精品解析：湖南省耒阳市第一中学2023-2024学年高一下学期第三次月考物理试题

2024年上学期高一第三次月考 物理 注意事项： 1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息 2．请将答案正确填写在答题卡上 3．本试卷主要考试内容：人教版必修第二册以及必修第三册第九章 一、单选题：本题共6个小题，每小题4分，共24分。在每个小题给出的四个选项中，只有一个选项是符合题目要求的。 1. 下列描述中符合物理学史的是（　　） A 牛顿得出万有引力定律并测得了引力常量 B. 第谷通过长期的观测，积累了大量的天文资料，并总结出了关于行星运动的三条规律 C. “月一地检验”证实了地面物体所受到地球的引力、月球所受地球的引力与太阳和行星间的引力遵从相同的规律 D. 库仑为了形象的描述电场首次引入电场线的概念 2. 如图所示为一正点电荷周围的电场线，电场中有A、B、C三点，其中A、B两点距点电荷的距离相等，A、C两点在同一条电场线上，下列说法中正确的是 （ ） A. A与B两点的电场强度相等 B. A与B两点的电场强度不相同 C. C点电场强度方向从A点指向C点 D. C点的电场强度比A点的电场强度小 3. 如图所示，纸风车上有A、B两点，A点离轴心较远，当风车被风吹着绕中心转动时，A、B两点的角速度分别为和，线速度大小分别为和，则（　　） A. ， B. ， C. ， D. ， 4. 2023年4月16日，长征四号乙运载火箭在酒泉卫星发射中心点火升空，成功将中国首颗降水测量专用卫星风云三号07星送入预定圆轨道，发射任务取得圆满成功。关于此风云三号07星（简称为“G星”）和另一颗绕地球做圆周运动的人造卫星（简称为“L星”），下列说法正确的是（ ） A. 若“G星”和“L星”的线速度大小相等，则“G星”的轨道半径比“L星”的大 B. 若“G星”比“L星”的周期大，则“G星”的轨道半径比“L星”的小 C. 若“G星”比“L星”的角速度大，则“G星”的运行周期比“L星”的大 D. 若“G星”比“L星”线速度大，则“G星”的角速度比“L星”的大 5. 一质量为m的物体，沿半径为R的向下凹的半圆形轨道滑行，如图所示，经过最低点时的速度为v，物体与轨道之间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，则它在最低点时受到的摩擦力为（　　） A. μmg B. C. μm（g－） D. μm（g＋） 6. 假设某动车组运行过程中受到的阻力与速度的平方成正比。若动车以180km/h的速度匀速行驶，发动机的功率为P。当动车以240km/h速度匀速行驶时，发动机的功率为（　　） A. B. C. D. 二、多选题：本题共4个小题，每小题5分，共20分。在每个小题给出的四个选项中，有多个选项符合题目要求的。全部选对的得5分。选对但不全的得3分，有选错的得0分。 7. 忽略空气阻力，下列物体运动过程中满足机械能守恒的是（　　） A 电梯匀速下降 B. 将物体竖直上抛 C. 将物体由光滑斜面底端拉到斜面顶端 D. 铅球运动员抛出的铅球从抛出到落地前 8. 长为的轻杆一端固定一个质量为m的小球，绕另一端O在竖直平面内做匀速圆周运动，如图所示。若小球运动到最高点时对杆的作用力为2mg，以下说法正确的是（　　） A. 小球运动的线速度大小为 B. 小球运动的线速度大小为 C. 小球在最高点时所受的合力3mg D. 小球在最低点时所受杆的拉力为3mg 9. 如图所示，小球从高处下落到竖直放置的轻弹簧上，那么小球从接触弹簧开始到将弹簧压缩至最短的过程中（弹簧保持竖直），下列叙述正确的是（ ） A. 小球的重力势能减小 B. 小球的机械能不变 C. 小球的动能先增大后减小 D. 弹簧的弹性势能增大 10. 某宇航员在X星球表面附近，用一根细线悬挂一个质量为m的小球，如图所示，当小球从与悬点在同一水平面上静止释放，小球过最低点时测得绳子拉力大小为F。已知X星球半径为R，引力常量为G，不考虑星球自转，则（　　） A. X星球的第一宇宙速度为 B. X星球的密度 C. 环绕X星球的轨道半径为2R的卫星的周期为 D. X星球表面的重力加速度为 三、非选择题：本题共5个小题，共56分。 11. 某物理兴趣小组的同学设计了如图所示的装置，定滑轮两侧各挂完全相同，质量均为M的小桶A和B，与B相连的挡光片的宽度为d，、为光电门，两光电门之间的距离为L，分别在两桶中放置k块质量为的砝码，使得两边平衡，实验过程中将B桶中的砝码一块一块地添加到A桶中，在将第n块砝码放入A桶后，B桶从运动到的这个过程中，测得B桶通过光电门、的时间分别为、，已知当地重力加速度为g，不计挡光片、定滑轮、细绳的质量，忽略定滑轮与细绳间的摩擦。（答案均用题干中字母表示） （1）若装置用来探究加速度与力、质量的关系，则B桶通过光电门时的速度___________，B桶通过光电门时的速度___________，此运动过程中加速度大小为___________（此空用L、、表示）； （2）若装置用来验证机械能守恒定律，则在此运动过程中应满足的关系式为__________。 12. 图甲是“研究平抛物体运动”的实验装置图，通过描点画出平抛小球的运动轨迹。 (1)以下是实验过程中的一些做法，其中合理的有______； A.安装斜槽轨道，使其末端切线保持水平 B.每次小球释放的初始位置可以任意选择 C.每次小球应从同一高度由静止释放 D.为描出小球的运动轨迹，描绘的点可以用折线连接 (2)实验得到平抛小球运动轨迹，在轨迹上取一些点，以平抛起点O为坐标原点，分别测量它们的水平坐标x和竖直坐标y。下图中图像能说明平抛小球运动轨迹为抛物线的是______； A. B. C. D. (3)图乙为某同学根据实验画出的平抛小球的运动轨迹，O、A、B为轨迹上的三点，A、B两点距离O点的水平距离分别为、，A、B两点距离O点的竖直距离分别为、。重力加速度大小为g，则该平抛运动的初速度大小为______； (4)利用频闪照相方法拍摄的频闪照片如图丙所示，O、C、D为照片上小球的三个相邻位置。若频闪照相的频率为，利用刻度尺量得O、D两点间的距离为s，则小球位于位置C时的速度大小为______。 13. 如图所示，一质量的塑料球从离地面高处由静止开始下落、陷入沙坑中深处，下落过程中不计空气阻力，。求： （1）塑料球从开始下落至地面过程中，重力势能的减少量； （2）塑料球落至地面时重力的瞬时功率； （3）沙子对铅球的平均阻力大小。 14. 小轿车在平直公路上行驶，额定功率为Pe=90kW，汽车行驶过程中所受阻力f=3×103N，汽车的质量m=2×103kg。现汽车从静止开始做匀加速直线运动，加速度的大小为a=1m/s2，汽车达到额定功率后，保持此功率继续行驶。求： （1）汽车在整个运动过程中所能达到的最大速度； （2）匀加速运动能保持多长时间； （3）当汽车的速度为20m/s时的加速度。 15. 某兴趣学习小组设计了一个游戏装置如图，它由足够长的斜面AB、水平轨道BC、固定在水平面上的光滑竖直圆轨道（最低点D处左右两侧内外略错开）和数个高度、宽度相等的台阶组成。游戏时滑块从斜面上合适位置由静止释放，经过圆轨道（全程不脱离轨道）后从C点水平飞出并直接落到设定的台阶上则视为游戏成功。已知斜面AB倾角，圆轨道半径R=0.2m，水平轨道DC段长L1=0.88m，台阶的高和宽都为d=0.2m，滑块与斜面AB、水平面BC之间的动摩擦因数μ=0.5，滑块质量m=10g，且可视为质点，忽略空气阻力，各部分平滑连接。游戏中滑块从斜面上距B点L0=3.0m处由静止释放，恰能通过圆轨道最高点E。已知sin37°=0.6，cos37°=0.8。求： （1）滑块恰能通过圆轨道最高点E时的速度vE大小； （2）滑块经过D点时对轨道的压力大小； （3）滑块在水平轨道BD段运动过程中摩擦力对其做的功Wf； （4）要让滑块直接落到第2个台阶上，滑块释放处与B点之间的距离L应满足的条件。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2024年上学期高一第三次月考 物理 注意事项： 1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息 2．请将答案正确填写在答题卡上 3．本试卷主要考试内容：人教版必修第二册以及必修第三册第九章 一、单选题：本题共6个小题，每小题4分，共24分。在每个小题给出的四个选项中，只有一个选项是符合题目要求的。 1. 下列描述中符合物理学史的是（　　） A 牛顿得出万有引力定律并测得了引力常量 B. 第谷通过长期的观测，积累了大量的天文资料，并总结出了关于行星运动的三条规律 C. “月一地检验”证实了地面物体所受到地球的引力、月球所受地球的引力与太阳和行星间的引力遵从相同的规律 D. 库仑为了形象的描述电场首次引入电场线的概念 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】A．牛顿发现了万有引力定律，卡文迪许测出了引力常量G，故A错误； B．第谷通过长期的天文观测，积累了大量的天文资料，开普勒总结出了关于行星运动的三条规律，故B错误； C．“月-地检验”证实了地面物体所受到地球的引力、月球所受地球的引力与太阳和行星间的引力遵从相同的规律，故C正确； D．法拉第为了形象描述电场首次引入电场线的概念，故D错误。 故选C。 2. 如图所示为一正点电荷周围的电场线，电场中有A、B、C三点，其中A、B两点距点电荷的距离相等，A、C两点在同一条电场线上，下列说法中正确的是 （ ） A. A与B两点的电场强度相等 B. A与B两点的电场强度不相同 C. C点的电场强度方向从A点指向C点 D. C点的电场强度比A点的电场强度小 【答案】B 【解析】 【详解】因A、B两点距点电荷的距离相等，依据点电荷电场强度表达式，则有A、B两点的电场强度大小相等，方向不同，A错误B正确；由于点电荷带正电，所以可判断C点的电场强度方向从C点指向A点，故C错误；根据电场线的疏密程度，可知，C点的电场强度比A点的电场强度大，故D错误； 3. 如图所示，纸风车上有A、B两点，A点离轴心较远，当风车被风吹着绕中心转动时，A、B两点的角速度分别为和，线速度大小分别为和，则（　　） A. ， B. ， C. ， D. ， 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】由图纸风车上的A、B两点属于同轴转动，角速度相等，故 由于 根据 所以 故选B。 4. 2023年4月16日，长征四号乙运载火箭在酒泉卫星发射中心点火升空，成功将中国首颗降水测量专用卫星风云三号07星送入预定圆轨道，发射任务取得圆满成功。关于此风云三号07星（简称为“G星”）和另一颗绕地球做圆周运动的人造卫星（简称为“L星”），下列说法正确的是（ ） A. 若“G星”和“L星”的线速度大小相等，则“G星”的轨道半径比“L星”的大 B. 若“G星”比“L星”的周期大，则“G星”的轨道半径比“L星”的小 C. 