精品解析：陕西省西北工业大学附属中学2023-2024学年高一下学期5月月考物理试卷

西北工业大学附属中学2023—2024学年第二学期5月月考 高一物理试卷 （满分：110分用时：90分钟） 一、单项选择题（每小题4分，共48分） 1. 下列哪个是动能的计算公式（ ） A. B. C. D. 2. 电压和电流可以相乘，也可以相除，电压除以电流等于电阻，电压乘以电流等于电功率，类似的，线速度和角速度也有这样的关系：线速度和角速度可以相乘，也可以相除，下列说法正确的是（　　） A. 线速度角速度周期 B. 线速度角速度半径 C. 角速度线速度半径 D. 线速度角速度向心加速度 3. 下列哪个是动能定理（ ） A. 动量的改变量等于合力做的冲量 B. 理想变压器的电压和线圈匝数成正比 C. 作用力和反作用力性质相同，同时存在 D. 动能的改变量等于合力做的功 4. 如图，牛顿设想：把物体从高山上水平抛出，速度一次比一次大，落地点也就一次比一次远；抛出速度足够大时，由于地球是圆的，物体就不会落回地面，而是绕地球旋转。下列说法不正确的是（ ） A. 第一宇宙速度是在地球附近绕地球做匀速圆周运动的速度 B. 第二宇宙速度是永远离开地球的速度 C. 第三宇宙速度是永远离开太阳的速度 D. 牛顿亲自做了图中的实验，并且做成功了 5. 狭义相对论中，除了时间延缓效应，长度收缩效应，还有一个“质量增加效应”，狭义相对论的质量公式为：，其中为物体静止时的质量，m为高速运动时的质量，一枚静止时重30吨的火箭，现在以光速的的速度从观察者的身边掠过，观察者用某高科技仪器测出的火箭的质量为（ ） A. 30吨 B. 40吨 C. 50吨 D. 60吨 6. 如图，是物理中经典的“伽利略斜面实验”，关于这个实验，说法错误的是（ ） A. 小球从左侧斜面释放，在右侧斜面达到同一高度，可以验证机械能守恒定律 B. 假设右侧斜面变成水平面，小球会一直运动下去，可以得出运动不需要力来维持 C. 如果有摩擦力，一部分机械能会转化为内能 D. 如果有摩擦力，小球还会在右侧斜面达到同一高度 7. 2017年10月4日20时左右，云南省迪庆州发生一起“火流星”空爆事件。流星进入地球的大气层之后，和大气层发生剧烈摩擦，一般情况下，在落到地面之前都会全部摩擦而蒸发消失，有的则会爆炸，现在有一颗流星，瞬时速度为50m/s，受到的重力为400N，空气阻力为300N，则合力的瞬时功率为（ ） A. 20000瓦 B. 15000瓦 C. 5000瓦 D. 35000瓦 8. 宇宙中相距较近、质量相差不大的两个星球，它们离其他星球都较远，其他星球对它们的万有引力忽略不计。这种情况下，它们将围绕其连线上的某一固定点做匀速圆周运动，通常，我们把这样的两个星球称为“双星”，下列说法错误的是（ ） A. 双星的角速度相同 B. 双星的周期相同 C. 双星的向心力大小相同 D. 双星的向心加速度大小相同 9. 功率和速度的关系可以简单理解成：功率=力×速度，某同学推导思路如下：根据，F增大则P增大；又根据，P增大则v增大；再根据，v增大则F减小。该同学推导的结果与已知条件相矛盾。错在哪里？（ ） A. 公式在变形过程中的变形不对 B. 该同学的推理过程是正确的 C. 没有控制变量 D. 功率的计算不能用这个公式 10. 如图，假设一列火车沿平直轨道飞快地匀速向右行驶。车厢中央的光源发出了一个闪光。下列说法正确的是（ ） A. 地面上的人看到的光速等于原光速加上火车的速度 B. 地面上的人看到的光速等于原光速减去火车的速度 C. 地面上的人看到前后两道光速同时到达前后壁 D. 火车上的人看到前后两道光速同时到达前后壁 11. 如图，一列火车以速度高速度v相对地面运动，如果地面上的人测得，火车上某光源发出的闪光同时到达车厢的前壁后壁，下列说法错误的是（ ） A. 地面上的人看到的光速为c B. 火车上的人看到的光速也为c C. 光源在火车的正中间 D. 光源在火车的中点的偏向前的位置 12. 甲同学根据向心力公式推断：如果人造地球卫星的质量不变，当轨道半径增大到2倍时，人造地球卫星需要的向心力减小为原来的；乙同学根据卫星的向心力是地球对它的引力，由公式推断：当轨道半径增大到2倍时，人造地球卫星需要的向心力减小为原来的。甲乙两同学的推导，下列说法正确的是（ ） A. 不同高度的轨道，卫星的速度相同，所以甲同学说的正确 B. 不同高度的轨道，卫星速度不相同，所以甲同学说的正确 C. 不同高度的轨道，都遵守万有引力，所以乙同学说的正确 D. 不同高度的轨道，运行速度和中心天体质量有关，也和卫星质量有关，所以乙同学说的正确 二、填空题（每空题2分，共20分） 13. 匀速圆周运动中，线速度÷角速度=__________；线速度×角速度=__________。 14. 合力做正功，动能__________；合力做负功，动能__________。 15. 匀速圆周运动中，向心力和向心加速度各自都有一个“闪电三连鞭”公式，向心力，则向心加速度的“闪电三连鞭”公式为__________=__________。 16. 如图，斜抛运动，不考虑空气阻力，小球以的初速度斜上抛，与水平方向夹角，，则水平速度__________；竖直初速度__________；小球到达最高点所用时间__________；小球到达B点所用时间为__________。（计算结果全部保留根号） 三、判断题（共10分） 17. （1）匀速圆周运动，线速度÷角速度=半径，线速度×角速度=向心加速度。__________ （2）抛体运动，水平速度不变。__________ （3）太阳对行星的引力大小，等于行星对太阳的引力大小。__________ （4）严格来讲，地球和太阳都绕着地球和太阳的连线上的一个点转，只不过太阳质量太大，导致太阳的位置接近这个点，所以就把太阳看成圆心。__________ （5）被发射的物体的质量越大，第一宇宙速度越大。（ ） （6）地球的第一宇宙速度和第二宇宙速度，都是由地球的质量决定。__________ （7）向心力是根据作用效果命名的，弹力，摩擦力，万有引力，电磁力等都可以充当向心力__________ （8）分析做圆周运动的物体具体受到哪些力时，不用加入向心力。__________ （9）动能定理可以简单地分类为：合力作正功，动能增加；合力做负功，动能减少。__________ （10）物体速度远小于光速时，相对论物理与牛顿力学的结论没有区别。__________ 四、计算题（共32分） 18. 太阳的质量为，地球和太阳的距离为，王某重60kg，计算太阳对王某的吸引力。（） 19. 某中子星的质量大约与太阳的质量相等，为，但是它的半径只有10。 (1)求此中子星表面的自由落体加速度大小。 (2)贴近中子星表面，求沿圆轨道运动的小卫星的速度大小。 20. 野猪是保护动物，一头成年野猪体重可达200kg，野猪被网友亲切地称呼为“二师兄”，现在一头二师兄体重200kg，奔跑速度为3m/s，试计算 （1）二师兄的动能； （2）二师兄觉得危险来临，就开始加速奔跑，四条腿给二师兄提供的推动力的合力为100N，二师兄以恒力100N跑了40米，求合推力给二师兄做的功； （3）算出第②问中，二师兄跑到40米时的速度。 21. 一枚静止时长30m的火箭以光速的的速度从观察者的身边掠过，计算： （1）箭上的人测得火箭的长度应为？ （2）观察者测得火箭的长度应为多少？ （3）火箭上有一只完好的手表走过了3min，则地面上的人认为它走过这3min“实际”上花了多少时间？ 参考公式：时间延缓公式：，长度收缩公式： 22. 如图，已知双星的质量分别为和，它们之间的距离为L，引力常量为G。计算下列各问，结果保留根号。 （1）角速度； （2）运行周期T； （3）求双星的运行轨道半径和； （4）求双星线速度和； （5）变式：已知双星的质量分别为和，它们的周期为T，引力常量为G。写出它们之间的距离L的表达式。 23. 在某次演习中，轰炸机沿水平方向投放了一枚炸弹，炸弹正好垂直击中山坡上的目标，山坡的倾角为θ，如图所示。不计空气阻力，求：炸弹竖直方向下落的距离与水平方向通过的距离之比。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 西北工业大学附属中学2023—2024学年第二学期5月月考 高一物理试卷 （满分：110分用时：90分钟） 一、单项选择题（每小题4分，共48分） 1. 下列哪个是动能的计算公式（ ） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】动能的计算公式为 故选C。 2. 电压和电流可以相乘，也可以相除，电压除以电流等于电阻，电压乘以电流等于电功率，类似的，线速度和角速度也有这样的关系：线速度和角速度可以相乘，也可以相除，下列说法正确的是（　　） A. 线速度角速度周期 B. 线速度角速度半径 C. 角速度线速度半径 D. 线速度角速度向心加速度 【答案】D 【解析】 【详解】A．由于 所以 故A项错误； BD．由于 故B错误，D正确； C．由于 所以 故C项错误。 故选D。 3. 下列哪个是动能定理（ ） A. 动量的改变量等于合力做的冲量 B. 理想变压器的电压和线圈匝数成正比 C. 作用力和反作用力性质相同，同时存在 D. 动能的改变量等于合力做的功 【答案】D 【解析】 【详解】A.动量定理的表达式为 即动量的改变量等于合力做的冲量，故A错误； B.理想变压器的电压和线圈匝数成正比，即 故B错误； C.作用力和反作用力性质相同，同时存在，与牛顿第三定律有关，故C错误； D.动能定理的表达式为 即动能的改变量等于合力做的功，故D正确。 故选D。 4. 如图，牛顿设想：把物体从高山上水平抛出，速度一次比一次大，落地点也就一次比一次远；抛出速度足够大时，由于地球是圆的，物体就不会落回地面，而是绕地球旋转。下列说法不正确的是（ ） A. 第一宇宙速度是在地球附近绕地球做匀速圆周运动的速度 B. 第二宇宙速度是永远离开地球的速度 C. 第三宇宙速度是永远离开太阳的速度 D. 牛顿亲自做了图中的实验，并且做成功了 【答案】D 【解析】 【详解】A．第一宇宙速度是在地球附近绕地球做匀速圆周运动的速度，故A正确； B．第二宇宙速度是脱离地球的束缚，永远离开地球的速度，故B正确； C．第三宇宙速度是逃离太阳系，永远离开太阳的速度，故C正确； D．牛顿并没有亲自做了图中的实验，故D错误。 本题选错误的，故选D。 5. 狭义相对论中，除了时间延缓效应，长度收缩效应，还有一个“质量增加效应”，狭义相对论的质量公式为：，其中为物体静止时的质量，m为高速运动时的质量，一枚静止时重30吨的火箭，现在以光速的的速度从观察者的身边掠过，观察者用某高科技仪器测出的火箭的质量为（ ） A. 30吨 B. 40吨 C. 50吨 D. 60吨 【答案】C 【解析】 【详解】一枚静止时重30吨的火箭，现在以光速的的速度从观察者的身边掠过，观察者用某高科技仪器测出的火箭的质量为 故选C。 6. 如图，是物理中经典的“伽利略斜面实验”，关于这个实验，说法错误的是（ ） A. 小球从左侧斜面释放，在右侧斜面达到同一高度，可以验证机械能守恒定律 B. 假设右侧斜面变成水平面，小球会一直运动下去，可以得出运动不需要力来维持 C. 如果有摩擦力，一部分机械能会转化为内能 D. 如果有摩擦力，小球还会在右侧斜面达到同一高度 【答案】D 【解析】 【详解】A．小球从左侧斜面释放，在右侧斜面达到同一高度，可以验证机械能守恒定律，故A正确； B．假设右侧斜面变成水平面，小球会一直运动下去，可以得出运动不需要力来维持，故B正确； CD．如果有摩擦力，一部分机械能会转化为内能，小球将不会在右侧斜面达到同一高度，故C正确，D错误。 本题选错误的，故选D。 7. 2017年10月4日20时左右，云南省迪庆州发生一起“火流星”空爆事件。流星进入地球的大气层之后，和大气层发生剧烈摩擦，一般情况下，在落到地面之前都会全部摩擦而蒸发消失，有的则会爆炸，现在有一颗流星，瞬时速度为50m/s，受到的重力为400N，空气阻力为300N，则合力的瞬时功率为（ ） A. 20000瓦 B. 15000瓦 C. 5000瓦 D. 35000瓦 【答案】C 【解析】 【详解】流星受到的合外力为 则功率为 故选C。 8. 宇宙中相距较近、质量相差不大的两个星球，它们离其他星球都较远，其他星球对它们的万有引力忽略不计。这种情况下，它们将围绕其连线上的某一固定点做匀速圆周运动，通常，我们把这样的两个星球称为“双星”，下列说法错误的是（ ） A. 双星的角速度相同 B. 双星的周期相同 C. 双星的向心力大小相同 D. 双星的向心加速度大小相同 【答案】D 【解析】 【详解】AB．双星围绕其连线上的某一固定点做匀速圆周运动，相同时间内转过的角度相同，所以双星的角速度相同，周期相同，故AB正确，不满足题意要求； CD．双星围绕其连线上的某一固定点做匀速圆周运动的向心力由它们相互作用的万有引力提供，所以双星的向心力大小相同，则有 由于它们的质量不相等，所以双星的向心加速度大小不相等，故C正确，不满足题意要求；D错误，满足题意要求。 故选D。 9. 功率和速度的关系可以简单理解成：功率=力×速度，某同学推导思路如下：根据，F增大则P增大；又根据，P增大则v增大；再根据，v增大则F减小。该同学推导的结果与已知条件相矛盾。错在哪里？（ ） A. 公式在变形过程中的变形不对 B. 该同学的推理过程是正确的 C. 没有控制变量 D. 功率的计算不能用这个公式 【答案】C 【解析】 【详解】根据，可知当一定时，F增大则P增大：又根据，可知当一定时，P增大则v增大；再根据，当一定时，v增大则F减小。该同学错在没有控制变量。 故选C。 10. 如图，假设一列火车沿平直轨道飞快地匀速向右行驶。车厢中央的光源发出了一个闪光。下列说法正确的是（ ） A. 地面上的人看到的光速等于原光速加上火车的速度 B. 地面上的人看到的光速等于原光速减去火车的速度 C. 地面上的人看到前后两道光速同时到达前后壁 D. 火车上的人看到前后两道光速同时到达前后壁 【答案】D 【解析】 【详解】ABC．地面上的观察者认为地面是一个惯性系，闪光向前、后传播的速度相对地面也是相同的，地面上的人看到的光速就是原光速。但闪光飞向两壁的过程中，车厢向前行进了一段距离，所以向前的光传播的路程长些，到达前壁的时间也就晚些。故ABC错误； D．因为车厢是个惯性系，光向前、后传播的速度相同，光源又在车厢的中央，火车上的人看到前后两道闪光会同时到达前、后两壁。故D正确。 故选D。 11. 如图，一列火车以速度高速度v相对地面运动，如果地面上的人测得，火车上某光源发出的闪光同时到达车厢的前壁后壁，下列说法错误的是（ ） A. 地面上的人看到的光速为c B. 火车上的人看到的光速也为c C. 光源在火车的正中间 D. 光源在火车的中点的偏向前的位置 【答案】C 【解析】 【详解】AB．根据光速不变原理可知，地面上的人看到的光速为c，火车上的人看到的光速也为c，故AB正确； CD．地面上的人测得，火车上某光源发出的闪光同时到达车厢的前壁后壁，说明在地面上人看来，闪光所走的路程是相等的，设光源到后壁的距离为，到前壁的距离为，汽车行驶时间为，以地面为参考系，则有 ， 可得 可知光源在火车的中点的偏向前的位置，故C错误，D正确。 本题选错误的，故选C。 12. 甲同学根据向心力公式推断：如果人造地球卫星的质量不变，当轨道半径增大到2倍时，人造地球卫星需要的向心力减小为原来的；乙同学根据卫星的向心力是地球对它的引力，由公式推断：当轨道半径增大到2倍时，人造地球卫星需要的向心力减小为原来的。甲乙两同学的推导，下列说法正确的是（ ） A. 不同高度的轨道，卫星的速度相同，所以甲同学说的正确 B. 不同高度的轨道，卫星速度不相同，所以甲同学说的正确 C. 不同高度的轨道，都遵守万有引力，所以乙同学说的正确 D. 不同高度的轨道，运行速度和中心天体质量有关，也和卫星质量有关，所以乙同学说的正确 【答案】C 【解析】 【详解】ABC．根据万有引力提供向心力有 解得 当r增大2倍时，v也减小为原来的。根据 可知所需向心力减小为原来的。所以甲同学说的不正确，乙同学说的正确，故AB错误，C正确； D．由 可知不同高度的轨道，运行速度和中心天体质量有关，与卫星质量无关，故D错误。 故选C。 二、填空题（每空题2分，共20分） 13. 匀速圆周运动中，线速度÷角速度=__________；线速度×角速度=__________。 【答案】 ①. 轨道半径 ②. 向心加速度 【解析】 【详解】[1][2]匀速圆周运动中，根据 ， 可知线速度÷角速度=轨道半径；线速度×角速度=向心加速度。 14. 合力做正功，动能__________；合力做负功，动能__________。 【答案】 ①. 增加 ②. 减少 【解析】 【详解】[1][2]根据动能定理可知，合力做正功，动能增加；合力做负功，动能减少。 15. 匀速圆周运动中，向心力和向心加速度各自都有一个“闪电三连鞭”公式，向心力，则向心加速度的“闪电三连鞭”公式为__________=__________。 【答案】 ①. ②. 【解析】 【详解】[1][2]向心加速度的“闪电三连鞭”公式为 16. 如图，斜抛运动，不考虑空气阻力，小球以的初速度斜上抛，与水平方向夹角，，则水平速度__________；竖直初速度__________；小球到达最高点所用时间__________；小球到达B点所用时间为__________。（计算结果全部保留根号） 【答案】 ①. ②. ③. ④. 【解析】 【详解】[1][2]小球以的初速度斜上抛，与水平方向夹角，则水平速度为 竖直初速度为 [3]小球到达最高点所用时间 [4]根据对称性可知，小球到达B点所用时间为 三、判断题（共10分） 17. （1）匀速圆周运动，线速度÷角速度=半径，线速度×角速度=向心加速度。__________ （2）抛体运动，水平速度不变。__________ （3）太阳对行星的引力大小，等于行星对太阳的引力大小。__________ （4）严格来讲，地球和太阳都绕着地球和太阳的连线上的一个点转，只不过太阳质量太大，导致太阳的位置接近这个点，所以就把太阳看成圆心。__________ （5）被发射的物体的质量越大，第一宇宙速度越大。（ ） （6）地球的第一宇宙速度和第二宇宙速度，都是由地球的质量决定。__________ （7）向心力是根据作用效果命名的，弹力，摩擦力，万有引力，电磁力等都可以充当向心力__________ （8）分析做圆周运动的物体具体受到哪些力时，不用加入向心力。__________ （9）动能定理可以简单地分类为：合力作正功，动能增加；合力做负功，动能减少。__________ （10）物体速度远小于光速时，相对论物理与牛顿力学的结论没有区别。__________ 【答案】 ①. 正确 ②. 正确 ③. 正确 ④. 正确 ⑤. 错误 ⑥. 正确 ⑦. 正确 ⑧. 正确 ⑨. 正确 ⑩. 正确 【解析】 【详解】（1）[1]物体做匀速圆周运动，有 解得 根据 可得 故该说法正确； （2）物体做抛体运动时，水平方向不受外力，所以水平速度不变。故该说法正确； （3）根据牛顿第三定律可知，太阳对行星的引力大小，等于行星对太阳的引力大小。故该说法正确； （4）严格来讲，地球和太阳都绕着地球和太阳的连线上的一个点转，只不过太阳质量太大，导致太阳的位置接近这个点，所以就把太阳看成圆心。故该说法正确； （5）根据 解得 可知第一宇宙速度与被发射的物体的质量无关。故该说法错误； （6）根据 解得 地球的第一宇宙速度由地球的质量决定。 对在地球表面上的物体，有 物体在地球表面上具有的势能为 当物体脱离地球引力到达无穷远时 由机械能守恒可得 解得 地球的第二宇宙速度，由地球的质量决定。故该说法正确； （7）向心力是根据作用效果命名的，弹力，摩擦力，万有引力，电磁力等都可以充当向心力。故该说法正确； （8）向心力是一个效果力，分析做圆周运动的物体具体受到哪些力时，不用加入向心力。故该说法正确； （9）根据 可知动能定理可以简单地分类为：合力作正功，动能增加；合力做负功，动能减少。故该说法正确； （10）物体速度远小于光速时，相对论物理与牛顿力学的结论没有区别。故该说法正确； 四、计算题（共32分） 18. 太阳的质量为，地球和太阳的距离为，王某重60kg，计算太阳对王某的吸引力。（） 【答案】 【解析】 【详解】根据万有引力定律可知，太阳对王某的吸引力大小为 19. 某中子星的质量大约与太阳的质量相等，为，但是它的半径只有10。 (1)求此中子星表面的自由落体加速度大小。 (2)贴近中子星表面，求沿圆轨道运动的小卫星的速度大小。 【答案】(1) ；(2) 【解析】 【详解】(1)星球表面重力与万有引力相等有 重力加速度 所以 (2)贴近中子星表面的小卫星受中子星的引力提供向心力，则由牛顿第二定律得 解得 20. 野猪是保护动物，一头成年野猪体重可达200kg，野猪被网友亲切地称呼为“二师兄”，现在一头二师兄体重200kg，奔跑速度为3m/s，试计算 （1）二师兄的动能； （2）二师兄觉得危险来临，就开始加速奔跑，四条腿给二师兄提供的推动力的合力为100N，二师兄以恒力100N跑了40米，求合推力给二师兄做的功； （3）算出第②问中，二师兄跑到40米时的速度。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）二师兄的动能为 （2）二师兄以恒力100N跑了40米，合推力给二师兄做的功为 （3）根据动能定理可得 可得二师兄跑到40米时的速度为 21. 一枚静止时长30m的火箭以光速的的速度从观察者的身边掠过，计算： （1）箭上的人测得火箭的长度应为？ （2）观察者测得火箭的长度应为多少？ （3）火箭上有一只完好的手表走过了3min，则地面上的人认为它走过这3min“实际”上花了多少时间？ 参考公式：时间延缓公式：，长度收缩公式： 【答案】（1）30m；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）箭上的人相对火箭静止，所以箭上的人测得火箭的长度应为。 （2）观察者测得火箭的长度应为 （3）火箭上有一只完好的手表走过了3min，则地面上的人认为它走过这3min“实际”上花的时间为 22. 如图，已知双星的质量分别为和，它们之间的距离为L，引力常量为G。计算下列各问，结果保留根号。 （1）角速度； （2）运行周期T； （3）求双星的运行轨道半径和； （4）求双星线速度和； （5）变式：已知双星的质量分别为和，它们的周期为T，引力常量为G。写出它们之间的距离L的表达式。 【答案】（1）；（2）；（3），；（4），；（5） 【解析】 【详解】（1）设和的旋转半径为和，角速度为，则 联立解得 （2）运行周期T为 （3）由（1）中式子联立可解得 （4）双星线速度和分别为 （5）设和的旋转半径为和，角速度为，则 解得 23. 在某次演习中，轰炸机沿水平方向投放了一枚炸弹，炸弹正好垂直击中山坡上的目标，山坡的倾角为θ，如图所示。不计空气阻力，求：炸弹竖直方向下落的距离与水平方向通过的距离之比。 【答案】 【解析】 【详解】由题知，炸弹在空中做平抛运动，炸弹正好垂直击中山坡。设此时炸弹竖直方向下落的距离为y，水平方向通过距离为x，则由平抛运动推论有：此时速度方向的反向延长线交于水平位移的中点，可得： 故得： 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $