四川省成都市实验外国语名校（西区）2022-2023学年高一下学期3月月考 物理试题（解析版）

四川省成都市实验外国语名校（西区）2022-2023学年

高一下学期3月月考 物理试题（解析版）

考试时长：75分钟

一、单选题（本题共7小题，每小题4分，共28分）

1. 物理学的发展促进了人类文明的进步，其中离不开科学家所做出的重要贡献．下列叙述符合物理学史实的是（    ）

A. 第谷利用“月-地检验”证实了万有引力定律的正确性

B. 牛顿发现了万有引力定律并成功地测出了引力常量的值

C. 卡文迪许利用扭秤实验测出了引力常量的值

D. 开普勒观测行星运动并积累大量数据，多年研究后揭示了行星运动的有关规律

【答案】C

【解析】

【详解】A.牛顿利用“月-地检验”证实了万有引力定律的正确性，故A错误；

BC.成功测出了引力常量值的是卡文迪许，卡文迪许利用扭秤实验测出了引力常量的值，故B错误，C正确；

D.第谷观测行星运动并积累大量的数据，开普勒研究后揭示了行星运动的有关规律，故D错误。

2. 关于曲线及圆周运动，下列说法正确的是（    ）

A. 做曲线运动的物体，速度一定变化，但加速度可以不变

B. 分运动为两个匀变速直线运动，则合运动一定是曲线运动

C. 做圆周运动的物体，速度一定变化，向心加速度不一定变化

D. 做圆周运动的物体，如果速度大小不变，则加速度大小为零

【答案】A

【解析】

【详解】A．做曲线运动的物体，速度的方向时刻发生变化，但加速度可以不变，比如平抛运动，加速度恒为重力加速度，故A正确；

B．分运动为两个匀变速直线运动，当合加速度方向与合速度方向在同一直线上时，合运动是匀变速直线运动，故B错误；

C．做圆周运动的物体，速度方向时刻发生，向心加速度的方向总是指向圆心，即向心加速度的方向时刻发生变化，故C错误；

D．做圆周运动的物体，如果速度大小不变，加速度只改变速度方向，加速度大小不为零，故D错误。

故选A。

3. 如图，拖着旧橡胶轮胎跑是身体耐力训练的一种有效方法。如果某受训者拖着轮胎在水平直道上跑了200m，那么下列说法正确的是（　　）

A. 摩擦力对轮胎做了负功 B. 重力对轮胎做了正功

C. 拉力对轮胎不做功 D. 支持力对轮胎做了正功

【答案】A

【解析】

【详解】A．轮胎受到地面的摩擦力方向水平向左，而位移水平向右，两者夹角为180°，则轮胎受到地面的摩擦力对轮胎做负功，故A正确；

B．轮胎受到的重力竖直向下，而轮胎的位移水平向右，则轮胎在竖直方向上没有发生位移，重力不做功，故B错误；

C．设拉力与水平方向的夹角为α，由于α是锐角，所以轮胎受到的拉力对轮胎做正功，故C错误；

D．轮胎受到地面的支持力竖直向上，而轮胎的位移水平向右，则轮胎在竖直方向上没有发生位移，支持力不做功，故D错误。

故选A。

4. 如图所示，某人向对面的山坡上水平抛出两个质量不等的石块，分别落到、两处。不计空气阻力，则落到处的石块（　　）

A. 初速度大，运动时间短 B. 初速度大，运动时间长

C. 初速度小，运动时间短 D. 初速度小，运动时间长

【答案】A

【解析】

【详解】由题图可知，落在B处的石块竖直方向位移小，水平方向位移大，根据

可知落到处石块运动时间短，根据

可知落到处的石块初速度大。

故选A。

5. 小蜀同学用玩具汽车做实验。如图所示，汽车以恒定速率先后经过某凹形桥面和拱形桥面，凹形桥面最低点为A点，拱形桥面最高点为B点。下列说法正确的是（　　）

A. 生活中，同样材质修建的桥面，凹形桥面不容易损坏

B. 拱形桥的B点汽车速度越快，需要的向心力越小

C. 过A点时，汽车对桥面压力小于自身重力

D. 过B点时，汽车对桥面压力小于自身重力

【答案】D

【解析】

【详解】A．汽车以恒定速率先后经过某凹形桥面和拱形桥面，在A点向心加速度向上，处于超重状态，在B点向心加速度向下，处于失重状态，故拱形桥面不容易损坏，故A错误；

B．由向心力公式可知，汽车速度越快，需要的向心力越大，故B错误；

C．在A点，根据牛顿第二定律得

可知

根据牛顿第三定律可知，汽车对桥面压力大于自身重力，故C错误；

D．在B点，根据牛顿第二定律得

可知

根据牛顿第三定律可知，汽车对桥面压力小于自身重力，故D正确。

故选D。

6. 新华社酒泉2022年11月30日电，中国第十艘载人飞船在极端严寒的西北戈壁星夜奔赴太空，神舟十五号航天员乘组于11月30日清晨入驻“天宫”，与神舟十四号航天员乘组相聚中国人的“太空家园”。已知空间站离地面的高度为h，地球的半径为R，地球表面的重力加速度为g，引力常量为G，忽略地球自转。若空间站可视为绕地心做匀速圆周运动，则下列说法正确的是（　　）

A. 空间站的周期为

B. 空间站的线速度大小为

C. 空间站的角速度为

D. 空间站中的航天员在睡眠区睡眠时，他们相对于地心处于平衡状态

【答案】AB

【解析】

【详解】A．由万有引力提供向心力，可得

其中，在地球表面有

解得   

A正确；

B．由万有引力提供向心力，可得

解得

B正确；

C．由万有引力提供向心力，可得

解得

C错误；     

D．空间站中的航天员在睡眠区睡眠时，他们随空间站绕地心做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，处于完全失重状态，因此他们相对于地心不处于平衡状态，D错误。

故选AB。

7. 如图为自行车气嘴灯及其结构图，弹簧一端固定在A端，另一端栓接重物，当车轮高速旋转时，重物由于离心运动拉伸弹簧后才使触点M、N接触，从而接通电路，LED灯就会发光。下列说法正确的是（　　）

A. 气嘴灯做圆周运动时，重物受到重力、弹力和向心力的作用

B. 气嘴灯运动至最低点时处于失重状态

C. 增大重物质量可使LED灯在较低转速下也能发光

D. 匀速行驶时，若LED灯转到最低点时能发光，则在最高点时也一定能发光

【答案】C

【解析】

【详解】A．嘴灯做圆周运动时，重物受到重力、弹力的作用，合力提供向心力，故A错误；

B．气嘴灯运动至最低点时合力向上，加速度向上，处于超重状态，故B错误；

C．灯在最低点时

解得

因此增大重物质量可使LED灯在较低转速下也能发光，选项C正确；

D．灯在最低点时

灯在最高点时

匀速行驶时，在最低点时弹簧对重物的弹力大于在最高点时对重物的弹力，因此匀速行驶时，若LED灯转到最低点时能发光，则在最高点时不一定能发光，选项D错误；

故选C。

二、多选题（共3小题，每小题全对6分，不全对得3分）

8. 如图所示是修正带的内部结构示意图，工作时由于出带轮的运动，出带轮通过齿轮从而带动收带轮的运动。设出带轮半径为R，收带轮半径为r。某同学在使用修正带时，下列说法正确的是（　　）

A. 两轮转动方向相反 B. 两轮边缘角速度大小相等

C. 出带轮与收带轮角速度之比为 D. 出带轮与收带轮边缘向心加速度大小之比为

【答案】AD

【解析】

【详解】A．出带轮通过齿轮带动收带轮运动，故两轮转动方向相反，A正确；

BC．两轮边缘线速度大小相等，角速度与半径成反比，故出带轮与收带轮角速度之比为，BC错误；

D．出带轮与收带轮边缘向心加速度可分别表示为

，

故出带轮与收带轮边缘向心加速度大小之比为，D正确。

故选AD。

9. 如图，表面光滑的固定斜面顶端安装一定滑轮，小物块A、B用轻绳连接并跨过滑轮（不计滑轮的质量和摩擦）。初始时刻，A、B处于同一高度并恰好处于静止状态。剪断轻绳后A下落、B沿斜面下滑，则从剪断轻绳到物块着地，两物块（　　）

A. B先落地 B. 速率的变化量相同

C. 重力做功平均功率相同 D. 重力做功相同

【答案】BC

【解析】

【详解】设斜面倾角为，刚开始A、B处于静止状态，所以有

所以

A．剪断轻绳后A自由下落，B沿斜面下滑，A、B的加速度不同，B为，A为g，且A的位移较短，所以A所用时间一定短，即A先落地，故A错误；

B．剪断轻绳后A自由下落，B沿斜面下滑，A、B都只有重力做功，根据动能定理得

解得着地时速率

则A、B速率的变化量相同，故B正确；

C．A运动的时间为

所以A重力做功的平均功率为

对B运动有

解得

所以B重力做功的平均功率为

而

所以重力做功的平均功率相等，故C正确。

D．A、B重力不等，，竖直方向上位移相等，故重力做功不等，故D错误。

故选BC。

10. 随着对宇宙的研究逐步开展，科学家已多次探测到引力波。这证实了爱因斯坦100年前的预测，弥补了爱因斯坦广义相对论中最后一块缺失的“拼图”。双星的运动是产生引力波的来源之一，假设宇宙中有一由a、b两颗星组成的双星系统，这两颗星在万有引力的作用下，绕它们连线的某一点做匀速圆周运动，a星的运行周期为T，a、b两颗星的距离为L，a、b两颗星的轨道半径之差为。已知a星的轨道半径大于b星的轨道半径，则（　　）

