[物理]四川省成都市二校2023-2024学年高一下学期5月月考试题(解析版)

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1.本试卷分选择题和非选择题两部分，共100分。考试时间75分钟。
2.请将各题答案填写在答题卡上。
3.本试卷主要考试内容：教科版必修第二册第一至四章。
一、选择题：本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8～10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
1. 下列说法正确的是（ ）
A. 牛顿首先通过实验测出了引力常量
B. 地面附近的物体受到的重力就是万有引力
C. 当两个物体紧挨在一起时，两物体间的引力无穷大
D. 地球同步卫星（相对地面静止）只能在赤道的正上方，且到地心的距离是一定的
【答案】D
【解析】A．卡文迪许首先通过实验测出了引力常量，故A错误；
B．重力是地球附近的物体由于地球的万有引力而产生的，是万有引力的一个分力，故B错误；
C．当两个物体紧挨在一起时，两个物体不能看作质点，万有引力计算公式不适用，故C错误；
D．地球同步卫星相对地面静止只能在赤道的正上方，根据可知且到地心的距离是一定的，故D正确。
故选D。
2. 在光滑水平面上一质点做匀速率曲线运动的轨迹如图所示，质点在途经M、N、P、Q位置时的速度和所受合力F 的方向，可能正确的是（ ）
A. M位置B. N位置C. P位置D. Q位置
【答案】B
【解析】该质点做匀速率曲线运动，速率不变，合力指向轨迹凹侧，速度方向沿轨迹的切线，且合力与速度方向垂直，质点在途经 N位置时的速度和所受合力 F 的方向正确。
故选B。
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】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. 体育课上，小壮将铅球水平推出。不计空气阻力。对铅球被水平推出后在空中运动的过程，下列关于铅球在空中运动时的加速度大小a与速度大小v随运动时间t变化的关系图像中，可能正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】AB．由于不计空气阻力，铅球被水平推出后只受重力作用，加速度等于重力加速度，不随时间改变，故A正确、B错误；
CD．铅球被水平推出后做平抛运动，竖直方向有
则抛出后速度大小为
可知速度大小与时间不是一次函数关系，故CD错误。
故选A。
5. 如图所示，细杆AB的A端紧挨竖直墙面，B 端贴着水平地面，在A端沿着墙面下移的过程中，当AB杆与地面的夹角为30°时，A 端与B 端的速度大小之比为（ ）
A. 1：3B. 3：1C. ：1D. 1：
【答案】C
【解析】A、B两端沿杆的方向的速度相等，有
解得
故选C。
6. 2024年3月21日，我国在酒泉卫星发射中心使用长征二号丁运载火箭，成功将云海二号02组卫星发射升空，卫星顺利进入预定轨道，发射任务获得圆满成功。该卫星主要用于大气环境要素探测、空间环境监测、防灾减灾和科学试验等领域。若云海二号02组卫星入轨后绕地球做匀速圆周运动，且周期比地球同步卫星的周期小，则云海二号02组卫星的（ ）
A. 轨道半径比同步卫星的轨道半径小
B. 角速度比同步卫星的角速度小
C. 线速度比同步卫星的线速度小
D. 向心加速度比同步卫星的向心加速度小
【答案】A
【解析】A．根据，得
云海二号02组卫星的轨道半径比同步卫星的轨道半径小，故 A 正确；
B．根据，得
云海二号02组卫星的角速度比同步卫星的角速度大，故B错误；
C．根据，得
云海二号 02组卫星的线速度比同步卫星的线速度大，故C错误；
D．根据，得
云海二号 02组卫星的向心加速度比同步卫星的向心加速度大，故D错误。
故选A。
7. 质量为m的汽车行驶在平直的公路上，在运动过程中所受阻力不变。当汽车的加速度大小为a，速度大小为v1时，发动机的功率为 P。若汽车以额定功率行驶的最大速度为 v2，则汽车的额定功率为（ ）
A B.
C. D.
【答案】B
【解析】对汽车受力分析，设汽车受到的阻力大小为f，根据牛顿第二定律有
F-f=ma
又P=Fv1，解得
额定功率
解得
故选B。
8. 如图所示，质量为1kg的小球（视为质点）从距桌面高度为1.2m处的A点下落到水平地面上的B点，与地面碰撞后恰好能上升到与桌面等高的C点，C点距地面的高度为0.8m。取重力加速度大小。下列说法正确的是（ ）
A. 在小球从A点经B点运动到C点的过程中，重力对小球做的功为28J
B. 在小球从B点运动到C点的过程中，重力对小球做的功为
C. 以桌面为重力势能的参考平面，小球在A点时的重力势能为12J
D. 以桌面为重力势能的参考平面，小球在B点时的重力势能为零
【答案】BC
【解析】AB．重力做功与路径无关，根据
在小球从A点运动到C点的过程中，重力对小球做的功
在小球从B点运动到C点的过程中，重力对小球做的功
A错误，B正确。
CD．以桌面为重力势能的参考平面，根据
小球在A、B两点时的重力势能分别为
，
C正确，D错误。
故选BC
9. 杂技演员骑摩托车在圆形大铁环内进行刺激而惊险的表演。如图所示，半径为R 的铁环竖直固定，杂技演员（包括摩托车）以一定速度经过最低点时关闭引擎，杂技演员（包括摩托车）在竖直平面内做圆周运动，刚好能通过最高点。认为铁环内壁光滑，将杂技演员（包括摩托车）视为质点，重力加速度大小为g。下列说法正确的是（ ）
A. 杂技演员经过最高点时的速度大小为零
B. 杂技演员经过最高点时速度大小为
C. 杂技演员经过最低点时的速度大小为
D. 杂技演员经过最低点时的速度大小为
【答案】BC
【解析】AB．杂技演员通过最高点时，有，解得
故A 错误，B 正确；
CD．对杂技演员从最低点运动至最高点的过程，根据机械能守恒定律有
2R
解得
故 C 正确，D错误。
故选BC。
10. 如图所示，甲、乙两卫星在同一平面内绕地球同向做匀速圆周运动，其中乙运行的周期为1天，甲在半径为r的轨道上，图示时刻两卫星恰好相距最近。地球的质量为M，地球自转的角速度大小为，引力常量为G。下列说法正确的是（ ）
A. 甲运行的周期大于1天
B. 甲运行的周期小于1天
C. 从图示时刻起，甲、乙再一次相距最近所需的最短时间为
D. 从图示时刻起，甲、乙再一次相距最近所需的最短时间为
【答案】BD
【解析】AB．根据开普勒第三定律可知，卫星的轨道半径越大，运行的周期越长，因为乙运行的周期为1天，所以甲运行的周期小于1天，选项A错误，B正确；
CD．根据
可得甲的角速度大小
设从题中图示时刻起，甲，乙再一次相距最近所需的最短时间为t，有
解得
选项C错误、D正确。
故选BD。
二、非选择题：本题共5小题，共54分。
11. 为了研究平抛运动的规律，某同学用如图甲所示的装置进行实验。
（1）关于本实验，下列操作中，必要的是______
A. 通过调节使斜槽末端保持水平
B. 每次都需要从不同位置由静止释放小球
C. 通过调节使木板保持竖直
D. 尽可能减小斜槽与小球之间的摩擦
（2）实验中得到的小球运动轨迹的一部分如图乙所示，x轴沿水平方向，y轴沿竖直方向，坐标原点O______（填“是”或“不是”）抛出点；取重力加速度大小，则小球离开斜槽末端时的初速度大小为______m/s（计算结果保留两位有效数字）。
【答案】（1）AC （2）不是 4.0
【解析】
【小问1详解】
A．通过调节使斜槽末端保持水平，以保证小球做平抛运动，选项A正确；
B．每次都需要从同一位置由静止释放小球，以保证小球到达底端时的速度相同，选项B错误；
C．通过调节使木板保持竖直，以防止小球和木板发生擦碰，选项C正确；
D．斜槽与小球之间的摩擦对该实验无影响，只需要小球到达底端时速度相同即可，选项D错误。
故选AC。
【小问2详解】
水平方向位移相等，可知时间间隔相等，竖直方向的位移之比为25:35:45=5:7:9，可知不是从1开始的连续奇数比，则坐标原点O不是抛出点；
竖直方向，根据
解得
T=0.1s
则小球离开斜槽末端时的初速度大小为
12. 学校物理兴趣小组验证机械能守恒定律的实验装置如图甲所示，打点计时器打点的周期为T，重物的质量为m，当地的重力加速度大小为g。
（1）实验室有电磁打点计时器和电火花计时器，为减小实验误差，应优先选用__________（填“电磁打点计时器”或“电火花计时器”）。
（2）实验中得到的一条纸带如图乙所示，O为打出的第一个点，A、B、C为依次打下的点，根据纸带上的数据，打点计时器打B点时，重物的速度大小为__________;从重物开始下落到打点计时器打下B点，重物重力势能的减少量__________，重物动能的增加量__________。若在实验误差允许的范围内满足，则机械能守恒定律得到验证。
【答案】（1）电火花计时器
（2）
【解析】
【小问1详解】
相同情况下，电火花计时器与纸带间的阻力比电磁打点计时器纸带间的阻力小，则为减小实验误差，应优先选用电火花打点计时器；
【小问2详解】
B为AC的时间中点，则打点计时器打B点时重物的速度
从重物开始下落到打点计时器打下B点，重物重力势能的减少量
重物动能的增加量
13. 2024年4月25日，搭载神舟十八号载人飞船的长征二号F遥十八运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射，神舟十八号进入预定轨道，发射取得圆满成功。已知神舟十八号绕地球做匀速圆周运动的半径为r，地球的半径为R，地球表面的重力加速度大小为g，引力常量为G，不计地球的自转，求：
（1）地球的质量M；
（2）神舟十八号绕地球运行周期T。
【答案】（1）；（2）
【解析】（1）对地球表面上的物体m0
解得
（2）神舟十八号在轨运行时，有
解得
14. 如图所示，内壁光滑的空心圆柱体竖直固定，沿着水平切向给贴在内壁左侧О点的小球(视为质点)一大小=2m/s的初速度，小球沿着圆柱体的内壁旋转向下运动，最终落在圆柱体的底面上。小球的质量m=0.5kg，O点距底面的高度h=3.2m，圆柱体的内径R=0.5m，取重力加速度大小g=10m/s2，不计空气阻力。求：
（1）小球在圆柱体中的运动时间t及其加速度大小a。
（2）小球运动中对圆柱体内壁的压力大小F以及小球刚到达底面时的速度大小v。
【答案】（1）0.8s， m/s2；（2）4N，m/s
【解析】（1）小球在竖直方向做自由落体运动，有
解得
t=0.8s
小球在水平方向的加速度大小
经分析可知
解得
m/s2
（2）小球沿着圆柱体内壁切向的速度大小不变，所需向心力不变，设小球所受圆柱体内壁的弹力大小为F'，有
根据牛顿第三定律有
解得
F=4N
小球到达底面时在竖直方向的速度大小
经分析可知
解得
m/s
15. 某全自动传送带如图所示，AB为半径R=0.2m的四分之一固定光滑圆弧轨道，A点和圆心O等高，圆弧轨道与水平传送带相切于B点，传送带以大小v=4m/s的速度顺时针匀速运行。一质量m=0.5kg的滑块（视为质点）从A点由静止滑下，并从传送带的右端C飞出。已知滑块与传送带间的动摩擦因数μ=0.2，C点距水平地面的高度h=0.2m，滑块从 C点飞出后水平位移大小x=0.6m。取重力加速度大小g=10m/s2，不计空气阻力。求：
（1）滑块到达圆弧轨道底端B时对圆弧轨道的压力大小F；
（2）B、C两点的距离L；
（3）滑块与传送带间因摩擦产生的热量Q。
【答案】（1）15 N；（2）1.25 m；（3）0.75 J
【解析】（1）设滑块通过 B点时的速度大小为vB，对滑块从A点滑至B 点的过程，根据机械能守恒定律有
解得
vB=2m/s
设滑块通过B点时所受圆弧轨道的支持力大小为F'，根据牛顿第二定律有
根据牛顿第三定律有
F=F'
解得滑块到达圆弧轨道底端B时对圆弧轨道的压力大小
F=15 N
（2）设滑块从C点飞出时的速度大小为vc，滑块离开C点后在空中运动的时间为t，有
，x=vCt
解得
vC=3m /s
因为，所以滑块在传送带上一直做匀加速直线运动，设运动的加速度大小为a，根据牛顿第二定律有
μmg=ma
根据匀变速直线运动的规律有
解得
L=1.25 m
（3）设滑块从 B 点滑至C 点时间为t′，有
解得
t'=0.5s
在时间t'内，传送带转动的距离
x'=vt'
解得
x'=2m
经分析可知
Q=μmg(x'-L)
解得
Q=0.75 J