精品解析：山西省大同市浑源县第七中学校2024-2025学年高一下学期第三次月考物理试题

2024－2025学年第二学期高一年级第三次月考 物理试题 考试分值：100分　考试时间：75分钟 一、单选题（共7题，每小题4分） 1. 关于功和能概念的理解，下列说法中正确的是（　　） A. -10J的功大于+5J的功 B. 静摩擦力只能做正功，滑动摩擦力只能做负功 C. 运动物体所受合外力不为0，则该物体动能一定变化 D. 合外力对物体做功为0，机械能一定守恒 2. 《中国的航天》白皮书发布，未来几年，我国将持续开展月球物理、月球与行星科学等领域的前瞻探索和基础研究，催生更多原创性科学成果。关于开普勒行星运动定律，下列说法中正确的是（　　） A. 开普勒通过自己长期观测，记录了大量数据，通过对数据研究总结得出了行星运动定律 B. 根据开普勒第一定律，行星围绕太阳运动的轨迹是椭圆，太阳处于椭圆的中心 C. 根据开普勒第二定律，行星距离太阳越近，其运动速度越大；距离太阳越远，其运动速度越小 D. 根据开普勒第三定律，所有行星的轨道半长轴的二次方跟公转周期的三次方的比值都相等 3. 质量的金属小球，从空中某点由静止开始自由下落，经落地。该过程中空气阻力不计，，则小球在下落过程中重力的平均功率为（　　） A. 10W B. 20W C. 30W D. 40W 4. 如图所示，一个圆盘在水平面内匀速转动，角速度是。盘面上距圆盘中心的位置有一个质量为的小物体在随圆盘一起做匀速圆周运动，则（　　） A. 圆盘的转速是 B. 小物体的线速度为 C. 小物体的向心加速度为 D. 小物体受到的向心力为 5. 一小球以10m/s的初速度水平抛出去，下落高度为20m，水平位移大小为（　　） A. 20m B. 15m C. 10m D. 12m 6. 一辆汽车在平直的公路上由静止开始启动，在启动过程中，汽车牵引力的功率及其瞬时速度随时间的变化情况分别如图甲、乙所示。已知汽车所受阻力恒为重力的0.2倍，重力加速度，下列说法正确的是（  ） A. 该汽车的质量为 B. C. 在前5s内，汽车克服阻力做功为 D. 在5~15s内，汽车的位移大小为 7. 如图甲所示，将物块从倾角θ=30°的斜面顶端由静止释放，取地面为零势能面，物块在下滑过程中的动能、重力势能与下滑位移的关系如图乙所示，下列说法错误的是（ ） A. 物块的质量是0.2kg B. 物块受到的阻力是0.24N C. 物块动能与势能相等时的高度为2.4m D. 物块下滑9m时，动能与重力势能之差为3J 二、多选题（共3题，每小题6分） 8. 如图所示，甲、乙、丙三个光滑斜面，它们的高度相同、倾角θ1＜θ2＜θ3，现让同一物块先后沿三个斜面由静止从顶端下滑到底端，物块沿斜面下滑的过程中重力做功为W、重力做功的平均功率为P，则（　　） A. W甲＜W乙＜W丙 B. W甲=W乙=W丙 C. P甲＜P乙＜P丙 D. P甲=P乙=P丙 9. 如图所示，质量为1kg的小球从距地面h=1.6m的A点水平抛出，不计空气阻力。小球恰好垂直撞在固定在水平面上的半圆形物体上的B点，圆半径为1m，已知BO与竖直方向间的夹角θ=37°，sin37°=0.6，cos37°=0.8，g=10m/s2，下列说法正确的是（　　） A. 小球平抛的初速度v0为4m/s B. 圆心O与A点间的水平距离为1.8m C. 小球运动到B点时重力的瞬时功率为4W D. 小球从A运动到B的时间为0.4s 10. 质量是2000kg、额定功率为80kW的汽车，在平直公路上行驶中的最大速度为20m/s。若汽车从静止开始做匀加速直线运动，加速度大小为2m/s2，运动中的阻力不变，下列说法正确的是（　　） A. 汽车所受阻力为4000N B. 3s末汽车的瞬时功率为80kW C. 汽车做匀加速运动的时间为10s D. 汽车在匀加速运动中牵引力所做的功2×105J 三、实验题（共15分，11题共6分，每空2分；12题共10分，每空2分） 11. 在“探究向心力的大小与质量、角速度和半径之间的关系”的实验中。 （1）在研究向心力的大小F与质量m、角速度 和半径r之间的关系时主要用到的方法是：（　　） A. 理想实验法 B. 等效替代法 C. 控制变量 D. 