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- 2021-05-31 发布
高一年级第三次月考物理试题
一、单项选择题
1.关于曲线运动，下说法中正确的是
A. 在恒力作用下，物体不可以做曲线运动 B. 曲线运动的加速度可以为零
C. 曲线运动一定是变速运动 D. 物体做曲线运动，动能一定会发生变化
【答案】C
【解析】
【详解】A、曲线运动的条件是合外力与速度不共线，对于合外力是否为恒力没有要求，A错误
B、曲线运动的合外力一定不为0，B错误
C、曲线运动轨迹每点的切线方向表示速度方向，可知它的速度方向时刻在改变，所以曲线运动一定是变速运动，C正确
D、曲线运动一定变化的是速度方向，速度大小不一定改变，所以动能不一定改变，D错误
2. 关于能量和能源，下列说法正确的是( )
A. 在利用能源的过程中，能量在数量上并未减少
B. 由于自然界的能量守恒，所以不需要节约能源
C. 能量耗散说明能量在转化过程中没有方向性
D. 人类在不断地开发和利用新能源，所以能量可以被创造
【答案】A
【解析】
A、自然界的能量守恒，在利用能的过程中，能量在数量上并未减少，A正确；
B、自然界的能量守恒，但能源需要节约，因为能量的转换有方向性，同时为了提高生活质量，B错误；
C、能量耗散说明能量在转化过程中具有方向性，比如一杯热水过段时间，热量跑走啦，水冷了．所以转化具有方向性，C不正确；
D、人类在不断地开发和利用新能源，但能量不能被创造，也不会消失，D不正确；
故选A。
3.同步卫星离地心的距离为r，运行速度为，加速度，地球赤道上的物体随地球自转的向心加速度，第一宇宙速度为，地球的半径为R，则
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】AB、同步卫星和地球赤道上的物体角速度相等，根据可知，，AB均错误
CD、同步卫星的向心力等于它受到的万有引力，可得，，第一宇宙速度，所以，C正确D错误
4.质量为m的汽车在平直的路面上启动，启动过程的速度时间图象如图所示，其中OA段为直线，AB段为曲线，B点后为平行于横轴的直线。已知从时刻开始汽车的功率保持不变，整个运动过程中汽车所受阻力的大小恒为f，以下说法正确的是
A. 时间内，汽车牵引力的功率保持不变
B. 时间内，汽车的功率等于
C. 时间内，汽车的平均速率小于
D. 汽车运动最大速率
【答案】D
【解析】
【详解】A、时间内，汽车做匀变速直线运动，牵引力不变，所以牵引力的功率，牵引力的功率随时间均匀增加，A错误
B、时间内汽车的功率不变等于t1时刻的功率，可得 ，B错误
C、时间内汽车做加速度逐渐减小的加速运动，位移大于相应匀变速直线运动的位移，所以平均速率大于，C错误
D、汽车的最大速度 ，D正确
5.如图所示，一质量为m、长度为l的均匀柔软细绳PQ竖直悬挂。用外力将绳的下端Q缓慢地竖直向上拉起至M点，M点与绳的上端P相距l。重力加速度大小为g。在此过程中，外力做的功为( )
A. mgl B. mgl
C. mgl D. mgl
【答案】A
【解析】
将绳的下端Q缓慢地竖直向上拉起至M点，PM段绳的机械能不变，MQ段绳的机械能的增加量为，由功能关系可知，在此过程中，外力做的功，故选A。
【名师点睛】重点理解机械能变化与外力做功关系，本题的难点是过程中重心高度的变化情况。
6.质量为的物体置于倾角为的固定光滑斜面上，轻细绳跨过光滑定滑轮分别连接着与小车, 与滑轮间的细绳平行于斜面,小车以速度水平向右做匀速直线运动。当小车与滑轮间的细绳和水平方向成夹角时(如图)，下列判断正确的是
