福建省宁德市博雅培文学校2023-2024学年高一下学期5月月考物理试题

第 1 页，共 3 页 2024 年宁德博雅培文学校高中部高一 5 月月考高试题 （考试形式:闭卷 满分:100分 时间:75分钟） 一、单选题（每题 4 分，共 16 分，每个题只一个选项符合要求） 1．发现万有引力定律和测出引力常量的科学家分别是（ ） A．开普勒、卡文迪许 B．牛顿、伽利略 C．牛顿、卡文迪许 D．开普勒、伽利略 2．在公路上开车经常会遇到凸形和凹形的路面。如图所示，一质量为 m的汽车，通过凸形路面的最 高处时对路面的压力为 FN1，通过凹形路面最低处时对路面的压力为 FN2，重力加速度为 g，则（ ） A．FN1＞mg B．FN1＜mg C．FN2＝mg D．FN2＜mg 题 2图 题 3图 3．如图所示，质量为 m的小球固定在长为 L的细杆一端，绕细杆的另一端 O点在竖直面内做圆周运 动，小球转到最高点 A时，线速度大小为 gL 2 ，则此时小球对细杆的作用力方向和大小分别为( ) A．向下， mg 2 B．向上， mg 2 C．向上， 3mg 2 D．向下， 3mg 2 4．火星有两颗卫星，分别是火卫一和火卫二，它们的轨道近似为圆。已知火卫一的周期为 7小时 39 分。火卫二的周期为 30小时 18 分，则两颗卫星相比（ ） A．火卫一距火星表面较近 B．火卫二的角速度较大 C．火卫一的运动速度较小 D．火卫二的向心加速度较大 二、双项选择题（本题共 4 小题，每题 6 分，共 24 分，每个题只有两项符合要求，全 部选对得 6 分，选对但不全得 3 分，不选或错选得 0 分） 5．对于万有引力的表达式F＝G m1m2 r2 ，下列说法正确的是（ ） A．公式中的 G为引力常量，它是由实验得出的，而不是人为规定的 B．当 r趋近于零时，万有引力趋近于无穷大 C．质量为 m1的物体和质量为 m2的物体受到的引力总是大小相等，而与 m1、m2是否相等无关 D．质量为 m1的物体与质量为 m2的物体受到的引力总是大小相等、方向相反，是一对平衡力 6．图示是行星 m绕恒星 M做椭圆运动的示意图，下列说法正确的是（ ） A．恒星 M位于该椭圆的一个焦点上的 B．恒星 M位于该椭圆的中心 C．行星在 A点时的速度最大 D．行星在 C点时的速度最小 题 6图 题 7图 7．如所示，质量为 m的小球在竖直平面内的光滑圆环内侧做圆周运动。圆环半径为 R，小球半径不 计，小球经过圆环内侧最高点时刚好不脱离圆环，则其通过最高点时下列表述正确的是（重力加速度 为 g）（ ） A．小球对圆环的压力大小等于 mg B．重力 mg充当小球做圆周运动所需的向心力 C．小球的线速度大小等于 0 D．小球的向心加速度大小等于 g 第 2 页，共 3 页 8．如图所示，质量均为 m的木块 A、B叠放在一起，B 通过轻绳与质量为 2m的木块 C相连。三木块 放置在可绕固定转轴 OO′转动的水平转台上。木块 A、B 与转轴 OO′的距离为 2L，木块 C与转轴 OO′ 的距离为 L。A与 B间的动摩擦因数为 5μ ，B、C与转台间的动摩擦因数为 μ 。（取最大静摩擦力等 于滑动摩擦力）。若圆盘从静止开始绕转轴缓慢地加速转动，直到有木块即将发生相对滑动为止。用 ω 表示圆盘转动的角速度，下列说法正确的是（ ） A．当ω＝ 3μg 4L 时，轻绳的拉力为零 B．B木块与转台间摩擦力一直增大 C．当ω＝ μg L 时，C木块与转台间摩擦力为零 D．ω 的最大值为ω＝ 2μg L 三、填空题（每空 2 分，共 22 分） 9、（4 分）直径 0.6m 的飞轮匀速转动，每分钟 600转。则转动的周期是_______s，边缘上的质点的 线速度是_______m/s。 10、（4分）如图所示，A、B分别是两颗围绕地球做匀速圆周运动的卫星，则两颗卫星的线速度大小 关系为 vA_____vB（填“＞”“＜”下同)，周期关系为 TA_____TB。 题 10图 题 11图 11．（4分）2020年 7 月 23日，我国的“天问一号”火星探测器，搭乘着长征五号遥四运载火箭，成 功从地球飞向了火星。如图所示为“天问一号”发射过程的示意图，从地球上发射之后经过地火转移 轨道被火星捕获，进入环火星圆轨道。在变轨的过程中需要在 A点向运动方向的_______（填“反” “同”）方向喷气从而使探测器________（填“加速”“减速”）才能被捕获。 12、（4分）如图所示，有一个水平大圆盘绕过圆心的竖直轴匀速转动，小强站在距圆心 r处的 P点 不动。 （1）关于小强的受力，下列说法正确的是______； A．小强在 P点不动，因此不受摩擦力作用 B．小强随圆盘做匀速圆周运动，其重力和支持力充当向心力 C．小强随圆盘做匀速圆周运动，圆盘对他的摩擦力充当向心力 D．当使圆盘以较小的转速转动时，小强在 P点受到的摩擦力不变 （2）如果小强随圆盘一起做变速圆周运动，那么其所受摩擦力是否指向圆心。_____（选填“是”或 “否”） 题 12图 题 13图 13．（6分）如图 1 所示，在使用向心力演示器探究向心力大小的表达式实验中： （1）下列实验的实验方法与本实验相同的是______。 A、探究两个互成角度的力的合成规律 B、探究加速度与力、质量的关系 C、伽利略对自由落体的研究 第 3 页，共 3 页 （2）通过本实验可以得到的结果有_______。 A、在半径和角速度一定的情况下，向心力的大小与质量成正比 B、在质量和半径一定的情况下，向心力的大小与角速度成反比 C、在质量和半径一定的情况下，向心力的大小与角速度成正比 D、在质量和角速度一定的情况下，向心力的大小与半径成反比 （3）某同学用传感器测出小球做圆周运动向心力 F的大小和对应的周期 T，获得多组数据，画出了 如图 2 所示的图像，该图像是一条过原点的直线，则图像横坐标 x代表的是______（填 T、T2或 T-2）。 四、解答题（共 38 分） 14、(10分)我国自行研制的“天问 1号”火星探测器于 2021年 5月 19日成功着陆火星。设着陆前 探测器对火星完成了“绕、着、巡”三项目标考查。探测器经过一系列的制动减速进入火星近地圆轨 道绕火星做匀速圆周运动，之后再经过制动在火星表面着陆。着陆后，探测器上的科研装置，将一个 小球从离地面 h的高度由静止释放，做自由落体运动，测得小球经过时间 t落地。已知引力常量为 G， 火星的半径为 R（h远小于 R），求： （1）火星表面重力加速度； （2）火星的质量； （3）火星的平均密度。 15．（14分）如图所示，粗糙的水平面 AB与光滑的竖直半圆轨道相切于 B点，BC为竖直直径，半圆 轨道的半径 R＝0.4m，一质量 m＝2kg的小球从 A点以初速度 v0＝5m/s向右运动，从 A到 B的过程中 克服摩擦力做功 W 克 f＝5J，不计空气阻力，重力加速度 g取 10m/s 2，求： （1）小球运动到 B点时，小球对圆弧轨道的压力多大？ （2）小球运动到 C点的向心力大小。 （3）小球从 C点抛出后，落回到水平地面时与 B点的水平距离为多少？ 16、（14分）如图所示，质量为 m的小球，由长为 L的细线系住，线能承受的最大拉力是 9mg,细线的 另一端固定在 A点，AB是过 A 的竖直线，E为 AB上的一点，且 AE＝0.5L,过 E 作水平线 EF，在 EF 上钉铁钉 D，现将小球拉至水平，然后由静止释放，小球在运动过程中，不计细线与钉子碰撞时的能 量损失，不考虑小球与细线间的碰撞。 （1）若钉铁钉的位置在 E点，求细线与钉子碰撞前后瞬间，细线的拉力分别是多少？ （2）若小球能绕钉子在竖直面内做完整的圆周运动，求钉子位置在水平线 EF 上距 E 点距离的取值。 ID:3241396 第 1 页 共 2 页 好分数官网：www.haofenshu.com 下载APP查分 关注成绩通知 宁德市博雅培文学校高一5月份月考答题卡 物理 班级：姓名： 考场： 座号： 注 意 事 项 1. 答题前请将姓名、班级、考场、座号和准考证号填写清楚。 2. 客观题答题,必须使用2B铅笔填涂,修改时用橡皮擦干净。 3. 主观题必须使用黑色签字笔书写。 4. 必须在题号对应的答题区域内作答,超出答题区域书写无效。 5. 保持答卷清洁完整。 正确填涂 缺考标记 贴条形码区 1 A B C D 2 A B C D 3 A B C D 4 A B C D 5 A B C D 6 A B C D 7 A B C D 8 A B C D 一.选择题(16分) 二.双项选择题(24分) 三.填空题(22分) 9 10 11 12 13 四.解答题（38分） 14（10分） 15（14分） ID:3241396 第 2 页 共 2 页 请使用2B铅笔填涂选择题答案等选项及考号 请勿在此区域作答 16（14分） 答案第 1 页，共 3 页 2024 年宁德博雅培文学校高中部高一 5 月月考高试题 参考答案及评分标准 一、选择题（共 40 分） 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 答案 C B A A AC AC BD CD 8、CD 解：A、A开始滑动的角速度为5μmg = mωA ∙ 2L 解得ωA = 2.5 × μg L 假设没有绳，B开始滑动时的角速度为μ mABg=mABωAB 2 ∙ 2L 解得ωAB = 0.5 × μg L 假设没有绳，C开始滑动时的角速度为μ mCg=mCωC 2L 解得ωC = 1 × μg L A、所以当ωAB = 0.5 × μg L ，绳开始有拉力，当ω＝ 3μg 4L 时，轻绳已经有拉力，A 错误； B、当ωAB = 0.5 × μg L 时，再增大加速转动，绳开始有拉力，至 C滑动前，B的 摩擦力不变，B错误； C、当 C木块与转台间摩擦力为零时 T＝2mω 2L T+μ •2mg=2mω 2•2L 解得ω = μg L 所以，当ω = μg L 时，C木块与转台间摩擦力为零，C正确； D、当最大角速度时 T-μ •2mg=2mω 2L T+μ •2mg=2mω 2•2L 解得ω = 2μg L 所以，ω 的最大值为 2μg L ，D正确。 三、填空题（每空 2 分，共 22 分） 9．0.1 6π 10．＞ ＜ 11．同 减速 12．C 否 13.B A T-2 四、解答题 14．(10分)解：（1）小球从离地面 h的高度由静止释放，做自由落体运动，则 有 h = 1 2 gt2 解得g = 2h t2 （2）物体在火星表面处，有G Mm R2 = mg 解得M = 2hR2 Gt2 答案第 2 页，共 3 页 （3）根据M = ρ ∙ 4 3 πR3 联立解得火星的平均密度为ρ = 3h 2πGR t2 15．解：（1）从 A到 B，由动能定理：−W克 f = 1 2 mvB 2 − 1 2 mv0 2 1 分 在 B点，由牛顿第二定律：N−mg = m vB 2 R 2分 由牛顿第三定律：N′＝N 1分 解得：N＝120N vB＝ 20m/s = 2 5m/s 2分 （2）从 B到 C，由动能定理：−mg ∙ 2R = 1 2 mvC 2 − 1 2 mvB 2 1分 在 C点，由牛顿第二定律：Fn＝m vC 2 R 2分 解得：Fn＝20N vC＝2m/s 2分 （3）由平抛知识：2R = 1 2 gt2 1分 s = vCt 1分 解得：s=0.8m 1分 16．（14分）解：（1）小球释放后沿圆周运动，运动过程中机械能守恒，设运动 到最低点速度为 v,由机械能守恒定律得：mgL = 1 2 mv2 1分 碰钉子瞬间前后小球运动的速率不变，碰钉子前瞬间圆周运动半径为 L,碰钉子 前瞬间线的拉力为 F1，碰钉子后瞬间圆周运动半径为 1 2 L,碰钉子后瞬间线的拉力 为 F2，由圆周运动、牛顿第二定律得：F1 −mg = m v2 L 1分 F2 −mg = m v2 1 2 L 1分 得 F1=3mg,F2=5mg 2分 （2）设在 D点绳刚好承受最大拉力，记 DE=x1，则： AD = x1 2 + ( L 2 )2 悬线碰到钉子后，绕钉做圆周运动的半径为：r1=L-AD=L− x1 2 + ( L 2 )2 1分 当小球落到 D点正下方时，绳受到的最大拉力为 F，此时小球的速度 v1，由牛顿 第二定律有：F−mg = m v1 2 r1 结合 F≤9mg 1分 由机械能守恒定律得：mg L 2 + r1 = 1 2 mv1 2 1分 由上式联立解得：x1 ≤ 2 3 L 1分 随着 x的减小，即钉子左移，绕钉子做圆周运动的半径越来越大。转至最高点的 临界速度也越来越大，但根据机械能守恒定律，半径 r越大，转至最高点的瞬时 速度越小，当这个瞬时速度小于临界速度时，小球就不能到达圆的最高点了． 设钉子在 G点小球刚能绕钉做圆周运动到达圆的最高点，设 EG=x2， 则：AG = x2 2 + ( L 2 )2，r2＝L− AG＝L − x2 2 + ( L 2 )2 1分 在最高点：mg ≤ m v1 2 r2 1分 由机械能守恒定律得：mg L 2 − r2 = 1 2 mv1 2 1分 答案第 3 页，共 3 页 联立得：x2 ≥ 7 6 L 1分 钉子位置在水平线 EF 上距 E点距离的取值范围是： 7 6 L ≤ x ≤ 2 3 L 1分