江西省余干县中2022-2023学年高一下学期4月考物理试卷（昱鸿班）（含解析）

余干县中2022-2023学年高一下学期4月考
物理试卷（昱鸿班）
考试时间：75分钟；
一、单选题（每小题4分，共28分）
1．杨氏弹性模量是表征弹性限度内物质材料抗拉或抗压能力的物理量，当一条长度为L、横截面面积为S的金属丝在力F作用下伸长时，叫应力，叫应变，应力与应变的比值即弹性模量，由以上信息可以推断弹性模量的单位应为（ ）
A． B． C． D．
2. 2021年5月15日，中国首次火星探测任务“天问一号”着陆巡视器安全“到站”，着陆乌托邦平原，红色火星第一次留下了中国印迹。在发射探测器的过程中，探测器绕地球在轨道1上做匀速圆周运动的轨道半径为R1(图a),绕火星在轨道2上做匀速圆周运动的轨道半径为R2(图b).地球与火星的质量分别为M1、M2,二者均可视为质量分布均匀的球体。在相同时间内,探测器与地球球心连线扫过的面积为S1与火星中心连线扫过的面积为S2，则是
A. B. C. D.
3．两卫星均在地球赤道平面自西向东做匀速圆周运动。已知地球半径为R，卫星B为近地轨道卫星，引力常量为G。若测得卫星A的周期是卫星B的2倍，且从两卫星与地心共线开始，每隔时间t两卫星就与地心再次共线，由此可知（　　）
A．卫星B的周期为 B．卫星A距地面的高度为R
C．地球的平均密度为 D．地球的第一宇宙速度为
4．中欧班列在欧亚大陆开辟了“生命之路”，为国际抗疫贡献了中国力量。某运送防疫物资的班列由40节质量相等的车厢组成，在车头牵引下，列车沿平直轨道匀加速行驶时，第2节对第3节车厢的牵引力为F。若每节车厢所受摩擦力、空气阻力均相等，则倒数第2节车厢对最后一节车厢的牵引力为（　　）
A．F B． C． D．
5.美国宇航局2011年12月5日宣布，他们发现了太阳系外第一颗类似地球的、可适合居住的行星——“开普勒—226”，其直径约为地球的2.4倍。至今其确切质量和表面成分仍不清楚，假设该行星的密度和地球相当，根据以上信息，估算该行星的第一宇宙速度等于（　　）
A. 1.9×104m/s B. 3.3×103m/s C. 7.9×103m/s D. 1.2×104m/s
6.如图甲所示，物块A 与木板B 静止在光滑水平地面上，现给物块A 一初速度，1s后两物体相对静止一起匀速运动，它们的位移-时间图像如乙图所示， A、B 两物体的质量比为( )
A.4:3 B.2:1 C.3:2 D.5:2
7．如图所示，长为l的轻杆，一端固定一个质量为m的小球，另一端有固定转动轴O，杆可在竖直面内绕转动轴O无摩擦转动；质量为m的物块放置在光滑水平面上，开始时，使小球靠在物块的光滑侧面上，轻杆与水平面夹角45°，用手控制物块静止，然后释放物块，在之后球与物块运动的过程中，下列说法正确的是（　　）
A．球与物块分离前，杆上的弹力逐渐增大
B．球与物块分离前，球与物块的速度相等
C．球与物块分离前，物块的速度先增大后减小
D．球与物块分离时，球的加速度等于重力加速度
二、多选题（每小题6分，共18分）
8．一辆汽车以一定的初速度在平直的路面上匀速正常行驶，某时刻司机突然发现前方有一小孩正在横穿马路，于是他立即刹车，汽车刹车后第1s内的位移大小为16m，第3s内的位移为1m，若将汽车刹车后的运动看作加速度大小为a的匀减速直线运动，忽略司机的反应时间和制动系统的响应时间，则下列说法正确的是（ ）
A.汽车刹车时的加速度大小为a=7.5m/s2 B.汽车刹车时的加速度大小为a=8m/s2
C.汽车正常行驶的速度大小为20m/s D.汽车刹车后第2s末的速度为15m/s
9．如图甲所示，小球用不可伸长的轻绳连接后绕固定点O在竖直面内做圆周运动，小球经过最高点时的速度大小为v，此时绳子的拉力大小为FT，拉力FT与速度的平方v2的关系图像如图乙所示，图像中的数据a和b，包括重力加速度g都为已知量，则以下说法正确的是（　　）
A．数据a与小球的质量无关
B．数据b与小球的质量无关
C．比值只与小球的质量有关，与圆周轨迹半径无关
D．利用数据a、b和g能够求出小球的质量和圆周轨迹半径
10．如图1所示，一轻弹簧竖直固定于水平桌面上，另一相同的弹簧下端与光滑固定斜面底端的挡板相连，物体P、Q分别从两弹簧上端由静止释放，加速度a与弹簧压缩量x的关系分别如图2中实线、虚线所示。则
A．光滑斜面的倾角为37°
B．P、Q向下运动达到最大速度
时两弹簧的压缩量之比为
C．P、Q的质量之比为
D．P、Q向下运动过程中的最大
速度之比为
三、实验题（每空2分，共12分）
11．为了更好地探究质量一定时加速度与力的关系，潇潇同学设计了如图所示的实验装置。其中M为带滑轮的小车的质量，m为砂和砂桶的质量。（滑轮质量不计）
（1）操作本实验时，以下操作步骤正确的有________；
A．用天平测出砂和砂桶的质量
B．为减小实验误差，改变砂和砂桶质量时，必须要满足砂和砂桶的质量m远小于小车的质量M
C．将带滑轮的长木板右端垫高，以平衡摩擦力
D．为保证纸带上打点的清晰度和点的数量，小车释放时要靠近打点计时器，先释放小车，再接通电源，打出一条纸带，同时记录弹簧测力计的示数
（2）该同学在实验中得到如图所示的一条纸带（两相邻计数点间还有四个点没有画出），若已知打点计时器采用的是50Hz的交流电，根据纸带求出小车的加速度为__________m/s2。
（3）以弹簧测力计的示数F为横坐标，加速度a为纵坐标，画出的a-F图像是一条直线，图线与横坐标的夹角为θ，求得图线的斜率为k，则小车的质量为__________。
A．k B． C． D．
12．在“探究平抛运动的特点”的实验中：
（1）让小球多次沿同一轨道运动，通过描点法画出小球平抛运动的轨迹。下列操作正确的是___________。
A．检查轨道末端槽口是否水平 B．每次由不同位置静止释放小球
C．每次必须等距离下降并记录小球位置
D．小球运动时不应与木板上的白纸相接触
（2）用一张印有小方格的纸记录轨迹，小方格的边长L=7.5cm，若小球在平抛运动中的几个位置如图中的a、b、c所示，取重力加速度大小g=10m/s2，则小球平抛的初速度大小v0=___________m/s，小球在b点的速度大小vb=___________m/s。（结果均保留三位有效数字）
四、解答题（13小题12分，14小题15分，15小题15分，共42分）
13. 如图所示，BC是半径 m且竖直放置的光滑细圆管，O为细圆管的圆心，在细圆管的末端C连接倾角为45°、动摩擦因数μ=0.6的足够长粗糙斜面。一质量为m=0.5 kg的小球从O点正上方某处A点以v0水平抛出后，恰好能垂直OB从B点进入细圆管，小球从进入圆管开始受到始终竖直向上的力F=5 N的作用，当小球运动到圆管的末端C时作用力F立即消失，小球能平滑地冲上粗糙斜面。(取g=10 m/s2)，不计空气阻力
(1)小球从A点水平抛出的初速度v0为多少；
(2)小球在圆管中运动时对圆管的压力是多少；
(3)小球在CD斜面上运动的最大位移是多少。
14．如图所示，在光滑的水平面上有一足够长的质量为M＝4kg的长木板，在长木板右端有一质量为m＝1kg的小物块，长木板与小物块间动摩擦因数为μ＝0.2，长木板与小物块均静止。现用水平恒力F作用在木板上，则
（1）外力F至少多大可以使二者发生相对滑动？
（2）若F＝18N，经时间t＝1s撤去水平恒力F，求1s末长木板和小物块的速度分别为多大？
（3）在（2）的条件下，最终小物块距离长木板右端多远？
15．如图所示，水平高台右侧有倾角的斜面，斜面连接有平行斜面且足够长的传送带。一物块从高台右端以速度大小水平抛出，刚好无碰撞滑上斜面。已知斜面顶端A到传送带顶端B的距离，物块与斜面、传送带间的动摩擦因数均为，不计空气阻力，重力加速度g取。
（1）若传送带静止，求物块沿传送带下滑的最大距离；
（2）若传送带沿逆时针匀速转动，物块最终静止在斜面上距A点的位置，求传送带速度大小及物块从抛出到静止所用的时间。
余干县中2022-2023学年高一下学期4月考
物理试卷（昱鸿班）参考答案：
1．B
【详解】由题意知应力的单位为
应变无单位，故应力与应变比值的单位即应力的单位。
故选B。
2．A
3．C
【详解】A．每隔时间t，两卫星与地心共线一次，则有
又
解得
A错误；
B．因卫星B的轨道半径，由开普勒第三定律有
解得
故卫星A距地面的高度为
B错误；
C．对卫星B，有
解得
又
联立解得
C正确；
D．卫星B的运行速度即地球的第一宇宙速度，为
D错误。
故选C。
4．C
【详解】根据题意可知第2节车厢对第3节车厢的牵引力为F，因为每节车厢质量相等，阻力相同，故第2节对第3节车厢根据牛顿第二定律有
设倒数第2节车厢对最后一节车厢的牵引力为F1，则根据牛顿第二定律有
解得
故选C。
5．A
6．B
7．D
【详解】AD．对小球和物块整体受力分析，受重力，杆的弹力F，地面的支持力FN，如图1所示，
在水平方向由牛顿第二定律得
分离后物块的加速度为零，可知在球与物块分离前，物块的加速度逐渐减小，而小球水平方向的分加速度与物块的加速度相等，所以物块的水平方向分加速度逐渐减小，而逐渐增大，所以弹力逐渐减小，当恰好分离时，水平加速度为零，弹力为零，球只受重力，加速度等于重力加速度g，故A错误，D正确；
B．设球的速度为v，球与物块分离前，物块与球的水平速度相等，球的速度与杆垂直向下，如图2所示，
将球的速度分解为水平方向和竖直方向两个分速度，由图可知，球的速度大于物块的速度，故B错误；
C．由于地面光滑，杆对物块的弹力始终向左，物块的加速度始终向左，所以物块一直加速，故C错误。
故选D。
8．BC
9．AD
【详解】A．由题图乙可知，当v2＝a时，此时绳子的拉力为零，小球的重力提供其做圆周运动的向心力，则由牛顿第二定律得
解得
即，与小球的质量无关，故A正确；
B．当v2＝2a时，对小球受力分析，则由牛顿第二定律得
解得
即b与小球的质量有关，故B错误；
C．根据上述分析可知
与小球的质量有关，与圆周轨迹半径也有关，故C错误；
D．由上述可知
，
故D正确。
故选AD。
10.CD
11． C 0.72 B
【详解】（1）[1]AB．本实验中小车受到的拉力可直接由弹簧测力计测出，所以不需要测量砂和砂桶的质量，也不需要满足砂和砂桶的质量远小于小车的质量，故AB错误；
C．将线的拉力视为小车的合外力，所以本实验需要平衡摩擦力，可将带滑轮的长木板右端垫高，以平衡摩擦为力，故C正确；
D．小车释放时要靠近打点计时器，先接通电源，再释放小车，打出一条纸带，同时记录弹簧测力计的示数，故D错误。
故选C。
（2）[2]根据逐差法可得加速度为
（3）[3]对小车，根据牛顿第二定律可得
可知图线的斜率为
即
故选B。
12． AD##DA 3.00 3.25
【详解】（1）[1]
A．为保证小球离开轨道之后做平抛运动，轨道末端槽口必须保持水平，A正确；
B．为保证每次小球做平抛运动的初速度相等，必须保证每次由同一位置静止释放小球，B错误；
C．进行数据处理时，不需要竖直方向位移等距变化，所以不需要每次等距离下降并记录小球位置，C错误；
D．为减小小球运动时受到的阻力，小球运动时不应与木板上的白纸相接触，D正确。
故选AD。
（2）[2]小球在平抛运动过程中，水平方向满足
竖直方向满足
解得
[3]小球在b点时，竖直方向分速度为
则b点的速度大小为
13．【答案】(1)2 m/s　(2)5 N　(3) m
【详解】(1)小球从A运动到B为平抛运动，有
rsin 45°=v0t
在B点
tan 45°=
联立以上两式解得
v0=2 m/s
(2)在B点根据平抛运动的速度规律，有
vB==2m/s
对小球受力分析，小球在管中受三个力的作用，因为重力与外加的力F平衡，所以小球所受的合力仅为管的外轨对它的压力，即小球在管中做匀速圆周运动，由圆周运动的规律知圆管对小球的作用力为
FN==5 N
根据牛顿第三定律得小球对圆管的压力
FN′=FN=5N
(3)小球在CD上滑行到最高点的过程中，根据牛顿第二定律，有
mgsin 45°＋μmgcos 45°=ma
解得
a=8 m/s2
因为小球在圆管中做匀速圆周运动，所以小球运动到圆管末端C时的速度大小为
vC=vB=2 m/s
根据匀变速直线运动的速度与位移的关系公式，有
x==m
14．（1）；（2），；（3）
【详解】（1）设受到至少的力为 ，对于整体
对于小物块
解得
（2）F＝18N时对木板
则经过1s长木板的速度
撤去 F前小物块的加速度
过1s小物块的速度
小物块相对木板向左的位移为
解得
即刚撤去F时，小物块离长木板右端1m
（3）撤去F后，长木板的加速度大小为
最终速度为
解得
在t′内，小物块相对木板向左的位移为
解得
最终小物块离长木板右端距离为
15．（1）；（2），
【详解】（1）一物块从高台右端以速度大小水平抛出，刚好无碰撞滑上斜面，可知物块在顶端A的速度大小为
若传送带静止，物块在斜面和传送带的加速度大小均为
物块从A到B的过程，根据运动学公式有
解得
设物块沿传送带下滑的最大距离为，则有
解得
（2）若传送带沿逆时针匀速转动，物块最终静止在斜面上距A点的位置，设物块从传送带返回到B点速度为，物块沿斜面上滑过程的加速度大小为
根据运动学公式可得
解得
可知物块在传送带上先向下做匀减速运动到速度为零，再向上做匀加速运动到与传送带共速，之后与传送带相对静止做匀速运动回到B点；则传送带速度大小为
设物块从抛出到顶端A的时间为，则有
解得
物块从顶端A向下做匀减速运动到速度为零所用时间为
物块从速度为零向上做匀加速运动到与传送带共速所用时间为
此过程物块通过的位移为
物块在传送带上匀速运动的时间为
物块从B点滑上斜面到停下所用时间为
则物块从抛出到静止所用的时间为
答案第1页，共2页