辽宁省本溪市本溪县中2022-2023学年高一下学期4月月考物理试题（含解析）

本溪县中2022-2023学年高一下学期4月月考
物理试题
一、选择题（本题共10小题，共46分．在每小题给出的四个选项中，第1~7题中只有一项符合题目要求，每小题4分，第8~10题有多项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分）
1．对于开普勒行星运动定律的理解，下列说法中正确的是（ ）
A．开普勒三大定律仅适用于太阳系中行星的运动
B．开普勒第二定律表明，行星离太阳越远，速度越大
C．月亮绕地球运动的轨道是一个标准的圆，地球处在该圆的圆心上
D．开普勒第三定律中，月亮绕地球运动的k值与地球绕太阳运动的k值不同
2．一端固定的轻质弹簧处于原长，现用互成角度的三个力、、拉弹簧的另一端至O点，如图所示，在此过程中力、、分别做了6J、8J、-5J的功；换用另一个力F仍将弹簧拉至O点，则该过程中F所做的功是（ ）
A．9J B．11J C．14J D．19J
3．如图所示，“V”字形的挡板夹角为，OA沿竖直方向，将一光滑的小球放在两挡板之间，则挡板OA、OB对小球的作用力大小之比为（ ）
A． B． C．1∶2 D．2∶1
4．质量为m的物体在恒力F的作用下速度由减小到最小值v（v不为零），然后逐渐增大，则物体的速度由减小到v所用时间为（ ）
A． B． C． D．
5．如图所示，弹簧下端固定，上端连接一小球静止在光滑斜面上，用一外力沿斜面向下按压小球，弹簧压缩至最大后撤去外力．小球从最低点运动到最高点的过程中（不考虑往复运动，弹簧在弹性限度内），下列说法正确的是（ ）
A．小球的重力势能减小 B．弹簧的弹性势能先减小后增大
C．弹簧的弹力始终对小球做正功 D．小球的加速度先增大后减小
6．如图所示为发球机将一网球水平射出后的轨迹，其中A为出射点，网球从A到B、B到C所花时间相同，不计空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A．网球从A到B、B到C过程中重力做功之比为1∶3
B．网球从A到B、B到C过程中重力做功之比为1∶2
C．网球在A处的重力势能是其在B处的重力势能的倍
D．网球在B时重力的功率是其在C时重力的功率的2倍
7．一电动公交车从静止开始以恒定加速度启动在平直公路上做直线运动，输出功率达到额定功率后保持不变，其速度一时间图像如图所示，t=30s时发动机因故障熄火，此后公交车滑行至停止．已知公交车的总重量为10t，且整个过程中公交车受到的阻力恒定不变，则下列说法正确的是（ ）
A．公交车受到的阻力大小为
B．在前5s内，发动机提供的牵引力大小为
C．在第30s末，发动机的输出功率为
D．公交车匀加速阶段运动的时间为12s
8．如图所示，运动员把质量为m的足球从水平地面踢出，足球在空中达到最高点的高度为h，不计空气阻力，重力加速度为g．下列说法正确的是（ ）
A．足球在最高点的重力势能为mgh
B．足球从被踢出至运动到最高点的过程中，重力势能增加了mgh
C．足球从被踢出至运动到最高点的过程中，动能减小了mgh
D．足球运动到最高点时，重力的瞬时功率最大
9．新一代载人运载火箭的研制将使我国具备在2030年前载人登陆月球的能力，若在将来某次登月过程中，先将一个载人飞船送入环月球圆轨道Ⅲ，飞船绕月球运行多圈后，然后经点火使其沿椭圆轨道Ⅱ运行，最后再次点火将飞船送入圆轨道Ⅰ，轨道Ⅰ、Ⅱ相切于Q点，轨道Ⅱ、Ⅲ相切于P点，下列说法正确的是（ ）
A．飞船在P点应点火加速使飞船从轨道Ⅲ进入轨道Ⅱ
B．飞船在Q点的加速度大于在P点的加速度
C．飞船在轨道Ⅰ上的角速度大于在轨道Ⅲ上的角速度
D．飞船从轨道Ⅱ上的P点运动到Q点的过程中，速度逐渐减小
10．如图所示，一倾斜的圆筒绕固定轴以恒定的角速度转动，圆筒的半径r=1m．筒壁内有一小物体与圆筒始终保持相对静止，小物体与圆筒间的动摩擦因数为（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力），转动轴与水平面间的夹角为60°，重力加速度g取，则的值可能是（ ）
A． B． C． D．
二、实验题（本题共2小题，共14分）
11．（6分）某同学在验证牛顿第二定律时，设计的实验装置如图甲所示，实验步骤如下：
a．取下细绳，将纸带挂在小车上并将长木板的右端适当垫高；
b．挂上细绳，保持小车的质量不变，依次增加托盘中砝码的个数，记录相应的数据；
c．保持托盘中砝码的个数不变，依次增加小车中砝码的个数，记录相应的数据．
回答下列问题：
（1）a中将长木板的右端适当垫高，该操作是为了________．
（2）某次实验时，得到的纸带如图乙所示，图中相邻两点的时间间隔为0.1s，长度单位为________cm，则本次操作时小车的加速度大小为________．（计算结果保留两位小数）
（3）如果按照以上的操作，在b中取纵坐标表示小车的加速度a，横坐标表示托盘以及盘中砝码的总质量m，则描绘的图像下列可能正确的是________．
A． B． C． D．
12．（8分）某实验小组用如图所示的装置探究“影响向心力大小的因素”．长槽上的挡板B到转轴的距离是挡板A的2倍，长槽上的挡板A和短槽上的挡板C到各自转轴的距离相等．转动手柄使长槽和短槽分别随变速塔轮匀速转动，槽内的球就做匀速圆周运动，挡板对球的压力提供了向心力，球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力筒下降，从而露出标尺，根据标尺上的等分格可以粗略计算出两个球所受向心力的比值．
（1）下列实验的实验方法与本实验相同的是________．（填写正确选项前的字母）
A．伽利略对自由落体的研究
B．探究牛顿第二定律
C．验证力的平行四边形定则
（2）在探究向心力的大小与做圆周运动物体质量的关系时，应选择两个质量________（选填“相同”或“不同”）的小球，分别放在挡板C与________（选填“挡板A”或“挡板B”）处，同时选择半径________（选填“相同”或“不同”）的两个塔轮．
（3）在探究向心力的大小与圆周运动角速度的关系时，将两个质量相同的小球，分别放在挡板C与挡板A位置，转动时发现左、右标尺上露出的红白相间的等分格数之比约为1∶4，则皮带放置的左、右两边塔轮的半径之比为________．
三、计算题（本题共3小题，共计40分．解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤．只写出最后答案的不能得分．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）
13．（12分）一物块以速度从水平地面上的C点出发，最后刚好停在倾角的斜面上的A点．已知、，斜面和水平面在B点平滑连接，物块与水平地面间的动摩擦因数，重力加速度g取．求：
（1）物块运动到B点时的速度大小；
（2）物块与斜面间的动摩擦因数．
14．（12分）2021年5月，“天问一号”火星探测器成功登陆火星，同时“天问一号”环绕器在距火星表面高h的轨道运行，已知火星半径为R，火星表面的重力加速度为，火星视为均质球体，引力常量为G．求：
（1）火星的密度：
（2）“天问一号”环绕器所在轨道的重力加速度大小；
（3）“天问一号”环绕器在轨运行速度大小．
15．（16分）如图所示，一质量的小物块从半径R=0.45m的竖直圆弧管道ABC的最高点C射出，刚好无碰撞进入倾角、长L=2.75m的传送带顶端D点，D点与圆弧的A点等高，传送带底端固定有挡板．已知传送带以的速度顺时针匀速转动，小物块与传送带之间的动摩擦因数为0.5，重力加速度g取，小物块与挡板碰撞时间极短且碰撞前后速度大小不变，不计空气阻力，，．
（1）求小物块在C点时对圆轨道的压力；
（2）试通过计算判断小物块是否能返回到D点？若能，求出小物块从C点抛出到返回到D点所用的时间；若不能，求出小物块从C点返回到最高点所用的时间．
本溪县中2022-2023学年高一下学期4月月考 物理试题
参考答案、提示及评分细则
1．D 开普勒三大定律不仅仅适用于太阳系中行星的运动，也适合于宇宙中其他天体的运动，选项A错误；行星绕太阳运动时，行星离太阳越远，速度越小，选项B错误；月亮绕地球运动的轨道是一个椭圆，地球处在椭圆的其中一个焦点上，选项C错误；k值与中心天体的质量有关，选项D正确．
2．A 功是标量，这两个过程中，力F做的功和三个力做功的代数和相同，则，选项A正确．
3．A 对小球进行受力分析，则有，选项A正确．
4．C 物体做类斜上抛运动，由牛顿第二定律可得F=ma；在平行于恒力F的方向上物体的初速度大小为，又，解得，选项C正确．
5．B 小球高度上升，重力势能增大，选项A错误；弹簧的形变量先减小后增大，则弹性势能先减小后增大，选项B正确；弹簧的弹力先做正功，后做负功，选项C错误；由牛顿第二定律知，小球的加速度先减小后增大，选项D错误．
6．A 由平抛运动规律知，，由W=mgh知网球从A到B、B到C过程中重力做功之比为1∶3，选项A正确，B错误；由于未选取零势能参考面，无法比较重力势能大小的关系，选项C错误；网球在B点时，在C点时，由重力的功率P=mgv可知，网球在B时重力的功率是其在C时重力的功率的倍，选项D错误．
7．B 由图像知，在30~50s内，公交车的加速度，由牛顿第二定律有，解得，选项A错误；在前5s内，公交车的加速度，由牛顿第二定律，有，得，选项B正确；在第30s末，公交车的输出功率为，选项C错误；在匀加速阶段，当公交车输出功率达到额定功率时，，又，解得t=10s，选项D错误．
8．BC 由于未选取零势能参考面，重力势能无法确定，选项A错误；足球从被踢出运动到最高点的过程中，高度增加了h，则重力势能增加了mgh，选项B正确；足球从被踢出运动到最高点的过程中，由动能定理有，选项C正确；运动到最高点时，竖直方向速度为零，重力的瞬时功率为零，选项D错误．
9．BC 飞船在P点应点火减速使飞船做近心运动，从轨道Ⅲ进入轨道Ⅱ，选项A错误；由可知，到月心的距离越大，加速度越小，选项B正确；由可知，飞船在轨道Ⅰ上的角速度大于在轨道Ⅲ上的角速度，选项C正确；飞船从轨道Ⅱ上的P点运动到Q点的过程中，速度逐渐增大，选项D错误．
10．CD 当物块在轨迹的最高点时，受力分析如图：其中沿桶壁的方向：，垂直于桶壁的方向：，联立可得：，选项C、D正确．
11．（1）平衡摩擦力 （2）1.50 （3）B
解析：（1）把木板一侧垫高的目的是平衡摩擦力，在不挂槽码的情况下使小车恰好做匀速运动，以使小车的重力沿木板面的分力和摩擦力平衡，那么小车所受的合力就是绳子的拉力；
（2）由题意可知，两计数点间时间间隔为T=0.1s，由逐差法可得，小车加速度大小为，代入数据解得；
（3）由于操作a已经平衡了摩擦力，则由得，当m远远小于M时图像为过原点的倾斜直线，随着m的增加，图像后来发生弯曲，B正确．
12．（1）B （2）不同 挡板A 相同 （3）2∶1
解析：（1）本实验采用的是控制变量法，与探究牛顿第二定律采用的方法相同，选项B正确．
（2）在探究向心力的大小与圆周运动物体质量的关系时，应改变质量，保证角速度和半径相同，则应选择两个质量不同的小球，分别放在挡板C与挡板A处，同时选择半径相同的两个塔轮．
（3）设皮带放置位置的左、右两边塔轮的半径分别为、，由，知左右两边的角速度大小之比，又塔轮边缘线速度大小相同，由得皮带放置位置的左、右两边塔轮的半径之比．
13．解：（1）设物块质量为m，物块在水平面上运动时，由牛顿第二定律有
由运动学规律有
解得
（2）物块在斜面上运动时，由运动学规律有
由牛顿第二定律有
解得
14．解：（1）火星表面上的物体由
又，
解得
（2）
解得
（3）由
解得
15．解：（1）小物块从C点到D点过程中，做平抛运动，由平抛运动规律有
在D点时，有
在C点时有
由牛顿第三定律有
解得，方向竖直向上
（2）在D点时，
D到E过程中，有
且
解得，则小物块从E反向后做加速度大小为的匀减速运动，根据对称性可知，小物块可以返回D点
C到D过程中，
D到E过程中，
总时间
解得