2021-2022学年陕西省渭南市白水中学高一（下）第三次月考物理试卷（含答案解析）

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2021-2022学年陕西省渭南市白水中学高一（下）第三次月考物理试卷1.  下列关于运动和力的叙述中，正确的是(    )A. 做曲线运动的物体，其加速度方向一定是变化的
B. 物体受恒力作用时不可能做曲线运动
C. 物体所受合力方向与运动方向夹角为锐角时，该物体一定做加速线运动
D. 物体运动的速率增大，物体所受合力方向一定与运动方向相同2.  如图所示，汽车通过滑轮拉重物A，汽车沿水平方向向右匀速运动，滑轮与绳的摩擦不计，则(    )
 A. 重物A匀速上升 B. 绳中拉力小于A的重力
C. 重物A先加速后减速 D. 绳中拉力大于A的重力3.  如图所示，自行车的大齿轮与小齿轮通过链条相连，而后轮与小齿轮是绕共同的轴转动的。设大齿轮、小齿轮和后轮的半径分别为、、，当C点的线速度大小为v时，A点的线速度大小为(    )
A.  B.  C.  D. 4.  如图所示，AB为圆弧轨道，BC为水平直轨道，圆弧的半径为R，BC的长度也是R，一质量为m的物体，与两个轨道的动摩擦因数都为，当它由轨道顶端A从静止下滑时，恰好运动到C处停止，那么物体在AB段克服摩擦力做的功为(    )A.  B.  C. mgR D. 5.  如图所示，在轻弹簧的下端悬挂一个质量为m的小球A，若将小球A从弹簧原长位置由静止释放，小球A能够下降的最大高度为h。若将小球A换为质量为4m的小球B，仍从弹簧原长位置由静止释放，已知重力加速度为g，不计空气阻力，则小球B下降h时的速度为(    )A.  B.  C.  D. 6.  游泳运动员以恒定的速率垂直于河岸渡河，当水速突然变大时，对运动员渡河时间和经历的路程产生的影响是(    )A. 路程变大，时间不变 B. 路程变大，时间延长
C. 路程变大，时间缩短 D. 路程和时间均不变7.  如图所示，两个相同材料制成的靠摩擦传动的轮A和轮B水平放置两轮不打滑，两轮半径，当主动轮A匀速转动时，在A轮边缘上放置的小木块恰能相对静止，若将小木块放在B轮上，欲使木块相对B轮静止，则木块距B轮转轴的最大距离为(    )
 A.  B.  C.  D. 8.  以初速度从100m高台上水平抛出一个物体取，则(    )A. 2s后物体的水平速度为
B. 2s后物体的速度方向与水平方向成角
C. 每1s内物体的速度变化量的大小为
D. 每1s内物体的速度大小的变化量为
 
 9.  下列有关生活中的圆周运动实例分析，其中说法正确的是(    )A. 汽车通过凹形桥的最低点时，速度越大，乘客快感越强，越不容易爆胎
B. 在铁路的转弯处，通常要求外轨比内轨高，目的是减轻轮缘与外轨的挤压
C. 杂技演员表演“水流星”，当“水流星”通过最高点时绳子中的拉力可能为零
D. 洗衣机脱水桶的脱水原理是因为衣服太重，把水从衣服内压出来了
 
 10.  如图所示，a、b、c是地球大气层外圈圆形轨道上运动的三颗卫星，a和b质量相等，且小于c的质量，则(    )A. a所需向心力最小
B. b，c的周期相同且大于a的周期
C. b，c的向心加速度大小相等，且大于a的向心加速度
D. b，c的线速度大小相等，且小于a的线速度11.  在修筑铁路时，弯道处的外轨会略高于内轨，当火车以特定的行驶速度转弯时，内、外轨均不会受到轮缘的挤压。若此时火车的速度大小为v，两轨所在面的倾角为，则下列说法正确的是(    )A. 该弯道的半径为为重力加速度的大小
B. 火车以大小为v的速度转弯时，火车受到的合力为零
C. 若火车上的乘客增多，则特定的转弯速度将增大
D. 若火车速率大于v，则外轨将受到轮缘的挤压12.  重10N的滑块在倾角为的斜面上，从a点由静止下滑，到b点接触到一个轻弹簧，滑块压缩弹簧到c点开始弹回，返回b点离开弹簧，最后又回到a点，已知，，那么在整个过程中(    )A. 滑块动能的最大值是6 J B. 弹簧弹性势能的最大值是6J
C. 从c到b弹簧的弹力对滑块做的功是6J D. 整个过程系统机械能守恒13.  为了探究机械能守恒定律，团风中学的金金设计了如图甲所示的实验装置，并提供了如下的实验器材：

A.小车   钩码   一端带滑轮的木板细线   电火花计时器纸带
G.毫米刻度尺低压交流电源的交流电源
根据上述实验装置和提供的实验器材，你认为实验中不需要的器材是______填写器材序号，还应补充的器材是______。
实验中得到了一条纸带如图乙所示，选择点迹清晰且便于测量的连续7个点标号，测出0到1、2、3、4、5、6点的距离分别为、、、、、，打点周期为则打点2时小车的速度______；若测得小车质量为M、钩码质量为m，打点1和点5时小车的速度分别用、表示，已知重力加速度为g，则验证点1与点5间系统的机械能守恒的关系式可表示为______。
在实验数据处理时，如果以为纵轴，以d为横轴，根据实验数据绘出图象，其图线的斜率表示的物理量的表达式为______。14.  火星探测器绕火星做半径为r的圆形轨道绕上飞行，该运动可看作匀速圆周运动。已知探测器飞行一周的时间为T，火星视为半径为R的均匀球体，引力常量为G，求：
火星的质量M；
火星表面的重力加速度g。15.  如图所示，质量分别为30kg和50kg的物体A、B用轻绳连接跨在一个定滑轮两侧，轻绳正好拉直，且A物体底面与地面接触，B物体距地面。求：取
放开B物体，当B物体着地时A物体的速度大小；
物体着地后A物体能继续上升的高度。
 16.  在水平地面上方某一高度处沿水平方向抛出一个小物体，抛出后物体的速度方向与水平方向的夹角为，落地时物体的速度方向与水平方向的夹角为，重力加速度g取。求：
物体平抛时的初速度；
抛出点距离地面的竖直高度h；
物体从抛出点到落地点的水平位移x。17.  如图所示，质量为m的小球用长为L的轻质细线悬于O点，与O点处于同一水平线上的P点处有一个光滑的细钉。已知，在A点给小球一个水平向左的初速度，发现小球恰能到达跟P点在同一竖直线上的最高点B，则：
小球到达B点时的速率？
若不计空气阻力，则初速度为多少？
若初速度，则在小球从A到B的过程中空气阻力做了多少功？
答案和解析 1.【答案】C 【解析】【分析】
明确曲线运动的性质，知道曲线运动的条件是初速度与加速度不在一条直线上，速度不断变化，它是变速运动，曲线运动有加速度不变的，也有加速度变化的；当力和速度方向夹角为锐角时物体速度增加。

【解答】
A、做曲线运动的物体，速度方向一定变化，但加速度大小和方向不一定变化，如平抛运动，故A错误；
B、物体受恒力作用时，若恒力的方向和速度方向不在一条直线上，物体做曲线运动，故B错误；
CD、物体所受合力方向与运动方向夹角为锐角时，将该力分解到沿着运动方向和垂直于运动方向，沿着运动方向的分力，一定使物体加速运动，速率一定增加；而垂直于运动方向的力让物体运动方向发生变化，不改变速度大小，C正确，D错误。
故选：C。  2.【答案】D 【解析】【分析】
将小车的速度分解为沿绳子方向和垂直于绳子方向，沿绳子方向的速度等于A的速度，根据A的运动情况得出A的加速度方向，得知物体A的运动情况。
解决本题的关键会对小车的速度进行分解，知道小车的速度是沿绳子方向和垂直于绳子方向速度的合速度。

【解答】
设绳子与水平方向的夹角为，将小车的速度分解为沿绳子方向和垂直于绳子方向，沿绳子方向的速度等于A的速度，根据平行四边形定则得，车子在匀速向右的运动过程中，绳子与水平方向的夹角减小，所以A的速度增大，A加速上升，故绳中拉力大于A的重力，ABC错误，D正确。
故选：D。  3.【答案】B 【解析】解：传动过程中，同一链条上的A、B两点的线速度相等，即；B、C两点同轴转动，角速度相同，C点的线速度大小为v，则由可知，解得，故ACD错误，B正确。
故选：B。
同一链条上线速度大小相等，同轴转动则角速度相等，以此判断即可。
本题在齿轮中考查线速度、角速度、半径等之间的关系，解决这类问题的关键是弄清哪些地方线速度相等，哪些位置角速度相等。
 4.【答案】D 【解析】解：BC段物体受摩擦力，位移为R，故BC段摩擦力对物体做功；对全程由动能定理可知，
解得；
故AB段克服摩擦力做功为，故ABC错误，D正确；
故选：D。
BC段摩擦力可以求出，由做功公式求得BC段摩擦力对物体所做的功；对全程由动能定理可求得 AB段克服摩擦力所做的功。
AB段的摩擦力为变力，故可以由动能定理求解；而 BC段为恒力，可以直接由功的公式求解；同时本题需要注意阻力做功与克服阻力做功的关系。
 5.【答案】C 【解析】解：对A下降h的过程，根据小球A与弹簧组成的系统机械能守恒得
  
对B下降h的过程有
 
解得，故ABD错误，C正确。
故选：C。
对小球A与B下降的过程，分别运用机械能守恒定律列方程，结合两种两球下降h时弹簧的弹性势能相等求解小球B下降h时的速度。
解决本题时，要知道小球与弹簧组成的系统机械能是守恒，本题也可以对小球运动过程运用动能定理列式求解。
 6.【答案】A 【解析】解：游泳运动员实际参与了两个分运动，沿垂直于河岸方向的匀速运动和沿水流方向的匀速运动，两分运动同时发生，互不影响，因而渡河时间等于沿垂直于河岸方向分运动的时间；水流的速度突然变大时，对垂直河岸的运动没有影响，又游泳运动员的速度是恒定的，所以渡河的时间是不变的。沿水流方向速度增大，相等时间内沿水流方向位移增大，路程增大，故A正确，BCD错误。
故选：A。
合运动和分运动具有等时性，等效性，独立性的特点，水流的速度突然变大时，对垂直河岸的运动没有影响，利用合运动与分运动的关系进行分析．
本题考查合运动和分运动的等时性和独立性这两个特点，当合运动不好分析时，可单独分析某一个分运动解决问题．
 7.【答案】A 【解析】解：A和B用相同材料制成的靠摩擦传动，边缘线速度相同，则
而
故有
对于在A边缘的木块，最大静摩擦力恰为向心力，即

当在B轮上恰要滑动时，设此时半径为R，有

联立解得
故A正确，BCD错误。
故选：A。
根据两轮边缘的线速度大小相等，结合题意表示出最大静摩擦力，利用静摩擦力提供向心力得出木块距B轮转轴的最大距离。
物体做匀速圆周运动时，物体所受的合力全部提供向心力，要注意向心力是效果力。
 8.【答案】ABC 【解析】解：A、根据位移-时间公式，解得：，可知2s末物体未落地，平抛运动水平方向做匀速直线运动，故2s后物体的水平速度为，故A正确；
B、第2s末竖直分速度，根据平行四边形定则知，速度方向与水平方向的夹角正切值：，解得，即2s后物体的速度方向与水平方向成角，故B正确；
CD、平抛运动的加速度不变，做匀变速曲线运动，每1s内速度的变化量：，由于速度的方向不在同一条直线上，可知速度大小的变化量不等于，故C正确，D错误。
故选：ABC。
根据高度求出平抛运动的时间，判断物体是否落地，然后根据速度-时间公式求出竖直分速度，根据平行四边形定则求出速度的方向。
解决本题的关键知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，结合运动学公式灵活求解，基础题。
 9.【答案】BC 【解析】【分析】
任何做圆周运动的物体，均需要对其提供足够的向心力，结合牛顿第二定律可分析A、B两选项；当“水流星”通过最高点时，有可能其自身重力恰好等于所需向心力，绳子拉力可能为0；洗衣机的脱水桶的脱水原理是离心运动，根据离心运动的原理进行分析。
一个物体只要做圆周运动，需要对其提供足够的向心力，向心力可能是一个力提供，也可能是几个力的合力提供，所以分析向心力的来源是分析圆周运动的关键；要使原来做圆周运动的物体开始做向心运动或离心运动，就要打破前面满足的供需平衡，才可实现。

【解答】
A.汽车通过凹形桥的最低点时，根据牛顿第二定律有：，速度越大，汽车轮胎所受地面支持力越大，越容易爆胎，故A错误；
B.在铁路的转弯处，通常要求外轨比内轨高，由火车自身重力与所受支持力的合力来提供转弯所需的向心力，目的是减轻轮缘与外轨的挤压，故B正确；
C.杂技演员表演“水流星”，当“水流星”通过最高点时，由自身重力提供向心力时，绳子中的拉力可以为零，故C正确；
D.洗衣机脱水桶的脱水原理是附着在衣服上的小水滴做圆周运动所需的向心力大于衣服提供的力时，做离心运动，从而离开衣服，故D错误。
故选：BC。  10.【答案】BD 【解析】解：万有引力作为向心力可得，可知卫星a、卫星b质量相等，卫星a的轨道半径较小，故卫星a所需向心力大于卫星b所需向心力，所以卫星a的向心力不是最小的，故A错误；
由引力作为向心力可得
整理得，，
故卫星b、卫星c的周期相同大于卫星a的周期，卫星b、卫星c的向心加速度大小相等，且小于卫星a的向心加速度，卫星b、卫星c的线速度大小相等，且小于卫星a的线速度，故BD正确，C错误。
故选：BD。
根据万有引力提供向心力列式得到向心力的表达式，根据质量和半径的关系分析出向心力的大小；
根据万有引力提供向心力得出周期、向心加速度和线速度的表达式并结合题意完成分析。
本题主要考查了万有引力定律的相关应用，解题的关键点是理解卫星做圆周运动的向心力来源，熟悉向心力公式即可完成分析。
 11.【答案】AD 【解析】解：A、火车拐弯时不侧向挤压车轮轮缘，重力和支持力的合力提供向心力，根据牛顿第二定律得：，解得：，故A正确；
B、若火车以大小为v的速度转弯时，此时刚好满足重力与支持力的合力提供向心力，火车受到的合力不为零，故B错误；
C、根据牛顿第二定律：，解得：，与火车上的乘客无关，所以速度不变，故C错误；
D、当火车的速率大于v时，重力和支持力的合力不够提供向心力，此时外轨对火车有侧压力，轮缘挤压外轨，故D正确；
故选：AD。
火车转弯时以规定速度行驶时，由火车的重力和支持力的合力提供圆周运动所需的向心力；若速度大于规定速度，重力和支持力的合力不够提供向心力，此时外轨对火车有侧压力；若速度小于规定速度，重力和支持力的合力提供偏大，此时内轨对火车有侧压力。
本题考查了火车转弯的实际问题，解题的关键是知道转弯过程中合力提供向心力，知道速度发生偏大或偏小时会对内轨或外轨有挤压。
 12.【答案】BCD 【解析】解：A、当滑块的合力为0时，滑块速度最大，设滑块在d点合力为0，d点在b和c之间．
滑块从a到d，运用动能定理得：

，，
所以，故A错误．
B、滑块从a到c，运用动能定理得：

解得：
弹簧弹力做的功等于弹性势能的变化，所以整个过程中弹簧弹性势能的最大值为故B正确．
C、从c点到b点弹簧的弹力对滑块做功与从b点到c点弹簧的弹力对滑块做功大小相等，
根据B选项分析，知做功为6J；故C正确．
D、整个过程中弹簧、滑块与地球组成的系统机械能守恒，没有与系统外发生能量转化，故D正确．
故选：
了解滑块的运动过程，滑块先加速运动到b，接触弹簧后滑块没有减速，而是继续加速，当滑块的合力为0时，滑块速度最大，再向下做减速运动，速度减到0时，弹簧压得最紧，弹性势能最大．
选择适当的过程运用动能定理列式求解．
本题的关键是认真分析物理过程，把复杂的物理过程分成几个小过程并且找到每个过程遵守的物理规律，
列出相应的物理方程解题．同时要明确弹簧弹力做的功等于弹性势能的变化．
 13.【答案】H 天平 或， 【解析】解“电火花打点计时器使用220V的交流电源，使用不需要低压交流电源；应为验证系统机械能守恒，需测量钩码和小车的质量，所以需要天平。
点2的瞬时速度。
验证点1与点5间系统的机械能守恒，系统重力势能的减小量为：，系统动能的增加量，则系统机械能守恒的表达式为；
根据得：，则图线的斜率。
故答案为：，天平；
或，； 
实验研究系统机械能守恒，即判断系统重力势能的减小量与系统动能的增加量是否相等，所以需要天平测量钩码和小车的质量。
根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出点2的瞬时速度，抓住系统重力势能的减小量等于动能的增加量列出表达式。
根据系统机械能守恒得出与d的关系式，结合关系式得出图线斜率的物理意义。
解决本题的关键知道实验的原理，即验证系统重力势能的减小量和系统动能的增加量是否相等；得出图线的斜率前提是根据系统机械能守恒得出与d的关系式。
 14.【答案】解：设火星的质量为M，火星探测器质量为m。
对火星探测器，有

整理解得

物体在火星表面受到的重力等于万有引力，即

联立解得火星表面的重力加速度

答：火星的质量为；
火星表面的重力加速度为。 【解析】由题求得探测器围绕火星运行的周期，根据万有引力提供向心力，结合轨道半径和周期求出火星的质量。
结合万有引力等于重力和万有引力提供向心力求出火星表面的重力加速度。
解决本题的关键掌握万有引力提供向心力和万有引力等于重力这两个理论，并能熟练运用。
 15.【答案】解：对A、B组成的系统，当B下落时系统机械能守恒，以地面为参考平面，则

代入数据解得

当B落地后，A以的速度竖直上抛，则A上升的高度为，由动能定理可得

代入数据解得

答：放开B物体，当B物体着地时A物体的速度大小为；
物体着地后A物体能继续上升的高度为。 【解析】从放开B到B物体刚着地的过程，对于两个物体组成的系统，只有动能与重力势能之间的转化，系统的机械能守恒，列式求解即可。
落地后，A竖直上抛，再对A，运用动能定理列式求解。
本题关键分别对两个物体的运动过程进行分析，然后根据机械能守恒定律和动能定理列式求解。
 16.【答案】解：对抛出后物体的速度和落地时物体的速度分解如图所示，

竖直分速度满足：，
由几何关系得：，
解得物体平抛时的初速度为：；
物体落地时的竖直分速度为：，
抛出点距离地面的竖直高度为：；
物体在空中运动的时间：，
物体从抛出点到落地点的水平位移为：。
答：物体平抛时的初速度为；
抛出点距离地面的竖直高度h为60m；
物体从抛出点到落地点的水平位移x为。 【解析】平抛运动的物体在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上做自由落体运动。将抛出后的速度进行分解，根据求出竖直方向上的分速度，再根据角度关系求出平抛运动的初速度。
将落地时的速度进行分解，根据几何关系求出竖直方向上的分速度，求解下落竖直高度。
根据求出落地时间，然后根据求解水平射程。
解决本题的关键是知道平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上做自由落体运动，知道分运动和合运动具有等时性。
 17.【答案】解：小球恰能经过圆弧轨迹的最高点B，在B点由重力提供向心力，由牛顿第二定律有：
…①
解得：…②
小球从A点运动到B点，只有重力对它做功，根据动能定理有：
…③
联立②、③两式解得：…④
由动能定理可得：

解得：；
答：小球到达B点时的速率为；
小球从A点出发时初速度为；
空气阻力做功为； 【解析】小球恰好到达最高点，绳子拉力为零，根据牛顿第二定律求出小球在B点的速度。
对A到B的过程运用动能定理，求出小球从A点出发时初速度的大小。
对AB过程再次应用动能定理列式即可求解空气阻力所做的功。
本题考查了牛顿第二定律和动能定理的综合，知道恰好到达最高点的临界情况，即拉力为零，重力提供向心力。