江苏省南京市2022-2023学年下学期高一5月考试物理试卷（含解析）

江苏省南京市2022-2023学年下学期高一5月考试
物理试题
第I卷（选择题）
一、选择题（本大题共10小题，共40分）
1. 在物理学发展过程中，有许多科学家做出了贡献，下列说法正确的是( )
A. 牛顿通过多年观测记录行星的运动，提出了行星运动的三大定律
B. 卡文迪许发现万有引力定律，被人们称为“能称出地球质量的人”
C. 伽利略利用“理想斜面”得出“力不是维持物体运动的原因，而是改变物体运动状态的原因”的观点
D. 开普勒从理论和实验两个角度，证明了轻、重物体下落一样快，从而推翻了古希腊学者亚里士多德的“小球质量越大下落越快”的错误观点
2. 有三个完全相同的金属小球、、，所带电荷量为，所带电荷量为，不带电。将、固定起来，然后让反复与、接触，最后移去，、间的相互作用力变为原来的( )
A. 倍 B. 倍 C. 倍 D. 倍
3. 关于下列四幅图中物体做圆周运动的描述正确的是( )
A. 图甲中只要铁轨外侧高于内侧，火车以任意速度转弯，铁轨对火车轮缘均不会产生作用力
B. 图乙中汽车通过拱形桥最高点时，对桥的压力大于汽车自身重力
C. 图丙中汽车以一定的速度通过凹形桥底端时，凹形桥半径越小，汽车越容易爆胎
D. 图丁中汽车在水平路面安全转弯时，由地面对汽车的滑动摩擦力提供向心力
4. 如图所示，一个人把质量为的石块，从距地面高为处，以初速度斜向上抛出。以水平地面处为势能零点，不计空气阻力，重力加速度为，则：( )
A. 石块离开手的时刻动能为
B. 石块刚落地的时刻动能为
C. 人对石块做的功是
D. 人对石块做的功是
5. 年北京冬奥会，花样滑冰团体赛冰上舞蹈自由舞比赛在首都体育馆举行．图甲为中国选手王诗玥右、柳鑫宇比赛时的画面，可以看到女运动员被拉着在空中做圆锥摆运动．图乙与该场景类似，其中细绳下端拴着一个质量为的小球，使小球在水平面内做圆锥摆运动，不考虑空气阻力的影响，关于小球的受力，下列说法正确的是
A. 小球除了受重力、细线的拉力，还受到向心力
B. 小球受重力和细线的拉力
C. 角越大，小球做圆锥摆运动所需要的向心力越小
D. 绳长越长，小球做圆锥摆运动所需要的向心力越大
6. “天问一号”火星探测器在着陆火星的过程中，探测器的环绕器和着陆巡视器成功分离后，环绕器调整至环火星椭圆中继轨道，在完成对火星车个多月的中继通讯任务后，在近火点实施变轨，进入环火星椭圆遥感轨道，开展火星全球遥感探测。已知环绕器在中继轨道上每个火星日可运行圈，在遥感轨道上每个火星日可运行约圈，下列说法正确的是
A. 环绕器在近火点从中继轨道变轨进入遥感轨道时需要点火减速
B. 中继轨道的半长轴小于遥感轨道的半长轴
C. 环绕器在遥感轨道从近火点向远火点运动的过程中机械能逐渐减小
D. 环绕器与火星连线在中继轨道上与在遥感轨道上在相等时间内扫过的面积相等
7. 用电场线能直观方便地比较电场中各点电场强度的强弱，如图所示，甲图是等量异种点电荷形成电场的电场线，乙图是电场中的一些点：点是点电荷连线的中点，、是连线中垂线上相对点对称的两点，、和、也相对点对称，则下列认识不正确的是( )
A. ，两点电场强度大小和方向都相同
