2023天津武清区天和城实验中学高一下学期5月月考物理试题含解析

2022-2023学年度高一第二学期第二次形成性检测

物理试卷

第I卷

一、单选题（共25分，每题5分）

1. 下列关于曲线运动的说法正确的是（　　）

A. 曲线运动一定是变加速运动

B. 做匀速圆周运动的物体加速度不变

C. 做曲线运动的物体动能一定改变

D. 做平抛运动的物体机械能守恒

【答案】D

【解析】

【详解】A．曲线运动的速度方向不断变化，所以曲线运动一定是变速运动，有匀变速有变加速，例如平抛运动和圆周运动，故A错误；

B．做匀速圆周运动的物体加速度大小不变，方向变化，故B错误；

C．做曲线运动的物体有可能只是运动方向变化，速度大小不变，故动能不一定改变，故C错误；

D．做平抛运动的物体运动时，只有重力做功，所以机械能守恒，故D正确。

故选D。

2. 如图，有一固定且内壁光滑的半球面，球心为，最低点为，在其内壁上有两个质量不相等的小球（可视为质点）A和B，在两个高度不同的水平面内做匀速圆周运动，A球的轨迹平面高于B球的轨迹平面。则（　　）

A. A球所受弹力一定大于B球所受弹力 B. A球所受弹力一定小于B球所受弹力

C. A球的线速度一定大于B的线速度 D. A球的线速度一定小于B的线速度

【答案】C

【解析】

【详解】AB小球运动过程中所受合力沿水平方向，且恰好提供向心力，有

虽然夹角关系已知，但两球质量大小关系不明。故无法比较两球所受弹力大小。故AB错误；

CD同理，可得

依题意

解得

故C正确；D错误。

故选C。

3. 2022年11月，“神舟十五号”飞船顺利发射，六名中国宇航员完成首次太空交接班。已知神舟十五号绕地球做匀速圆周运动的轨道距地面高度为h，地球的半径为R，地球表面的重力加速度为g。引力常量为G，下列说法正确的是（　　）

A. 神舟十五号运行的速度大小为

B. 地球平均密度为

C. 神舟十五号轨道处的加速度为

D. 神舟十五号的发射速度大于

【答案】B

【解析】

【详解】A．设地球的质量为M，神舟十五号卫星绕地球的速度是v。由万有引力提供向心力，得：

在地球表面上，物体的重力等于万有引力，则得：

联立得

故A错误；

B．根据密度的计算公式有

地球表面上，物体的重力等于万有引力，则得：

解得

故B正确；

C．卫星受到的万有引力提供向心力，则有

解得

故C错误；

D．神舟十五号绕地球做匀速圆周运动，发射速度小于第二宇宙速度，发射速度小于，故D错误；

故选B。

4. 质量为m的物体由静止开始下落，下落过程中受到的阻力大小恒为0.2mg，在物体下落h的过程中，下列说法中正确的是（　　）

A. 重力对物体做功mgh

B. 物体的动能增加了0.2mgh

C. 物体重力势能减少了0.2mgh

D. 物体的机械能增加了0.2mgh

【答案】A

【解析】

【详解】A．重力对物体做功为

A正确；

B．根据动能定理有

解得

B错误；

C．根据

解得

即物体重力势能减少了mgh，C错误；

D．由于阻力做对物体做负功，物体的机械能减小，根据上述可知，物体的机械能减小了0.2mgh，D错误。

故选A。

5. 可视为点电荷的两个完全相同的金属小球，分别带有和的电荷，相距一定距离时库仑力的大小为。将两球接触后再放回原处，两球之间的库仑力为（　　）

A. 引力，大小为 B. 引力，大小为

C. 斥力，大小为 D. 斥力，大小为

【答案】D

【解析】

【详解】两球未接触前由库仑定律

两球相互吸引；接触后由电荷均分原则，它们带同种电荷

放回原处后，它们之间方静电力为

两球相互排斥，故D正确。

故选D。

二、不定项选择题（共15分，每题5分，少选得3分，错选不得分）

6. 以初速度水平抛出一物体，当它的竖直速度与水平速度大小相等时（重力加速度为g），则（　　）

A. 物体运动时间为

B. 物体瞬时速度的大小是

C. 物体的竖直位移是水平位移的2倍

D. 物体运动位移的大小是

【答案】AD

【解析】

【详解】A．物体竖直方向做自由落体运动，可得物体运动的时间为

A正确；

B．物体瞬时速度的大小为

B错误；

CD．水平位移为

由竖直方向平均速度可得竖直位移为

即

物体运动位移的大小为

C错误，D正确。

故选AD。

7. 如图，一列质量为的磁悬浮列车，初速度为，以恒定功率在平直轨道上运动，经时间达到该功率下的最大速度，设磁悬浮列车行驶过程所受到的阻力保持不变。磁悬浮列车在时间内（　　）

A. 做加速度减小的加速直线运动

B. 牵引力的功率

C. 当磁悬浮列车速度为时，其加速度为

D 牵引力做功等于

【答案】ABC

【解析】

【详解】A．机车以恒定功率运动，根据牛顿第二定律可得

机车的速度逐渐增大，则加速度逐渐减小，所以机车做加速度减小的加速直线运动，直到达到最大速度，故A正确；

B．依题意，可知当牵引力等于阻力时，机车速度达最大，有

故B正确；

C．当磁悬浮列车速度为时，此时机车受到的牵引力为

则机车的加速度为

可得

故C正确；

D．根据动能定理，可得

可得牵引力做功为

故D错误。

故选ABC。

8. 如图所示，“天津之眼”是一座跨河建设、桥轮合一的摩天轮，是天津市的地标之一。摩天轮悬挂透明座舱，乘客随座舱在竖直面内做匀速圆周运动。下列叙述正确的是（　　）

A. 摩天轮转动过程中，乘客的机械能保持不变

B. 在最高点，乘客重力大于座椅对他的支持力

C. 摩天轮转动一周的过程中，乘客重力的做功为零

D. 摩天轮转动过程中，乘客重力的瞬时功率保持不变

【答案】BC

【解析】

【详解】A．摩天轮运动过程中做匀速圆周运动，乘客的速度大小不变，则动能不变，但高度变化，所以机械能在变化，选项A错误；

B．圆周运动过程中，在最高点由重力和支持力的合力提供向心力，即

所以重力大于支持力，选项B正确；

C．摩天轮转动一周的过程中，乘客重力方向位移为零，做功为零，C正确；

D．运动过程中，乘客的重力大小不变，速度大小不变，但是速度方向时刻在变化，根据

P=mgvcosθ

可知重力的瞬时功率在变化，选项D错误。

故选BC。

第II卷

9. 如图，青岛五十八中高一某位同学利用图示装置在做平地运动实验时得出如图所示的小球运动轨迹，a、b、c三点的位置在运动轨迹上已标出。（g取）

①小球平抛运动的初速度为______m/s。

②小球运动到b点时，在y方向的分速度为______m/s。

③抛出点坐标______cm，______cm

【答案】    ①. 2    ②. 1.5    ③.     ④.

【解析】

【详解】①[1]平抛运动水平方向做匀速直线运动，由于ab，bc两段过程的水平位移都为

所以ab，bc两段过程所用时间相同，设为t。在竖直方向小球做自由落体运动，ab，bc两段过程竖直方向的位移差为

根据自由落体运动规律可知

解得

所以小球平抛运动的初速度为

②[2]在竖直方向小球做自由落体运动，在ac过程中，小球在中间时刻的瞬时速度与其在整个过程中的平均速度相等，所以

③[4]设小球抛出点坐标为（x，y）坐标单位为m，由图可知b点坐标为（0.20，0.10）坐标单位为m。在抛出点小球竖直方向速度为零，则有

解得

[3]小球从抛出点到点b所需时间为

则有

解得

10. 利用图甲装置做“验证机械能守恒定律”的实验。

（1）实验中除带夹子的重物、纸带、铁架台（含铁夹）、电磁打点计时器、导线及开关外，在下列器材中，还必须使用的器材是___________。

A.直流电源      B.刻度尺     C.天平（含砝码）     D.秒表

（2）实验中，需先接通电源，再由静止开始释放重物，得到如图乙所示的一条纸带。O为起点，在纸带上选取几个连续打出的点，其中三个连续点A、B、C，测得它们到起始点O的距离如图。已知重物质量，重力加速度，打点计时器打点的周期为，那么打点计时器打下计数点B时，重物的速度___________；O点到B点过程中重物的重力势能减少量为___________J。（结果均保留三位有效数字）

（3）上述实验数据显示重力势能的减少量略大于动能的增加量，分析产生误差的原因 ___________________（写一条即可）。

（4）该同学根据纸带算出了其他各点对应的瞬时速度，测出与此相对应的重物下落高度，以为纵坐标，以为横坐标，建立坐标系，作出图像，从而验证机械能守恒定律。若所有操作均正确，得到的图像的斜率为，可求得当地的重力加速度___________。

【答案】    ①. B    ②. 1.17    ③. 0.690    ④. 空气阻力与摩擦阻力的影响    ⑤.

【解析】

【详解】（1）[1]电磁打点计时器需要连接交流电源；验证机械能守恒表达式中重物的质量可以约掉，故不需要天平测质量；通过打点计时器可以确定计数点间的时间间隔，故不需要秒表测时间；需要用刻度尺测量纸带上计数点间的距离。

故选B。

（2）[2]根据匀变速直线运动中间时刻速度等于该段过程的平均速度，则打点计时器打下计数点B时，重物的速度为

[3]O点到B点过程中重物的重力势能减少量为

（3）[4]由于空气阻力与摩擦阻力的影响，重物下落过程中，重力势能的减少量有一部分转化为内能，则重力势能的减少量略大于动能的增加量。

（4）[5]根据机械能守恒定律可得

可得

可知图像的斜率为

解得当地的重力加速度为

11. 如图所示，竖直平面内有一光滑圆弧轨道，其半径为，平台与轨道的最高点等高，一质量的小球从平台边缘的A处水平射出，恰能沿圆弧轨道上P点的切线方向进入轨道内侧，A、P两点间的竖直高度，轨道半径与竖直线的夹角为53°，已知，，g取，求：

（1）小球从平台上的A点射出时的速度大小；

（2）小球从平台上的射出点A到圆轨道入射点P之间的水平距离L；

（3）小球沿轨道通过圆弧的最高点Q时的速度，则小球对轨道的内壁还是外壁有弹力？并求出该弹力的大小和方向？

【答案】（1）3m/s；（2）1.2m；（3）外壁，6.4N，竖直向上

【解析】

【详解】（1）小球从A到P根据

可得时间为

从A到P是平抛运动，小球恰能沿圆弧轨道上P点的切线方向进入轨道内侧，则有

解得

（2）从A到P是平抛运动，水平方向做匀速直线运动，有

联立解得

（3）小球沿轨道通过圆弧最高点Q时的速度

在Q点根据牛顿第二定律有

解得

根据牛顿第三定律可知小球对外壁有压力，方向竖直向上，大小为6.4N。

12. 某学校科技小组对一辆自制小遥控车的性能进行研究，他们让小车在水平地面上由静止开始运动，并将小车运动的全过程记录下来，通过数据处理得到如图所示的v—t图像，已知小车在0~2s内做匀加速直线运动，2~10s内小车牵引力的功率保持不变，在10s末遥控关闭小车上的电动机。小车的质量，整个过程中小车受到的阻力f保持不变。求：

（1）小车所受阻力的大小和小车在0~2s内所受牵引力的大小；

（2）小车在2~10s内牵引力的功率；

（3）小车在14s内的总位移和克服阻力做的功。

【答案】（1）2N，4N；（2）16W；（3）72m，144J

【解析】

【详解】（1）小车10s关闭发动机后运动的加速度大小为

故所受阻力为

在前0~2s内匀加速运动的加速度大小为

由

解得

（2）在2~10s内小车功率不变，而2~10s匀速运动

小车牵引力功率

（3）小车在0~2s内的位移为

在2~7s内的位移，由动能定理

解得

在7~10s内的位移

在10~14s内的位移

故小车在14s内的总位移

在14s内小车所受阻力做的功为

故小车在14s内克服阻力做功为144J。

13. 如图所示，物体沿光滑曲面从A点无初速度滑下，B点为曲面的最低点，物体最终滑至水平面上的C点处停下，下滑的高度为5m，物体的质量为1Kg，水平面的摩擦因数为0.4，g取10m/s2，求：

（1）物体从A下滑至B过程中重力做的功；

（2）物体滑至曲面的最低点B时的速度；

（3）物体在水平面上滑行的距离。

【答案】（1）50J；（2）10m/s；（3）12.5m

【解析】

【详解】（1）物体从A下滑至B的过程中重力做的功

（2）由动能定理可得

解得

（3）全过程由动能定理可得

解得