演绎法 （2）如图所示，A、B都为质量相同的钢球，图中所示是在研究向心力的大小与__________的关系。 A. 质量m B. 角速度 C. 半径r （3）如图所示，若图中标尺上黑白相间的等分格显示出两个小球所受向心力的比值为1∶4，由圆周运动知识可以判断与皮带连接的变速轮塔相对应的半径之比为__________。 12. 利用如图所示装置验证机械能守恒定律:质量m = 0.20kg的重物自由下落，打点计时器在纸带上打出一系列点．下图所示为选取的一条符合实验要求的纸带，O为第一个点，A、B、C为从合适位置开始选取的三个连续点（其他点未画出）．已知打点计时器每隔0．02 s打一次点，当地的重力加速度g=10m/s²．（计算结果均取3位有效数字） （1）下列实验操作步骤中错误的是（ ） A．把打点计时器固定在铁架台上，用导线连接到低压交流电源 B．将连有重锤的纸带穿过限位孔，将纸带和重锤提升到一定高度 C．先释放纸带，再接通电源 D．更换纸带，重复实验，根据记录处理数据 （2）根据图上所得的数据，应取图中O点和____点来验证机械能守恒定律,那么打下该点时重物的瞬时速度大小为_______m/s； （3）从O点到所取点，重物重力势能减少量 =____J，动能增加量 =_____J，从而验证了在误差允许范围内，机械能守恒． 四、计算题（共3题，共39分；13题8分，14题12分，15题18分） 13. 如图所示，静止在水平地面质量为4kg的物体，在与水平方向成37°角，大小为15N的拉力F作用下，以2m/s2的加速度向前运动了10m，取重力加速度g=10m/s2，求物体在这一运动过程中（sin37°=0.6，cos37°=0.8） （1）拉力对物体所做的功； （2）物体克服阻力做的功； （3）第2s末拉力F对物体做功的功率。 14. 如图所示，半径 的光滑半圆环轨道处于竖直平面内，半圆环与水平地面相切于圆环的端点A．一质量为的小球从A点冲上竖直半圆轨道内侧，沿轨道运动到B点飞出，最后落在水平地面上的C点（图上未画），自由落体加速度用 表示。能实现上述运动时： （1）小球在B点的最小速度是多少？ （2）小球在A点的最小动能是多少？ （3）A、C 间的最小距离是多少？ 15. 滑板运动是极限运动的鼻祖，许多极限运动项目均由滑板项目延伸而来，如图是滑板运动的轨道。 和是两段光滑的圆弧形轨道， 的圆心为O点，圆心角，半径与水平轨道 垂直，滑板与水平轨道间的动摩擦因数．某运动员从轨道上的A点以的速度水平滑出，在B点刚好沿着轨道的切线方向滑入圆弧轨道 ，经 轨道后冲上轨道，到达E点时速度减为零，然后返回。已知B、E两点与水平轨道 的竖直高度分别为和。求： （1）运动员到达B点时的速度大小； （2）A、B两点之间的高度差； （3）水平轨道 的长度L； （4）通过计算说明，第一次返回时，运动员能否回到B点？如能，求出回到B点时速度的大小；如果不能，求出最后停止的位置距C点的距离。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2024－2025学年第二学期高一年级第三次月考 物理试题 考试分值：100分　考试时间：75分钟 一、单选题（共7题，每小题4分） 1. 关于功和能概念的理解，下列说法中正确的是（　　） A. -10J的功大于+5J的功 B. 静摩擦力只能做正功，滑动摩擦力只能做负功 C. 运动物体所受合外力不为0，则该物体动能一定变化 D. 合外力对物体做功为0，机械能一定守恒 【答案】A 【解析】 【详解】A．功是标量，正功表示力对物体做功，负功表示物体克服该力做功，因此-10J的功大于+5J的功，故A正确； B．静摩擦力可以做正功、负功或不做功，滑动摩擦力也可以做正功、负功或不做功，故B错误； C．运动物体所受合外力不为0，如果该合外力不做功，那么物体动能不发生变化，例如匀速圆周运动，合外力不为0，但是不做功，故C错误； D．机械能一定守恒的条件是除重力和弹力外，其他力做功的合功为零。合外力对物体做功为0，机械能不一定守恒，例如匀速向上运动的物体，动能不变，但是重力势能增大，机械能增大，故D错误。 故选A。 2. 《中国的航天》白皮书发布，未来几年，我国将持续开展月球物理、月球与行星科学等领域的前瞻探索和基础研究，催生更多原创性科学成果。