吉林省通化市梅河口市第五中学2023-2024学年高一下学期月考物理试题

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说明：本试卷分第Ⅰ卷（10题）和第Ⅱ卷（5题）两部分，满分 100 分，考试时间 75 分钟。
第 Ⅰ 卷
一、选择题(本大题共10小题，1--7题为单选每小题4分、8--10题为多选每小题6分，共46分。请将答案直接填写在答题卡内指定处。)
1．登陆火星需经历如图所示的变轨过程，已知引力常量为G，则下列说法不正确的是( )
A．飞船在轨道上运动时，运行的周期TⅢ> TⅡ> TⅠ
B．飞船在轨道Ⅰ上的机械能大于在轨道Ⅱ上的机械能
C．飞船在P点从轨道Ⅱ变轨到轨道Ⅰ，需要在P点朝速度方向喷气
D．若轨道Ⅰ贴近火星表面，已知飞船在轨道Ⅰ上运动的角速度，可以推知火星的密度
2．如图甲所示，一长为l的轻绳，一端穿在过O点的水平转轴上，另一端固定一质量未知的小球，整个装置绕O点在竖直面内转动。小球通过最高点时，绳对小球的拉力F与其速度平方v2的关系如图乙所示，重力加速度为g，下列判断正确的是（ ）
A．图象函数表达式为
B．重力加速度
C．绳长不变，用质量较小的球做实验，得到的图线斜率更大
D．绳长不变，用质量较小的球做实验，图线b点的位置将改变
第1题 第2题 第3题
3．魔方，英文名为Rubik′s Cube，又叫魔术方块或鲁比克方块，是一种手部极限运动．通常泛指三阶魔方．三阶魔方形状是正方体，由有弹性的硬塑料制成．要将一个质量为m、边长为a的水平放置的匀质三阶魔方翻倒，推力对它做功至少为( )
A.eq \r(2)mga B.eq \f(\r(2)mga,2) C.eq \f(\r(2)＋1mga,2) D.eq \f(\r(2)－1mga,2)
4．甲、乙、丙、丁是游乐场中的过山车，甲、乙两圈的轨道车在轨道的外侧做圆周运动，丙、丁两图的轨道车在轨道的内侧做圆周运动，两种过山车都有安全锁（由上、下、侧三个轮子组成把轨道车套在了轨道上，四个图中轨道的半径都为R，下列说法正确的是（ ）
A．甲图中，当轨道车以一定的速度通过轨道最高点时，座椅一定给游客向上的力
B．乙图中，当轨道车以一定的速度通过轨道最低点时，安全带一定给游客向上的力
C．丙图中，当轨道车以一定的速度通过轨道最低点时，座椅给人的力一定小于重力
D．丁图中，若轨道车过最高点的速度大于，安全带一定给游客向上的力
5．如图为某建筑工地的传送装置，传送带倾斜地固定在水平面上，以恒定的速度v0=2m/s向下运动，质量为m=1kg的工件无初速度地放在传送带的顶端P，经时间t1=0.2s，工件的速度达到2m/s，此后再经过t2=1.0s时间，工件运动到传动带的底端Q，且到底端时的速度为v=4m/s，重力加速度g=10m/s2，工件可视为质点。则下列说法正确的是（ ）
A．传送带的长度为x=2.4m
B．传送带与工件间的动摩擦因数为μ=0.4
C．工件由P运动到Q的过程中，传送带对工件所做的功为W=11.2J
D．工件由P运动到Q的过程中，因摩擦而产生的热量为Q=4.8J
6．）有一种新式健身“神器”——能自动计数的智能呼啦圈深受健身爱好者的喜爱。如图甲所示，智能呼啦圈腰带外侧带有轨道，将带有滑轮的短杆穿入轨道，短杆的另一端悬挂一根带有配重的细绳，其简化模型如图乙所示。已知配重（可视为质点）质量，绳长为，悬挂点到腰带中心的距离为。水平固定好腰带，通过人体微小扭动，使配重做水平匀速圆周运动，计数器能显示在1min内转动圈数，在某一段时间内绳子始终与竖直方向夹角为。配重运动过程中腰带可看作不动，重力加速度取，，，下列说法正确的是（ ）
A．匀速转动时，配重受到的合力为零
B．若增大转速，腰受到腰带的弹力不变
C．若配重的角速度是120
D．若则配重的角速度为
7．如图所示，倾角为、动摩擦因数为的粗糙斜面体锁定在光滑水平地面上。轻绳跨过光滑定滑轮，一端拴连物块，另一端拴连物块，之间的水平绳长为，平行于斜面。初始时轻绳无弹力，将由静止释放，当摆动到最低点时， 恰好受到最大静摩擦力， 与斜面体左侧竖直面发生弹性碰撞，碰后的瞬间，同时解除斜面体与光滑地面的锁定。若最大静摩擦力与滑动摩擦力相等，下列说法正确的是（ ）
A．解除锁定后， 能上摆到水平位置
B．与的质量之比为
C．解除锁定后， 会与斜面发生相对滑动
D．解除锁定前，在向下摆动的过程中，轻绳对滑轮的作用力先增大后减小
8．如图所示，小球A可视为质点，装置静止时轻质细线AB水平，轻质细线AC与竖直方向的夹角，已知小球的质量为m，细线AC长L，B点距C点的水平和竖直距离相等。装置BO'O能以任意角速度绕竖直轴O'O转动，且小球始终在BO'O平面内，那么在ω从零缓慢增大的过程中（ ）（g取10m/s2，，）
A．两细线张力均增大
B．细线AB中张力先变小，后为零，再增大
C．细线AC中张力先减小，后增大
D．当AB中张力为零时，角速度可能为
9．如图所示，竖直固定的光滑直杆上套有一个质量为m的小滑块，一原长为L的轻质弹簧左端固定在O点，右端与滑块相连。直杆上还有b、c、d三个点，b点与О点在同一水平线上且Ob=L，Oa、Oc与Ob的夹角均为37°，Od与Ob的夹角为53°。现将滑块从a点由静止释放，在滑块下滑到最低点d的过程中，弹簧始终处于弹性限度内，重力加速度为g，sin37°=0.6。下列说法正确的是（ ）
A．滑块在b点时动量最大
B．滑块从a点到c点的过程中，弹簧弹力的总冲量为零
C．滑块在c点的速度大小为
D．滑块从c点下滑到d点的过程中机械能的减少量为
10．如图所示，能绕点在水平面内转动的圆盘上，放置两个可视为质点且质量均为2kg的物块A、B，它们与圆盘间动摩擦因数均为，已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力。现物块间连接一自然长度为5cm、劲度系数为100N/m的轻质弹性橡皮筋，橡皮筋的形变都在弹性限度内且遵从胡克定律；两物块A、B和点恰好构成一边长为10cm的正三角形，现使圆盘带动两个物块以不同的角速度做匀速圆周运动，g取则（ ）
A．当圆盘的角速度为时，圆盘对物块A的摩擦力最小
B．当圆盘的角速度为时，圆盘对物块B的摩擦力大小等于橡皮筋弹力大小
C．当圆盘的角速度为5rad/s时，物块B受到的合力大小为5N
D．物块A、B刚要滑动时，圆盘的角速度为
第 Ⅱ 卷
实验题(本大题共2道小题，每空2分，共16分。请将答案直接填写在答题卡内指定处)
11．某同学用图甲所示装置通过M、N两弹性小球的碰撞来验证动量守恒定律，图甲中A是斜槽导轨，固定在水平桌面上，斜面BF顶端B点与斜槽导轨的水平末端相接。实验时先使M球从斜槽上某一固定位置静止释放，落到斜面上时记录纸上留下痕迹，重复上述操作10次，得到M球的10个落点痕迹，如图乙所示，刻度尺贴近斜面且零刻度线与B点对齐。再把N球放在斜槽导轨水平末端，让M球仍从原位置静止释放，和N球碰撞后两球分别在斜面记录纸上留下各自的落点痕迹，重复这种操作10次。（不考虑小球对斜面的二次碰撞）
（1）为了更精确地做好该实验，对两个碰撞小球的要求是M球的半径 N球的半径，M球的质量 N球的质量（填“小于”“等于”或“大于”）。
（2）由图乙可得M球不与N球碰撞时在斜面上的平均落点位置到B点的距离为 cm。
（3）若利用天平测出M球的质量，N球的质量，利用刻度尺测量平均落点位置C、D、E到B的距离分别为、、，由上述测量的实验数据，验证动量守恒定律的表达式是 （用所给物理量的字母表示）。如果两球碰撞为弹性碰撞，还需要验证 （用所给物理量的字母表示）。
第11题 第12题
12．如图甲所示的装置叫作“阿特伍德机”,是早期英国数学家和物理学家阿特伍德发明的一种著名力学实验装置,用来研究匀变速直线运动的规律。某同学对该装置加以改进后用来验证机械能守恒定律,如图乙所示。
(1)实验时,该同学进行了如下操作:
①将质量均为M(A的含挡光片、B的含挂钩)的重物用轻绳连接后,跨放在定滑轮上,处于静止状态,如图甲所示。测量出 (选填“A的上表面”“A的下表面”或“挡光片中心”)到光电门中心的竖直距离h。
②如图乙所示,在B的下端挂上质量为m的物块C,让系统(重物A、B以及物块C)中的物体由静止开始运动,光电门记录挡光片挡光的时间为Δt。
③测出挡光片的宽度d,计算有关物理量,验证机械能守恒定律。
(2)如果系统(重物A、B以及物块C)的机械能守恒,应满足的关系式为 (已知重力加速度为g)。
(3)引起该实验系统误差的主要原因有 (写一条即可)。
(4)验证实验结束后,该同学突发奇想:如果系统(重物A、B以及物块C)的机械能守恒,不断增大物块C的质量m,重物B的加速度a也将不断增大,那么a与m之间有怎样的定量关系?a随m增大会趋于一个什么值?请你帮该同学解决。
①写出a与m之间的关系式: 。
②最终a的值会趋于 。
三、计算题(本大题共3道小题，13、14题12分，15题14分，共38分。请将答案直接填写在答题卡内指定处)
13．如图，左侧光滑曲面轨道与右侧倾角的斜面在底部平滑连接且均固定在光滑水平地面上，质量为m的小滑块A从斜面上离斜面底边高为处由静止释放，经过斜面与水平面交接处时无机械能损失，在水平面与一质量为m的静止小滑块B发生正碰结合为一个整体（A、B完全相同），一起滑上左侧曲面轨道，再从曲面轨道滑上斜面，滑块第一次沿斜面上滑的最大高度为，多次往复运动。不计空气阻力，重力加速度为g。求：
（1）滑块与斜面间的动摩擦因数；
（2）滑块第1次滑下斜面的时间与第1次滑上斜面的时间之比；
（3）滑块最终静止，整个系统由于摩擦产生的热量Q。
14.如图所示，光滑钉子M、N相距2L，处于同一高度。带有光滑小孔的小球A穿过轻绳，轻绳的一端固定在钉子M上，另一端绕过钉子N与小球B相连，B球质量为m。用手将A球托住静止在M、N连线的中点P处，B球也处于静止状态。放手后，A球下落的最大距离为L。已知重力加速度为g。
（1）求A球的质量mA；
（2）求A球下落到最低点时绳中张力T；
（3）用质量为m的C球替换A球，C球从P点由静止释放后，求C球下落距离为L时的速度大小vC。
15．如图，质量，厚度的木板C静置于光滑水平地面上，半径的竖直光滑半圆弧轨道固定在木板C右边的水平地面上，木板与轨道均在同一竖直面内。轨道底端D点与木板C等高，并与圆心O在同一竖直线上，轨道上端最高为E点。质量的物块B置于木板C的左端，一质量的子弹A以的水平速度射中物块B并留在其中（时间极短），然后物块（B包括A）从木板左端水平向右滑行，B与C间的动摩擦因数。当物块（B包括A）到达木板右端时，木板恰好与轨道底端相碰并被锁定，同时物块（B包括A）沿圆弧切线方向滑上轨道。已知木板长度，重力加速度g取。
（1）求子弹A射中物块B并留在其中后物块（B包括A）的速度大小和该过程损失的机械能。
（2）求木板C与圆弧轨道底部碰撞前瞬间，物块（B包括A）和木板C的速度大小。
（3）判断物块（B包括A）是否会落到木板上？如果没有落在木板上，求该物块落点到木板左端的距离。