广西柳州铁一中学2023-2024学年高一下学期5月月考物理试题

这是一份广西柳州铁一中学2023-2024学年高一下学期5月月考物理试题，共11页。试卷主要包含了选择题，本题共2小题，共16分，计算题等内容，欢迎下载使用。

（答案请写在答卷上，写在试题卷上无效。全卷满分100分，考试时间75分钟）
第Ⅰ卷（选择题10题，共43分）
一、选择题（本题共10小题，共43分。在每小题给出的四个选项中，第1~7小题只有一项符合题目要求，每小题4分，第8~10小题有多项符合题目要求，每小题5分，全部选对的得5分，选不全的得3分，有错或不答的得0分）。
1．如图所示，在光滑水平面上有一斜面体M，光滑物块m沿斜面由静止释放，物块m在斜面上下滑的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．斜面体M对m的支持力始终垂直于斜面B．斜面体对物块m不做功
C．物块m机械能守恒D．物块m机械能增大
2．关于图中弹簧振子的简谐运动，下列说法正确的是（ ）
A．振幅越大，则弹簧振子的周期越大
B．振子从最低点向平衡位置运动的过程中，弹簧弹力始终做正功
C．振子在振动过程中的回复力由弹簧的弹力提供
D．振子在振动过程中，动能与重力势能之和保持不变
3．两颗质量相同的人造地球卫星，绕地球做匀速圆周运动的轨道半径之比为，则下列说法正确的是（ ）
A．两卫星的加速度大小之比为B．两卫星的速度大小之比为
C．两卫星的轨道周期之比为D．两卫星的动能大小之比为
4．我国早在宋代就发明了火箭。假设一初始静止的火箭总质量为M，相对地面喷出气体的质量为m、速度大小为v，则火箭的速度大小可表示为（ ）
A．B．C．D．
5．如图所示，桌面高为，一小球从离桌面高处由静止释放，不计空气阻力，以桌面为零重力势能面，则小球重力势能等于小球动能时距地面的高度为（ ）
A．0.8mB．0.9mC．1.3mD．1.4m
6．如图所示为用高压水枪喷水洗车时的情景，水枪每秒钟喷出水的体积为，水流相对地面的速度大小为v，水柱垂直车窗表面，水柱冲击车窗后水的速度变为零，水的密度为，则水柱对车窗的平均作用力大小为（ ）
A．B．C．D．
7．如图所示为简谐运动甲的振动图像，另一简谐运动乙的振动周期与甲相同，相位比甲落后，则在0.75s时，下列说法正确的是（ ）
A．乙对应质点的动能最大B．乙对应质点的加速度为零
C．乙对应质点的相位为D．乙对应质点的位移为
8．如图所示，质量相同的两个物体分别从斜面AC和BC的顶端由静止开始下滑，物体与斜面间的动摩擦因数都相同，物体下滑过程中克服摩擦力所做的功分别为和，滑到斜面底部C点时的动能分别为和，则（ ）
A．B．C．D．
9．近年来，随着智能手机的普及，手机已经成为人们日常生活中必不可少的通讯工具，人们对手机的依赖性也越强，有些人甚至喜欢躺着看手机，经常出现手机滑落砸到眼睛的情况。如图所示，若一部质量的手机，从离人眼约的高度无初速度掉落，砸到眼睛后手机未反弹，眼睛受到手机的冲击时间约为，取重力加速度，不计空气阻力，下列分析正确的是（ ）
A．手机对眼睛的冲量方向竖直向上B．手机对眼睛的平均作用力大小约为42N
C．全过程手机重力的冲量大小约为D．全过程手机动量的变化量大小约为0
10．如图所示，滑块a、b的质量均为m，a套在固定竖直杆上，与光滑水平地面相距h，b放在地面上。a、b通过铰链用刚性轻杆连接，由静止开始运动。不计摩擦，a、b可视为质点，重力加速度大小为g，则（ ）
A．a落地前，轻杆对b一直做正功
B．a落地时速度大小为
C．a下落过程中，其最大加速度一定大于g
D．a落地前，当a的机械能最小时，b对地面的压力大小为mg
第Ⅱ卷（非选择题，共57分）
二、本题共2小题，共16分。
11．（8分）利用图1所示的装置做“验证机械能守恒定律”的实验。
（1）关于此实验的下述说法中正确的是______
A．重物应选择质量和密度大的重物
B．要选用第1、2两点距离接近2mm的纸带
C．实验时应松开纸带让重物下落的同时立即接通电源
D．需要用电子手表测出重锤下落的时间
（2）在柳铁一中的物理实验室做此实验时，需要测量重物由静止开始自由下落到某点时的瞬时速度v和下落高度h。某班同学利用实验得到的纸带，设计了以下四种方案，其中最合理的是______
A．用刻度尺测出物体下落的高度h，并通过计算出瞬时速度v
B．用刻度尺测出物体下落的高度h，并测出下落时间t，通过计算出瞬时速度v
C．用刻度尺测出物体下落的高度h，根据匀变速直线运动时纸带上某点的瞬时速度等于这点前后相邻两点间的平均速度，测算出瞬时速度v
D．根据做匀变速直线运动时，纸带上某点的瞬时速度等于这点前后相邻两点间的平均速度，测算出瞬时速度v，并通过计算出高度h
（3）小薇同学以h为横轴，以为纵轴画出了如图所示的图线。由于图线明显偏离原点，若测量和计算都没有问题，其最可能的原因是______。已知该图线的斜率为k，如果阻力不可忽略，则当地的重力加速度g______k（选填“大于”、“等于”或“小于”）。
12．（8分）如图所示，某同学用“碰撞实验器”验证动量守恒定律，请完成以下问题：
（1）图中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影，实验时，先让入射小球A多次从斜面上S位置由静止释放，找到其平均落地点的位置P，测量平抛射程，然后把被碰小球B静置于水平轨道末端，再将入射小球A从S位置由静止释放，与被碰小球B相碰，并多次重复，分别找到A、B相碰后平均落地点的位置M、N，测量平抛射程、，已知A、B两小球的质量分别为、，若两球相碰前后的动量守恒，其表达式可表示为______（用题中的测量量表示）；若碰撞为弹性碰撞，则还应满足的表达式为______（用题中的测量量表示）。
（2）测得小球落地点的平均位置距O点的距离如上图所示。已知碰撞的恢复系数的定义为，其中和分别是碰撞前两物体的速度，和分别是碰撞后两物体的速度。用题中的测量量表示的恢复系数______，用下图中的测量数据求得碰撞的恢复系数______（结果保留两位有效数字）。
三、计算题（本题共4小题，共41分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。）
13．（8分）一台起重机用恒定牵引力，将质量为的货物以的加速度从静止开始竖直吊起，不计空气阻力，g取。则：
（1）起重机在前2s内做的功；
（2）起重机在前2s内输出的平均功率；
（3）起重机在2s末输出的瞬时功率。
14．（6分）简谐运动是我们研究过的一种典型运动形式，它的一个特征是质点运动时，位移与时间的关系遵从正弦函数规律，呈现出周期性，其运动的周期，式中m为振动物体的质量，k为回复力与位移间的比例系数。试证明在小角度下，单摆做简谐运动，并根据简谐运动的周期公式推导出单摆振动周期T的表达式（已知单摆的摆长为L、摆球质量为m、当地重力加速度为g）。
15．（11分）如图，质量为的木板AB静止放在光滑水平面上，木板右端B点固定一根轻质弹簧，弹簧自由端在C点，C到木板左端的距离，质量为的小木块（可视为质点）静止放在木板的左端，木块与木板间的动摩擦因数为，木板AB受到水平向左的恒力，作用一段时间后撤去，恒力F撤去时木块恰好到达弹簧自由端C处，此后运动过程中弹簧最大压缩量，且将物块向左弹回后能恢复原长，。求：
（1）水平恒力F作用时木块与木板的加速度大小；
（2）水平恒力F作用的时间t；
（3）撤去F后，弹簧的最大弹性势能。
16．（16分）如图所示，小球A系在细线的一端，线的另一端固定在O点，O到光滑水平面的距离为，小球A的质量。物块B置于水平传送带左端的水平面上且位于O点正下方，传送带右端有一带平圆光滑轨道的小车，小车的质量，半径，水平面、传送带及小车的上表面平滑连接，物块B与传送带间的动摩擦因数为，其余摩擦不计，传送带长，以恒定速率顺时针运转。现拉动小球使线水平伸直后由静止释放。小球运动到最低点时与物块发生弹性正碰，小球反弹后上升到最高点时与水平的距离为。小车不固定，重力加速度，小球与物块均可视为质点，求：
（1）小球和物块相碰前瞬间细绳的拉力大小；
（2）求物块B通过传送带时，传送带的电动机多做的功；
（3）物块滑到D点时对小车的压力大小。
柳州铁一中学2023—2024学年第二学期高一年级5月考
1．【答案】A 【详解】CD．地面光滑、物块光滑，斜面体M和物块m组成的系统机械能守恒，物块m在斜面上下滑过程中，斜面体M的动能增加，即斜面体的机械能增加，则物块m的机械能减小，CD错误；
B．物块m的机械能减小，除重力之外的外力对物块m做负功，即斜面体对物块m做负功，B错误；
A．支持力垂直于接触面，即斜面体M对m的支持力始终垂直于斜面，A正确。故选A。
2．【答案】B 【详解】A．弹簧振子的周期与振幅无关，与弹簧的劲度系数和振子的质量有关，故A错误；
B．振子从最低点向平衡位置运动的过程中，弹簧的弹力竖直向上，弹簧弹力始终做正功，故B正确；
C．振子在振动过程中的回复力由弹簧的弹力和重力的合力提供，故C错误；
D．振子在振动过程中，动能、重力势能与弹性势能之和保持不变，故D错误。故选B。
3．【答案】D 【详解】人造地球卫星做圆周运动的向心力由万有引力提供，根据向心力公式有
解得，向心加速度大小，速度大小和周期为，，
卫星的动能为
因为绕地球做匀速圆周运动的轨道半径之比为，可知：两卫星的加速度大小之比为；两卫星的速度大小之比为；两卫星的轨道周期之比为；两卫星的动能大小之比为。故选D。
4．【答案】A 【详解】由动量守恒定律可知
解得火箭的速度大小，故选A。
6．【答案】C 【详解】t时间内冲击车窗的水的质量为
根据动量定理 得 故选C。
7．【答案】C 【详解】AB．简谐运动的圆频率
甲做简谐运动的表达式为
乙做简谐运动的表达式为
在0.75s时甲对应质点不在平衡位置，也不在最远位置，速度不是最大，动能不是最大，加速度也不是最大，故AB错误；
CD．乙对应质点的相位为
速度为零，故C正确，D错误。故选C。
8．【答案】AC 【详解】设斜面的倾角为，滑动摩擦力大小为，
则物体克服摩擦力所做的功为
而相同，所以克服摩擦力做功相等。即
根据动能定理得
在AC斜面上滑动时重力做功多，克服摩擦力做功相等，则在AC面上滑到底端的动能大于在BC面上滑到底端的动能，即，故AC正确。故选AC。
9．【答案】BD 【详解】A．手机对眼睛的作用力方向竖直向下，根据冲量的定义式，可知冲量方向与作用力的方向一样均为竖直向下。故A错误；
B．取竖直向下为正方向，设眼睛对手机的作用力为F，根据动量定理可得
又 联立，解得 故B正确；
C．全过程手机重力的冲量大小为
又 联立，解得 故C错误；
D．全过程手机动量的变化量大小为 故D正确。故选BD。
10．【答案】BCD 【详解】A．当a到达底端时，b的速度为零，b的速度在整个过程中，先增大后减小，动能先增大后减小，所以轻杆对b先做正功，后做负功，A错误；
B．a运动到最低点时，b的速度为零，根据系统机械能守恒定律得，解得。故B正确。
C．b的速度在整个过程中，先增大后减小，所以a对b的作用力先是动力后是阻力，所以b对a的作用力就先是阻力后是动力。所以在b减速的过程中，b对a是向下的拉力此时a的加速度大于重力加速度，C正确。
D．a、b整体的机械能守恒，当的机械能最小时，b的速度最大，此时b受到a的推力为零，b只受到重力和地面给的支持力的作用，所以b对地面的压力大小为mg，D正确。故选BCD。
11．（1）AB；（2）C；（3）先释放重物，再接通打点计时器电源，大于；
解析：（2）A、实验中不能用，求解瞬时速度，不能根据计算出高度h，否则默认了机械能守恒，失去验证的意义，故A、B、D错误。
C．实验中应该用刻度尺测出物体下落的高度h，根据做匀变速直线运动时纸带上某点的瞬时速度，等于这点前后相邻两点间的平均速度，测算出瞬时速度v，故C正确。
（3）从图象中可以看出，当物体下落的高度为0时，物体的速度不为0，说明了操作中先释放重物，再接通（打点计时器）电源，
若阻力忽略，根据机械能守恒知，，则，斜率。
若阻力不能忽略，则：，则，斜率，即当地的重力加速度g大于k。
12．（1）；（或）；
（2），0.44
13．（8分）【答案】（1）；（2）；（3）
【详解】（1） 起重机在前2s内的位移
起重机在前2s内做的功
（2）起重机在前2s内输出的平均功率
（3）起重机在2s末的瞬时速度
起重机在2s末输出的瞬时功率
14．（6分）对摆球受力分析如图
单摆摆球的重力沿着切线方向的分力提供回复力，该力的大小为
由于 故 故
方向总是指向平衡位置，有 而常数
故摆球做简谐运动 代入简谐运动的周期公式
可得单摆的周期公式为
15．（11分）（1），；（2）1s；（3）0.3J；
【详解】（1）在水平恒力作用下，对M分析有
对m分析有 解得，
（2）恒力F撤去时木块恰好到达弹簧自由端C处，则有 解得
（3）撤去F时，木板与木块的速度分别为
撤去外力F后，两者组成的系统动量守恒，则两者具有共同速度时，弹簧的弹性势能最大，有
联立解得
16．（16分）【答案】（1）18N；（2）30J；（3）54N；
【详解】（1）小球A下摆由机械能守恒定律得
解得
（2）碰后A小球反弹后上升到最高点时与水平面的距离为，
则有： A、B发生弹性碰撞，以A的初速度方向为正方向，
代入数据解得，
法一：物块B冲上传送带，设经过时间t，B与传送带速度相等，
代入数据解得 物块滑行的距离为
解得，说明接下来物块以速度与传送带一起匀速
传送带的位移为
电动机多做的功为
代入数据解得
法二：
物块B冲上传送带，设经过时间t，B与传送带速度相等，
代入数据解得 传送带的位移为
代入数据解得
（3）物块以速度冲上小车，达到D点时，
水平方向动量守恒：
机械能守恒定律：
代入数据解得或（舍），
在D点，物块相对小车做圆周运动，有：，
解得 由牛顿第三定律，物块对小车的压力为54N。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
A
B
D
A
C
C
C
AC
BD
BCD