关于开普勒行星运动定律，下列说法中正确的是（　　） A. 开普勒通过自己长期观测，记录了大量数据，通过对数据研究总结得出了行星运动定律 B. 根据开普勒第一定律，行星围绕太阳运动的轨迹是椭圆，太阳处于椭圆的中心 C. 根据开普勒第二定律，行星距离太阳越近，其运动速度越大；距离太阳越远，其运动速度越小 D. 根据开普勒第三定律，所有行星的轨道半长轴的二次方跟公转周期的三次方的比值都相等 【答案】C 【解析】 【详解】A．第谷进行了长期观测，记录了大量数据，开普勒通过对数据研究总结得出了开普勒行星运动定律，故A错误； B．根据开普勒第一定律，行星围绕太阳运动的轨迹是椭圆，太阳处于椭圆的一个焦点上，故B错误； C．根据开普勒第二定律，行星距离太阳越近，其运动速度越大，距离太阳越远，其运动速度越小，故C正确； D．所有行星的轨道半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等，故D错误。 故选C。 3. 质量的金属小球，从空中某点由静止开始自由下落，经落地。该过程中空气阻力不计，，则小球在下落过程中重力的平均功率为（　　） A. 10W B. 20W C. 30W D. 40W 【答案】A 【解析】 【详解】由题知，内小球下落的高度为 代入数据得 重力做的功为 代入数据得 则小球在下落过程中重力的平均功率为 故选A。 4. 如图所示，一个圆盘在水平面内匀速转动，角速度是。盘面上距圆盘中心的位置有一个质量为的小物体在随圆盘一起做匀速圆周运动，则（　　） A. 圆盘的转速是 B. 小物体的线速度为 C. 小物体的向心加速度为 D. 小物体受到的向心力为 【答案】C 【解析】 【详解】A．圆盘的转速为 故A错误； BCD．小物体的线速度为 小物体的向心加速为 小物体受到的向心力为 故BD错误，C正确。 故选C。 5. 一小球以10m/s的初速度水平抛出去，下落高度为20m，水平位移大小为（　　） A. 20m B. 15m C. 10m D. 12m 【答案】A 【解析】 【详解】根据平抛运动规律 解得 故选A。 6. 一辆汽车在平直的公路上由静止开始启动，在启动过程中，汽车牵引力的功率及其瞬时速度随时间的变化情况分别如图甲、乙所示。已知汽车所受阻力恒为重力的0.2倍，重力加速度，下列说法正确的是（  ） A. 该汽车的质量为 B. C. 在前5s内，汽车克服阻力做功为 D. 在5~15s内，汽车的位移大小为 【答案】D 【解析】 【详解】A．第5s末，汽车的功率达到30kW，此时速度为5m/s，所以此时的牵引力为 而在0~5s内，汽车在做匀加速直线运动，加速度为1m/s2。则 解得 故A错误； B．汽车所受的阻力大小为 故B错误； C．在前5s内位移 汽车克服阻力做功为 故C错误； D．在5~15s内，根据动能定理 解得 故D正确。 故选D。 7. 如图甲所示，将物块从倾角θ=30°的斜面顶端由静止释放，取地面为零势能面，物块在下滑过程中的动能、重力势能与下滑位移的关系如图乙所示，下列说法错误的是（ ） A. 物块的质量是0.2kg B. 物块受到的阻力是0.24N C. 物块动能与势能相等时的高度为2.4m D. 物块下滑9m时，动能与重力势能之差为3J 【答案】B 【解析】 【详解】A．由题图乙知，物块下滑的最大位移，在最高点，物块的重力势能，可得物块的质量，故A正确； B．根据功能关系可知，除重力以外的其他力做的功等于机械能的减少量，可得，则物块受到的阻力为，故B错误； C．由题图乙知可分别写出两条直线的方程，，联立可得交点，即物块下滑时动能与势能相等，此时高度为，故C正确； D．由上述可知，在物块下滑时，物块的重力势能为，动能为，动能与重力势能之差为，故D正确。 本题选择错误的，故选B。 二、多选题（共3题，每小题6分） 8. 如图所示，甲、乙、丙三个光滑斜面，它们的高度相同、倾角θ1＜θ2＜θ3，现让同一物块先后沿三个斜面由静止从顶端下滑到底端，物块沿斜面下滑的过程中重力做功为W、重力做功的平均功率为P，则（　　） A. W甲＜W乙＜W丙 B. W甲=W乙=W丙 C. P甲＜P乙＜P丙 D. P甲=P乙=P丙 【答案】BC 【解析】 【详解】A、B、三个物体下降的高度相同，根据W=mgh知，重力做功相同，故A错误，B正确．C、D、根据牛顿第二定律得，物体下滑的加速度a=gsinθ，根据,得：,因为θ1＜θ1＜θ3，则t1＞t2＞t3，根据知，P甲＜P乙＜P丙，故C正确，D错误．故选BC． 【点睛】本题考查了功和功率的基本运用，知道重力做功与路径无关，与首末位置的高度差有关，知道平均功率和瞬时功率的区别，掌握这两种功率的求法． 9. 如图所示，质量为1kg的小球从距地面h=1.6m的A点水平抛出，不计空气阻力。小球恰好垂直撞在固定在水平面上的半圆形物体上的B点，圆半径为1m，已知BO与竖直方向间的夹角θ=37°，sin37°=0.6，cos37°=0.8，g=10m/s2，下列说法正确的是（　　） A. 小球平抛的初速度v0为4m/s B. 圆心O与A点间的水平距离为1.8m C. 小球运动到B点时重力的瞬时功率为4W D. 小球从A运动到B的时间为0.4s 【答案】BD 【解析】 【详解】已知小球做平抛运动，垂直撞在B点，如图 小球平抛运动的竖直位移 根据平抛运动公式 可得 小球撞在B点时的竖直分速度为 根据速度的分解，有 可得 小球平抛运动的水平位移为 圆心O与A点间的水平距离为 小球运动到B点时重力的瞬时功率为 故选BD。 10. 质量是2000kg、额定功率为80kW的汽车，在平直公路上行驶中的最大速度为20m/s。若汽车从静止开始做匀加速直线运动，加速度大小为2m/s2，运动中的阻力不变，下列说法正确的是（　　） A. 汽车所受阻力为4000N B. 3s末汽车的瞬时功率为80kW C. 汽车做匀加速运动的时间为10s D. 汽车在匀加速运动中牵引力所做的功2×105J 【答案】AD 【解析】 【分析】 【详解】A．当汽车匀速直线运动时，速度达到最大，此时牵引力与阻力大小相等，则得阻力 故A正确 BC．当汽车的实际功率达到额定功率时，匀加速运动结束，设汽车做匀加速运动的时间为t，末速度为v．汽车做匀加速运动的末速度为 根据牛顿第二定律得 由运动学公式得 联立得 则t1=3s末汽车在匀加速运动，则3s末汽车的瞬时功率为 故BC错误； D．匀加速运动的位移 所以汽车在匀加速运动中牵引力所做的功 故D正确； 故选AD。 三、实验题（共15分，11题共6分，每空2分；12题共10分，每空2分） 11. 在“探究向心力的大小与质量、角速度和半径之间的关系”的实验中。 （1）在研究向心力的大小F与质量m、角速度 和半径r之间的关系时主要用到的方法是：（　　） A. 理想实验法 B. 等效替代法 C. 控制变量 D. 演绎法 （2）如图所示，A、B都为质量相同的钢球，图中所示是在研究向心力的大小与__________的关系。 A. 质量m B. 角速度 C. 半径r （3）如图所示，若图中标尺上黑白相间的等分格显示出两个小球所受向心力的比值为1∶4，由圆周运动知识可以判断与皮带连接的变速轮塔相对应的半径之比为__________。 【答案】（1）C （2）B （3）2∶1 【解析】 【小问1详解】 在研究向心力的大小F与质量m、角速度 和半径r之间的关系时，由于可变量较多，因此主要用到的方法是：控制变量。 故选C。 【小问2详解】 由题图可知，，A、B都为质量相同的钢球，两球都分别放在转动半径相同的位置上，因此实验是在研究向心力的大小与角速度 的关系。 故选B。 【小问3详解】 实验显示出两个小球所受向心力的比值为1∶4，由向心力公式可得 其中 解得 由于两塔轮是皮带传动，则两轮边缘的线速度大小相等，则有 可得 12. 利用如图所示装置验证机械能守恒定律:质量m = 0.20kg的重物自由下落，打点计时器在纸带上打出一系列点．下图所示为选取的一条符合实验要求的纸带，O为第一个点，A、B、C为从合适位置开始选取的三个连续点（其他点未画出）．已知打点计时器每隔0．02 s打一次点，当地的重力加速度g=10m/s²．（计算结果均取3位有效数字） （1）下列实验操作步骤中错误的是（ ） A．把打点计时器固定在铁架台上，用导线连接到低压交流电源 B．将连有重锤的纸带穿过限位孔，将纸带和重锤提升到一定高度 C．先释放纸带，再接通电源 D．更换纸带，重复实验，根据记录处理数据 （2）根据图上所得的数据，应取图中O点和____点来验证机械能守恒定律,那么打下该点时重物的瞬时速度大小为_______m/s； （3）从O点到所取点，重物重力势能减少量 =____J，动能增加量 =_____J，从而验证了在误差允许范围内，机械能守恒． 【答案】 ①. C ②. B ③. 1.92 ④. 0.384 ⑤. 0.369 【解析】 【详解】（1）把打点计时器固定在铁架台上，用导线连接到低压交流电源，选项A正确；将连有重锤的纸带穿过限位孔，将纸带和重锤提升到一定高度，选项B正确；先接通电源，再释放纸带，选项C错误；更换纸带，重复实验，根据记录处理数据，选项D正确；此题选项不正确的选项，故选C；（2）根据图上所得的数据，应取图中O点和B点来验证机械能守恒定律,那么打下B点时重物的瞬时速度大小为 （3）从O点到所取B点，重物重力势能减少量为：△Ep=mghB=0.20×10×0.1920J=0.384J， 动能的增加量为：△Ek＝mvB2＝×0.2×1.922J=0.369J．在误差允许的范围内，机械能守恒． 点睛：解决本题的关键知道实验的原理，通过重力势能的减小量和动能的增加量是否相等进行验证，掌握纸带的处理方法，会根据纸带求解瞬时速度，从而得出动能的增加量，会根据下降的高度求解重力势能的减小量． 四、计算题（共3题，共39分；13题8分，14题12分，15题18分） 13. 如图所示，静止在水平地面质量为4kg的物体，在与水平方向成37°角，大小为15N的拉力F作用下，以2m/s2的加速度向前运动了10m，取重力加速度g=10m/s2，求物体在这一运动过程中（sin37°=0.6，cos37°=0.8） （1）拉力对物体所做的功； （2）物体克服阻力做的功； （3）第2s末拉力F对物体做功的功率。 【答案】（1）120J；（2）40J；（3）48W 【解析】 【详解】（1）推力对物体所做的功为 解得 （2）由牛顿第二定律可得 代入数据解得，物体所受阻力的大小为 阻力对物体做功 Wf=-40J 故物体克服阻力做功为40J。 （3）第2s末物体的速度 第2s末拉力F对物体做功的功率 解得 P=48W 14. 如图所示，半径 的光滑半圆环轨道处于竖直平面内，半圆环与水平地面相切于圆环的端点A．一质量为的小球从A点冲上竖直半圆轨道内侧，沿轨道运动到B点飞出，最后落在水平地面上的C点（图上未画），自由落体加速度用 表示。能实现上述运动时： （1）小球在B点的最小速度是多少？ （2）小球在A点的最小动能是多少？ （3）A、C 间的最小距离是多少？ 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）小球刚好能过B点，重力刚好提供向心力，则有 解得小球在B点的最小速度为 （2）小球从A点到B点过程，由机械能守恒可得 解得小球在A点的最小动能为 （3）小球从B到C做平抛运动，则有 ， 联立解得A、C 间的最小距离为 15. 滑板运动是极限运动的鼻祖，许多极限运动项目均由滑板项目延伸而来，如图是滑板运动的轨道。和 是两段光滑的圆弧形轨道，的圆心为O点，圆心角，半径 与水平轨道 垂直，滑板与水平轨道间的动摩擦因数．某运动员从轨道上的A点以的速度水平滑出，在B点刚好沿着轨道的切线方向滑入圆弧轨道，经 轨道后冲上 轨道，到达E点时速度减为零，然后返回。已知B、E两点与水平轨道 的竖直高度分别为和。求： （1）运动员到达B点时的速度大小； （2）A、B两点之间的高度差； （3）水平轨道 的长度L； （4）通过计算说明，第一次返回时，运动员能否回到B点？如能，求出回到B点时速度的大小；如果不能，求出最后停止的位置距C点的距离。 【答案】（1）；（2）；（3）；（4）不能回到B点； 5.5m 【解析】 【详解】（1）由平抛运动规律及几何关系得　 （2）由平抛运动规律及几何关系得 A、B的高度差 （3）第一次从B到E，由动能定理得 代入数据得 （4）假设运动员能到达B点，设返回B点时的速度为v，第一次从E返回B的过程由动能定理得 代入数据得 所以假设不成立，运动员不能回到B点 设运动员在CD上通过的总路程为，从E点到最终停下的总过程，由动能定理得 代入数据得，因为 所以最后停止的位置距C点的距离为 3 = 5.5m 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $