精品解析：四川省南充市高坪中学2023-2024学年高一下学期第二次月考物理试题

2023-2024学年度高中物理5月月考卷 一、单选题（共28分） 1. 关于重力做功和重力势能的变化，下列叙述正确的是（　　） A. 做竖直上抛运动的物体，在上升阶段，重力做负功，重力势能减少 B. 做竖直下抛运动的物体，重力做负功，重力势能增加 C. 做平抛运动的物体，重力势能在不断减少，但始终大于零 D 只要物体高度降低了，重力势能一定减少 2. 中国航天局在2015年年底发射了高分四号卫星，这是中国首颗地球同步轨道高分辨率对地观测卫星，如图所示，A是静止在赤道上随地球自转的物体，B、C是同在赤道平面内的两颗人造卫星，B位于离地高度等于地球半径的圆形轨道上，C是高分四号卫星。则下列判断正确的是（　　） A. 物体A随地球自转的向心加速度小于卫星C的向心加速度 B. 物体A随地球自转的角速度大于卫星B的角速度 C. 卫星B的线速度小于卫星C的线速度 D. 物体A随地球自转的周期大于卫星C的周期 3. 如图所示，物体（可看成质点）沿一曲面从A点无初速度下滑，当滑至曲面的最低点B点时，下滑的竖直高度h＝5m，此时物体的速度v＝6m/s。若物体的质量m＝1kg，g＝10m/s2，则物体在下滑过程中克服阻力所做的功为（　　） A 32J B. 24J C. 16J D. 48J 4. 如图所示，将完全相同的小球1、2、3分别从同一高度由静止释放（图甲和图丙）或平抛（图乙），其中图丙是一固定在地面上的光滑斜面，每个小球从开始运动到落地过程，不计空气阻力，下列说法正确的是（　　） A. 小球3落地瞬间的重力的功率最小 B. 3个小球落地瞬间的速度大小相等 C. 该过程中，小球3的重力做功最多 D. 该过程中，3个小球的重力做功的平均功率相等 5. 有一种叫“飞椅”的游乐项目，如图所示。长为L的钢绳一端系着座椅，另一端固定在半径为r的水平转盘边缘。转盘可绕穿过其中心的竖直轴转动，使游客和椅子也在水平面内匀速转动。当转盘以角速度匀速转动时，钢绳与竖直方向夹角为。不计钢绳重力，游客和飞椅质量为m。下列说法正确的是（ ） A. 游客所受合力为零 B. 游客的向心加速度大小为 C. 游客和飞椅所需向心力等于 D. 若转速变大，游客将做离心运动 6. 从某高度以初速度v0水平抛出一个质量为m的小球，不计空气阻力，在小球下落的过程中，其加速度a、速度变化量△v、重力的功率P和重力的功W与时间t的关系图象，正确的是（　　） A. B. C. D. 7. 质量的小型电动汽车在平直的公路上由静止启动，如图甲所示为汽车运动的速度与时间的关系，图乙为汽车牵引力的功率与时间的关系。设汽车在运动过程中所受阻力不变，在18 s末汽车的速度恰好达到最大。重力加速度g取，则下列说法正确的是（　　） A. 汽车受到的阻力为200 N B. 汽车的最大牵引力为700 N C. 汽车在做变加速运动过程中的位移大小为95.5 m D. 8~18 s内汽车牵引力做的功为 二、多选题（共18分） 8. 如图，某物体从倾角为的斜面上以初速度水平抛出，直接落到斜面上，不计空气阻力，重力加速度为。则（　　） A. 物体在空中运动的时间是 B. 重力做的功为 C. 物体落到斜面上时的速度方向与水平方向的夹角为 D. 如果的大小不同，则物体落到斜面上时的速度方向还是相同 9. 如图所示，ABCD是一个固定在水平地面上盆式容器，盆的内侧与盆底BC的连接处都是一段与BC相切的圆弧。BC水平，其长度为d=3.5m，盆边缘的高度为h=0.8m，在A处放一个质量为m的小物块并让其自由下滑，已知盆内侧壁是光滑的，而盆底BC面与小物块间的动摩擦因数μ=0.1，取重力加速度g=10m/s2，则（ ） A. 小物块第一次到达B点的速度为5m/s B. 小物块第一次到达C点的速度为3m/s C. 小物块在盆内来回滑动，最后停在BC段距B点1m处 D. 小物块在盆内来回滑动，最后停在BC段距C点1.5m处 10. 如图所示，物体A的质量为M，圆环B的质量为m，由绳子通过定滑轮连接在一起，圆环套在光滑的竖直杆上。开始时连接圆环的绳子处于水平，长度l=4m。现从静止释放圆环，不计定滑轮和空气的阻力，g取10m/s2。则下列说法正确的是（　　） A. 圆环B下落h的过程中，物体A机械能守恒 B. 当圆环B下落h的高度时，vA=vBcosθ C. 当圆环B下落h的高度时，vB=vAsinθ D. 若圆环下降h=3m时的速度vB=5m/s，则物体质量与圆环质量之比为M:m=35:29 三、实验题（共16分） 11. 某同学使用图甲所示装置进行“研究平抛物体的运动”实验，请根据该实验的原理的操作方法回答如下问题： （1）下列对实验操作的描述中，不正确的是______。 A. 此实验中重垂线用于确定挡板是否竖直，同时确定在白纸上建立直角坐标系的竖直方向，才能确定水平方向 B. 在安装实验装置时，斜槽末端应该水平 C. 为更好地反映真实运动，应尽量减小钢球与倾斜滑槽间的摩擦 D. 用平滑的曲线将白纸上打出的各点连接起来就得到小球的平抛轨迹 （2）图乙所示为实验中用方格坐标纸记录了小球的运动轨迹，A、B、C和D为轨迹上的四点，小方格的边长为L，当地重力加速度为g，则小球做平抛运动的初速度______，起点到C点的时间______，经C点时速度大小为______。 12. 某实验小组在实验室中利用图甲所示实验装置来探究合力做功与物体动能变化的关系。实验步骤如下： ①将木板固定在水平桌面上，一端装上定滑轮，木板上放置一质量滑块，左端与穿过电磁打点计时器的纸带相连； ②将左端适当垫高，给滑块一个初速度，滑块恰好能做匀速直线运动； ③滑块右端通过跨过定滑轮细线与质量的砝码连接，实验中用砝码的重力代替小车受到的拉力。接通电源，释放砝码，滑块开始运动，打点计时器打出纸带的一部分如图乙所示，0、1……5、6为计数点，每相邻两计数点间还有四个点未画出。已知打点计时器使用的交流电源的频率为，当地的重力加速度，所有计算结果均保留两位有效数字。 （1）滑块打点1时的动能为______，打点5时的动能为______； （2）在从点1运动到点5过程中拉力所做的功______； （3）通过计算，发现拉力所做的功______（填“大于”、“小于”或者“等于”）滑块动能的增加。 四、解答题（共38分） 13. “嫦娥四号”探月卫星即将登月。它的主要任务是更深层次、更全面的科学探测月球地貌等方面的信息，完善月球档案资料。已知万有引力常量为G，月球半径为R，忽略月球自转。假如“嫦娥四号”探月卫星靠近月球后，先在近月轨道上做匀速圆周运动，运行周期为T。然后经过一系列过程，在离月球表面高为处悬停，即相对于月球静止。关闭发动机后，探测器自由下落直至达到月球表面。求： （1）月球的第一宇宙速度； （2）探测器落地的速度大小v。 14. 如图所示，某电动玩具小车质量为1kg，可视为质点，以额定功率10W由静止开始从A点出发，沿直轨道AB加速3s后关闭动力，冲上曲线轨道BC并从最高点C处水平飞出，BC高度差h=1.8m，小车飞出后恰好落在倾角为37°的斜面CD底端D处，D与B处于同一水平面，取g=10m/s2，不计空气阻力，求： （1）小车在C点时的速度大小； （2）摩擦力在AC段对小车所做的功； （3）小车运动到D点时重力对小车做功的瞬时功率。 15. 如图，在高处的光滑水平平台上，质量的小物块压缩弹簧后被锁扣锁住，储存了弹性势能。若打开锁扣，物块将以一定的水平速度向右滑下平台，做平抛运动，经过恰好能从光滑圆弧形轨道CD的C点沿切线方向进入圆弧形轨道。该圆弧圆心角为37°，半径，圆轨道右侧DE是长为的粗糙水平轨道，EF为一半径的光滑竖直圆轨道，各轨道间平滑连接，g取。