2025_2026学年湖北武汉市第六中学高一上学期第三次月考物理试卷 [含解析]

这是一份2025_2026学年湖北武汉市第六中学高一上学期第三次月考物理试卷 [含解析]，共41页。试卷主要包含了选择题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
考试时间：75分钟 试卷满分：100分
一、选择题（本大题共10小题，每小题4分，共40分。1-7为单选，错选不得分；8-10为多选，漏选得2分，错选不得分。）
1. 在研究物理的过程中所形成的许多科学思想和方法，极大地丰富了人们对物质世界的认识，扩展了人类的思维方式。下列说法错误的是（ ）
A. 共点力的合成与分解，体现了等效替代的思想
B. 伽利略运用理想斜面实验证明力不是维持物体运动的原因
C. 加速度的定义式为，用到了比值定义法
D. 在探究向心力大小的影响因素实验中，使用了控制变量法
【答案】C
【解析】
【详解】A．共点力的合力与分力的作用效果完全等价，合成与分解过程采用等效替代思想，故A正确；
B．伽利略通过理想斜面实验的科学推理，推翻了“力是维持物体运动的原因”的错误结论，证明力不是维持物体运动的原因，故B正确；
C．加速度的定义式为，属于比值定义法；是加速度的决定式，反映加速度由合外力和质量共同决定，不属于比值定义法，故C错误；
D．向心力大小与质量、角速度、轨道半径多个因素有关，探究单个因素对向心力影响时，需控制其余变量不变，使用了控制变量法，故D正确。
本题选错误的，故选C。
2. 如图所示的四幅图表示的是有关圆周运动的基本模型，下列说法正确的是（ ）
A. 图a中汽车通过凹形桥的最低点时处于失重状态
B. 图b中火车转弯超过规定速度行驶时会挤压外轨
C. 图c中脱水桶的脱水原理是水滴受到的离心力大于它所受到的向心力从而被甩出
D. 图d中在光滑而固定的圆锥筒内，有完全相同的A、B两个小球在图中所示的平面内分别做匀速圆周运动，则、两小球的角速度大小相等
【答案】B
【解析】
【详解】A．当汽车通过最低点时，需要向上的向心力，则有，故汽车处于超重状态，故A错误；
B．超速时重力与支持力的合力不足以提供向心力，会挤压外轨产生向里的力，故B正确；
C．物体所受合外力不足以提供向心力才会做离心运动，故C错误；
D．根据牛顿第二定律
解得
由图可知可得，故D错误。
故选B。
3. 如图所示，四只猴子水中捞月，它们将一颗又直又高的杨树压弯，竖直倒挂在树梢上，从上到下依次为号猴子。正当4号打算伸手捞“月亮”时，3号突然两手一滑没抓稳，4号扑通一声掉进了水里。假设3号手滑前四只猴子都处于静止状态，四只猴子的质量都相等且为m，重力加速度为g，那么在3号猴子手滑后的一瞬间（ ）
A. 4号猴子的加速度和速度都等于0B. 3号猴子的加速度大小为g，方向竖直向上
C. 1号猴子对2号猴子的作用力大小为D. 2号猴子对3号猴子的作用力大小为
【答案】C
【解析】
【详解】A．对4号猴子进行分析可得手滑后的一瞬间只受到重力，所以可得加速度大小为g，初速度为零，故A错误；
B．在手滑前，设树梢对猴子的作用力为T，对整体有
当3号猴子手滑后的一瞬间，对1、2、3号猴子整体分析可得
解得
方向竖直向上，故B错误；
C．对2、3号猴子进行受力分析可得
解得1号猴子对2号猴子的作用力大小为，故C正确；
D．对3号猴子分析可得，2号猴子对3号猴子的作用力F，有
解得，故D错误。
故选C。
