浙江省杭州市學軍余杭學校2023-2024學年高一下學期3月月考物理試題

物理一、單選題（本題共13小題，每小題3分，共39分。）1.下列各組物理量均屬于矢量的一組是（）A.位移、路程 B.向心力、角速度C.時間、向心加速度 D.線速度、速率【答案】B【解析】【詳解】矢量既有大小又有方向，運算法則符合平行四邊形法則，標量只有大小沒有方向，運算法則符合代數(shù)運算法則。A．位移是矢量，路程標量，故A錯誤；B．向心力、角速度均是矢量，故B正確；C．時間是標量，向心加速度矢量，故C錯誤；D．線速度是矢量，速率是標量，故D錯誤。故選B。2.中國游泳運動員張雨霏在杭州亞運會中共獲得6枚金牌并打破四個項目的賽會紀錄。如圖為張雨霏在女子200米蝶泳決賽中的颯爽英姿，最終以2分05秒57摘得金牌。泳池的賽道長為50米。下列說法正確的是（）A.“2分05秒57”指的是張雨霏的奪金時刻B.張雨霏在加速階段比勻速階段慣性小C.判定張雨霏比賽動作是否犯規(guī)時可以將她看成質(zhì)點D.張雨霏整個比賽過程的平均速度為零【答案】D【解析】【詳解】A．“2分05秒57”指的是張雨霏的奪金所用的時間，選項A錯誤；B．慣性只與質(zhì)量有關(guān)，與運動狀態(tài)無關(guān)，選項B錯誤；C．判定張雨霏比賽動作是否犯規(guī)時，他的大小形狀不能忽略，不可以將她看成質(zhì)點，選項C錯誤；D．張雨霏整個比賽過程的位移為零，則平均速度為零，選項D正確。故選D。3.為了形象生動地說明圓周運動的運動規(guī)律，

教科書設(shè)置了許多插圖，下列關(guān)于插圖的表述正確的是（）A.圖甲旋轉(zhuǎn)木馬工作時，越靠外側(cè)的木馬線速度越小B.圖乙軌道外軌高于內(nèi)軌，火車轉(zhuǎn)彎時鐵軌對火車的支持力提供向心力C圖丙空中飛椅游戲中，外排飛椅向心加速度更大D.圖丁脫水機工作時，衣服中的水珠在離心力的作用下從桶孔飛出【答案】C【解析】【詳解】A．圖甲旋轉(zhuǎn)木馬工作時，各個木馬同軸轉(zhuǎn)動，角速度相同，由，可知越靠外側(cè)的木馬線速度越大，故A錯誤；B．圖乙軌道外軌高于內(nèi)軌，火車轉(zhuǎn)彎時鐵軌對火車的支持力與重力的合力提供向心力，故B錯誤；C．圖丙空中飛椅游戲中，由，可知外排飛椅向心加速度更大，故C正確；D．圖丁脫水機工作時，衣服中的水在轉(zhuǎn)動時所受附著力及摩擦力的合力提供向心力，當合力小于所需要的向心力時，做離心運動，水被甩出，并不是受離心力，故D錯誤。故選C。4.如圖（1）所示是“人的反應(yīng)時間測量尺”制作方法，甲同學手持刻度尺上端A，乙同學手放在尺最下端0刻度線B處，當乙同學發(fā)現(xiàn)甲同學釋放尺便立即捏住尺，讀出捏住的刻度，此過程中乙同學的手在豎直方向不移動，下列說法正確的是（）A.尺受到甲對它的壓力，是由于尺發(fā)生形變產(chǎn)生的B.圖（1）中甲捏得越緊，尺受到的摩擦力越大C.圖（2）為乙同學捏住的位置，乙的反應(yīng)時間為0.45sD.圖（4）是較為合理的反應(yīng)時間測量尺標度【答案】D【解析】【詳解】A．尺受到甲對它的壓力，是由于甲同學的手發(fā)生形變產(chǎn)生的，A錯誤；B．圖（1）中尺子靜止時，受到的摩擦力是靜摩擦力，大小等于它的重力，與甲捏得松緊無關(guān)，B錯誤；C．根據(jù)可知乙同學的反應(yīng)時間C錯誤；D．自由落體運動，下落的運來越快，相同的時間內(nèi)，位移越來越大，圖（4）是較為合理的反應(yīng)時間測量尺標度，D正確。故選D。5.2023年10月26日11時14分，搭載神舟十七號載人飛船的長征二號遙十七運載火箭在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射。某同學在收看直播時，分別在點火時和點火9秒時截圖，如圖所示。已知火箭起飛重量為480噸，火箭全長58.34米，請估算這個階段火箭受到的平均推力約為（）A. B. C. D.【答案】D【解析】【詳解】由圖可知火箭9s時間上升約80m距離，根據(jù)位移—時間公式可知解得m/s2根據(jù)牛頓第二定律有解得故選D。6.如圖所示，在雜技表演中，表演者頂著桿沿水平地面向右勻速運動與此同時猴子從A點開始沿豎直桿向上做勻加速運動，最終達到B點。若以地面為參考系，猴子從A點到B點的運動軌跡可能是圖中的（）A.曲線1 B.曲線2 C.直線3 D.曲線4【答案】D【解析】【詳解】由題意，小猴子從A點到B點沿水平方向為勻速直線運動，加速度為零；沿桿向上做勻加速直線運動，加速度向上，故小猴子的實際加速度豎直向上；初速度與加速度不在一條直線上，所以小猴子的運動軌跡為向上彎曲的曲線。故選D。7.在物理學的發(fā)展過程中，很多科學家做出了巨大的貢獻，則下列說法中符合史實的是（）A.伽利略通過觀測、分析計算發(fā)現(xiàn)了行星的運動規(guī)律B.開普勒利用他精湛的數(shù)學經(jīng)過長期計算分析，最后終于發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律C.卡文迪許第一次在實驗室里測出了萬有引力常量G而被稱為測出地球質(zhì)量第一人D.牛頓用扭秤實驗，測出了萬有引力常量，這使用了微小作用放大法【答案】C【解析】【分析】【詳解】A．開普勒通過觀測、分析計算發(fā)現(xiàn)了行星的運動規(guī)律，選項A錯誤；B．牛頓利用他精湛的數(shù)學經(jīng)過長期計算分析，最后終于發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律，選項B錯誤；C．卡文迪許第一次在實驗室里測出了萬有引力常量G而被稱為測出地球質(zhì)量第一人，選項C正確；D．卡文迪許用扭秤實驗，測出了萬有引力常量，這使用了微小作用放大法，選項D錯誤。故選C。8.如圖是頻閃照相機拍攝的籃球離開手后在空中的運動軌跡，忽略空氣阻力，下列說法正確的是（）A.籃球離開手瞬間的加速度為0B.籃球經(jīng)過軌跡最高點時的速度為0C.籃球經(jīng)過A點處受到的合外力方向沿軌跡的切線方向D.籃球從離開手到落入籃筐過程中速度變化量的方向始終豎直向下【答案】D【解析】【詳解】A．籃球離開手瞬間的加速度為g，故A錯誤；B．籃球經(jīng)過軌跡最高點時水平方向仍有速度，速度不為0，故B錯誤；C．忽略空氣阻力，籃球經(jīng)過A點處受到的合外力方向豎直向下，故C錯誤；D．籃球從離開手到落入籃筐過程中速度變化量方向為加速度方向，始終豎直向下，故D正確。故選D。9.如圖所示，修正帶是通過兩個齒輪的相互咬合進行工作的，其原理可簡化為圖中所示的模型。A、B是轉(zhuǎn)動的大、小齒輪邊緣的兩點，C是大輪上的一點。若大輪半徑是小輪的兩倍，C為大輪半徑的中點，則A、B、C三點（）A.線速度之比是1：1：2 B.角速度之比是1：2：2C.向心加速度之比是4：2：1 D.轉(zhuǎn)動周期之比是2：1：1【答案】C【解析】【分析】【詳解】由于是齒輪傳動可知由于B、C在同一個輪上，因此A．根據(jù)可得因此A錯誤；B．根據(jù)可得因此B錯誤；C，根據(jù)因此C正確；D．根據(jù)可得D錯誤。故選C。10.如圖所示，a為地球赤道上的物體，b為沿地球表面附近做勻速圓周運動的人造衛(wèi)星，c為地球靜止衛(wèi)星。則下列說法正確的是（）A.a、b角速度的大小關(guān)系是 B.a、c向心加速度的大小關(guān)系是C.a、b線速度的大小關(guān)系是 D.c、b周期的大小關(guān)系是【答案】A【解析】【詳解】A．由題知，而，由萬有引力提供向心力可得解得所以，故有故A正確；B．a(chǎn)與c的角速度相等，由由于可得故B錯誤；C．a(chǎn)、c比較，角速度相等，由，可知，由萬有引力提供向心力可得解得可知，故，故C錯誤；D．根據(jù)周期與角速度關(guān)系為由于，所以，故D錯誤。故選A。11.公路上的拱形橋是常見的，汽車過橋時的運動也可以看作圓周運動，如圖所示，當汽車通過拱橋頂點的速度為時，車對橋頂?shù)膲毫檐囍氐?，如果要使汽車在行駛至橋頂時，不受支持作用，則汽車通過橋頂?shù)乃俣葢?yīng)為（）A. B. C. D.【答案】A【解析】【詳解】當汽車通過拱橋頂點的速度為時，車對橋頂?shù)膲毫檐囍氐模鶕?jù)牛頓第二定律使汽車在行駛至橋頂時，不受支持作用解得故選A。12.“嫦娥五號”從距月面高度為的環(huán)月圓形軌道Ⅰ上的P點實施變軌，進入近月點為的橢圓軌道Ⅱ，由近月點Q落月，如圖所示。關(guān)于“嫦娥五號”下列說法正確的是（）A.沿軌道I運動至P時，需增大速度才能進入軌道ⅡB.在軌道Ⅱ上由P點運行到Q點的過程中，速度越來越大C.沿軌道Ⅱ運行時，在P點加速度大于在Q點的加速度D.沿軌道Ⅱ運行的周期大于沿軌道I運行的周期【答案】B【解析】【分析】【詳解】A．沿軌道I運動至P時，需減小速度做近心運動，才能進入軌道Ⅱ，選項A錯誤；B．在軌道Ⅱ上由P點運行到Q點的過程中，月球的引力做正功，則速度越來越大，選項B正確；C．根據(jù)可知，沿軌道Ⅱ運行時，在P點的加速度小于在Q點的加速度，選項C錯誤；D．根據(jù)開普勒第三定律可知，軌道Ⅱ的半長軸小于軌道I的運動半徑，則沿軌道Ⅱ運行的周期小于沿軌道I運行的周期，選項D錯誤。故選B。13.一輛跑車在性能測試時由靜止啟動，在前5s內(nèi)做勻加速直線運動，5s末達到額定功率，之后保持額定功率運動，其v?t圖像如圖所示。已知跑車的質(zhì)量為m=2×103kg，跑車受到地面的阻力為車重的0.1倍，則以下說法正確的是（）A.跑車在前5s內(nèi)的牽引力為1×103NB.跑車速度為25m/s時的加速度為5m/s2C.跑車的額定功率為200kWD.跑車的最大速度為80m/s【答案】C【解析】【分析】【詳解】A．汽車在前5s內(nèi)做勻加速運動，由圖像可知，加速度汽車受阻力由牛頓第二定律可得解得A錯誤；BC．汽車5s末達到額定功率，汽車的額定功率，由可得汽車速度為25m/s時的牽引力為此時汽車的加速度為B錯誤，C正確；D．當汽車的牽引力與受阻力相等時，汽車速度達到最大為解得D錯誤。故選C。二、多選題（本題共2小題，每小題3分，共6分。）14.冰雪大世界有一種冰面游戲，如圖所示，孩子坐在海豚椅上，椅背與地面呈角，成人沿椅背方向用恒力F推小孩，沿水平地面運動一段距離l，在此過程中，小車受到的阻力大小恒為f，重力加速度為g，則（）A.推力對小車做功為 B.支持力對小車做功為C.阻力對小車做功為 D.重力對小車做功為【答案】AC【解析】【詳解】A．推力對小車做功為A正確；B．支持力與速度方向垂直，不做功，B錯誤；C．阻力沿水平方向與速度方向相反，故做負功為C正確；D．重力與速度方向垂直，不做功，D錯誤。故選AC。15.如圖所示，置于豎直平面內(nèi)呈拋物線形狀的光滑細桿，它是按照初速度為，水平射程為的平拋運動軌跡的形狀制成的，其中A端對應(yīng)拋出點，離地面的高度為，端為著地點?，F(xiàn)將一質(zhì)量為的小球套于光滑細桿上，由靜止開始從A端滑下，重力加速度為。則當其到達軌道端時（）A.小球在水平方向的速度大小為B.到達點（未觸地）小球的瞬時速率為C.到達點（未觸地）小球的速度方向與水平夾角為45°D.到達點（未觸地）瞬間小球重力的功率為【答案】BD【解析】【詳解】AB．若小球以按照初速度為做平拋運動，則可得在B點細桿切線與水平方向的夾角設(shè)小球沿細桿運動到B端時的速率為，根據(jù)動能定理解得到達點（未觸地）小球的瞬時速率為小球運動到B端時，在水平方向的速度大小故A錯誤，B正確；C．到達點（未觸地）小球的速度方向與水平方向夾角與在B點細桿切線與水平方向的夾角相同θ不45°，故C錯誤；D．到達點（未觸地）瞬間小球重力的功率為故D正確。故選BD。三、實驗題（本題共2小題，其中第16題8分，第17題10分，共18分。）16.在“探究平拋運動的特點”的實驗中，可以描繪平拋物體運動軌跡和求物體的平拋初速度。(1)實驗簡要步驟如下：A．如圖所示，安裝好器材，注意斜槽末端水平以及平板豎直放置，記下斜槽末端點和過點的豎直線，檢測斜槽末端水平的方法是________。B．讓小球多次從______（“同一”或者“不同”）位置上滾下，記下小球穿過卡片孔的一系列位置。C．測出曲線上某點的、坐標值，（當?shù)刂亓铀俣纫阎┯胈____算出該小球的平拋初速度，實驗需要對多個點求的值，然后求它們的平均值。D．取下白紙，以為原點，以豎直線為軸建立坐標系，用平滑曲線畫平拋軌跡。(2)研究平拋運動，下面說法正確的是（）A．使用密度大、體積小的小球B．必須測出平拋小球的質(zhì)量C．將木板校準到豎直方向，并使木板平面與小球下落的豎直平面平行D．盡量減小小球與斜槽之間的摩擦【答案】①.讓小球置于槽口任一位置，小球均不發(fā)生滾動②.同一③.④.AC【解析】【分析】【詳解】(1)步驟A中根據(jù)平衡知識，若，小球不會滾動，此時豎直向上，所以檢測斜槽末端水平的方法是讓小球置于槽口任一位置，小球均不發(fā)生滾動，即說明末端水平；步驟B中要記下小球運動途中經(jīng)過一系列位置，不可能在一次平拋中完成，每次平拋只能確定一個位置，要確定多個位置，要求小球每次的軌跡重合，小球平拋時的初速度必須相同，所以要求小球每次從斜槽上同一位置滾下；步驟C中，由得小球的平拋初速度(2)AB．研究平拋運動，使用密度大、體積小的小球，可以盡量減小小球運動中受空氣阻力的影響，從而減小實驗的誤差，實驗過程中不必測出平拋小球的質(zhì)量，故A正確，B錯誤；C．為了準確地描繪出小球的平拋軌跡，需將木板校準到豎直方向，并使木板平面與小球下落的豎直平面平行，這樣可以減小實驗的誤差，故C正確；D.為了保證小球平拋時的初速度必須相同，只需要每次平拋讓小球從斜槽上同一位置滾下即可，故D錯誤。故選AC。17.某實驗小組用甲、乙所示的裝置做了“探究小車加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”和“探究向心力表達式”兩個實驗。（1）兩個實驗都用到的研究方法是A.等效替代法 B.控制變量法 C.理想模型法（2）甲實驗中，不計繩與滑輪間的摩擦，下列說法正確的是。A.實驗前需進行阻力補償B.實驗中，改變小車質(zhì)量后再做該實驗，需要重新補償阻力C.實驗中必須用天平測出沙和沙桶的總質(zhì)量D.本實驗中不需要保證砂和砂桶的總質(zhì)量遠小于小車的質(zhì)量（3）向心力演示器如圖（a）所示，圖（b）顯示了左右兩標尺上黑白相間的等分格，則左右兩處鋼球所受向心力大小之比約為。A.1：2 B.1：3 C.1：4（4）如圖（a）所示，長槽上球2到轉(zhuǎn)軸的距離是球1

到轉(zhuǎn)軸距離的2倍，長槽上的球1和短槽上的球3到各自轉(zhuǎn)軸的距離相等。在探究向心力和角速度的關(guān)系實驗中，應(yīng)取質(zhì)量相同的小球分別放在圖（a）中的__________處（選填“1和3”或者“2和3”），若標尺上黑白相間的等分格恰如圖（b）所示，那么如圖（c）中左右變速塔輪半徑之比R1：R2=__________?！敬鸢浮浚?）B（2）AD（3）C（4）①.1和3②.2∶1【解析】【小問1詳解】在研究向心力的大小F與質(zhì)量m的關(guān)系時，控制角速度ω和半徑r不變，在研究向心力的大小F與角速度ω的關(guān)系時，控制質(zhì)量m和半徑r不變，在研究向心力的大小F與和半徑r之間的關(guān)系時，控制角速度ω和質(zhì)量m不變，主要用到了物理學中的控制變量法。在探究“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實驗中，探究加速度與力關(guān)系時，保證質(zhì)量不變；探究加速度與質(zhì)量關(guān)系時，保證外力不變，所以實驗方法為控制變量法，故選B?！拘?詳解】A.為消除摩擦力對實驗的影響，實驗數(shù)據(jù)測量前需要對小車進行阻力補償，故A正確；B．實驗前補償阻力后，在實驗過程中若改變小車質(zhì)量，不需要重新補償阻力，故B錯誤；CD．對小車的拉力是通過力傳感器得到的，故無需測量沙和沙桶的質(zhì)量，也不需要滿足沙和沙桶的總質(zhì)量遠小于小車的質(zhì)量，故C錯誤，D正確。故選AD。【小問3詳解】由圖（b）可知兩個小球所受向心力的比值為1∶4。故選C。【小問4詳解】[1]在探究向心力和角速度的關(guān)系實驗中，應(yīng)取質(zhì)量相同的小球分別放在圖（a）中的1和3處，故填1和3；[2]變速輪塔用皮帶連接，輪塔邊緣上點的線速度大小相等，據(jù)可得，與皮帶連接的變速輪塔相對應(yīng)的半徑之比為故填2∶1。四、解答題（本題共4小題，其中第18題7分，第19題9分，第20題9分，第21題12分，共37分。）18.如圖所示，質(zhì)量為的小孩坐在秋千板上，小孩離拴繩子的橫梁間距離為，如果秋千板第一次擺到最低點時，速度大小為，小孩可視為質(zhì)點，取。求：（1）秋千板第一次擺到最低點時小孩的角速度大小；（2）第一次擺到最低點時，秋千板對小孩的支持力大小?！敬鸢浮浚?）；（2）【解析】【詳解】（1）曲線運動的線速度和角速度的關(guān)系得（2）對小孩受力分析知，在最低點時秋千板對小孩的支持力和重力的合力提供向心力，可得得19.“MarsOne”研究所推出了2025年讓志愿者登陸火星、建立人類聚居地的計劃。如果讓小球從火星上一定高度自由下落，測得它在第內(nèi)的位移是，已知火星的半徑約為地球半徑的，地球表面的重力加速度g取，求：（1）火星表面的重力加速度的大??；（2）火星質(zhì)量和地球質(zhì)量M之比；（3）火星的第一宇宙速度和地球第一宇宙速度之比?！敬鸢浮浚?）；（2）；（3）【解析】【詳解】（1）第2s內(nèi)的位移是6m，有解得（2）物體在星球表面受到的重力近似等于萬有引力即得已知火星半徑約為地球半徑一半，地球表面重力加速度為10m/s2，火星表面重力加速度為4m/s2，則火星質(zhì)量和地球質(zhì)量M之比為（3）火星第一宇宙速度火星的第一宇宙速度和地球第一宇宙速度之比為20.如圖所示，AB為平直公路SAB=20m，BC為圓弧形的水平彎道，其半徑R=25m。一輛質(zhì)量為2t的汽車從A點靜止開始做勻加速運動，進入BC段做保持速率不變的圓周運動。為確保彎道行車安全，汽車過彎道時速度不宜過大。已知汽車在AB段行駛受到的阻力為車重的0.15倍，在BC段行駛時徑向最大靜摩擦力為車重的0.4倍，取g=10m/s2；要確保汽車進入彎道后不側(cè)滑。（1）汽車在彎道上行駛的最大速度vm；（2）若汽車從A到B做勻加速直線運動，求汽車最大牽引力；（3）若汽車在AB段能提供的最大牽引力，AB段運動速度不大于第（1）小題的最大速度vm，求汽車由