A. b星的周期为 B. b星的线速度大小为

C. a、b两颗星的半径之比为 D. a、b两颗星的质量之比为

【答案】BD

【解析】

【分析】

【详解】A．双星系统靠相互间的万有引力提供向心力，角速度大小相等，则周期相等，所以b星的周期为T，选项A错误；

BC．根据题意可知

解得

则b星的线速度大小

a、b两颗星半径之比为

选项B正确、C错误；

D．双星系统靠相互间的万有引力提供向心力，角速度大小相等，向心力大小相等，则有

maraω2＝mbrbω2

解得

选项D正确。

故选BD。

三、实验题（11题6分，12题9分，共15分）

11. 如图所示为“探究小球做匀速圆周运动时的向心加速度与转速、半径的关系”的实验装置．有机玻璃支架上固定一直流电动机，电动机转轴上固定一半径为r的塑料圆盘，圆盘中心正下方用细线连接一重锤，圆盘边缘连接一轻质细绳，细绳另一端连接一个小球．实验操作如下：

①按如图所示组装好实验器材；

②闭合电源开关，让小球做如图所示的匀速圆周运动，若不计一切阻力，当小球运动稳定时，调节水平激光笔2的高度和竖直激光笔1的位置，让激光恰好照射到小球的球心（如图中B点所示），用刻度尺测量小球做匀速圆周运动的半径R和球心到塑料圆盘的竖直高度h；

③当小球某时刻经过图中A点时开始计时，并记录为第1次，当小球第k次经过A点时，所经历的时间为t；

④切断电源，整理器材。

请回答下列问题：

（1）小球做匀速圆周运动的向心力由________提供；

A．重力         B．绳的拉力         C．绳的拉力的水平分力        D．重力与绳的拉力的合力

（2）若电动机的转速增大，激光笔1应________（选填“左移”或“右移”）；

（3）小球做匀速圆周运动的向心加速度大小为________（用、、和表示）。

【答案】    ①. CD##DC    ②. 左移    ③.

【解析】

【详解】（1）[1]小球在水平面在匀速圆周运动，小球受到的合力提供向心力；由图可知小球受到重力和绳子拉力，绳子拉力的竖直分力与重力平衡，故小球做匀速圆周运动的向心力由重力与绳的拉力的合力提供，或由绳的拉力的水平分力提供。

故选CD。

（2）[2]设绳子与竖直方向的夹角为，以小球为对象，根据牛顿第二定律可得

若电动机的转速增大，小球做匀速圆周运动的角速度增大，则绳子与竖直方向的夹角增大，故激光笔1应左移。

（3）[3]由题意可知小球做匀速圆周运动的周期为

则角速度为

小球做匀速圆周运动的向心加速度大小为

12. 在“研究小球平抛运动”的实验中：

（1）如图甲所示的演示实验中，A、B两球同时落地，说明______

A．平抛运动在竖直方向上做自由落体运动

B．平抛运动的飞行时间只由高度决定

C．平抛运动水平方向为匀速直线运动

D．平抛运动的轨迹是一条抛物线

（2）某同学设计了如下图乙的实验：将两个斜滑道固定在同一竖直面内，末端水平，滑道2与光滑水平板衔接，把两个质量相等的小钢球，从斜面的同一高度由静止同时释放，观察到两球在水平面相遇，这说明__________。

（3）该同学采用频闪照相机拍摄到小球做平抛运动的照片如图丙所示，图中背景正方形方格的边长为L=4.9cm，A、B、C是小球的三个位置，取g＝9.80m/s2，照相机拍摄时每隔______s曝光一次；小球做平抛运动的初速度v0=_______m/s，小球运动到C点时的竖直分速度vcy=_______m/s。

【答案】    ①. A    ②. 平抛运动在水平方向上做匀速直线运动    ③. 0.1    ④. 1.47    ⑤. 2.94

【解析】

【分析】

【详解】解：（１）[1] 如图甲所示的演示实验中，小锤击打弹性金属片，B球水平抛出，同时A球被松开，做自由落体运动，A、B两球同时落地，说明B球在竖直方向上的运动规律与A球相同，即平抛运动在竖直方向上做自由落体运动，A正确，BCD错误。

故选A。

（２）[2]如图乙所示，把两个质量相等的小钢球，从斜面的同一高度由静止同时释放，观察到两球在水平面相遇，这说明平抛运动在水平方向上做匀速直线运动。

（３）[3]由图丙可知，小球在竖直方向上有

Δh=5L−3L=gT2

解得

照相机拍摄时每隔0.1s曝光一次。

[4]小球在水平方向有

Δx=v0T=3L

[5]小球在B点时竖直方向的分速度

所以小球在C点时竖直方向的分速度

四、解答题（13题12分，15题12分，16题15分）

13. 如图所示，探月卫星的发射过程可简化如下：首先进入绕地球运行的“停泊轨道”，在该轨道的P处通过变速再进入“地月转移轨道”，在快要到达月球时，对卫星再次变速，卫星被月球引力“俘获”后，成为环月卫星，最终在环绕月球的“工作轨道”绕月飞行（视为圆周运动），对月球进行探测。“工作轨道”周期为T、距月球表面的高度为h，月球半径为R，引力常量为G，忽略其他天体对探月卫星在“工作轨道”上环绕运动的影响。

（1）求探月卫星在“工作轨道”上环绕的线速度大小；

（2）求月球的质量；

（3）求月球的第一宇宙速度。

【答案】（1）；（2）；（3）

【解析】

【详解】（1）探月卫星在“工作轨道”上做匀速圆周运动，有

（2）探月卫星在“工作轨道”上做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，有

可得

（3）月球的第一宇宙速度等于“近地卫星”的环绕速度，设其质量为，则有

联立，可得

14. 如图甲所示，在水平路段AB上有一质量为2×103 kg的汽车，正以10 m/s的速度向右匀速运动，汽车前方的水平路段BC较粗糙，汽车通过整个ABC路段的v－t图像如图乙所示（在t＝15 s处水平虚线与曲线相切），运动过程中汽车发动机的输出功率保持20 kW不变，假设汽车在两个路段上受到的阻力（含地面摩擦力和空气阻力等）各自有恒定的大小。求：

（1）汽车在AB路段上运动时所受的阻力Ff1；

（2）汽车刚好到达B点时的加速度a；

（3）BC路段的长度。

【答案】（1）2000 N；（2）－1 m/s2；（3）68.75 m

【解析】

【分析】

【详解】（1）汽车在AB路段时，有

F1＝Ff1

P＝F1v1

Ff1＝

联立解得

Ff1＝2 000 N

（2）t＝15 s时汽车处于平衡状态，有

F2＝Ff2

P＝F2v2

Ff2＝

联立解得

Ff2＝4 000 N

t＝5 s时汽车开始做减速运动，有

F1－Ff2＝ma

解得

a＝－1 m/s2

（3）由动能定理得

PΔt－Ff2x＝mv22－mv12

解得

x＝68.75 m

15. 如图，水平放置的圆盘半径为，在其边缘C点固定一个高度不计的小桶，在圆盘直径CD的正上方放置一条水平滑道AB，滑道与CD平行。滑道右端B与圆盘圆心O在同一竖直线上，其高度差为。在滑道左端静止放置质量为的物块（可视为质点），物块与滑道间的动摩擦因数为。当用一大小为的水平向右拉力拉动物块的同时，圆盘从图示位置以角速度，绕穿过圆心O的竖直轴匀速转动。拉力作用一段时间后撤掉，物块在滑道上继续滑行，由B点水平抛出，恰好落入小桶内。重力加速度取。

（1）求物块离开滑道边缘B处的速度大小；

（2）物块落入桶中后如果随圆盘一起以匀速转动，求小桶给物块的作用力大小；

（3）若拉力F作用时间最短，求所需滑道的长度；

【答案】（1）2m/s；（2）；（3）0.8m

【解析】

【详解】（1）物块由B点抛出后做平抛运动，在竖直方向有

在水平方向有

物块离开滑到的速度

（2）小桶水平方向给物块的作用力提供向心力，有

竖直方向给物块作用力与重力等大反向，即为

则小桶给物块的作用力

（3）拉动物块时的加速度，由牛顿第二定律

得

圆盘转过一周时落入，拉力作用时间最短；盘转过一圈的时间

物块在滑道导航先加速后减速

物块滑行时间、抛出在空中时间与圆盘周期关系

由上面两式联立得

物块加速阶段的位移

滑块在木板上全过程动能定理

则板长为