内蒙古自治区赤峰市赤峰第四高级中学2022-2023学年高一下学期5月月考物理试题（含答案）

赤峰四中2022-2023学年第二学期5月月考试题
高一物理
一、单选题：（本题共8小题，共32分。在每小题给出的四个选项中，每题只有一项符合题目要求，每小题4分。）
1．下列关于万有引力定律的说法中正确的是（ ）
A．牛顿利用扭秤成功测出引力常量的数值
B．公式中的G是一个比例常数，是没有单位的
C．公式中的r是指两个质点间的距离或两个均匀球体的球心间的距离
D．由可知，当距离r趋向于0时，F趋向于无穷大
2．如图所示，一辆汽车在公路上转弯，沿曲线由向行驶、速度逐渐增加，下面四幅图中分别画出了汽车转弯时所受合力的四种方向，你认为正确的是（ ）
A． B． C． D．
3．全国中学生足球赛在足球广场揭幕．比赛时，一学生用的力将质量为的足球以的初速度沿水平方向踢出远，则该学生对足球做的功至少为（ ）
A． B． C． D．
4．如图所示，甲是地球赤道上的一个物体，乙是“神舟十号”宇宙飞船（周期约），丙是地球的同步卫星，它们运行的轨道示意图如图所示，它们都绕地心做匀速圆周运动。下列有关说法中正确的是（ ）
A．它们运动的向心加速度大小关系是
B．它们运动的线速度大小关系是
C．他们运动的周期大小关系是
D．卫星乙的运行速度大小大于地球的第一宇宙速度
5．如图所示，质量为m，长为的均匀链条放在光滑水平桌面上，且使长度的垂在桌边，松手后链条从静止开始沿桌边下滑，则链条滑至刚刚离开桌边过程中重力所做的功为（ ）
A． B． C． D．
6．如图所示，一物块被人用力F拉住，力F大小如图甲所示，前内物块的发图像如图乙所示，保持力F与水平方向之间的夹角不变，当用力F拉绳使物块前进时，下列说法正确的是（ ）
A．内人对物块做的功为 B．内人对物块做的功为
C．内物块的摩擦力大小为 D．末人对物块做功的功率为
7．一质量为的物体，假设在火星“两极”宇航员用弹簧测力计测得其所受的重力为，在火星“赤道”上宇航员用同一弹簧测力计测得其所受的重力为，通过天文观测测得火星的自转角速度为，设引力常量为，将火星看成是质量分布均匀的球体。以下说法正确的是（ ）
A．则火星的密度为 B．则火星半径为
C．该物体在火星赤道上所受向心力为 D．该物体在火星赤道上所受向心力为
8．在一颗半径为地球半径0.8倍的行星表面，将一个物体竖直向上抛出，不计空气阻力。从抛出开始计时，物体运动的位移随时间关系如图（可能用到的数据：地球的半径为，地球的第一宇宙速度取，地球表面的重力加速度），则（ ）
A．该物体落到行星表面时的速率为 B．该行星表面的重力加速度为
C．该行星的质量比地球的质量大 D．该行星的第一宇宙速度为
二、多选题：（本题共4小题，共16分，每小题4分，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。）
9．通过质量为的电动玩具小车在水平面上的运动来研究功率问题。小车刚达到额定功率开始计时，且此后小车功率不变，小车的图像如图甲所示，时刻小车的速度达到最大速度的四分之三，小车速度由增加到最大值过程中，小车的牵引力与速度的关系图像如图乙所示，且图线是双曲线的一部分（即反比例图像），运动过程中小车所受阻力恒定，下列说法正确的是（ ）
A．小车的额定功率为
B．小车的最大速度为
C．时间内，小车运动的位移大小为
D．时刻，小车的加速度大小为
10．如图所示，在水平地面上固定一竖直轻弹簧，弹簧的劲度系数为，原长为L。质量为的小球由弹簧的正上方高处自由下落，与弹簧接触后压缩弹簧，当弹簧的压缩量为时，小球下落到最低点，整个过程中弹簧一直处在弹性限度内。不计空气阻力，当地的重力加速度为，则从小球接触弹簧开始到小球下落到最低点的过程中（ ）
A．小球到达最低点时所受弹簧的弹力等于重力
B．小球的重力势能一直减小
C．弹簧弹性势能的最大值
D．小球下落到距地面高度时动能最大
11．如图所示，质量为的物体在粗糙水平传送带上由静止释放，传送带由电动机带动，始终保持以速度匀速运动，物体过一会儿能保持与传送带相对静止，对于物体从静止释放到相对静止这一过程，下列说法正确的是（ ）
A．传送带克服摩擦力做功为 B．摩擦力对物体做功为
C．物体相对于传送带的位移 D．物体相对于传送带的位移
12．2020年7月21日将发生土星冲日现象，如图所示，土星冲日是指土星、地球和太阳几乎排列成一线，地球位于太阳与土星之间。此时土星被太阳照亮的一面完全朝向地球，所以明亮而易于观察。地球和土星绕太阳公转的方向相同，轨迹都可近似为圆，地球一年绕太阳一周，土星约29.5年绕太阳一周。则（ ）
A．地球绕太阳运转的向心加速度小于土星绕太阳运转的向心加速度
B．土星冲日现象下一次出现的时间是2021年
C．2019年出现土星冲日现象
D．土星冲日现象下一次出现的时间是2022年
三、实验题（本题共2小题，每空2分，其中最后一个空3分，共15分。）
13．如图所示，在“圆锥摆验证向心力的表达式”实验中，细线的悬点刚好与一竖直放置的刻度尺零刻线对齐，下端悬挂一质量为m的小球，将画有几个同心圆周的白纸置于悬点下方的水平平台上，调节细线的长度使小球自然下垂静止时恰好位于圆心正上方且靠近纸面。用手带动小球运动，使它在放手后恰能在纸面上方、沿某个画好的半径为r的圆周做匀速圆周运动。调节平台的高度，使纸面贴近小球但不接触。已知重力加速度为小g。
（1）用秒表记录运动圈的总时间，那么小球做圆周运动需要的向心力表达式为__________（用及相关的常量表示）；
（2）用刻度尺测得画有圆周的纸面距悬点的竖直高度为，那么小球做匀速圆周运动时外力提供的向心力表达式__________（用及相关的常量表示）；
经过多次实验研究，若__________，则可以达到验证向心力表达式的目的。
14．某学习小组利用如图所示的气垫导轨装置验证动能定理。
（1）为了完成该实验，下列说法正确的是__________（填正确答案标号）。
A．实验中砝码和砝码盘的总质量必须远小于滑块、挡光条及拉力传感器的总质量
B．将气垫导轨调至水平，安装好实验器材通过调节滑轮使细绳与气垫导轨平行
C．挡光条的宽度应尽量小一些，两光电门中心间的距离应尽量大一些
D．从图中可读出两光电门中心间的距离读数为
（2）实验测得挡光条的宽度为，两光电门中心间的距离为，滑块、挡光条及拉力传感器的总质量为，挡光条通过光电门1和2所用的时间分别为和，则经过光电门的瞬时速度__________，__________。拉力传感器的示数为F，若表达式__________成立，则动能定理得到验证（用题中所给字母符号表示）。
三、解答题（本题共3小题，共37分。解答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能得分，有数值计算的，答案中必须写出数值和单位）
15．（9分）已知地球半径为，地球表面重力加速度为，引力常量为G，某颗行星绕着地球匀速转动，轨道半径为地球半径4倍（忽略地球自转的影响），求：
（1）地球的密度；
（2）这个行星绕地球运行的线速度v；
16．（10分）如图所示为一固定在地面上的楔形木块，质量分别为和两个物体，其中M质量是m的两倍，用轻质细绳相连跨过固定在斜面顶端的定滑轮，已知斜面的倾角为，用手托住物体，使之距地面高为时，物体恰停在斜面的底端，细绳恰好绷直，并且与斜面的斜边平行，如果突然释放物体，不计一切摩擦。试求：
（1）物体着地时的速度大小；
（2）从释放到落地，绳对物体做的功；
（3）设斜面足够长，物体能沿斜面滑行的最大距离是多少？
17．（18分）如图所示，在距地面上方的光滑水平台面上，质量为的物块左侧压缩一个轻质弹簧，弹簧与物块未拴接。物块与左侧竖直墙壁用细线拴接，使物静止在点。水平台面右侧有一倾角为的光滑斜面，半径分别为和的两个光滑圆形轨道固定在粗糙的水平地面上，且两圆轨道分别与水平面相切于两点，两圆最高点分别为D、F。现剪断细线，已知初始时刻的弹簧弹性势能为，恢复原长后全部转化为物块的动能，物块离开水平台面后恰好无碰撞地从点落入光滑斜面上，运动至点后（在点无能量损失）沿粗糙的水平面从点进入光滑竖直圆轨道且通过最高点，已知物块与水平面间的动摩擦因数，长度，距离，，已知：，。
（1）求水平台面的高度；
（2）求物块经过点时对圆轨道的压力；
（3）为了让物块能从点进入圆轨道且不脱离轨道，则间的距离应满足什么条件？
高一物理答案
1．C 2．B 3．A 4．B 5．A 6．B 7．A 8．A 9．AC 10．BD 11．BC 12．BC
13．（1） （2） （3）
14．（1）BC；（2）
解：（1）在地球表面附近，万有引力近似等于重力，有：
解得地球的质量为：
根据密度公式：
联立解得地球的密度为：
（2）根据万有引力提供向心力有：
解得同步卫星的线速度为：
答：（1）地球的密度为；
（2）同步卫星的线速度v为。
14．（1）设落地时的速度为，系统的动能定理得：
①
得 ②
（2）设从释放到落地，绳对物体做的功，由动能定理得：
③
得 ④
（3）落地后，以为初速度沿斜面匀减速上升，设沿斜面又上升的距离为，动能定理得： ⑤
物体能沿斜面滑行的最大距离： ⑥
得 ⑦
18分【详解】（1）剪断细线，弹簧的弹性势能全部转化为物块的动能，运用动能定理则有
其中，
解得
物块离开水平台面后恰好无碰撞地从点落入光滑斜面上，则有
解得
则台面到点的高度为
水平台面的高度为
（2）物块从离开水平台面到经过点过程，根据动能定理可得
解得
物块经过点时，根据牛顿第二定律可得
解得
根据牛顿第三定律可知，物块经过点时对圆轨道的压力大小为，方向竖直向上。
（3）设物体刚好能到达点，从到的过程，根据动能定理可得
解得
设物体经过点后刚好到达圆心等高处，根据动能定理可得
解得
设物体经过点后刚好经过最高点，则有
根据动能定理可得
联立解得
为了让物块能从点进入圆轨道且不脱离轨道，则间的距离应满足或