[物理]广西河池市十校联盟体2023-2024学年高一下学期5月月考试题(解析版)

这是一份[物理]广西河池市十校联盟体2023-2024学年高一下学期5月月考试题(解析版)，共15页。试卷主要包含了答非选择题时，必须使用0，9km/s，1s等内容，欢迎下载使用。
（试卷总分100分，考试时间75分钟）
注意事项：
1.答题前，务必将自己的姓名、班级、准考证号填写在答题卡规定的位置上。
2.答选择题时，必须使用2B铅笔将答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦擦干净后，再选涂其它答案标号。
3.答非选择题时，必须使用0.5毫米黑色签字笔，将答案书写在答题卡规定的位置上。
4.所有题目必须在答题卡上作答，在试题卷上答题无效。
一、单项选择题（本大题共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. 在物理学建立、发展的过程中，许多物理学家的科学发现推动了人类历史的进步。关于科学家和他们的贡献，下列说法中正确的是（ ）
A. 第谷发现了行星运动规律
B. 开普勒通过研究行星观测记录得出：“在相等时间内，地球与太阳的连线和火星与太阳的连线扫过的面积相等”
C. 提出“日心说”的科学家是牛顿
D. 牛顿进行了“月一地检验”，从而测出了地球与月球中心的距离
【答案】B
【解析】A．开普勒发现了行星运动规律，故A错误；
B．开普勒通过研究行星观测记录得出：“在相等时间内，地球与太阳的连线和火星与太阳的连线扫过的面积相等”，故B正确；
C．提出“日心说”的科学家是哥白尼，故C错误；
D．牛顿进行了“月一地检验”，证明了万有引力定律的正确性，并没有测出了地球与月球中心的距离，故D错误。
故选B。
2. 我国航天人发扬“两弹一星”精神砥砺前行，从“东方红一号”到“北斗”不断创造奇迹。“北斗”第49颗卫星的发射迈出组网的关键一步。该卫星绕地球做圆周运动，运动周期与地球自转周期相同，在轨道上做匀速圆周运动的周期为T0，轨道半径为r0，月球绕地球公转周期为T，月球的轨道半径为（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】根据开普勒第三定律可得
所以
故选A。
3. 2022年10月9日，我国综合性太阳探测卫星“夸父一号”成功发射，实现了对太阳探测的跨越式突破。如图所示，“夸父一号”卫星绕地球做匀速圆周运动，距地面高度约为720km，运行一圈所用时间约为100分钟。下列说法正确的是（ ）
A. “夸父一号”的发射速度小于7.9km/s
B. “夸父一号”绕地球做圆周运动速度大于7.9km/s
C. “夸父一号”绕地球做圆周运动所在轨道的重力加速度大于地球表面的重力加速度
D. “夸父一号”绕地球做圆周运动的线速度大于地球同步卫星的线速度
【答案】D
【解析】A．“夸父一号”卫星绕地球做匀速圆周运动，发射速度大于7.9km/s，故A错误；
B．“夸父一号”卫星绕地球做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力得
可得
，
可知“夸父一号”的轨道半径小于同步卫星的轨道半径，则“夸父一号”绕地球做圆周运动的线速度大于地球同步卫星的线速度；地球第一宇宙速度7.9km/s是卫星绕地球做匀速圆周运动的最大线速度，则“夸父一号”绕地球做圆周运动的速度小于7.9km/s；故B错误，D正确；
C．根据万有引力提供向心力
可得
可知“夸父一号”绕地球做圆周运动所在轨道的重力加速度小于地球表面的重力加速度，故C错误。
故选D。
4. 2021年4月，我国自主研发的空间站“天和”球壳形核心舱成功发射并入轨运行，若核心舱绕地球的运行可视为匀速圆周运动，已知引力常量，由下列物理量能计算出地球质量的是（ ）
A. 球壳形核心舱的半径和绕地线速度大小
B. 球壳形核心舱的质量和绕地周期
C. 球壳形核心舱的绕地角速度大小和绕地周期
D. 球壳形核心舱的绕地线速度大小和绕地角速度大小
【答案】D
【解析】A．根据万有引力提供向心力
所以
若已知球壳形核心舱的轨道半径和绕地线速度大小，则可求地球的质量，故A错误；
BC．根据万有引力提供向心力
所以
若已知球壳形核心舱的质量和绕地周期或者已知球壳形核心舱的绕地角速度大小和绕地周期，均不可求地球的质量，故BC错误；
D．根据万有引力提供向心力
所以
若已知球壳形核心舱的绕地线速度大小和绕地角速度大小，可求地球的质量，故D正确。
故选D。
5. 某一滑雪运动员从滑道滑出并在空中翻转时经多次曝光得到的照片如图所示，每次曝光的时间间隔相等。若运动员的重心轨迹与同速度不计阻力的斜抛小球轨迹重合，A、B、C和D表示重心位置，且A和D处于同一水平高度。下列说法正确的是（ ）
A. 运动员重心的速度变化的方向竖直向下
B. 运动员在A、D位置时重心的速度相同
C. 运动员从A到B和从C到D的时间相同
D. 运动员运动到最高点时重心的速度为零
【答案】A
【解析】A．运动员在空中只受重力作用，加速度为g，则运动员重心的速度变化均为g∆t，速度变化的方向为竖直向下，故A正确；
B．运动员在A、D位置时重心的速度大小相同，但是方向不同，故B错误；
C．由图可知，运动员从A到B为4∆t，从C到D的时间5∆t，时间不相同，故C错误；
D．运动员重心位置的最高点时，竖直分速度为零，但水平分速度不为零，故D错误。
故选A。
6. 达·芬奇的手稿中描述了这样一个实验：一个罐子在空中沿水平直线向右做匀速运动，沿途连续漏出沙子。若不计空气阻力，则在地面观察者看来，下列图中能反映空中沙子排列的几何图形是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】罐子在空中沿水平直线向右做匀速运动，漏出的沙子只受重力，做平抛运动，但漏出的沙子和没有漏出的沙子在水平方向是一样的运动，则沙子的水平位移总是相同的，故在地面观察者看来，沙子在空中是一条竖线。
故选A。
7. “转碟”是传统的杂技项目，如图所示，质量为m的发光物体（可看成质点）放在半径为r的碟子边缘，杂技演员用杆顶住碟子中心，使发光物体随碟子一起在水平面内绕A点做圆周运动。当角速度比较大的时候，碟子边缘看似一个光环。发光物体与碟子的动摩擦因数为，假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，现让碟子从静止开始加速，以下说法正确的是（ ）
A. 加速转动的过程中，发光物体受到的摩擦力指向圆心
B. 当角速度时，发光物体做离心运动
C. 当角速度时，发光物体受到的摩擦力大小等于
D. 当角速度加速到时，发光物体受到的合力大小等于
【答案】B
【解析】A．加速转动的过程中，发光物体的线速度逐渐增大，摩擦力有提供向心力的分力和提供切向方向加速度的分力，所以发光物体受到的摩擦力不指向圆心，故A错误；
BC．当最大静摩擦力刚好提供所需向心力时，有
解得
可知当角速度时，发光物体做离心运动；当角速度时，发光物体受到的静摩擦力大小提供向心力，不等于，故B正确，C错误；
D．当角速度加速到时，发光物体受到的沿半径方向的合力大小
由于沿切线方向有一定合力，所以发光物体受到的合力大小大于，故D错误。
故选B。
二、多项选择题（本大题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项是符合题目要求的。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. 质量为m的小明坐在秋千上摆动到最高点时的照片如图所示，设小明的重心至悬点的距离是r，摆动到最低点时的线速度大小为v，下列说法正确的是（ ）

A. 摆动到最低点时秋千对小明的作用力大于mg
B. 摆动到最高点时小明所受向心力为零
C. 摆动到最高点时小明的速度为零，所受合力为零
D. 摆动到最高点时小明的加速度为零，所受合力为零
【答案】AB
【解析】A．摆动到最低点时，有
则
故A正确；
BCD．在最高点，小明的速度为零，摆绳与竖直方向的夹角为θ，秋千对小明的作用力为F，则对人，沿摆绳方向受力分析有
沿垂直摆绳方向有
则
故B正确，CD错误。
故选AB。
9. 如图所示，在竖直平面内，截面为三角形的小积木悬挂在离地足够高处，一玩具枪的枪口与小积木上P点等高且相距为。当玩具子弹以水平速度从枪口向P点射出时，小积木恰好由静止释放，子弹从射出至击中积木所用时间为t。不计空气阻力（）。下列关于子弹的说法正确的是（ ）
A. 将击中P点，t大于0.1s
B. 将击中P点，t等于0.1s
C. 将击中P点上方，t大于0.1s
D. 击中小积木时，小积木下落位移为5cm
【答案】BD
【解析】子弹和积木在竖直方向均为自由落体运动，相同时间内下落高度相同，则子弹将击中P点，子弹在水平方向做匀速直线运动，则有
解得
击中小积木时，小积木下落位移为
故选BD。
10. 某航天员在地球表面附近某一高度处以初速度水平抛出一个小球，测出水平位移为x。若他在某星球表面附近相同高度再次以初速度水平抛出该小球，测出水平位移为3x。若该星球半径与地球的半径之比为1:2，地球质量为，地球表面附近的重力加速度为，该星球质量为，星球表面附近的重力加速度为，空气阻力不计。则（ ）
A. B.
C. D.
【答案】BD
【解析】AB．根据平抛运动的规律可得
所以
故A错误，B正确；
CD．根据万有引力与重力的关系
可得
所以
故C错误，D正确。
故选BD。
三、实验题（本大题共2小题，共16分。）
11. 用频闪照相记录平抛小球在不同时刻的位置，探究平抛运动的特点。
（1）图1所示的实验中，A球沿水平方向抛出，同时B球自由落下，借助频闪仪拍摄上述运动过程。图2为某次实验的频闪照片的一部分，在误差允许范围内，根据任意时刻A、B两球的竖直高度相同，可判断A球竖直方向做___________运动；通过测量发现相邻两位置水平距离相等，可判断A球水平方向做___________运动。
（2）某同学使小球从距地面1.8m高处水平飞出，用闪光频度（每秒频闪25次）的频闪仪拍摄小球的平抛运动，则相邻两位置的时间间隔是___________s，最多可以得到小球在空中运动的___________个位置的照片（g取）。
（3）某同学实验时忘了标记重垂线方向，为解决此问题，他在频闪照片中，以某位置为坐标原点，沿水平和竖直两个相互垂直的方向作为x轴和y轴正方向，建立直角坐标系xOy，并测量出另外两个位置A点和B点的坐标值：A（，）、B（，），如图3所示。则小球平抛运动的初速度___________。（用，，，，其中的一些字母表示）小球在A点竖直方向的速度___________（用，，，，其中的一些字母表示）
【答案】（1）自由落体 匀速直线 （2） 0.04 15
（3） 或
【解析】
【小问1详解】
在误差允许范围内，根据任意时刻A、B两球的竖直高度相同，则A、B两球在竖直方向由相同的运动情况，可判断A球竖直方向做自由落体运动；通过测量发现相邻两位置水平距离相等，可判断A球水平方向做匀速直线运动。
【小问2详解】
用闪光频度的频闪仪拍摄小球的平抛运动，则相邻两位置的时间间隔为
根据
可得
根据
可知最多可以得到小球在空中运动的15个位置的照片。
【小问3详解】
水平方向有
，
可得小球平抛运动的初速度为
或
竖直方向根据匀变速直线运动中间时刻速度等于该段过程的平均速度，小球在A点竖直方向的速度
12. 用如图所示的演示器用于探究影响向心力大小的因素。长槽横臂的挡板B到转轴的距离是挡板A到转轴的距离的2倍，长槽横臂的挡板A和短槽横臂的挡板C到各自转轴的距离相等。转动手柄使长槽和短槽分别随变速塔轮匀速转动，槽内的球就做匀速圆周运动。横臂的挡板对球的压力提供了向心力。球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力筒下降，从而露出标尺，标尺上的红白相间的等分格显示出两个球所受向心力的相对大小。关于这个实验，在探究向心力大小和半径的关系时，应将传动皮带套在两塔轮半径___________（填写“相同”或“不相同”）的轮盘上，将质量___________（填写“相同”或“不相同”）的小球分别放在挡板B和挡板C处。
【答案】相同 相同
【解析】在探究向心力大小和半径的关系时，需控制角速度与质量相同，应将质量相同的小球分别放在挡板B和挡板C处，变速塔轮边缘的线速度相同，根据
可知应将传动皮带套在两塔轮半径相同的轮盘上
四、计算题（本大题共3小题，共38分。解析应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的不得分，有数字计算的题，答案必须明确写出数值和单位。）
13. 如图所示为风靡小朋友界的风火轮赛车竞速轨道的部分示意图。一质量为的赛车（视为质点）从A处出发，驶过半径的凸形桥B的顶端时B点受到的支持力为，经CD段直线加速后从D点进入半径为的竖直圆轨道，并以某速度驶过圆轨道的最高点E，此时赛车对内、外轨道的作用力恰好均为零。重力加速度g取，试计算：
（1）赛车经过B点时速度的大小；
（2）若赛车以的速率经过E点，求轨道受到来自赛车的弹力。
【答案】（1）；（2），方向竖直向下
【解析】（1）赛车经过点时，由牛顿第二定律得
解得
（2）赛车以某速度驶过圆轨的最高点，赛车对轨道的作用力恰好为零，则有
当赛车以的速率经过点时，设轨道对赛车的弹力方向竖直向上，则有
解得
可知轨道对赛车的弹力方向竖直向上；根据牛顿第三定律可知，轨道受到来自赛车的弹力大小为，方向竖直向下。
14. 已知地球自转角速度为，地球半径为R，地球表面的重力加速度为g。一颗在赤道上空运行的人造地球同步卫星公转方向与地球自转方向相同。求：
（1）地球的第一宇宙速度大小；
（2）该人造地球同步卫星绕地球转动的周期T和离地面的高度H；
【答案】（1）；（2），
【解析】（1）在地球表面附近，重力提供向心力，有
解得
（2）由匀速圆周运动规律
在地球表面附近万有引力约等于重力
万有引力提供同步卫星的向心力
解得
15. 体育课上，甲同学在距离地面高h1=2.5m处将排球水平击出，排球在飞行水平距离x=4.8m后被乙同学在离地h2=0.7m处垫起，垫起后球的速度大小是被垫起前瞬时速度大小v的0.6倍，方向相反。已知排球质量m=0.3kg，取重力加速度g=10m/s2，已知sin37°=0.6，cs37°=0.8，不计空气阻力。求：
（1）排球被水平击出的初速度v0大小；
（2）排球被垫起前瞬时速度v的大小及方向；
（3）被垫起后排球反方向运动过程中最高点离地高度（计算结果请保留三位有效数字）。
【答案】（1）8m/s；（2）10m/s，与水平方向成37°；（3）1.35m
【解析】（1）排球被水平击出，由平抛运动规律，竖直方向有
水平方向
解得
（2）排球被垫起前竖直方向的速度分量为
合速度
解得
解得
即速度与水平方向成37°；
（3）被垫起后反方向运动的初速度为0.6v，竖直向上的分量为
排球在竖直方向上做竖直上抛运动
排球在最高点离地的高度
解得