4. 曲柄连杆结构是发动机的主要运动结构，其用途是将活塞的往复运动转变为曲轴的旋转运动，同时将作用于活塞上的力转变为曲轴对外输出的转矩，以驱动汽车车轮转动。其结构简化示意图如图所示，曲轴可绕固定的点自由转动，连杆两端分别连接曲轴上的点和活塞上的点。若曲轴绕点做匀速圆周运动，下列说法正确的是（ ）
A. 活塞在水平方向做匀加速直线运动
B. 当与共线时，点的速度比点的速度大
C. 当与垂直时，若与水平方向夹角为，则
D. 当与垂直时，点与点的速度大小相等
【答案】D
【解析】
【详解】B．当与共线时，在沿杆方向的分量为零，此时点速度为零，点的速度比点的速度大，故B错误；
C．设点的线速度大小为，当与垂直时，设与水平方向的夹角为，则，故C错误；
D．当与垂直时，设与水平方向的夹角为，则，即，故D正确；
A．根据前面分析可知活塞水平方向做变速直线运动，故A错误。
故选D。
5. 如图甲所示，小球穿在竖直平面内光滑的固定圆环上，绕圆心点做半径为的圆周运动。小球运动到最高点时，圆环与小球间弹力大小为，小球在最高点的速度大小为，其图像如图乙所示，取，则（ ）（不计空气阻力）
A. 小球的质量，圆环的半径
B. 小球在最高点速度为时，小球与圆环间无作用力
C. 小球在最高点受到的弹力是重力大小的时，速度大小可能为
D. 当在最高点小球速度为时，在其后的运动过程中始终受到远离圆心的弹力
【答案】C
【解析】
【详解】A．对小球在最高点时受力分析，受到竖直向下的重力和圆环的弹力，速度较小时，圆环对小球的弹力竖直向上，根据牛顿第二定律
由图乙可知，当速度为零时，则有
解得
由图乙可知，当外力为零时，则有
解得，故A错误；
B．当时，根据牛顿第二定律
解得
小球与圆环间有作用力，方向竖直向下；
当时，根据牛顿第二定律
解得，即小球与圆环间没有作用力，故B错误；
C．在最高点受到的弹力是重力大小的，方向可能背离圆心，也可能指向圆心，根据牛顿第二定律或
又
解得或，故C正确；
D．当在最高点小球速度为时，根据牛顿第二定律有
解得，
方向指向圆心，在其后运动过程中始终受到指向圆心的弹力，故D错误。
故选C。
6. 如图所示为无人机内部的一个加速度计，可以测量竖直轴向加速度，质量块上下两侧与两根竖直的轻弹簧连接，两根弹簧的另一端分别固定在外壳上。固定在质量块上的指针可指示弹簧的形变情况，弹簧始终处于弹性限度内，通过信号系统显示出质量块受到除重力外的力产生的加速度为，加速度的方向竖直向下时为正值。下列说法正确的是（ ）
A. 当无人机悬停在空中时，
B. 当无人机自由下落时，
C. 当时，无人机处于失重状态
D. 无人机无论悬停在地球表面还是空间站的“天宫”中，的数值都一样
【答案】C
【解析】
【详解】A．悬停时，弹力合力与重力平衡，即
由
得加速度大小
但加速度方向竖直向下时为正，故，故A错误；
B．自由下落时，弹力合力为0，由
得，故错误；
C．若，弹力合力为，弹力小于重力，无人机处于失重状态，故C正确；
D．由上述分析可知，无人机悬停时，通过信号系统显示出质量块受到除重力外的力产生的加速度等于该处的重力加速度，在空间站的“天宫”处，处于完全失重状态，此时，故D错误。
故选C。
7. 如图，主动轮大圆盘与从动轮小圆盘通过皮带（不打滑）连接，大圆盘与小圆盘的半径之比为，材料相同的可以视为质点的两物体质量之比为，两个物体距离转动轴的距离相等。现在让圆盘匀速转动起来，下列说法中正确的是（ ）
A. 物体A与物体B相对圆盘滑动之前角速度之比为
B. 物体A与物体B相对圆盘滑动之前的摩擦力之比为
C. 物体A与物体B相对圆盘滑动之前的向心加速度之比为
D. 如果增加主动轮的转速，则物体先相对圆盘滑动
