河南省郑州市中牟县第一高级中学2023-2024学年高一下学期6月月考物理试题

这是一份河南省郑州市中牟县第一高级中学2023-2024学年高一下学期6月月考物理试题，共14页。试卷主要包含了下列情形中可看作机械能守恒的是等内容，欢迎下载使用。

1.关于物体的运动，下列说法正确的是（ ）
A．物体受到的合外力方向发生变化时，其速度方向也发生变化
B．做曲线运动的物体，其速度一定变化
C．做曲线运动的物体，其加速度一定变化
D．做圆周运动的物体受到的合外力就是向心力
题目ID：877852485249667072
2.下列情形中可看作机械能守恒的是（ ）
A．空中运动的铅球
B．旋转的摩天轮上的乘客
C．飘落的海棠花
D．无动力翼装飞行
题目ID：877852494825263104
3.如图所示的四幅图表示的是有关圆周运动的基本模型，下列说法正确的是（ ）
A．如图a，汽车通过拱桥的最高点时重力一定完全提供向心力
B．图b所示是一圆锥摆，合力沿绳指向悬点
C．如图c，小球在光滑而固定的圆锥筒内做匀速圆周运动，支持力全部用来提供向心力
D．如图d，火车转弯超过规定速度行驶时，外轨对轮缘会有挤压作用
题目ID：877852499820679168
4.如图所示，运动员将质量为m的篮球从高为h处投出，篮球进入离地面高为H处的篮筐时速度大小为v。若以篮球投出时位置所在水平面为零势能面，将篮球看成质点，忽略空气阻力，重力加速度为g，关于篮球，下列说法正确的是（ ）
A．进入篮筐时重力势能为 mgH
B．在刚被投出时动能为 mgH+12mv2
C．进入篮筐时机械能为 mgH+12mv2
D．经过途中P点时的机械能为 mgH−mgℎ+12mv2
题目ID：877852505684316160
5.摩擦传动是传动装置中的一个重要模型，如图所示的两个水平放置的轮盘靠摩擦力传动，其中 O、O′分别为两轮盘的轴心，已知两个轮盘的半径比 r甲:r乙=3:1，且在正常工作时两轮盘不打滑。今在两轮盘上分别放置两个同种材料制成的滑块A、B，两滑块与轮盘间的动摩擦因数相同，两滑块距离轴心 O、O′的间距 RA=2RB。若轮盘乙由静止开始缓慢地转动起来，且转速逐渐增加，则下列叙述正确的是（ ）
①滑块A和B在与轮盘相对静止时，角速度之比为 ωA:ωB=1:3
②滑块A和B在与轮盘相对静止时，向心加速度的比值为 aA:aB=9:2
③滑块A和B在与轮盘相对静止时，线速度的比值为 vA:vB=2:3
④转速增加后滑块A先发生滑动
A．①③ B．③④ C．①②④ D．①③④
题目ID：877852539377164288
6.如图所示，Ⅰ为北斗卫星导航系统中的静止轨道卫星，其对地张角为，Ⅱ为地球的近地卫星。已知地球的自转周期为，万有引力常量为，根据题中条件，可求出（ ）
A．卫星Ⅱ运动的线速度小于卫星Ⅰ的线速度
B．卫星Ⅱ运动的角速度小于卫星Ⅰ的角速度
C．卫星Ⅰ和卫星Ⅱ的加速度之比为
D．地球的质量为
题目ID：877852546712997888
7.如图，小球从加速滑道的不同位置由静止滑下，到达A点后会以不同的速度水平飞出，分别落在滑道的M、B和N点。已知滑道AB和BC倾斜角均为45°，并且M为AB的中点，M、N两点在同一水平面。不计空气阻力，重力加速度为 10m/s2，则下列说法正确的是（ ）
A．三次在空中飞行时间之比为 1:2:3
B．三次的水平初速度大小之比为 1:2:3
C．落在M点的速度偏转角比落在B点的速度偏转角大
D．落在N点的时候速度方向恰好垂直斜坡BC
题目ID：877852555739144192
8.关于“亚洲一号”地球同步通讯卫星，下列说法中正确的是（ ）
A．它的运行线速度小于7.9km/s
B．它距地面的高度约是地球半径的6倍
C．它可以绕过北京的正上方，所以我国能够利用它进行电视转播
D．若将它的质量增加一倍，其同步轨道半径变为原来的2倍
题目ID：877852561325957120
9.如图所示，在倾角为 θ的足够大的固定斜面上，长度为L的轻绳一端固定在O点，另一端拴连质量为m的小球。小球在最低点A获得初速度v，并开始在斜面上做圆周运动，小球可通过最高点B．重力加速度大小为g，轻绳与斜面平行，不计一切摩擦。下列选项正确的是（ ）
A．小球通过B点时，轻绳的弹力可能为0
B．小球通过B点时，最小速度为 gLsinθ
C．小球通过A点时，轻绳的弹力可能为0
D．小球通过A点时，斜面对小球的支持力与小球的速度无关
题目ID：877852568099753984
10.如图所示，绷紧的传送带与水平面的夹角为 θ，传送带在电动机的带动下，始终保持 v0的速率顺时针运行。现把一物块（可看为质点）轻放在传送带底端，物块被传送到最高点（在运动至最高点前已与传送带达到共速）。已知物块与传送带间动摩擦因数为 μ，且 μ>tanθ，t为运动时间，x为物块沿斜面运动的距离。以最低点所在水平面为零势能面，设物块在传送带上时的速度为v，重力势能为 Ep，机械能为E，物块和传送带摩擦产生的热量为Q，则下列关系图像中与实际情况相符的是（ ）
A． B． C． D．
题目ID：877852575766945792
11.用如图所示的向心力演示器探究向心力大小的表达式．匀速转动手柄，可以使变速塔轮以及长槽和短槽随之匀速转动，槽内的小球也随着做匀速圆周运动，根据标尺上露出的等分标记，可以粗略计算出两个球所受的向心力大小之比。
（1）为了探究向心力大小与物体质量的关系，应比较表中的第 1 组和第 组数据；
（2）为了探究向心力大小与转速的关系，应比较表中的第 1 组和第 组数据；
（3）为了探究向心力大小与半径的关系，应比较表中的第 1 组和第 组数据。
题目ID：877852584847609856
12.
利用气垫导轨“验证机械能守恒定律”，实验装置如图甲所示，水平桌面上固定一倾斜的气垫导轨，导轨上A点处有一带长方形遮光片的滑块，其总质量为M，左端由跨过轻质光滑定滑轮的细绳与一质量为m的小球相连；遮光片两条长边与导轨垂直，导轨上B点有一光电门，可以测量遮光片经过光电门时的挡光时间t，用d表示A点到光电门B处的距离，b表示遮光片的宽度，将遮光片通过光电门的平均速度看作滑块通过B点时的瞬时速度v，实验时滑块在A处由静止开始运动。
（1）某次实验测得倾角 θ=30°，重力加速度用g表示，滑块从A处到达B处时，m和M组成的系统动能增加量可表示为 ΔEk= ，系统的重力势能减少量可表示为 ΔEp= ，在误差允许的范围内，若 ΔEk=ΔEp，则可认为系统的机械能守恒。(用题中所给字母表示)
（2）按上述实验方法，某同学改变A、B间的距离，得到滑块到B点时对应的速度，作出 v2−d图像如图乙所示，并测得 M=m，则重力加速度 g= m/s2。
题目ID：877852592279920640
13.
如图所示，用长为 L=20cm的细线将一质量为 m=1kg的小球悬挂于O点，现将小球拉至与O点等高的A点（细线水平）后由静止释放，小球运动到最低点B时细线恰好被拉断，小球最终落至水平地面上的C点。已知O点距地面的高度为 H=25cm，重力加速度为 g=10m/s2，不计空气阻力。求：
（1）细绳承受的最大拉力T；
（2）C点与O点的水平距离。
题目ID：877852599011774464
14.
中国探月工程（“嫦娥工程”）分为“绕”“落”“回”3个阶段，嫦娥五号月球探测器已经成功实现采样返回，不久的将来中国宇航员将登上月球。已知引力常量为G。
（1）若探测器在靠近月球表面的圆形轨道无动力飞行，测得其环绕周期为T，忽略探测器到月面的高度，求月球的密度。
（2）忽略其他星球的影响，将地球和月球称为双星，他们受到彼此的万有引力作用，分别围绕其连线上的某一点O做周期相同的匀速圆周运动，如图所示。已知地球和月球中心之间的距离为L，地球质量M，月球质量m，求月球的运动周期为 T0。
题目ID：877852604510511104
15.
如图所示，水平面右端放一质量m = 0.1kg小物块，使小物块以v0 = 4m/s的初速度向左运动，运动d = 1m后将弹簧压至最紧，反弹回出发点物块速度大小v1 = 2m/s。若水平面与一长L = 3m的水平传送带平滑连接，传送带以v2 = 10m/s的速度顺时针匀速转动。传送带右端又与一竖直平面内的光滑圆轨道的底端平滑连接，圆轨道半径R = 0.8m。当小物块进入圆轨道时会触发闭合装置将圆轨道封闭。（取g = 10 m/s2，sin53˚=0.8，cs53˚=0.6）求：
(1)小物块与水平面间的动摩擦因数μ1；
(2)弹簧具有的最大弹性势能Ep；
(3)要使小物块进入竖直圆轨道后不脱离圆轨道，传送带与物体间的动摩擦因数μ2应满足的条件。
.
题目ID：877852478526201856
【答案】
1.B
【解析】
1.A．合外力方向变化时，只能代表物体的加速度变化，但速度不会因此突变，A错误；
B．做曲线运动的物体，速度沿切线方向，所以其速度方向一定变化，B正确；
C．物体做曲线运动，其加速度不一定变化，如平抛运动，C错误；
D．物体做匀速圆周运动时，向心力就是物体受到的合外力，如果做变速圆周运动，向心力是合力的一个分力，D错误。
故选B。
题目ID：877852485249667072
【答案】
2.A
【解析】
2.A．空中运动的铅球，受到的空气阻力较小，可忽略不计，只有重力做功，铅球机械能守恒，故A正确；
B．旋转的摩天轮上的乘客动能不变，重力势能在变化，机械能不守恒，故B错误；
C．飘落的海棠花，克服空气阻力做功，机械能不守恒，故C错误；
D．无动力翼装飞行，除重力外，浮力做功，机械能不守恒，故D错误。
故选A。
题目ID：877852494825263104
【答案】
3.D
【解析】
3.A．汽车在最高点受重力、支持力，由二者的合力提供向心力，有
mg−FN=mv2R
解得
mg>FN
当 FN=0时，才由重力提供向心力，故A错误；
B．如图b所示是一圆锥摆，小球做圆周运动的向心力由绳子拉力沿着水平方向的分力提供，并不沿绳方向，故B错误；
C．如图c，小球在光滑而固定的圆锥筒内沿水平面做匀速圆周运动，合力用来提供向心力，故 C错误；
D．火车转弯超过规定速度行驶时，轨道的支持力和重力的合力不足以提供做圆周运动的向心力，火车有做离心运动的趋势，则外轨对外轮缘会有挤压作用，故D正确。
故选 D。
题目ID：877852499820679168
【答案】
4.D
【解析】
4.A．以篮球投出时位置所在水平面为零势能面，进入篮筐时重力势能为 mg(H−ℎ)，A错误；
B．据机械能守恒定律可得，篮球在刚被投出时动能为
Ek=mg(H−ℎ)+12mv2
B错误；
C．篮球进入篮筐时机械能为
E=mg(H−ℎ)+12mv2
C错误；
D．据机械能守恒定律可知，篮球经过途中P点时的机械能为
E=mgH−mgℎ+12mv2
D正确。
故选D。
题目ID：877852505684316160
【答案】
5.A
【解析】
5.两轮边缘的线速度相等，根据
v=ωr
可知两轮的角速度之比为
ω甲:ω乙=r乙:r甲=1:3
当滑块A和B在与轮盘相对静止时，有
ωA:ωB=ω甲:ω乙=1:3
根据
a=ω2R
可知滑块A和B的向心加速度的比值为
aA:aB=ωA2RA:ωB2RB=2:9
根据
v=ωR
可知滑块A和B的线速度的比值为
vA:vB=ωARA:ωBRB=2:3
设滑块与轮盘刚要发生相对滑动时，滑块的向心加速度为 am，则有
μmg=mam
可得
am=μg
由于相对静止时，有
aA:aB=2:9
可知转速增加后，滑块B的向心加速度先达到 am，则滑块B先发生滑动。
故选A。
题目ID：877852539377164288
【答案】
6.C
【解析】
6.无
题目ID：877852546712997888
【答案】
7.B
【解析】
7.A．轨迹1、3的高度相等，在空中飞行的时间相等；轨迹1、2的高度之比为1∶2，由
ℎ=12gt2
所以时间之比为 1 ∶ 2，综合可得
t1 ∶ t2 ∶ t3=1 ∶ 2 ∶ 1
故A错误；
B．由几何关系，轨迹1、2、3的水平位移之比为
x1:x2:x3=1:2:3
由
x=v0t
水平初速度之比为
v1:v2:v3=1:2:3
故B正确。
C．因为落在斜坡 AB上的位移偏转角相同，速度偏转角也相同，故C错误；
D．轨迹1的速度偏转角
tanα=vyv1=2tan45°
轨迹3的速度偏转角
tanβ=vyv3
已知
v1v3=13
所以
tanβ=23
不与斜坡 BC垂直，故D错误。
故选B。
题目ID：877852555739144192
【答案】
8.AB
【解析】
8.A．7.9km/s是地球卫星最大环绕速度，卫星轨道半径越大，其环绕线速度越小，同步卫星轨道很高，其运行线速度小于7.9km/s ，故A正确；
B．同步卫星距地面的高度约是地球半径的6倍，故B正确；
C．同步卫星轨道在赤道所在平面，只能在赤道正上方，故C错误；
D．同步卫星具有相同的周期T，由万有引力可知
GMmR=mv2T
同步轨道半径与卫星质量无关，故D错误。
故选AB。
题目ID：877852561325957120
【答案】
9.ABD
【解析】
9.A．小球通过B点，当小球的重力和斜面对小球的支持力的合力恰好提供向心力时，轻绳的弹力为零，故A正确；
B．小球通过B点时，当绳上拉力恰好为零时，对应的速度最小，由牛顿第二定律可得
mgsinθ=mvB2L
解得
vB=gLsinθ
故B正确；
C．小球通过A点时，若轻绳的弹力为零，小球的重力和斜面对小球的支持力的合力不可能沿斜面向上指向圆心，故C错误；
D．斜面对小球的支持力始终等于重力沿垂直于斜面方向的分量，与小球的速度无关，即
N=mgcsθ
故D正确。
故选ABD。
题目ID：877852568099753984
【答案】
10.AC
【解析】
10.A．物块刚放到传送带上时，相对传送带向下运动，则由牛顿第二定律得
μmgcsθ−mgsinθ=ma
可得加速度
a=μgcsθ−gsinθ
物块的速度为
v1=at=(μgcsθ−gsinθ)t
物块做初速度为零的匀加速运动，当物块速度等于传送带速度后，物块相对传送带静止，随传送带做匀速运动，故A正确；
B．在物块与传送带共速之前，有相对运动，则
Q=μmgcsθ(vt−12at2)
共速后，没有相对运动，不在产生热量，故B错误；
CD．物块的重力势能为
Ep=mgℎ=mg⋅xsinθ
物块相对传送带运动时，机械能为
E=Ep+Ek=mgxsinθ+12mv12=(mgsinθ+ma)x
相对静止后，物块的机械能为
E=Ep+Ek=mgxsinθ+12mv2
故C正确，D错误。
故选AC。
题目ID：877852575766945792
11.【答案】
（1）2
（2）3
（3）4
11.【解析】
（1）为了探究向心力大小与物体质量的关系，应保持角速度（即转速）和转动半径相等，使得质量不同，所以选择应比较表中的第1组和第2组数据。
（2）为了探究向心力大小与转速的关系，应保持质量和转动半径相等，使得转速不同，应比较表中的第1组和第3组数据。
（3）为了探究向心力大小与半径的关系，应保持质量和转速相等，使得转动半径不同，应比较表中的第1组和第4组数据。
题目ID：877852584847609856
12.【答案】
(M+m)b22t2 (m−M2)gd 9.6
12.【解析】
（1）[1]根据题意可知，滑块到达B处时的速度
v=bt
则系统动能的增加量
ΔEk=12M+mv2=(M+m)b22t2
[2]系统重力势能的减小量为
ΔEp=mgd−Mgdsin30°=m−M2gd
（2）[3]根据系统机械能守恒有
12M+mv2=m−M2gd
整理得
v2=(2m−M)gdM+m
结合图乙可得，图线得斜率为
2m−MM+mg=
又有
M=m
解得
g=9.6m/s2
题目ID：877852592279920640
13.【答案】
（1） 30N；（2） 0.2m
13.【解析】
（1）根据题意，小球由A点运动到B点的过程中，由机械能守恒定律有
mgL=12mvB2
解得
vB=2m/s
在B点，由牛顿第二定律有
T−mg=mvB2L
解得
T=30N
（2）根据题意可知，绳断之后，小球做平抛运动，竖直方向有
H−L=12gt2
水平方向有
x=vBt
解得
x=0.2m
题目ID：877852599011774464
14.【答案】
（1） ρ=3πGT2；（2） T0=4π2L3GM+m
14.【解析】
（1）探测器在靠近月球表面的圆形轨道无动力飞行，则有
GMmR2=m4π2T2R
又
ρ=MV=M43πR3
解得
ρ=3πGT2
（2）设地球和月球运动的半径分别为 r1、r2，则
r1+r2=L
根据万有引力提供向心力，有
GMmL2=M4π2T02r1， GMmL2=m4π2T02r2
联立，解得
T0=4π2L3GM+m
题目ID：877852604510511104
15.【答案】
(1) 0.3；(2) 0.5J；(3) μ2≤0.2或 μ2≥0.6
15.【解析】
(1)小物块在水平面向左运动再返回的过程，根据能量守恒定律得
μ1mg⋅2d=12mv02−12mv12
代入数据解得
μ1=0.3
(2)小物块从出发到运动到弹簧压缩至最短的过程，由能量守恒定律得，弹簧具有的最大弹性势能
Ep=12mv02−μ1mgd
代入数据解得
Ep=0.5J
(3)本题分两种情况讨论：
①设物块在圆轨道最低点时速度为 v3时，恰好到达圆心右侧等高点。根据机械能守恒得
mgR=12mv32
解得
v3=4m/s说明物块在传送带上一直做匀加速运动。由动能定理得
μ2mgL=12mv32−12mv12
解得
μ2=0.2
②设物块在圆轨道最低点时速度为 v4时，恰好到达圆轨道最高点。在圆轨道最高点有
mg=mv52R
从圆轨道最低点到最高点的过程，由机械能守恒定律得
2mgR+12mv52=12mv42
解得
v4=210m/s说明物块在传送带上一直做匀加速运动。由动能定理得
μ2mgL=12mv42−12mv12
解得
μ2=0.6
所以要使物块进入竖直圆轨道后不脱离圆轨道，传送带与物体间的动摩擦因数 μ2应满足的条件 μ2≤0.2或 μ2≥0.6。
组数
小球的质量m/g
转动半径r/cm
转速n/ (r⋅s−1)
1
14.0
15.00
1
2
28.0
15.00
1
3
14.0
15.00
2
4
14.0
30.00
1