求： （1）小球过C点时的速度； （2）弹簧储存的弹性势能； （3）物体在D点对轨道的压力； （4）要使物体在运动过程中不与轨道脱离，DE段动摩擦因数μ应满足什么要求？ 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2023-2024学年度高中物理5月月考卷 一、单选题（共28分） 1. 关于重力做功和重力势能的变化，下列叙述正确的是（　　） A. 做竖直上抛运动的物体，在上升阶段，重力做负功，重力势能减少 B. 做竖直下抛运动的物体，重力做负功，重力势能增加 C. 做平抛运动的物体，重力势能在不断减少，但始终大于零 D. 只要物体高度降低了，重力势能一定减少 【答案】D 【解析】 【详解】A．做竖直上抛运动的物体，在上升阶段，重力做负功，重力势能增加，故A错误； B．做竖直下抛运动的物体，重力做正功，重力势能减少，故B错误； C．做平抛运动的物体，物体高度始终降低，重力势能在不断减少，但其值和所选的零势能面有关，不一定始终大于零，故C错误； D．只要物体高度降低了，重力势能一定减少，故D正确。 故选D。 2. 中国航天局在2015年年底发射了高分四号卫星，这是中国首颗地球同步轨道高分辨率对地观测卫星，如图所示，A是静止在赤道上随地球自转的物体，B、C是同在赤道平面内的两颗人造卫星，B位于离地高度等于地球半径的圆形轨道上，C是高分四号卫星。则下列判断正确的是（　　） A. 物体A随地球自转的向心加速度小于卫星C的向心加速度 B. 物体A随地球自转的角速度大于卫星B的角速度 C. 卫星B的线速度小于卫星C的线速度 D. 物体A随地球自转的周期大于卫星C的周期 【答案】A 【解析】 【详解】D．卫星C相对地球静止，其周期和地球的自转周期相同，所以物体A随地球自转的周期等于卫星C的周期，故D错误； A．物体A运动的半径小于C的轨道半径，而物体A和卫星C的周期相同，所以角速度相同，根据可知物体A随地球自转的向心加速度小于卫星C的向心加速度，故A正确； BC．设地球质量为M，质量为m的卫星绕地球做周期为T、线速度大小为v的匀速圆周运动，根据牛顿第二定律有 分别解得 由于B的轨道半径小于C的轨道半径，则根据以上两式可知 再根据可知 故BC错误。 故选A。 3. 如图所示，物体（可看成质点）沿一曲面从A点无初速度下滑，当滑至曲面的最低点B点时，下滑的竖直高度h＝5m，此时物体的速度v＝6m/s。若物体的质量m＝1kg，g＝10m/s2，则物体在下滑过程中克服阻力所做的功为（　　） A. 32J B. 24J C. 16J D. 48J 【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】物体在曲面上时弹力不做功。设克服阻力做功为Wf，A→B由动能定理知 mgh-Wf=mv2－0 解得 Wf=32J 故选A。 4. 如图所示，将完全相同的小球1、2、3分别从同一高度由静止释放（图甲和图丙）或平抛（图乙），其中图丙是一固定在地面上的光滑斜面，每个小球从开始运动到落地过程，不计空气阻力，下列说法正确的是（　　） A. 小球3落地瞬间的重力的功率最小 B. 3个小球落地瞬间的速度大小相等 C. 该过程中，小球3的重力做功最多 D. 该过程中，3个小球的重力做功的平均功率相等 【答案】A 【解析】 【详解】A．落地瞬间重力的功率为 则对甲有 对乙有 对丙有 所以落地瞬间重力的功率 故A正确； B．根据动能定理对甲有 得 对乙有 得 对丙有 得 则落地瞬间速度 故B错误； C．重力做功的特点与路径无关，只与初末位置的高度差决定，所以该过程重力做功 故C错误； D．全程重力做功的平均功率为 由于三个小球下落的时间有 所以全程重力做功的平均功率 故D错误。 故选A。 5. 有一种叫“飞椅”的游乐项目，如图所示。长为L的钢绳一端系着座椅，另一端固定在半径为r的水平转盘边缘。转盘可绕穿过其中心的竖直轴转动，使游客和椅子也在水平面内匀速转动。当转盘以角速度匀速转动时，钢绳与竖直方向夹角为。不计钢绳重力，游客和飞椅质量为m。下列说法正确的是（ ） A. 游客所受合力为零 B. 游客的向心加速度大小为 C. 游客和飞椅所需向心力等于 D. 若转速变大，游客将做离心运动 【答案】D 【解析】 【详解】A．游客所受合力提供转动时所需的向心力，故合力不为零，故A错误； B．游客与转盘具有相同的角速度，故游客的向心加速度大小为 其中 可得 故B错误； C．对游客和飞椅受力分析可知，向心力为 故C错误； D．钢绳的拉力与游客和飞椅的总重力的合力提供所需的向心力，当转速变大时，该合力不足以提供此时所需的向心力，故此时游客将做离心运动，故D正确。 故D正确。 6. 从某高度以初速度v0水平抛出一个质量为m的小球，不计空气阻力，在小球下落的过程中，其加速度a、速度变化量△v、重力的功率P和重力的功W与时间t的关系图象，正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】A．小球做平抛运动，只受重力作用，加速度为重力加速度不随时间变化，图象为平行时间轴的一条直线，故A错误； B．重力的功率 其图象为过坐标原点的一条倾斜直线，故B正确； C．速度变化量，其图像为过坐标原点的一条倾斜直线，故C错误； D．重力的功 下落高度 联立可得 其图象为抛物线（关于纵轴对称一部分），故D错误。 故选B。 7. 质量的小型电动汽车在平直的公路上由静止启动，如图甲所示为汽车运动的速度与时间的关系，图乙为汽车牵引力的功率与时间的关系。设汽车在运动过程中所受阻力不变，在18 s末汽车的速度恰好达到最大。重力加速度g取，则下列说法正确的是（　　） A. 汽车受到的阻力为200 N B. 汽车的最大牵引力为700 N C. 汽车在做变加速运动过程中位移大小为95.5 m D. 8~18 s内汽车牵引力做的功为 【答案】C 【解析】 【详解】A．当牵引力等于阻力时，速度达到最大值，则有阻力 A错误； B．汽车匀加速阶段牵引力最大，匀加速阶段加速度 汽车在运动过程中所受阻力不变，联立解得 B错误； C．变加速过程中，即8~18 s内，根据动能定理得 解得位移大小 C正确； D．8~18s时间内，汽车牵引力功率恒为所以该过程中牵引力做的功为 D错误。 故选C。 二、多选题（共18分） 8. 如图，某物体从倾角为的斜面上以初速度水平抛出，直接落到斜面上，不计空气阻力，重力加速度为。则（　　） A. 物体在空中运动的时间是 B. 重力做的功为 C. 物体落到斜面上时的速度方向与水平方向的夹角为 D. 如果的大小不同，则物体落到斜面上时的速度方向还是相同 【答案】AD 【解析】 【详解】A．根据题意，设物体在空中运动的时间为，由平抛运动规律有 解得 故A正确； B．根据题意，由公式可得，物体下落的高度为 重力做的功为 故B错误； CD．根据题意，设物体落到斜面上时的速度方向与水平方向的夹角为，由平抛运动规律有 可知 如果的大小不同，且物体仍落到斜面上时，物体位移与水平方向的夹角不变，则速度方向与水平方向的夹角不变，故C错误，D正确。 故选AD。 9. 如图所示，ABCD是一个固定在水平地面上的盆式容器，盆的内侧与盆底BC的连接处都是一段与BC相切的圆弧。BC水平，其长度为d=3.5m，盆边缘的高度为h=0.8m，在A处放一个质量为m的小物块并让其自由下滑，已知盆内侧壁是光滑的，而盆底BC面与小物块间的动摩擦因数μ=0.1，取重力加速度g=10m/s2，则（ ） A. 小物块第一次到达B点的速度为5m/s B. 小物块第一次到达C点的速度为3m/s C. 小物块在盆内来回滑动，最后停在BC段距B点1m处 D. 小物块在盆内来回滑动，最后停在BC段距C点1.5m处 【答案】BC 【解析】 【详解】A．设小物块第一次到达B点时的速度为，根据题意由机械能守恒可得 解得 故A错误； B．设小物块第一次到达C点的速度为，根据题意由动能定理可得 解得 故B正确； CD．从B点开始到小物块停止运动，设小物块在底面的路程为，由动能定理可得 解得 一个来回为，则可知小物块最终停在BC段距B点1m处，故C正确，D错误。 故选BC。 10. 如图所示，物体A的质量为M，圆环B的质量为m，由绳子通过定滑轮连接在一起，圆环套在光滑的竖直杆上。开始时连接圆环的绳子处于水平，长度l=4m。现从静止释放圆环，不计定滑轮和空气的阻力，g取10m/s2。则下列说法正确的是（　　） A. 圆环B下落h的过程中，物体A机械能守恒 B. 当圆环B下落h的高度时，vA=vBcosθ C. 当圆环B下落h的高度时，vB=vAsinθ D. 若圆环下降h=3m时的速度vB=5m/s，则物体质量与圆环质量之比为M:m=35:29 【答案】BD 【解析】 【详解】A．圆环B下落h的过程中，绳子拉力对物体A做正功，物体A的机械能增加，故A错误； BC．当圆环B下落h的高度时，将B的速度分解为沿绳子和垂直绳子两个分速度，则有 故B正确，C错误； D．若圆环下降h=3m时的速度vB=5m/s，则有 可得 此时A的速度为 A、B组成的系统满足机械能守恒，则有 联立解得物体质量与圆环质量之比为 故D正确。 故选BD。 三、实验题（共16分） 11. 某同学使用图甲所示装置进行“研究平抛物体的运动”实验，请根据该实验的原理的操作方法回答如下问题： （1）下列对实验操作的描述中，不正确的是______。 A. 此实验中重垂线用于确定挡板是否竖直，同时确定在白纸上建立直角坐标系的竖直方向，才能确定水平方向 B. 在安装实验装置时，斜槽末端应该水平 C. 为更好地反映真实运动，应尽量减小钢球与倾斜滑槽间的摩擦 D. 用平滑的曲线将白纸上打出的各点连接起来就得到小球的平抛轨迹 （2）图乙所示为实验中用方格坐标纸记录了小球的运动轨迹，A、B、C和D为轨迹上的四点，小方格的边长为L，当地重力加速度为g，则小球做平抛运动的初速度______，起点到C点的时间______，经C点时速度大小为______。 【答案】（1）C （2） ①. ②. ③. 【解析】 【小问1详解】 A．此实验中重垂线用于确定挡板是否竖直，同时确定在白纸上建立直角坐标的竖直方向，才能确定水平方向，A正确； B．在安装实验装置时，斜槽末端应该水平以保证做平抛运动，B正确； C．钢球与倾斜滑槽间的摩擦对实验无影响，C错误； D．用平滑曲线将白纸上打出的各点连接起来就得到小球的平抛轨迹，D正确。 本题选不正确的，故选C。 【小问2详解】 [1]根据 得 小球做平抛运动的初速度 [2]C点的竖直方向速度 小球做平抛运动的起点到C点的时间 [3]经过C点时速度大小为 12. 某实验小组在实验室中利用图甲所示实验装置来探究合力做功与物体动能变化的关系。实验步骤如下： ①将木板固定在水平桌面上，一端装上定滑轮，木板上放置一质量滑块，左端与穿过电磁打点计时器的纸带相连； ②将左端适当垫高，给滑块一个初速度，滑块恰好能做匀速直线运动； ③滑块右端通过跨过定滑轮的细线与质量的砝码连接，实验中用砝码的重力代替小车受到的拉力。接通电源，释放砝码，滑块开始运动，打点计时器打出纸带的一部分如图乙所示，0、1……5、6为计数点，每相邻两计数点间还有四个点未画出。已知打点计时器使用的交流电源的频率为，当地的重力加速度，所有计算结果均保留两位有效数字。 （1）滑块打点1时的动能为______，打点5时的动能为______； （2）在从点1运动到点5过程中拉力所做的功______； （3）通过计算，发现拉力所做的功______（填“大于”、“小于”或者“等于”）滑块动能的增加。 【答案】 ①. ##0.0015 ②. ##0.0098 ③. ##0.0088 ④. 大于 【解析】 【详解】（1）[1][2]根据平均速度等于中时刻的瞬时速度，则点1的速度为 同理，则点5的速度为 则滑块打点1时的动能为 打点5时的动能为 （2）[3]由于用砝码的重力代替小车受到的拉力，则在从点1运动到点5过程中拉力所做的功为 （3）[4]从1到5动能的增加量为 拉力所做的功大于滑块动能的增加，原因是拉力不是等于重力，而比重力小，但实际是代入重力大小来计算拉力的大小，因此拉力做的功大于动能的增加量。 四、解答题（共38分） 13. “嫦娥四号”探月卫星即将登月。它的主要任务是更深层次、更全面的科学探测月球地貌等方面的信息，完善月球档案资料。已知万有引力常量为G，月球半径为R，忽略月球自转。假如“嫦娥四号”探月卫星靠近月球后，先在近月轨道上做匀速圆周运动，运行周期为T。然后经过一系列过程，在离月球表面高为处悬停，即相对于月球静止。关闭发动机后，探测器自由下落直至达到月球表面。求： （1）月球的第一宇宙速度； （2）探测器落地的速度大小v。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 “嫦娥四号”探月卫星靠近月球后，在近月轨道上做匀速圆周运动，运行周期为T，月球的第一宇宙速度等于此探月卫星的环绕速度。 即 【小问2详解】 探月卫星在近月轨道上做匀速圆周运动，万有引力提供向心力有 解得月球的质量为 不考虑自转，万有引力等于重力 解得月球表面重力加速度 探测器做自由落体运动 联立解得落地速度大小为 14. 如图所示，某电动玩具小车质量为1kg，可视为质点，以额定功率10W由静止开始从A点出发，沿直轨道AB加速3s后关闭动力，冲上曲线轨道BC并从最高点C处水平飞出，BC高度差h=1.8m，小车飞出后恰好落在倾角为37°的斜面CD底端D处，D与B处于同一水平面，取g=10m/s2，不计空气阻力，求： （1）小车在C点时的速度大小； （2）摩擦力在AC段对小车所做的功； （3）小车运动到D点时重力对小车做功的瞬时功率。 【答案】（1）4m/s；（2）-4J；（3）60W 【解析】 【详解】（1）从C到D做平抛运动，则 解得 t=0.6s vC=4m/s （2）从A到C由动能定理 解得 Wf=-4J （3）小车运动到D点时重力对小车做功的瞬时功率 15. 如图，在高处的光滑水平平台上，质量的小物块压缩弹簧后被锁扣锁住，储存了弹性势能。若打开锁扣，物块将以一定的水平速度向右滑下平台，做平抛运动，经过恰好能从光滑圆弧形轨道CD的C点沿切线方向进入圆弧形轨道。该圆弧圆心角为37°，半径，圆轨道右侧DE是长为的粗糙水平轨道，EF为一半径的光滑竖直圆轨道，各轨道间平滑连接，g取。求： （1）小球过C点时的速度； （2）弹簧储存的弹性势能； （3）物体在D点对轨道的压力； （4）要使物体在运动过程中不与轨道脱离，DE段动摩擦因数μ应满足什么要求？ 【答案】（1）；（2）8J；（3）16.5N；（4）或 【解析】 【详解】 （1）经过恰好能从光滑圆弧形轨道CD的C点沿切线方向进入圆弧形轨道，如图由几何关系知 解得 ，方向沿该点切线方向（如图） （2）由几何关系知 解得 弹簧储存弹性势能 （3）如图由几何关系得 由C到D根据动能定理 解得 物体在D点对轨道的压力 解得 由牛顿第三定律知，物体在D点对轨道的压力为16.5N，方向垂直于该点轨道向下。 （4）要使物体在运动过程中不与轨道脱离，物体恰能运动到圆周处时，由动能定理 解得 恰能做完整的圆周运动时，在最高点重力提供向心力 解得 由动能定理 解得 要使物体在运动过程中不与轨道脱离，DE段动摩擦因数μ应满足 或 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $