山西省太原市第五中学2022-2023学年高一下学期5月月考物理试题

太原五中2022-2023学年度第二学期月考

高 一 物 理

出题人：张宝宏  范小雪   校对人：王晨扬  范小雪  时间：2023.5

一、单项选择题（本大题共9小题，每小题4分，共计36分）

1. 关于功、能的相关物理量的描述，下列正确的是（   ）

A. 功是过程标量，、、，其中最大的是

B. 重力势能是状态标量，、、，其中最小的是

C. 重力势能的变化量是过程标量，、、，其中最小的是

D. 动能的变化量是过程标量，、、，其中最小的是

2. 关于功和功率，下列说法正确的是（   ）

A. 力对物体做功越快，该力的功率一定越大

B. 合外力不做功，物体必定做匀速直线运动

C. 在相同的时间内作用力与反作用力做的功一定是绝对值相等，且一正一负

D. 由可知，只要知道W和t的值就可以计算出任意时刻的功率

3. 某小船在静水中的速度大小保持不变，该小船要渡过一条河，渡河时小船船头垂直指向河岸，河水中各点水流速度与各点到较近河岸边的距离成正比，小船的轨迹大致可能是（   ）

A.  B.

C.  D.

4. 2022年4月16日，神舟十三号载人飞船脱离近地轨道上的中国空间站，携翟志刚、王亚平、叶光富三名宇航员成功返回地面并安全着陆，着陆后宇航员要保持坐姿以逐渐适应地球的重力. 基于以上事实，下列说法正确的是（   ）

A. 我国空间站在近地圆轨道上飞行的速度大于第一宇宙速度

B. 神州十三号从近地圆轨道进入更内层轨道时需要减速变轨

C. 神州十三号进入大气层打开减速伞时宇航员动能将变大

D. 宇航员在地表的重力加速度大于他在近地轨道上的加速度

5. 一辆汽车在水平路面上由静止启动，在前5s内做匀加速直线运动，5s末达到额定功率，之后保持额定功率运动，其v-t图像如图所示。已知汽车的质量，汽车受到地面的阻力为车重的0. l倍，g取，则（   ）

A. 汽车在前5s内的牵引力为

B. 汽车在15m/s时的加速度为

C. 汽车的额定功率为40kw

D. 汽车在前5s内克服摩擦力做功为J

6. 如图所示，汽车匀速率通过圆弧状拱形桥，假设汽车所受阻力总是与其速度方向相反。汽车上桥的过程中（   ）

A. 汽车所受桥面的支持力变小

B. 汽车所受重力的功率不变

C. 汽车所受合力不变

D. 汽车克服阻力做的功小于牵引力做的功

7. 如图所示，长度为L、质量均匀分布的矩形平整厚板，以一定的初速度沿光滑水平面向右运动，接着滑上宽度为l的粗糙水平面区域（该区域足够大，且）。当板的末端恰好到达粗糙水平面的左侧位置时，板的速度变为零，已知板的质量为m、板与粗糙水平面之间的动摩擦因数为μ、重力加速度为g，由此可知板在滑过此区域过程中克服摩擦力做的功为（   ）

A.    B.  C.  D.

8. 某地区的地下发现了天然气资源，如图所示，在水平地面P点的正下方有一球形空腔区域内储藏有天然气。假设该地区岩石均匀分布且密度为ρ，天然气的密度远小于ρ，可忽略不计。如果没有该空腔，地球表面正常的重力加速度大小为g；由于空腔的存在，现测得P点处的重力加速度大小为kg. 已知引力常量为G，球形空腔的球心深度为d，则此球形空腔的体积是（   ）

A.     B.    C.   D.

9. 如图所示，质量为m的小球，用一长为l的细线悬于O点，将悬线拉直成水平状态，松手让小球由静止开始下落，O点正下方D处有一钉子，小球运动到B处时会以D为圆心做圆周运动，若小球能够通过C点，不计空气阻力，那么OD的距离最少为（   ）

A. 0. 5l  B. 0. 6l  C. 0. 7l  D. 0. 8l

二、多项选择题（本大题共5小题，每小题4分，共计20分）

10. 关于牛顿经典力学和爱因斯坦的相对论，下列说法中正确的是（   ）

A. 牛顿经典力学理论普遍适用于大到天体运动，小到微观粒子

B. 爱因斯坦的相对论的建立彻底否定了牛顿经典力学理论

C. 绝对时空观也即牛顿力学时空观，通俗地讲就是时间、长度和质量这三者都与参考系的选取无关

D. 时间的延缓效应和空间的尺缩效应都是基于爱因斯坦“光速不变的假设”推理得出的

11. 2022年3月，中国航天员翟志刚、王亚平、叶光富在“天宫二号”空间站上通过天地连线，为同学们上了一堂精彩的科学课。据媒体报道，“天宫二号”空间站工作轨道为圆轨道，轨道高度400km，一天绕地球转16圈。若还知道引力常量和地球平均半径，仅利用以上条件能求出的是（   ）

A. 空间站绕地球运行的速度  B. 地球对空间站的吸引力

C. 中国空间站的质量  D. 地球表面的重力加速度

12. 厦门大学天文学系顾为民教授团队利用我国郭守敬望远镜积累的海量恒星光谱，发现了一个处于宁静态的中子星与红矮星组成的双星系统，中子星与红矮星的质量比约为2：1，同时绕它们连线上某点O做匀速圆周运动，研究成果于2022年9月22日发表在《自然·天文》期刊上，则此中子星绕O点运动的（   ）

A. 中子星的线速度小于红矮星的线速度

B. 中子星的轨道半径小于红矮星的轨道半径

C. 中子星的动能大小约为红矮星的0. 5倍

D. 中子星的角速度大于红矮星的角速度

13. 如图所示，AC是倾角为的固定斜面，CD部分为水平面，小球从斜面顶端A点以初速度水平抛出，刚好落在斜面上的B点，。现将小球从斜面顶端A点以初速度水平抛出（不计空气阻力，小球下落后均不弹起，重力加速度为g），则小球前后两次在空中运动过程中（   ）

A. 时间之比为

B. 水平位移之比为1：3

C. 当初速度为时，小球从抛出到离斜面的最远的时间为

D. 当初速度为时，小球在空中离斜面的最远距离为

14. 如图甲所示，竖直放置的轻弹簧一端固定于风洞实验室的水平地面，质量的小球在轻弹簧正上方某处由静止下落，同时受到一个竖直向上恒定的风力。以小球开始下落的位置为原点，竖直向下为x轴正方向，取地面为零势能参考面，在小球下落的全过程中，小球重力势能随小球位移变化关系如图乙中的图线①，弹簧弹性势能随小球位移变化关系如图乙中的图线②，弹簧始终在弹性限度范围内，取重力加速度，则（   ）

A. 小球释放位置距地面的高度为0. 6m

B. 小球在下落过程受到的风力为0. 1N

C. 小球刚接触弹簧时的动能为0. 54J

D. 小球刚接触弹簧时的动能为0. 45J

三、实验题（本大题共2小题，共计12分）

15. （6分）为探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系，某实验小组通过如图甲所示装置进行实验。滑块套在水平杆上，随水平杆一起绕竖直杆做匀速圆周运动，力传感器通过一细绳连接滑块，用来测量向心力F的大小。滑块上固定一遮光片，宽度为d，光电门可以记录遮光片通过的时间，测得旋转半径为r。滑块随杆做匀速圆周运动，每经过光电门一次，通过力传感器和光电门就同时获得一组向心力F和角速度ω的数据。

（1）为了探究向心力与角速度的关系，需要控制滑块质量和_________保持不变，某次旋转过程中遮光片经过光电门时的遮光时间为△t，则角速度ω=_________；

（2）以F为纵坐标，以为横坐标，可在坐标纸中描出数据点作一条如图乙所示直线，若图像的斜率为k，则滑块的质量为_________（用k、r、d表示），图线不过坐标原点的原因____________________。

16. （6分）某学习小组利用图1所示装置进行“研究合外力做功和动能变化的关系”的实验.

①将轨道放在水平桌面上，装有细沙的小桶用绕过滑轮的细绳牵引小车，调整小桶中细沙的质量，接通打点计时器电源，直至打出的纸带上的点分布均匀，取下小桶，用天平测出小桶及内部细沙的总质量为；

②增加小桶中细沙的质量，用天平测出小桶及内部细沙的总质量为，挂上小桶，接通电源，释放小车，打出一条纸带。如图2所示。

③纸带上O点为小车运动起始时刻所打的点，测得O点到E点间的距离为L，D点到F点间的距离为S，小车的质量为M，打点计时器的打点时间间隔为t，重力加速度为g.

（1）若将细沙和小桶的重力当作小车所受牵引力，与小车质量M应满足的关系为_________，小车运动过程中所受合外力为_________（用题中所给物理量表示）。

（2）本实验最终要验证的数学表达式为_________（用题中所给物理量表示）。

四、计算题（本大题共4小题，共计32分）

17. （7分）如图所示，在竖直平面内有一半径的半圆环轨道，最高点为P点，半圆环与水平地面相切于圆环的端点A。现让一可视为质点的小滑块从A点冲上竖直半圆环，若小滑块恰能通过P点，最后落在水平地面上C点（图上未画）。已知重力加速度，所有接触面都光滑。求：

（1）滑块离开P点后多长时间落地；

（2）A、C之间距离为多大.

18. （7分）两颗人造地球卫星，在同一平面上沿相同绕行方向绕地球做匀速圆周运动，它们的轨道半径分别为2R、8R，R为地球半径，地面重力加速度为g，如果我们把两卫星相距最近称为两卫星相遇。求：

（1）地球的第一宇宙速度；

（2）这两颗卫星每隔多长时间相遇一次。

19. （9分）如图甲所示，在水平路段AB上有一质量为的汽车，正以10m/s的速度向右匀速直线运动，汽车前方的水平路段BC较粗糙，汽车通过整个ABC路段的v-t图象如图乙（在t=15s处水平虚线与曲线相切），运动过程中汽车发动机的输出功率保持20kW不变，假设汽车在两个路段上运动时受到的阻力恒定不变。（解题时将汽车看成质点）

（1）求汽车在AB路段上运动时所受的阻力和BC路段上运动时所受的阻力

（2）求汽车从B到C的过程中牵引力做的功

（3）求BC路段的长度

20. （9分）滑板运动是一项惊险刺激的运动，深受青少年的喜爱。如图是滑板运动的轨道，AB和CD是一段光滑圆弧形轨道，BC是一段长l =7m的水平轨道。一运动员从AB轨道上的P点以的速度下滑，经BC轨道后冲上CD轨道，到Q点时速度减为零。已知，，运动员的质量，不计圆弧轨道上的摩擦，取，求：

（1）运动员第一次经过B点、C点时的速率各是多少？

（2）运动员与BC轨道的动摩擦因数为多大？

（3）运动员最后停在BC轨道上距B点多远处？

太原五中2022-2023学年度第二学期月考

高 一 物 理 答 案

1. B  2. A  3. A  4. B  5. B  6. D  7. C  8. D  9. B

10. CD  11. AD  12. ABC 13. AD  14. BD

15. （1）旋转半径；（1分） ；（2分）

（2）；（2分） 滑块受到摩擦力（1分）

16. （1）（2分） （2分）

（2（2分）

17. （1） （2分）

 （1分）

（2） （2分）

 （1分）

 （1分）

18. 解：设地球的质量为M，静止在地面上的物体所受重力等于万有引力，即，

解得： （1分）

（1）设地球的第一宇宙速度为v，万有引力提供向心力，由牛顿第二定律得：（1分）

解得：； （1分

（2）设卫星的质量为m，万有引力提供向心力，由牛顿第二定律得：，（1分）

解得卫星的角速度：，

两颗卫星的角速度分别为； （1分）

设这两颗卫星每隔时间t相遇一次，则（1分）

解得： （1分）

答：（1）地球的第一宇宙速度是；

（2）这两颗卫星每隔遇一次。

19. （1）（1）汽车在AB路段时，有

     联立解得（2分）

s时汽车处于平衡状态：   

联立解得（2分）

（2）（2分）

（3）由动能定理得（2分）

解得（1分）

20. 解：（1）从A到B，由动能定理得：

 （1分）

从C到Q的过程中，由动能定理得：

 （1分）

代入数据解得： （1分）

（2）在B至C过程中，由动能定理有：

 （2分）

代入数据解得：。（1分）

（3）设运动员在BC滑行的总路程为。

对整个过程，由动能定理得：

 （2分）

代入数据解得：（1分） 故运动员最后停在距B点2m的地方。