A. 的速率为 B. 的速率为
C. 绳的拉力等于 D. 绳的拉力小于
【答案】B
【解析】
试题分析：将小车速度沿绳子和垂直绳子方向分解为v1、v2，P的速率等于，A错误、B正确；小车向右做匀速直线运动，θ减小，P的速率增大，绳的拉力大于mgsinθ1，C、D错误；故选B。
考点：速度的分解
7.如图所示，1、2两个小球以相同的速度v0水平抛出。球1从左侧斜面抛出，经过t1时间落回斜面上。球 2从某处抛出，经过t2时间恰能垂直撞在右侧的斜面上。已知左、右侧斜面的倾角分别为α=300、β=600，则( )
A. t1:t2 = 1:1
B. t1:t2 = 2:1
C. t1:t2 = :1
D. t1:t2 = 1:
【答案】B
【解析】
【详解】对球1、tanα=，对球2，tanα=，联立解得t1：t2=2：1，故B正确；故选B。
【点睛】解决本题的关键知道小球落在斜面上时，小球位移水平水平方向的夹角α，垂直撞在斜面上，速度与斜面垂直，速度方向与水平方向的夹角为α，将位移或速度进行分解，根据平抛运动的两个正切关系解答。
二．多项选择题
8.如图所示，海王星绕太阳沿椭圆轨道运动，P为近日点，Q为远日点，M，N为轨道短轴的两个端点，运行的周期为，若只考虑海王星和太阳之间的相互作用，则海王星在从P经M、Q到N的运动过程中
A. 从P到M所用的时间等于
B. 从Q到N阶段，机械能逐渐变大
C. 从P到Q阶段，速率逐渐变小
D. 从M到N阶段，万有引力对它先做负功后做正功
【答案】D
【解析】
根据功能关系可知，海王星在PM段的速度大小大于MQ段的速度大小，则PM段的时间小于MQ段的时间，所以P到M所用的时间小于，故A错误；从Q到N的过程中，由于只有万有引力做功，机械能守恒，故B错误；从P到Q阶段，万有引力做负功，根据动能定理可知，速率减小，故C错误；根据万有引力方向与速度方向的关系知，从M到N阶段，万有引力对它先做负功后做正功，故D正确。所以D正确，ABC错误。
9.在平直的公路上，汽车由静止开始做匀加速运动，当速度达到一定值后立即关闭发动机，汽车继续滑行直到停止．这辆汽车v-t图象如图所示，设在汽车行驶的整个过程中，汽车的牵引力和汽车所受的阻力都是恒定的，汽车牵引力大小为F，阻力大小为f在汽车行驶的整个过程中，牵引力做功为W1，克服阻力做功为W2，则（ ）
A. F：f=5：1 B. F：f=6：1 C. W1：W2=1：1 D. W1：W2=1：5
【答案】BC
【解析】
对全过程由动能定理可知，故：：1，
根据恒力做功公式的：
由图可知：s：：6
所以F：：1，故BC正确，AD错误．
故选：BC
点睛：由动能定理可得出汽车牵引力的功与克服摩擦力做功的关系，由v-t图像可得前后两段运动的位移比，由功的公式可求得牵引力和摩擦力的大小关系．
10.如图所示，可视为质点的、质量为m的小球，在半径为R的竖直放置的光滑圆形管道内做圆周运动，下列有关说法中正确的是
A. 小球能够到达最高点时的最小速度为0
B. 小球能够通过最高点时最小速度为
C. 如果小球在最高点时的速度大小为2，则此时小球对管道的内壁的作用力为3mg
D. 如果小球在最低点时的速度大小为，则小球通过最低点时对管道的外壁的作用力为6mg
【答案】AD
【解析】
【详解】圆形管道内壁能支撑小球，小球能够通过最高点时的最小速度为0，故A正确，B错误；如果小球在最高点时的速度大小为2，设管道对小球的弹力大小为F，方向竖直向下。由牛顿第二定律得：mg+F=m，v=2，代入解得F=3mg＞0，方向竖直向下，根据牛顿第三定律得知：小球对管道的弹力方向竖直向上，即小球对管道的外壁有作用力，故C错误；如果小球在最低点时的速度大小为，则重力和支持力的合力提供向心力，根据牛顿第二定律，有：N-mg=m，解得：N=mg+m=mg+m=6mg；根据牛顿第三定律，球对管道的外壁的作用力为6mg，故D正确。故选AD。
