精品解析：安徽省阜阳市红旗中学2023-2024学年高一下学期5月月考物理试题

2023-2024学年高一年级第二学期第二次月考 物理试题 一、单选题：本大题共8小题，共32分。 1. A、B两质点均做匀速圆周运动，在相等时间内它们通过的弧长之比，转过的圆心角之比。关于A、B两质点下列中说法正确的是（　　） A. 周期之比为 B. 角速度之比为 C. 线速度之比为 D. 向心加速度之比为 【答案】A 【解析】 【详解】C．由于在相等时间内它们通过的弧长之比，由可得线速度之比为 故C错误； B．由于在相等时间内它们转过的圆心角之比，由可得角速度之比为 故B错误； A．由，可得周期之比为 故A正确； D．由，可得向心加速度之比 故D错误。 故选A。 2. 如图所示，某一小球以v0=20m/s的速度水平抛出，在落地之前经过空中A，B两点，在A点小球速度方向与水平方向的夹角为45°，在B点小球速度方向与水平方向的夹角为60°（空气阻力忽略不，g=10m/s2）以下判断中正确的（　　） A. 小球经过A、B两点间的时间t=2s B. 小球经过A、B两点间的时间t=2s C. A、B两点间的高度差h=20m D. A、B两点间的高度差h=40m 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】AB．设平抛到A的时间为t1，到B的时间为t2，在A、B点分别满足 解得，，故经过A、B两点的时间间隔为 AB错误； CD．A、B两点间的高度差 C错误，D正确。 故选D。 3. 两个质量相同的小球用长度不等的细线拴在同一点并在同一水平面内做匀速圆周运动，则它们的（　　） A. 运动的线速度大小相等 B. 运动的角速度大小相等 C. 向心加速度大小相等 D. 向心力大小相等 【答案】B 【解析】 【详解】A．设悬挂点与圆心连线的长度为h，设绳与竖直方向上的夹角为θ，则有 可得 θ不同，线速度大小不同，A错误； B．根据 可得 二者角速度大小相同，B正确； C．根据 可得 θ不同，二者向心加速度大小不同，C错误； D．向心力大小为，θ不同，向心力大小不同，D错误。 故选B。 4. 如图所示，竖直放置的光滑圆轨道被固定在水平地面上，半径为R=0.5m，一可视为质点的小球逆时针运动通过轨道最低点P时，速度大小为m/s，Q点为圆轨道上与圆心等高的点，小球质量m=1kg，g=10m/s2，则下列说法正确的是（　　） A. 小球通过P点时对轨道的压力大小为30N B. 小球从P向Q运动的过程中对轨道的压力一直减小 C. 小球能运动到与圆心等高的Q点，且在Q点的加速度大小为10m/s2 D. 小球能沿轨道做完整的圆周运动 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】A．小球在P点时，据牛顿第二定律可得 解得 由牛顿第三定律可知，小球通过P点时对轨道的压力大小为40N，A错误； B．设小球所在位置与圆心连线与竖直方向夹角为，沿半径方向，由牛顿第二定律可得 小球从P到Q的过程，v减小，增大，可知F减小，即小球对轨道的压力一直减小，B正确； C．从P到Q的过程据动能定理可得 解得到Q点的速度大小为 即小球能到达Q点，在Q点向心加速度大小为 方向水平向左，沿切线方向（竖直方向）只受重力作用，加速度为g，故在Q点的加速度大小为 C错误； D．设小球到达最高点的速度为v2，由动能定理可得 解得 即小球无法沿轨道做完整的圆周运动，D错误。 故选B 5. 哈雷彗星的运行轨道是一个非常扁的椭圆，在近日点与太阳中心的距离为，在远日点与太阳中心的距离为，若地球的公转轨道可视为半径为r的圆轨道，哈雷彗星的公转周期为T。则哈雷彗星（ ） A. 质量 B. 公转周期年 C. 在近日点的速度比远日点的速度小 D. 在近日点与远日点的加速度大小之比为 【答案】D 【解析】 【详解】A．由万有引力定律可以计算中心天体的质量，依题意哈雷彗星是环绕天体，其质量无法由万有引力提供向心力模型计算。故A错误； B．由开普勒第三定律可得 其中，解得 故B错误； C．根据开普勒第二定律，取时间微元，结合扇形面积公式 可得 解得 由 得 故在近日点速度比远日点的速度大，故C错误； D．在近日点时，由牛顿第二定律可得 在远日点时，由牛顿第二定律可得 联立，解得 故D正确。 故选D。 6. 设地球自转周期为T，质量为M，引力常量为G。假设地球可视为质量均匀分布的球体，半径为R。同一物体在南极和赤道水平面上静止时所受到的支持力之比为（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】在赤道上 可得 在南极 由两式可得 故选A。 7. 如图（a）所示，太阳系外的一颗行星P绕恒星Q做匀速圆周运动。由于P的遮挡，探测器探测到Q的亮度随时间做如图（b）所示的周期性变化，该周期与P的公转周期相同。已知Q的质量为，引力常量为G。关于P的公转，下列说法正确的是（ ） A. 周期为 B. 半径为 C. 角速度的大小为 D. 加速度的大小为 【答案】B 【解析】 【详解】A．由图（b）可知探测器探测到Q的亮度随时间变化的周期为 则P的公转周期为，故A错误； B．P绕恒星Q做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力可得 解得半径为 故B正确； C．P的角速度为 故C错误； D．P的加速度大小为 故D错误。 故选B。 8. 如图所示，一个小球以速度从底端出发沿粗糙的圆周向上运动，恰好到达顶端A，克服摩擦力做功；现将小球从A由静止释放，小球运动到最低点时，速度为，克服摩擦力做功为，则（ ） A. ， B. ， C. ， D. ， 【答案】A 【解析】 【详解】小球由B运动到A，重力做负功，摩擦力做负功，根据动能定理可得 小球由A运动到B，重力做正功，摩擦力做负功，根据动能定理可得 整理得 对比可得 同理可知，在经过同一位置时，上滑的速度大于下滑的速度，因此上滑所需的向心力大于下滑所需的向心力，而向心力由轨道的支持力与重力沿垂直轨道分力的合力提供，因此在同一位置上滑时的支持力大于下滑时的支持力，故在同一位置上滑所受到的摩擦力更大，而上滑与下滑路程相等，故 故选A。 二、多选题：本大题共3小题，共15分。每题5分，全选对5分，选对但不全3分，选错0分。 9. 一质量为m的小球，在光滑的水平桌面上以速度v0匀速直线运动，t=0时小球受到水平恒力F作用，速度大小先减小后增大，其最小值为v=0.5v0由此可判断（　　） A. 小球受力F作用后一定做匀变速曲线运动 B. 小球受力F作用后可能做圆周运动 C. t=0时恒力F与速度v0方向间的夹角为120° D. 时，小球速度最小 【答案】AD 【解析】 【详解】A．在t=0时开始受到恒力F作用，加速度不变，做匀变速运动，若做匀变速直线运动，则最小速度可以为零，所以质点受力F作用后一定做匀变速曲线运动，故A正确； B．物体在恒力作用下不可能做圆周运动，故B错误； C．设恒力与初速度之间的夹角是θ，最小速度 v1=v0sinθ=0.5v0 可知初速度与恒力的夹角为钝角，所以是150°，故C错误； D．在沿恒力方向上有 v0cos30°−t＝0 解得 故D正确． 故选AD． 点睛：此题考查平抛运动的处理规律，知道物体在恒力作用下不可能做匀速圆周运动，掌握合成法则与运动学公式的应用，注意分运动与合运动的等时性． 10. 如图所示，某行星沿椭圆轨道运行A为远日点，离太阳的距离为a，B为近日点，离太阳的距离为b，过远日点时行星的速率为va，过近日点时的速率为vb。已知图中的两个阴影部分的面积相等，则（　　） A. B. C. 行星从A到的时间小于从B到的时间 D. 太阳一定在该椭圆的一个焦点上 【答案】BD 【解析】 【详解】AB．取极短时间，根据开普勒第二定律得 解得 故A错误，B正确； C．已知图中的两个阴影部分的面积相等，那么它们的运动时间相等，故C错误； D．由开普勒第一定律，则太阳一定在该椭圆的一个焦点上，故D正确。 故选BD。 11. 如图所示，在水平地面上固定一竖直轻弹簧，弹簧的劲度系数为k，原长为l。质量为m的小球由弹簧的正上方h高处自由下落，与弹簧接触后压缩弹簧，当弹簧的压缩量为x时，小球下落到最低点，整个过程中弹簧一直处在弹性限度内。不计空气阻力，当地的重力加速度为g，则从小球接触弹簧开始到小球下落到最低点的过程中（　　） A. 小球的机械能先增加后减少 B. 小球与弹簧组成的系统机械能守恒 C. 弹簧弹性势能的最大值为mg（h+x） D. 小球下落到距地面高度时动能最大 【答案】BCD 【解析】 【分析】 【详解】AB．从小球接触弹簧开始到小球下落到最低点的过程中，小球与弹簧组成的系统机械能守恒，弹簧的弹性势能变大，则小球的机械能减少，选项A错误，B正确； C．当小球到达最低点时弹簧的弹性势能最大，由能量关系可知，弹簧弹性势能的最大值等于小球重力势能的减小量，为mg（h+x），选项C正确； D．当小球的重力等于弹簧弹力时，合力为零，加速度为零，此时小球的速度最大，动能最大，即 此时小球距地面高度 选项D正确。 故选BCD。 三、实验题：本大题共1小题，共10分。 12. 在“利用自由落体运动验证机械能守恒定律”实验中 （1）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．动能变化量与势能变化量 B．速度变化量和势能变化量 C．速度变化量和高度变化量 （2）除带夹子的重物、纸带、铁架台（含铁夹）、刻度尺、电磁打点计时器、导线及开关外，在下列器材中，还必须使用的器材是__________。 A．交流电源 B．天平（含砝码） （3）某同学选用一质量为的重锤，按照正确的操作选得纸带如图所示，其中O是起始点，量得连续五个计时点A、B、C、D、E到O点的距离，打点频率为50Hz，已知当地重力加速度为，则打下C点时重锤的速度大小是__________m/s，O点到C点的这段时间内重锤重力势能的减少量为__________J（结果均保留两位有效数字） （4）该同学用两个质量分别为、的重物P和Q分别进行实验，多次记录下落高度h和相应的速度大小v，作出的图像如图所示。对比图像分析正确的是__________。 A．阻力可能为零 B．阻力不可能为零 C．可能等于 D．小于 【答案】 ①. A ②. A ③. 2.0 ④. 0.86 ⑤. BC##CB 【解析】 【详解】（1）[1]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变化量与势能变化量。 故选A。 （2）[2] A．验证机械能守恒定律实验通过电磁打点计时器计时，需要交流电源，故A正确； B．验证机械能守恒定律中等式两边重物质量可以约掉，则不需要天平测质量，故B错误。 故选A。 （3）[3]根据匀变速直线运动中间时刻速度等于该段过程的平均速度，则打下C点时重锤的速度大小为 [4]O点到C点的这段时间内重锤重力势能的减少量为 （4）[5]AB．根据题意，设阻力为f，由动能定理有 整理可得 可知，若阻力为零，则两次实验的图像斜率相等，由图可知，斜率不等，则阻力不为零，故A错误，B正确； CD．虽然斜率不相等，但不知道两物体所受阻力的情况，则两物体的质量关系不确定，即可能等于，故C正确，D错误。 故选BC。 四、计筫题：本大题共3小题，共43分。 13. 在平直的公路上汽车由静止开始做直线运动，运动过程中，汽车器件的摩擦损耗功率恒为3kW（发动机功率为输出功率与损耗功率之和）。图中曲线1表示汽车运动的速度和时间的关系，折线2表示汽车的发动机功率和时间的关系，汽车全程阻力不变，16s末恰好达到最大速度。 （1）汽车受到的阻力和牵引力最大值； （2）汽车的质量； （3）汽车从静止到匀速运动的总位移。 【答案】（1），；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）由图像可知当汽车速度达到最大时，速度为 此时发动机输出功率为 此时牵引力等于阻力，则有 汽车做匀加速直线运动时的牵引力最大，由图像可知，时结束匀加速，则有 （2）由速度与时间图像可得汽车做匀加速阶段的加速度为 由牛顿第二定律可得 解得 （3）汽车做匀加速运动位移 汽车在变加速运动中，由动能定理可得 解得 汽车从静止到匀速运动的总位移为 14. 如图甲所示，有一可绕竖直中心轴转动的水平圆盘，上面放置劲度系数为k=46 N/m的弹簧，弹簧的一端固定于轴O上，另一端连接质量为m=1 kg的小物块A，物块与盘间的动摩擦因数为μ=0.2，开始时弹簧未发生形变，长度为l0=0.5 m，若最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等，重力加速度g取10 m/s2，物块A始终与圆盘一起转动。则： （1）圆盘的角速度为多大时，物块A开始滑动？ （2）当角速度缓慢地增加到4 rad/s时，弹簧的伸长量是多少？（弹簧伸长在弹性限度内且物块未脱离圆盘）。 （3）在角速度从零缓慢地增加到4 rad/s过程中，物块与盘间摩擦力大小为f，试通过计算在坐标系中作出f-ω2图像。 【答案】（1）2 rad/s；（2）0.2 m；（3） 【解析】 【详解】（1）设盘的角速度为ω0时，物块A开始滑动，则 解得 ω0=2 rad/s （2）设此时弹簧的伸长量为Δx，则 μmg＋kΔx=mω2(l0＋Δx) 解得 Δx=0.2 m （3）在角速度从零缓慢地增加到2 rad/s过程中，物块与盘间摩擦力为静摩擦力 f=ml0ω2 可知f随着角速度平方的增加而增大，当ω>2 rad/s时，物块与盘间摩擦力为滑动摩擦力 f=μmg=2 N f-ω2图像如下图所示。 15. 如图所示，小物块与水平传送带之间的动摩擦因数μ＝0.5，倾斜轨道和圆轨道光滑且位于同一竖直平面内，圆轨道半径R＝0.6m，A是倾斜轨道的最低点（小物块滑过A点前后速度大小不变），B是圆轨道的最低点，AB长L＝0.8m。现将质量m＝0.4kg的小物块从距离AB高h处静止释放，取重力加速度。 （1）若h＝0.8m，传送带不转动，求小物块停在传送带的位置距B点的长度； （2）若传送带顺时针转动，传送带的速度大小为6.0m／s，小物块通过圆轨道的最高点时，对轨道的压力大小为mg，求h的最小值和最大值； （3）在（2）的情景中，求h取最小值时，由于传送带运送小物块，电动机多做的功。（） 【答案】（1）0.8m；（2）1.4m；2.2m；（3）1.68J 【解析】 【详解】（1）设小物块第一次经过B点的速度大小为vB，从小物块下滑到停下来的过程中，根据动能定理，有 代入数据，解得 小物块滑过B点后，沿圆弧轨道向上运动，设小物块速度为零时距离B点的高度为H，根据机械能守恒定律有 代入数据，解得 所以滑块会滑回传送带，从B点向A点运动，设小物块最终停止的位置距离B点的距离为x，根据动能定理，有 代入数据，解得 小物块最终停在传送带的A点，距离B点0.8m。 （2）小物块通过圆轨道的最高点时，对轨道的压力大小为mg，根据牛顿第二定律和向心力公式，有 代入数据，解得 小物块滑过B点后，沿圆弧轨道向上运动到最高点的过程，根据机械能守恒定律有 代入数据，解得 因为传送带的速度为6.0m/s，若小物块在传送带上从A点匀加速运动刚好到B点，设小物块从离AB高h1处静止释放，根据动能定理，有 代入数据，解得 若小物块在传送带上从A点做匀减速直线运动B点，设小物块从离AB高h2处静止释放，根据动能定理，有 代入数据，解得 所以h的最小值为1.4m，最大值为2.2m。 （3）在（2）情景中，h取最小值时，小物块从静止处滑到A点时的速度为vA，根据机械能守恒，有 代入数据解得 小滑块在传送带上做匀加速直线运动，滑块滑上传送带之后受到滑动摩擦力做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律可知小滑块的加速度为 根据匀变速直线运动的规律，小滑块加速到与传送带速度相等运动的位移为 代入数据解得 此过程中传送带的位移为 代入数据解得 小物块在传送带上发生的相对位移为 根据功能关系可知，由于传送带运送小物块电动机多做的功为 代入数据，解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2023-2024学年高一年级第二学期第二次月考 物理试题 一、单选题：本大题共8小题，共32分。 1. A、B两质点均做匀速圆周运动，在相等时间内它们通过的弧长之比，转过的圆心角之比。关于A、B两质点下列中说法正确的是（　　） A. 周期之比为 B. 角速度之比为 C. 线速度之比为 D. 向心加速度之比为 2. 如图所示，某一小球以v0=20m/s的速度水平抛出，在落地之前经过空中A，B两点，在A点小球速度方向与水平方向的夹角为45°，在B点小球速度方向与水平方向的夹角为60°（空气阻力忽略不，g=10m/s2）以下判断中正确的（　　） A. 小球经过A、B两点间的时间t=2s B. 小球经过A、B两点间的时间t=2s C. A、B两点间高度差h=20m D. A、B两点间的高度差h=40m 3. 两个质量相同的小球用长度不等的细线拴在同一点并在同一水平面内做匀速圆周运动，则它们的（　　） A. 运动的线速度大小相等 B. 运动的角速度大小相等 C. 向心加速度大小相等 D. 向心力大小相等 4. 如图所示，竖直放置的光滑圆轨道被固定在水平地面上，半径为R=0.5m，一可视为质点的小球逆时针运动通过轨道最低点P时，速度大小为m/s，Q点为圆轨道上与圆心等高的点，小球质量m=1kg，g=10m/s2，则下列说法正确的是（　　） A. 小球通过P点时对轨道的压力大小为30N B. 小球从P向Q运动的过程中对轨道的压力一直减小 C. 小球能运动到与圆心等高的Q点，且在Q点的加速度大小为10m/s2 D. 小球能沿轨道做完整的圆周运动 5. 哈雷彗星的运行轨道是一个非常扁的椭圆，在近日点与太阳中心的距离为，在远日点与太阳中心的距离为，若地球的公转轨道可视为半径为r的圆轨道，哈雷彗星的公转周期为T。则哈雷彗星（ ） A. 质量 B. 公转周期年 C. 在近日点的速度比远日点的速度小 D. 在近日点与远日点的加速度大小之比为 6. 设地球自转周期为T，质量为M，引力常量为G。假设地球可视为质量均匀分布的球体，半径为R。同一物体在南极和赤道水平面上静止时所受到的支持力之比为（　　） A. B. C. D. 7. 如图（a）所示，太阳系外的一颗行星P绕恒星Q做匀速圆周运动。由于P的遮挡，探测器探测到Q的亮度随时间做如图（b）所示的周期性变化，该周期与P的公转周期相同。已知Q的质量为，引力常量为G。关于P的公转，下列说法正确的是（ ） A. 周期为 B. 半径为 C. 角速度的大小为 D. 加速度的大小为 8. 如图所示，一个小球以速度从底端出发沿粗糙的圆周向上运动，恰好到达顶端A，克服摩擦力做功；现将小球从A由静止释放，小球运动到最低点时，速度为，克服摩擦力做功为，则（ ） A. ， B. ， C. ， D. ， 二、多选题：本大题共3小题，共15分。每题5分，全选对5分，选对但不全3分，选错0分。 9. 一质量为m的小球，在光滑的水平桌面上以速度v0匀速直线运动，t=0时小球受到水平恒力F作用，速度大小先减小后增大，其最小值为v=0.5v0由此可判断（　　） A. 小球受力F作用后一定做匀变速曲线运动 B 小球受力F作用后可能做圆周运动 C. t=0时恒力F与速度v0方向间的夹角为120° D. 时，小球速度最小 10. 如图所示，某行星沿椭圆轨道运行A为远日点，离太阳的距离为a，B为近日点，离太阳的距离为b，过远日点时行星的速率为va，过近日点时的速率为vb。已知图中的两个阴影部分的面积相等，则（　　） A. B. C. 行星从A到的时间小于从B到的时间 D. 太阳一定在该椭圆的一个焦点上 11. 如图所示，在水平地面上固定一竖直轻弹簧，弹簧的劲度系数为k，原长为l。质量为m的小球由弹簧的正上方h高处自由下落，与弹簧接触后压缩弹簧，当弹簧的压缩量为x时，小球下落到最低点，整个过程中弹簧一直处在弹性限度内。不计空气阻力，当地的重力加速度为g，则从小球接触弹簧开始到小球下落到最低点的过程中（　　） A. 小球的机械能先增加后减少 B. 小球与弹簧组成的系统机械能守恒 C. 弹簧弹性势能的最大值为mg（h+x） D 小球下落到距地面高度时动能最大 三、实验题：本大题共1小题，共10分。 12. 在“利用自由落体运动验证机械能守恒定律”实验中 （1）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．动能变化量与势能变化量 B．速度变化量和势能变化量 C．速度变化量和高度变化量 （2）除带夹子的重物、纸带、铁架台（含铁夹）、刻度尺、电磁打点计时器、导线及开关外，在下列器材中，还必须使用的器材是__________。 A．交流电源 B．天平（含砝码） （3）某同学选用一质量为的重锤，按照正确的操作选得纸带如图所示，其中O是起始点，量得连续五个计时点A、B、C、D、E到O点的距离，打点频率为50Hz，已知当地重力加速度为，则打下C点时重锤的速度大小是__________m/s，O点到C点的这段时间内重锤重力势能的减少量为__________J（结果均保留两位有效数字） （4）该同学用两个质量分别为、的重物P和Q分别进行实验，多次记录下落高度h和相应的速度大小v，作出的图像如图所示。对比图像分析正确的是__________。 A．阻力可能为零 B．阻力不可能为零 C．可能等于 D．小于 四、计筫题：本大题共3小题，共43分。 13. 在平直的公路上汽车由静止开始做直线运动，运动过程中，汽车器件的摩擦损耗功率恒为3kW（发动机功率为输出功率与损耗功率之和）。图中曲线1表示汽车运动的速度和时间的关系，折线2表示汽车的发动机功率和时间的关系，汽车全程阻力不变，16s末恰好达到最大速度。 （1）汽车受到的阻力和牵引力最大值； （2）汽车的质量； （3）汽车从静止到匀速运动的总位移。 14. 如图甲所示，有一可绕竖直中心轴转动的水平圆盘，上面放置劲度系数为k=46 N/m的弹簧，弹簧的一端固定于轴O上，另一端连接质量为m=1 kg的小物块A，物块与盘间的动摩擦因数为μ=0.2，开始时弹簧未发生形变，长度为l0=0.5 m，若最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等，重力加速度g取10 m/s2，物块A始终与圆盘一起转动。则： （1）圆盘的角速度为多大时，物块A开始滑动？ （2）当角速度缓慢地增加到4 rad/s时，弹簧的伸长量是多少？（弹簧伸长在弹性限度内且物块未脱离圆盘）。 （3）在角速度从零缓慢地增加到4 rad/s过程中，物块与盘间摩擦力大小为f，试通过计算在坐标系中作出f-ω2图像。 15. 如图所示，小物块与水平传送带之间的动摩擦因数μ＝0.5，倾斜轨道和圆轨道光滑且位于同一竖直平面内，圆轨道半径R＝0.6m，A是倾斜轨道的最低点（小物块滑过A点前后速度大小不变），B是圆轨道的最低点，AB长L＝0.8m。现将质量m＝0.4kg的小物块从距离AB高h处静止释放，取重力加速度。 （1）若h＝0.8m，传送带不转动，求小物块停在传送带的位置距B点的长度； （2）若传送带顺时针转动，传送带速度大小为6.0m／s，小物块通过圆轨道的最高点时，对轨道的压力大小为mg，求h的最小值和最大值； （3）在（2）情景中，求h取最小值时，由于传送带运送小物块，电动机多做的功。（） 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$