铭仁园中学2022-2023学年高一下学期5月月考
物 理 试 题
考试时间：75分钟 满分：100分。
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，只有一项符合要求）
1．下列说法不正确的是
A．由开普勒第一定律可知：所有的行星绕太阳运动的轨迹都是椭圆，太阳处于椭圆的一个焦点上
B．平抛运动从抛出到某时刻的位移与水平方向的夹角等于此时速度与水平方向的夹角
C．物体在变力作用下可能做曲线运动
D．合运动的速度不一定大于两个分运动的速度
2．如图，AB两点为奶茶塑封机手压杆上的两点，A在杆的顶端，B在杆的中点处。杆在向下转动的过程中，下列说法正确的是
A．A、B两点角速度大小之比为1∶2
B．A、B两点周期大小之比为2∶1
C．A、B两点线速度大小之比为2∶1
D．A、B两点向心加速度大小之比为1∶1
(
墙壁
球拍
45°
A
B
v
0
) 3．如图所示，某同学对着墙壁练习打乒乓球（视为质点），某次乒乓球与墙壁上的A点碰撞后水平弹离，恰好垂直落在球拍上的B点。取重力加速度大小g=10 m/s2，不计空气阻力。若球拍与水平方向的夹角为45°，乒乓球落到球拍前瞬间的速度大小为6 m/s，则A、B两点的高度差为
A．0.9 m B．0.6 m
C．0.3 m D．0.1 m
4．2021年5月15日7时18分，天问一号探测器成功着陆于火星乌托邦平原南部预选着陆区，我国首次火星探测任务着陆火星取得成功。火星探测器着陆火星时，就可以用下面方法测量的火星的半径：先让飞船在火星引力的作用下在火星表面附近绕火星做匀速圆周运动，记下环绕一周所用的时间T，然后回到火星表面，从高h处自由落下一个小球，记录小球下落的时间t，由此可测得火星的半径为
A． B． C． D．
5．如图所示，长均为L的两根轻绳，一端共同系住质量为 (
A
B
m
)m的小球，另一端分别固定在等高的A、B两点，A、B两点间的距离也为L。重力加速度大小为g。现使小球在竖直平面内以AB为轴做圆周运动，若小球在最高点速率为v时，两根绳的拉力恰好均为零，则小球在最高点速率为2v时，每根绳的拉力大小为
A． B． C．3mg D．
6．如图所示，水平光滑长杆上套有物块A，一细线跨过固定在天花板上O点的轻质定滑轮一端连接A，另一端悬挂物块B。开始时A位于P点，M为O点正下方杆上一点，现将A、B由静止 (
B
A
P
N
M
O
)释放。当A通过杆上N点时，绳与水平方向夹角为37°，取sin 37°=0.6，cos 37°=0.8，关于释放后的过程，下列说法正确的是
A．A从P到M过程，A的速度先增大后减小
B．A从P到M过程，B一直处于失重状态
C．A通过N点时速度与此时B的速度大小比为5∶4
D．A到达M之前，绳子对B的拉力始终大于B的重力
7．如图所示，两人各自用吸管吹黄豆，甲黄豆从吸管末端P点水平射出的同时乙黄豆从另一吸管末端M点斜向上射出，经过一段时间后两黄豆在N点相遇，曲线1和2分别为甲、乙黄豆的运动轨迹。若M点在P点正下方，M点与N点位于同一水平线上，且PM长度等于MN的长度，不计黄豆的空气阻力，可将黄豆看成质点，则
A．乙黄豆相对于M点上升的最大高度为PM长度一半
B．甲黄豆在P点速度与乙黄豆在最高点的速度相等
C．两黄豆相遇时甲的速度大小为乙的两倍
D．两黄豆相遇时甲的速度与水平方向的夹角为乙的两倍
二、多选题（本大题有3个小题，每小题5分，共15分。在每小题给出的选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。）
8．如图所示，小船沿直线AB过河，船头始终垂直于河岸。船在静水中的速度为4 m/s，河宽80 m，水流速度为5 m/s。下列结论正确的是 (
A
B
v
水
)
A．减小船速，过河时间不变
B．增加水速，过河时间不变
C．渡河时间为20 s
D．B点位于河对岸下游60 m
9．在银河系中，双星的数量非常多，研究双星，对于了解恒星形成和演化过程的多样性有重要的意义。如图所示为由A、B两颗恒星组成的双星系统，A、B绕连线上一点O做圆周运动，测得A、B两颗恒星间的距离为L，恒星A的周期为T，其中一颗恒星做圆周运动的向心加速度是另一颗恒星的2倍，则 (
A
B
O
)
A．恒星B的周期为T
B．A、B两颗恒星质量之比为2∶1
C．恒星B的线速度是恒星A的2倍
D．A、B两颗恒星质量之和为
10．如图所示，一倾斜的匀质圆盘可绕通过圆心、垂直于盘面的固定轴以不同的角速度匀速转动，盘面上离转轴距离为l＝5 cm处有一可视为质点的小物体始终相对静止在圆盘上。已知物块与盘面间的动摩擦因数为，盘面与水平面的夹角θ=30°，重力加速度大小为g=10 m/s2，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，下列说法正确的是
A．小物体运动到最高点时所受静摩擦力可能为零
B．小物体运动过程中静摩擦力方向始终都是通 (
ω
m
θ
)过圆盘中心，但不一定指向圆盘中心，也可能是背离圆盘中心
C．圆盘做匀速圆周运动，小物体运动到与圆盘圆心等高点时摩擦力方向并不指向圆盘中心
D．若要小物体与圆盘始终保持相对静止，圆盘角速度的最大值为
三、实验题（本题共2小题，13题6分，14题9分，共15分。）
11．某学习小组用图甲和图乙所示的装置“探究平抛运动的特点”。
(
A
B
M
N
甲
乙
y
/cm
0
x
/cm
A
B
44.1
19.6
32.0
48.0
丙
)
(1)某同学用如图甲所示的装置。用小锤打击弹性金属片，金属片把球A沿水平方向弹出，同时B球被松开，自由下落，观察到两球同时落地，改变小锤打击的力度，即改变A球弹出时的速度，两球仍然同时落地，这个实验说明了平抛运动 。
A．竖直方向做自由落体运动
B．水平方向做匀速运动
C．无法确定平抛运动的规律
(2)某同学用图乙装置实验时，以下是实验过程中的一些做法，其中合理的是_______；
A．每次小球释放的初始位置可以任意选择
B．安装斜槽轨道，使其末端保持水平
C．每次小球应从同一高度由静止释放
D．为描出小球的运动轨迹，描绘的点可以用折线连接
(3)图丙是某同学在实验中，得到的轨迹图，其中O点为平抛运动的起点，根据平抛运动的规律及图中给出的数据，可计算出小球平抛的初速度v0= m/s。（g=9.8 m/s2）
12．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。
(
光电门
滑块
力传感器
甲
F/
N
O
乙
)
(1)为了探究向心力与角速度的关系，需要控制 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，图线不过坐标原点的原因是 。
四、计算题（本题共3小题，共42分。13题12分，14题12分，15题18分。）
13．《流浪地球2》中太空电梯非常吸引观众眼球。太空电梯通过超级缆绳连接地球赤道上固定基地与配重空间站，它们随地球以同步静止状态一起旋转，如图所示。图中配重空间站比同步卫星更高，距地面高达10R。若地球半径为R，自转周期为T，重力加速度为g，求：
(1)通过缆绳连接的配重空间站速度大小为多少；
(2)若配重空间站没有缆绳连接，在该处其速度大小又为多少；若缆绳断裂，空间站是被甩出去，还是掉落回地球？
(
R
赤道
太空电梯
超级缆绳
货物
同步空间站
配重空间站
g
0
)
14．如图所示，水平放置的正方形光滑玻璃板abcd，边长L=4 m，距地面的高度为H=5 m，玻璃板正中间有一个光滑的小孔O，一根细线穿过小孔，两端分别系着小球A和小物块B，当小球A以速度v=3 m/s在玻璃板上绕O点做匀速圆周运动时，AO间的距离为l=1 m。已知A的质量为mA=1 kg，重力加速度为g取10 m/s2。
(1)求小物块B的质量mB；
(2)当小球速度方向平行于玻璃板ad边时，剪断细线，则小球落地前瞬间的速度多大；
(3)在(2)的情况下，若小球和物体落地后均不再运动，则两者落地点间的距离为多少。
(
H
A
B
O
v
a
b
c
d
地面
)
