【物理】河北省邢台市卓越联盟2024-2025学年高一下学期4月月考试题（解析版+学生版）

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注意事项：
1．答题前，考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。
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。
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. 下列关于宇宙速度的说法正确的是（ ）
A. 绕地球做匀速圆周运动的卫星的速度不可能大于第一宇宙速度
B. 若卫星的发射速度大于第三宇宙速度，则卫星将绕太阳运动
C. 若卫星的发射速度大于第二宇宙速度，则卫星将绕地球做椭圆运动
D. 若卫星的发射速度小于第一宇宙速度，则卫星也能绕地球做圆周运动
【答案】A
【解析】AD．第一宇宙速度是卫星的最小发射速度，也是卫星绕地球做匀速圆周运动的最大运行速度，故A正确，D错误；
B．若卫星的发射速度大于第三宇宙速度，则卫星会挣脱太阳引力的束缚，飞到太阳系外，故B错误；
C．若卫星的发射速度大于第二宇宙速度，则卫星会克服地球的引力，永远离开地球，故C错误。
故选A。
2. 2025年2月20日，中国行星探测工程天问二号任务探测器运抵西昌卫星发射中心。假设天问二号发射过程中的某阶段绕地球做椭圆运动，如图所示，近地点为A点，远地点为B点。下列说法正确的是（ ）
A. 天问二号在A点的机械能大于在B点的机械能
B. 天问二号在A点的机械能小于在B点的机械能
C. 天问二号在A点的动能大于在B点的动能
D. 天问二号在A点的动能小于在B点的动能
【答案】C
【解析】AB．天问二号围绕地球做椭圆运动的过程中只有地球对天问二号的引力做功，故天问二号的机械能守恒，所以天问二号在A点的机械能等于在B点的机械能，故AB错误；
CD．根据开普勒第二定律可知，天问二号在A点的速度大于在B点的速度，因此天问二号在A点的动能大于在B点的动能，故C正确，D错误。
故选C
3. 如图所示，物块在恒定拉力作用下在光滑水平地面上做匀加速直线运动，在时间t内运动的位移大小为s。已知恒定拉力的方向与水平方向的夹角为α、大小为F，则下列说法正确的是（ ）
A. 时间t内恒定拉力做的功为Fscsα
B. 时间t内恒定拉力做的功为Fs
C. 时间t内恒定拉力做功的平均功率为
D. 时间t内不同时刻恒定拉力做功的瞬时功率相同
【答案】A
【解析】AB．根据功的定义可知，时间内恒定拉力做的功为，故A正确，B错误；
C．时间t内恒定拉力做功平均功率为，故C错误；
D．根据，由于物块做匀加速直线运动，可知时间t内不同时刻恒定拉力做功的瞬时功率不相同，故D错误。
故选A。
4. 如图所示，木块和木板叠放在水平桌面上，木块通过绷直的水平细线与竖直墙壁相连。现给木板一个水平向右的拉力，木板由静止开始向右运动，木板与木块的接触面粗糙，下列说法正确的是（ ）
A. 木块受到的摩擦力对木块做负功
B. 木板受到的摩擦力对木板做正功
C. 摩擦力对木板做的功与摩擦力对木块做的功的总和为负值
D. 摩擦力对木板做的功与摩擦力对木块做的功正好抵消
【答案】C
【解析】A．由题知，木块相对地面的位置一直都没有发生变化，故木块的位移为0，故木块受到的摩擦力做功为零，故A错误；
B．由题知木板向右运动，则木板受到的摩擦力方向向左，故木板受到的摩擦力对木板做负功，故B错误；
CD．结合AB项分析，可知摩擦力对木板做功与摩擦力对木块做的功的总和为负值，不会相互抵消，故C正确 ，D错误。
故选C。
5. 如图所示，质量为m的篮球（视为质点）从A点被抛出后在空中运动到最高点B，最终落到水平地面上的C点。已知A、B点到地面的高度分别为h1、h2，重力加速度大小为g，不计空气阻力。以A点为零势能参考平面，下列说法正确的是（ ）
A. 篮球在B点的重力势能为
B. 篮球在C点的重力势能为
C. 篮球从A点到C点的过程中重力对篮球做的功为
D. 篮球落到C点前瞬间的动能大于
【答案】D
【解析】AB．以A点为零势能参考平面，篮球在B点的重力势能为
在C点的重力势能为，故AB错误；
C．篮球从A点到C点的过程中重力对篮球做的功为，故C错误；
D．篮球从A点到C点的过程中，根据动能定理可得
可知篮球落到C点前瞬间的动能大于，故D正确。
故选D。
6. 某穿甲弹测试中，质量为10kg的穿甲弹贯穿了10块竖直固定的钢板后速度恰好减为零。已知穿甲弹离开炮筒时的速度大小为2000m/s、方向沿水平方向，每块钢板的厚度均为0.1m。重力对穿甲弹的影响忽略不计，则穿甲弹在钢板中运动时受到的平均阻力大小为（ ）
A. 1.0×107 NB. 2.0×107 N
C. 3.0×107 ND. 4.0×107 N
【答案】B
【解析】根据动能定理可得
代入数据解得
故选B。
7. 如图所示，表面粗糙的斜面体固定于水平地面上，轻绳跨过定滑轮，一端连接质量为m的滑块A，另一端连接质量为M的滑块B，M>m。初始时用手托住B，轻绳恰好伸直，由静止释放B，经一段时间后B着地，不计滑轮质量及轻绳与滑轮间的摩擦。已知两滑块从开始运动到B 刚着地的运动过程，滑块B动能的增加量为E1，重力势能的减少量为E2，对于该过程，下列说法正确的是（ ）
A. E1>E2
B. 滑块B机械能的减少量小于E2
C. 滑块B克服轻绳拉力做的功一定小于E1
D. 滑块A克服摩擦力做的功大于滑块A、B组成的系统的机械能减少量
【答案】B
【解析】AB．轻绳的拉力对滑块B做负功，滑块B的机械能减少，因此滑块B的动能增加量小于其重力势能的减少量，且滑块B机械能的减少量小于，故A错误，B正确；
D．由于摩擦力对滑块A做负功，滑块A、B构成系统机械能减少，且减少量等于滑块A克服摩擦力做的功，故D错误；
C．根据动能定理可知，滑块B受到的重力对其做的功减去克服轻绳拉力做的功等滑块B动能的增加量，滑块B克服轻绳拉力做的功不一定小于，故C错误。
故选B。
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. 蹦床运动员自水平网面上方某处由静止自由下落，与网作用一定时间后，降至最低点。运动员可视为质点，不计空气阻力。从运动员开始接触蹦床到降至最低点的过程中，下列说法正确的是（ ）
A. 该过程中蹦床对运动员的弹力做负功
B. 该过程中蹦床的弹性势能先增大后减小
C. 该过程中运动员的机械能一直减小
D. 运动员在最低点时的加速度为0
【答案】AC
【解析】A．该过程中蹦床对运动员的弹力方向向上，与运动员的位移方向相反，弹力做负功，故A正确；
B．该过程中蹦床形变越来越大，所以蹦床的弹性势能一直增大，故B错误；
C．该过程中，由于蹦床对运动员的弹力一直做负功，所以运动员的机械能一直减小，故C正确；
D．运动员在最低点时的加速度方向竖直向上，不为0，故D错误。
故选AC。
9. 如图所示，用一段绕过光滑轻质定滑轮的轻绳将物块P、Q（均可视为质点）连在一起，在外力作用下P、Q处于静止状态。已知物块P、Q的质量分别为2kg、1kg，不计滑轮的质量与摩擦，两物块离地足够高、离定滑轮足够远，取重力加速度大小g=10m/s。某时刻撤去外力，对于物块P从开始运动到运动的位移大小为0.6m的过程，下列说法正确的是（ ）
A. 物块P增加的动能为4JB. 物块Q增加的动能为4J
C. 物块P减少的机械能为12JD. 物块Q增加的机械能为8J
【答案】AD
【解析】AB．由系统机械能守恒可得
解得
可知物块P增加的动能为
物块Q增加的动能为，故A正确，B错误；
CD．物块P减少的机械能为
因为系统机械能守恒，所以物块Q增加的机械能为，故C错误，D正确。
故选AD。
10. 如图所示，第1次将小球（视为质点）从水平地面上方某处以大小为v0的速度水平抛出；第2次该小球从倾角为θ、固定在水平地面上的光滑斜面的相同高度处，以大小也为v0方向平行于斜面向下的速度开始运动。第1次小球落到水平地面时与第2次小球运动到斜面底端时重力做功的瞬时功率相等。小球的质量为m，不计空气阻力，重力加速度大小为g，水平地面为零势能参考平面，下列说法正确的是（ ）
A. 第1次小球落到水平地面时的速度大小为
B. 第1次小球的抛出点离水平地面的高度为
C. 第2次抛出小球时，小球的机械能为
D. 第1次小球在空中运动的过程中重力做功的平均功率小于第2次小球从开始运动至到达斜面底端的过程中重力做功的平均功率
【答案】ABD
【解析】A．由题意，根据机械能守恒定律可知，第1次小球落至水平地面时和第2次小球运动至斜面底端时动能大小相等，由于此时重力做功的瞬时功率相等，则小球此时的速度方向也必然相同，且小球落至水平地面时的速度大小，故A正确；
B．第一次小球从抛出到落地有
解得，故B正确；
C．第2次释放小球时的机械能
故C错误；
D．两次小球在空中运动时，竖直方向上均做匀变速直线运动，重力做功的平均功率
由于小球第一次在竖直方向上的
第二次在竖直方向上的
显然，所以第1次小球在空中运动的过程中重力做功的平均功率小于第2次小球从开始运动至到达斜面底端的过程中重力做功的平均功率，故D正确。
故选ABD。
三、非选择题：共54分。
11. 某同学设计“验证机械能守恒定律”的实验装置如图所示。铁架台放在水平台面上，上端安装电磁铁，接通电磁铁的开关后能吸住小球，电磁铁正下方安装一个光电门，光电门连接的数字计时器能记录下小球下落时经过光电门的时间。实验中测出小球直径为d、小球球心与光电门中心的高度差为h，断开电磁铁开关，小球自由下落，记录小球通过光电门的挡光时间t。已知当地的重力加速度大小为g。
（1）下列关于实验的说法正确的是______
A. 实验时应选用体积小、质量大的小球
B. 可用来计算小球经过光电门时的速度大小，并用来验证小球的机械能守恒
C. 可用来计算小球经过光电门时的速度大小，并用来验证小球的机械能守恒
（2）小球经过光电门时的速度大小______（用题目中给定的物理量符号表示）。
（3）考虑到断开电磁铁开关时电磁铁线圈对小球的吸引力不会马上消失，实际上小球的重力势能减少量______（填“大于”“小于”或“等于”）动能增加量。
【答案】（1）A （2） （3）大于
【解析】
【小问1解析】
A．为了减小空气阻力的影响，应选用体积小、质量大的小球，故A正确；
BC．用、来计算小球经过光电门时的速度大小，认为加速度为重力加速度，相当于默认了机械能守恒，失去了验证机械能守恒的意义，故BC错误。
故选A。
【小问2解析】
小球通过光电门的挡光时间t，则小球经过光电门时的速度大小
【小问3解析】
考虑到断开电磁铁开关时电磁铁线圈对小球的吸引力不会马上消失，该吸引力在小球下落过程中对小球做负功，会导致小球的机械能减少，即实际上小球的重力势能减少量大于动能增加量。
12. 某实验小组完成“验证机械能守恒定律”实验的装置如图甲所示。请根据实验原理和步骤回答下列问题：
（1）关于实验注意事项，下列说法正确的是______。
A. 重物的质量必须测量
B. 实验中应先接通电源，后释放纸带
C. 应用手捏住纸带的P位置将纸带由静止释放
（2）图乙是该实验小组打出的一条点迹清晰的纸带，选取纸带上连续的点A、B、C、D、E、F作为计时点，相邻两个计时点间的距离均已测出。已知打点计时器的打点频率为50Hz，重物的质量为500g，重力加速度大小g=9.8m/s2，纸带上打出B点时重物的速度大小vB=______m/s，从纸带上打出B点到打出E点，重物减少的重力势能ΔEp=______J，重物增加的动能ΔEk=______J，若在误差允许范围内ΔEk=ΔEp，则可证明重物下落过程中机械能守恒。（计算结果均保留三位有效数字）
【答案】（1）B （2）1.83 0.621 0.603
【解析】
【小问1解析】
A．由于验证机械能守恒的表达式中质量可以约去，所以重物的质量不需要测量，故A错误；
B．为了充分利用纸带，实验中应先接通电源，后释放纸带，故B正确；
C．为了减小阻力对实验的影响，应用手捏住纸带的Q位置将纸带由静止释放，故C错误；
故选B。
【小问2解析】
纸带上打出B点时重物的速度大小
从纸带上打出B点到打出E点，重物减少的重力势能为
纸带上打出E点时重物的速度大小
重物增加的动能为
13. C919大型客机是我国首款按照国际通行适航标准自行研制、具有自主知识产权的喷气式中程干线客机。某次测试时，质量m=5.0×104kg的C919大型客机（以下简称“客机”）起飞过程中受到的恒定牵引力大小F=9.0×104N。已知客机从静止开始沿直线运动，当位移大小x=2000m时客机速度达到起飞速度v=80m/s。求：
（1）客机从静止到速度达到起飞速度的过程中牵引力做的功W1；
（2）客机从静止到速度达到起飞速度的过程中合力做的功W；
（3）客机受到的平均阻力大小f。
【答案】（1） （2） （3）
【解析】
【小问1解析】
根据功的定义式可知，牵引力做的功为
代入数据解得
【小问2解析】
根据动能定理有
代入数据解得
【小问3解析】
客机受到的合力做的功为
代入数据解得
14. 如图所示，圆心为O点、最高点为A点、半径为R的竖直光滑半圆轨道固定在水平平台上，Q、A点连线竖直。可视为质点、质量为m的小球从半圆轨道底端进入，经过轨道上的A点时对轨道的弹力大小为4mg，小球从A点飞出后恰好以方向平行于斜面的速度落在斜面顶端B点。已知斜面倾角为，重力加速度大小为g，不计空气阻力。求：
（1）小球经过A点时的速度大小；
（2）小球经过竖直半圆轨道最低点时对半圆轨道的压力大小；
（3）斜面倾角α的正弦值sinα。
【答案】（1） （2）10mg （3）
【解析】
小问1解析】
小球经过A点时，根据牛顿第二定律有
其中
解得
【小问2解析】
小球从竖直半圆轨道最低点运动到A点，根据动能定理有
解得
小球经过竖直半圆轨道最低点时，根据牛顿第二定律有
解得
根据牛顿第三定律可得小球经过竖直半圆轨道最低点时对半圆轨道的压力大小为10mg。
【小问3解析】
小球从A点运动到B点，做平抛运动，在竖直方向上有
解得
小球落到B点时的合速度大小为
由题知，小球在B点的速度方向平行于斜面，则有