精品解析：河北省高碑店市崇德实验中学2022-2023学年高一下学期5月月考物理试题（解析版）

2022-2023学年高一5月月考

物理试卷

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，只有一项是符合题意要求的）

1. 铯原子钟是精确的计时仪器，图1中铯原子从O点以的初速度在真空中做平抛运动，到达竖直平面所用时间为；图2中铯原子在真空中从P点做竖直上抛运动，到达最高点Q再返回P点，整个过程所用时间为，O点到竖直平面、P点到Q点的距离均为，重力加速度取，则为（　　）

A. 100∶1 B. 1∶100 C. 1∶200 D. 200∶1

【答案】C

【解析】

【分析】

【详解】铯原子做平抛运动，水平方向上做匀速直线运动，即

解得

铯原子做竖直上抛运动，抛至最高点用时，逆过程可视自由落体，即

解得

则

故选C。

2. 如图，一硬币（可视为质点）置于水平圆盘上，硬币与竖直转轴的距离为r，已知硬币与圆盘之间的动摩擦因数为（最大静摩擦力等于滑动摩擦力），重力加速度大小为g。若硬币与圆盘一起轴匀速转动，则圆盘转动的最大角速度为（ ）

A.  B.  C.  D.

【答案】B

【解析】

【详解】硬币做圆周运动的向心力由静摩擦力提供，则：，解得，即圆盘转动的最大角速度为，故选B.

3. 2021年5月，“天问一号”探测器成功在火星软着陆，我国成为世界上第一个首次探测火星就实现“绕、落、巡”三项任务国家。“天问一号”在火星停泊轨道运行时，近火点距离火星表面2.8102 km、远火点距离火星表面5.9105 km，则“天问一号” （　　）

A. 在近火点的加速度比远火点的小 B. 在近火点的运行速度比远火点的小

C. 在近火点的机械能比远火点的小 D. 在近火点通过减速可实现绕火星做圆周运动

【答案】D

【解析】

【分析】

【详解】A．根据牛顿第二定律有

解得

故在近火点的加速度比远火点的大，故A错误；

B．根据开普勒第二定律，可知在近火点的运行速度比远火点的大，故B错误；

C．“天问一号”在同一轨道，只有引力做功，则机械能守恒，故C错误；

D．“天问一号”在近火点做的是离心运动，若要变为绕火星的圆轨道，需要减速，故D正确。

故选D。

4. 如图所示，粗糙程度处处相同的水平桌面上有一长为L的轻质细杆，一端可绕竖直光滑轴O转动，另一端与质量为m的小木块相连。木块以水平初速度出发，恰好能完成一个完整的圆周运动。在运动过程中，木块所受摩擦力的大小为（　　）

A.  B.  C.  D.

【答案】B

【解析】

【分析】

【详解】在运动过程中，只有摩擦力做功，而摩擦力做功与路径有关，根据动能定理

可得摩擦力的大小

故选B。

5. 一半径为R的圆柱体水平固定，横截面如图所示，长度为、不可伸长的轻细绳，一端固定在圆柱体最高点P处，另一端系一个小球，小球位于P点右侧同一水平高度的Q点时，绳刚好拉直，将小球从Q点由静止释放，当与圆柱体未接触部分的细绳竖直时，小球的速度大小为（重力加速度为g，不计空气阻力）（　　）

A.  B.  C.  D.

【答案】A

【解析】

【分析】

【详解】小球下落的高度为

h = πR - R + R = R

小球下落过程中，根据动能定理有

mgh = mv2

综上有

v =

故选A。

6. 下列说法正确的是（　　）

A. 只有体积、电荷量很小的带电体才能看成点电荷

B. 利用静电感应使金属导体带电，实质上是导体中的自由电子趋向或远离带电体

C. 电场线可以形象地描绘电荷产生的电场，它是实际存在的

D. 根据公式E=可知，电场中某点场强E的大小跟电场力F的大小成正比，跟放入该点的点电荷电量q成反比

【答案】B

【解析】

【分析】

【详解】A．只有带电体的形状大小对带电体之间的静电力没有影响时才能看成点电荷，故A错误；

B．利用静电感应的本质是金属导体中的自由电荷的转移，带电体如果带正电，导体中的自由电子趋向带电体，如果带负电，金属中的自由电子远离带电体，故B正确；

C．电场线虽然可以形象地描绘电荷产生的电场，但它是假想的线，故C错误；

D．根据公式E=可知，电场中某点场强E只跟电场本身有关，与检验电荷无关，故D错误。

故选B。

7. 如图所示，Rt△ABC中∠CAB=37°，D为AB边上一点，AD：DB=2：3.两个正点电荷固定在A、B两点，电荷量大小为q的试探电荷在C点受到的电场力方向与AB垂直，大小为F，sin37°=0.6，cos37°=0.8.则D点的电场强度大小为（　　）

A.  B.  C.  D.

【答案】B

【解析】

【分析】

【详解】

设A、B两点电荷量分别为QA、QB则试探电荷C受到A、B两点电荷的电场力分别为

如图假设C带负电，则其受力如图合力为F，垂直与AB，由几何关系

解得

因为

所以

则A、B在D点产生的场强分别为

所以

故B正确。

故选B。

二、多项选择题（本题共3小题，每小题6分，共18分，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6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分）

8. 2021年5月15日“祝融号”火星车成功着陆火星表面，是我国航天事业发展中具有里程碑意义的进展。此前我国“玉兔二号”月球车首次实现月球背面软着陆，若“祝融号”的质量是“玉兔二号”的K倍，火星的质量是月球的N倍，火星的半径是月球的P倍，火星与月球均视为球体，则（　　）

A. 火星的平均密度是月球的倍

B. 火星的第一宇宙速度是月球的倍

C. 火星的重力加速度大小是月球表面的倍

D. 火星对“祝融号”引力的大小是月球对“玉兔二号”引力的倍

【答案】AD

【解析】

【详解】A．根据密度的定义有

体积

可知火星的平均密度与月球的平均密度之比为

即火星的平均密度是月球的倍，故A正确；

BC．由

可知火星的重力加速度与月球表面的重力加速度之比为

即火星重力加速度是月球表面的重力加速度的，由

可知火星的第一宇宙速度与月球的第一宇宙速度之比为

故BC错误；

D．由万有引力定律

可知火星对“祝融号”引力大小与月球对“玉兔二号”引力大小之比为

即火星对“祝融号”引力大小是月球对“玉兔二号”引力大小的倍，故D正确。

故选AD。

9. 复兴号动车在世界上首次实现速度350km/h自动驾驶功能，成为我国高铁自主创新的又一重大标志性成果。一列质量为m的动车，初速度为，以恒定功率P在平直轨道上运动，经时间t达到该功率下的最大速度，设动车行驶过程所受到的阻力F保持不变。动车在时间t内（    ）

A. 做匀加速直线运动 B. 加速度逐渐减小

C. 牵引力的功率 D. 牵引力做功

【答案】BC

【解析】

【详解】AB．动车的功率恒定，根据可知动车的牵引力减小，根据牛顿第二定律得

可知动车的加速度减小，所以动车做加速度减小的加速运动，A错误，B正确；

C．当加速度为0时，牵引力等于阻力，则额定功率为

C正确；

D．动车功率恒定，在时间内，牵引力做功为

根据动能定理得

D错误。

故选BC。

10. 如图所示，A、B、C三个带电小球质量均为m，A、B分别穿在同一竖直线上的两根绝缘细杆上，上方细杆粗糙，下方细杆光滑。已知A、B带电荷量大小均为q，且A带正电，当系统处于静止状态时，AB和AC间距相等，A、C间绝缘细线与竖直细杆成60°角，细线伸直且恰无拉力。已知静电力常量为k，重力加速度为g，则（　　）

A. C小球带电量大小为

B. A、C间的绝缘细线长为

C. A小球受到细杆的摩擦力大小为2mg

D. 若保持B小球位置不变，缓慢增加B的带电量，使A、C两球处于同一水平线，则此时A、C间的绝缘细线拉力大小为0

【答案】BD

【解析】

【详解】AB．由几何关系易知△ABC为等边三角形，细线长设为L，平衡时，细线对C球无拉力，则A必然对C球存在吸引力，B球C球存在斥力，对C球受力分析，如图所示：

对B球受力分析如图所示：

在竖直方向上有

解得C小球带电荷量大小为

qC=q

A、C间的绝缘细线长为

选项A错误、B正确；

C．对ABC整体分析竖直方向上

Ff=3mg

选项C错误；

D．当A、C处于同一水平线上时，在竖直方向上必有

则水平方向上

解得

T=0

选项D正确。

故选BD。

三、非选择题（共54分）

11. 在“探究两个电荷间相互作用力的大小与哪些因素有关”的试验中，某同学采用如图所示的装置；试验时他保持两个小球所带的电量不变，研究力与两个带电小球间距离的关系；保持两个小球间距离不变，研究力与两个带电小球所带电量的关系．

(1)试验表明：两个电荷间相互作用力的大小，随两球间距离的_____而增大；随两球所带电量的____而增大．

(2)试验中该学生采用了_____ 这种方法来研究多个变量间的关系．（选填“累积法”、“控制变量法”、“演绎法”、“等效替代法”）

【答案】    ①. 减小；    ②. 增大；    ③. 控制变量法

【解析】

【详解】（1）对小球B进行受力分析，可以得到小球受到的电场力：F=mgtanθ，即B球悬线的偏角越大，电场力也越大；所以使A球从远处逐渐向B球靠近，观察到两球之间距离越小，B球悬线的偏角越大，说明了两电荷之间的相互作用力，随其距离的减小而增大；两球距离不变，改变小球所带的电荷量，观察到电荷量越大，B球悬线的偏角越大，说明了两电荷之间的相互作用力，随其所带电荷量的增大而增大．

（2）先保持两球电荷量不变，使A球从远处逐渐向B球靠近．这是只改变它们之间的距离；再保持两球距离不变，改变小球所带的电荷量．这是只改变电量所以采用的方法是控制变量法．

【点睛】该题考查库仑定律的演示实验，并掌握通过实验现象，总结实验规律是解题的关键，属于记忆性的知识点．

12. 利用如图所示装置做“验证机械能守恒定律”实验。已知打点计时器打点周期，重力加速度为。

（1）甲同学实验时进行了如下操作，其中正确的是______（选填选项前的字母）。

A.需使用天平测出重物的质量

B.安装打点计时器尽量两个限位孔在同一竖直线上

C.重复操作时尽量让重锤从同一位置开始下落

D.测量纸带上某点到第一个点间的距离，利用计算点的速度

（2）甲同学从打出的纸带中选出符合要求的一条纸带，如下图所示（其中一段纸带图中未画出）。图中O点为打出的起始点，且速度为零。选取在纸带上连续打出的点A、B、C、D、E、F作为计数点。测出C、D、E点距起始点O的距离分别为、、，由此可计算出打点计时器打下D点时重物下落的瞬时速度______（结果保留三位有效数字）。用表示重物的质量，在误差允许的范围内，若满足表达式______，则可认为重物下落过程中机械能守恒（用给出的已知物理量的符号表示）。

（3）乙同学想用图像法处理数据。他在纸带上选取多个计数点，测量它们到起始点的距离，计算对应计数点的重物速度，进而描绘出图像。请你帮他分析确定判断的依据：要想说明机械能是守恒的，则图线应该是一条过原点的直线，且斜率等于______。

【答案】    ①. B    ②. 1.92    ③.     ④. 当地的重力加速度

【解析】

【详解】（1）[1]A．实验要验证的关系式中两边都有m，可消掉，则该实验不需用天平测出重物的质量，选项A错误；

B．安装打点计时器尽量两个限位孔在同一竖直线上，以减小打点计时器与纸带之间的摩擦力，选项B正确；

C．重复操作时没必要让重锤从同一位置开始下落，选项C错误；

D．应该根据某点的瞬时速度等于某段时间的平均速度来计算A点的速度，若利用计算点的速度相当间接使用了机械能守恒定律，这样就失去了验证的价值，选项D错误。故选B。

（2）[2]打点计时器打下D点时重物下落的瞬时速度

[3]D点的速度可表示为

用表示重物的质量，在误差允许的范围内，若满足表达式

则可认为重物下落过程中机械能守恒。

（3）[4]根据

可得

则若机械能守恒，则图像应该是一条过原点的直线，且斜率等于当地的重力加速度。

13. 如图所示，质量m=2kg的滑块以v0=16m/s的初速度沿倾角θ=37°的斜面上滑，经t=2s滑行到最高点。然后，滑块返回到出发点。已知sin37°=0.6，cos37°=0.8，求滑块

(1)最大位移值x；

(2)与斜面间的动摩擦因数；

(3)从最高点返回到出发点的过程中重力的平均功率P。

【答案】(1)16m；(2)0.25；(3)67.9W

【解析】

【详解】(1)小车向上做匀减速直线运动，有

得

(2)加速度

上滑过程

得

(3)下滑过程

由运动学公式

重力的平均功率

14. 如图所示用30cm的细线将质量为4×10-3kg的带电小球P悬挂在O点下，静止时小球离地14cm，若加上为水平向右，大小为1×104N/C的匀强电场时，小球偏转37°后处于静止状态（g取10m/s2）。求：

（1）分析小球的带电性质？

（2）求小球的带电量？

（3）求细线的拉力？

（4）如果剪短细线，则小球经过多长时间着地？

【答案】（1）正电；（2）3×10-6C；（3）005N；（4 ）0.2s

【解析】

【详解】（1）小球受重力、拉力和电场力处于平衡，受力示意图如图所示

电场力的方向水平向右，与场强方向相同，所以小球带正电。

（2）根据共点力平衡，可知电场力为

F=qE=mgtan37°

解得

（3）根据共点力平衡得，细线的拉力为

（4）若烧断细绳，物体将沿重力与电场力合力的方向做匀加速直线运动，竖直方向做自由落体运动，物体离地面的高度为

根据

解得

15. 如图（a），一倾角固定斜面的段粗糙，段光滑。斜面上一轻质弹簧的一端固定在底端C处，弹簧的原长与长度相同。一小滑块在沿斜面向下的拉力T作用下，由A处从静止开始下滑，当滑块第一次到达B点时撤去T。T随滑块沿斜面下滑的位移s的变化关系如图（b）所示。已知段长度为，滑块质量为，滑块与斜面段的动摩擦因数为0.5，弹簧始终在弹性限度内，重力加速度大小取，。求：

（1）当拉力为时，滑块的加速度大小；

（2）滑块第一次到达B点时的动能；

（3）滑块第一次在B点与弹簧脱离后，沿斜面上滑的最大距离。

【答案】（1）；（2）；（3）

【解析】

【详解】（1）设小滑块的质量为m，斜面倾角为，滑块与斜面间的动摩擦因数为，滑块受斜面的支持力大小为N，滑动摩擦力大小为f，拉力为时滑块的加速度大小为。由牛顿第二定律和滑动摩擦力公式有

   ①

   ②

   ③

联立①②③式并代入题给数据得

   ④

（2）设滑块在段运动的过程中拉力所做的功为W，由功的定义有

   ⑤

式中、和、分别对应滑块下滑过程中两阶段所受的拉力及相应的位移大小。依题意，，，，。设滑块第一次到达B点时的动能为，由动能定理有

   ⑥

联立②③⑤⑥式并代入题给数据得

   ⑦

（3）由机械能守恒定律可知，滑块第二次到达B点时，动能仍为。设滑块离B点的最大距离为，由动能定理有

   ⑧

联立②③⑦⑧式并代入题给数据得

   ⑨