河北省承德市重点高中联校2023-2024学年高一下学期第三次月考物理试题（原卷版+解析版）

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注意事项：
1．答题前，考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。
2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
4．本试卷主要考试内容：人教版必修第二册。
一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28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. 《夸父逐日》最早出自《山海经•海外北经》，反映了古代先民与自然灾害做斗争的事实。若夸父“逐日”的足迹遍及全球，且未离开地面，则对于夸父“逐日”的过程，下列说法正确的是（ ）
A. 夸父所受的重力垂直地面向下B. 夸父在赤道时所受的重力最大
C. 夸父所受的重力和万有引力始终相等D. 夸父在两极时随地球转动所需的向心力最小
【答案】D
【解析】
【详解】A．夸父所受的重力竖直向下，不一定垂直地面向下，故A错误；
BCD．夸父所受地球的万有引力，按其作用效果分为重力和向心力，向心力使夸父随地球一起绕地轴自转，所以说重力是地球对夸父万有引力的一个分力；当夸父在赤道时，随地球转动所需的向心力最大，所受的重力最小；当夸父在两极时，随地球转动所需的向心力最小，所受的重力最大；故BC错误，D正确。
故选D。
2. 为备战2024年F1中国大奖赛，运动员正在刻苦训练。若某赛车在弯道上高速行驶时突然外侧后轮脱离赛车，则飞出时这个车轮的运动情况是（ ）
A. 脱离后就静止不动B. 与未脱落的车轮一样继续转弯
C. 沿着与轨迹垂直的方向飞出D. 沿着脱离时轮子前进的方向飞出
【答案】D
【解析】
【详解】赛车沿弯道行驶，任一时刻赛车上任何一点的速度方向都是赛车运动的曲线轨迹上对应点的切线方向，被甩出的后轮的速度方向就是甩出点所在轨迹的切线方向。
故选D。
3. 如图所示，一玩具小汽车上紧发条（弹簧）后在水平地面上由静止释放，小汽车沿直线滑行距离s后停下。若小汽车滑行时受到的阻力大小恒为f，则当小汽车由静止释放时，发条的弹性势能为（ ）
A. 4fsB. 3fsC. 2fsD. fs
【答案】D
【解析】
【详解】小汽车由静止释放到沿直线滑行距离s后停下，由动能定理可得
由功能关系可得，发条的弹性势能是
故选D。
4. 2024年3月20日，探月工程四期“鹊桥二号”中继星成功发射升空。“鹊桥二号”中继星作为探月四期后续工程的“关键一环”，将架设地月新“鹊桥”，为“嫦娥四号”“嫦娥六号”等任务提供地月间中继通信。3月25日，“鹊桥二号”中继星经过约112小时奔月飞行后，在距月面约440公里处开始实施近月制动，约19分钟后，顺利进入环月轨道飞行，其运动轨迹演示如图所示。下列说法正确的是（ ）
A. 该次发射速度大于第二宇宙速度B. “鹊桥二号”制动是向运动前方喷气
C. “鹊桥二号”的环月轨道一定为圆周D. “鹊桥二号”进入环月轨道后不受月球引力
【答案】B
【解析】
【详解】A．当卫星发射速度大于第二宇宙速度时，卫星将逃离地球，不可能成为月球的卫星，选项A错误；
B．向前喷气可以对卫星产生向后的力，从而使卫星做减速运动，选项B正确；
C．根据开普勒第一定律可知，卫星的环月轨道可能为椭圆，选项C错误；
D．卫星受到月球的万有引力作用，选项D错误。
故选B。
5. 如图所示，竖直固定在水平乒乓球桌面上的球网（厚度不计）到桌面左、右边缘的水平距离相等。在某次乒乓球训练中，从左边桌面上方到球网水平距离为桌长的的某一高度处，将乒乓球（视为质点）垂直球网水平击出，乒乓球恰好通过球网的上边缘落到桌面右侧边缘。不计空气阻力。若乒乓球在球网左侧运动的时间为t，则乒乓球在球网右侧运动的时间为（ ）
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】乒乓球被击出后做平抛运动，平抛运动在水平方向上的分运动为匀速直线运动，经分析可知，乒乓球在球网右侧运动的水平位移大小与其在球网左侧运动的水平位移大小的比值为，因此乒乓球在球网右侧运动的时间与其在球网左侧运动的时间的比值为，可知乒乓球在球网右侧运动的时间为。
故选D。
6. 某同学用轻绳拉动木箱进行力量训练。如图所示，该同学与木箱通过一根跨过定滑轮轻绳连接，若该同学以大小为v的速度水平向右移动，则当轻绳与水平方向的夹角分别为和时，木箱的速度大小为（ ）
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】设木箱的速度大小为，轻绳收缩的速度大小为，对木箱，根据运动的分解有
同理，对人，根据运动的分解有
解得
故选C。
7. 某次抗洪抢险中，救援船要横渡一条宽度为d的平直河流，救援船在静水中的速度大小为水速大小的2倍。若要求救援船在最短时间内渡河，则救援船在河中行驶的距离为（ ）
A. dB. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】当船头垂直河岸行驶时，救援船渡河的时间最短，设水速大小为v，则最短时间
救援船沿河岸方向的位移大小
救援船在河中行驶的距离
解得
故选B
二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
8. 关于功，下列说法正确的是（ ）
A. 虽然功有正负，但是功是标量
B. 由公式可知，功率P与力做的功W成正比，与做功时间t成反比
C. 若某物体所受合力做的功不为零，则每个力做的功均不为零
D. J的功比3J的功大
【答案】AD
【解析】
【详解】A．功有正负，但是功只有大小，没有方向，是标量，故A正确；
B．功率P与力做的功W以及做功时间t均无关，故B错误；
C．某物体所受合力做的功不为零，并不代表每个力做的功均不为零，故C错误；
D．功有正负，但正负不表示大小，功的大小只比较绝对值，故D正确。
故选AD。
9. 如图所示，一根不可伸长的轻质细线，一端固定在O点，另一端系一小球（视为质点）。小球在水平面内做匀速圆周运动，当角速度大小为时，O点到轨迹圆心的高度为，细线的拉力大小为，小球的向心加速度大小为，线速度大小为；当角速度大小变为时，O点到轨迹圆心的高度为，细线的拉力大小为，小球的向心加速度大小为，线速度大小为。下列说法正确的是（ ）
A. B. C. D.
【答案】AB
【解析】
【详解】A．设小球的质量为m，细线的长度为l，小球做匀速圆周运动时细线与竖直方向的夹角为，有
解得
可知
选项A正确；
B．经分析可知
、
得
可知
选项B正确；
C．由
可得
小球的向心加速度大小
因此
选项C错误；
D．由
可得小球的线速度大小
因此
选项D错误。
故选AB。
10. 我国载人月球探测工程登月阶段任务已启动实施，计划在2030年前实现中国人首次登陆月球。若探测器登月前一段时间内绕月球做匀速圆周运动，轨道半径的三次方与周期的二次方的关系图像的斜率为k，月球的半径为R，引力常量为G，将月球视为质量分布均匀的球体，球的体积公式为，其中，r为球的半径，则下列说法正确的是（ ）
A. 月球的质量为B. 月球的密度为
C. 月球的第一宇宙速度为D. 月球表面的重力加速度大小为
【答案】AD
【解析】
【详解】A．设月球与探测器的质量分别为M、m，探测器登月前一段时间内绕月球做匀速圆周动的轨道半为，有
又，解得
选项A正确；
B．月球体积
月球的密度
解得
选项B错误；
C．根据
可得月球的第一宇宙速度
选项C错误；
D．月球表面的重力加速度大小
选项D正确。
故选AD。
三、非选择题：共54分。
11. 某同学计划通过打点计时器测量重物自由下落的瞬时速度v和下落高度h来验证机械能守恒定律。
（1）以下四种测量方案中，合理的是___________。（填正确选项前的字母）
A．直接测量下落高度h和下落时间t，通过算出瞬时速度v
B．直接测量下落高度h，通过算出瞬时速度v
C．根据纸带上某点的相邻两点间的平均速度，得到该点的瞬时速度v，再由算出高度h
D．直接测量下落高度h，根据纸带上某点的相邻两点间的平均速度，得到该点的瞬时速度v
（2）实验中产生系统误差的主要原因是纸带通过打点计时器时存在摩擦阻力，使重物获得的动能往往___________（选填“大于”、“小于”或“等于”）它所减小的重力势能。
（3）以为纵轴、h为横轴，根据实验数据绘出的图线是一条通过坐标原点的倾斜直线，若不计空气阻力，则根据该直线的斜率可以求出的物理量是___________。
【答案】 ①. D ②. 小于 ③. 当地的重力加速度
【解析】
【分析】
【详解】（1）[1]利用自由落体运动验证机械能守恒定律的实质是验证自由落体的加速度是否为g，不能用重力加速度g来计算速度。所以合理的为D。
（2）[2]重物下落过程中克服阻力做的功转化为内能，使得重物获得的动能小于它所减小的重力势能。
（3）[3]根据
可得
则图线的斜率为当地的重力加速度。
12. 学校物理兴趣小组用如图甲所示的装置做“探究平抛运动的特点”的实验，竖直挡板上附有复写纸和白纸，可以记下钢球撞击挡板时的点迹。实验时，竖直挡板初始位置紧靠斜槽末端，钢球从斜槽上P点由静止滚下，撞击挡板留下点迹0，将挡板依次水平向右移动x，重复实验，挡板上留下点迹1、2、3、4。以点迹0为坐标原点，竖直向下建立坐标轴y，各点迹坐标值分别为、、、。
（1）斜槽轨道________要光滑，斜槽末端切线________要水平。（均填“一定”或“不一定”）
（2）将钢球视为质点，当地的重力加速度大小为g，若用g、x和表示，则钢球抛出时的初速度大小________。
（3）在另一次实验中，将白纸换成方格纸，方格纸中每小格的边长均为L，通过实验，记录了钢球在运动过程中的三个位置，如图乙所示。将钢球视为质点，已知当地的重力加速度大小为g，则钢球做平抛运动的初速度大小________，钢球经过B点时在竖直方向上的分速度大小________。
【答案】（1） ①. 不一定 ②. 一定
（2）
（3） ①. ②.
【解析】
【小问1详解】
[1][2]只要钢球从斜槽上同一位置由静止滚下，钢球经过斜槽末端时的速度就相同，因此斜槽轨道不一定要光滑；若斜槽末端切线不水平，则钢球离开斜槽末端后在空中不做平抛运动，因此斜槽末端切线一定要水平。
【小问2详解】
根据平抛运动的规律有
、
解得
【小问3详解】
[1][2]设钢球从A点运动到B点的时间为T，有
、
解得
钢球经过B点时在竖直方向上的分速度大小
13. 已知地球与月球的质量之比为，地球与月球的半径之比为。忽略地球与月球的自转。
（1）求地球和月球表面的重力加速度大小之比；
（2）若在地球和月球表面附近，分别竖直上抛一个小球，结果两小球上升的最大高度相同，求在地球和月球表面附近竖直上抛的小球的初速度大小之比。
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）设地球与月球的质量分别为、，地球与月球的半径分别为、，则有
解得
（2）设小球上升的最大高度为h，则有
解得
14. 某同学站在水平地面上，手握不可伸长的轻绳一端，轻绳的另一端系有质量为m的小球（视为质点），甩动手腕，使小球在竖直平面内绕O点做部分圆周运动（圆周摆动）。当小球某次运动到最低点时，轻绳突然断裂，小球飞行水平距离d后落地，如图所示。已知O点距地面的高度为d，O点与小球之间的绳长为，重力加速度大小为g，不计空气阻力。求：
（1）轻绳断裂时小球的速度大小和小球落地时的速度大小；
（2）轻绳刚要断裂时轻绳所受的拉力大小F。
【答案】（1），；（2）
【解析】
【详解】（1）设轻绳断裂后小球在空中运动的时间为t，根据平抛运动的规律有
解得
又
解得
小球落地时的竖直分速度大小
经分析可知
解得
（2）由题意可知，小球做圆周运动的半径
设当轻绳断裂时，轻绳对小球拉力大小为，有
根据牛顿第三定律有
解得
15. 图示为某弹射装置的示意图，光滑的水平导轨MN的左端M处固定一带有水平弹簧的竖直挡板，右端N处与长L=4m的水平传送带平滑连接电动机带动皮带轮沿顺时针方向转动，使得传送带以v=3m/s的速率匀速向右运动。弹簧原长小于MN的长度，一质量m=1kg的滑块（可视为质点）置于水平导轨上，将滑块向左移动压缩弹簧，然后由静止释放，滑块脱离弹簧后以=2m/s的速度滑上传送带，并从传送带的右端飞出滑块与传送带之间的动摩擦因数μ=0.2，空气阻力不计，取g=10m/s2。
（1）求滑块从传送带右端飞出时的速度大小；
（2）由于滑块在传送带上的运动，求电动机多消耗的电能ΔE；
（3）改变弹簧的压缩量，重复以上的过程，要使滑块总是以（1）中的速度从传送带的右端飞出，求弹簧弹性势能的最大值Epm。
【答案】（1）3m/s；（2）3J；（3）12.5J
【解析】
【详解】(1)由于v0a=μg
设该过程所用的时间为t，由匀变速直线运动的规律有
该过程中滑块发生的位移为
解得
t=0.5s
x=1.25m
由于xv'=v=3m/s
(2)滑块在传送带上匀加速滑动的过程中，其动能的增量为
=2.5J
该过程中，滑块相对于传送带发生的位移为
△x=vt-x=0.25m
该过程中，系统内能的增量为
Q=μmg·Δx=0.5J
由能量守恒定律可知，由于滑块在传送带的运动，而使电动机多消耗的电能为
ΔE=ΔEk+Q=3J
(3)经分析可知，当弹簧的弹性势能最大时，滑块脱离弹簧后的速度最大（设为），且滑块匀减速滑动到传送带右端时的速度恰好为v。滑块在传送带上滑动的过程中，由匀变速直线运动的规律有
弹簧弹性势能的最大值为
解得
Epm=12.5J