河北省沧州市河间市14中2022-2023学年高一下学期5月月考物理试题（含解析）

河间市14中2022-2023学年高一下学期5月月考
物理试卷
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
评卷人得分
一、单选题(共28分
1．(本题4分)如图所示，轻质弹簧下端悬挂有一小球，上端固定在水平天花板上，将弹簧拉至水平方向，且弹簧处于原长，现将小球由静止释放，直至其运动到最低点，不计空气阻力，在此过程中（　　）
A．小球做匀速圆周运动
B．弹簧对小球作用力不做功
C．小球所受弹力的瞬时功率始终在增大
D．小球所受重力的瞬时功率先增大后减小
2．(本题4分)如图所示，两根细线分别系有两个完全相同的小球，细线的上端都系于O点，让两个小球的在同一水平面上做匀速圆周运动，已知细线与竖直方向的关角为，细线与竖直方向的夹角为，，下列说法正确的是（　　）
A．细线和细线所受的拉力大小之比为
B．小球1和2的向心力大小之比为
C．小球1和2的角速度之比为1：1
D．小球1和2的线速度大小之比为1：1
3．(本题4分)一根长为L的轻杆下端固定一个质量为m的小球，上端连在光滑水平轴上，轻杆可绕水平轴在竖直平面内运动（不计空气阻力）。当小球在最低点时给它一个水平初速度v0，小球刚好能做完整的圆周运动。若小球在最低点的初速度从v0逐渐增大，则下列判断正确的是（　　）
A．小球能做完整的圆周运动，经过最高点的最小速度为
B．小球在最高点对轻杆的作用力先减小后增大
C．小球在最低点对轻杆的作用力先减小后增大
D．小球在运动过程中所受合外力的方向始终指向圆心
4．(本题4分)如图所示，有、、三颗地球卫星，处在地球附近轨道上运动，在地球椭圆轨道上，在地球的同步卫星轨道上。下列说法中正确的是（　　）
A．对卫星a、c比较，相同时间内卫星转过的弧长最长
B．、、三颗卫星运行速度都小于第一宇宙速度
C．卫星由近地点向远地点运动过程中，机械能减小
D．卫星的动能一定大于卫星的动能
5．(本题4分)如图所示，在不计滑轮摩擦和绳子质量的条件下，汽车匀速向左运动，则(　 )
A．重物匀速上升 B．重物减速上升
C．重物加速上升 D．重物处于失重状态
6．(本题4分)如图，小球甲从A点水平抛出，将小球乙从B点自由释放，两小球先后经过C点时速度大小相等，方向夹角为θ=53°，已知A、C高度差为h，两小球质量均为m，（g=10m/s2， sin53°=0.8，cos53°=0.6），不计空气阻力，由以上条件可知（ ）
A．两小球在C点的速度大小均为
B．A、B两点高度差为
C．两小球在C点时重力的瞬时功率大小相等
D．甲、乙两小球到达C点所用时间之比为3：5
7．(本题4分)质量不同的小球1、2由同一位置先后以不同的初速度竖直向上抛出，运动过程中两小球受到的水平风力恒定且相等，运动轨迹如图所示，忽略竖直方向的空气阻力，则（　　）
A．小球1质量大，初速度大
B．小球1质量大，初速度小
C．小球1质量小，初速度大
D．小球1质量小，初速度小
评卷人得分
二、多选题(共18分
8．(本题6分)为保卫我国神圣领土“钓鱼岛”，我国派遣了10余艘海监船赴“钓鱼岛”海域执行公务．其中一艘海监船在海中xOy平面内运动的轨迹如图所示，下列说法正确的是( 　　)
A．若船在x方向始终匀速，则船在y方向始终匀速
B．若船在x方向始终匀速，则船在y方向先减速后加速
C．若船在y方向始终匀速，则船在x方向始终匀速
D．若船在y方向始终匀速，则船在x方向先加速后减速
9．(本题6分)如图所示，从倾角为的足够长斜面的顶端先后将同一小球以不同的初速度水平向右抛出。第一次抛出时小球的初速度为﹐小球落到斜面上瞬时速度的方向与斜面夹角为﹐落点与抛出点间的距离为；第二次抛出时小球的初速度为，且，小球落到斜面上瞬时速度的方向与斜面夹角为：，落点与抛出点间的距离为。则（ ）
A． B． C． D．
10．(本题6分)在星球M上将一轻弹簧竖直固定在水平桌面上，把物体P轻放在弹簧上端，P由静止向下运动，物体的加速度a与弹簧的压缩量x间的关系如图中实线所示。在另一星球N上用完全相同的弹簧，改用物体Q完成同样的过程，其a- x关系如图中虚线所示。假设两星球均为质量均匀分布的球体。已知星球M的半径是星球N的3倍，则（　　）
A．M与N的密度相等 B．Q的质量是P的3倍
C．N的密度是M的3倍 D．Q的质量是P的6倍
评卷人得分
三、实验题(共20分
11．(本题12分)在做“探究平抛物体的运动”实验时，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：
(1)图是横挡条卡住平抛小球，用铅笔标注小球最高点，确定平抛运动轨迹的方法，坐标原点应选小球在斜槽末端点时的________；
A．球心 B．球的上端 C．球的下端
(2)下图是利用上图装置拍摄小球做平抛运动的频闪照片，由照片可判断实验操作错误的是________；
A．释放小球时初速度不为0 B．释放小球的初始位置不同 C．斜槽末端切线不水平
(3)如图是实验中记录小球的轨迹，图中背景方格的边长表示实际长度0.1m，如果取g=10m/s2，那么：
①由图判断a点_____________（“是”“不是”）平抛运动的抛出点；
②由图可知小球从a运动到b的时间_________s；
③小球平抛运动的初速度为________ m/s；
④小球在b点的速度大小为___________m/s。
12．(本题8分)用如图a所示的实验装置验证物块m1、m2组成的系统机械能守恒。m2从高处由静止开始下落，m1上拖着的纸带打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律。如图b给出的是实验中获取的一条纸带：0是打下的第一个点，每相邻两计数点间还有4个点（图中未标出）交变电流的频率为50Hz，计数点间的距离如图所示．已知m1=50g、m2=150g，（结果均保留三位有效数字）
（1）在打下第“0”到打下第“2”点的过程中系统动能的增量______ J，系统势能的减少量△Ep=______（取当地的重力加速度g=9．8m/s2）
（2）设在纸带上打下计数点2时m2物块所在位置为零势面，则在纸带上打下计数点3时m2的重力势能为______J；
（3）若某同学作出图象如图c所示，则当地的重力加速度g=______m/s2．
评卷人得分
四、解答题(共34分
13．(本题9分)某汽车发动机的额定功率为P，质量m=2000 kg，当汽车在路面上行驶时受到的阻力为车对路面压力的0.1倍．若汽车从静止开始以a=1m/s2的加速度在水平路面上匀加速启动，t1=20s时，达到额定功率．此后汽车以额定功率运动，t2=100 s时速度达到最大值，汽车的v-t图象如图所示，取g=10 m/s2，求：
(1)汽车的额定功率P；
(2)汽车在t1至t2期间的位移s2；
(3)若汽车在路面倾角为θ的斜坡路段行驶，求匀速上坡的最大速度（已知sinθ=0.1，）．
14．(本题10分)如图所示，固定在竖直面内的螺旋状光滑轨道由两个半径不同的圆弧在最低点平滑连接而成。为左侧半圆轨道的竖直直径，为半径为R的圆弧，圆心在O点，B点与O点在同一高度，圆弧所对的圆心角为。一个质量为m的小球从P点水平抛出，刚好从A点无碰撞地进入圆弧轨道，小球运动到B点时，对轨道的压力大小等于，重力加速度为g，，不计空气阻力。求：
（1）小球运动到B点时的速度大小；
（2）小球运动到O点时，对轨道的压力大小；