11.两实心小球甲和乙由同一种材料制成，甲球质量大于乙球质量。两球在空气中由静止下落，假设它们运动时受到的阻力与球的半径成正比，与球的速率无关。若它们下落相同的距离，则( )
A. 甲球用的时间比乙球长
B. 甲球末速度的大小大于乙球末速度的大小
C. 甲球加速度大小小于乙球加速度的大小
D. 甲球克服阻力做的功大于乙球克服阻力做的功
【答案】BD
【解析】
试题分析：设出小球的密度，写出质量的表达式，再结合题目的条件写出阻力的表达式，最后结合牛顿第二定律写出加速度的表达式．根据物体的加速度的关系结合运动学的公式判断运动的时间以及末速度；根据功的公式判断克服阻力做的功．
设小球的密度为，半径为r，则小球的质量为，重力，小球的加速度可知，小球的质量越大，半径越大，则下降的加速度越大，所以乙的加速度比较大，C正确；两个小球下降的距离是相等的，根据可知，加速度比较大的乙运动的时间短．故A正确；根据可知，加速度比较大的乙球末速度的大小大于甲球末速度的大小，故B错误；它们运动时受到的阻力与球的半径成正比，即，所以乙的阻力大，根据可知，乙球克服阻力做的功大于甲球克服阻力做的功，故D错误．
【此处有视频，请去附件查看】
12.如图所示，固定的倾斜光滑杆上套有一个质量为m的圆环，圆环与竖直放置的轻质弹簧一端相连，弹簧的另一端固定在地面上的A点，开始弹簧处于原长h，让圆环沿杆滑下，圆环滑到杆的底端时速度恰好为零，则在圆环下滑过程中（ ）
A. 圆环机械能守恒
B. 弹簧的弹性势能先增大后减小
C. 当圆环的动能最大时弹簧的弹性势能最大
D. 当圆环滑到杆的底端时弹簧的弹性势能为mgh
【答案】D
【解析】
圆环沿杆滑下，滑到杆的底端的过程中，重力和弹簧的拉力对环做功，因为有弹力做功，所以圆环的机械能不守恒，如果把圆环和弹簧组成的系统作为研究对象，则系统的机械能守恒，A错误；弹簧的弹性势能随弹簧的形变量的变化而变化，由图知弹簧先缩短后再伸长到原长，再伸长，故弹簧的弹性势能先增大再减小后增大，B错误；当圆环的速度为零时，环的重力势能全部转化为弹簧的弹性势能，此时弹簧的弹性势能最大，但速度为零，所以动能不是最大，C错误；圆环的机械能减少了mgh，那么弹簧的机械能即弹性势能增大mgh，D正确．
三、实验题探究题
13.某学习小组利用气垫导轨装置来探究“做功与物体动能改变的关系”, 图示为实验装置示意图. 利用气垫导轨上的光电门可测出滑块上的细窄挡光片经过时的挡光时间.重力加速度为,气垫导轨水平放置,不计滑轻和导轨摩擦.实验步骤如下:
A.测出挡光片的宽度为,滑块与挡光片的质量为;
B.轻细线的一端固定在滑块上,另一端绕过定滑轮挂上一砝码盘, 盘和砝码的总质量为,细绳与导轨行;
C.让滑块静止放在导轨左侧的某一位置,测出挡光片到光电门的距离为;
D.释放滑块,测出挡光片经过光电门的挡光时间为;
E.改变砝码的质量,保证滑块每次都在同一位置由静止释放,光电门可测得对应的挡光时间.
（1）滑块经过光电门时速度的计算式_____(用题目中所给的字母来表达)
（2）细线的拉力做功的表达式为_____,滑块的动能改变的表达式为 _____(用题目中所给的字母来表示)
（3）我们可以通过测得的多组数据来建立的关系图像来进行更准确的实验验证,则图示中哪一项更符合真实的实验情况（ ）
A.
B.
C.
