河南省信阳市信阳高级中学2023-2024学年高一下学期5月月考物理试卷

这是一份河南省信阳市信阳高级中学2023-2024学年高一下学期5月月考物理试卷，共11页。试卷主要包含了选择题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。

一、选择题（本题共10小题，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1-6题只有一个正确选项，每小题4分；第7-10题有多个正确选项，全部选对得6分，选对但不全得3分，有错选得0分）
1．下列说法正确的是（ ）
A．在恒力作用下，物体可能做速率先减小到某个值，然后增大的曲线运动
B．做曲线运动的物体其加速度的大小不一定改变，但方向一定时刻改变
C．汽车匀速率通过拱桥的最高点时一定处于超重状态
D．曲线运动一定是变速运动，变速运动也一定是曲线运动
2．如图所示，修正带是一种常见的学习用具，是通过两个齿轮的相互咬合进行工作的，其原理可简化为图中所示的模型。A、B是转动的大小齿轮边缘的两点，C是大轮上的一点，若A、B、C的轨道半径之比为，则A、B、C的向心加速度大小之比（ ）
A． B． C． D．
3．如图所示，嫦娥五号、天问一号探测器分别在近月、近火星圆轨道上运行。已知火星的质量约为月球质量的9倍、半径约为月球半径的2倍。假设月球、火星可视为质量均匀分布的球体，则（ ）
A．嫦娥五号的线速度大小比天问一号大
B．嫦娥五号的向心加速度大小比天问一号大
C．天问一号的发射速度大于地球的第二宇宙速度
D．相同时间内，嫦娥五号与月球的连线扫过的面积和天问一号与火星的连线扫过的面积相等
4．如图所示，滚筒洗衣机脱水时，滚筒绕水平转动轴匀速转动，滚筒上有很多漏水孔，附着在潮湿衣物上的水从漏水孔中被甩出，达到脱水的效果。下列说法正确的是（ ）
A．脱水过程中滚筒对衣物的压力充当向心力 B．衣物在最高点A时脱水效果最好
C．脱水过程中滚筒对衣物的摩擦力始终充当动力 D．当衣物在A点时，地面对洗衣机的支持力最小
5．如图所示，一块橡皮用细线悬挂于O点，现用一支铅笔贴着细线的左侧水平向右以速度ⅴ匀速移动，运动过程中保持铅笔的高度不变，悬挂橡皮的那段细线始终保持竖直，则在铅笔未碰到橡皮前，橡皮的运动情况是（ ）
A．橡皮在水平方向上作匀速直线运动 B．橡皮在竖直方向上作匀速直线运动
C．橡皮的运动轨迹是一条直线 D．橡皮在图示位置时的速度大小为
6．细心的同学会发现商场里安装供顾客上、下楼的电梯主要有如图所示两种：台阶式如图甲，斜面式如图乙。下列对某同学分别乘坐两种扶梯的过程，描述正确的是（ ）
甲 乙
A．乘坐电梯甲匀速下降时，该同学受到水平方向的摩擦力
B．乘坐电梯甲加速下降时，该同学所受摩擦力做负功
C．乘坐电梯乙匀速上升时，该同学不受到摩擦力作用
D．乘坐电梯乙加速上升时，该同学受到的摩擦力做正功
7．如图所示，中心为O的硬币在桌面上沿直线向右匀速滚动，虚线为硬币边缘最高点P的运动轨迹，位置2为轨迹最高点，位置3为轨迹与桌面接触点。下列说法不正确的是（ ）
A．硬币滚动一周，P点与O点位移大小相等 B．P点运动到位置1时速度方向为水平向右
C．P点运动到位置2时向心加速度大小为零 D．P点运动到位置3时的速度与O点的速度相同
8．如图所示，完全相同的三个小球a、b、c从距离地面同一高度处以等大的初速度同时开始运动，分别做平抛、竖直上抛和斜抛运动，忽略空气阻力。以下说法正确的是（ ）
A．三个小球同时落地 B．三球在落地时速度大小相等
C．b、c所能达到的最大高度相同 D．落地之前，三个小球机械能均守恒
9．天空中星体壮丽璀璨，在万有引力作用下，做着不同的运动。如图1、2所示分别为双星、三星模型，星体都绕它们之间的某一点做匀速圆周运动，轨迹圆半径都为R，五个环绕天体质量均为m，引力常量为G，忽略其他天体对系统的作用，则（ ）
图1 图2
A．图1中两环绕天体向心力相同 B．图1中天体运动的周期为
C．图2中天体运动的向心力大小为 D．图1和图2中环绕天体的线速度之比为
10．如图所示，竖直轨道MA与四分之一圆弧轨道ABC平滑对接且在同一竖直面内，圆弧轨道圆心为O，OB连线与竖直方向夹角为，一轻质弹簧下端固定在水平面上，上端与A平齐，紧靠在竖直轨道MA上。现将一质量为的小球轻放在弹簧上，并用外力向下缓慢压至P点后无初速释放，小球恰能运动到C点。已知P、A两点的高度差为，圆弧轨道半径为，不计轨道摩擦和空气阻力，小球的半径远小于圆弧轨道的半径，重力加速度g取，则（ ）
A．小球离开弹簧时速度最大
B．小球从P点释放时，弹簧弹性势能为
C．若小球质量为，仍从P点无初速释放小球，小球不可能沿轨道返回P点
D．若小球质量为，仍从P点无初速释放小球，小球将从B点离开圆弧轨道
二、实验题（本题共2小题，共15分。请把答案填写在答题卡对应位置上）
11．如图1所示是“向心力实验器”，当质量为的砝码随旋转臂一起在水平面内做圆周运动时，砝码所需的向心力可通过牵引杆由力传感器测得，旋转臂另一端的挡光杆每经过光电门一次，通过力传感器和光电门就同时获得一组向心力F和挡光时间的数据。
图1 图2
（1）用游标卡尺测得挡光杆的宽度为，某次旋转过程中挡光杆的旋转半径为，经过光电门时的挡光时间为，则角速度__________。（结果保留2位有效数字）。
（2）保持挡光杆的旋转半径不变，以F为纵坐标，以为横坐标，可在坐标纸中描出数据点作一条直线。作出直线如图2所示，图中斜率为__________：由此可得砝码圆周运动的半径为__________（结果保留2位有效数字）。
12．（1）卡文迪什利用如图所示的扭称实验装置测量了引力常量：如图所示，横梁一端固定有一质量为m、半径为r的均匀铅球A，旁边有一质量为m、半径为r的相同铅球B，A、B两球表面的最近距离为L，两球间的万有引力大小为F，则可以表示出引力常量__________。
（2）已知某天体半径为R，现要测得该天体质量，用如图甲所示装置做了如下实验：悬点O正下方P点处有水平放置的炽热电热丝，当悬线摆至电热丝处时能轻易被烧断，小球由于惯性向前飞出做平抛运动。现对小球采用频闪数码照相机连续拍摄。在有坐标纸的背景屏前，拍下了小球在做平抛运动过程中的多张照片，经合成后，照片如图乙所示。a、b、c、d为连续四次拍下的小球位置，已知照相机连续拍照的时间间隔是，照片中坐标为物体运动的实际距离，已知引力常量为G，则：
甲 乙
①由以上及图信息，可以推算出该星球表面的重力加速度g为__________：（保留两位有效数字）。
②该星球质量为__________。（用G、R、g表示）
三、计算题（本题共3小题，共37分。解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不给分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）
13．（10分）如图甲所示，一台起重机将质量的重物由静止开始竖直向上匀加速提升，末达到额定功率，之后保持该功率继续提升重物。末重物达到最大速度。整个过程中重物的图像如图乙所示。取，不计额外功率。
图甲 图乙
试计算：
（1）起重机的额定功率P；
（2）前起重机的平均功率。
14．（12分）有一个固定的、足够长的光滑直杆与水平面的夹角为，杆上套着一个质量为m的滑块A（可视为质点）用足够长的且不可伸长的轻绳将滑块A与另一个质量为的物块B通过光滑的定滑轮相连接，轻绳因悬挂B而绷紧，此时滑轮左侧轻绳恰好水平，其水平长度为L，现将滑块A从图中O点由静止释放（整个运动过程中A和B不会触地，B不会触及滑轮和直杆），。
（1）当绳子与直杆垂直时，求滑块A的速度；
（2）求滑块A沿杆向下运动的最大位移x。
15．（15分）一质量的物块从半径的圆弧顶端下滑从底端A点水平抛出，恰好无碰撞落在倾斜角度的粗糙斜面上，斜面摩擦因数，最后到达斜面底端速度，已知物块在A点所受轨道的支持力大小为，
试求：
（1）物块在A点的速度大小；
（2）物块在斜面BC上的运动时间；
（3）物块从A点到C点过程中，重力对小球做功及摩擦力对小球做功．
参考答案
1．A 2．A 3．C
3．C【详解】A．对于嫦娥五号而言 解得
同理可得 解得
可见嫦娥五号的线速度小于天问一号的线速度，故A错误；
B．由题可知 同理解得
二者之比
可见嫦娥五号的向心加速度大小比天问一号小，故B错误；
C．第二宇宙速度是摆脱地球的束缚成为太阳系中的一颗行星，故天问一号的发射速度应大于地球的第二宇宙速度，故C正确；
D．设嫦娥五号与月球连线在t时间内扫过的面积为，天问一号与火星连线在t时间内扫过的面积为，则有 故
故D错误。故选C。
4．D 5．A 6．D 7．BCD
8．BD
【详解】A．a球做平抛运动，竖直方向的分运动是自由落体运动，b做竖直上抛运动，c做斜上抛运动，竖直方向的分运动是竖直上抛运动，所以三个小球运动的时间不等，不同时落地，A错误；
BD．小球运动过程中，只有重力做功，机械能均守恒，则有
解得。三个小球初位置的高度h和初速度大小都相等，则落地时速度v大小相等，BD正确；
C．b、c两球初始高度相同，分别做竖直上抛和斜上抛运动，开始时沿竖直方向向上的分速度c小，b大，所以b上升的最大高度大，c上升的最大高度小，C错误。
故选BD。
9．BD
【详解】A．它们的向心力由万有引力提供，大小相等、方向相反，故A错误；
B．根据万有引力提供向心力可知，解得，故B正确；
C．每颗行星运行所需向心力都由其余两颗行星对其万有引力的合力提供，如图所示
故
解得
故C错误；
D．图1中根据
解得
图2中根据
解得
则
故D正确。
10．CD
【详解】A．根据题意可知，小球释放后向上做加速运动，当弹簧弹力等于小球重力时，小球的加速度为0，速度最大，之后弹力小于小球的重力，小球开始向上减速，则小球在离开弹簧前某个位置的速度最大，故A错误；
B．由于小球恰能运动到C点，在C点，由牛顿第二定律有
从P到C点由能量守恒定律有，联立解得．故B错误；
C．结合B分析可知，若小球质量为
仍从P点无初速释放小球，则小球肯定到不了C点，由于
可知，小球可以从A点进入圆弧轨道，则小球将在圆弧轨道A、C之间某点离开圆弧轨道做斜上抛运动，不能沿轨道返回P点，故C正确；
D．设小球质量为时恰好从B点离开，则在B点有
从P到B点由能量守恒定律有
联立解得
故D正确。故选CD。
11．（1）8.0
（2）；0.0693
【详解】（1）挡光杆通过光电门时的线速度，由．解得
（2）[1][2]根据向心力公式有，将代入上式解得
可以看出以F为纵坐标，为横坐标；在坐标纸中描出数据点作一条直线，该直线的斜率为，由图像可知，斜率为，解得
12．（1） （2）8.0
【详解】（1）根据万有引力定律，解得引力常量
（2）[1]根据，解得
[2]根据，解得
13．（1）；（2）
【详解】（1）由图可知重物匀加速的加速度为
由牛顿运动定律得
代入得
起重机的额定功率为
（2）重物由静止开始竖直向上匀加速提升，前内的位移为
代入得
由功能关系得
代入得
14．（1）；（2）
【详解】（1）当绳子与直杆垂直时，此时B下落到最低点，B的速度刚好为0，根据几何关系可得A下滑的高度为
B下落的高度为
根据系统机械能守恒可得
解得滑块A的速度为
（2）滑块A下滑到最低点时的速度为零，此时B的速度也为零，根据系统机械能守恒可知，滑块A减少的重力势能等于B的重力势能增加量，则有
根据几何关系可得
联立解得滑块A沿杆向下运动的最大位移
15．（1）；（2）；（3）
【详解】（1）在A点所受合外力提供向心力
解得物块在A点的速度大小为
（2）已知B点速度方向，分解速度
物体在斜面BC上时，由受力分析
解得物块在斜面BC上的运动时间为
（3）平抛运动竖直分运动
由运动学公式
重力做功
摩擦力做功
解得