沈阳市第一二0中学2022-2023学年高一下学期第一次月考物理试卷（含答案）

这是一份沈阳市第一二0中学2022-2023学年高一下学期第一次月考物理试卷（含答案），共21页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。

沈阳市第一二0中学2022-2023学年高一下学期第一次月考物理试卷
学校：___________姓名：___________班级：___________考号：___________

一、单选题
1、下列说法正确的是( )
A.开普勒经过多年的天文观测和记录获得大量天文数据，并通过天文数据总结出行星运动规律
B.伽利略巧妙“冲淡”重力，合理外推得出自由落体运动是匀变速直线运动
C.卡文迪许扭秤实验用到的物理科学方法是等效替代
D.英国物理学家牛顿在巨著《自然哲学的数学原理》里提出了牛顿运动定律，其中牛顿第一定律、牛顿第二定律都可以用实验直接验证
2、如图所示某教师用手通过绳子拉着一个小球在粗糙的水平桌面上做演示向心力的实验，若老师的手和小球的运动均视为绕固定点O的匀速圆周运动，则( )

A.小球所需的向心力仅由轻绳对小球的拉力提供
B.小球所需的向心力由轻绳对小球拉力和桌面对小球摩擦力的合力提供
C.小球运动一周，轻绳对小球拉力做的功为零
D.小球运动一周，桌面对小球摩擦力做的功为零
3、“复兴号”动车组用多节车厢提供动力，从而达到提速的目的。总质量为m的动车组在平直的轨道上行驶。该动车组有四节动力车厢，每节车厢发动机的额定功率均为P，若动车组所受的阻力与其速率成正比（，k为常量），动车组能达到的最大速度为。下列说法正确的是( )
A.动车组在匀加速启动过程中，牵引力恒定不变
B.若四节动力车厢输出功率均为额定值，则动车组从静止开始做匀加速运动
C.若四节动力车厢输出的总功率为，则动车组匀速行驶的速度为
D.若四节动力车厢输出功率均为额定值，动车组从静止启动，经过时间t达到最大速度，则这一过程中该动车组克服阻力做的功为
4、如图所示，在水平的PQ面上有一小物块（可视为质点），小物块以某速度从P点最远能滑到倾角为θ的斜面QA上的A点（水平面和斜面在Q点通过一极短的圆弧连接）。若减小斜面的倾角θ，变为斜面QB（如图中虚线所示），小物块仍以原来的速度从P点出发滑上斜面。已知小物块与水平面和小物块与斜面的动摩擦因数相同，AB为水平线，AC为竖直线。则( )

A.小物块恰好能运动到B点
B.小物块最远能运动到B点上方的某点
C.小物块只能运动到C点
D.小物块最远能运动到B、C两点之间的某点
5、质量均为m的物体甲和乙，从静止开始做加速直线运动的和关系图象分别如图1、2所示.分析图象，则下列说法正确的是( )

A.甲、乙的运动性质相同，加速度随时间都均匀增大
B.甲、乙都做匀变速直线运动
C.时刻甲的动能为
D.乙运动到处的速度为
6、科学家通过研究双中子星合并的引力波，发现：两颗中子星在合并前相距为L时，两者绕连线上的某点每秒转n圈；经过缓慢演化一段时间后，两者的距离变为，每秒转圈，则演化前后( )
A.两中子星运动周期为之前倍 B.两中子星运动的角速度为之前倍
C.两中子星质量之和为之前倍 D.两中子星运动的线速度平方之和为之前倍
7、竖直平面内有一个圆弧AB，OA为水平半径，现从圆心O处以不同的初速度水平抛出一系列质量相同的小球，这些小球都落到圆弧上，小球落到圆弧上时的动能( )

A.从A到B一直增大 B.从A到B一直减小
C.从A到B先减小后增大 D.从A到B先增大后减小
8、 如图所示，在倾角为30°底端具有挡板的固定斜面上，滑块b的一端通过一劲度系数为的轻质弹簧与另一滑块a连接后置于斜面上，滑块b的另一端通过一不可伸长的轻绳跨过光滑的定滑轮与带孔的小球c连接，小球c穿在光滑的固定轻杆上，轻杆与水平方向的夹角为37°，初始用手托住小球c置于M点，此时水平，弹簧被拉伸且弹力大小为，释放小球c，小球恰好能滑至N点，滑块a始终未离开挡板，已知，，，若整个支运动过程中，绳子一直绷紧则，下列说法正确的是( )

A.滑块b与斜面间的动摩擦因数为0.75
B.小球c滑至的中点处的速度
C.小球c从M点滑至N点的过程中，经过中点处时重力的功率最大
D.小球c从M点滑至N点的过程中，弹簧的弹性势能经历了先减小再增大的过程
二、多选题
9、物理学中用库仑定律（其中、表示粒子所带电荷量，k为常量，r为两粒子间距离）描述两个带电粒子之间的静电力大小，和万有引力定律有相似的表达形式。对带异种电荷的两粒子组成的系统而言，若定义相距无穷远处电势能为零，则相距r时系统的电势能可表示为，卫星绕地球运行时，地球可看作均匀球体，卫星可看成质点( )
A.若地球质量为，某人造地球卫星质量为，也定义相距无穷远处引力势能为零，当地心与卫星相距r时，该系统引力势能表达式可表示为
B.若卫星受到阻力而做近心运动，万有引力做正功机械能将变大
C.今有一颗卫星贴着地球表面绕行时速度大小为，当该卫星在离地面高度为处绕行时（为球半径），绕行速度为，则有
D.某人造地球卫星环绕地球做匀速圆周运动时其引力势能与其动能的关系为
10、如图所示，质量为M、长为L的木板置于光滑的水平面上，一质量为m的滑块放置在木板左端，滑块与木板间滑动摩擦力大小为f，用水平的恒定拉力F作用于滑块。当滑块运动到木板右端时，木板在地面上移动的距离为s，滑块速度为，木板速度为，下列结论中正确的是( )

A.上述过程中，F做功大小为
B.其他条件不变的情况下，F越大，滑块到达右端所用时间越短
C.其他条件不变的情况下，M越大，s越小
D.其他条件不变的情况下，M越大，滑块与木板间产生的热量越多
11、将一初动能为E的物体（可视为质点）竖直上抛，物体回到出发点时，动能为，取出发点位置的重力势能为零，整个运动过程可认为空气阻力大小恒定，则该物体动能与重力势能相等时，其动能为( )
A. B. C. D.
12、在星球M上将一轻弹簧竖直固定在水平桌面上，把物体P轻放在弹簧上端，P由静止向下运动，物体的加速度a与弹簧的压缩量x间的关系如图中实线所示。在另一星球N上用完全相同的弹簧，改用物体Q完成同样的过程，其关系如图中虚线所示，假设两星球均为质量均匀分布的球体。已知星球M的半径是星球N的3倍，则( )

A.M的密度是N的3倍
B.Q的质量是P的6倍
C.Q下落过程中的最大动能是P的4倍
D.Q下落过程中弹簧的最大压缩量是P的2倍
三、实验题
13、利用如图装置做“验证机械能守恒定律”实验。

（1）为验证机械能是否守恒，除带夹子的重物、纸带、铁架台（含铁夹）、电磁打点计时器、导线及开关外，在下列器材中，还必须使用的两种器材是___________；
A.交流电源 B.刻度尺 C.天平（含砝码） D.秒表
（2）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 B.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 D.没有采用多次实验取平均值的方法
（3）某同学想用下述方法研究机械能是否守恒：在纸带上选取多个计数点，测量它们到计数起始点O的距离h，计算对应计数点的重物速度v，描绘图像，如下判断正确的是___________.
A.若图像是一条过原点的直线，则重物下落过程中机械能一定守恒
B.若图像是一条过原点的直线，则重物下落过程中机械能可能不守恒
C.若图像是一条不经过原点的直线，则重物下落过程中机械能一定不守恒
D.若图像是一条不经过原点的直线，则重物下落过程中机械能可能不守恒
14、如图甲所示，某学习小组利用如图所示装置来研究“合外力做功与动能变化的关系”，测得小车的质量为M，砂和砂桶的总质量为m，并保证m远小于M，安装好实验装置并正确平衡摩擦力，实验中始终保持细绳与木板平行，打点计时器打点周期为T，当地的重力加速度为g。

（1）在平衡摩擦力过程中，取下细绳及砂桶，通过改变长木板的倾斜程度，根据打出的纸带判断小车是否做______运动。
（2）若确保该学习小组实验操作正确，并挑选出如图所示的纸带，则由此可求得纸带上由A点到D点所对应的过程中，合外力对小车所做的功______；在此过程中小车动能改变量为______；若在误差范围内满足______，则动能定理得证。（均使用题中所给和图中标注的物理量符号表示）
四、计算题
15、某同学参照过山车情景设计了如图所示的模型：光滑的竖直圆轨道半径，入口的平直轨道AC和出口的平直轨道CD均是粗糙的，质量为的小滑块（可视为质点）与水平轨道之间的动摩擦因数均为，滑块从A点由静止开始受到水平拉力的作用，在B点撤去拉力，AB的长度为，不计空气阻力，。

（1）若滑块恰好通过圆轨道的最高点，求滑块在圆轨道最低点时圆轨道对它的支持力大小；
（2）要使滑块能进入圆轨道运动且不脱离轨道，求平直轨道BC段的长度范围。
16、如图所示为一传送带装置模型，固定斜面的倾角为，底端经一长度可忽略的光滑圆弧与足够长的水平传送带相连接，可视为质点的物体质量，从高的斜面上由静止开始下滑，它与斜面的动摩擦因数，与水平传送带的动摩擦因数，已知传送带以的速度逆时针匀速转动，，，g取，不计空气阻力。求：

（1）物块第一次滑到斜面底端时的速度；
（2）物体从滑上传送带到第一次离开传送带的过程中与传送带摩擦产生的热量；
（3）物体第一次离开传送带后滑上斜面，它在斜面上能达到的最大高度。
17、如图所示，小物块A与圆柱形金属薄片C通过细绳相连，圆柱形薄片B通过中央的小孔穿过细绳压在C的上表面，B与C的厚度均可忽略不计。D是底端固定的竖直螺旋轻弹簧，其内径大于C的直径而小于B的直径。现让A、B、C从静止开始一起运动，C穿进弹簧时与B分离，C与A通过绳子牵连继续运动，整个过程中C始终未与弹簧D接触，A始终未到桌子边缘。而B碰到弹簧D后被卡住并立即向下压缩弹簧，不计B与绳子间的摩擦，不计绳子质量和绳子与滑轮间的摩擦。已知A、B、C质量分别为、、，A与水平桌面间的动摩擦因数，最初C与弹簧上端的间距为，弹簧D的原长，劲度系数。（）求：

（1）圆柱形薄片B从开始下落到压缩弹簧达到最大动能这一过程，其重力势能的减少量？
（2）请通过计算说明圆柱形金属薄片C能否落到地面？
（3）整个运动过程，物块A在桌面上滑行的总距离？
参考答案
1、答案：B
解析：A.开普勒通过深入研究第谷多年的天文观测和记录数据，总结出行星运动规律，A错误；
B.伽利略巧妙“冲淡”重力，合理外推得出自由落体运动是匀变速直线运动，B正确；
C.卡文迪许扭秤实验用到的物理科学方法是放大法，C错误；
D.英国物理学家牛顿在巨著《自然哲学的数学原理》里提出了牛顿运动定律，其中牛顿第一定律是利用逻辑思维对事实进行分析的产物，不能用实验直径验证，D错误。
故选：B。
2、答案：B
解析：AB.小球做匀速圆周运动，合外力提供向心力，故小球所需的向心力由轻绳对小球拉力和桌面对小球摩擦力的合力提供，故A错误，B正确；
CD.小球运动一周，摩擦力做功

根据动能定理

故拉力和摩擦力做功均不等于零，故CD错误。
故选B。
3、答案：C
解析：动车组在匀加速启动过程中，，a不变，v增大，则F也增大，选项A错误。若四节动力车厢输出功率均为额定值，则，知随着v增大，a减小，选项B错误。当动车组达到最大速度时，满足；若四节动力车厢总功率为，动车组匀速行驶时满足，联立可得，选项C正确。动车组从静止启动到达到最大速度，由动能定理得，解得，选项D错误。
4、答案：D
解析：AC.设物块能到达斜面上最高点与水平面的距离为h，与Q点的水平距离为x，根据动能定理得

即
若减小倾角θ时，h不变，则x不变，故AC错误；
B.若h变大，则x变小，故B错误；
D.若h变小，则x变大，故D正确。
故选D。
5、答案：C
解析：甲、乙的运动性质不相同，甲的加速度随时间均匀増大，乙的加速度随位移均匀增大，A错误；匀变速直线运动的加速度是恒定的，而甲、乙图象的加速度都不是恒定的，B错误；由加速度的定义，可得，速度的变化量等于加速度和时间的积累，则图象与时间轴所围成的面积S表示速度的变化量，在时间内，，结合，解得时刻甲的速度，进一步可得甲的动能，C正确；由匀变速直线运动的速度位移关系，可得，则关系图象与x轴所围成的面积S表示速度平方差的一半，乙的初速度为0，则有，在过程中，所以，解得处乙的速度，D错误.
6、答案：C
解析：A.合并前相距为L时，周期

缓慢演化一段时间后，周期

故A错误；
B.角速度之比即转速之比，两中子星运动的角速度为之前p倍，故B错误；

C.对m，根据万有引力提供向心力

对M，根据万有引力提供向心力

得
可得
转速之比为p且距离变为，所以总质量

故C正确；
D.根据
可得


只有当时

两者的距离变为时，线速度平方之和为之前倍，但现在质量关系不确定，则线速度平方之和不一定为之前倍，故D错误。
故选C。
7、答案：C
解析：设小球落到圆弧上时下落竖直高度为y，水平位移为x，动能为.小球平抛运动的初速度为，圆弧AB的半径为R，则有：


解得：
以抛出点为坐标原点，根据圆方程可知：

根据动能定理得：

整理得：
由数学均值不等式可得，当时，小球落到圆弧上动能有最小值，故小球落到圆弧上时的动能从A到B先减小后增大，故C正确。
故选C。
8、答案：B
解析：A.小球c从M到N，滑块b先下滑再回到原来的位置，则由能量关系

解得滑块b与与斜面间的动摩擦因数为

选项A错误；
B.小球在M点时弹簧被拉伸，弹力为8N，此时弹簧被拉长

小球c滑至的中点处时，b下滑的距离为

则此时弹簧被压缩4cm，此时的弹性势能等于在M点的弹性势能，设此时c的速度为v，则b的速度为0，则由能量关系

解得
选项B正确；
C.小球c从M点滑至N点的过程中，经过中点处时，小球c沿斜面方向的合力为，则加速度不为零，速度不是最大，即此时重力的功率不是最大，选项C错误；
D.小球c从M点滑至MN中点的过程中，弹簧由伸长4cm到被压缩4cm，即弹簧的弹性势能先减小再增大；同样小球c从MN中点滑至N点的过程中，弹簧由压缩4cm到被拉长4cm，即弹簧的弹性势能仍先减小再增大，则选项D错误。
故选B。
9、答案：AC
解析：A.由类比可知，若无穷远处的引力势能为零，当卫星与地心间的距离为r时，该系统的引力势能的表达式为

故A正确；
B.若卫星受到阻力而做近心运动，阻力做负功，根据功能关系可知机械能减小，故B错误；
C.根据万有引力提供向心力

可得
所以
故C正确；
D.当卫星与地心相距r时，引力势能为

卫星的动能为

所以
故D错误。
故选AC。
10、答案：BC
解析：A.由功能关系可知拉力F做功除了增加两物体动能以外还有系统产生的热量，A错误；
B.滑块和木板都是做初速度为零的匀加速运动，在其他条件不变的情况下，木板的运动情况不变，滑块和木板的相对位移还是L，滑块的位移也没有发生改变，所以拉力F越大滑块的加速度越大，离开木板时间就越短，B正确；
C.由于木板受到摩擦力不变，当M越大时木板加速度小，而滑块加速度不变，相对位移一样，滑快在木板上运动时间短，所以木板运动的位移小，C正确；
D.系统产生的热量等于摩擦力和相对位移乘积，相对位移没变，m不变，摩擦力不变，产生的热量不变，D错误。
故选BC。
11、答案：BC
解析：设上升的最大高度为h，根据功能关系

根据能量守恒可得

求得

求得
若在上升阶段离出发点H处动能和重力势能相等，由能量守恒


求得
若在下降阶段离出发点处动能和重力势能相等，由能量守恒


求得
故选BC。
12、答案：BCD
解析：A.在星球表面，根据万有引力等于重力可得

则
星球的体积

星球的密度

根据图像可知，在M星球表面的重力加速度为

在N表面的重力加速度为

星球M的半径是星球N的3倍，则M与N的密度相等，A错误；
B.加速度为零时受力平衡，根据平衡条件可得


解得
B正确；
C.根据动能定理可得

根据图像的面积可得


整理得

C正确；
D.根据简谐运动的特点可知，P下落过程中弹簧最大压缩量为 ，Q下落过程中弹簧最大压缩量为，Q下落过程中弹簧的最大压缩量是P的2倍， D正确。
故选BCD。
13、答案：（1）AB（2）C（3）BD
解析：（1）打点计时器使用交流电源；实验中需要测量点迹间的距离，从而得出瞬时速度和下降的高度，所以需要刻度尺；实验中验证动能的增加量和重力势能的减小量是否相等，质量可以约去，不需要测量质量，则不需要天平；
（2）AB.利用公式计算重物速度或利用公式计算重物速度，就认为下落的加速度为重力加速度，这样的处理结果没有误差，二者相等，故AB错误；
C.由于纸带在下落过程中，重锤和空气之间存在阻力，纸带和打点计时器之间存在摩擦力，所以减小的重力势能一部分转化为动能，还有一部分要克服空气阻力和摩擦力阻力做功，故重力势能的减少量大于动能的增加量，故C正确；
D.该实验中重力势能的减少量大于动能的增加量是属于系统误差，多次测量求解平均值可以减少相对误差，不会减少系统误差，故D错误；
（3）AB.在重物下落h的过程中，若初速度为零、阻力f恒定，根据动能定理得

整理得

则图象就是过原点的一条直线，所以若图像是一条过原点的直线，则重物下落过程中机械能可能不守恒，故A错误B正确；
C.在重物下落h的过程中，若初速度不为零、阻力为零，根据动能定理得

整理得
此时图像是一条不经过原点的直线，但重物下落过程中机械能守恒，故C错误；
D.在重物下落h的过程中，若初速度不为零、阻力f恒定，根据动能定理得

整理得
此时图像是一条不经过原点的直线，但重物下落过程中机械能不守恒，故D正确。
14、答案：（1）匀速直线（2）；；
解析：（1）改变长木板的倾斜程度，用重力沿木板方向的分力来平衡小车受到的摩擦力，当两个力相等时，小车做匀速直线运动。
（2）平衡摩擦力后，小车受到细绳的拉力即是其受到的合外力，当m远小于M时，小车以及砂和砂桶的加速度远小于重力加速度g，此时砂和砂桶的总重力mg可以近似等于细绳的拉力，即小车受到的合外力为mg。由A点到D点，小车的位移为，合外力与位移方向相同，所以合外力对小车做功为

小车受到合外力恒定，小车做匀加速直线运动，在某位移的中间时刻的速度与这段位移的平均速度相等。纸带上相邻两点间的时间间隔为T。A点为O、B两点的中间时刻，小车在A点的速度

D点为C、E两点的中间时刻，小车在D点的速度

由A点到D点，小车动能的改变量

若满足合外力做功等于动能的改变量，即

动能定理得证。
15、答案：（1）
（2）或
解析：（1）滑块恰好通过最高点，滑块只受到重力，此时重力提供向心力，根据牛顿第二定律可得

滑块从C点到最高点过程由动能定理可得

在C点，对滑块由牛顿第二定律可知

解得
（2）要使滑块能进入圆轨道运动，则至少能够到达C点，有

解得
①滑块无法通过最高点，但到达的高度为R时速度为0，滑块同样不会脱离轨道，则对全程由动能定理可得

解得
②滑块能通过最高点，即到达C点的速度大于，由（1）中可得

对AC过程由动能定理可得

解得
综上所述，要使不脱离轨道BC长度范围为或。
16、答案：（1）（2）（3）
解析：（1）设物体第一次滑到底端的速度为，根据动能定理有

解得
（2）在传送带上物体的加速度大小为

解得
物体在传送带上向右运动到速度为0所用时间为

解得
由于
由运动的对称性可知返回时间也为，则从滑上传送带到第一次离开传送带经历的时间为
物体的位移为0，物体相对传送带的位移即传送带的位移为

则摩擦产生的热量为

（3）物体第一次返回到传送带左端的速度为

物体以速度从底端冲上斜面达最大高度，设最大高度为，由动能定理得

解得
17、答案：（1）（2）见解析（3）
解析：（1）B落至弹簧上，假设BC分离，则由牛顿第二定律可得

AC的加速度为

则刚接触弹簧时，BC未分离。则ABC接触弹簧时仍一起运动，当向下加速度为0时，速度最大。

解得
之后BC做加速度增加的减速运动，直到减速的加速度等于，BC分离。则圆柱形薄片B从开始下落到压缩弹簧达到最大动能这一过程，其重力势能的减少量为

（2）当ABC减速的加速度为时，BC分离，设此时B压缩弹簧压缩量为，则

解得
此时ABC速度为

解得
之后AC一起以匀减速向下运动，速度为0时，下降的高度为

解得


故C能落至地面。
（3）C落地时，对AC的速度为

解得
之后A在摩擦力作用下做减速运动，应用能定理

解得
故A滑行的距离为