2022武汉华中师大附中高一下学期5月月考物理试题含答案

华中师大一附中2021-2022学年度第二学期5月月考

高一年级物理试题

本试卷分四个大题，满分100分，考试用时90分钟。

注意事项：

1.答卷前，考生务必用0.5毫米黑色签字笔将自己的姓名、准考证号、考试科目填写在规定的位置上。

2.第Ⅰ卷每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。

3.第Ⅱ卷必须用0.5毫米黑色签字笔作答，答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应的位置；如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新的答案，不得使用涂改液，胶带纸、修正带和其他笔。

一、单项选择题（共8小题，每小题3分，共24分。每小题只有一个选项符合题意）

1. 高空“蹦极”是勇敢者的游戏。蹦极运动员将弹性长绳（质量忽略不计）的一端系在双脚上，另一端固定在高处的跳台上，运动员无初速地从跳台上落下。若不计空气阻力，则（　　）

A. 弹性绳刚伸直时，运动员开始减速

B. 整个下落过程中，运动员的机械能一直在减小

C. 从弹性绳伸直到最低点的过程，重力对运动员所做的功等于运动员克服弹性绳弹力所做的功

D. 从弹性绳伸直到最低点的过程中，运动员的重力势能与弹性绳的弹性势能之和先减小后增大

【答案】D

2. 两颗质量相同的人造卫星绕地球逆时针运动。如图所示，卫星1轨道为圆、卫星2轨道为椭圆，A、B两点为椭圆轨道长轴两端，C点为两轨道交点。已知圆的半径与椭圆的半长轴相等，下列说法正确的是（   ）

A. 卫星2的周期小于卫星1的周期

B. 卫星1在C点的动能小于卫星2在A点的动能

C. 从A点到B点和从B点到A点的过程地球对卫星2做的功相同

D. 相等时间内，卫星1与地心连线扫过的面积等于卫星2与地心连线扫过的面积

【答案】B

3. 第24届冬季奥林匹克运动会于2022年2月4日在中国北京和张家口同时举行，跳台滑雪是冬奥会中最具观赏性的项目之一。如图所示，一滑雪坡由圆弧面AC、竖直台阶CD和倾角为的斜坡DE相连接而组成，且圆弧面AC的末端C处水平。第一次运动员从A点由静止滑下通过C点后飞落到DE上，第二次从A点稍下的点（图中未标出）由静止滑下通过C点后也飞落到DE上，运动员两次与斜坡DE接触时速度与水平方向的夹角分别为和，不计空气阻力和轨道的摩擦力，则（　　）

A.  B.

C.  D. 无法确定两角的大小关系

【答案】B

4. 地下矿井中的矿石装在矿车中，用电机通过竖井运送至地面。某竖井中矿车提升的速度大小v随时间t的变化关系如图所示，其中图线①②分别描述两次不同的提升过程，它们变速阶段加速度的大小都相同；两次提升的高度相同，提升的物体质量相等。不考虑摩擦阻力和空气阻力。对于第①次和第②次提升过程，（　　）

A. 电机的最大牵引力之比为2：1

B. 矿车上升所用的时间之比为4：5

C. 电机输出的最大功率之比为1：1

D. 电机所做的功之比为4：5

【答案】B

5. 如图，两个质量均为m的小球a、b通过轻质铰链用轻杆连接，a套在固定的竖直杆上，b放在水平地面上。一轻质弹簧水平放置，左端固定在杆上，右端与b相连。当弹簧处于原长状态时，将a由静止释放，已知a下降高度为h时的速度大小为v，此时杆与水平面夹角为。弹簧始终在弹性限度内，不计一切摩擦，重力加速度大小为g，下列说法正确的是（　　）

A. 释放a的瞬间，a的加速度大小为g

B. 释放a的瞬间，地面对b的支持力大小为2mg

C. a的速度大小为v时，b的速度大小为

D. a的速度大小为v时，弹簧的弹性势能为

【答案】C

6. 如图所示，竖直固定的光滑圆轨道内有一质量为m的小球在做完整的圆周运动。已知轨道半径为R，a为最高点，b为最低点，c和d为与圆心O等高的点，e和f为圆心O的对称点，重力加速度大小为g。下列说法正确的是（　　）

A. 小球在a点的速度必须大于2gR

B. 小球在c点和d点时与轨道之间没有压力

C. 小球在e点的合力和在f点的合力等大反向

D. 小球在b点时对轨道的压力一定比在a点时大6mg

【答案】D

7. 如图所示，轻质弹簧上端固定，下端系一物体。物体在A处时，弹簧处于原长状态。现用手托住物体使它从A处缓慢下降，到达B处时，手和物体自然分开。此过程中，物体克服手的支持力所做的功为W，不计空气阻力，弹簧始终处于弹性限度内。关于此过程，下列说法正确的是（　　）

A. 物体重力势能减少量可能小于W

B. 弹簧弹性势能增加量一定小于W

C. 弹簧弹性势能增加量一定大于物体重力势能减少量

D. 若将物体从A处由静止释放，则物体到达B处的动能一定等于W

【答案】D

8. 如图所示，足够长的水平传送带以速度v沿逆时针方向传动，传送带的左端与光滑圆弧轨道底部平滑连接，而弧轨道上的A点与圆心等高，一小物块从A点由静止滑下，再滑上传送带，经过一段时间又返回圆弧轨道，返回圆弧轨道时小物块恰好能到达A点，则下列说法正确的是（　　）

A. 圆弧轨道的半径一定是

B. 若减小传送带速度，则小物块仍一定能返回A点

C. 若增大传送带速度，则小物块有可能经过圆弧轨道的最高点

D. 不论传送带速度增大到多大，小物块都不可能到达圆弧轨道的最高点

【答案】D

二、多项选择题（每题有两个或者两个以上正确答案，每题5分，少选得3分，共30分）

9. 如图，工人用传送带运送货物，传送带倾角为，顺时针匀速转动，把货物从底端A点运送到顶端B点，其速度随时间变化关系如图所示。已知货物质量为，重力加速度取。则（　　）

A. 传送带匀速转动的速度大小为

B. 货物与传送带间的动摩擦因数为

C. 两点的距离为

D. 运送货物的整个过程中摩擦力对货物做功

【答案】AB

10. 如图，表面粗糙的水平传送带顺时针匀速运行，轻弹簧的一端固定在墙壁上，另一端栓接一个小物块。现将小物块无初速度地放到传送带上，此时弹簧水平且处于原长状态。设小物块所受的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，在小物块向右运动的过程中，下列关于小物块加速度a、速度v、弹簧的弹性势能、弹簧与小物块的总机械能E随小物块运动距离x变化的图像，可能正确的是（　　）

A.  B.  C.  D.

【答案】ABD

11. 如图所示，一光滑杆一端固定于水平面上，杆与水平面夹角为θ，杆上穿着一个质量为m的小球，小球上连一轻弹簧，弹簧另一端固定于A点，初始时小球从B点静止释放，小球沿杆向下运动，经过C点，此时弹簧为原长，最后到达D点时速度为零（D点图中未标出）。已知AC与杆垂直，杆足够长，小球在沿杆向下运动过程中始终未触到地面，则在小球从B点到D点运动过程中下列说法正确的是（　　）

A. 小球的机械能守恒

B. 小球的机械能先增加后减少

C. 到达C点时小球的动能最大

D. CD间的距离大于BC间的距离

【答案】BD

12. 力F对物体所做的功可由公式求得。但用这个公式求功是有条件的，即力F必须是恒力。而实际问题中，有很多情况是变力在对物体做功。那么，用这个公式不能直接求变力的功，我们就需要通过其他的一些方法来求解力F所做的功。如图，对于甲、乙、丙、丁四种情况下求解某个力所做的功，下列说法正确的是（　　）

A. 甲图中若F大小不变，物块从A到C过程中力F做的为

B. 乙图中，全过程中F做的总功为

C. 丙图中，绳长为R，若空气阻力f大小不变，小球从A运动到B过程中空气阻力做的功

D. 图丁中，F始终保持水平，无论是F缓慢将小球从P拉到Q，还是F为恒力将小球从P拉到Q，F做的功都是

【答案】AB

13. 如图所示，弹性轻绳一端固定于P点，绕过光滑定滑轮O后另一端连接质量为m的小球，小球穿在竖直固定的杆上。的距离等于绳的自然长度，水平。小球从A点由静止释放，滑到B点时速度恰好为零。已知A、B两点间距离为L，C为的中点，小球在A点时弹性绳的拉力为，小球与杆之间的动摩擦因数为，弹性绳始终处在弹性限度内。下列说法正确的是（　　）

A. 小球在C点时速度最大

B. 在段运动的摩擦生热等于在段运动的摩擦生热

C. 在段运动的摩擦生热小于在段运动的摩擦生热

D. 若在B点给小球大小为的向上速度，小球恰好能回到A点

【答案】AB

14. 如图所示，农民在精选谷种时，常用一种叫“风车”的农具进行分选。其过程是：在大小相同的风力作用下，谷种和瘪谷（空壳）谷粒都从洞口水平飞出，结果谷种和瘪谷落地点不同，这样它们就会自然分开。不考虑空气阻力且谷种和瘪谷只在洞中受到风力，对这一物理过程，下列分析正确的是（　　）

A. 谷种质量大，惯性大，飞得远些

B. 谷种飞出洞口时的速度比瘪谷飞出洞口时的速度小些

C. N处是瘪谷，M处为谷种

D. 谷种和瘪谷在竖直方向都匀速下落

【答案】BC

15. 在某游乐场有如图所示的弹射游戏，在竖直固定的支架MPN上固定有带孔的半圆弧容器ABC以及可上下自由调动的水平弹射器，游戏时，手动调整弹射器高度，再压缩弹簧将弹性小球弹出，弹射出口在A点的正上方，小球只有在小孔中心O处沿图示速度方向（速度方向的反向沿长线过圆O′）射入小孔时，才能通过小孔成功过关。若小球可当作质点看，并且忽略摩擦及空气阻力，已知弹簧的弹性势能Ep与形变量的关系为，则下列说法正确的是（　　）

A. 小球弹射出去的初速度大小与弹簧的压缩量成正比

B. 将弹射器出口调整到A点，无论以多大的速度将小球弹射出去都无法顺利过关

C. 弹射器在P点上方的不同位置，只要小球射出速度大小合适，都能顺利过关

D. 若将弹射器出口调整在A点上方某一位置时游戏可顺利过关，再将弹射器出口水平向左调整一段距离，要想顺利过关，应将弹射器高度降低

【答案】AB

三、实验题（满分14分。请书写工整，保持卷面整洁，规范答题）

16. 某实验小组利用如图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律。

（1）下列说法中有利于减小实验误差的有___________；

A．必须精确测量出重物的质量       B．重物选用密度较大的铁锤

C．调节打点计时器两限位孔在同一竖直线上      D．先松开纸带，后接通电源

（2）甲同学利用上述装置按正确操作得到了一条如图乙所示的纸带（部分纸带未画出）。纸带上的各点均为连续的计时点，其中O点为打出的第一个点，打点周期为T，重力加速度为g。从纸带上直接测出计时点间的距离，利用下列测量值能验证机械能守恒定律的有___________；

A．OE和DF的长度     B．OA和AF的长度

C．OD和DG的长度    D．AC、BF和EG的长度

（3）乙同学取打下G点时重物的重力势能为零，利用测量数据计算出该重物下落不同高度h时所对应的动能和重力势能，并以h为横轴、和为纵轴，分别绘出了如图丙所示的图线I和图线II，发现两图线的斜率绝对值近似相等，说明___________。

（4）在验证机械能守恒定律的实验中，使质量m=250g的重物拖着纸带自由下落，打点计时器在纸带上打出一系列的点。选取一条符合实验要求的纸带如图所示，O为纸带下落的起始点，A、B、C为纸带上选取的三个连续点，已知打点计时器每隔T=0.02s打一个点，当地的重力加速度为g=9.8m/s2，那么：

①计算B点瞬时速度时，甲同学用，乙同学用，丙同学用。其中所选择方法正确的是___________（选填“甲”、“乙”或“丙”）同学（xOB与分别表示纸带上O、B和A、C之间的距离，n为从O到B之间的打点时间间隔数）。

②纸带下落加速度为___________m/s2，下落过程中受到的阻力f=___________N。

【答案】    ①. BC    ②. AD    ③. 在实验误差允许范围内，重物下落过程机械能守恒    ④. 丙    ⑤. 9.50##9.5    ⑥. 0.075

17. 某研究性学习小组设计测量弹簧弹性势能的实验装置如图甲所示。实验器材有：上端带有挡板的斜面体、轻质弹簧。带有遮光片的滑块（总质量为m）、光电门、数字计时器、游标卡尺、毫米刻度尺。

实验步骤如下：

①用游标卡尺测得遮光片的宽度为d；

②弹簧上端固定在挡板P上，下端与滑块不拴接，当弹簧为原长时，遮光片中心线通过斜面上的M点；

③光电门固定在斜面上的N点，并与数字计时器相连；

④压缩弹簧，然后用销钉把滑块锁定，此时遮光片中心线通过斜面上的O点；

⑤用刻度尺分别测量出O、M两点间的距离x和M、N两点间的距离l；

⑥拔去锁定滑块的销钉，记录滑块经过光电门时数字计时器显示的时间；

⑦保持x不变，移动光电门位置，多次重复步骤④⑤⑥。

根据实验数据做出的图像为图乙所示的一条倾斜直线，求得图像的斜率为k、纵轴截距为b。

（1）下列做法中，有利于减小实验误差的有______

A.选择宽度较小的遮光片    B.选择质量很大的滑块

C.减小斜面倾角        D.增大光电门和M点距离

（2）滑块在MN段运动的加速度______，滑块在M点的动能______，弹簧的弹性势能______。（用“m、d、x、k、b”表示）

【答案】    ①. AD    ②.     ③.     ④.

四、解答题（本题共包括4个小题，满分32分。请书写工整，规范答题）

18. 为了研究过山车的原理，某同学提出了下列的设想：取一个与水平方向夹角为，长为的倾斜轨道，通过微小圆弧与长为的水平轨道相连，然后在C处设计一个竖直完整的光滑圆轨道，出口为水平轨道，如图所示。在距A点高为的水平台面上有一处于压缩状态的弹簧被锁定，弹簧右端紧挨一个质量为的小球，解除锁定，弹簧可将小球弹射出去，此时弹簧已恢复原长。小球到A点时速度方向恰沿方向，并沿倾斜轨道滑下。已知小球与和间的动摩擦因数均为，取。求：

（1）弹簧处于锁定状态时的弹性势能；

（2）小球滑过C点时的速率；

（3）要使小球不离开轨道，则竖直圆弧轨道半径R应该满足什么条件。（不考虑圆轨道与倾斜轨道相切）

【答案】（1）；（2）；（3）或者

19. 如图所示，AB为倾角θ=37°的光滑斜面轨道，BP为圆心角等于143°、半径R=1m的竖直光滑圆弧形轨道，两轨道相切于B点，P与圆心O两点在同一竖直线上。轻弹簧一端固定在A点，另一自由端在斜面上C点处，现有一质量m=2kg的物块在外力作用下将弹簧缓慢压缩到D点后（不拴接）释放，物块经过B点后恰能沿竖直圆轨道到达P点，已知斜面部分的长度sDC=0.2m，sCB=1m，sin37°=0.6，cos37°=0.8，g=10m/s2）。试求：

（1）物块在P点的速度大小。

（2）物块在B点的速度大小；

（3）将弹簧缓慢压缩到D点时，弹簧储存的弹性势能；

（4）若CB部分粗糙且动摩擦因数为μ=0.25，其余轨道光滑，将上述物块在外力作用下将弹簧缓慢压缩到D＇点后（不拴接）释放，要使物块经过B点后仍恰能到达P点，求释放后弹簧对物块做的功。

【答案】（1）；（2）；（3）；（4）

20. 如图所示，倾角θ=30°的光滑斜面固定在水平地面上，穿过定滑轮（足够高）的轻绳两端分别系着小物块a和b，开始时将b按压在地面不动，a位于斜面高h=0.5m的地方，此时滑轮左边的绳子竖直而右边的绳子与斜面平行，然后放开手，让a沿斜面下滑而b上升，当a滑到斜面底端A时绳子突然断了，物块a继续沿水平地面运动，然后滑上与地面相切、半径R=0.1m的四分之一圆轨道BC。已知A、B之间的距离x=0.5m，物块a与水平地面间的动摩擦因数μ=0.2，轨道BC光滑，物块a的质量m1=1kg，取g =10m/s2。

（1）若物块a到达C点时的速度为=1m/s，求物块a刚进入四分之一圆轨道BC时对轨道的压力大小；

（2）欲使物块a能滑上四分之一圆轨道但又不会从轨道的最高点滑出，求物块b的质量的取值范围。

【答案】（1）40N；（2）