） B.秒表
C.刻度尺（最小刻度为mm） D.低压交流电源
E.220 V交流电源 F.低压直流电源
（2）本实验______（填“需要”或“不需要”）平衡摩擦力。
（3）①下图为实验时小车在长木板上带动纸带运动打出的一条纸带的一部分，0、1、2、3、4、5、6为计数点，相邻计数点间还有4个打点未画出。从纸带上测出x1=1.89cm，x2=2.40，x5=3.88cm，x6=4.37cm。则小车加速度的大小a=________（保留两位有效数字）
②小车以及车中的砝码质量用M表示，盘以及盘中的砝码质量用m表示，交流电的频率用f表示。测得上图纸带计数点1、5间的距离为x，该小组最终要验证的数学表达式为____________。（m、M、f，x、、以及重力加速度g表示）
【答案】 ①. ACE ②. 需要 ③. 0.50 ④.
【解析】
【详解】（1）[1]需要测量沙桶及小车的质量，则需要天平，（附砝码），有打点计时器，不需要秒表，需要测量小车和沙桶移动的距离，则需要刻度尺，电火花打点计时器需要220V交流电，故选ACE。
（2）[2]本实验是将沙桶的重力大小近似看作小车所受的合力，则需要平衡摩擦力。
（3）①[3]每相邻计数点时间间隔为
T=0.02×5s=0.1s
加速度为
②[4]每相邻计数点时间间隔为
计数点1、5对应速度为
为探究动能定理，则需验证合外力做功等于动能增加量，即
带入数据得
四、计算题（本题共3小题，共36分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值运算的题，答案中必须明确写出数值和单位）
17. 如图甲所示，倾角θ为37°的粗糙斜面上一质量的木块，在平行于斜面的恒力F的作用下，从静止开始加速向上运动，一段时间后再撤去F，乙图给出了木块在内的速度时间图像，假设斜面足够长，，，，试求：
（1）木块与斜面间的动摩擦因数μ；
（2）拉力F的大小。
【答案】（1）0.25；（2）24N
【解析】
【详解】（1）由图像可知内做匀减速运动，图像的斜率表示加速度，根据图像斜率可求得该段运动的加速度为
设沿斜面向上为正方向，内根据牛顿第二定律可得
解得木块与斜面间的动摩擦因数为
（2）内物块做匀加速运动，根据图像斜率可求得该段运动的加速度大小为
内根据牛顿第二定律可得：
解得
18. 如图所示，水平传送带左边有一个与传送带等高的光滑平台，传送带始终以速度v=3m/s逆时针匀速转动，在平台上给物块一个水平向右的初速度v0=6m/s，物块从A点冲上传送带，已知物块的质量m=2kg且可视为质点，物块与传送带间的动摩擦因数μ=0.5，物块刚好未从传送带B端滑落，求：
（1）物块在传送带上运动的时间；
（2）物块从冲上传送带到返回A点全过程，系统因摩擦产生的热量；
（3）全过程电动机因物块在传送带上运动多消耗的电能。
【答案】（1）2.7s；（2）81J；（3）54J
【解析】
【详解】（1）物块在传送带上做匀变速直线运动的加速度为
减速到零的时间为
传送带长度为
从B返回加速到与传送带共速时间为
反向加速距离为
匀速时间为
物块在传送带上运动的总时间为
（2）物块返回到A点时，有
解得
（3）根据能量守恒
代入数据解得
19. 如图所示，竖直轨道CDEF由圆弧CD、直线DE和半圆 EF组成， 圆弧和半圆半径均为R， 水平轨道 DE=2R，各轨道之间平滑连接，轨道CDEF可上下左右调节。 一质量为m的小球压缩弹簧到某一位置后撤去外力静止释放后沿水平轨道AB向右抛出。 调整轨道使BC高度差h=0.9R， 并使小球从C点沿切线进入圆弧轨道。DE段的摩擦系数μ=0.1，除DE段有摩擦外，其他阻力不计，θ=37°， 重力加速度为g， 求：
（1）撤去外力瞬间，弹簧的弹性势能Ep；
（2）请判断小球能否到达圆轨道的最高点，如能，求出最终落点的位置； 如不能，请找出到达圆轨道的最高点的位置；
（3）若轨道DE的动摩擦因数μ=0.2， 求小球脱离圆轨道时距离水平轨道DE的高度h。
【答案】（1）；（2）能，D点；（3）
【解析】
【详解】（1）小球到达C点时的竖直速度为
由平行四边形定则得
根据能量守恒可知弹簧的弹性势能
（2）小球到达C点时的动能为
假设能够由C到F，动能定理得
解得
此时向心力
因此假设成立，能够恰好到达F点；F到D做平抛运动，假设会落在D点所在水平面，有
联立解得
即刚好落在D点。
（3）由于
因此小球能过圆轨道的圆心等高处，若脱离轨道位置为M点，则M点轨道对球的支持力为0，设OM与竖直方向夹角为，如图
则在M点
从C点到M点由动能定理
解得
故小球脱离圆轨道时距离水平轨道DE的高度为