（新高考）2021-2022学年上学期高三第一次月考备考A卷-物理

这是一份（新高考）2021-2022学年上学期高三第一次月考备考A卷-物理，共14页。试卷主要包含了选择题的作答，非选择题的作答等内容，欢迎下载使用。
（新高考）2021-2022学年上学期高三第一次月考备考金卷物   理  （A）注意事项：1．答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试题卷和答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。2．选择题的作答：每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。3．非选择题的作答：用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。4．考试结束后，请将本试题卷和答题卡一并上交。 一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1．下列关于物理学史的说法中错误的是(    )A．伽利略不仅确立了描述运动的基本概念，而且提出了将数学推理和实验相结合的硏究方法B．牛顿三大运动定律，奠定了力学的基础C．开普勒经过几十年的长期观察，归纳总结出了开普勒三定律D．卡文迪许通过实验，测量出万有引力常量，被称为“称量地球质量的人”【答案】C【解析】伽利略不仅确立了描述运动的基本概念，而且研究了自由落体运动，并提出了理想化物理实验，将数学推理和实验相结合，奠定了整个物理学科学研究的基础，A项正确；牛顿的三大运动定律，奠定了整个力学的基础，B项正确；第谷经过几十年的长期观察，积累了大量的天文学数据，其学生开普勒归纳总结出了开普勒三定律，C项错误；卡文迪许通过实验，测量出万有引力常量，由，可知，故卡文迪许被称为“称量地球质量的人”。2．如图所示的容器内盛有水，器壁AB部分是一个平面且呈倾斜状，有一个小物块P处于图示位置并保持静止状态，则该物体(    )A．可能受四个力作用B．可能受三个力作用C．一定受四个力作用D．一定受三个力作用【答案】A【解析】物体一定受到地球的吸引而产生的重力，同时因为排开一定质量的液体，故一定受浮力，若浮力大小等于重力，则二者可以平衡，物体与AB间没有相互作用，故可能受两个力作用；若浮力大于重力，则物体一定会受AB对P的弹力，由于弹力垂直于接触面向下，物体只有受到向下的摩擦力才能受力平衡，故物体可能受四个力。故选A。3．2021年8月滑板运动在奥运会上完成首秀，我国16岁的滑板选手曾文惠成为第一位进入奥运滑板决赛的中国运动员。研究运动员在滑板上跳起至落回动作，下列说法正确的是(    )A．运动员和滑板都可以视为质点B．运动员与滑板的分离时间与滑板速度无关C．运动员和滑板在此过程中的加速度相等D．运动员和滑板的位移在此过程中始终保持相等【答案】B【解析】运动员的肢体动作、滑板的角度变化对成绩的评定有影响，故运动员和滑板不可以视为质点，A错误；运动员在竖直方向做竖直上抛运动，与滑板的分离时间为该时间与滑板速度无关，B正确；运动员与滑板在水平方向运动情况相同，加速度相同，但运动员还具有竖直方向的加速度，故两者的加速度不相等，C错误；运动员的位移从斜向上再转向水平，而滑板的位移始终沿水平方向，最终两者位移相等，故在此过程中位移并不始终保持相等，D错误。4．如图所示，在倾角为30°的光滑斜面上，一质量为0.5 kg的小车的支架上用轻绳连接着质量也为0.5 kg的小球，小车在沿斜面向下的外力F作用下下滑，在小车下滑的过程中，轻绳恰好处于水平，g取10 m/s2，则下列说法正确的是(    )A．轻绳的拉力大小为5 NB．轻绳的拉力大小为10 NC．外力F为15 ND．外力F为20 N【答案】C【解析】取小球为研究对象，由牛顿第二定律得，，解得，，小球与小车相对静止一起下滑，具有共同的加速度，则小车的加速度大小也为20 m/s2。将小车和小球视为整体，在沿斜面方向根据牛顿第二定律有，代入数据解得，故选C。5．如图是传感器记录的某物体在恒力作用下沿x轴运动的x－t图象，已知图象为一条抛物线，下列说法正确的是(    )A．物体做曲线运动B．物体前5 s内的平均速度为1.4 m/sC．物体运动的初速度为9 m/sD．物体做匀变速直线运动，加速度大小为2 m/s2【答案】D【解析】位移时间图像表示物体的运动的规律，不是物体的运动轨迹，所以A错误；根据图线可知内，故B错误；在内，内，联立求解得，，故C错误，D正确。6．汽车在水平面上转弯时，可以将汽车转弯看作匀速圆周运动。已知汽车的质量为m，汽车发动机提供的动力为F，汽车与地面的阻力为汽车重力的k倍，径向动摩擦因数为μ，弯道的曲率半径为R，空气阻力忽略不计，最大静摩擦力约等于滑动摩擦力。下列说法正确的是(    )A．汽车所受合外力为零B．汽车所受摩擦力与阻力的矢量和提供圆周运动的向心力C．汽车过弯道的最大速D．汽车匀速过弯时，动力【答案】C【解析】汽车做圆周运动，径向方向上合外力提供圆周运动的向心力，合外力不为零，故A错误；径向方向上静摩擦力提供圆周运动的向心力，故B错误；当发生相对运动的瞬间，径向方向上最大静摩擦力提供圆周运动的向心力，摩托车过弯道的最大速度为，C正确；汽车速度大小没有发生变化，切向方向上二力平衡，故D错误。7．如图所示，长木板AB倾斜放置，板面与水平方向的夹角为θ，在板的A端上方P点处，以大小为v0的水平初速度向右抛出一个小球，结果小球恰好能垂直打在板面上；现让板绕A端顺时针转过一个角度到图上虚线的位置，要让球从P点水平抛出后仍能垂直打在板面上，则水平位移x及抛出的水平速度v。不计空气阻力，则(    )A．x变大，v大于v0B．x变小，v小于v0C．x变大，v等于v0D．x变化不确定，与v大小关系不确定【答案】A【解析】设板与水平方向的夹角为θ，将速度进行分解如图所示，根据几何关系得，水平方向有，则，联立可得，让板绕A端顺时针转过一个角度到图上虚线的位置，θ增大，由图可知x增大、故初速度v0增大，即v＞v0，故A正确，BCD错误。8．2021年5月15日7时18分，天问一号成功着陆于火星乌托邦平原南部预选着陆区。如图所示，“天问一号”被火星捕获之后，需要在近火星点P变速，进入环绕火星的椭圆轨道。则关于“天问一号”，下列说法中正确的是(    )A．由轨道Ⅰ进入轨道Ⅱ需要在P点加速B．在轨道Ⅰ上经过P点时的加速度大于在轨道Ⅱ上经过P点时的加速度C．在轨道Ⅰ上运行周期小于在轨道Ⅱ上运行周期D．在轨道Ⅰ上运行时的机械能大于在轨道Ⅱ上运行时的机械能【答案】D【解析】由轨道Ⅰ进入轨道Ⅱ需要在P点减速，故A错误；在轨道Ⅰ上经过P点时的加速度等于在轨道Ⅱ上经过P点时的加速度，都是由万有引力提供向心力，故B错误；根据万有引力提供向心力，有，解得，因为轨道Ⅰ的半径大于轨道Ⅱ的半径，所以在轨道Ⅰ上运行周期大于在轨道Ⅱ上运行周期，故C错误；从轨道Ⅰ变到轨道Ⅱ需要减速，所以在轨道Ⅰ上运行时的机械能大于在轨道Ⅱ上运行时的机械能，故D正确。二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求，全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。9．在水平地面上做匀速直线运动的小车，通过定滑轮用绳子吊起一个物体，若小车和被吊的物体在同一时刻速度分别为v1和v2绳子对物体的拉力为FT，物体所受重力为G，则下面说法正确的是(    )A．物体做匀速运动，且v1＝v2B．物体做加速运动，且v1＞v2C．物体做加速运动，且FT＞GD．物体做匀速运动，且FT＝G【答案】BC【解析】小车的运动可分解为沿绳子方向和垂直绳子的方向两个运动，设两段绳子的夹角为θ，由几何知识可得v2＝v1sin θ，所以v1＞v2，小车向右运动，θ逐渐增大，故v2逐渐增大，物体由向上的加速度，处于超重状态，所以FT＞G，故B、C正确，A、D错误。10．如图甲所示，位于同一竖直面内的两条倾角都为θ的倾斜轨道a、b分别与一传送装置的两端平滑相连。现将小物块从轨道a的顶端由静止释放，若传送装置不运转，小物块运动到轨道b底端的过程的v－t图象如图乙所示；若传送装置匀速转动，则小物块下滑过程的v－t图象可能是下列选项中的(    )【答案】AC【解析】若传送带顺时针匀速转动，则物块在传送带上运动时所受的摩擦力与传送带静止时的相同，加速度为a1＝gsin θ－μgcos θ，则v－t图象不变，故A正确；若传送带逆时针匀速转动，当物块运动到传送带上时的速度小于传送带的速度时，物块将受到沿传送带向下的摩擦力，加速度为a2＝gsin θ＋μgcos θ＞a1，此时物块运动到轨道b底端的速度大于v1，故C正确，D错误；当物块运动到传送带上时的速度大于等于传送带的速度时，物块将受到沿传送带向上的摩擦力，加速度仍为a1，故B错误。11．一质量为m的飞机在水平跑道上准备起飞，受到竖直向上的机翼升力，大小与飞机运动的速率平方成正比，记为F1＝k1v2；所受空气阻力也与飞机运动的速率平方成正比，记为F2＝k2v2。假设轮胎和地面之间的阻力是正压力的μ倍（μ＜0.25），若飞机在跑道上加速滑行时发动机推力恒为其自身重力的0.25倍。在飞机起飞前，下列说法正确的是(    )A．飞机一共受5个力的作用B．飞机可能做匀加速直线运动C．飞机的加速度可能随速度的增大而增大D．若飞机做匀加速运动，则水平跑道长度必须大于【答案】BC【解析】对飞机进行受力分析可以知道，飞机受到：重力、支持力、地面的摩擦阻力，空气的阻力、机翼升力、发动机推力共6个力作用，故A错误；根据牛顿第二定律得，整理得，当时，则加速度恒定，故可能做匀加速直线运动，故B正确；当时，加速度可能随速度的增大而增大，故C正确；当升力时，飞机离开地面，则离开地面时的速度为，则根据运动学公式，则离开地面时通过的位移为，故D错误。12．如图所示，ABC为在竖直平面内的金属半圆环，AC为其水平直径，AB为固定的直金属棒，在金属棒上和半圆环的BC部分分别套着两个完全相同的小球M、N（视为质点），B固定在半圆环的最低点。现让半圆环绕对称轴以角速度ω＝2 rad/s匀速转动，两小球与半圆环恰好保持相对静止。已知半圆环的半径R＝1 m，金属棒和半圆环均光滑，取重力加速度大小g＝10 m/s2，下列选项正确的是(    )A．M、N两小球做圆周运动的线速度大小之比vM∶vN＝∶1B．M、N两小球做圆周运动的线速度大小之比vM∶vN＝∶1C．若稍微增大半圆环的角速度，小环M稍许靠近A点，小环N将到达C点D．若稍微增大半圆环的角速度，小环M将到达A点，小环N将稍许靠近C点【答案】AD【解析】M点的小球受到重力和杆的支持力，在水平面内做匀速圆周运动，合力的方向沿水平方向，所以Fn＝mgtan 45°＝mωvM，所以，同理，N点的小球受到重力和圆环的支持力，在水平面内做匀速圆周运动，合力的方向沿水平方向，设ON与竖直方向之间的夹角为θ，Fn′＝mgtan θ＝mωvN，，又Fn′＝mω2r，r＝Rsin θ，联立得，所以，故A正确，B错误；当半圆环绕竖直对称轴以角速度ω做匀速转动时，对小环M，外界提供的向心力等于mgtan 45°，则mgtan 45°＝mω2rM，当角速度增大时，小环所需要的向心力增大，而外界提供的向心力不变，造成外界提供的向心力不够提供小环M需要的向心力，小环将做离心运动，最终小环M将到达A点。设ON与竖直方向之间的夹角为θ，对于N环，则mgtan θ＝mω2rN，当ω稍微增大时，小环N所需要的向心力增大，小环N将做离心运动，小环N将要向C点靠近，此时θ增大，mgtan θ也增大，最终小环N需要的向心力与提供的向心力相等，所以小环N将稍许靠近C点。故C错误，D正确。三、非选择题：本题共6小题，共60分。按题目要求作答。解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，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．(6分)某同学利用图中所示的DIS向心力实验器来探究圆周运动向心力的影响因素。实验时，砝码随旋臂一起做圆周运动，其受到的向心力可通过牵引杆由力传感器测得，旋臂另一端的挡光杆每经过光电门一次，通过力传感器和光电门就同时获得一组向心力F和挡光时间Δt，换算生成ω。保持砝码的质量和转动半径不变，改变其转速得到多组F、ω的数据后，作出了F－ω2图线如图乙所示。牵引杆的质量和一切摩擦可忽略。(1)该同学采用的主要实验方法为___________。A．等效替代法          B．控制变量法         C．理想化模型法(2)实验中，某次挡光杆经过光电门时的挡光时间为Δt，已知挡光杆到转轴的距离为d，挡光杆的挡光宽度为Δs，则可得挡光杆转动角速度ω的表达式为___________。(3)根据图乙，得到的实验结论是：___________。【答案】(1)B  (2)  (3)在m、r一定的情况下，向心力大小与角速度的平方成正比  (每空2分)【解析】(1)实验中保持砝码的质量和转动半径不变，改变其转速，所以采用的是控制变量法。故选B。(2)挡光杆处的线速度为，角速度。(3)在m、r一定的情况下，向心力大小与角速度的平方成正比。14．(8分)某同学用如图甲所示的实验装置来“探究a与F、m之间的定量关系”。                (1)实验时，必须先平衡小车与木板之间的摩擦力。该同学是这样操作的：如图乙，将小车静止地放在水平长木板上，并连着已穿过打点计时器的纸带，调整木板右端的高度，接通电源，用手轻拨小车，让打点计时器在纸带上打出一系列__________的点，说明小车在做__________运动。(2)如果该同学先如(1)中的操作，平衡了摩擦力。以砂和砂桶的重力为F，在小车质量M保持不变情况下，不断往桶里加砂，砂的质量最终达到M，测小车加速度a，作a－F的图象。如图丙图线正确的是______。(3)设纸带上计数点的间距为s1和s2。如图丁为用米尺测量某一纸带上的s1、s2的情况，从图中可读出s1＝3.10 cm，s2＝_______cm，已知打点计时器的频率为50 Hz，由此求得加速度的大小a＝_______m/s2。【答案】(1)点迹均匀(1分)   匀速(1分)   (2)C(2分)   (3)5.50(写5.5不得分)(2分)  2.40(2分)【解析】(1)平衡摩擦力时，应将绳从小车上拿去，不要挂钩码，将长木板的右端垫高至合适位置，使小车重力沿斜面分力和摩擦力抵消，若小车做匀速直线运动，此时打点计时器在纸带上打出一系列点迹均匀的点。(2)如果这位同学先如(1)中的操作，已经平衡摩擦力，则刚开始a－F的图象是一条过原点的直线，不断往桶里加砂，砂的质量最终达到M，不能满足砂和砂桶的质量远远小于小车的质量，此时图象发生弯曲，故C正确。(3)由图丁可知s1＝3.10 cm，s2＝5.50 cm，由匀变速直线运动的规律Δs＝aT2得a＝2.40 m/s2。15．(10分)如图所示，物体A与物体B通过一轻质弹簧连接在一起。物体A的质量为m1＝10 kg，物体B的质量为m2＝6 kg，弹簧的劲度系数为k＝1000 N/m，A、B都处于静止状态。一条不可伸长的轻绳绕过光滑轻质定滑轮，一端连接物体A，另一端连一轻钩。开始时各段绳子都处于伸直状态，A上方的一段绳子和A下方的弹簧都沿竖直方向。现在在轻钩处加一个竖直向下的拉力，使物体A由静止状态开始以a＝0.5 m/s2的加速度竖直向上做匀加速直线运动，g＝10 m/s2。(1)轻钩未加竖直向下的拉力前，弹簧的压缩量为多少？(2)从物体A由静止状态开始运动到物体B刚离地，物体A上升的高度？(3)当物体B刚离地时，物体A的速度为多少？【解析】(1)以A作为研究对象，未施加拉力前，弹簧的压缩量。   (2分)(2)以B作为研究对象，B即将离开地面时，弹簧的伸长量   (2分)从开始到B即将要离开地面，A上升的高度h＝x1＋x2＝0.16 m。   (2分)(3)由题可知   (2分)解得：v＝0.4 m/s。   (2分)16．(10分)如图所示，小球甲从倾角θ＝30°的光滑斜面上高h＝5 cm的A点由静止释放，同时小球乙自C点以速度v0沿光滑水平面向左匀速运动，C点与斜面底端B处的距离L＝0.4 m。甲滑下后能沿斜面底部的光滑小圆弧平稳地朝乙追去。取g＝10 m/s2。求：(1)小球甲从A运动到B所用的时间；(2)若释放后经过t＝1 s刚好追上乙，则小球乙的速度v0多大？【解析】(1)设小球甲在光滑斜面上运动的加速度为a，运动时间为t1，运动到B处时的速度为v1，从B处到追上小球乙所用时间为t2，根据牛顿第二定律可得a＝gsin 30°＝5 m/s2      (1分)根据位移时间公式     (1分)代入数据解得。    (2分)(2)在水平面运动的时间t2＝t－t1＝0.8 s     (1分)甲球到达底端的速度v1＝at1＝5×0.2 m/s＝1 m/s     (1分)追上时位移相等v0t＋L＝v1t2    (2分)代入数据解得v0＝0.4 m/s，方向水平向左。   (2分)17．(12分)海鸥捕到外壳坚硬的鸟蛤（贝类动物）后，有时会飞到空中将它丢下，利用地面的冲击打碎硬壳。一只海鸥叼着质量m=0.1 kg的鸟蛤，在H=20 m的高度、以v0=15 m/s的水平速度飞行时，松开嘴巴让鸟蛤落到水平地面上。取重力加速度g=10 m/s2，忽略空气阻力。(1)求鸟蛤落到地面时的速度大小；(2)在海鸥飞行方向正下方的地面上，有一与地面平齐、长度L=6 m的岩石，以岩石左端为坐标原点，建立如图所示坐标系。若海鸥水平飞行的高度仍为20 m，速度大小在15 m/s～17 m/s之间，为保证鸟蛤一定能落到岩石上，求释放鸟蛤位置的x坐标范围。【解析】(1)设平抛运动的时间为t，鸟蛤落地前瞬间的速度大小为v。竖直方向分速度大小为vy，根据运动的合成与分解得，，联立解得：t=2 s，v=25 m/s。   (2分)(2)若释放鸟蛤的初速度为，设击中岩石左端时，释放点的x坐标为x1，击中右端时，释放点的x坐标为，得，   (2分)联立，代入数据得：，m   (2分)若释放鸟蛤时的初速度为，设击中岩石左端时，释放点的x坐标为，击中右端时，释放点的x坐标为，得，   (2分)联立，代入数据得：，   (2分)综上得x坐标区间或。   (2分)18．(14分)在半径R＝5000 km的某星球表面，宇航员做了如下实验：实验装置如图甲所示，竖直平面内的光滑轨道由直轨道AB和圆弧轨道BC组成。将质量m＝0.2 kg的小球从轨道AB上高H处的某点静止滑下，用力传感器测出小球经过C点时对轨道的压力F，改变H的大小，可测出相应F的大小，F随H的变化如图乙所示。求：(1)圆轨道的半径；(2)该星球表面的重力加速度多大；(3)该星球的第一宇宙速度。【解析】(1)设该星球表面的重力加速度为g0，C点的速度为v0，圆弧轨道的半径为r，由题图知，当H＝0.5 m时，F＝0，由牛顿第二定律得：mg0＝m  (2分)小球由出发点到C的过程，由动能定理得：mg0(H－2r)＝mv02－0  (2分)联立解得：r＝0.2 m。 (2分)(2)当H＝1.0 m时，F＝5 N，设此时小球到达最高点的速度为v，由牛顿第二定律得：mg0＋F＝m  (1分)小球由出发点到C的过程，由动能定理得：mg0(H－2r)＝mv2－0  (1分)联立解得：g0＝5 m/s2。(2分)(3)该星球的第一宇宙速度是该星球近地卫星的环绕速度，由牛顿第二定律得： (2分)解得：v1＝5 km/s。 (2分)