山西省部分学校2023-2024学年高一下学期5月质量检测物理试卷(含答案)

这是一份山西省部分学校2023-2024学年高一下学期5月质量检测物理试卷(含答案)，共12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。

一、单选题
1．下列有关万有引力的说法中，正确的是( )
A.物体落到地面上，说明地球对物体有引力，物体对地球没有引力
B.中的G是比例常数，牛顿亲自测出了这个常数
C.地球围绕太阳做圆周运动是因为地球受到太阳的引力和向心力的作用
D.地面上自由下落的苹果和天空中运行的月亮，受到的都是地球的引力
2．关于图中物体的运动情况和受力情况，下列说法正确的是( )
A.图甲，摩托车在水平路面拐弯时，车手受到重力、支持力、向心力的作用
B.图乙，货物相对水平传送带始终静止，传送带速度越大，货物拐弯时所受的静摩擦力越大
C.图丙，空间站离地高度为400～450km，宇航员在空间站中受地球的引力比在地面上时大
D.图丁，过山车上的乘客在竖直圆轨道的最高点和最低点的向心加速度一定等大、反向、共线
3．对做功的理解，下列说法正确的是( )
A.功有大小有正负，则功是矢量
B.力对物体所做的功等于力和路程的乘积
C.物体的位移为零，该过程中外力对物体做功一定为零
D.恒力与位移的夹角为锐角，则该恒力做正功
4．如图所示，堤坝倾角为53°，一小朋友在堤坝边缘的安全地带，以的水平速度扔出一个小石子，小石子恰好扔到水中，小石子离开手的位置距离地面1.4m.重力加速度g取，，，则堤坝离水面高度H为( )
5．如图所示，水平地面上固定有倾角为45°的斜面体A，A的斜面上垂直固定有一挡板B，一小球C静止放置在斜面体与挡板之间，A的斜面与挡板B均光滑，球C对斜面的压力大小为，对挡板的压力大小为，则( )
A.B.C.D.
6．神舟十六号载人飞船入轨后顺利完成入轨状态设置，采用自主快速交会对接模式成功对接于天和核心舱径向端口.对接过程的示意图如图所示，神舟十六号飞船处于半径为的圆轨道Ⅰ，运行周期为，线速度为，通过变轨操作后，沿椭圆轨道Ⅱ运动到B处与天和核心舱对接，轨道Ⅱ上A点的线速度为，运行周期为；天和核心舱处于半径为的圆轨道Ⅲ，运行周期为，线速度为，则神舟十六号飞船( )
A.
B.
C.在轨道Ⅱ上B点处的加速度大于轨道Ⅲ上B点处的加速度
D.沿轨道Ⅱ从A运动到对接点B过程中，速率不断增加
7．一质量的轿车，最大功率，在平直公路上以大小的速度匀速行驶时，轿车发动机的功率，假设轿车行驶时所受地面及空气的阻力大小不变，重力加速度大小，若轿车沿倾角的坡路以最大功率匀速向上行驶，则此时轿车的速度大小为( )
A.B.C.D.
二、多选题
8．如图所示是甲、乙两辆汽车在平直公路上从同一地点同时开始沿同一直线运动的图像.图线甲是一条倾斜的直线，图线乙是起点过原点，4s为顶点开口向下的抛物线，则( )
A.甲的速度大小为10m/s
B.0～4s内乙的速度总比甲的速度大
C.0～4s内乙的平均速度大小为10m/s
D.0～8s内两汽车均作单向直线运动
9．如图所示，固定在水平面上的光滑斜面的倾角，斜面长，宽，一小球（可视为质点）从顶端B处水平向左射入，沿图中轨迹到达斜面底端A点，重力加速度g取则下列说法正确的是( )
A.小球在斜面上运动的加速度大小为
B.小球在B点的速度大小为4m/s
C.小球从B运动到A的过程中速度、加速度不断变化
D.小球从B运动到A的过程中，速度变化量大小为10m/s
10．滑块以初速度沿粗糙斜面从底端O上滑，到达最高点B后返回到底端.利用频闪仪分别对上行和下滑过程进行拍摄，频闪照片示意图如图所示，图中A为OB的中点.下列判断正确的是( )
A.图乙中的滑块处于下滑阶段
B.滑块与斜面的动摩擦因数为0.25
C.滑块上行与下滑的加速度之比为16:9
D.滑块上行与下滑通过A时的动能之比为4:3
三、实验题
11．如图所示的装置为向心力演示器，可以探究向心力大小与哪些因素有关.匀速转动手柄1，可以使变速塔轮2和3以及长槽4和短槽5随之匀速转动，槽内的小球也随着做匀速圆周运动，使小球做匀速圆周运动的向心力由横臂6的挡板对小球的支持力提供.球对挡板的反作用力，通过横臂的杠杆作用使弹簧测力套筒7下降，从而露出标尺8.根据标尺8上露出的红白相间等分标记，可以粗略计算出两个球所受向心力的比值.
（1）在研究向心力的大小F与质量m、角速度ω和半径r之间的关系时、我们主要用到了物理学中__________.（填正确答案标号）
A.理想实验法B.等效替代法C.控制变量法
（2）通过本实验可以得到的结论有__________.（填正确答案标号）
A.在质量和半径一定的情况下，向心力的大小与角速度成反比
B.在半径和角速度一定的情况下，向心力的大小与质量成正比
C.在质量和半径一定的情况下，向心力的大小与角速度成正比
D.在质量和角速度一定的情况下，向心力的大小与半径成反比
（3）在一次实验中，一同学把两个质量相等的小球分别放在两个卡槽内，将皮带连接在左、右塔轮半径之比为2:1的塔轮上，实验中匀速转动手柄1时，得到左、右标尺露出的等分格数之比约为1:2，则左、右两小球做圆周运动的半径之比为__________.
12．某同学采用重物自由下落的方法“验证动能定理”，如图甲所示.质量的重物自由下落，打点计时器在纸带上打出一系列点.如图乙所示为选取的一条符合实验要求的纸带，O为第一个点，A、B、C为从合适位置开始选取的三个连续点（其他点未画出）.已知所用交流电源的频率为50Hz，当地重力加速度大小为g取.回答下列问题：
（1）纸带的__________（选填“左”或“右”）端与重物相连.
（2）取图中O点和B点来“验证动能定理”：计时器打B点时重物的速度大小为__________，从O点到B点，重物的重力做的功__________J，动能增加量__________J.（结果保留三位有效数字）
（3）实验结果显示，重物的重力做的功大于动能的增加量，原因是__________（填正确答案标号）.
A.利用公式计算重物速度
B.利用公式计算重物速度
C.纸带和重物受到摩擦阻力和空气阻力的作用
D.没有采用多次实验取平均值的方法
四、计算题
13．如图所示，光滑水平面AB与竖直面内的粗糙半圆形导轨在B点相接，导轨半径为R。一个质量为m的物体将弹簧压缩至A点后由静止释放，在弹力作用下物体获得某一向右速度后脱离弹簧，它经过B点的速度为，之后沿半圆形导轨运动，到达C点的速度为。重力加速度为g。
（1）求弹簧压缩至A点时的弹性势能。
（2）求物体沿半圆形导轨运动过程中阻力所做的功。
14．宇宙中存在一些离其他恒星较远的三星系统和四星系统，通常可忽略其他星体对它们的引力作用，现观测到某三星系统是三颗星体位于同一直线上，两颗相距为2d，质量均为m的星体围绕质量为2m的中央母星做圆周运动，如图甲所示；某四星系统中三颗质量均为m的星体位于等边三角形的三个顶点上，质量为2m的母星在三角形的中心，三角形边长为d，三颗星体沿外接于等边三角形的圆形轨道运行，如图乙所示，已知引力常量为G，求：
（1）三星系统和四星系统中，外侧星体所受其母星的万有引力的大小；
（2）三星系统和四星系统中，外侧星体的向心加速度大小.
15．如图所示，质量均为m、且可视为质点的小球甲、乙固定在轻杆的两端，两轻杆的夹角为，两杆的长度分别为R、2R，整个装置可绕O点在竖直面内转动，当乙球与O点等高时将装置由静止释放，忽略一切阻力.重力加速度为g.求：
（1）当甲球转到与O点等高处时，甲球的向心加速度大小；
（2）当乙球转到O点正下方时，轻杆对乙球所做的功；
（3）整个过程，甲球上升的最大高度.
参考答案
1．答案：D
解析：根据牛顿第三定律，地球对物体有引力，物体对地球也有引力，且等大反向，A错误；万有引力常量是卡文迪什的扭秤实验测出的，B错误；地球围绕太阳做圆周运动是因为受到太阳的引力，向心力是一个效果力，不是真实存在的力，C错误；下落的苹果和天空中的月亮受到的力都是同一种力，D正确.
2．答案：B
解析：向心力是效果力，不是真实存在的力，选项A错误；货物相对传送带始终静止，货物拐弯时所受的静摩擦力提供向心力，传送带速度越大，货物所需向心力也越大，静摩擦力就越大，选项B正确；空间站离地高度为400～450km，宇航员受地球的引力比在地面上时小，选项C错误；过山车上的乘客在竖直圆轨道的最高点和最低点的向心加速度大小不一定相等，选项D错误.
3．答案：D
解析：功是标量，只有大小没有方向，但有正功、负功之分，选项A错误；由功的定义式：可知，一个力对物体做的功等于这个力的大小、物体位移大小及力和位移夹角的余弦三者的乘积，选项B错误；物体在粗糙的水平面上绕行一周的过程中，物体的位移为零，摩擦力对物体做的功不等于零，选项C错误；恒力与位移的夹角为锐角，则该力做正功，选项D正确.
4．答案：A
解析：根据平抛运动规律有，，又，联立解得，选项A正确.
5．答案：B
解析：对小球C进行受力分析，如图所示，则有，由牛顿第三定律，，，则球对斜面的压力和对挡板的压力大小相等，选项B正确.
6．答案：A
解析：飞船从轨道Ⅰ变轨到轨道Ⅱ需要加速，所以经过A点时，圆轨道时，，综合得，轨道半径越大，周期越大，选项A正确，B错误；同一点处的加速度应该相等，选项C错误；沿轨道Ⅱ从A运动到对接点B过程中，万有引力做负功，速度不断减小，选项D错误.
7．答案：C
解析：轿车匀速行驶时所受的牵引力大小满足，，联立解得轿车所受的阻力大小，在坡路上匀速行驶时，根据物体的平衡条件可知，此时轿车所受的牵引力大小满足，，解得此时轿车的速度大小，选项C正确.
8．答案：AC
解析：图像切线斜率表示速度，甲的速度大小，选项A正确；图像斜率表示速度，则在0～4s内乙的速度先大于甲的速度，后小于甲的速度，选项B错误；0～4s内乙的平均速度为，选项C正确；0～8s内，甲一直向正方向运动，乙先向正方向运动后反向运动，选项D错误.
9．答案：BD
解析：对小球受力分析，受到重力和斜面的支持力，根据牛顿第二定律，可得，解得，方向沿斜面向下，选项A错误；小球从B到A做类平抛运动，设球从B点水平射入时的速度为，从B运动到A所用时间为t；水平方向有。沿斜面向下方向有，联立解得，，选项B正确；小球从B运动到A运动过程中，加速度不变。选项C错误；小球从B运动到A运动过程中，速度变化量为，选项D正确。
10．答案：AC
解析：因为频闪照片时间间隔相同，设时间间隔为T，对比图甲和乙可知，图甲中滑块加速度大，是上行阶段，选项A正确；由于斜面倾角未知，不能求出滑块与斜面的动摩擦因数，选项B错误；从甲、乙中可知，上行时间为3T，下行时间为4T，上行与下行位移相等，根据可得，上滑与下滑的加速度之比为16:9，选项C正确；对上行（甲图）逆向思考，有，对下行（乙图），有，因此，滑块上行与下滑通过A时的动能之比为16:9，选项D错误.
11．答案：（1）C（2）B（3）2:1
解析：（1）研究向心力与各物理量的关系，主要用到控制变量法，选项C正确.
（2）根据向心力的公式可知，在质量和半径一定的情况下，向心力的大小与角速度的平方成正比，选项A，C错误；根据向心力的公式，在半径和角速度一定的情况下，向心力的大小与质量成正比，选项B正确；根据向心力的公式，在质量和角速度一定的情况下，向心力的大小与半径成正比，选项D错误.
（3）左右两塔轮属于皮带传动，其线速度大小相同，而半径之比为2:1，根据线速度与角速度之间的关系，可得两个塔轮转动的角速度之比为，而根据题意可知，则可得.
12．答案：（1）左（2）1.92m/s；0.188；0.184（3）C
解析：（1）重物拖着纸带做加速运动，相等时间内的位移逐渐增大，可知纸带的左端与重物相连.
（2）因为B为AC段的中间时刻，打B点时速度；
O到B过程，
.
（3）重物的重力做的功大于动能的增加量，是因为重物下落过程中存在空气阻力和摩擦阻力对重物做负功的影响，选项C正确.
13．答案：（1）
（2）
解析：解：（1）物体在水平面上运动时，物体与弹簧系统机械能守恒，。
（2）从B点到C点，由动能定理得
得。
14．答案：（1）见解析（2）见解析
解析：（1）三星系统中外侧两星所受母星引力大小相同
同理四星系统中
（2）三星系统中外侧星所受引力大小为
同理四星系统中
15．答案：（1）（2）（3）
解析：（1）由题可知，甲、乙两球为同轴模型，则转动过程中两球的角速度相同
则由公式
可知
解得
装置由释放到甲球与O点等高的过程中，系统的机械能守恒，则由动能定理得
由圆周运动的规律得甲球的向心加速度大小为
解得
（2）由（1）问分析知
对乙球由动能定理得
解得
（3）假设整个过程，甲球上升到最大高度时，连接甲球的杆与水平方向的夹角为θ，此时连接乙球的杆与竖直方向的夹角为θ，此时两球的速度均为零
则整个过程由机械能守恒定律得
解得
则整个过程甲球上升的最大高度为
解得