山西省运城市2023-2024学年高一下学期5月月考物理试题

这是一份山西省运城市2023-2024学年高一下学期5月月考物理试题，共9页。试卷主要包含了答题前，考生务必用直径0，本卷命题范围，9 km/s，6m /sB．0，关于重力势能，下列说法正确的是等内容，欢迎下载使用。

考生注意：
1.本试卷满分100分，考试时间75分钟。
2.答题前，考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。
3.考生作答时，请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效。
4.本卷命题范围：新人教必修第二册第五章至第八章第3节。
一、单项选择题：本题共8小题，每小题4分，共32分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1.下列说法正确的是
A．地球同步卫星的环绕速度小于7.9 km/s
B． 公式中，T是行星的自转周期，k与中心天体有关
C．相同时间内，火星与太阳连线扫过的面积等于木星与太阳连线扫过的面积
D．开普勒把天空中的现象与地面上的现象统一起来，成功解释了天体运行的规律
2.如图所示，在竖直倒置的封闭玻璃管内注满清水，水中有一个红蜡块，红蜡块沿玻璃管以速度 v匀速上浮的同时，玻璃管向右做初速度为零的匀加速直线运动。用虚线表示红蜡块相对地面移动的轨迹，下面四幅图中可能正确的是
3.某星球的半径是地球半径的2倍，地球表面的重力加速度大小为g。若该星球的密度是地球密度的，则该星球表面的重力加速度大小为
A．4g B．2g C． D．
4.如图所示，某同学到超市购物后由于赶时间，用大小为 20N、方向与水平面成60°角斜向上的拉力拉购物篮以 0.5 m/s2的加速度在水平地面上从静止开始匀加速前进。前2s内，拉力做功的平均功率为
A．20 WB． 15 WC．10 WD．5 W
5.某人骑自行车在平直路面上沿直线匀速行驶，自行车的部分简化图如图所示。已知自行车小齿轮的半径为r，大齿轮的半径为3r，车轮的半径为9r。若自行车前进的速度大小为v，则大齿轮转动的转速为
A． B．C． D．
6.如图所示，某同学和父母一起取山泉水时，发现在地面上平移水桶，可使泉水恰好从桶口中心无阻挡地落到桶底左侧边沿点。已知桶高为h=0.35m，直径为D=0.2m，水平细水管到水平地面的距离为H=0.8m，重力加速度g取10m/s2，则泉水离开出水口的速度大小为
A．0.6m /sB．0.8m/sC．1m/sD．1.2m/s
7.如图所示，长 L=0.5m、倾角α=37°的斜面固定在水平地面上，质量m=1 kg的小木块（可视为质点）从斜面顶端无初速度释放。已知小木块与斜面间的动摩擦因数μ=0.5，重力加速度 g取10m/s2，sin37°=0.6，cs37°=0.8.在小木块从斜面顶端滑到底端的过程中，下列说法正确的是
A．重力做功5JB．摩擦力做功2J
C． 支持力做功2.5JD．动能增加1J
8.有一质量为M、半径为R、密度均匀的球体，在距离球心O为2R的地方有一质量为m的质点，两者之间的万有引力大小为F1。现从球体中挖去一个半径为的小球体，如图所示，剩余球体部分对质点的万有引力大小为 F2，则的值为
A． B．C． D．
二、多项选择题：本题共2小题，每小题5分，共10分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
9.关于重力势能，下列说法正确的是
A．物体重力势能的大小只由物体本身决定
B．若重力做负功，则物体的重力势能减小
C．在地面上的物体，它具有的重力势能可能大于零
D．物体在a、b两点的重力势能分别为和，则
10.2024年 3月 20日，长征八号火箭成功发射，将“鹊桥二号”直接送入预定地月转移轨道。 如图所示，“鹊桥二号”在进入近月点P、远月点A的月球捕获椭圆轨道，开始绕月球飞行，经过多次轨道控制，“鹊桥二号”最终进入近月点 P和远月点B、周期为24h的环月椭圆轨道。关于“鹊桥二号”，下列说法正确的是
A．离开火箭时的速度大于11.2km/s
B．在捕获轨道运行的周期大于24 h
C．经过 A 点的加速度大于经过B 点的加速度
D．在捕获轨道上经过 P点的速度大于在环月轨道上经过P 点的速度
三、非选择题：本题共5 小题，共58分。
11.（8分）卡文迪什利用如图甲所示的扭称实验装置测量了引力常量。
（1）为了测量石英丝极微小的扭转角，该实验装置中采取“微小量放大”思想的措施是 。
A．增大石英丝的直径 B．减小T形架横梁的长度
C．利用平面镜对光线的反射 D．减小刻度尺与平面镜的距离
（2）如图甲所示，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，则引力常量G= 。（用题中所给物理量符号表示）
（3）已知某星球半径为R，引力常量为G，现要测该天体的质量。用如图乙所示装置做如下实验：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，拍下了小球做平抛运动过程中的多张照片，经合成后，照片如图丙所示，a、b、c、d为连续四次拍下的小球位置。
①已知频闪数码照相机连续拍照的时间间隔T=0.1s，照片中坐标为物体运动的实际距离，则该星球表面的重力加速度大小g= m/s2。（保留两位有效数字）
②该星球的质量M= 。（用G、R和g表示）
12.（10分）某同学用如图甲所示的实验装置来“验证动能定理”。实验步骤如下：①长木板放置在桌面上，打点计时器固定在长木板的右端，把小车放置在长木板上，小车与穿过打点计时器的纸带相连，长木板的右端垫高适当的角度，使小车正好匀速下滑；②用细线（与斜面平行）将长木板上的小车通过定滑轮与悬吊的钩码相连，打开打点计时器的电源，使小车拖着纸带从静止开始做匀加速直线运动，打点计时器在纸带上打下一系列的点；③重复上述步骤，选择一条点迹清晰的纸带进行数据分析，如图乙所示。
已知小车的质量为M，钩码的质量为m，且m≪M，重力加速度大小为g，回答下列问题：
（1）长木板的右端垫高适当的角度，其目的是 ；小车在运动的过程中，受到的合外力大小约为F= 。（用题中所给物理量字母符号表示）
（2）已知小车由静止出发的起点为O，A、B、C为相邻计时点，打点计时器的打点周期为T，由图乙可知，打点计时器在打B 点时，小车的速度大小为vB= ；从O到B过程，小车动能的变化量为△Ek= 。（均用题中所给物理量字母符号表示）
（3）小车从O到B 过程，若关系式 成立，则验证了动能定理。（用题中所给物理量字母符号表示）
13.（12 分）2024年3月 2日，神舟十七号航天员乘组圆满完成第二次出舱活动，我国航天员首次完成舱外维修任务。已知神舟十七号航天员乘组所在的空间站质量为m，离地高度为h，绕地球运行的周期为 T，地球半径为R，引力常量为G。求：
（1）空间站的线速度大小；
（2）地球的密度；
（3）地球第一宇宙速度的大小。
14.（12分）比亚迪一唐电车是当前销量较好的一款电动汽车。已知该款电动汽车的质量m=2000kg，额定功率。P=100kW，，该车沿水平路面行驶时所受阻力大小恒为f=2.5×103N。若该车以大小为a=1.25m/s2的加速度在水平路面做匀加速启动，求：
（1）维持匀加速运动的时间t1；
（2）当该车速度大小为v=25m/s时的加速度大小；
（3）若该车从启动到达到最大速度时的位移大小为x=640m，则该车做变加速的时间t2。
15.（16分）如图甲所示的倒T字形装置中，圆环a和轻弹簧均套在竖直光滑杆上，轻弹簧两端分别固定于竖直光滑杆底部和圆环a上，细线穿过光滑小孔O，两端分别与圆环a和小球b连接，开始时整个装置处于静止状态，轻弹簧的压缩量为△x=0.02m。现使整个装置绕竖直轴缓慢加速转动，当细线与竖直方向夹角θ=37°，小孔O与小球b之间的线长L=0.5m时，整个装置以一定的角速度ω匀速转动，如图乙所示。已知圆环a和小球b的质量均为m=0.5kg，重力加速度 g取10m/s2，sin37°=0.6，cs37°=0.8.求：
（1）轻弹簧的劲度系数k；
（2）整个装置匀速转动的角速度ω；
（3）整个装置由静止至角速度为ω的过程中，细线对小球b做的功W。
光滑杆
山西2023~2024学年高一年级5月联合测评·物理
参考答案、解析及评分细则
1.A 7.9km/s是地球的第一宇宙速度，是卫星的最小发射速度和最大环绕速度，故地球同步卫星的环绕速度小于7.9 km/s，A正确；根据开普勒第三定律可知，公式中，T 是行星运动的公转周期，k与中心天体的质量有关，B错误；根据开普勒第二定律可知，相同时间内，同一行星与太阳连线扫过的面积相等，C错误；开普勒发现了行星运动的三大定律，分别是轨道定律、面积定律和周期定律，牛顿把天空中的现象与地面上的现象统一起来，成功解释了天体运行的规律，D错误。
2.B 蜡块参与了竖直方向上的匀速直线运动和水平方向上的匀加速直线运动，故蜡块的运动是匀变速曲线运动，在最初的相同时间内，水平方向的位移小于竖直方向的位移，B正确。