（3）小球从P点抛出时的初速度大小。
15．(本题15分)如图所示，长为L的轻杆A端固定质量为m的小球，另一端可以绕轴O自由转动。在光滑水平面上，质量为M、边长为x的正方形木块在水平外力的作用下，使轻杆、木块均处于静止状态，此时，杆与水平面夹角为。撤去外力，木块水平向右运动。经过一段时间，杆与水平面夹角为β。重力加速度为g，以水平面为零势能面。求上述过程中：
（1）小球重力势能的最大值EPm；
（2）小球A发生的位移大小xA；
（3）轻杆对木块所做的功W。
参考答案：
1．D
【详解】A．小球下落过程中，弹簧长度在增加，小球做变加速曲线运动，不是匀速圆周运动。故A错误；
B．小球下落过程中，弹簧的弹性势能增加，弹簧对小球做负功。故B错误；
CD．根据
PG=mgvy
可知，开始时小球的速度为零，则重力的瞬时功率为零，到达最低点时，速度的方向与重力垂直，则沿竖直方向的分速度为零，此时重力的瞬时功率又变为零，则小球重力的瞬时功率先变大后减小。同理，小球所受弹力的瞬时功率始先增大后减小。故C错误；D正确。
故选D。
2．C
【详解】A．对小球进行受力分析有
，
解得
A错误；
B．对小球进行受力分析有
，
解得
B错误；
C．由于两个小球的在同一水平面上做匀速圆周运动，即球体到悬点的竖直高度相等，根据
，
解得小球1和2的角速度之比为1：1，C正确；
D．根据
，
解得
D错误。
故选C。
3．B
【详解】A．设轻杆对小球的作用力大小为F，方向向上，小球做完整的圆周运动经过最高点时，对小球，由牛顿第二定律得
当轻杆对小球的作用力大小
时，小球的速度最小，最小值为零，故A错误；
B．由
可得在最高点轻杆对小球的作用力
若小球在最低点的初速度从v0逐渐增大，小球经过最高点时的速度v也逐渐增大，所以轻杆对小球的作用力F先减小后方向增大(先为支持力后为拉力，正负表示力的方向)，由牛顿第三定律可得小球在最高点对轻杆的作用力先减小后增大，故B正确；
C．在最低点，由
可得轻杆对小球的作用力(拉力)
若小球在最低点的初速度从v0逐渐增大，则轻杆对小球的作用力(拉力)一直增大，故C错误；
D．轻杆绕水平轴在竖直平面内运动，小球不是做匀速圆周运动，所以合外力的方向不是始终指向圆心，只有在最低点和最高点合外力的方向才指向圆心，故D错误。
故选B。
4．A
【详解】A．对卫星a、c比较，根据
可得
则a的运行速度最大，则相同时间内卫星转过的弧长最长，选项A正确；
B．因为a处在地球附近轨道上运动，则a的速度等于第一宇宙速度，选项B错误；
C．卫星由近地点向远地点运动过程中，只有地球的引力做功，则机械能不变，选项C错误；
D．卫星的质量关系不确定，则卫星的动能不一定大于卫星的动能，选项D错误。
故选A。
5．C
【详解】设绳子与水平方向的夹角为θ，将小车的速度分解为沿绳子方向和垂直于绳子方向，沿绳子方向的速度等于物体的速度，根据平行四边形定则得，vB=vcosθ，车子在匀速向左的运动过程中，绳子与水平方向的夹角为θ减小，所以物体的速度增大，重物做加速运动，重物处于超重状态，故C正确。
故选C。
6．D
【详解】A．小球甲做平抛运动，竖直方向上做自由落体运动，由
可得甲运动的时间为
竖直分速度
根据运动的合成与分解可知，甲在C点的速度
故A错误；
B．乙球做自由落体运动，下落高度
由题知A、C高度差为h，则A、B高度差为
故B错误；
C．小球甲在C点时重力的瞬时功率为
小球乙在C点的重力的瞬时功率为
故，故C错误；
D．小球甲到达C点所用时间为
小球乙到达C点所用时间为
故
故D正确。
故选D。
7．A
【详解】小球在竖直方向做竖直上抛运动，上升的最大高度
由于小球1上升的高度大，所以小球1的初速度大， 小球在竖直方向最竖直上抛运动，上升最大高度时竖直方向的分速度等于0，所以上升的时间为
由小球1的初速度大知小球1上升的时间长，由图又可知，小球1上升是过程中水平方向的位移比较小，水平方向做匀加速直线运动，位移
由于小球1上升的时间长而水平位移小，且运动过程中两小球受到的水平风力恒定且相等，由牛顿第二定律可知，小球1的质量大，BCD错误，A正确。
故选A。
8．BD
【详解】做曲线运动的物体所受合外力一定指向曲线凹侧，若船在x方向始终匀速，由曲线运动的规律和船的运动轨迹可知，船所受的合外力先沿y轴负方向，再沿y轴正方向，船在y方向先减速后加速；若船在y方向始终匀速，由曲线运动的规律和船的运动轨迹可知，船所受的合外力先沿x轴正方向，再沿x轴负方向，船在x方向先加速后减速，故AC错误，BD正确．
点睛：本题也可以换个角度分析：在相同时间内位移相同，根据相同时间内位移大小的变化判断运动的性质．
9．AC
【详解】AB．如图所示
根据平抛运动规律，有
可得
显然小球落到斜面上瞬时速度的方向与小球抛出时的速度大小无关，故A正确，B错误；
CD．设小球平抛运动位移为s，则
解得
即
所以有
故C正确，D错误。
故选AC。
10．AD
【详解】BD．如图，当x＝0时，对P有
mPgM＝mP·3a0
即星球M表面的重力加速度
gM＝3a0
对Q有
mQgN＝mQa0
即星球N表面的重力加速度
gN＝a0
当P、Q的加速度a＝0时，对P有
mPgM＝kx0
则
对Q有
mQgN＝k·2x0
则
即
mQ＝6mP
B错误，D正确；
AC．根据
mg＝G
可得星球质量
M＝
则星球的密度为
所以M、N的密度之比
A正确，C错误。
故选AD。
11． A C 不是 0.1s 2.0 m/s 2.5 m/s
【详解】(1)[1]．题干中指出用铅笔标注小球的最高点作为小球轨迹的记录点。所以坐标原点也应选为球的最高点即球的上端。故选B。
(2)[2]．由图可知，小球做斜抛运动，可知斜槽末端切线不水平，故选C。
(3)①[3]．因相邻四个点间水平位移相等，可知时间相等，而竖直高度之比为1:2:3，不是1:3:5，则a点不是抛出点；
②[4]．根据△y=L=g△t2得
③[5]．小球平抛运动的初速度
④[6]．b点的竖直分速度
根据平行四边形定则知，b点的速度
12． 0.576 0.588 -0.388 9.70
【详解】（1）[1][2]根据瞬时速度等于平均速度，则有
在0～2过程中系统动能的增量
系统重力势能的减小量为
（2）[3]计数点2时m2物块所在位置为零势面，计数点3时m2的重力势能为
（3）[4]根据系统机械能守恒有
则
知图线的斜率
解得
13．（1）80kW；（2）2600m；（3）20m/s
【详解】（1）由图像可知，汽车的最大速度为v0=40m/s
汽车F-kmg=0
汽车的额定功率P=Fv0=80kW；
（2）汽车在t2至t3期间，根据动能定理
解得：x2=2600m；
（3）该车匀速上坡的最大速度
F-mgsinθ-kmgcosθ=0
解得：=20m/s
14．（1）；（2）；（3）
【详解】（1）设小球在B点时的速度大小为，根据题意有
解得
（2）设小球运动到O点时的速度大小为，根据机械能守恒有
根据牛顿第二定律
解得
根据牛顿第三定律，在O点，小球对轨道的压力大小
（3）设小球到A点时速度大小为，根据机械能守恒
解得
则小球在P点抛出的初速度大小
15．（1）；（2）；（3）
【详解】（1）小球在初始位置时处于最高点
（2）小球在运动过程中，做圆周运动，圆周对应的圆心角为，小球的位移是圆周对应的弦长
（3）设木块最终速度为v，与木块接触的杆上的点，垂直于杆的速度为v1，A球速度为v2
由几何关系得
对小球与木块，整个运动过程中机械能守恒
对木块，由动能定理得
解得