B. A、两点电场强度大小相等，方向相反
C. E、两点电场强度大小和方向都相同
D. 从到过程中电场强度先增大后减小
8. 一块木板倾斜放置，开始时斜面倾角为在木板上端点以初速度水平抛出一个小球，小球恰好落在点，若将木板斜面倾角调为，仍将小球在点水平抛出，要使小球仍落在点，则小球抛出的初速度大小为( )
A. B. C. D.
9. 如图所示，一质量为的小球套在光滑竖直杆上，轻质弹簧一端固定于点，另一端与该小球相连．现将小球从点由静止释放，沿竖直杆运动经过点，已知长度小于长度，弹簧处于、两位置时弹簧弹力大小相等．在小球由到的过程中
A. 加速度等于重力加速度的位置有一处
B. 弹簧弹力的功率为的位置只有一处
C. 弹簧弹力对小球做功等于零
D. 弹簧弹力做正功过程中小球运动的距离等于小球克服弹簧弹力做功过程中小球运动的距离
10. 我校高三级的体育生积极进行体育术科的高考备考，体育生在体育训练中拖着旧橡胶轮胎跑是身体耐力训练的一种有效方法如图。如果体育生拖着轮胎在水平直道上跑了，那么下列说法正确的是( )
A. 摩擦力对轮胎做了负功 B. 重力对轮胎做了正功
C. 拉力对轮胎不做功 D. 支持力对轮胎做了正功
第II卷（非选择题）
二、实验题（本大题共1小题，共9分）
11. 如图所示，小贵利用此装置，用重物带动纸带从静止开始自由下落，做“验证机械能守恒定律”的实验。已知当地的重力加速度为。
下列实验准备及操作和数据处理正确的是_________。
A.还必须需要的器材有交流电源、刻度尺
B.使纸带限位孔在竖直方向，固定打点计时器
C.做实验时，先释放连接重物的纸带，再接通打点计时器的电源
D.为测量打点计时器打下某点时重物的速度，需要先测量该点到起始点的距离，再根据公式计算得出
小贵得到如下图所示的一条纸带。在纸带上选取五个连续打出的点、、、、，测得它们到起始点的距离分别为、、、、。已知打点计时器打点的周期为，重物的质量为，从打点到打点的过程中，重物的重力势能减少量________，动能增加量________。
三、计算题（本大题共4小题，共51分）
12. 年月日时分，“神舟十四号”载人飞船成功发射。在火箭发射过程中，首先由火箭第一级助推器提供推力，待火箭上升到离地高为的高空时速度为，此时第一级助推器脱落，然后飞船在第二级助推器的推动下继续上升直至第二级助推器分离。飞船经过调整与空间站对接，在离地高为的圆形轨道上运行。已知地球半径为，地球表面的重力加速度为。
若火箭在第一级助推器作用下看成初速度为零的匀加速直线运动，求该过程持续的时间；
求飞船与空间站组合体在轨运行的周期。
13. 如图所示，用细线将质量为的带电小球悬挂在点下，当空中有方向为水平向右，大小为的匀强电场时，小球偏转后处在静止状态。重力加速度为
分析小球的带电性质；
求小球的带电荷量；
分析若把细线剪断，小球做什么性质的运动。
14. “雪滑梯”是冬季常见的娱乐项目。某“雪滑梯”由倾角的段和水平段组成，二者在点通过一段长度可忽略不计的弧形轨道平滑连接，如图所示。用一质量的滑块可视为质点代替载有人的气垫，滑块从点由静止释放后沿做匀加速运动，过点后最终静止在点。已知段长度为，下滑过程的加速度大小为，滑块与、段的动摩擦因数相同。已知，，取重力加速度为，忽略空气阻力。
求滑块与段滑道的动摩擦因数；
求段的距离；
若滑块从点以某初速度向左滑动能返回到点，则初速度至少多大。
15. 某生产流水线利用如图所示装置将质量的工件从倾角的梯形滑坡通过平板车运送至固定水平平台上。滑坡固定在水平地面上，其斜边长，末端有一小段圆弧可使工件无机械能损失地沿水平方向滑出。与滑坡末端等高的平板车由长的车身和伸出车尾的“伸缩臂”组成臂长可调节，伸缩臂厚度不计、高度略高于水平平台。质量的平板车紧挨滑坡静止放置，车尾与平台间的水平距离。现工件从滑坡顶端由静止滑下冲上小车，车尾与左侧平台相碰时为弹性碰撞，忽略平板车与水平地面间的摩擦，工件与滑坡间的动摩擦因数，工件与平板车包括伸缩臂间的动摩擦因数，重力加速度取，工件可视为质点。求：
工件冲上平板车时的速度大小；
为使工件速度为时刚好落在平台上，伸缩臂臂长的最小值。
答案和解析
1.【答案】
【解析】A.开普勒提出了行星运动的三大定律，牛顿在此基础上发现了万有引力定律，故A错误；
B.牛顿发现万有引力定律后，英国物理学家卡文迪许利用扭秤实验装置比较准确地测出了万有引力常量，故B错误；
C.伽利略利用“理想斜面”否定了“力是维持物体运动的原因”的观点，得出了“力是改变物体运动状态的原因”的观点，故C正确；
D.伽利略从理论和实验两个角度，证明了轻、重物体下落一样快，从而推翻了古希腊学者亚里士多德的“小球质量越大下落越快”的错误观点，故D错误。
2.【答案】
【解析】带电体相互接触后移开，同种电荷电量平分，异种电荷电量先中和再平分。
将、固定起来，然后让球反复与、球接触，最后移走，
所以、、最终带电量
原来、间的相互吸引力的大小是
后来、间的相互吸引力的大小是
所以，故C正确，ABD错误。
故选C。
3.【答案】
【解析】、铁轨外侧高于内侧，火车以设计的某一速度转弯，铁轨对火车轮缘均不会产生作用力。并不是任意速度，故A错误；
B、图乙中汽车通过拱形桥最高点时，其向心力由重力与支持力的合力提供，根据牛顿第二定律有，可知桥对汽车的支持力小于汽车自身重力，根据牛顿第三定律，汽车对桥的压力小于汽车自身重力。故B错误；
C、图丙中汽车以一定的速度通过凹形桥底端时，根据牛顿第二定律有，可知凹形桥半径越小，则越大，汽车越容易爆胎。故C正确；
D、图丁中汽车在水平路面安全转弯时，由地面对汽车的静摩擦力提供向心力。故D错误。
故选：。
一、水平面的圆周运动，分析向心力的来源。火车转弯问题的限定速度的含义。汽车在水平路面安全转弯时，由静摩擦力提供向心力；二、竖直面的圆周运动，最高点和最低点受力分析
本题考查生活中的圆周运动，解题的关键为向心力的来源，竖直面的圆周运动分析的特殊位置，最高点和最低点。水平面的圆周运动分析的转弯时的受力。
4.【答案】
【解析】A.石块离开手的时刻速度为，动能为，故A错误；
B.设石块刚落地的时刻动能为，根据动能定理可得：，故B错误；
对人抛石块的过程，由动能定理得：人对石块做的功为，故C错误，D正确。
故选：。
5.【答案】
【解析】小球只受重力和绳子的拉力两个力作用，向心力是重力和绳子的拉力提供，故A错误，B正确；
向心力，角越大，做圆锥摆运动所需要的向心力越大，向心力大小与绳长无关，故CD错误。
故选B。

