精品解析：河南省部分重点中学2022-2023学年高一下学期5月质量检测物理试题（解析版）

2023年5月份质量检测

高一年级物理试题

（考试时间：75分钟试卷满分：100分）

注意事项：

1.答题前，考生务必将自己的姓名、准考证号、考场号填写在答题卡上。

2.回答选择题时，选出每小题答案后，用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，再选涂其它答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。

3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。

一、单项选择题（本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。）

1. 明代出版的《天工开物》一书中，有牛力齿轮（牛转翻车）的图画，如图所示，这说明勤劳勇敢的先辈们已经掌握了齿轮传动技术。A、B两轮边缘质点做匀速圆周运动的半径分别为、，A、B两轮边缘的齿轮数分别为、，在两轮转动过程中（不打滑），下列说法正确的是（　　）

A. A、B两轮边缘质点的线速度大小之比

B. A、B两轮的转速之比

C. A、B两轮的角速度

D. A、B两轮边缘质点的向心加速度大小之比

【答案】B

【解析】

【详解】A．A、B两轮是齿轮传动，边缘点线速度大小相等，故A错误；

B．两轮的周期之比

转速

所以两轮的转速之比

故B正确；

C．由公式可知，两轮的角速度

故C错误；

D．由可知

故D错误。

故选B。

2. 2023年4月13日，中老铁路从昆明南、万象站双向对开国际旅客列车，昆明至万象间可实现乘火车当日通达。如图为中老高速铁路使用的“复兴号”动车组，假设动车组运行过程中受到的阻力与速度的平方成正比。若动车以的速度匀速行驶，发动机的功率为P。当动车以速度匀速行驶时，发动机的功率为（　　）

A.  B.  C.  D.

【答案】D

【解析】

【详解】动车匀速行驶时，牵引力等于阻力，有

则发动机的功率为

依题意，动车两次行驶速度之比为

解得

P

故选D。

3. 北斗问天，国之夙愿，北斗系统是我国最大的空间导航系统，也是四个全球导航系统之一。我国北斗三号系统的收官之星是相对地球静止的同步轨道卫星（静止卫星），其做匀速圆周运动的轨道半径约为地球半径的7倍。关于这颗卫星的判断，下列说法正确的是（　　）

A. 静止卫星的轨道平面与赤道平面共面且在绕地运行时处于平衡状态

B. 静止卫星与近地轨道卫星相比，角速度更小，周期更大，向心加速度更大

C. 静止卫星的在轨运行速度小于第一宇宙速度

D. 静止卫星绕地运行时所受引力不变

【答案】C

【解析】

【详解】A．静止卫星的轨道平面只能与赤道平面共面，静止卫星绕地运行时万有引力提供向心力，做匀速圆周运动，有向心加速度，不是处于平衡状态，故A错误；

B．卫星受到的万有引力提供向心力，有

可解得

，，，

可知半径越大线速度、角速度、向心加速度都越小，周期越大，故与近地卫星相比，地球静止轨道卫星角速度小，周期大，向心加速度小，故B错误；

C．第一字宙速度为最大环绕速度，故静止卫星的在轨运行速度小于第一宇宙速度，故C正确；

D．静止卫星绕地运行时所受引力大小不变，但方向时刻改变，故D错误。

故选C。

4. 电影《流浪地球》中，由于太阳即将毁灭，人类为了生存，给地球装上推进器，“驾驶”地球逃离太阳系，飞向比邻星系定居，泊入比邻星轨道，成为这颗恒星的卫星。地球绕比邻星做匀速圆周运动的轨道半径为r，周期为T，比邻星的半径为R，引力常量为G（忽略其他星球对地球的影响），由此可知（　　）

A. 地球绕比邻星做圆周运动的向心加速度为

B. 比邻星的质量为

C. 比邻星表面的重力加速度为

D. 比邻星的第一宇宙速度

【答案】C

【解析】

【详解】A．地球绕比邻星做圆周运动向心加速度为

所以A错误；

B．地球绕比邻星运动，万有引力提供圆周运动的向心力，所以有

可得比邻星的质量

所以B错误；

C．在比邻星表面，重力与万有引力相等，有

可得比邻星表面的重力加速度

所以C正确；

D．第一宇宙速度是近比邻星卫星的环绕速度，根据万有引力提供圆周运动向心力有

可得第一宇宙速度

所以D错误。

故选C。

5. 在粗糙水平面上竖直放置一如图所示装置，该装置上固定一光滑圆形轨道，总质量为M，现一质量为m的小球在圆形轨道最低端A以v0的水平初速度向右运动，恰能通过圆形轨道最高点B，该装置始终处于静止状态，则在小球由A到B的过程中（重力加速度取g）（　　）

A. 当小球运动到与圆心等高处的C点时，装置对地面的摩擦力方向向左

B. 当小球运动到B点时装置对地面的压力大小为

C. 当小球在A点时装置对地面的压力大小为

D. 若小球在最低点A的速度越大，装置对地面的压力越小

【答案】C

【解析】

【详解】A．当小球运动到与圆心等高处的C点时，装置受到小球的作用方向水平向向右，由平衡可知，装置对地面的摩擦力方向向右，故A错误；

B．由于恰能通过圆形轨道最高点B，则此时小球对装置的作用力为0，则当小球运动到B点时装置对地面的压力大小为Mg，故B错误；

C．由于恰能通过圆形轨道最高点B，则有

从B到A由动能定理得

在A点由牛顿第二定律有

联立解得

方向竖直向上，则小球对装置的作用力大小6mg，方向竖直向下，所以当小球在A点时装置对地面的压力大小为，故C正确；

D．若小球在最低点A的速度越大，由

可知，小球对装置的作用力越大，且由小球对装置的作用力方向竖直向下，则装置对地面的压力越大，故D错误。

故选C。

6.   神舟十三号乘组航天员翟志刚、王亚平和叶光富开讲《天宫课堂第二课》时，通过“手动离心机”旋转方法，实现了油水分离（水密度>油密度）。化工中也常使用离心分离器，将微小颗粒快速从液体中沉淀析出。如图乙，在地球上试管中装有密度为的液体，内有密度为、体积为V的微小颗粒，离心分离器带着试管以角速度ω高速旋转时，下面分析判断不正确的是（　　）

A. 在失重的太空环境下，如果不甩动装有油和水的瓶子，油会混在水里面，成为混合物

B. 在失重的太空环境下，抓着系在瓶上的细绳甩动瓶子，数圈后，水油明显分离，水在上层，油在下层

C. 图乙中如果，高速旋转时，小颗粒将不做离心运动，而是做向心运动

D. 图乙中如果，高速旋转时，小颗粒所受的合力小于所需要的向心力，小颗粒做离心运动，“沉”到试管底部

【答案】B

【解析】

【详解】AB．由于水密度>油密度，若是在地球上，水会下沉，油上浮。但在太空上，处于失重环境下，油水按密度分层现象会消失，重力成为了恰到好处的向心力，使物质与空间站一起围绕地球运行。如果抓着系在瓶上的细绳甩动瓶子，通过旋转产生一种“虚拟力”离心力，数圈后，水油明显分离，油在上层，水在下层。故A正确，B错误；

CD．在地面上，设想一个密度为1、体积为V的微小液滴在距离转轴r处随周围液体一起做角速度为ω的匀速圆周运动，小液滴所需要的向心力大小为

小液滴受周围液体对它的合力提供向心力，即

把小液滴换成密度为、体积为V的微小颗粒，在距离转轴r处，周围液体的种类及运动情况未变，小颗粒受周围液体对它的合力大小仍为F合。小颗粒做角速度为ω的匀速圆周运动所需要的向心力大小为

如果，所以小颗粒所受的合力小于所需要的向心力，小颗粒做离心运动，“沉”到试管底部；如果，小颗粒所受的合力大于所需要的向心力，小颗粒将不做离心运动，而是做向心运动。故C、D均正确。

本题选不正确的，故选B。

7. 人们有时用“打夯”的方式把松散的地面夯实，如图所示。设某次打夯符合以下模型：两人同时通过绳子对质量为m的重物各施加一个力，力的大小均恒为F，方向都斜向上与竖直方向成角，重物离开地面高度为h时人停止施力，重物最终下落至地面，并把地面砸下深度为d的凹坑。不计空气阻力，下列说法正确的是（    ）

A. 重物落下接触地面时的动能等于2Fh B. 重物落下接触地面时的动能等于mgh

C. 整个过程重力做功等于mg(h+d) D. 地面对重物的阻力做功等于－(2Fhcosθ+mgd)

【答案】D

【解析】

【详解】AB．为了能使重物从地面上被提升起来，一定有

设重物落下接触地面时的动能为Ek，对重物刚开始离开地面到落下接触地面的过程，根据动能定理有

故AB错误；

C．整个过程重力做功为

故C错误；

D．设地面对重物的阻力做功为Wf，对重物下落至刚接触地面到最终停下的过程，根据动能定理有

解得

故D正确。

故选D。

二、多项选择题（本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。）

8. 2021年5月15日，“天问一号”着陆器成功着陆于火星乌托邦平原南部预选着陆区，我国首次火星探测任务着陆火星取得圆满成功。如图，将火星与地球绕太阳的运动简化为在同一平面、沿同一方向的匀速圆周运动，图中的椭圆轨道表示“天问一号”的地火转移轨道。已知火星的半径为R，火星的质量为M，引力常量为G，若“天问一号”在离火星表面高度为的轨道上绕火星做匀速圆周运动，下列说法正确的是（　　）

A. 火星与太阳的连线和地球与太阳的连线在相等的时间间隔内扫过的面积相等

B. “天问一号”在离火星表面高度为的轨道上绕火星运动的线速度大小为

C. “天问一号”在A点要通过加速才能从地球公转轨道转移到地火转移轨道

D. “天问一号”从A点运动到C点的过程中处于加速状态

【答案】BC

【解析】

【详解】A．根据开普勒三大定律中的面积定律：行星和太阳的连线在相等的时间间隔内扫过的面积相等，扫过的面积相等是指同一个行星，不同行星绕太阳运动时单位时间扫过的面积不相同，所以A错误；

B．由万有引力定律可得

火星的引力提供“天问一号”探测器绕火星做匀速圆周运动的向心力，则有

解得“天问一号”环绕火星运动的线速度大小为

所以B正确；

C．“天问一号”在A点要通过加速，做离心运动，才能从地球公转轨道转移到地火转移轨道，故C正确；

D．“天问一号”从A点运动到C点的过程中，万有引力做负功，所以做减速运动，故D错误。

故选BC。

9. 2016年，滑板运动成为奥运会正式比赛项目，第一次进入奥运大家庭。曾文蕙是中国历史上亮相奥运滑板项目并进入决赛的第一人。如图所示，在某次训练中，曾文蕙先后两次从坡道A点滑出，在空中竖直面内做抛体运动，两次均落到B点，其中第一次在空中运动时间比第二次长，不计空气阻力，则（　　）

A. 第二次腾空最大高度大于第一次

B. 第一次滑出时的速度方向与水平方向夹角大

C. 第一次滑出速度一定大

D. 第二次在最高点速度大

【答案】BD

【解析】

【详解】A．对运动员分析可知，从坡道A点滑出后，水平方向做匀速直线运动，竖直方向做竖直上抛运动，根据竖直上抛运动的对称性，即上升时间等于下降时间，由题知第一次在空中时间比第二次长，所以第一次下降时间大于第二次，根据自由落体运动规律

可知，第一次腾空最大高度大于第二次，故A错误；

D．因为第一次空中运动时间大于第二次，且两次水平位移相等，水平位移为

可知，第一次滑出后水平分速度小于第二次，即第二次在最高点速度大，故D正确；

B．根据公式

可知，第一次下降时间大于第二次，第一次滑出后竖直分速度大于第二次，所以两次滑出速度方向不同，第一次滑出时的速度方向与水平方向夹角大，故B正确；

C．两次滑出的速度大小无法确定，第一次滑出速度不一定大，故C错误。

故选BD。

10. 随着经济的持续发展，人民生活水平的不断提高，近年来我国私家车数量快速增长，高级和一级公路的建设也正加速进行。为了防止在公路弯道部分由于行车速度过大而发生侧滑，常将弯道部分设计成外高内低的斜面。如果某品牌汽车的质量为m，汽车行驶时弯道部分的半径为r，汽车轮胎与路面的动摩擦因数为μ，弯道路面设计的倾角为θ，如图所示.（重力加速度为g，已知最大静摩擦力），下面判断正确的是（　　）

A. 汽车转弯恰不受侧向摩擦力时，重力和支持力提供向心力

B. 汽车转弯恰不受侧向摩擦力时，汽车的速度为

C. 汽车转弯恰不受侧向摩擦力时，汽车的速度为

D. 弯道部分汽车行驶的最大速度为

【答案】ABD

【解析】

【详解】A．汽车转弯恰不受侧向摩擦力，重力和支持力提供向心力，故A正确；

BC．汽车转弯恰不受侧向摩擦力，对汽车受力分析如图所示

根据牛顿第二定律可得

解得

故B正确，C错误；

D．弯道部分汽车行驶的最大速度时受力分析如图所示

竖直方向

水平方向

其中

联立解得

故D正确。

故选ABD。

三、非选择题（本题共5小题，共54分。解答应写出必要的文字说明、证明过程或演算步骤。）

11. 通过实验记录抛体运动的轨迹，可以探究抛体运动规律。

（1）利用图甲所示的装置研究平抛运动的实验中，下列说法中正确的有（    ）

A. 必须选用光滑的斜槽轨道               

B. 斜槽轨道末端必须水平

C. 小球每次必须从斜槽上同一位置由静止释放   

D. 本实验需要使用秒表计时

（2）小球做平抛运动的频闪照片（频闪周期为T）如图乙所示，其中底部、左侧标出的是小球在水平、竖直方向的投影位置，建立如图所示坐标系xOy。小赵测得小球在水平方向相邻的投影之间距离都是L，得出了小球在水平方向做______运动的结论，并进一步计算出小球的水平速度v0＝______；竖直方向上测出了小球竖直方向的坐标y1、y2、y3，可计算出竖直方向加速度ay＝______。

【答案】    ① BC    ②. 匀速直线    ③.     ④.

【解析】

【详解】（1）[1] BC．因为每次只能记录小球在空中的一个位置，所以要保证小球每次从斜槽未端水平飞出时的速度相等，这就要求斜槽末端必须水平，小球每次必须从斜槽上同一位置由静止释放，故BC正确；

AD．斜槽是否光滑不影响记录小球的空中位置，只要保证每次都是从斜槽上同一位置释放即可；平抛运动的时间可以通过竖直位移求出，不需要秒表测量，故AD错误。

故选BC。

（2）[2]小球在水平方向相邻的投影之间距离都是L，得出了小球在水平方向做匀速直线运动；

[3]小球水平速度

v0＝

[4]根据

可计算出竖直方向加速度

ay＝

12. 某物理兴趣小组利用如图甲所示的装置验证系统机械能守恒定律。

（1）下面选材和操作步骤中错误的是______。

A．物块a和物块b应选用质量大、体积大、密度大的材料

B．用天平测量物块a的质量和物块b的质量，要求小于

C．把打点计时器、定滑轮固定在铁架台上，要竖直架稳，使其两限位孔在同一竖直平面内，跨过定滑轮的轻质细线连接物块a和物块b

D．把固定在物块a上的纸带穿过打点计时器的限位孔，让物块a靠近打点计时器，先释放物块a和物块b再接通打点计时器的电源

（2）在实验过程中打出的一条纸带如图乙所示，若每相邻两计数点间还有四个计时点没有画出，打点计时器所用交流电的周期是T，测得计数点O、A、B、C、D、E、F相邻两点间的距离分别为、、、、、，则打计数点A时物块a和物块b运动的速度大小______，打计数点E时物块a和物块b运动的速度大小______，从打计数点A到E的过程中，物块a和物块b组成的系统减小的重力势能______，系统增加的动能为______，若约等于，则在误差允许的范围内，物块a和物块b组成的系统机械能守恒。（物块a的质量、物块b的质量、重力加速度g、交流电的周期T、以及、、、、、均为已知，且结果用上述物理量符号表示，可以不化简）

【答案】    ①. AD##DA    ②.     ③.     ④.     ⑤.

【解析】

【详解】（1）[1]A．重物应选用质量大、体积小、密度大的材料，A错误，符合题意；

B．用天平测量物块的质量和物块的质量，要求小于，这样物块带着物块运动，B正确，不符合题意；

C．把打点计时器、定滑轮固定在铁架台上，要竖直架稳，使其两限位孔在同一竖直平面内，以减少摩擦阻力，C正确，不符合题意；

D．应先接通电源，让打点计时器正常工作，后松开纸带让重物下落，D错误，符合题意

故选AD。

（2）[2][3]打下计数点A时物块和物块运动的速度大小

打下计数点时物块和物块运动的速度大小

[4]从打计数点A到E的过程中，物块和物块组成的系统减小的重力势能为

[5]从打计数点A到E的过程中，物块和物块组成的系统增加的动能为

13. 在火炮发明并被大规模应用于实战之前，抛石机是中国古代常用的破城重器，如图甲是还原后的古代抛石机。某同学仿照古代抛石机制作一个抛石机模型如图乙所示，炮架上横置一个可以转动的轴，固定在轴上的长轻杆，可绕转轴O转动，转轴O到地面的距离为，发射前长杆A端着地与地面成30°夹角，A端半球形凹槽中放置一质量的物体，两人用手拉动长轻杆另一端B至O点正下方，B贴近地面且速度，此时长轻杆受到装置作用迅速停止，A端物体从最高点水平飞出，重力加速度。求：

（1）物体从最高点飞出时的速度大小；

（2）物体从最高点飞出前对长杆凹槽在竖直方向上的弹力；

（3）发射的整个过程中装置对物体做的功。

【答案】（1）；（2），方向竖直向下；（3）

【解析】

【详解】（1）由几何关系可知

AO=2OB=2h

因A、B转动的角速度相同，且

所以A端物体在最高点的速度为

解得

（2）物体在最高点时，由重力和杆的支持力提供向心力，有

又

解得

方向竖直向上。

由牛顿第三定律知，物体最高点对长杆凹槽在竖直方向上的弹力

方向竖直向下。

（3）根据功能关系，发射的整个过程中装置对物体做的功等于物体机械能的增量，即

解得

14. 在研究某些复杂的曲线运动时，常常采用运动的合成与分解的方法。

（1）一滑块静置在水平面上的坐标原点，其质量，从开始，滑块受到水平力的作用，保持不变，F方向先向x轴正方向作用1s；然后改为向y轴正方向再作用1s；忽略一切摩擦。求：

①滑块运动1s末的位置坐标和1s末力F的瞬时功率P；

②在图1中绘出0～2s内滑块的运动轨迹；写出2s内力F对滑块做的总功W。

（2）如图2所示，某同学偶然发现汽车轮胎边缘的一个红色漆点，在随汽车向前匀速直线运动过程中，其运动轨迹很有特点，像一个个“桥拱”一样，该同学猜测红色漆点同时参与了随汽车向前的匀速直线运动和随轮胎绕车轴的匀速圆周运动。若汽车轮胎半径为0.33m，汽车向前匀速运动的速度为，轮胎与地面接触时不发生相对滑动。求：

①每形成一个“桥拱”的轨迹经历时间T；（保留三位有效数字）

②红漆点在“桥拱”最高点时相对地面的速度大小。

【答案】（1）①；②；（2）①；②

【解析】

【详解】（1）①由牛顿第二定律

可得

由位移公式可得

得1s末坐标（2m，0）；1s时的速度为

则1s末力F的瞬时功率

②F方向先向x轴正方向作用1s，先向x轴正方向做初速度为零的匀加速直线运动，然后力改为向y轴正方向再作用1s，后一秒做曲线运动（类平抛运动），轨迹图如下

物体在y轴方向的位移为

2s内力F对滑块做的总功

（2）①红色漆点同时参与了随汽车向前的匀速直线运动和随轮胎绕车轴的匀速圆周运动，合运动与分运动等时，则有

②轮胎与地面接触时不发生相对滑动，说明最低点合速度为零，即圆周运动的线速度与汽车向前的速度等大反向，故最高点两分速度等大同向。

15. 如图所示，倾角为30°的足够长光滑斜面上，轻质弹簧一端固定在斜面底端，另一端与质量为m的物块A相连，跨过定滑轮O的轻绳一端系住A，另一端与质量为m的球B相连，细线平行于斜面，此时A静止在点。现用手托住球B缓慢上升到使轻绳刚好伸直。然后松手使球B从静止开始下落，物块A将在斜面上做关于点对称的往返运动，已知弹簧的劲度系数为，重力加速度为g。

（1）求松手后物块A沿斜面上升最大距离；

（2）求物块A在最高点时的加速度大小；

（3）求物块A获得的最大速度大小。

【答案】（1）；（2）；（3）

【解析】

【详解】（1）用手托住球B时，弹簧处于压缩状态，对A据平衡条件有

可解得压缩量

松手使球B从静止开始下落，平衡位置在点，弹簧处于伸长状态，对A在平衡位置有

可解得伸长量

因为物块A在斜面上做关于点对称的往返运动，故物块A沿斜面上升的最大距离为

（2）物块A在最高点时，A、B两物体的加速度大小相同。

对A有

对B有

联立解得

（3）到达时，物块A获得最大速度，对A、B及弹簧组成的系统，由机械能守恒定律得

可解得