[物理]江西省部分学校2023-2024学年高一下学期5月统一调研测试试卷(解析版)

这是一份[物理]江西省部分学校2023-2024学年高一下学期5月统一调研测试试卷(解析版)，共15页。试卷主要包含了考查范围，考生必须保持答题卡的整洁等内容，欢迎下载使用。

试卷共6页，15小题，满分100分。考试用时75分钟
注意事项：
1．考查范围：必修第一册占20%；必修第二册占80%。
2．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡指定位置上。
3．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，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
4．考生必须保持答题卡的整洁。考试结束后，请将答题卡交回。
一、选择题：本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8~10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
1. 某同学设计了多个小船渡河的方案，用箭头表示小船及船头的方向，虚线表示船实际的运动方向，河水的流速恒定，则下列小船渡河方案可行的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】AB．小船渡河时，同时参与两个分运动，实际运动方向为水流运动和小船运动的合运动方向，由于两个分运动不在同一直线上，由互成角度的两个分运动的合成定则可知，小船船头的方向与船实际的运动方向不可能在一条直线上，因此AB错误；
CD．小船的船头垂直河岸，水流向右运动，由运动的合成定则可知，小船的实际运动方向应沿下游方向，不可能沿上游方向，即与C图相符合，C正确，D错误。
故选C。
2. 如图甲，质量为1kg的物块放在粗糙水平面上，在水平向右的拉力作用下从静止开始运动，拉力大小F随物块运动的位移x变化规律如图乙所示，当拉力为零时，物块运动的速度也恰好为零，重力加速度大小为10m/s2，则物块与水平面间的动摩擦因数为（ ）
A. 0.4B. 0.3C. 0.2D. 0.1
【答案】B
【解析】设动摩擦因数为，图乙中图线与坐标轴围成的面积即为F做的功，根据动能定理
其中
解得
=0.3
故选B。
3. 甲、乙两个小灯笼用轻绳连接，悬挂在空中，在相同的水平风力作用下发生倾斜，稳定时与竖直方向的夹角分别为、，如图所示，已知甲的质量为m1、乙的质量为m2，下列关系式正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】设每个灯笼受到的水平风力为F，对乙分析
对甲、乙整体分析
则
故选C。
4. 踢键子是我国传统的健身运动项目。键子由羽毛和键托构成，如图所示。若某次键子被踢出后，恰好沿竖直方向运动，上升和下降的高度相同，键子在运动过程中受到的空气阻力大小与速度大小成正比，下列说法正确的是（ ）
A. 键子被踢出时，脚对健子的作用力大于健子对脚的作用力
B. 键子上升过程的运动时间大于下降过程的运动时间
C. 键子上升过程处于超重状态，下降过程处于失重状态
D. 键子上升过程中损失的机械能大于下降过程中损失的机械能
【答案】D
【解析】A．根据牛顿第三定律，键子被踢出时，脚对键子的作用力和键子对脚的作用力是相互作用力，大小相等，A项错误；
B．键子上升过程的平均加速度
大于下降过程的平均加速度
由
可知，上升过程的时间小于下降过程的时间，B项错误；
C．上升和下降过程，加速度均向下，因此均处于失重状态，C项错误；
D．上升过程平均速度大于下降过程平均速度，因此上升过程平均阻力大于下降过程平均阻力，上升过程克服阻力做功大于下降过程克服阻力做功，因此键子上升过程损失机械能大于下降过程损失的机械能，D项正确。
故选D。
5. 2024年4月26日，神舟十八号载人飞船成功发射，神舟十八号乘组人员与神舟十七号乘组人员在太空成功会师。已知空间站组合体绕地球做匀速圆周运动的轨道离地高度为地球半径的，运行周期为T，引力常量为G，则地球的密度为（ ）
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】空间站组合体绕地球做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力得
又
联立解得地球密度为
6. 如图为某高尔夫球运动员比赛时的情景，高尔夫球被斜向上击出在空中运动（击出点和落点在同一高度），不计空气阻力，则关于高尔夫球在空中的运动，下列说法正确的是（ ）
A. 运动的最大高度越高，运动的水平距离越远
B. 运动的最大高度越高，整个过程重力做功的平均功率越小
C. 上升过程中速度变化越来越慢，下降过程中速度变化越来越快
D. 上升过程中克服重力做功的瞬时功率不断减小，下降过程中重力的瞬时功率不断增大
【答案】D
【解析】A．高尔夫球做的是斜上抛运动，运动的最大高度越大，运动的时间越长，但水平分速度不一定大，运动的水平距离不一定大，A项错误；
B．整个过程重力做功为零，平均功率为零，B项错误；
C．整个过程加速度恒定，速度变化快慢恒定，C项错误；
D．上升过程，速度的竖直分速度越来越小，克服重力做功的瞬时功率不断减小，下降过程，速度的竖直分速度越来越大，重力的瞬时功率不断增大，D项正确。
故选D。
7. 如图为一位小朋友坐在秋千踏板上正在荡秋千，小朋友荡秋千运动到最低点时，小朋友对踏板的压力为自身重力的2倍，则秋千荡到最高点时，小朋友对踏板的压力与自身重力之比为（ ）
A. 1B. C. D.
【答案】B
【解析】设小朋友在最低点速度为，由牛顿第二定律则有
设从最低点向上摆动的最大高度为h，由机械能守恒定律则有
解得
根据几何关系，秋千荡到最高点时，悬线与竖直方向的夹角为60°，这时踏板对小朋友的支持力大小
由牛顿第三定律可知，秋千荡到最高点时，小朋友对踏板的压力大小等于，则小朋友对踏板的压力与自身重力之比为。
故选B。
8. 2024年5月3号，“嫦娥六号”探测器成功发射。探测器由地面发射后，进入地月转移轨道，经过A点时变轨进入圆形环月轨道，在圆形环月轨道上的A点再变轨进入椭圆轨道，最后着陆月球表面，只考虑月球引力的影响，“嫦娥六号”在椭圆轨道上运动时与在环月圆轨道上运行时（ ）
A. 在椭圆轨道上运动时比在环月圆轨道上运行时周期小
B. 在椭圆轨道上A点线速度比在环月轨道上A点线速度大
C. 在椭圆轨道上A点线速度比在环月轨道上A点加速度大
D. 在椭圆轨道上运动时比在环月圆轨道上运行时机械能小
【答案】AD
【解析】A．根据开普勒第三定律可知“嫦娥六号”在椭圆轨道上运动时半长轴小于环月圆轨道半径，可知在椭圆轨道上运行时的周期小于在环月圆轨道上运行时的周期，A项正确；
B．从环月圆轨道到椭圆轨道要在A点减速做向心运动，可知在椭圆轨道上A点线速度比在环月轨道上A点线速度小，B项错误；
C．在椭圆轨道上A点加速度与在环月轨道上A点所受月球的万有引力相等，则加速度相等，C项错误；
D．从环月轨道变轨到椭圆轨道时发动机做负功，因此在椭圆轨道上运动时与在环月圆轨道上运动时相比机械能小，D项正确。
故选AD。
9. 如图，为了增加投篮难度，某同学站在一辆小车上，随着小车一起以2m/s的恒定速度向篮球架运动，运动到某位置时，该同学将篮球以一定的初速度抛出，篮球出手时离篮框的水平距离为2m，篮球入框时速度方向与竖直方向成30°，速度大小为4m/s，重力加速度大小为10m/s2，sin30°=，cs30°=，不计空气阻力，则篮球从出手到入框过程中，下列说法正确的是（ ）
A. 篮球的速度变化量斜向右下
B. 篮球的运动时间为1s
C. 篮球出手时相对于小车的速度方向竖直向上
D. 篮球在最高点的速度大小为m/s
【答案】BC
【解析】A．篮球在空中运动过程中
方向与重力加速度方向相同，即竖直向下，A项错误；
BC．由篮球人框时的速度及方向可知，篮球出手后的水平分速度2m/s，由此可知，篮球在空中运动时间
=1s
出手时相对于小车的速度方向竖直向上，BC项正确；
D．篮球在最高点的速度等于水平速度，大小为2m/s，D项错误。
故选BC。
10. 如图甲，一个物块在斜面的底端，在沿斜面向上的力F作用下从静止开始沿斜面向上运动，物块的动能随沿斜面向上运动的位移x变化规律如图乙中图线1所示，重力势能随沿斜面向上运动的位移x变化的规律如图乙中图线2所示，则在物块沿斜面向上运动到位移为的过程中，下列说法正确的是（ ）
A. 物块受到的合外力先变小后变大
B. 物块受到的合外力先变大后变小
C. 物块的机械能一直增大
D. 物块的机械能先增大后减小
【答案】AD
【解析】AB．根据动能定理
可知，动能随位移变化的图像切线斜率表示合外力，由此可以判断，物块受到的合外力先变小后变大。故A正确；B错误；
CD．由乙图可知，重力势能一直增大，在动能增大过程，机械能一直增大，当动能减小一段时间后，动能减小得比重力势能增大得快，物块的机械能减小。故C错误；D正确。
故选AD。
二、非选择题：本题共5小题，共54分。
11. 某同学设计了如图所示装置“探究向心力与线速度的关系”。固定在竖直转轴上的水平光滑直杆上右端装遮光片，遮光片的宽度为d，转轴中心到光电门的距离为L（L≥d），光滑竖直圆杆可通过螺钉固定在水平杆上，位置可以调节。竖直圆杆上装有力传感器，内径比圆杆直径略大的圆环套在竖直圆杆上，圆环的质量为m，力传感器可以记录圆环对传感器的压力。
（1）测出竖直圆杆中心到转轴中心的距离x，使转轴匀速转动，若测得遮光片遮光时间为t，则转轴转动的角速度=_______；圆杆转动的线速度=_______。（均用题目中给出的物理量符号表示）
（2）改变转轴转动的角速度多次实验，测得每次实验遮光片的遮光时间t及对应的力传感器的示数F，作图像，如果图像是一条过原点的倾斜直线且图像的斜率等于_______（用题目中给出的物理量符号表示），则表示在半径，质量一定时，向心力与_______成正比。
【答案】（1）
（2） 线速度平方
【解析】
【小问1详解】
由线速度与角速度的关系公式可得，转轴转动的角速度为
其中
解得
测出竖直圆杆中心到转轴中心的距离x，则圆杆转动的线速度
【小问2详解】
由向心力公式可得
如果图像是一条过原点的倾斜直线，且图像的斜率等于。
由以上解析表明，在半径、质量一定时，向心力与线速度平方成正比。
12. 某实验小组用落体法验证机械能守恒定律。打点计时器所用交流电的频率为50Hz，当地的重力加速度大小g=9.8m/s2。
（1）下列中的实验操作，效果最好的是_______。
A. B.
C. D.
（2）为了使打第一个点时重物的速度为零，必须选用纸带上打下的第1、2点间距接近______mm（保留整数）。按正确的操作选用符合实验要求的纸带如图所示，
其中О点为打点计时器打下的第一个点， A、B、C为三个计数点，用刻度尺测得OA=12.41cm，OB=18.60cm，OC=27.21cm，在计数点A和B、B和C之间还各有一个点。已知重物的质量为1.00kg，在OB段运动过程中，重物重力势能的减少量△Ep=_______J（结果保留3位有效数字）；重物的动能增加量△Ek=______J（结果保留3位有效数字），实验表明，在误差允许的范围内，重物下落过程机械能守恒。
（3）小组某成员设计了另一种验证的方法：在纸带上选取多个计数点，测量它们到起始点О的距离h，计算对应计数点的重物速度，描绘图像，该成员认为：若图像是一条过原点的倾斜直线，则重物下落过程中机械能守恒。你认为该判断是否正确，说明理由：_______。
【答案】（1）A （2）2 1.82 1.71
（3）不正确，还需要满足图像的斜率等于2g
【解析】
【小问1详解】
由于手会抖动，用夹子好，为了使纸带上多打些点，开始时重物应靠近打点计时器，因此效果最好的是A。
【小问2详解】
为了使打第一个点时重物的速度为零，根据
即必须选用纸带上打下的第1、2点间距接近2mm；
由题可知
=1.82J
打B点时重物的瞬时速度
=1.85m/s
动能的增量
=1.71J
【小问3详解】
根据
图像是一条过原点的倾斜直线，不能判断重物下落过程机械能守恒，还需要图像的斜率等于2g，才能说明重物下落过程中机械能守恒。
13. 航天工程团队确定了“天问二号”的发射时间为2025年5月前后，这是我国航天事业的又一次进步。这次 “天问二号”的目的地不是去火星，而是去近地小行星2016HO3，采集2016HO3的地质样品是此次“天问二号”之行的目的之一。设未来“天问二号”发射后，探测器经过一系列的制动减速进入贴近小行星表面的圆轨道，绕小行星做匀速圆周运动，之后再经过制动在小行星表面着陆。着陆后，通过科研装置，将一个小球从离地面h的高度由静止释放，做自由落体运动，测得小球经过时间t落地。已知引力常量为G，小行星的半径为R（h远小于R），不考虑其它行星对“天问二号”的影响，求：
（1）小行星表面的重力加速度大小；
（2）“天问二号”在贴近小行星表面运行的周期；
（3）小行星的密度。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】（1）设小行星表面的重力加速度大小为g，由
解得
（2）根据
解得
（3）由密度表达式
解得
14. 一辆质量为1.5吨的小汽车在平直的公路上从静止开始运动，加速度a随运动时间t变化关系图线如图所示，t=5s时，小汽车功率达到额定功率，此后保持此功率继续行驶，t=15s时汽车的加速度刚好为零。重力加速度大小g=10m/s2，小汽车运动中受到的阻力是车重的0.5倍，求：
（1）t=2s时汽车牵引力的大小；
（2）汽车运动中的最大速度；
（3）汽车加速运动的总路程。
【答案】（1）13500N；（2）36m/s；（3）320.4m
【解析】（1）汽车匀加速运动过程中，由牛顿第二定律可得
代入数据解得
F=13500N
即t=2s时，汽车牵引力的大小为13500N。
（2）汽车匀加速运动末速度
汽车的额定功率
=2.7×105W
汽车的加速度是零时，汽车有最大速度，汽车运动中的最大速度为
（3）汽车以额定功率加速运动过程，根据动能定理可得
解得
汽车匀加速运动路程
=50m
运动的总路程
=320.4m
15. 2024年1月份哈尔滨冰雪旅游十分火爆，哈尔滨成为全国最热门冰雪旅游目的地。如图为冰雪旅游的某冰雪运动项目，ABC为半径为R的圆弧冰道，О为圆弧圆心，圆弧最高点A与О点等高，B为圆弧最低点，BC段圆弧所对圆心角θ=37°，CD为水平雪道，质量为m的冰雪爱好者从A点以一定的初速度沿冰道下滑，到最低点时对冰道的压力为其体重的4倍，冰雪爱好者可看成质点，冰道可看成光滑，冰雪爱好者与雪道间的动摩擦因数为0.2，冰雪爱好者从C点滑出后落到雪道上时，竖直方向分速度减为零，以水平分速度向前滑行，重力加速度大小为g，sin37°=0.6，cs37°=0.8，不计空气阻力。求：
（1）冰雪爱好者从A点下滑的初速度大小；
（2）冰雪爱好者滑离C点后在空中离雪道的最大高度；
（3）冰雪爱好者在雪道上停下时离C点的距离。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】（1）设冰雪爱好者到B点的速度大小为，则在B点由牛顿第二定律可得
从A到B过程，根据机械能守恒有
解得
（2）设冰雪爱好者滑离C点时的速度大小为，根据机械能守恒有
解得
滑离C点时，冰雪爱好者做斜抛运动，速度沿竖直方向的分速度
滑离C点后，在空中离雪道的最大高度为
（3）滑离C点时，速度沿水平方向的分速度
滑雪爱好者在空中运动时间
在雪道上停下时离C点的距离为