3.C 星球表面的万有引力等于重力，有，其中，联立可得，则，C正确。
4.D 前2 s内，购物篮前进的距离，拉力做的功为W=Fxcs60°=10J，，故前2s内，拉力的平均功率为，D 正确。
5.A 小齿轮与车轮同轴转动，故小齿轮角速度等于车轮角速度，有，而小齿轮与大齿轮边缘各点线速度大小相等，有，解得，则大齿轮转动的转速为，A 正确。
6.C 设出水口到水桶中心的水平距离为x，泉水到桶口中心时，竖直方向有，水平方向有，泉水落到桶底左侧边沿点时，竖直方向有，水平方向有，联立解得v0=1m/s，C正确。
7.D 对小木块受力分析，重力做功，A 错误；摩擦力做功，，B错误；支持力方向与位移方向垂直，故支持力做功为零，C错误；小木块从斜面顶端滑到底端，由动能定理有=1 J，D正确。
8.B 由题意及万有引力公式，可知，由公式M=ρV和，联立解得挖去的小球体质量为M'=，则挖去的小球体与质点间的万有引力大小为，则剩余球体部分对质点的万有引力大小为，可知，B 正确。
9. CD 由公式Ep=mgh，可知重力势能的大小由物体的质量m、重力加速度g和相对参考平面的高度h 共同决定，A错误；若重力做负功，则物体的重力势能增加，B错误；选择地面以下某高度为参考平面，则在地面上的物体具有的重力势能大于零，C正确；重力势能是标量，故，D 正确。
10.BD “鹊桥二号”绕月飞行，月球又绕地球飞行，故“鹊桥二号”离开火箭时的速度满足，A错误；由开普勒第三定律，可知“鹊桥二号”在捕获轨道运行的周期大于24h，B 正确；由牛顿第二定律有，解得，可知“鹊桥二号”经过A 点的加速度小于经过B点的加速度，C 错误；“鹊桥二号”经过捕获轨道近月点 P时，需点火减速才能进入环月轨道，故“鹊桥二号”在捕获轨道上经过P 点的速度大于在环月轨道上经过P 点的速度，D正确。
11.（1）C（2）（3）①8.0 ② （每空2分）
解析：（1）当增大石英丝的直径时，会导致石英丝不容易转动，对“微小量放大”没有作用，A错误；当减小T形架横梁的长度时，会导致石英丝不容易转动，对“微小量放大”没有作用，B错误；利用平面镜对光线的反射来体现微小形变，或增大刻度尺与平面镜的距离，转动的角度也会更明显，C正确、D错误。
（2）根据万有引力公式有，解得引力常量。
（3）①竖直方向，根据 △y=gT2，角 解得g=8.0m/s2。
②根据，解得。
12.（1）补偿阻力 mg （2） （3）其他形式合理也对）（每空2分）
解析：（1）长木板的右端垫高适当的角度，其目的是平衡小车以及纸带受到的摩擦力，即补偿阻力；由m≪M，结合牛顿第二定律T=Ma和mg-T=ma，联立解得。
（2）打点计时器在打B点时，小车的速度大小为；从O到B，小车动能的变化量为
。
（3）由于 T≈mg，从O到B 过程，合力对小车做的功W=mgx2，当W=△Ek，即成立时，就验证了动能定理。
13.解：（1）空间站的线速度大小为（2分）
（2）由万有引力提供向心力，有（2分）
解得地球质量（1分）
地球体积（1分）
则地球的密度 （2分）
（3）对近地卫星，由万有引力提供向心力，有（2分）
解得地球第一宇宙速度大小为（2分）
14.解：（1）开始时，对该车由牛顿第二定律有F1-f=ma（1分）
解得F1=5×103N（1分）
该车做匀加速运动的最大速度（1分）
故维持匀加速运动的时间（1分）
（2）因v=25m/s>v1=20m/s，故该车功率已达到额定功率
由P=Fv，解得此时牵引力大小为F=4×103N（1分）
由牛顿第二定律有（1分）
解得a'=0.75m/s2（1分）
（3）该车能达到的最大速度（1分）
该车做匀加速的位移大小为（1分）
该车做变加速过程，由动能定理有}（2分）
解得t2=24s（1分）
15.解：（1）开始时，对圆环a和小球b整体受力分析，有 k△x=2m g （2分）
解得k=500 N/m （1分）
（2）对小球b受力分析，由牛顿第二定律有（2分）
解得ω=5 rad/s （1分）
（3）整个装置以角速度ω匀速转动时，设弹簧的形变量为△x'，细线中的拉力大小为 T
对圆环a受力分析，有kΔx'=mg+T（2分）
对小球b受力分析，竖直方向有mg=Tcsθ （2分）
联立解得Δx'=0.0225m（1分）
小球b的线速度大小为v=ω·Lsinθ=1.5m /s （1分）
小球b竖直方向上升的高度h=L（1-csθ）-（Δx'-Δx）=0.0975m（1分）
对小球b，由动能定理有（2分）
解得细线对小球b做的功W=1.05 J （1分）