【答案】D
【解析】
【详解】A．皮带不打滑，两圆盘边缘线速度相等，即 。由 ，得 ，已知 ，因此： ，即 ，故A错误；
B．物体随圆盘转动，摩擦力提供向心力 ，两物体到转轴距离 相等，，因此： ，摩擦力之比为 ，故B错误；
C．向心加速度 ，因此： ，向心加速度之比为 ，故C错误；
D．物体刚好相对滑动时，最大静摩擦力提供向心力：，得临界角速度 。两物体材料相同（ 相同）， 相同，因此临界角速度 相同。 由于实际转动中 ，增加主动轮转速时， 增大， 同步增大， 先达到临界角速度，因此B物体先相对滑动，故D正确。
故选D。
8. 如图所示静止于水平地面的箱子内有一粗糙斜面，将物体无初速放在斜面上，物体将沿斜面下滑。若要使物体相对斜面静止，下列情况中可能达到要求的是（ ）
A. 使箱子沿水平方向做匀加速直线运动B. 使箱子做自由落体运动
C. 使箱子沿竖直向上的方向做匀加速直线运动D. 使箱子沿水平面内的圆轨道做匀速圆周运动
【答案】ABD
【解析】
【详解】A．当箱子沿水平方向做匀加速直线运动，若物体相对斜面静止，则两者加速度相等。当物体所受重力和支持力的合力恰好水平向右，且等于其做加速运动所需合力时，物体与斜面间的摩擦力恰好为零，即物体相对斜面静止。故A正确；
B．当箱子做自由落体运动，此时物体与箱子之间的作用力为零，物体也做自由落体运动，即物体相对斜面静止，故B正确；
C．当箱子沿竖直向上的方向做匀加速直线运动，假设物体相对斜面静止，则物体受力如图所示。
建立如图所示坐标系，则根据牛顿第二定律分别有
整理可得
由于物体无初速放在斜面上时，物体将沿斜面下滑，故有
即
故假设不成立。物块与斜面发生相对滑动。故C错误；
D．当箱子沿水平面内圆轨道做匀速圆周运动时，当物体所受支持力与摩擦力在水平方向的合力恰好提供做圆周运动的向心力时，物体与斜面相对静止。故D正确。
故选ABD。
9. 如图所示，斜面上点有一抛射装置（图中未画出，高度忽略不计），先后两次抛射相同的小球。第一次以速度大小为水平击中点，第二次以速度大小为垂直于斜面击中点。已知间的距离为，斜面倾角为，小球先后两次落在点的时间分别为、，速度变化量、，先后两次抛出离斜面最远距离分别为、，不计一切阻力，重力加速度大小为。下列说法正确的是（ ）
A. B. C. D.
【答案】AD
【解析】
详解】ABC．第一次抛出如图所示
根据运动的分解可得，
联立解得，
第二次抛出，根据运动的分解可得，
联立解得，
因此，，，故A正确，BC错误；
D．如图所示
第一次离斜面的最大高度，沿斜面方向和垂直斜面方向进行分解，则有
解得
第二次离斜面最大高度，则有
解得
因此，故D正确。
故选AD。
10. 公园中常有小朋友用发光转转球进行健身娱乐活动，如图（a）所示。情境可简化如下：不可伸长的轻绳一端系着质量的小球，另一端系在固定竖直轴上。某次锻炼时，小球绕轴做角速度的匀速圆周运动，此时轻绳与地面平行，拉力大小，如图（b）所示。适当调整小球系在轴上的位置，使绳与竖直方向的夹角为，也可以使小球做匀速圆周运动，如图（c）。不计小球的一切阻力，小球可视为质点，，，重力加速度取。则下列说法正确的是（ ）
A. 这段轻绳的长度
B. 若小球绕轴转动的角速度，轻绳与轴的夹角，则此时地面的支持力
C. 当轻绳与轴的夹角，小球刚好脱离地面，此时绕轴转动的角速度
D. 当小球脱离地面后，小球绕轴转动的角速度，此时绳子拉力
【答案】AC
【解析】
【详解】A．小球在水平面内做匀速圆周运动时，轻绳拉力充当向心力，有
代入数据可得，轻绳的长度，故A正确；
B．当小球绕轴转动的角速度，轻绳与轴的夹角，此时小球做圆周运动的半径
绳拉力的水平分力充当向心力
竖直方向上受力平衡，有
可求得，故B错误；
C．当小球绕轴转动的角速度，轻绳与轴的夹角，此时小球做圆周运动的半径
绳拉力的水平分力充当向心力
竖直方向上受力平衡，有
由得，故C错误；
D．当小球脱离地面后，小球绕轴转动的角速度，此时绳子拉力大小满足，故D错误；
故选AC。
二、实验题（本大题每空2分，共18分）
11. 某实验小组利用以下装置“探究加速度与力的关系”。如图，一根轻绳跨过轻薄小滑轮与质量相等的物体、相连，物块的下端与穿过打点计时器的纸带相连，已知当地重力加速度大小为，打点计时器的打点周期为。部分实验步骤如下：
（1）在重物的下面挂上重物，并同时释放物块、、，得到一条如图所示的纸带，则打点计时器打下点3时系统的瞬时速度为________，系统的加速度大小________（用，，，和表示）；
（2）改变重物的质量，重复步骤（1），获得多组与数据已描点于图中，用平滑的曲线，完成该图像；
（3）图线不过坐标原点的原因是________，图线发生弯曲的原因是________；（从下列选项中各选一条，用字母表示）
A.电源电压过高，频率波动
B.存在空气阻力与摩擦
C.不满足重物C的质量远小于物体A、B的质量
D.计数点距离测量出现误差
【答案】 ①. ②. ③. B ④. C
【解析】
【详解】（1）[1]打点计时器打下点3时系统的瞬时速度为2、4两点之间的平均速度
[2]逐差法可知
（3）[3]图线不过坐标原点，当增大到一定程度时才有加速度，是由于系统受到阻力的原因。（空气阻力、纸带与打点计时器限位孔有摩擦等，均可以），故选B。
[4]对三者组成的整体，设质量为M，由牛顿第二定律有
解得
只有时，
图像是线性关系；反过来，图线弯曲，是因为不满足重物C的质量远小于物体A、B的质量，故选C。
12. 某实验小组用如图甲所示的装置研究平抛运动及其特点，他的实验操作如下：
（1）首先安装图甲研究平抛运动实验装置时，斜槽保证________（填“需要”或“不需要”）光滑，斜槽末端切线_____；
（2）然后用图甲所示方法记录平抛运动的轨迹；由于没有记录抛出点，如图乙所示，数据处理时选择点为坐标原点，乙图中小方格的边长均为，重力加速度取，则小球在点速度的大小为________；
（3）最后，通过计算得出小球平抛运动的实际抛出点位置坐标为________cm，________cm。
【答案】（1） ①. 不需要 ②. 水平
（2）5 （3） ①. -60 ②. -20
【解析】
【小问1详解】
[1][2]安装图甲研究平抛运动实验装置时，需保证斜槽末端水平，使小球每次都做平抛运动；为保证每次小球做平抛运动的初速度相同，需使小球每次都是从斜槽上同一位置由静止开始释放，斜槽不需要光滑。
【小问2详解】
由题图乙可知，两计数点间，小球在水平方向的位移相等，可知两计数点间的时间间隔相等，小球在竖直方向做自由落体运动，因此由匀变速直线运动的推论
可得
则小球平抛初速度的大小为
小球在轴方向做匀变速直线运动，在某段时间内中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度，可得小球在点轴方向速度的大小
小球在点速度的大小
【小问3详解】
[1][2]小球在竖直方向做匀变速直线运动，从实际抛出点运动到点的时间满足
解得
实际抛出点运动到点的水平位移大小为
实际抛出点运动到点的竖直位移大小为
故实际抛出点横坐标为
纵坐标为
三、计算题（本大题共42分，13题10分，14题14分，15题18分）
13. 目前无人机送货已经进入运营阶段。某次在往高层送货时，无人机下方用一根不可伸长的绳子（质量不计）吊着质量的货物，无人机飞行的过程中，已知货物受到的空气阻力大小与其速度的大小成正比，比例系数，方向与运动方向相反。若绳子可以承受的最大拉力，重力加速度取。求：
（1）无人机竖直向上加速运动的过程中，绳子拉力最大时，当速度时，货物的加速度大小；
（2）货物沿水平方向做匀速直线运动时，货物速度的最大值。（计算结果可以保留根式）
【答案】（1）
（2）
【解析】
【小问1详解】
货物受到的空气阻力与货物的速度成正比，则
无人机竖直向上加速运动的过程中，货物受到重力、拉力和阻力作用，则
当拉力最大时，速度为，加速度为
【小问2详解】
货物水平方向做匀速直线运动时，设此时绳子与竖直方向的夹角，根据平衡条件有
联立解得
当拉力最大时，速度最大，货物速度的最大值为
代入数据解得
14. 如图a，足够长的竖直板固定不动，内部有电磁铁，为长木板，铁块始终受到电磁铁的水平方向的吸引力，吸引力随时间变化的图像如图b所示。已知、的质量均为，重力加速度g取，、之间的动摩擦因数，、之间的动摩擦因数。位于板上端，时刻，、由静止释放，求：
（1）时，、的加速度；
（2）内，相对于滑动的距离；
（3）为保证不离开长木板，求长木板的最小长度。
【答案】（1），
（2）
（3）
【解析】
【小问1详解】
假设、均发生滑动，、之间也发生相对滑动，根据牛顿第二定律，对有
由图b可知
解得
对有
解得
即假设成立
【小问2详解】
在内，运动的位移为
B运动的位移为
相对于滑动的距离
【小问3详解】
当时，、B的速度分别为，
后，根据牛顿第二定律，对有
由图b可知
解得
对有
解得
减速到零的位移为
减速到零的位移为
长木板的最小长度
联立解得
15. 如图所示，可视为质点的小滑块与斜面和水平传送带间的动摩擦因数相同，斜面倾角为，斜面底端通过一小段长度可忽略的光滑圆弧与传送带连接，水平传送带长为，是一小段与传送带等高的光滑平台。是圆心角为的圆弧面，是圆弧圆心，点在点正下方，半径长为。传送带静止时，将滑块从距离传送带高处的点无初速释放，小滑块最终停在点右侧处，为重力加速度大小，，。
（1）求物块与斜面和传送带间的动摩擦因数；
（2）若传送带逆时针方向匀速运转的速度大小为，小滑块下表面涂黑，从处出发的初速度，求传送带上留下黑色痕迹的长度；
（3）若传送带顺时针方向匀速运转且速度大小可调，将小滑块从点无初速释放，要使小滑块落到圆弧面上时速度最小，需将传送带的速度调为多大?
【答案】（1）0.5 （2）
（3）
【解析】
【小问1详解】
设小滑块在斜面上运动的加速度大小为，在传送带上运动的加速度大小为，到达点的速度为，根据牛顿第二定律得，
由运动学公式得，
联立解得，，
【小问2详解】
设小滑块从处出发的初速度为，到达点的速度为，由运动学公式可知
解得
传送带逆时针方向匀速运转，小滑块在传送带做匀减速直线运动，假设其速度减为零的位移为，
由运动学公式可知
解得
故一直做匀减速直线运动，由，
解得
小滑块相对传送带向右运动，相对运动路程为
解得
痕迹长度等于相对运动路程，故
【小问3详解】
滑块从点做平抛运动落到圆弧面上，设到达点的速度大小为时落到斜面上时速度最小，设平抛运动的时间为，由运动学公式得：水平位移大小为
竖直位移大小为
由几何关系可得
解得
落到斜面上的速度大小为
联立可得
由数学知识可得，当
即时，取最小值，此时为