6.【答案】
【解析】由题意可知环绕器在中继轨道的周期大于在遥感轨道的周期，根据开普勒第三定律可得中继轨道的半长轴大于遥感轨道的半长轴，环绕器从中继轨道进入遥感轨道需要在近火点点火减速，项正确，项错误；
C.环绕器从遥感轨道近火点向远火点运动的过程中动能减小，势能增加，机械能不变，项错误；
D.根据开普勒第二定律，在某一轨道上环绕器与火星连线在相等时间内扫过的面积相等，但在不同的轨道上，环绕器与火星连线在相等时间内扫过的面积并不相等，项错误。
7.【答案】
【解析】
A.根据对称性看出，、两处电场线疏密程度相同，则、两点场强大小相同。这两点场强的方向均由，方向相同，故A正确；
B.根据对称性看出，、两处电场线疏密程度相同，则、两点场强大小相同。由图看出，、两点场强方向相同，故B错误；
C.由图看出，、两点中，电场线疏密程度相同，两点场强方向相同，故C正确；
D.由图看出，电场线先变密，再变疏，所以场强先增大后减小。故D正确。
本题选错误的，故选B。
8.【答案】
【解析】设板长为，则第一次平抛运动满足
第二次平抛运动满足
解得
故选B。

9.【答案】
【解析】A.在运动过程中点为压缩状态，点为伸长状态，则由到有一状态弹力为且此时弹力与杆不垂直，加速度为；当弹簧与杆垂直时小球加速度为。则两处加速度为。故A错误；
B.下滑过程弹簧弹力与杆子垂直，弹力功率为零；当原长时弹力为零，功率为零，故B错误；
C.由于、两点弹簧弹力大小相等，因此弹簧的变化量相等，即弹簧的弹性势能不变，弹力对小球不做功，故C正确；
D.因做负功时弹力增大，则弹簧弹力做正功过程中小球运动的距离大于小球克服弹簧弹力做功过程中小球运动的距离，故D错误；
故选：。
10.【答案】
【解析】A.轮胎受到地面的摩擦力方向水平向左，而位移水平向右，两者夹角为，则轮胎受到地面的摩擦力对轮胎做负功，故A正确；
B.轮胎受到的重力竖直向下，而轮胎的位移水平向右，则轮胎在竖直方向上没有发生位移，重力不做功，故B错误；
C.设拉力与水平方向的夹角为，由于是锐角，所以轮胎受到的拉力对轮胎做正功，故C错误；
D.轮胎受到地面的支持力竖直向上，而轮胎的位移水平向右，则轮胎在竖直方向上没有发生位移，支持力不做功，故D错误。
故选A。

11.【答案】 ；；
【解析】还必须需要的器材有交流电源给打点计时器提供交流电压和刻度尺用来测量点迹间的距离。故A正确；
B.使纸带限位孔在竖直方向，固定打点计时器，可以减小实验过程中纸带所受摩擦阻力。故B正确；
C.做实验时，先接通打点计时器的电源，再释放连接重物的纸带。故C错误；
D.由于实验过程中不可避免地存在阻力作用，重锤的实际加速度小于当地的重力加速度，所以应该利用匀变速直线运动规律中的平均速度等于中间时刻的速度来求打下某点时重锤的速度。故D错误。
故选AB。
从打点到打点的过程中，重物的重力势能减少量为，根据一段时间内平均速度等于中间时刻的速度，可得，，动能增加量为，解得
12.【答案】火箭在第一级助推器作用下看成初速度为零的匀加速直线运动，此过程上升的高度为，末速度为，根据运动学公式有
解得该过程持续的时间为；
飞船与空间站组合体绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力可得
物体在地球表面受到的万有引力等于重力，则有
联立解得飞船与空间站组合体在轨运行的周期为。

13.【答案】解：对小球受力分析如图所示。所受静电力与电场强度方向相同，所以小球带正电；
由平衡条件知，所以；
由受力分析可知静电力恒定、重力恒定，故其合力亦恒定，剪断细线后，小球将做初速度为零的匀加速直线运动。

14.【答案】解：在段，对滑块有，由题意可得，解之得；
设到达点的速度为，在段，对滑块有，
在段，对滑块有，，解得；
初速度取最小值时对滑块，过程有，
过程中有，，解得。

15.【答案】工件从滑坡上滑下，由动能定理可得
解得工件冲上平板车时的速度大小；
工件冲上平板车后做匀减速运动，平板车做匀加速运动，对工件
解得
对平板车
解得
当平板车与工件共速时
解得
工件的位移
平板车的位移
工件相对平板车的位移
则工件与平板车有共同速度时，工件刚好到达平板车的左端，之后一起匀速运动，速度为
平板车与平台弹性碰撞后，工件向左以的速度做匀减速运动；平板车以的速度向右做匀减速运动；工件的速度减为零，运动时间
工件的位移
平板车的位移
伸缩臂臂长的最小值。
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