精品解析：吉林省通化市梅河口市第五中学2024-2025学年高一下学期4月月考物理试题

高一物理4月考 一、选择题（本题共10小题，46分。第1~7题为单选题，每小题4分；第8~10题为多选题，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错、多选或不选的得0分。） 1. 蹦极运动以其惊险刺激深得年轻人的喜爱，图示为某次蹦极运动中的情景，原长为l、劲度系数为k的轻弹性绳一端固定在机臂上，另一端固定在质量为m的蹦极者身上，蹦极者从机臂上由静止自由下落，当蹦极者距离机臂h时，下落至最低点。空气阻力恒为重力的，重力加速度为g。此过程中（　　） A. 弹性绳增加的弹性势能为 B. 蹦极者减少的机械能为 C. 蹦极者的最大动能为 D. 蹦极者和弹性绳组成的系统减少的机械能为 【答案】A 【解析】 【详解】C．根据题意可知，蹦极者下落l的过程中，蹦极者受重力和空气阻力，根据动能定理可知蹦极者此时动能为 此时蹦极者所受合力向下，蹦极者继续加速，则蹦极者的最大动能大于，故C错误； B．蹦极者从静止开始运动到最低点的过程中，其动能变化量为0，所以其机械能的减少量为其重力势能减少量 故B错误； A．弹性绳增加的弹性势能为蹦极者减少的机械能去掉克服阻力做的功，即 故A正确； D．蹦极者和弹性绳组成的系统减少的机械能为整个过程克服阻力所做的功 故D错误。 故选A。 2. 如图所示，钢球从斜槽轨道末端以的水平速度飞出，经过时间t落在斜靠的挡板中点。若钢球以的速度水平飞出，则（ ） A. 下落时间仍为t B. 下落时间为2t C. 下落时间为 D. 落在挡板底端B点 【答案】C 【解析】 【详解】钢球以飞出后落在长为的AB挡板中点，假设挡板与水平地面的夹角为，钢球做平抛运动分解位移： 解得： 若钢球恰好落在B点，则： 解得： 又因为，所以钢球以抛出，落在地面上B点右侧，落地时间与落在B点时间相同，综合上述分析可知落地时间： 故C正确，ABD错误。 故选C． 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. 图a中轻杆长为l，若小球在最高点的角速度小于，杆对小球的作用力向上 B. 图b中若火车转弯时未达到规定速率，轮缘对外轨道有挤压作用 C. 图c中若A、B均相对圆盘静止，所在圆周半径，质量，则A、B所受摩擦力 D. 图d中是一圆锥摆，增加绳长，保持圆锥的高度不变，则圆锥摆的角速度不变 【答案】AD 【解析】 【详解】A．图a中若轻杆上的小球在最高点时，杆受作用力为零，此时 解得 若角速度小于，则杆对小球的作用力向上，故A正确； B．图b中若火车转弯未达规定速度行驶时，此时重力和轨道的支持力的合力大于火车所需的向心力，此时火车有做向心运动的趋势，轮缘对内侧轨道有挤压作用，故B错误； C．图c中若A、B均相对静止，根据，， 可得A、B所受摩擦力为 故C错误； D．图d是一圆锥摆，根据 可得 则增加绳长，保持圆锥的高度不变，则圆锥摆的角速度不变，故D正确。 故选AD． 4. 一物体静止在水平地面上，在竖直向上的拉力F的作用下开始向上运动，如图甲所示，在物体运动过程中，空气阻力不计，其机械能E与位移x的关系图像如图乙所示，其中曲线上点A处的切线的斜率最大，则（　　） A. 在0~x1过程中物体所受拉力是变力，且x2处所受拉力最大 B. 在x1处物体的速度最大 C. x1~x3过程中，物体的动能先增大后减小 D. 在0~x2过程中，物体的加速度先增大后减小 【答案】C 【解析】 【详解】A．机械能E与位移x的关系图像切线的斜率表示拉力F的大小，由图可知，x1处图像切线的斜率最大，则说明此时拉力最大，在0~x1过程中物体所受拉力逐渐增大，x1~x2过程中，拉力减小，x2处所受拉力为零，故A错误； B．x1~x2过程中，拉力减小，x2处所受拉力为零，则在这一过程中物体应先加速后减速，则说明最大速度一定不在x1处，故B错误； C．x1~x2过程中，物体先加速后减速，故动能先增大后减小；x2~x3的过程机械能不变，拉力为零，物体在重力作用下做减速运动，动能继续减小，故在x1~x3过程中，物体的动能先增大后减小，故C正确； D．由图像可知，0~x2过程中，拉力先增大后减小，直到变为零，则物体受到的合力应先增大，后减小，减小到零后，再反向增大，即加速度应先增大，后减小，再反向增大，故D错误。 故选C 5. 太阳系外行星P和行星Q可能适宜人类居住，P半径是Q半径的，若分别在P和Q距星球表面附近高为h处水平拋出一小球，小球平抛运动水平位移的二次方随抛出速度的二次方变化的函数图像如图所示，忽略空气阻力，忽略行星自转。则下列判断正确的是（　　） A. 行星P和行星Q表面的重力加速度之比为 B. 行星P和行星Q的第一宇宙速度之比为 C. 行星P和行星Q的密度之比为 D. 行星P和行星Q的密度之比为 【答案】C 【解析】 【详解】A．抛运动水平位移 竖直方向做匀变速运动 所以 由图可得，斜率分别为 所以 故A错误； B．根据 可得，第一宇宙速度 又因为P半径是Q半径的，所以 故B错误； CD．根据 可得 行星的体积为 密度为 可得 故C正确，D错误。 故选C。 6. 宇宙中有两颗恒星 S1、S2，半径均为 R0。如图分别是两颗恒星周围行星的公转周期 与公转半径r3的关系图像，则（　　） A. 恒星 S1 与恒星S2的质量之比为2∶1 B. 恒星 S1 与恒星S2的质量之比为4∶1 C. 恒星S1与恒星S2的密度之比为1：2 D. 恒星S1与恒星S2的密度之比为2：1 【答案】C 【解析】 【详解】AB．根据万有引力提供向心力有 解得 可知公转周期 与公转半径r3的关系图像斜率为 由图像可得 则 故AB错误； CD．星球的密度为 恒星S1与恒星S2的密度之比为 故C正确，D错误。 故选C。 7. 如图所示，A、B两个天体可视为双星系统，质量比，A、B同时绕它们连线上某点O做匀速圆周运动，由此可知，A天体绕O点运动的（　　） A. 向心力大小为B的3倍 B. 角速度大小为B的 C. 线速度大小为B的3倍 D. 轨道半径为B的 【答案】D 【解析】 【详解】AB．在该双星系统中，两个天体绕O点运动的周期相同，角速度大小相同，且两者之间的万有引力提供各自的向心力，所以二者向心力大小相同，故AB错误； CD．根据牛顿第二定律有 解得 根据可知 故C错误，D正确。 故选D。 8. 静止卫星到地心的距离为r，加速度为，运行速率为，地球半径为R，赤道上物体随地球自转的向心加速度为，第一宇宙速度为，则（ ） A. B. C. D. 【答案】AC 【解析】 【详解】AB．根据向心加速度和角速度的关系有 ， 又有 故 故A正确，B错误； CD．由万有引力提供向心力得 ， 解得 故C正确，D错误。 故选AC。 9. 发射地球同步卫星时，先将卫星发射至近地圆轨道1，然后经点火，使其沿椭圆轨道2运行，最后再次点火，将卫星送入同步圆轨道3，轨道1、2相切于Q点，轨道2、3相切于P点，如图，则当卫星分别在1、2、3轨道上正常运行时，以下说法正确的是（　　） A. 卫星在轨道3上的速率大于在轨道1上的速率 B. 卫星在轨道3上的角速度小于在轨道1上的角速度 C. 卫星在轨道1上经过Q点时的加速度等于它在轨道2上经过Q点时的加速度 D. 卫星在轨道2上经过P点时的加速度大于它在轨道3上经过P点时的加速度 【答案】BC 【解析】 【详解】AB．根据万有引力充当向心力可知 可得 因r3>r1可知卫星在轨道3上速率小于在轨道1上的速率，卫星在轨道3上的角速度小于在轨道1上的角速度，选项A错误，B正确； CD．根据 可得 可知卫星在轨道1上经过Q点时的加速度等于它在轨道2上经过Q点时的加速度；卫星在轨道2上经过P点时的加速度等于它在轨道3上经过P点时的加速度，选项C正确，D错误。 故选BC。 10. 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r=0.4m，最低点处有一小球（半径比r小很多），现给小球一水平向右的初速度v0，则要使小球不脱离圆轨道运动，v0应当满足（g=10m/s2）（　　） A. v0≥0 B. v0≥4m/s C. D. 【答案】CD 【解析】 【详解】小球不脱离圆轨道时，恰能通过最高点的临界情况为在最高点弹力，由重力提供向心力，则有 解得 从最底点到最高点，根据机械能守恒定律得 解得 故要使小球做完整的圆周运动，必须满足； 若不通过圆心等高处小球也不会脱离圆轨道，则小球向右最多运动到与圆心的等高处，根据机械能守恒定律有 解得 故小球不越过圆心等高处，必须满足； 所以要使小球不脱离圆轨道运动，v0应当满足或。 故选CD。 二、非选择题（本题共5小题，共54分） 11. 某同学用如图甲所示的实验装置“验证机械能守恒定律”。实验所用的电源为学生电源，可以提供输出电压为8 V的交变电流和直流电流，交变电流的频率为50 Hz。重锤从高处由静止开始下落，打点计时器在纸带上打出一系列的点，对纸带上的点测量并分析，即可验证机械能守恒定律。 （1）他进行了下面几个操作步骤： A. 按照图示的装置安装器材； B. 将打点计时器接到电源的“直流输出”上； C. 用天平测出重锤的质量； D. 先接通电源，后释放纸带，打出一条纸带； E. 测量纸带上某些点间的距离； F. 根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能是否等于其增加的动能。 其中没有必要进行的步骤是_______ ，操作不当的步骤是_______ （均填步骤前的选项字母）。 （2）这位同学进行正确测量后挑选出一条点迹清晰的纸带进行测量分析，如图乙所示，其中O点为起始点，A、B、C、D、E、F为六个计时点。根据纸带上的测量数据，可得出打B点时重锤的速度为_______ m/s（保留3位有效数字）。 （3）他根据纸带上的数据算出各点的速度v，量出下落距离h，并以 为纵轴、h为横轴画出的图像应是下图的_______（填选项字母）。 【答案】（1） ①. C ②. B （2）1.37 （3）C 【解析】 【小问1详解】 [1] 实验只需比较gh和大小关系，不需要测量质量，所以没有必要进行的步骤是C。 [2] 应将打点计时器接到电源的“交流输出”上，所以操作不当的步骤是B。 【小问2详解】 打B点的速度即为AC段的平均速度，即 【小问3详解】 ]根据mv2＝mgh可知，与h成正比，以 为纵轴、h为横轴画出图像是一条过原点的倾斜直线，故选C。 12. 某小组的同学通过探讨设计了一套方案来测量动摩擦因数，实验装置如图甲所示，将足够长的木板固定在水平面上，固定有遮光条的滑块从光电门的右侧以某初速度向左运动，经过一段时间滑块静止在光电门的左侧某位置，测出遮光条经过光电门时的遮光时间t和滑块静止时遮光条到光电门的距离x，改变滑块的初速度，重复以上操作，已知重力加速度大小为g。 （1）实验前测得遮光条的宽度为d，含遮光条的滑块质量为m，则滑块经过光电门时的动能____（用给定的物理量符号表示）。 （2）实验时获得多组数据后，得出的图像如图乙所示，该图像的纵坐标为x，则横坐标为____（填“ ”“ ”或“ ”）。若直线的斜率为k，则滑块与木板之间的动摩擦因数____（用题中物理量的符号d，k和g表示）。 【答案】（1） （2） ①. ②. 【解析】 【小问1详解】 滑块经过光电门时的速度大小 由公式知 代入得 【小问2详解】 [1] 根据动能定理有 整理得 变形得 由表达式可知，横坐标为。 [2]若直线的斜率为k，根据表达式可知，则滑块与木板之间的动摩擦因数为 13. 如图所示，倾角（）的窄斜面ABC固定在可以绕竖直轴转动的水平转台上，斜面最低点A在转轴上。转台以一定角速度ω匀速转动时，质量为m的小物块（可视为质点）放置于斜面上，与斜面一起转动且相对斜面静止在AB上。小物块与斜面之间的动摩擦因数为μ，物块与A点间的距离为L，重力加速度大小为g，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，，。 （1）求ω为多大时，小物块与斜面之间没有摩擦力 （2）若，为了使小物块始终相对斜面静止在AB上，求ω。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）当摩擦力为0时，重力与支持力提供向心力 解得 （2）当角速度最小时，物块恰好不下滑，受力分析如下图甲所示，y轴方向根据平衡得 x轴方向根据牛顿第二定律得 又 联立解得 当角速度最大时，物块恰好不上滑，受力分析如图乙所示，y轴方向根据平衡条件得 x轴方向根据牛顿第二定律得 又 联立解得 由以上分析可知，角速度取值范围为 14. 如图所示，两颗卫星绕某行星在同一平面内做匀速圆周运动，两卫星绕行方向相同（图中为逆时针方向）。已知卫星1运行的周期为T1=T0，行星的半径为R，卫星1和卫星2到行星中心的距离分别为r1=2R，r2=8R，引力常量为G。某时刻两卫星与行星中心连线之间的夹角为。求：（题干中T0、R、G已知） （1）行星的质量M； （2）行星的第一宇宙速度； （3）从图示时刻开始，经过多长时间两卫星第一次相距最近？ 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 对卫星1，根据万有引力充当向心力，则： 得： 【小问2详解】 第一宇宙速度的轨道半径为R，则根据 可得： 【小问3详解】 对卫星1和卫星2，由开普勒第三定律： 可得： 由图示时刻开始，经t时间第一次相距最近，则有： 可得： 15. 如图所示，在距水平地面高为处，水平固定一根长直光滑杆，在杆上点固定一轻定滑轮，滑轮可绕水平轴无摩擦转动，在点的右边，杆上套有一质量的小球A。半径的光滑半圆形细轨道竖直地固定在地面上，其圆心在点的正下方，在轨道上套有一质量也为的小球B，用一条不可伸长的柔软细绳，通过定滑轮将两小球连接起来。杆和半圆形轨道在同一竖直面内，两小球均可看作质点，且不计滑轮大小的影响。现对小球A施加一个水平向右的恒力。（g取），求： （1）小球B被拉到与小球速度大小相等时，小球B距离地面高度； （2）把小球B从地面拉到正下方时，求小球B的速度大小以及此时小球B对圆形细轨道的压力； （3）在第（2）小题的情况下，此时撤去，求小球B落到地面时的速度大小。 【答案】（1）0.225m；（2），160N，方向竖直向上；（3） 【解析】 【详解】（1）当绳与轨道相切时两球速度大小相等，如图所示 由几何关系有 则有 （2）对于的做功过程，由几何知识可知力作用点的位移为 则力做的功 由于B球到达处时，已无沿绳的分速度，所以此时小球的速度为零，设小球B的速度为，由功能关系得 代入已知量解得小球B速度的大小为 小球B在C点有牛顿第二定律有 解得 根据牛顿第三定律得 方向竖直向上。 （3）撤去，小球B落到地面时，如图所示 此时绳与竖直方向夹角有 即有 将B速度分解，则有 对AB构成的系统有 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 高一物理4月考 一、选择题（本题共10小题，46分。第1~7题为单选题，每小题4分；第8~10题为多选题，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错、多选或不选的得0分。） 1. 蹦极运动以其惊险刺激深得年轻人的喜爱，图示为某次蹦极运动中的情景，原长为l、劲度系数为k的轻弹性绳一端固定在机臂上，另一端固定在质量为m的蹦极者身上，蹦极者从机臂上由静止自由下落，当蹦极者距离机臂h时，下落至最低点。空气阻力恒为重力的，重力加速度为g。此过程中（　　） A. 弹性绳增加的弹性势能为 B. 蹦极者减少的机械能为 C. 蹦极者的最大动能为 D. 蹦极者和弹性绳组成的系统减少的机械能为 2. 如图所示，钢球从斜槽轨道末端以的水平速度飞出，经过时间t落在斜靠的挡板中点。若钢球以的速度水平飞出，则（ ） A. 下落时间仍t B. 下落时间为2t C. 下落时间为 D. 落在挡板底端B点 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. 图a中轻杆长为l，若小球在最高点的角速度小于，杆对小球的作用力向上 B. 图b中若火车转弯时未达到规定速率，轮缘对外轨道有挤压作用 C. 图c中若A、B均相对圆盘静止，所在圆周半径，质量，则A、B所受摩擦力 D. 图d中是一圆锥摆，增加绳长，保持圆锥的高度不变，则圆锥摆的角速度不变 4. 一物体静止在水平地面上，在竖直向上的拉力F的作用下开始向上运动，如图甲所示，在物体运动过程中，空气阻力不计，其机械能E与位移x的关系图像如图乙所示，其中曲线上点A处的切线的斜率最大，则（　　） A. 在0~x1过程中物体所受拉力是变力，且x2处所受拉力最大 B. 在x1处物体的速度最大 C. x1~x3过程中，物体的动能先增大后减小 D. 在0~x2过程中，物体的加速度先增大后减小 5. 太阳系外行星P和行星Q可能适宜人类居住，P半径是Q半径的，若分别在P和Q距星球表面附近高为h处水平拋出一小球，小球平抛运动水平位移的二次方随抛出速度的二次方变化的函数图像如图所示，忽略空气阻力，忽略行星自转。则下列判断正确的是（　　） A. 行星P和行星Q表面的重力加速度之比为 B. 行星P和行星Q的第一宇宙速度之比为 C. 行星P和行星Q的密度之比为 D. 行星P和行星Q的密度之比为 6. 宇宙中有两颗恒星 S1、S2，半径均为 R0。如图分别是两颗恒星周围行星的公转周期 与公转半径r3的关系图像，则（　　） A. 恒星 S1 与恒星S2的质量之比为2∶1 B. 恒星 S1 与恒星S2的质量之比为4∶1 C. 恒星S1与恒星S2密度之比为1：2 D. 恒星S1与恒星S2的密度之比为2：1 7. 如图所示，A、B两个天体可视为双星系统，质量比，A、B同时绕它们连线上某点O做匀速圆周运动，由此可知，A天体绕O点运动的（　　） A. 向心力大小为B的3倍 B. 角速度大小为B的 C. 线速度大小为B的3倍 D. 轨道半径为B的 8. 静止卫星到地心的距离为r，加速度为，运行速率为，地球半径为R，赤道上物体随地球自转的向心加速度为，第一宇宙速度为，则（ ） A. B. C. D. 9. 发射地球同步卫星时，先将卫星发射至近地圆轨道1，然后经点火，使其沿椭圆轨道2运行，最后再次点火，将卫星送入同步圆轨道3，轨道1、2相切于Q点，轨道2、3相切于P点，如图，则当卫星分别在1、2、3轨道上正常运行时，以下说法正确的是（　　） A. 卫星在轨道3上的速率大于在轨道1上的速率 B. 卫星在轨道3上的角速度小于在轨道1上的角速度 C. 卫星在轨道1上经过Q点时的加速度等于它在轨道2上经过Q点时的加速度 D. 卫星在轨道2上经过P点时的加速度大于它在轨道3上经过P点时的加速度 10. 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r=0.4m，最低点处有一小球（半径比r小很多），现给小球一水平向右的初速度v0，则要使小球不脱离圆轨道运动，v0应当满足（g=10m/s2）（　　） A. v0≥0 B. v0≥4m/s C. D. 二、非选择题（本题共5小题，共54分） 11. 某同学用如图甲所示的实验装置“验证机械能守恒定律”。实验所用的电源为学生电源，可以提供输出电压为8 V的交变电流和直流电流，交变电流的频率为50 Hz。重锤从高处由静止开始下落，打点计时器在纸带上打出一系列的点，对纸带上的点测量并分析，即可验证机械能守恒定律。 （1）他进行了下面几个操作步骤： A. 按照图示的装置安装器材； B. 将打点计时器接到电源的“直流输出”上； C. 用天平测出重锤质量； D. 先接通电源，后释放纸带，打出一条纸带； E. 测量纸带上某些点间的距离； F. 根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能是否等于其增加的动能。 其中没有必要进行的步骤是_______ ，操作不当的步骤是_______ （均填步骤前的选项字母）。 （2）这位同学进行正确测量后挑选出一条点迹清晰纸带进行测量分析，如图乙所示，其中O点为起始点，A、B、C、D、E、F为六个计时点。根据纸带上的测量数据，可得出打B点时重锤的速度为_______ m/s（保留3位有效数字）。 （3）他根据纸带上的数据算出各点的速度v，量出下落距离h，并以 为纵轴、h为横轴画出的图像应是下图的_______（填选项字母）。 12. 某小组的同学通过探讨设计了一套方案来测量动摩擦因数，实验装置如图甲所示，将足够长的木板固定在水平面上，固定有遮光条的滑块从光电门的右侧以某初速度向左运动，经过一段时间滑块静止在光电门的左侧某位置，测出遮光条经过光电门时的遮光时间t和滑块静止时遮光条到光电门的距离x，改变滑块的初速度，重复以上操作，已知重力加速度大小为g。 （1）实验前测得遮光条的宽度为d，含遮光条的滑块质量为m，则滑块经过光电门时的动能____（用给定的物理量符号表示）。 （2）实验时获得多组数据后，得出的图像如图乙所示，该图像的纵坐标为x，则横坐标为____（填“ ”“ ”或“ ”）。若直线的斜率为k，则滑块与木板之间的动摩擦因数____（用题中物理量的符号d，k和g表示）。 13. 如图所示，倾角（）的窄斜面ABC固定在可以绕竖直轴转动的水平转台上，斜面最低点A在转轴上。转台以一定角速度ω匀速转动时，质量为m的小物块（可视为质点）放置于斜面上，与斜面一起转动且相对斜面静止在AB上。小物块与斜面之间的动摩擦因数为μ，物块与A点间的距离为L，重力加速度大小为g，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，，。 （1）求ω为多大时，小物块与斜面之间没有摩擦力 （2）若，为了使小物块始终相对斜面静止在AB上，求ω。 14. 如图所示，两颗卫星绕某行星在同一平面内做匀速圆周运动，两卫星绕行方向相同（图中为逆时针方向）。已知卫星1运行的周期为T1=T0，行星的半径为R，卫星1和卫星2到行星中心的距离分别为r1=2R，r2=8R，引力常量为G。某时刻两卫星与行星中心连线之间的夹角为。求：（题干中T0、R、G已知） （1）行星的质量M； （2）行星的第一宇宙速度； （3）从图示时刻开始，经过多长时间两卫星第一次相距最近？ 15. 如图所示，在距水平地面高为处，水平固定一根长直光滑杆，在杆上点固定一轻定滑轮，滑轮可绕水平轴无摩擦转动，在点右边，杆上套有一质量的小球A。半径的光滑半圆形细轨道竖直地固定在地面上，其圆心在点的正下方，在轨道上套有一质量也为的小球B，用一条不可伸长的柔软细绳，通过定滑轮将两小球连接起来。杆和半圆形轨道在同一竖直面内，两小球均可看作质点，且不计滑轮大小的影响。现对小球A施加一个水平向右的恒力。（g取），求： （1）小球B被拉到与小球速度大小相等时，小球B距离地面高度； （2）把小球B从地面拉到的正下方时，求小球B的速度大小以及此时小球B对圆形细轨道的压力； （3）在第（2）小题的情况下，此时撤去，求小球B落到地面时的速度大小。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $