云南省大理宾川县高平二中高一（下）月考物理试卷（7月）

2022-2023学年云南省大理宾川县高平二中高一（下）月考物理试卷（7月）
第I卷（选择题）
一、单选题（本大题共8小题，共32分）
1. 在抗洪抢险中，战士驾驶摩托艇救人。假设江岸是平直的，洪水沿江向下游流去，水流速度为，摩托艇在静水中的航速为以，战士救人的地点离岸边最近处的距离为，如果战士想在最短时间内将人送上岸，则摩托艇登陆的地点离点的距离为( )
A. B. C. D.
2. 如图所示，两小球、从同一高度分别以和的初速度水平抛出，都落在了倾角的斜面上的点，其中小球垂直打到斜面上，、两个小球打到斜面上时的速度大小分别为和，忽略空气阻力，，则( )
A. B. C. D.
3. 如图所示，运动员把质量为的足球从水平地面踢出，足球在空中达到的最高点的高度为，在最高点时的速度为，不计空气阻力，重力加速度为，下列说法中正确的是( )
A. 运动员踢球时对足球做功
B. 足球上升过程重力做功
C. 运动员踢球时对足球做功
D. 足球上升过程克服重力做功
4. 有关圆周运动的基本模型，下列说法正确的是( )
A. 如图甲，汽车通过凹形桥的最低点处于失重状态
B. 如图乙，小球固定在杆的一端，在竖直面内绕杆的另一端做圆周运动，小球的过最高点的速度至少等于
C. 如图丙，用相同材料做成的、两个物体放在匀速转动的水平转台上随转台一起做匀速圆周运动，，，转台转速缓慢加快时，物体最先开始滑动
D. 如图丁，火车转弯超过规定速度行驶时，内轨对外轮缘会有挤压作用
5. 如图所示是小张画的人造地球卫星轨道示意图，其中圆轨道、、的圆心均与地心重合，与赤道平面重合，与某一纬线圈共面，与某一经线圈共面。下列说法正确的是( )
A. 、、、都有可能是卫星的轨道
B. 轨道上卫星的线速度大于
C. 轨道上卫星的运行周期可能与地球自转周期相同
D. 仅根据轨道上卫星的轨道半径和角速度这两个量，就可以求出卫星质量
6. 年月日，“天问一号”着陆器安全“到站”，红色火星第一次留下了中国印迹。设探测器绕地球在轨道上做匀速圆周运动的半径为图，绕火星在轨道上做匀速圆周运动的半径为图。地球与火星的质量分别为、。则探测器分别在轨道和轨道上运动的周期之比为( )
A. B. C. D.
7. 如图所示，长为的轻杆末端固定一个小球，在竖直平面内做圆周运动，当地重力加速度为，则当小球运动到最高点时( )
A. 向心力一定只由重力提供
B. 受到杆的弹力不可能为零
C. 若速率为，则轻杆对小球有向上的支持力
D. 若速率为，则轻杆对小球有向下的拉力
8. 如图所示．有一个竖直放置的光滑型框架，质量相等的滑块、分别套在框架的水平杆和竖直杆上，两滑块用不可伸长的轻绳相连，两滑块均可视为质点．用手托住物体使、系统静止，使绳水平伸直．然后释放滑块，当细绳与竖直方向的夹角为时，滑块沿竖直杆下落的速度大小为，则连接的绳长为( )
A. B. C. D.
二、多选题（本大题共4小题，共16分）
9. 如图所示，倾斜放置的传送带以速度沿逆时针方向匀速转动，传送带的倾角为。一个可视为质点的物块轻放在传送带的上端点，物块在传送带上运动的图像如图所示，时刻，物块刚好运动到传送带下端点，则下列判断正确的是
A. 传送带对物块的摩擦力，一直是物块运动的动力
B. 物块与传送带间的动摩擦因数μ＜tanθ
C. AB间的距离为3v0t0
D. 传送带对物块做的功为
10. 如图所示，固定在水平面上的斜面体，其表面不光滑，顶端有光滑的定滑轮，斜面的右侧放有一块可绕顶端转动的光滑挡板，两个质量相等的滑块和分别放置在斜面和挡板上，二者通过细线和轻质弹簧相连，整个系统处于静止状态。现使挡板从与水平面成角的位置缓慢转动到水平位置，滑块始终静止不动，弹簧一直处于弹性限度内，下列说法正确的是( )
A. 挡板对滑块的弹力逐渐增大 B. 弹簧的弹性势能先减小后增加
C. 滑块受到的摩擦力一直减小 D. 斜面对滑块的作用力先减小后增大
11. 北斗卫星导航系统由地球同步静止轨道卫星、与同步静止轨道卫星具有相同周期的地球同步倾斜轨道卫星，以及比它们轨道低一些的中轨道卫星组成。假设它们均为圆轨道卫星，根据以上信息，下列说法正确的有( )
A. 可以发射一颗中轨道卫星，使其轨道平面和重庆所处纬线圈平面重合
B. 可以发射一颗倾斜地球同步轨道卫星，每天同一时间经过北京上空
C. 所有同步卫星绕地球运动的速率都一定小于中轨道卫星绕地球运动的速率
D. 中轨道卫星与同步轨道卫星相比，中轨道卫星所具有的周期较大
12. 如图甲所示，质量为的长木板静止在光滑的水平面上，其右端到竖直墙壁有一段距离，某时刻，质量为的小物块以的初速度滑上木板的左端。木板与墙壁碰撞时间很短且按原速率反弹，物块与木板之间的动摩擦因数为，取，它们运动的图像如图乙所示，下列说法正确的是
A. 物块与木板的质量之比为 B. 物块与木板之间的动摩擦因数为
C. 木板右端到墙壁的距离为 D. 物块相对木板运动的位移大小为
第II卷（非选择题）
三、实验题（本大题共2小题，共18.0分）
13. 某物理实验小组采用如图所示的装置研究平抛运动。
在该实验中，应采取下列哪些措施减小实验误差______
A.斜槽轨道末端切线必须水平
B.斜槽轨道必须光滑
C.应选用密度大、体积小的入射小球
某同学每次都将小球从斜槽的同一位置由静止释放，并从斜槽末端水平飞出。改变水平挡板的高度，就改变了小球在板上落点的位置，从而可描绘出小球的运动轨迹。该同学设想小球先后三次做平抛运动，将水平板依次放在图中、、的位置，且与的间距等于与的间距。若三次实验中小球从抛出点到落点的水平位移依次为、、，忽略空气阻力的影响，则下面分析正确的是______填选项前的字母。
A.
B.
C.
D.无法判断与的大小关系
另一同学通过正确的实验步骤及操作，在坐标纸上描出了小球水平抛出后的运动轨迹。部分运动轨迹如图所示，图中小格在水平方向与竖直方向上的长度均为，、和是轨迹图线上的个点，和之间、和之间的水平距离相等，重力加速度为，可求出小球从运动到所用的时间为___________，小球抛出时的水平速度为___________。
14. 利用图甲装置做“验证机械能守恒定律”实验。

为验证机械能是否守恒，需要比较重物下落过程中任意两点间的______。
A.动能变化量与势能变化量
B.速度变化量与势能变化量
C.速度变化量与高度变化量
实验中，先接通电源，再释放重物，得到图乙所示的一条纸带。在纸带上选取三个连续打出的点A、、，测得它们到起始点的距离分别为、、。已知当地重力加速度为，打点计时器打点的周期为。设重物的质量为。从打点到打点的过程中，重物的重力势能减少量______，动能变化量_________。
大多数学生的实验结果显示，重力势能的减少量大于动能的增加量，原因是______。
A.利用公式计算重物速度利用公式计算重物速度
C.存在空气阻力和摩擦阻力的影响没有采用多次实验取平均值的方法
四、计算题（本大题共3小题，共30.0分）
15. 游乐场的过山车可以底朝上在圆轨道上运行，游客却不会掉下来，如图甲所示。我们可以把它抽象成图乙所示的由曲面轨道和圆轨道平滑连接的模型不计摩擦和空气阻力。若质量为的小球从曲面轨道上的点由静止开始下滑，并且可以顺利通过半径为的圆轨道的最高点。已知点与点的高度差，求：
小球通过最低点时的速度；
通过点时圆轨道对小球的压力。
若小球在运动中需要考虑摩擦和空气阻力，当小球从点由静止开始下滑，且刚好能通过最高点，则小球从点运动到点的过程中克服摩擦和空气阻力所做的功为多少？
16. 如图所示，鼓形轮的半径为，可绕固定的光滑水平轴转动在轮上沿相互垂直的直径方向固定四根直杆，杆上分别固定有质量为的小球，球与的距离均为在轮上绕有长绳，绳上悬挂着一重物重物由静止下落，带动鼓形轮转动重物落地后鼓形轮匀速转动，转动的角速度为绳与轮之间无相对滑动，忽略鼓形轮、直杆和长绳的质量，不计空气阻力，重力加速度为求：
重物落地时，小球线速度和重物速度的大小；
重物落地后一小球转到水平位置，此时该球受到杆的作用力的大小；
重物落地后竖直两根杆对水平轴作用力的大小和方向。
17. 如图所示，有、、三个物块，一根轻绳绕过光滑的轻质定滑轮，两端分别连接物块与物块，物块的下面通过轻绳与物块连接，物体和的质量均为，物块的质量为，物块锁定在光滑的斜面上的点点离滑轮足够远，斜面倾角为，轻绳始终平行于斜面。物块与物块之间的轻绳长度为，初始时离地的高度也为。解除对物体的锁定，物块开始运动．设物块可视为质点，物块与物块落地后不反弹，重力加速度大小为求：
刚上升时的加速度；
上升过程的最大速度；
能上升的最高位置离点的距离。
答案和解析
1.【答案】
【解析】
【分析】
摩托艇在水中参与两个运动，一是摩托艇在静水中的运动，另一个是沿水向下漂流，当摩托艇垂直于河岸方向航行时，到达岸上的时间最短，由速度公式的变形公式求出到达河岸的最短时间，然后求出摩托艇登陆的地点到点的距离。
知道摩托艇在水中参与了两个方向的运动，当垂直向对岸运动时，时间最短，即可正确解题。
【解答】
当摩托艇垂直向对岸运动时时间最短，
因此摩托艇登陆的最短时间：
登陆时到达点的距离：
，故ABD错误，C正确。
故选C。

2.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查了平抛运动规律的应用，认真审题、理解题意，知道两球的运动时间相等是解题的前提，解决本题的关键掌握平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上做自由落体运动，结合运动学公式进行求解。
【解答】、两球抛出后都做平抛运动，两球从同一高度抛出落到同一点，它们在竖直方向的位移相等，
小球在竖直方向做自由落体运动，由于竖直位移相等，据可得其运动时间
对于小球，有，解得：
对于小球，其垂直打在斜面上，则有，解得：
则，故，故B正确，A错误；
、小球落到斜面上的速度大小，小球落到斜面上的速度大小，则，故CD错误。
故选：。
3.【答案】
【解析】
【分析】
根据动能定理，足球动能的初始量等于运动员做的功；小球在运动过程中，只有重力做功，机械能守恒，运用机械能守恒求解足球在最高点位置处的动能。
本题可以对踢球的过程运用动能定理，小球动能的增加量等于运动员做的功；同时小球离开脚后，由于惯性继续飞行，只有重力做功，机械能守恒。
【解答】
足球被踢起后在运动过程中，只受到重力作用，只有重力做功，足球的机械能守恒，足球到达最高点时，机械能为，由于足球的机械能守恒，则足球刚被踢起时的机械能为，足球获得的机械能等于运动员对足球所做的功，因此运动员对足球做功，故A错误，C正确；
足球上升过程重力做功，足球上升过程中克服重力做功，故BD错误；
故选C。

4.【答案】
【解析】
【分析】
分析每种模型的受力情况，根据合力提供向心力求出相关的物理量，进行分析即可。
此题考查圆周运动常见的模型，每一种模型都要注意受力分析找到向心力，从而根据公式判定运动情况。
【解答】
A.汽车过凹桥最低点时，加速度的方向向上，处于超重状态，故A错误；
B.小球在竖直面内绕杆的另一端做圆周运动，杆不仅提供拉力也可以提供支持力，所以小球的过最高点的速度只要大于零即可，故B错误；
C.物体放在匀速转动的水平转台上随转台一起做圆周运动，摩擦力充当向心力，最大角速度对应最大静摩擦力：，即：
所以最先开始滑动，故C正确；
D.火车转弯超过规定速度行驶时，重力和支持力的合力不够提供向心力，外轨对外轮缘会有向内侧的挤压作用，故D错误。
故选C。

5.【答案】
【解析】解：、卫星运动过程中的向心力由万有引力提供，故地球必定在卫星轨道的中心，即地心为圆周运动的圆心，因此轨道是不可能的，故A错误；
B、根据卫星的线速度公式可知，只有当卫星的轨道半径与地球的球体半径相等时，线速度最大为，所以轨道上的卫星的线速度小于，故B错误；
C、轨道上卫星的运行周期可能与地球自转周期相同，但不是地球同步卫星，故C正确；
D、根据得地球质量，卫星的质量被消去，可见不能求出卫星的质量，故D错误。
故选：。
卫星绕地球做匀速圆周运动，是靠万有引力提供向心力，万有引力的方向指向地心，故圆周运动的圆心为地心；
第一宇宙速度是卫星做匀速圆周运动时最大的环绕速度；
卫星的运行周期与地球自转周期相同不一定是同步卫星；
环绕卫星绕中心天体运动，可以求出中心天体质量，但不能求出环绕卫星质量。
6.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查了万有引力定律及其应用，要熟记万有引力的公式和圆周运动的一些关系变换式，解题依据为万有引力提供向心力。
根据万有引力提供向心力即可解得。
【解答】
根据万有引力提供向心力可知：
可得
则
故选C。
7.【答案】
【解析】
【分析】
杆模型中，小球在最高点的最小速度可以是，当时杆对球的弹力为零，当时杆对球的力为拉力，当时杆对球的力为支持力．
本题考查了牛顿第二定律和向心力公式的运用，关键搞清向心力的来源，运用牛顿定律进行求解。
【解答】
A.当最高点速度不等于时，弹力不为零，向心力由重力和弹力的合力提供，故A错误；
当最高点速度时杆对球的弹力为零，重力提供向心力，故BC错误；
D.若速率为，向心力，拉力和重力的合力提供向心力，故杆的拉力为，向下，故D正确。
故选D。

8.【答案】
【解析】
【分析】
将、的速度分解为沿绳的方向和垂直于绳子的方向，根据两物体沿绳子方向的速度相等，求出的速度，再根据系统机械能守恒，求出下降的高度，从而求出的绳长．
解决本题的关键会对速度进行分解，以及知道组成的系统机械能守恒；能根据机械能守恒定律列式求解．
【解答】
将、的速度分解为沿绳的方向和垂直于绳子的方向，两物体沿绳子方向的速度相等，有：，所以：
组成的系统机械能守恒，有：，所以：
绳长故D正确，、、C错误．
故选：．
9.【答案】
【解析】
【分析】
开始物块受重力、支持力、向下的摩擦力，做匀加速运动，摩擦力是动力，物块速度与传送带速度相等后，摩擦力沿传送带向上，做加速度较小的匀加速运动，摩擦力是阻力；根据牛顿第二定律结合v-t图象及动能定理分析动摩擦因数、传送带对物块做功情况。
本题考查了动力学中的多过程、传送带问题及图像信息题，对学生的综合分析能力要求较高，关键是能够从v-t图象得出相关信息。
【解答】
A.由图2可知，物块在t0时刻前摩擦力是动力，t0时刻后摩擦力是阻力，故A错误；
B.t0时刻后，，即，因此有，故B正确；
C.传送带的长，故C正确；
D.0~t0时间内，，t0以后，，解得
根据动能定理，
解得，故D正确。
故选BCD。
10.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查了动态平衡分析问题，关键要抓住物块受力平衡，任意两个力的合力与第三个力等大反向，运用图解法分析和的变化情况。
分别对与进行受力分析，根据平衡条件求出滑块受到的支持力与拉力的变化，分析滑块所受摩擦力方向和斜面对的作用力的大小变化情况。
【解答】
A.设挡板与水平面角度为，则挡板对滑块的弹力为，由一直变为，则增大，故A正确；
B.细线上的拉力为，由一直变为，则拉力减小，弹簧伸长量减小，弹簧对外做正功，弹性势能减小，故B错误；
C.初始时，对滑块，弹簧弹力为，滑块的重力沿左侧斜面向下的分力大小为，则，所以静摩擦力沿斜面向下。由变为的过程中，静摩擦力先减小后反向增大，故C错误；
D.斜面对物块的作用力就是静摩擦力和支持力的合力，大小为 其中静摩擦力大小先变小后变大，所以斜面对滑块的作用力先减小后增大，故D正确。
11.【答案】
【解析】
【分析】
根据万有引力提供向心力列式，可知卫星的轨道半径越大，向心加速度越小，线速度越小，周期越大；地球的同步卫星相对于地球是静止的，由此分析。
解决本题的关键要掌握万有引力提供向心力这一基本思路，通过列式分析速度、加速度和周期的关系，要明确同步卫星的轨道特点。
【解答】
A.由于中轨道卫星，其轨道平面与纬线圈平面有一定夹角，且做匀速圆周运动的向心力指向地心，则不可能发射一颗中轨道卫星，使其轨道平面和重庆所处纬线圈平面重合，故A错误；
B.倾斜地球同步轨道卫星的周期也与地球的自转周期相同，每过都运动一圈，则每天同一时间经过北京上空，B正确；
C.根据万有引力提供向心力，则有 ， 解得 ，因有同步卫星的轨道半径比中轨道卫星的轨道半径大，故所有同步卫星绕地球运动的速率都一定小于中轨道卫星绕地球运动的速率，C正确；
D.据万有引力提供向心力，则有 ，解得 ，因有同步卫星的轨道半径比中轨道卫星的轨道半径大，故中轨道卫星的周期较小，D错误。
故选BC。

12.【答案】
【解析】
【分析】
根据图像确定两者的加速度；结合牛顿第二定律可求两者的质量之比和物块与木板之间的动摩擦因数；根据图像可判断木板匀加速运动即被弹回；根据图像分析物块相对木板运动的位移。
【解答】
根据图像可知开始时物块和木板的加速度大小分别为，，，由牛顿第二定律，对物块有，对木板有，解得物块与木板的质量之比为：：，它们之间的动摩擦因数，A错误，B正确
C.分析知，木板右端到墙壁的距离，C错误
D.分析可知物块跟木板最终达到共同速度，物块没有从木板上摔下来，根据图像可知，，即物块相对木板运动的位移为，D正确。
13.【答案】；；，。
【解析】
【分析】
本题主要考查了平抛运动的实验，注意解决以下问题：在实验中如何实现让小球做平抛运动是关键，因此实验中关键是斜槽末端槽口的切线保持水平及固定后的斜槽要竖直；解决本题的关键是知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，结合运动学公式进行分析；对平抛运动的考查要注意水平速度及时间的求法，掌握好平抛运动的处理规律。
根据实验的原理以及操作中的注意事项确定不正确的操作步骤；
平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上做自由落体运动，比较竖直方向上下落相同位移的时间关系，从而比较出水平位移的关系；
根据竖直方向运动特点，求出物体运动时间，根据匀变速直线运动中中间时刻的瞬时速度大小等于该过程中的平均速度大小可以求出在竖直方向上的速度大小，根据可以求出从抛出到点的时间，根据平抛运动规律进一步求出结果。
【解答】
为了保证小球的初速度水平，斜槽的末端应调节水平，故A正确；
B.为了保证小球的初速度相等，每次让小球从斜槽的同一位置由静止释放，但斜槽轨道是不是光滑没有影响，故B错误；
C.为了减小小球运动的空气阻力，可以选用应选用密度大、体积小的入射小球，故C正确；
故选：。
因为平抛运动在竖直方向上做自由落体运动，下落的速度越来越快，则下落相等位移的时间越来越短，水平方向上做匀速直线运动，所以，故C正确，ABD错误。
因两段对应的水平距离相等，故两段运动的时间相等，而竖直位移分别为和；
故在竖直方向由可得：；
水平速度为：。
14.【答案】 ， ， ，
【解析】略
15.【答案】解：设小球在最低点的速度为，由动能定理得：
解得：
小球在点的速度为，设轨道对小球的弹力为。
由动能定理得：
由向心力定义和牛顿第二定律得：
联立得：
设小球刚好在点的速度为，则：

解得：
小球从点运动到点的过程中，由动能定理得

得：
所以小球克服阻力做功为

【解析】见答案
16.【答案】根据线速度和角速度的关系可知，重物落地后，小球线速度的大小为：，重物速度的大小为：；
重物落地后一小球转到水平位置，此时小球的向心力为：
此时小球受到的向心力等于球受到杆的作用力与球重力的合力，如图所示；
根据几何关系可得：
上杆表现为拉力，对上球
对下球
由牛顿第三定律知两根杆对水平轴的作用力为，方向竖直向下
上杆表现为支持力，对上球
对下球
由牛顿第三定律知两根杆对水平轴的作用力为，方向竖直向下。
答：
重物落地后，小球线速度的大小为，重物速度的大小为：；；
重物落地后一小球转到水平位置，此时该球受到杆的作用力的大小为；
上杆表现为拉力时，两根杆对水平轴的作用力为，方向竖直向下；上杆表现为支持力时，两根杆对水平轴的作用力为，方向竖直向下。
【解析】本题主要是考查圆周运动的知识，弄清楚重物和小球的运动情况，根据线速度与角速度的关系、牛顿第二定律进行解答即可。
根据线速度和角速度的关系求解小球线速度的大小；
根据向心力的计算公式求解小球的向心力大小，再根据力的合成方法求解此时该球受到杆的作用力的大小；
分析两种情况，当上杆表现为支持力或拉力时，分别对上球和下球列牛顿第二定律，根据牛顿第三定律可求得两根杆对水平轴的作用力大小和方向。
17.【答案】解：
解除对的锁定后，加速上升，和加速下降，加速度大小相等，设轻绳对和的拉力大小为，由牛顿第二定律得：
对：
对、：
联立解得：
当物块刚着地时，的速度最大为，从刚开始上升到刚着地的过程，
由机械能守恒定律得：
解得： ；
设落地后沿斜面继续上升时速度为零，此时下降未接触地面，和组成的系统满足械能守恒定律得：
联立解得 ，由于，不会触地，
所以能上升的最高位置离点的距离 。

【解析】利用牛顿第二定律进行求解；
整体根据机械能守恒定律列方程；
作为整体根据机械能守恒定律列方程；
本题题属于机械能守恒结合牛顿第二定律的题目，在解答的过程中要注意研究对象的选取以及运动过程的选取。