2021-2022学年陕西省咸阳市实验中学高一上学期第三次月考物理试题含解析

  咸阳市实验中学2021~2022学年度第一学期第三次月考

高一物理试题

第Ⅰ卷（选择题  共52分）

一、选择题（本大题共13小题，每小题4分，计52分。在每小题给出的四个选项中，第1~9题只有一项符合题目要求；第10~13题有多项符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不选的得0分）

1. 北京时间2021年11月27日0时40分，我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭，成功将“中星1D”卫星发射升空。卫星顺利进入预定轨道，发射任务获得圆满成功。下列说法正确的是（　　）

A. “0时40分”指的是时间

B. “中星1D”卫星升空过程中，相对长征三号乙运载火箭是运动的

C. 研究长征三号乙运载火箭的上升高度时，不能把火箭看做质点

D. 长征三号乙运载火箭的加速度与速度方向相同且加速度减小时，火箭做加速运动

【答案】D

【解析】

【详解】A．“0时40分”指的是时刻，故A错误；

B．“中星1D”卫星升空过程中，与长征三号乙运载火箭是相对静止的，故B错误；

C．火箭的长度相对于卫星升空的高度可以忽略不计，因此研究长征三号乙运载火箭的上升高度时，可以把火箭看做质点，故C错误；

D．物体的速度方向与加速度方向相同时，物体做加速运动，与物体的加速度大小无关，所以长征三号乙运载火箭的加速度与速度方向相同且加速度减小时，火箭做加速运动，故D正确。

故选D。

2. 如图所示，对下列图片描述正确是（    ）

A. 图甲右上方的路牌所标的“50”为车辆通行的瞬时速度

B. 由图乙可推出，所有形状规则的物体的重心均在其几何中心处

C. 图丙中电梯向上制动时体重计的读数变小，说明人所受重力减小

D. 图丁是伽利略直接证明出牛顿第一定律的理想实验图

【答案】A

【解析】

【详解】A．图甲右上方的路牌所标的“50”为车辆通行的瞬时速度，故A正确；

B．由图乙可推出，所有形状规则、质量分别均匀的物体的重心均在其几何中心处，故B错误；

C．图丙中电梯向上制动时体重计的读数变小，说明人对体重计的压力减小，故C错误；

D．图丁是伽利略推理出牛顿第一定律的理想实验图，故D错误。

故选A。

3. 甲、乙、丙三个物体同时同地出发运动，它们的位移—时间（x-t）图像如图所示。关于它们在0~20s内的运动的说法正确的是（　　）

A. 乙做直线运动，甲和丙做曲线运动

B. 乙做匀加速运动，甲和丙做变加速运动

C. 三者的平均速度大小相等，平均速率v甲>v丙>v乙

D. 三者的平均速度大小相等，平均速率v甲>v乙=v丙

【答案】D

【解析】

【详解】A．x-t图像只能描述物体的直线运动，不能描述曲线运动，所以甲、乙、丙均做直线运动，故A错误；

B．x-t图像的斜率表示速度，所以乙做匀速直线运动，甲和丙做变加速运动，故B错误；

CD．0~20s内，三者的位移大小相等，所以平均速度大小相等。而三者的路程关系满足

所以平均速率关系满足

v甲>v乙=v丙

故C错误，D正确。

故选D。

4. 如图所示，战士在水平地面上拉轮胎训练，战士以速度v做匀速直线运动，运动过程中保持双肩及两绳的端点A、B等高，两绳间的夹角为，所构成的平面与水平面间的夹角不变，则（　　）

A. 保持v不变，变小，绳子的拉力变小 B. 保持v不变，变小，绳子的拉力变大

C. 保持不变，v较小时，绳子的拉力较小 D. 保持不变，v较小时，绳子的拉力较大

【答案】A

【解析】

【详解】AB．保持v不变，则轮胎做匀速直线运动，设两根绳的合力为F，根据平行四边形定则有

对轮胎受力分析，根据正交分解，水平方向上有

竖直方向有

又

联立解得

故变小，绳子的拉力变小，故A正确，B错误；

CD．由题知，轮胎做匀速直线运动，根据

可知保持不变，则拉力T不变，与速度的大小无关，故CD错误。

故选A。

5. 光滑的水平面上，物体甲受到7N的水平作用力做初速度为5m/s、加速度为的匀变速直线运动。物体乙受到4N的水平作用力做初速度为3m/s、加速度为的匀加速直线运动。下列说法正确的是（    ）

A. 物体甲的惯性较大 B. 物体乙的惯性较大

C. 两物体的惯性一样大 D. 物体甲的速度变化比乙的慢

【答案】A

【解析】

【详解】ABC．根据牛顿第二定律可得

所以甲的质量大于乙的质量，而质量是衡量惯性大小的唯一标准，即质量越大，惯性越大，所以甲的惯性大，故A正确，BC错误。

D．由于甲的加速度大于乙的加速度，故物体甲的速度变化比乙的快，故D错误。

故选A。

6. 如图所示，水平面上的物体受到水平向右的为和水平向左的力的共同作用，物体处于静止．以下说法正确的是（　　）

A. 如果撤去力，物体受到的摩擦力一定为

B. 如果做去力，物体受到的合力一定为零

C. 如果撤去力，物体受到的摩擦力一定为

D. 如果撤去力，物体受到的合力一定为

【答案】B

【解析】

【分析】

【详解】AB．由题意可知，物体与地面的最大静摩擦力

如果撤去力，物体仍处于静止状态，合力为零，受到的摩擦力一定为3N，A错误，B正确；

CD．如果撤去力，由于最大静摩擦力不确定，物体可能静止，也可能运动，故无法确定摩擦力及合力大小，CD错误。

故选B。

7. 天问一号着陆器在成功着陆火星表面的过程中，经大气层290s的减速，速度从减为；打开降落伞后，经过90s速度进一步减为；与降落伞分离，打开发动机减速后处于悬停状态，经过对着陆点的探测后平稳着陆。若整个运动可视为竖直向下运动，则着陆器（    ）

A. 打开降落伞前，只受到气体阻力的作用

B. 打开降落伞至分离前，处于失重状态

C. 打开降落伞至分离前，受到的合力方向竖直向上

D. 悬停状态中，发动机喷火的反作用力与气体阻力是平衡力

【答案】C

【解析】

【详解】A．打开降落伞前，在大气层中做减速运动，则着陆器受大气的阻力作用以及火星的引力作用，选项A错误；

B．打开降落伞至分离前，飞船减速下降，加速度向上，处于超重状态，选项B错误；

C．打开降落伞至分离前，加速度向上，则受到的合力方向竖直向上，选项C正确；

D．悬停状态中，发动机喷火的反作用力是气体对发动机的作用力，它和飞船的重力是平衡力，选项D错误。

故选C。

8. 一矿井深为125m，在井口每隔一定时间自由下落一个小球。当第11个小球刚从井口开始下落时，第1个小球恰好到达井底。则下列关于小球运动的说法正确的是（g取）（    ）

A. 相邻两个小球间的时间间隔为5s B. 相邻两个小球间的时间间隔为1s

C. 此时第5个小球的瞬时速度为20m/s D. 第3个小球和第5个小球相隔的距离为35m

【答案】D

【解析】

【详解】AB．设小球自由下落到达井底经历时间为t，则由

解得

所以相邻两个小球间的时间间隔为

故A B错误；

CD．当第一个小球到达井底时第三个小球刚好下落t1=4s，第五个小球刚好下落t2=3s，故

且第5个小球的速度为

故D正确，C错误。

故选D。

9. 如图所示，t＝0时，一物体从光滑斜面上的A点由静止开始沿斜面向下做匀加速直线运动，经过B点后进入水平面做匀减速直线运动（经过B点前后速度大小不变），最后停在C点。物体的瞬时速度每隔2s记录一次，如下表。下列说法中正确的是（　　）

A. A、B间的距离等于B、C间的距离 B. AB段的平均速度比BC段的大

C. 物体运动过程中的最大速度为18m/s D. 物体运动过程中总位移小于100m

【答案】D

【解析】

【详解】C．物体做加速运动时的加速度为

物体做减速运动时的加速度为

设物体做加速运动的时间为t，则有

6s末的速度为

解得

，

物体运动过程中的最大速度为，所以C错误；

A．A、B间的距离为

B、C间的距离为

所以A、B间的距离不等于B、C间的距离，则A错误；

B．段与段平均速度大小为

所以B错误；

D．物体运动过程中总路程为

但总位移大小比总路程小，即总位移小于100m；所以D正确；

故选D

10. 下列说法中，正确的是（    ）

A. 在国际单位制中，“牛顿”是力学的三个基本单位之一

B. 拔河时，胜方对绳子的作用力等于败方对绳子的作用力

C. 矢量是既有大小又有方向的物理量，矢量的合成和分解遵守平行四边形定则

D. 伽利略直接测出落体速度与下落时间成正比，从而证明落体做匀加速运动

【答案】BC

【解析】

【详解】A．在国际单位制中，力学的三个基本单位是“米”“千克”“秒”；“牛顿”不是基本单位，故A错误；

B．拔河时，胜方对绳子的力和败方对绳子的拉力是一对平衡力，所有这两个力的大小相等，故B正确；

C．物理量按有无方向分为矢量和标量，矢量是既有大小又有方向的物理量，矢量的合成和分解遵守平行四边形定则，标量是只有大小没有方向的物理量，标量满足代数运算，故C正确；

D．伽利略用数学和逻辑推理得出了自由落体的速度与下落时间成正比，而不是直接测出，故D错误。

故选BC。

11. 一根细线上端固定，下端系着一个质量为m的小球。给小球施加拉力F，使小球平衡后细线与竖直方向的夹角为，如图所示。则拉力F（    ）

A. 方向可能在图中Ⅰ区内 B. 方向可能在图中Ⅱ区内

C. 最小值为 D. 最小值为

【答案】BD

【解析】

【详解】AB．小球受竖直向下的重力mg和沿细绳斜向上的拉力T以及拉力F，三力平衡，则力F必在mg和T夹角的对角范围内，即在图中的Ⅱ区域，选项A错误，B正确；

CD．当力F与T垂直时，F最小，最小值为

Fmni=mgsinθ

选项C错误，D正确。

故选BD。

故选B。

12. 建筑工地常用吊车通过钢索将建筑材料从地面吊到高处（如图甲）。图乙为建筑材料被吊车竖直向上提升过程的v-t图像。下列判断正确的是（　　）

A. 前5s的平均速度为0.5m/s B. 46s末材料离地面的距离为28m

C. 30~36s材料处于失重状态 D. 前10s钢索最容易发生断裂

【答案】CD

【解析】

【详解】A．由图乙可知，建筑材料在0~10s内做匀加速直线运动，加速度为

5s末的速度为

前5s的平均速度为

故A错误；

B．46s内材料的位移，即材料上升的高度，由图像与坐标轴所围的面积表示位移可知

故B错误；

C．由图乙可知，30~36s内材料向上做匀减速直线运动，加速度方向向下，处于失重状态，故C正确；

D．前10s材料向上做匀加速直线运动，加速度方向向上，钢索对材料的拉力大于材料自身重力，10~30s材料做匀速运动，材料所受拉力等于重力，30~36s做匀减速运动，材料所受拉力小于重力，36~46s材料向下做匀加速运动，材料所受拉力小于重力，钢索所受拉力始终等于钢索对材料的的拉力，钢索所受拉力越大越容易断裂，因此前10s钢索最容易断裂，故D正确。

故选CD。

13. 如图所示，倾角为的斜面体A置于粗糙水平面上，物块B置于斜面上，已知A、B的质量分别为M、m，它们之间的动摩擦因数为。现给B一平行于斜面向下的恒定的推力F，使B沿斜面向下运动，A始终处于静止状态。下列说法中正确的是（  ）

A. 无论F的大小如何，B一定加速下滑 B. 物体A对水平面的压力

C. B运动的加速度大小为 D. 水平面对A一定没有摩擦力

【答案】ACD

【解析】

【详解】AC．因A、B间的动摩擦因数为，即

则施加平行于斜面的力F后，由牛顿第二定律有

联立可得

即无论F的大小如何，B一定加速下滑，故AC正确；

B．对斜面受力分析，如图所示

由竖直方向的平衡有

联立可得

故B错误；

D．对斜面在水平方向的力有关系式

故斜面相对于水平面无相对运动趋势，水平面对斜面无摩擦力，故D正确。

故选ACD

第Ⅱ卷（非选择题  共48分）

二、实验探究题（本大题共2小题，计16分）

14. 某同学做“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验情况如图甲所示，其中A为固定橡皮条的图钉，O为橡皮条与细绳的结点，OB与OC为细绳。

（1）某同学实验操作步骤如下：

①如图甲所示，把橡皮条的一端固定在板上的A点，用两条细绳连在橡皮条的另一端，通过细绳用两个弹簧测力计互成角度拉橡皮条，橡皮条伸长，使结点伸长到O点，用铅笔记下O点的位置，并记下两个测力计的读数；

②在纸上按比例作出两个力、的图示，用平行四边形定则求出合力F；

③只用一个测力计，通过细绳把橡皮条上的结点拉到同样的位置O点，记下测力计的读数和细绳的方向，按同样比例作出这个力的图示（如图乙），比较与用平行四边形定则求得的合力F；

④改变和的夹角和大小，重复上述过程。

上述实验过程中，其中步骤______（填序号）中有重要内容遗漏。

（2）图乙是该同学在白纸上根据实验结果作出的力的图示。F与两力中，方向一定沿AO方向的是______。

（3）本实验采用的科学方法是______。

（4）甲图中，使OC绳拉力大小不变、方向沿顺时针转过一较小角度，为了使结点位置不变，则OB绳上拉力应该沿______（选填“顺”或“逆”）时针转动，大小将变______（选填“大”或“小”）。

（5）该同学对弹簧测力计中弹簧的劲度系数是多少很感兴趣。于是，他将一弹簧一端固定在传感器上，传感器与电脑相连（如图丙），当对弹簧施加变化的作用力（拉力或压力）时，在电脑上得到了弹簧长度的形变量与弹簧产生的弹力大小的关系图像（如图丁）。则该弹簧的劲度系数k＝______N/m。

【答案】    ①. ①    ②.     ③. 等效替代法    ④. 顺    ⑤. 小    ⑥. 200

【解析】

【详解】（1）[1]上述实验过程中，其中步骤①中除了用铅笔记下O点的位置以及两个测力计的读数外，还应该记录两个拉力的方向；

（2）[2]图乙F与两力中，F是两个分力合力的理论值，而是两个力合力的实验值，则方向一定沿AO方向的是。

（3）[3]本实验采用的科学方法是等效替代法。

（4）[4][5]结点位置不变，两拉力的合力F和不变，使OC绳拉力F2大小不变方向顺时针转过一较小角度，由平行四边形定则作图如图所示，

由图示可知，F2大小不变方向顺时针转过一较小角度过程，OB绳上拉力F1应该沿顺时针转动，大小变小。

（5）[6]图像的斜率等于弹簧的劲度系数，则由图像可知

15. 为了探究“物体质量一定时，加速度与力的关系”，甲、乙两同学设计了如图1所示的实验装置。其中带小滑轮的小车的质量为M，小滑轮的质量为，砂和砂桶的质量为m。力传感器可测出轻绳的拉力大小。

（1）实验时，不需要进行的操作是______。（填序号）

A．用天平测出砂和砂桶的质量

B．将带滑轮的长木板右端垫高，以平衡摩擦力

C．小车靠近打点计时器，先接通电源，再释放小车

D．为减小误差，实验中一定要保证砂和砂桶的质量m远小于小车的质量M

（2）甲同学在实验中得到如图2所示的一条纸带（相邻两计数点间还有四个点没有画出），已知打点计时器使用的是频率为50Hz的交流电。根据纸带可求出小车在C点的瞬时速度为______m/s，加速度为______。（结果保留三位有效数字）

（3）甲同学以力传感器的示数F为横坐标，加速度a为纵坐标，画出的a－F图象（图3）是一条直线，求得图线的斜率为k，同时用量角器测得图线与横坐标的夹角为，则小车的质量为______。（填序号）

A．    B．    C．     D．

（4）乙同学根据测量数据做出如图4所示的a－F图线没经过原点，该同学做实验时存在的问题是__________________。

【答案】    ①. AD    ②. 0.611    ③. 2.00    ④. C    ⑤. 未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足

【解析】

【详解】（1）[1]AD．实验时拉力可以由力传感器测出，不需要用天平测出砂和砂桶的质量，也就不需要使小桶（包括砂）的质量远小于车的总质量，故AD符合题意；

B．实验中需要平衡小车与木板间的摩擦力，减小摩擦对实验的影响，故B不符合题意；

C．实验时先接通打点计时器电源，在释放小车，以便有效的利用纸带，故C不符合题意。

故选AD。

（2）[2]相邻两计数点间还有四个点没有画出，则相邻两个计数点的时间间隔为

根据一段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度可知小车在C点的瞬时速度为

[3]根据逐差法

可得小车的加速度为

（3）[4]由牛顿第二定律得

则

则有

故小车质量为

故选C。

（4）[5]由图可知，当F超过某一数值时，小车的加速度a才开始大于零，因此实验存在的问题是未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足。

三、计算题（本大题共3小题，计32分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）

16. 如图所示，A、B都是重物，A被绕过小滑轮P的细线所悬挂，B放在粗糙的水平桌面上；小滑轮P被一根斜短线 系于天花板上的O点； 是三根线的结点，水平拉着B物体，沿竖直方向拉着弹簧；弹簧、细线、小滑轮的重力和细线与滑轮间的摩擦力均可忽略，整个装置处于静止状态。若A物体重力为20N，弹簧的劲度系数为100N/m，则求：

(1)弹簧的伸长量；

(2)桌面对B物体的摩擦力大小；

(3)悬挂小滑轮的斜线OP的张力大小。

【答案】(1) 0.1m；(2)；(3)

【解析】

【详解】(1)以为研究对象，绳张力大小等于重物A的重力，根据三力平衡得弹簧的弹力为

根据胡克定律，可得

x=0.1m

(2)以为研究对象，根据三力平衡得中的张力为

以B物体为研究对象，根据力的平衡得桌面对B物体的摩擦力大小为

(3)以小滑轮P为研究对象，绳和拉重物A的绳中张力大小相等，均为重物A的重力，由几何关系可知，OP绳和竖直方向夹角为30°，根据三力平衡得斜线OP的张力大小为

17. 由于连续暴雨天气的影响，某处山体滑坡引发了泥石流，如图所示，一辆汽车正停在坡底，突然司机发现距坡底300m的山坡处泥石流正以初速度为10m/s，加速度为0.5m/s2向坡底做匀加速直线运动，假设泥石流到达坡底后保持速率不变，在水平面上做匀速直线运动。司机经过2.5s反应时间后，驾驶汽车以0.8m/s2的加速度从静止开始做匀加速直线运动逃离。求：

（1）泥石流到达坡底时经过的时间和速度大小；

（2）泥石流是否能追上汽车？如果能追上，汽车加速度至少为多少能避免被追上？如果不能追上，两者距离的最小值是多少？

【答案】（1）20s，20m/s；（2）不能追上汽车，100m

【解析】

【分析】

【详解】（1）设泥石流到达坡底的时间为t1，速率为v1，泥石流在山坡上做匀加速直线运动，已知位移x1=300m，加速度a1=0.5m/s2，初速度v0=10m/s，由题意可列出运动学方程

联立可得

，

（2）设汽车从静止到速度与泥石流的速度相等所用时间为t，则有

t=25s

汽车位移为

泥石流在水平面上的运动时间为

泥石流在水平面上的位移为

因为x汽>x石，所以泥石流不能追上汽车，两者距离最小值是100m。

18. 如图所示，木板与水平地面间的夹角可以随意改变，当时，可视为质点的一小物块恰好能沿着木板匀速下滑。若让该小木块从木板的底端每次都以的速度沿木板向上运动，随着的改变，小木块沿木板滑行的距离将发生变化，重力加速度为g。

（1）求小木块与木板间的动摩擦因数；（结果可含根号）

（2）当角时，求小木块沿木板向上滑行的距离和时间；

（3）当角为何值时，小木块由底端沿木板向上滑行再回到原出发点所用的时间为。

【答案】（1）；（2），；（3）

【解析】

【详解】（1）当时，小木块沿着木板匀速下滑，由共点力平衡条件可知

解得

（2）设小木块向上运动的加速度为a，则

由速度-位移公式得，沿木板向上滑行的距离

小木块向上运动的时间

（3）设小木块向上运动的加速度为，时间为，位移为，向下运动的加速度为，时间为，则

联立以上式子解得

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