2024湖南省湘楚名校高一下学期5月月考物理试题含解析

这是一份2024湖南省湘楚名校高一下学期5月月考物理试题含解析，共11页。试卷主要包含了本试卷分选择题和非选择题两部分，本试卷命题范围等内容，欢迎下载使用。

注意事项：
1.本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分，考试时间75分钟。
2.考生作答时，请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效。
3.本试卷命题范围：必修第一册、必修第二册。
一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24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.
1.2024年4月26日上午，以“公园城市﹑美好人居”为主题的2024年成都世界园艺博览会在成都东部新区主会场天府眼广场开幕.如图所示为摩天轮“天府眼”，摩天轮边缘挂着座舱供游客乘坐观光.当摩天轮在竖直面内匀速转动时游客
A.所受合外力不断变化 B机械能守恒
C.始终处于超重状态 D.在最高位置可能处于平衡状态
2.如图所示，蛋糕和包装盒的总质量为2kg，包装盒为正方体，上表面是边长为24cm的正方形，包装带与上表面的接触点均为各边的中点.现用手拉住包装带的交叉点，提起蛋糕使其静止不动，此时上表面水平，包装带在重力作用下被拉紧，上表面部分的包装带变为倾斜，每一条倾斜的包装带长度都是15cm.设蛋糕和包装盒质量分布均匀，包装带质量不计，已知重力加速度为g取10m/s2，则每条倾斜包装带的张力大小为
A.10N B.25N C.N D.N
3.太阳系各行星几乎在同一平面内沿同一方向绕太阳做圆周运动，其中火星轨道长半径1.524天文单位(地球到太阳的平均距离为一个天文单位，地球绕太阳做圆周运动的轨道半径约为一个天文单位).则火星公转一周约为
年 年 年 年
4.质量为m的汽车，启动后沿平直路面行驶，如果发动机功率恒为P，且行驶过程中受到的阻力大小一定，汽车速度能够达到的最大值为v，那么当汽车的车速为时，汽车的瞬时加速度的大小为
A. B. C. D.
5.如图所示是商场中的无轨小火车，已知小火车由若干节相同的车厢组成，车厢间的空隙不计，现有一小朋友站在地面上保持静止，且与第一节车厢头部对齐，火车从静止开始启动做匀加速直线运动，下列说法正确的是
A.第1、2、3节车厢经过小朋友的时间之比是1：2：3
B第1、2、3节车厢经过小朋友的时间之比是1：：
C.第1、2、3节车厢尾经过小朋友瞬间的速度之比是1：：
D从静止开始计时到第1，2、3节车厢尾经过小朋友的时间之比是1：：
6.从地面竖直向上抛出一物体，其机械能E总等于动能Ek与重力势能Ep之和，取地面为重力势能零点，该物体的E总和Ep随它离开地面的高度h的变化如图所示.重力加速度取10m/s2.由图中数据可得
A.物体的质量为1kg B.h=0时，物体的速率为10m/s
C.h=2m时，物体的动能Ek=40J D.从地面至h=4m，物体的动能减少90J
二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20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5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分.
7.如图，一架飞机水平向右匀速飞行，经过一座山坡上方，山坡可以视为一定倾斜角的斜面.某时刻从飞机上先后无初速(相对于飞机)释放三个小铁球A、B、C，先释放A球，经过1秒钟再释放B球，再经过1秒钟释放C球，不计空气阻力，三个铁球最终都落在山坡上，对于这三个铁球A、B、C，下列说法正确的是
A.三个铁球最终落在山坡上同一点
B.A球最早落在山坡上，然后是B球，最后是C球
C.三球落在斜面上时，末速度方向都相同
D.比较三个球各自从释放到撞击山坡的时间，
8.我国成功实现嫦娥探测器在月球背面的着陆，全世界为之惊叹.火星探测将是中国航天科技人的下一个目标.测得火星半径是地球半径的，火星质量是地球质量的.已知地球表面的重力加速度是g，地球的半径为R，忽略自转的影响.下列正确的是
A.火星表面的重力加速度为 B.火星表面的重力加速度为
C.火星的质量为 D.火星的第一宇宙速度为
9.如图甲为应用于机场和火车站的安全检查仪，用于对旅客的行李进行安全检查.其传送装置可简化为如图乙所示的模型，紧绷的传送带始终保持v=1m/s的恒定速率沿逆时针方向运行.行李与传送带之间的动摩擦因数=0.2，旅客把行李(可视为质点)无初速度地放在A处.A、B间的距离为L=2.5m，g取10m/s2，则
A.该行李在传送带上先勾加速后匀速运动到B处
B.行李刚放上传送带时的加速度大小为1m/s2
C.该行李经过2.25s到达B处
D.当传送带速度大于m/s时，行李到达B处时的速度小于传送带的速度
10.如图，粗糙水平面AB与竖直面内的半圆形导轨在B点相切，半圆形导轨的半径为R，一个质量为m的物块(可视为质点)将弹簧压缩至A点并由静止释放后向右弹开，当它经过B点进入圆形导轨的瞬间对轨道的压力为其重力的7倍，之后向上运动恰能到达最高点C.物块与粗糙水平面AB之间的动摩擦因数为，AB部分长为L，重力加速度为g，下列说法正确的是
A.物块到达最高点C时的向心力为零
B.物块经过B点时的速度大小
C.物块从B点运动至C点的过程中阻力做的功
D.物块在A点时弹簧的弹性势能为
三.非选择题：本题共5小题，共56分.
11.(7分)在探究物体质量一定时加速度与力的关系实验中，小明同学做了如图甲所示的实验改进，在调节桌面水平后﹐添加了力传感器来测细线中的拉力.
(1)实验时，下列操作或说法正确的是__________。
A.需要用天平测出砂和砂桶的总质量
B小车靠近打点计时器，先接通电源，再释放小车，打出一条纸带，同时记录拉力传感器的示数
C.选用电磁打点计时器比选用电火花计时器实验误差小
D.为减小误差，实验中一定要保证砂和砂桶的质量远小于小车的质量
(2)实验得到如图乙纸带，已知打点计时器使用的交流电源的频率为50Hz，相邻两计数点之间还有四个点未画出，由图中的数据可知，小车运动的加速度大小是_________m/s2.(结果保留三位有效数字)
(3)由实验得到小车的加速度a与力传感器示数F的关系如图丙所示.则图像不过原点的主要原因是________
______________________________。
12.(9分)某同学用如图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，有两种输出电压可供选择(6V的频率为50Hz交流电和6V直流电).重锤从高处由静止开始下落，重锤上拖着的纸带打出一系列
的点，对纸带上的点迹进行测量，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件；
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.根据测量结果计算重锤下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能.
其中没有必要进行的步骤是_________，操作错误的步骤是__________(填写操作步骤的序号)；
(2)实验中，先接通电源，再释放重物，得到如下图所示的一条纸带.在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C，测得它们到起始点О的距离分别为hA、hB、hC；已知当地重力加速度为g，打点计时器打点的周期为T.设重物的质量为m.从打О点到打B点的过程中，重物的重力势能变化量△Ep=__________，动能变化量△Ek=__________。
(3)实验结果显示，重力势能的减少量大于动能的增加量，原因是____________________________。
(4)他继续根据纸带算出各点的速度v，量出下落距离h，并以为纵轴、以h为横轴画出的图像，应是图中的_________。
A. B. C. D.
13.(10分)如图所示的小型四旋翼无人机是一种能够垂直起降的遥控飞行器，目前得到广泛应用.一架质量m=20kg的无人机从地面上由静止开始竖直向上起飞，以加速度a=4m/s2匀加速上升到高度h=162m处，已知上升过程中受到的空气阻力大小恒为自身重力的0.1倍、重力加速度g取10m/s2，求该过程无人机：
(1)上升到高度h=162m时，速度v的大小；
(2)受到升力F的大小。
14.(14分)正在建设的赣龙厦高铁是国家“八纵八横”高速铁路网的重要连接通道，也是福建省“三纵六横”高速铁路网的重要组成部分.设有一个列从龙岩站出发的高速列车，在水平直轨道上行驶，功率P随时间变化规律如图，列车以恒定的加速度a=1m/s2启动，t1时间后达到额定功率，并保持额定功率行驶.已知列车总质量m=4×105kg，Pm=1.8×107W，轨道对列车的阻力f恒为2×105N.
(1)求时间t1及t1时的列车速度的大小；
(2)若t2=330s时列车恰好达到最大速度，求列车启动至t2时间内列车的路程.
15.(16分)如图所示，从A点以速度=2m/s水平抛出一质量m=2kg的小物块，小物块恰好沿切线方向从B点进入固定的光滑圆弧轨道BC，经圆弧轨道后滑上与C点等高固定在水平面上的长木板上，圆弧轨道C端切线水平，已知A、B两点距C点的高度分别为H=2.5m，h=1.5m，小物块与长木板之间的动摩擦因数=0.4，DF部分上表面光滑，在长木板F端竖直挡板固定着一轻弹簧.弹簧的自由长度与DF等长.LCD=1.5m，LDF=0.5m，取重力加速度g=10m/s2，不计空气阻力.求：
(1)小物块运动至B点时的速度大小；
(2)小物块在长木板上运动过程中轻弹簧的最大弹性势能；
(3)小物块最终停在长木板上距离C点多远.
2023—2024学年度湘楚名校高一下学期5月联考·物理
参考答案、提示及评分细则
l.A A.当摩天轮在竖直面内匀速转动时，合力提供向心力，大小不变，但方向时刻发生变化，故A正确；B当摩天轮在竖直面内匀速转动时，机械能等于动能和重力势能的总和，在这个过程中游客的动能不变，重力势能在不断的变化，故机械能在变化，故B错误；C游客做匀速圆周运动，合力指向圆心，从最低点到与圆心等高处，合力向上，从与圆心等高处到最高点，合力向下，所以游客向上运动时先超重后失重，向下运动时先失重后超重，故C错误；D.在最高位置时，游客依然受到向下的合外力，用来提供向心力，故不会平衡，故D错误；故选：A.
2.D 设每条包装带与竖直方向夹角为0由几何关系得sinθ=0.8，所以θ=53°.则由共点力平衡条件得4Tcsθ=mg，解得N.故ABC错误，D正确﹔故选：D.
3.A 由开普勒第三定律可得，解得T火≈1.88年.故BCD错误，A正确.
4.C 当汽车以最大速度行驶时，牵引力与阻力大小相等，所以有，当汽车的车速为时，牵引力大小为，根据牛顿第二定律有，解得，故ABD错误，C正确；故选：C.
5.C AB.由匀加速直线运动经过相等位移的时间关系可得，第1、2、3节车厢经过小朋友的时间之比，即为小朋友向右加速经过静止的第1、2、3节车厢时间之比，由，得.故、、，故时间比为，故AB错误；C.同理，由=2aL可得，第1，2、3节车厢尾经过小朋友瞬间的速度之比为，故C正确；D.同理，由得，时间比等于速度比，第1、2、3节车厢尾经过小朋友的时间之比为，故D错误.故选C.
6.B A.由图知，h=4m时Ep=80J，由Ep=mgh得：m=2kg，故A错误；B.h=0时，Ep=0，E总=100J，则物体的动能为：Ek=E总-Ep=100J-0=100J，由，得：=10m/s，故B正确；C.h=2m时，Ep=40J，E总>80J，则物体的动能为：Ek=E总-Ep>40J，故C错误；D.从地面至h=4m，物体的机械能减少了20J，重力势能增加了80J，因此，物体的动能减少100J，故D错误；故选：B。
7.BD 由于小球在水平方向均做匀速直线运动，水平方向和飞机的运动情况相同，所以A小球落到山坡上以前始终在飞机的正下方，当释放C小球时，三个小球的位置情况如图所示.三个铁球不会最终落在山坡上同一点，故A错误；根据图中的情况可知，A球最早落在山坡上，然后是B球，最后是C球，故B正确；三球落在斜面上时水平方向的速度相同，A球下落的高度最大.C球下落的高度最小，根据可知三球落在斜面上时，A球竖直方向的速度最大、C球竖直方向的速度最小，三个球的末速度方向不相同，故C错误；A球下落的高度最大、C球下落的高度最小，根据可得：，所以三个球各自从释放到撞击山坡的时间：，故D正确。
8.AC 由中心天体表面运行的卫星中得火星表面的重力加速度为，因而A正确，B错误；由黄金代换得火星质量为，因而C正确；由天体中第一宇宙速度推论得火星的第一宇宙速度为，因而D错误；故选：AC。
9.AD ABC.根据牛顿第二定律可得，行李刚放上传送带时的加速度为：=0.2×10m/s2=2m/s2.设行李到达B处前已经与传送带共速，则加速过程的时间为：s=0.5s，行李加速过程的位移为：=×0.5m=0.25m匀速过程的时间为：s=2.25s.行李从A到B所时间为：=0.5s+2.25s=2.75s，故A正确，BC错误；D.假设行李从A到B一直做匀加速直线运动，则有：，解得：m/s.
当传送带速度大于m/s时，行李到达B处的过程不会与传送带共速，行李到达B处的速度小于传送带的速度，故D正确.故选：AD.
10.BCD AB.已知物块经过B点进入圆形导轨的瞬间对轨道的压力为其重力的7倍，根据牛顿第三定律可知，轨道对物块的支持力N=7mg，在B点对物块，由牛顿第二定律得：，解得：，故A错误，B正确；C.物块恰能到达最高点C，在C点由重力提供向心力，则有：.对B到C的过程，由动能定理得：.解得阻力的功为：，故A错误，C正确；D.对A到B的过程，由动能定理得：.由功能关系得弹簧的弹性势能，故D正确.故选：BCD.
11.(1)B(2分)；(2)2.40(3分)；(3)未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足(2分)
解析：(1)AD、细线对小车的拉力是通过力传感器得到的，故无需测量砂和砂桶的总质量，也不需要满足砂和砂桶的总质量远小于小车的质量，故AD错误.B.使用打点计时器，应先接通电源，后释放小车，故B正确。C、电火花计时器与纸带间的阻力小于电磁打点计时器受到的阻力，故C错误。故选：B。
(2)因为交流电源的频率f=50Hz，所以s=0.02s，已知相邻两计数点之间还有四个点未画出，故
相邻两计数点之间的时间间隔为t=0.02×5s=0.1s，由逐差法得：m/s2=2.40m/s2。
(3)根据图像可知，当拉力不为零时，小车的加速度仍然为零，主要原因是未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足。
12.(1)C；B(每空1分)；(2) (每空2分)；(3)克服阻力做功(2分)；(4)C(1分)
解析：(1)在验证机械能守恒的实验过程中，重力势能的变化等于动能的变化即，，与质量无关，所以无需测出重锤的质量，故选C；打点计数器应接在电源交流输出上，而不是直流输出，故选B；
(2)从打О点到打B点的过程中，从О点到B点的距离为，重物的重力势能变化量，由纸带可求B点的速度。则B点的动能变化量为。
(3)由于有空气阻力和运动过程中的摩橡力存在，导致重力势能有一少部分用于克服阻力做功，所以导致重力势能的减少量大于动能的增加量；
(4)根据运动过程可知，，，所以以为纵轴、以h为横轴的图像应为一条过原点的直线，故选C.
13.解：(1)无人机做初速度为零的匀加速直线运动，则有，(2分)
可得m/s=36m/s；(3分)
(2)根据牛顿第二定律得
，(2分)
其中，解得F=300N。(3分)
14.解：(1)前做匀加速直线运动，由牛顿第二定律得：
末的瞬时速度，(3分)
此列车的额定功率
带入数据解得=30s，=30m/s；(4分)
(2)汽车速度最大时，受力平衡，即，而
在0到时间内的位移
至这段时间内位移为，由动能定理得：，(3分)
总位移
联立解得x=20250m。(4分)
15.解：(1)从A到B由动能定理得：，(2分)
解得：，代入得：m/s=m/s。(3分)
(2)当弹性势能最大时，小物块速度为零，由动能定理得：
代入得：20×2.5J-0.4×20×1.5J-Ep=-×2×4J，(2分)
解得：Ep=42J。(3分)
(3)，
则物块第一次返回CB后，在B点时速度为0，不能从B点飞出
设小物块在CD段的的路程为s，由动能定理得：，
代入得：20×2.5J-0.4×20s=-×2×4J
解得：s=6.75m，(4分)
由于LCD=1.5m，所以小物块最后距离C的距离为：s-4LCD=6.75m-6.0m=0.75m。(2分)