【答案】 (1). (2). mgx (3). (4). 丙
【解析】
【分析】
(1)根据很短时间内，平均速度等于瞬时速度，即可求解；
(2)根据拉力做功表达式，以及熟练应用匀变速直线运动规律，即可求解；
(3)平衡摩擦力就是让小车在无拉力的作用下做匀速直线运动，让重力沿斜面的分力等于小车受到的摩擦力。
【详解】(1) 根据极短时间内的平均速度等于瞬时速度的大小，可知小物块经过光电门时速度的大小是；
(2) 由题意可知，细线的拉力做功，则即为盘和砝码对应重力做的功，即：mgx；
滑块的动能改变表达为；
(3) 该实验中保持小车质量M不变，
因此有：v2=2as，a=
而
所以重物质量m
增加不能远小于小车的质量时，直线在末端发生弯曲，则此结果对应于图中的图C。
【点睛】考查光电门测量瞬时速度的原理．
本实验与教材中的实验有所不同，但是根据所学物理知识，明确了实验原理，即可正确解答。
14.在“验证机械能守恒定律”的实验中采用重物自由下落的方法。
（1）某同学列举实验中用到的实验器材为：A.铁架台、B.打点计时器及复写纸片、C.纸带、D.秒表、E.低压交流电源、F.导线、G.重锤、H.天平，其中不必要的是___________。
（2）如果以为纵轴，以h为横轴，根据实验数据绘出的图线应是下图中的___________。
（3）在一次实验中，质量m的重物自由下落，在纸带上打出一系列的点（交流电频率50Hz），如图所示，长度单位cm，那么从起点O到打下记数点B的过程中重力势能减少量是__________J，此过程中物体动能的增加量___________g取，结果数据均保留至小数点后两位；通过计算，数值上_______（填“”“”或“”）。
【答案】 (1). DH； (2). C； (3). 0.50m； (4). 0.48m (5). >
【解析】
【详解】（1）本题是用打点计时器研究自由落体的机械能守恒，所以秒表不需要，实验最后验证的是是否成立，等式两边都有m，所以天平可以不用，因此不必要的器材为DH；
（2）如果以为纵轴，以h为横轴，根据实验数据绘出的图线应是过原点的倾斜直线，C正确；
（3）从起点O到打下记数点B的过程中重力势能减少量是，B点的速度为，此过程中物体动能的增加量，重物下落过程中由于空气阻力的作用，重力势能没有全部转化为动能，所以>
四、计算题
15.如图所示，竖直平面内轨道由直轨道AB和圆弧轨道BC组成，小球从斜面上A点由静止开始滑下，滑到斜面底端后又滑上一个半径为R=0.4m的圆轨道，
（1）若接触面均光滑．小球刚好能滑到圆轨道的最高点C，求斜面高h．
（2）若已知小球质量m=0.1kg，斜面高h=2m，小球运动到C点时对轨道压力为mg，求全过程中摩擦阻力做的功．
【答案】（1） （2）
【解析】
小球刚好到达C点，重力提供向心力，由牛顿第二定律得：
从A到C过程机械能守恒，由机械能守恒定律得：
解得：
在C点，由牛顿第二定律得：
从A到C 过程，由动能定理得：
解得：
【点睛】本题考查了动能定理以及向心力公式的应用，分析清楚小球的运动过程是解题的关键，应用牛顿第二定律、机械能守恒定律与动能定理可以解题，解题时要注意小球在C点受力情况的分析是关键．
16.如图所示，轻杆长为3L，在杆的A、B两端分别固定质量为m的球A和质量为2m的球B（A、B球均可视为质点），杆上距球A为L处的点O装在光滑的水平转动轴上，杆和球在竖直面内按如图方向转动，已知球B运动到最高点时（如图甲），球B对杆恰好无作用力.求：
（1）球B在最高点时，杆的角速度大小；
（2）球B在最低点时（如图乙），杆的角速度大小．
【答案】(1)；(2)
【解析】
【详解】（1）球B在最高点的时候，恰好对杆没有作用力，所以可知，，所以；
（2）将AB看成一个系统，根据题意可知系统机械能守恒，所以系统减少的重力势能等于增加的动能，且A和B的角速度相等，所以， ，可得
17.如图所示，竖直平面内，长为L=2m的水平传送带AB以v=5m/s顺时针传送，其右下方有固定光滑斜面CD，斜面倾角θ=37°，顶点C与传送带右端B点竖直方向高度差h=0．45m，下端D点固定一挡板．一轻弹簧下端与挡板相连，上端自然伸长至E点，且C、E相距0．4m．现让质量m=2kg的小物块以v0=2m/s的水平速度从A点滑上传送带，小物块传送至B点后飞出恰好落至斜面顶点C且与斜面无碰撞，之后向下运动．已知弹簧的最大压缩量为0．2m，物块所受空气阻力不计，取重力加速度g=10m/s2．求：
（1）传送带与小物块间的动摩擦因数μ；
（2）由于传送物块电动机对传送带所多做的功；
（3）弹簧的最大弹性势能．
【答案】（1）0．3（2）20J（3）32．2J
【解析】
【详解】将物块在C点的速度沿水平和竖直方向分解，则
则物块通过B点的速度为
由于，所以物块由A到B一直做匀加速运动，
在此过程中，物块的加速度为
由
解得
物块由A到B的运动时间
此过程传送带的位移
所以由于传送块电动机对传送带所做的功
物块到C点时的速度为
对物块，由C点运动到最低点的过程，
由能量守恒定律得 ；
代入解得弹簧的最大弹簧性势能
【点睛】本题是多过程问题，关键要熟练运用运动的分解法研究平抛运动，把握题目中隐含的条件：物块到达C点时速度沿斜面向下，明确能量守恒定律是求弹簧的弹性势能常用的方法．