15．如图所示，高为H=4 m，倾角θ=30°的斜劈固定在水平面上，其上放有质量为m=0.1 kg，长为L=1.125 m的薄木板(厚度可忽略不计)，薄板左端与斜劈顶端对齐，薄板与斜劈间的动摩擦因数。有质量也为的小物块(可视为质点)从左侧圆弧轨道的最低点A处水平滑出，圆弧轨道的圆心在A的正上方，半径为R=0.5 m，A与斜劈顶点的高度差为h=0.45 m。小物块从A处滑出后，恰好掉在薄板上端，沿薄板下滑。小物块与薄板的动摩擦因数为。已知薄板下端底部有一挡板，可使物块与挡板碰撞时，物块和薄板速度交换。若忽略空气阻力，重力加速度g取10 m/s2，求：
(1)在A处小物块对圆弧的压力；
(2)小物块第一次运动至挡板时，小物块在薄板上的运动时间；
(
θ
A
B
C
H
h
) (3)薄板运动的总路程。铭仁园中学2022-2023学年高一下学期5月月考
物 理 试 题 答 案
1.【答案】B
【解析】
【详解】A．由开普勒第一定律可知：所有的行星绕太阳运动的轨迹都是椭圆，太阳处于椭圆的一个焦点上，故A正确；
B．平抛运动从抛出到某时刻的位移与水平方向的夹角正切值等于此时速度与水平方向的夹角正切值的二分之一，故B错误；
C．物体在变力作用下可能做曲线运动，如匀速圆周运动，故C正确；
D．合运动的速度不一定大于两个分运动的速度，如两个分运动速度大小相等方向相反，合运动速度为零，小于两个分运动的速度，故D正确。
故选B。
2.【答案】C
【解析】
【详解】AB．由于为同轴转动，角速度相同，周期也相同，A，B选项错误；
根据
AB两点的线速度之比
C正确；
D．根据向心加速度公式
可知向心加速度之比为
D错误。
故选C。
3. 【答案】A
【解析】
【详解】由于恰好垂直落在球拍上的Q点，根据几何关系得
解得
根据乒乓球在竖直方向上的运动规律，由
解得
故选A。
4.【答案】D
【解析】
【详解】因为飞船在火星表面附近绕火星做匀速圆周运动时，满足
又在天体表面满足
又由自由落体运动规律得
联立解得
故选D。
5.【答案】A
【解析】
【详解】设小球在竖直面内做圆周运动的半径为r，小球运动到最高点时轻绳与圆周运动轨道平面的夹角为
则
根据题述小球在最高点速率为v时，两根绳的拉力恰好均为零，有
小球在最高点速率为时，设每根绳拉力大小为，则有
解得
故选A。
6. 【答案】C
【解析】
【详解】A．物块A从P到M过程，绳子的拉力与A运动方向夹角为锐角，根据A的速度一直增加，故A错误；
B．开始时B的速度为零，当物块A到达M点时，物块B下降到最低点，因此B的速度又为零，则B从释放到最低点过程，速度先增大后减小，先向下加速后向下减速，先失重后超重，故B错误；
C．物块A在N点时，将A的速度进行分析，沿绳方向的分速度大小等于物块B的速度大小，根据图中几何关系可得
故C正确；
D．B从释放到最低点过程，速度先增大后减小，先向下加速后向下减速，先失重后超重，所以绳子对B拉力先小于后大于B的重力，故D错误。
故选C。
7. 【答案】B
【解析】
【详解】A．对甲黄豆竖直方向有
对乙黄豆在从M点运动至最高点的过程中，由逆向思维得上升的最大高度为
所以乙黄豆相对于M点上升的最大高度为PM长度的，故A错误；
B．设甲黄豆做平抛运动的时间为t,那么乙黄豆做斜抛运动的时间也为t。设，甲黄豆在P点的速度为，乙黄豆到达最高点的速度为。
对甲黄豆水平方向有
对乙黄豆从M点运动至N点水平方向有
联立解得
即甲黄豆在P点速度与乙黄豆在最高点的速度相等，故B正确；
C．对甲黄豆到N点时，在竖直方向上有
结合
得甲黄豆到达N点时的速度为
乙黄豆在M点的竖直方向分速度为
乙黄豆在N点的速度大小为
则
故C错误；
D．两黄豆相遇时甲的速度与水平方向的夹角正切值为
乙的速度与水平方向的夹角正切值为
所以两黄豆相遇时甲的速度与水平方向的夹角的正切值为乙的两倍，两黄豆相遇时甲的速度与水平方向的夹角并非乙的两倍，故D错误。
故选B。
8. 【答案】BC
【解析】
【详解】ABC．船头始终垂直于河岸，渡河时间为
减小船速，渡河时间变长，渡河时间与水速无关，故A错误，BC正确；
D．B点位于河岸下游
故D错误。
故选BC。
9. 【答案】AD
【解析】
【详解】A．由于A、B两恒星连线始终过O点，运动周期相同，均为T，A正确；
B．根据
①
可知
②
又由于
③
④
联立可得
⑤
B错误；
C．根据
⑥
②⑥联立可得
C错误；
D．由③④联立可得
D正确。
故选AD。
10. 【答案】CD
【解析】
【详解】AD．小物块在最低点即将滑动时，由牛顿第二定律有
解得圆盘角速度的最大值
小物块在最高点不受摩擦力，根据牛顿第二定律有
解得小物块在最高点不受摩擦力时的角速度
代入数据解得
由于物体与圆盘相对静止，故角速度不会超过，故摩擦力不能为零，故A错误，D正确；
BC．由于做匀速圆周运动，合力方向指向圆盘中心，除掉最高点和最低点外其他位置摩擦力方向均不通过圆盘中心，故B错误，C正确。
故选CD。
第Ⅱ卷（非选择题 共57分）
三、实验题：本题共2小题，13题6分，14题9分，共15分．
11. 【答案】 ①. A ②. BC ③. 1.6
【解析】
【详解】（1）[1]小球B做自由落体运动，小球A做平抛运动，两小球落地时间相同，说明平抛运动在竖直方向上是自由落体运动。
故选A。
（2）[2] AC．为保证小球多次运动是同一轨迹，每次小球由同一位置从静止释放，故A错误，C正确；
B．斜槽末端水平，才能保证小球离开斜槽末端时速度为水平方向，故B正确；
D．小球的运动轨迹是平滑曲线，故连线时不能用折线，故D错误。
故选BC。
（3）[3]由题图可知，，，所以有
解得
12. 【答案】 ①. 滑块质量 ②. 旋转半径 ③. ④. 滑块受到摩擦力
【解析】
【详解】（1）[1][2]根据控制变量法，为了探究向心力与角速度的关系，需要控制滑块质量和旋转的半径不变。
[3]物体转动的线速度为
其中
v = ωr
则
（2）[4]图线不过坐标原点的原因是：滑块和水平杆之间有摩擦力，开始一段时间，摩擦力提供向心力，当摩擦力达到最大值后，才存在绳子拉力。
四、计算题（本题共3小题，共42分。13题12分，14题12分，15题18分。）
13. 【答案】（1）；（2），见解析
【解析】
【详解】（1）配重空间站绕地心转动的周期与地球自转的周期相同，通过缆绳连接的配重空间站速度大小为
（2）若配重空间站没有缆绳连接，由万有引力提供向心力得
地面的物体
解得
由于
若缆绳断裂，空间站做离心运动，被甩出去。
14. 【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）细线对A球拉力提供A球的向心力，对B拉力等于B的重力，得
得
小球A以3m/s从玻璃板上平抛出去，根据平抛运动规律
落地竖直方向的分速度：
vy==10m/s
落地速度为
（3）小球A平抛运动的水平位移为
竖直方向
联立得
两者落地点间的距离为
15.【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）小物块从A处滑出后，恰好掉在薄板上端则可知小物块做平抛运动速度得偏向角为，设小物块在A点的速度为，掉在薄板上端时在竖直方向的分速度为，根据几何关系及平抛运动的相关知识可得
，，
联立解得
小物块在曲面上做圆周运动，设到达最低点A处时轨道对小物块的支持力为，根据牛顿第二定律有
解得
由牛顿第三定律可知小物块对最低点的压力为
（2）设小物块落到薄板上后运动的加速度大小为，薄板运动的加速度大小为，根据牛顿第二定律，对小木块和薄板分别有
解得
，
小木块落入薄板上时的速度大小为
设小物块第一次运动至挡板处时的时间为，小物块与薄板相对于斜劈的位移分别为、，则小物块的位移和薄板的位移之间的关系为
及
代入数据解得
或（不合题意舍去）
（3）由题意知，块与挡板碰撞时，物块和薄板速度交换，设第一次碰撞时，木块的速度为，木板的速度为，则有
交换速度后木板运动的比木块运动的快，设过程木块和木板的加速度大小分别为和，则根据牛顿第二定律有
解得
，
设它们达到共速所用的时间为，则有
解得
达到共速后木块和木板不再发生相对滑动，一起做减速运动，直至速度减为零，设达到共速的速度大小为，碰撞后达到共速时木板的位移为，则有
，
之后一起做减速运动的位移设为，设过程木块和木板的加速度大小为a5，则根据牛顿第二定律有
-2mg5
根据匀变速直线运动的速度位移关系有：
v32 =2a5
解得
则薄木板运动的总路程为
其中
解得