若“G星”比“L星”的角速度大，则“G星”的运行周期比“L星”的大 D. 若“G星”比“L星”线速度大，则“G星”的角速度比“L星”的大 【答案】D 【解析】 详解】根据万有引力提供向心力可得 可得 ，， A．若“G星”和“L星”的线速度大小相等，则“G星”的轨道半径与“L星”的轨道半径相等，故A错误； B．若“G星”比“L星”的周期大，则“G星”的轨道半径比“L星”的大，故B错误； C．若“G星”比“L星”的角速度大，则“G星”的轨道半径比“L星”的小，“G星”的运行周期比“L星”的小，故C错误； D．若“G星”比“L星”的线速度大，则“G星”的轨道半径比“L星”的小，“G星”的角速度比“L星”的大，故D正确。 故选D。 5. 一质量为m的物体，沿半径为R的向下凹的半圆形轨道滑行，如图所示，经过最低点时的速度为v，物体与轨道之间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，则它在最低点时受到的摩擦力为（　　） A. μmg B. C. μm（g－） D. μm（g＋） 【答案】D 【解析】 【详解】在最低点由向心力公式得 FN－mg＝ 得 FN＝mg＋ 又由摩擦力公式有 Ff＝μFN＝μm（g＋） 故选D。 6. 假设某动车组运行过程中受到的阻力与速度的平方成正比。若动车以180km/h的速度匀速行驶，发动机的功率为P。当动车以240km/h速度匀速行驶时，发动机的功率为（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】动车匀速行驶时，牵引力等于阻力，有 则发动机的功率为 依题意，动车两次行驶速度之比为 解得 故选D。 二、多选题：本题共4个小题，每小题5分，共20分。在每个小题给出的四个选项中，有多个选项符合题目要求的。全部选对的得5分。选对但不全的得3分，有选错的得0分。 7. 忽略空气阻力，下列物体运动过程中满足机械能守恒的是（　　） A. 电梯匀速下降 B. 将物体竖直上抛 C. 将物体由光滑斜面底端拉到斜面顶端 D. 铅球运动员抛出的铅球从抛出到落地前 【答案】BD 【解析】 分析】 【详解】A．电梯匀速下降，动能不变，重力势能减小，则机械能必定减小，选项A错误； B．物体竖直上抛，只有重力做功，则机械能守恒，选项B正确； C．物体在光滑斜面上由斜面底端拉到斜面顶端，必受重力、支持力和拉力的作用，支持力不做功，但是重力和拉力都做功，所以机械能不守恒，选项C错误； D．铅球运动员抛出的铅球从抛出到落地前只有铅球的重力做功，机械能守恒，选项D正确。 故选BD。 8. 长为的轻杆一端固定一个质量为m的小球，绕另一端O在竖直平面内做匀速圆周运动，如图所示。若小球运动到最高点时对杆的作用力为2mg，以下说法正确的是（　　） A. 小球运动的线速度大小为 B. 小球运动的线速度大小为 C. 小球在最高点时所受的合力3mg D. 小球在最低点时所受杆的拉力为3mg 【答案】BC 【解析】 【详解】ABC．小球运动到最高点时对杆的作用力为2mg，因为小球做匀速圆周运动需要向心力，杆对小球只能是拉力，等于2mg，所以小球受到的合力等于3mg，合力提供向心力 得 BC正确，A错误； D．在最低点对小球受力分析，则有 因此可得拉力为 T=4mg 故D错误。 故选BC。 9. 如图所示，小球从高处下落到竖直放置的轻弹簧上，那么小球从接触弹簧开始到将弹簧压缩至最短的过程中（弹簧保持竖直），下列叙述正确的是（ ） A. 小球的重力势能减小 B. 小球的机械能不变 C. 小球的动能先增大后减小 D. 弹簧的弹性势能增大 【答案】ACD 【解析】 【详解】ABD．小球从接触弹簧开始到将弹簧压缩至最短的过程中，小球一直向下运动，小球的重力势能减小；由于弹簧弹力对小球做负功，则小球的机械能减少；弹簧的压缩量逐渐增大，所以弹簧的弹性势能增大，故AD正确，B错误； C．由于一开始弹力小于重力，小球继续向下加速运动，当弹力等于重力时，小球速度达到最大，之后弹力大于重力，小球向下做减速运动，则小球的速度先增大后减小，小球的动能先增大后减小，故C正确。 故选ACD。 10. 某宇航员在X星球表面附近，用一根细线悬挂一个质量为m的小球，如图所示，当小球从与悬点在同一水平面上静止释放，小球过最低点时测得绳子拉力大小为F。已知X星球半径为R，引力常量为G，不考虑星球自转，则（　　） A. X星球的第一宇宙速度为 B. X星球的密度 C. 环绕X星球的轨道半径为2R的卫星的周期为 D. X星球表面的重力加速度为 【答案】BD 【解析】 【分析】 【详解】AD．设绳长为L，从释放到最低点，根据动能定理可得 在最低点，据牛顿第二定律可得 联立解得 第一宇宙速度为近地卫星环绕速度，由重力作为向心力可得 解得 A错误，D正确； B．在星球表面引力等于重力 星球密度为 联立解得 B正确； C．根据万有引力提供向心力可得 解得 C错误。 故选BD。 三、非选择题：本题共5个小题，共56分。 11. 某物理兴趣小组的同学设计了如图所示的装置，定滑轮两侧各挂完全相同，质量均为M的小桶A和B，与B相连的挡光片的宽度为d，、为光电门，两光电门之间的距离为L，分别在两桶中放置k块质量为的砝码，使得两边平衡，实验过程中将B桶中的砝码一块一块地添加到A桶中，在将第n块砝码放入A桶后，B桶从运动到的这个过程中，测得B桶通过光电门、的时间分别为、，已知当地重力加速度为g，不计挡光片、定滑轮、细绳的质量，忽略定滑轮与细绳间的摩擦。（答案均用题干中字母表示） （1）若装置用来探究加速度与力、质量的关系，则B桶通过光电门时的速度___________，B桶通过光电门时的速度___________，此运动过程中加速度大小为___________（此空用L、、表示）； （2）若装置用来验证机械能守恒定律，则在此运动过程中应满足的关系式为__________。 【答案】 ①. ②. ③. ④. 【解析】 【详解】（1）[1]B桶通过光电门时的速度 [2]通过光电门时的速度 [3]根据匀变速直线运动位移速度公式，有 可得此运动过程中加速度大小为 （2）[3]若装置用来验证机械能守恒定律，则在此运动过程中应满足的关系式为 即需满足的表达式为 12. 图甲是“研究平抛物体运动”的实验装置图，通过描点画出平抛小球的运动轨迹。 (1)以下是实验过程中的一些做法，其中合理的有______； A.安装斜槽轨道，使其末端切线保持水平 B.每次小球释放的初始位置可以任意选择 C.每次小球应从同一高度由静止释放 D.为描出小球的运动轨迹，描绘的点可以用折线连接 (2)实验得到平抛小球的运动轨迹，在轨迹上取一些点，以平抛起点O为坐标原点，分别测量它们的水平坐标x和竖直坐标y。下图中图像能说明平抛小球运动轨迹为抛物线的是______； A. B. C. D. (3)图乙为某同学根据实验画出的平抛小球的运动轨迹，O、A、B为轨迹上的三点，A、B两点距离O点的水平距离分别为、，A、B两点距离O点的竖直距离分别为、。重力加速度大小为g，则该平抛运动的初速度大小为______； (4)利用频闪照相方法拍摄的频闪照片如图丙所示，O、C、D为照片上小球的三个相邻位置。若频闪照相的频率为，利用刻度尺量得O、D两点间的距离为s，则小球位于位置C时的速度大小为______。 【答案】 ①. AC ②. C ③. ④. 【解析】 【分析】 【详解】(1)[1]A．为保证小球做平抛运动，安装斜槽轨道，使其末端切线保持水平，选项A正确； BC．为保证小球做同一平抛运动，每次小球应从同一高度由静止释放，选项B错误，C正确； D．为描出小球的运动轨迹，描绘的点要用光滑的曲线连接，选项D错误。 故选AC。 (2)[2]平抛运动的小球，在水平方向有 竖直方向有 解得 所以图像能说明平抛小球运动轨迹为抛物线的是C。 (3)[3]小球做平抛运动，水平方向有 竖直方向有 联立解得 (4)[4]小球在C点时，水平方向的分速度为 竖直方向的分速度 小球在C点的速度为 13. 如图所示，一质量的塑料球从离地面高处由静止开始下落、陷入沙坑中深处，下落过程中不计空气阻力，。求： （1）塑料球从开始下落至地面过程中，重力势能的减少量； （2）塑料球落至地面时重力的瞬时功率； （3）沙子对铅球的平均阻力大小。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）塑料球从开始下落至地面过程中，重力势能的减少量为 （2）根据动能定理可得 解得塑料球落至地面时的速度大小为 则塑料球落至地面时重力的瞬时功率为 （3）设沙子对铅球的平均阻力大小为，全过程根据动能定理可得 解得 14. 小轿车在平直公路上行驶，额定功率为Pe=90kW，汽车行驶过程中所受阻力f=3×103N，汽车的质量m=2×103kg。现汽车从静止开始做匀加速直线运动，加速度的大小为a=1m/s2，汽车达到额定功率后，保持此功率继续行驶。求： （1）汽车在整个运动过程中所能达到的最大速度； （2）匀加速运动能保持多长时间； （3）当汽车的速度为20m/s时的加速度。 【答案】（1）30m/s；（2）18s；（3）0.75m/s2 【解析】 【详解】（1）当牵引力等于阻力时，汽车速度最大 得 （2）设汽车匀加速阶段的牵引力为，由牛顿第二定律得 得 设匀加速阶段的末速度为，则 得 匀加速运动能保持的时间 （3）当汽车的速度为20m/s时，设此时的牵引力为，则 此时汽车的加速度 15. 某兴趣学习小组设计了一个游戏装置如图，它由足够长的斜面AB、水平轨道BC、固定在水平面上的光滑竖直圆轨道（最低点D处左右两侧内外略错开）和数个高度、宽度相等的台阶组成。游戏时滑块从斜面上合适位置由静止释放，经过圆轨道（全程不脱离轨道）后从C点水平飞出并直接落到设定的台阶上则视为游戏成功。已知斜面AB倾角，圆轨道半径R=0.2m，水平轨道DC段长L1=0.88m，台阶的高和宽都为d=0.2m，滑块与斜面AB、水平面BC之间的动摩擦因数μ=0.5，滑块质量m=10g，且可视为质点，忽略空气阻力，各部分平滑连接。游戏中滑块从斜面上距B点L0=3.0m处由静止释放，恰能通过圆轨道最高点E。已知sin37°=0.6，cos37°=0.8。求： （1）滑块恰能通过圆轨道最高点E时的速度vE大小； （2）滑块经过D点时对轨道的压力大小； （3）滑块在水平轨道BD段运动过程中摩擦力对其做的功Wf； （4）要让滑块直接落到第2个台阶上，滑块释放处与B点之间的距离L应满足的条件。 【答案】（1）；（2）0.6N；（3）；（4） 【解析】 【详解】（1）恰好通过最高点E，由 得 （2）从D到E过程，由动能定理得 求得 根据牛顿第三定律，物块到达D点对轨道的压力大小为0.6N。 （3）滑块从释放到恰好过E点的过程，由动能定理得 求得 （4）从C点平抛落在第二个台阶上，满足 竖直方向上 ， 竖直方向上　水平方向上 ， 求得 若滑块恰好通过E点，从E到C过程由动能定理得 解得 综上可知 设滑块从斜面上距B点L处释放，根据动能定理得 求得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$