河南省濮阳市2023-2024学年高一下学期5月月考物理试题

这是一份河南省濮阳市2023-2024学年高一下学期5月月考物理试题，共10页。试卷主要包含了壁球是一种对墙击球的室内运动等内容，欢迎下载使用。
全卷满分100分，考试时间75分钟
注意事项：
1.答卷前，考生务必将自己的姓名，准考证号填写在答题卡上，并将条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并收回。
一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分.每小题只有一个选项符合题目要求.
1.经典力学是以牛顿的三大定律为基础的，相对论是现代物理学的基础，关于相对论时空观与牛顿力学的局限性，下列说法正确的是（ ）
A.运动的时钟会变快，运动的尺子会变长
B.在某参考系中同时发生的两件事，在另一参考系看来不一定是同时的
C.牛顿运动定律是普适定律，既适用于宏观物体也适用于微观物体
D.地球以30000m/s的速度绕太阳公转时，经典力学就不适用了
2.在风洞实验室中进行如图所示的实验，光滑的水平面上一小球以速度向东运动，运动中要穿过水平向北的风洞，在风洞施加的水平恒力作用下，小球通过风洞过程及通过后的轨迹正确的图是（ ）
A.B.C.D.
3.2024年7月27日至8月12日，第33届奥运会将在法国首都巴黎举办.此次奥运会将增设滑板、霹雳舞、攀岩和冲浪四个大项.滑板比赛有一个动作是运动员越过横杆，如图所示，滑板运动员沿水平地面向前匀速滑行，在横杆前相对滑板竖直向上起跳，人与滑板分离，分别从杆的上、下两侧通过，忽略空气阻力及滑板与地面间的摩擦力，若运动员安全过杆，则下列说法正确的是（ ）
A.运动员下落过程中机械能不守恒
B.运动员上升过程中重力做正功，下降过程中重力做负功
C.运动员与滑板分离后运动到最高点时动能为零
D.起跳后上升过程中，运动员动能转化为重力势能
4.如图所示，一轻弹簧的下端固定在水平面上，弹簧劲度系数为，上端连接一个物块，物块质量，整个装置处于静止状态.现将物块由弹簧伸长0.10m处释放，弹簧只在竖直方向上运动，整个过程不超过弹簧的弹性限度，重力加速度.则物块的最大速度的大小为（ ）
A.1m/sC.2m/s
5.壁球是一种对墙击球的室内运动.如图所示一同学对着墙壁打壁球，结果壁球与墙壁上的点碰撞后水平弹离，接球时球拍与水平方向的夹角为，壁球垂直落在球拍上点前瞬间的速度大小为2m/s.重力加速度大小取，，，壁球可视为质点，不计空气阻力.则、两点的高度差为（ ）
6.一质量的轿车，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.
7.2024年9月8日将发生土星冲日现象，土星冲日是指土星、地球和太阳几乎排列成一条线，地球位于太阳与土星之间，此时土星被太阳照亮的一面完全朝向地球，所以明亮而易于观察.地球和土星绕太阳公转的方向相同，轨迹都可近似为圆，地球一年绕太阳一周，土星公转轨道半径约为地球公转轨道半径的9倍，则（ ）
A.土星绕太阳的公转周期为54年
B.在相同时间内，土星、地球与太阳中心连线扫过的面积相等
C.土星表面重力加速度的数值比地球表面的小
D.下一次出现土星冲日现象是在2025年9月
二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分.每小题有多个选项符合题目要求.全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分.
8.嫦娥六号探测器计划在2024到2025年执行月球背面的月球样品采集任务.若嫦娥六号探测器质量为135kg，则下列说法正确的是（ ）
A.嫦娥六号探测器在月球上行走时受到月球的引力为1350N
B.嫦娥六号探测器在近月点需要点火减速才能被月球捕获
C.嫦娥六号探测器从近月点运动到远月点的过程中动能减小
D.嫦娥六号探测器被月球捕获的过程中，月球对它的作用力大于它对月球的作用力
9.如图所示，两个质量均为用轻弹簧相连接的物块、放在倾角为的固定光滑斜面上，系统保持静止.现给物块一个沿斜面向上的初速度，使其沿斜面向上运动，当物块运动到最高点时，物块刚要离开固定在斜面上的挡板，已知弹簧的劲度系数为，弹簧的弹性势能表达式为（其中表示弹簧的形变量），重力加速度为，只考虑物块第一次上升过程，下列说法正确的是（ ）
A.物块的机械能先增大后减小
B.初始时弹簧的弹性势能为
C.物块上升到最高点时沿斜面运动的距离为
D.物块的加速度先增大后减小
10.如图所示，水平面上有一固定的半径为的粗糙程度处处相同的半圆弧轨道，、为轨道最高点且连线水平，为轨道最低点.现将质量为的小球（可视为质点）由距点高度为的点静止释放，小球由点进入圆弧轨道，滑到轨道最低点时轨道对小球的支持力大小为.不计空气阻力，小球与轨道间的动摩擦因数为，重力加速度的大小为.下列说法中正确的是（ ）
A.小球运动到点时，在竖直方向上受到三个力的作用
B小球运动到点时摩擦力的瞬时功率大小为
C.小球从点运动到点的过程中摩擦力所做的功为
D.小球一定能到达点
三、非选择题：本题共5小题，共54分.
11.（8分）甲、乙两同学用不同的方法做探究平抛运动规律的实验.
（1）甲同学用频闪照相法做探究平抛运动规律的实验，记录了平抛物体在不同时刻的位置如图甲所示.若图中每个小方格的边长都是，则由图可求得拍摄时每________s曝光一次，该小球做平抛运动的初速度大小为________m/s.（重力加速度g取10m/s2），分析可知，图中第一个球的位置________（填“是”或“不是”）平抛运动的起点.
（2）乙同学利用实验室的器材研究平抛运动时，得到了小球运动过程中的多个位置，根据画出的平抛运动轨迹测出小球多个位置的坐标，画出图像如图乙所示，图线是一条过原点的直线，说明小球运动的轨迹形状是__________；已知该直线的斜率为，重力加速度大小为，则小球从轨道末端飞出的速度大小为___________.（用题目给定的字母表示）
12.（8分）如图甲所示，打点计时器固定在铁架台上，使重物带动纸带从静止开始自由下落，利用此装置验证机械能守恒定律.回答下列问题.
（1）对于该实验，下列哪些操作是正确的_________.
A.重物选用质量和密度较小的物体
B两限位孔在同一竖直线上
C.实验时，先释放重物，后接通电源
（2）为验证机械能是否守恒，需要比较重物下落过程中任意两点间的_________.
A.动能增加量与重力势能减少量B.速度增加量和重力势能减少量
（3）在打好点的纸带中挑选出一条点迹清晰的纸带，如图乙所示.把打下的第一个点记作，后五个点依次记为、、、、，已知、、，打点计时器打点周期，则重物下落的加速度大小为____m/s2.
（4）若当地重力加速度大小，根据以上数据可知，打点计时器打下计数点时物体的速度为，则________；重物由点运动到点的过程中下落的距离为，则_______（计算结果均保留三位有效数字）.
13.（8分）如图所示，一个质量为、密度均匀的球体半径为，在距球心处有一质量为的质点.若以球心为中心挖去一个半径为的球体，万有引力常量为；求剩下部分对质点的万有引力的大小.
14.（13分）在竖直平面内有一个粗糙的圆弧轨道固定在水平面上，点为圆心，半径为，与竖直方向的夹角为37°、半径水平.将一质量的小物块（可视为质点）自点由静止释放，小物块经过点后落在地面上的处.已知、在水平方向上的距离，不计空气阻力，重力加速度取10m/s2，，.求：
（1）小物块经后上升到最高点与点的高度差；
（2）小物块运动过程中克服摩擦力做的功.
15.（17分）现将某快递智能分拣系统的一部分简化成如图所示的模型，可看作质点的货物从倾斜传送带的最高点处由静止释放，经点平滑运动到水平地面上.已知传送带的倾角，之间的距离，若传送带不转动，货物最终静止的位置距点的距离也为.若货物与传送带及水平地面间的动摩擦因数相同，，重力加速度.
（1）求货物与传送带及水平地面间的动摩擦因数.
（2）若传送带以大小为的速率顺时针方向匀速转动，求货物最终静止的位置距点的距离.
（3）若传送带以大小为的速率顺时针方向匀速转动，货物最终静止的位置距点的距离为，请求出与的函数关系.
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参考答案、提示及评分细则
1.B 根据钟慢效应，相对论时空观认为运动的时钟会变慢，根据尺缩效应，相对论时空观认为运动的尺子会变短，选项A错误；相对论时空观认为在某参考系中同时发生的两件事，在另一参考系看来不一定是同时的，选项B正确；由经典力学的局限性可知，牛顿运动定律不适用于接近光速的物体和微观物体，适用于低速运动的宏观物体，选项C错误；30000m/s相对于光速，属于低速，所以地球以30000m/s的速度绕太阳公转时，经典力学仍适用，选项D错误.
2.A 小球在光滑的水平面上以向东运动，给小球一个向北的水平恒力，根据曲线运动条件，合外力指向物体做曲线运动轨迹的凹侧，且速度的方向沿着轨迹的切线方向，选项A正确.
3.D 运动员下落过程中只受到重力，机械能守恒，选项A错误；运动员上升时，重力方向向下，重力做负功；而在下降过程中，重力向下，重力做正功，选项B错误；运动员既参与了水平方向上的匀速直线运动，又参与了竖直上抛运动，所以运动员与滑板分离后运动到最高点时速度大小等于滑板的水平速度，运动员与滑板分离后运动到最高点时动能不为零，选项C错误；起跳后上升过程中，运动员速度越来越小，高度越来越大，动能转化为重力势能，选项D正确.
4.C 当物块的加速度为零时物块具有最大速度，即，此时弹簧形变量为，物块运动过程中，初态和末态弹簧弹性势能不变，由动能定理可知，解得，选项C正确.
5.B 壁球恰好垂直落在球拍上的点，球拍与水平方向的夹角为，壁球落到球拍前瞬间的速度大小为2m/s，则有，则、两点的高度差为，选项B正确.
6.C 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.
7.D 地球一年绕太阳一周，设土星绕太阳公转的周期为，根据开普勒第三定律有，解得年，选项A错误；根据开普勒第二定律可知，对同一行星而言，它与中心天体的连线在相等的时间内扫过的面积相等，选项B错误；行星表面物体的重力由万有引力提供，行星表面重力加速度，土星和地球的质量以及半径未知，无法比较其表面重力加速度的大小，选项C错误；年，年，由，得距下一次土星冲日所需时间年，则下一次出现土星冲日现象是在2025年9月，选项D正确.
8.BC 月球上的与地球不同，故质量为135kg的嫦娥六号探测器在月球上行走时受到月球的引力不等于1350N，选项A错误；嫦娥六号探测器在近月点时需要点火减速，使受到的引力大于所需向心力进而做近心运动，才能被月球捕获，选项B正确；嫦娥六号探测器从近月点运动到远月点的过程中，远离月球，月球对嫦娥六号探测器的引力做负功，嫦娥六号探测器的动能减小，选项C正确；嫦娥六号探测器被月球捕获的过程中，月球对它的作用力与它对月球的作用力是一对相互作用力，大小始终相等，方向相反，选项D错误.
9.AC 弹簧的弹力对物块先做正功后做负功，根据功能关系可知，物块的机械能先增大后减小，选项A正确；初始时对物块受力分析有，解得，所以弹簧的弹性势能为，选项B错误；由于、的质量相等且当上升到最高点时物块刚要离开挡板，所以弹簧初末状态的形变量相等，弹性势能相等，故物块的动能全部转化为自身的重力势能，则有，解得，选项C正确；弹簧恢复原长之前对物块的弹力沿斜面向上，物块的重力的分力沿斜面向下，随着弹力的减小，物块的合力增大，加速度增大，弹簧恢复原长之后对物块的弹力沿斜面向下，物块的重力的分力沿斜面向下﹐随着弹力的增大，物块的合力增大，加速度增大，故物块的加速度一直增大，选项D错误.
10.BD 小球运动到点时，在竖直方向上只受重力和轨道对小球的支持力作用，选项A错误；小球滑到轨道最低点时，轨道对球的支持力为，在竖直方向上由牛顿第二定律得，，此时的摩擦力大小为，所以此时摩擦力的瞬时功率大小为，选项B正确；小球从静止运动到点的过程中重力、摩擦力做功，由动能定理有，则小球从点运动到点的过程中摩擦力所做的功，选项C错误；根据左右对称关系，在同一高度，由于摩擦力做功使得左半边的速度变小，轨道的弹力变小，滑动摩擦力变小，因此从到克服摩擦力做的功小于从到克服摩擦力做的功，即.根据能量守恒定律得点的动能为，由于.所以小球一定能达到点，且在到达点时的速度没有减小到0，选项D正确.
11.（1）0.02 0.4 不是
（2）抛物线
解析：（1）根据平抛运动的规律，结合图像可得，，代入数据解得，，如果第一个球的位置是平抛运动的起点，根据初速度为零的匀变速直线运动的特点，在竖直方向上在相等的时间内位移大小之比为1:3:5:7，由图可知为1:2:3，所以不是抛出点；
（2）画出图像是一条过原点的直线，则，故是抛物线.由平抛运动的规律可知：，，则，所以，所以初速度为.
12.（1）B（2）A（3）9.75
（4）1.88 1.90
解析：（1）为了减少空气阻力的影响，重物选用质量和密度较大的物体，选项A错误；为了减少纸带与打点计时器间的摩擦力，两限位孔应在同一竖直线上，选项B正确；为了充分利用纸带，实验时，应先接通电源，后释放重物，选项C错误.
（2）根据，为验证机械能是否守恒，需要比较重物下落过程中任意两点间的动能增加量与重力势能减少量.选项A正确.
（3）根据逐差法，利用纸带求解加速度，，.
（4）重物做匀加速直线运动，一段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，点的瞬时速度为；则；从打下计数点到打下计数点的过程中，.
13.解：剩下部分对质点的万有引力应等于完整球体对质点的引力减去被挖去的小球体对质点的引力.
根据万有引力定律解得
被挖去的小球体的质量为
而大球体的质量为
联立可得，剩下部分对质点的万有引力为
14.解：（1）设小物块在点的速度为，在空中运动的时间为，则有
，
解得，小物块运动至最高点时在竖直方向上的分速度为0
则有解得
（2）对小物块由至的过程，由动能定理有
解得小物块运动过程中克服摩擦力做的功
15.解：（1）货物从释放到停止，由动能定理：
解得
（2）设货物在传送带上受到沿传送带向下的摩擦力，一直加速到点时的速度为
由动能定理解得
若传送带速度大于等于，货物到达点时的速度大小为
在水平面上运动时，由动能定理
解得货物最终静止的位置距点的距离
（3）若传送带的速度，物体在传送带上运动，速度小于时
由牛顿第二定律解得
物体在传送带上运动，速度大于时，由牛顿第二定律解得
设物体速度达到的位移为
则，
又
解得与的函数关系：