安徽省定远县育才学校2022-2023学年度第二学期高一5月月考物理试题（含解析)）

育才学校2022-2023学年度第二学期高一5月月考
物理试题
第I卷（选择题）
一、单选题（本大题共6小题，共24分）
1. 如图所示，甲、乙两船在静水中的速度相等，船头与河岸上、下游夹角均为，水流速度恒定，下列说法正确的是( )
A. 甲船渡河时间短，乙船渡河时间长 B. 甲船渡河的实际速度小于乙船的实际速度
C. 乙船渡河的位移大小可能等于河宽 D. 在渡河过程中，甲、乙两船有可能相遇
2. 一个物体在两个力、的共同作用下发生了一段位移，做功分别为、，下列说法正确的是( )
A. 这两个力大小相等 B. 这两个力做的总功为
C. 这两个力的功率不相等 D. 比做的功多
3. 人造地球卫星在绕地球做圆周运动的过程中，下列说法中正确的是( )
A. 一切卫星运行的瞬时速度都大于
B. 同一圆轨道上运行的两颗卫星，线速度一定相同
C. 卫星离地球越近，角速度越大
D. 地球同步卫星可以在以地心为圆心、离地高度为固定值的一切圆轨道上运动
4. 如图所示，在体育课上进行篮球训练时，甲、乙两同学将两个篮球分别水平抛出后两篮球在空中的点相遇，已知甲同学抛出点的高度比乙同学抛出点的高度大，不计空气阻力，篮球可看成质点，则下列说法不正确的是( )
A. 甲同学比乙同学先将篮球抛出
B. 两篮球相遇前，乙同学抛出的篮球在空中运动的时间短
C. 若甲、乙同学抛球速度变为原来的倍，则相遇点一定在点正上方
D. 若甲同学抛球时与乙同学高度相同，且同时抛出，落地前不一定能相遇
5. 把一小球用长为的不可伸长的轻绳悬挂在竖直墙壁上，距离悬点正下方钉有一根钉子，将小球拉起，使轻绳被水平拉直，如图所示。由静止释放小球，轻绳碰到钉子的瞬间前后( )
A. 线速度之比为： B. 角速度之比为：
C. 小球的向心加速度之比为： D. 钉子离悬点越近绳子越容易断
6. 如图所示，两恒星、构成双星体，在万有引力的作用下绕连线上的点做匀速圆周运动。在地球上通过望远镜观察该双星体，视线与双星轨道共面。观测发现每隔时间两颗恒星与望远镜共线一次，已知两颗恒星、间距为，万有引力常量为，则可推算出双星的总质量为( )
A. B. C. D.
二、多选题（本大题共4小题，共16分）
7. 如图所示，小球在竖直放置的内壁光滑的圆形细管内做圆周运动，则
A. 小球通过最高点的最小速度为
B. 小球通过最高点的最小速度为零
C. 小球通过最高点时一定受到内管壁向上的支持力
D. 小球通过最高点时可能受到外管壁向下的压力
8. 如图是我国发射“神舟七号”载人飞船的入轨过程。飞船先沿椭圆轨道飞行，后在远地点千米处点火加速，由椭圆轨道变成高度为千米的圆轨道，在此圆轨道上飞船运行的周期约为分钟。下列判断正确的是( )
A. 飞船变轨前后的线速度相等
B. 飞船在圆轨道上时航天员出舱前后都处于失重状态
C. 飞船在此圆轨道上运动的角速度大于同步卫星运动的角速度
D. 飞船变轨前通过椭圆轨道远地点时的加速度大于变轨后沿圆轨道运动的加速度
9. 多选如图所示，质量相同的、两小球用长度不同的两轻绳悬于等高的、点，绳长、的关系为，将轻绳水平拉直，并将小球、由静止开始同时释放，取释放的水平位置为参考平面，则下列说法正确的是( )
A. 在下落过程中，当两小球到同一水平线上时具有相同的重力势能
B. 两小球分别下落到最低点的过程中减少的重力势能相等
C. 球通过最低点时的重力势能比球通过最低点时的重力势能大
D. 、两小球只要在相同的高度，它们的重力势能就相等
10. 部队为了训练士兵的体能，会进行一种拖轮胎跑的训练，如图所示，某次训练中，士兵在腰间系绳拖动轮胎在水平地面前进，已知连接轮胎的拖绳与地面夹角为，绳子拉力大小为。若士兵拖着轮胎以的速度匀速直线前进，则取( )
A. 内，绳子拉力对轮胎做功为
B. 内，轮胎克服地面摩擦力做功为
C. 内，轮胎所受合力做功为
D. 末，绳子拉力功率为
第II卷（非选择题）
三、实验题（本大题共2小题，共16分）
11. （8分）如图甲是“研究平抛运动”的实验装置图。
实验前应对实验装置反复调节，直到斜槽末端切线________，每次让小球从同一位置由静止释放，目的是________________；
在另一次实验中将白纸换成方格纸，每小格的边长，通过实验，记录了小球在运动中的三个位置，如图乙所示，则该小球做平抛运动的初速度为________；小球经过点的速度为________。
12. （8分） 为探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系，小明按如图装置进行实验，物块放在平台卡槽内，平台绕轴转动，物块做匀速圆周运动，平台转速可以控制，光电计时器可以记录转动快慢。
为了探究向心力与角速度的关系，需要控制__________保持不变，小明由计时器测转动的周期，计算的表达式是__________。
小明按上述实验将测算得的结果用作图法来处理数据，如图所示纵轴为力传感器读数，横轴为，图线不过坐标原点的原因是______________，用电子天平测得物块质量为，直尺测得半径为，图线斜率大小为__________结果保留两位有效数字。
四、计算题（本大题共3小题，共44分）
13. （14分） 假如将来的某一天你成为了一名优秀的宇航员，并成功登上了月球．当你乘宇宙飞船绕月球表面附近做匀速圆周运动时，测得宇宙飞船绕月球的周期为；已知引力常量为，月球半径为，忽略月球的自转．根据以上信息，求：
月球的质量；
月球表面的重力加速度；
月球上的第一宇宙速度。
14. （14分） 如图所示，与轻绳相连的滑块置于水平圆盘上，绳的另一端固定于圆盘中心的转轴上，绳子刚好伸直且无弹力，绳长滑块随圆盘一起做匀速圆周运动二者未发生相对滑动，滑块的质量，与水平圆盘间的动摩擦因数，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度求：
圆盘角速度时，滑块受到静摩擦力的大小；
圆盘的角速度至少为多大时，绳中才会有拉力；
圆盘角速度由缓慢增大到过程中，圆盘对滑块所做功大小绳未断．
15. （16分） 如图所示，一半径的光滑半圆形轨道固定在竖直平面内，轨道在处与水平地面相切。在处放一小物块，给它一个水平向左的初速度，结果它沿运动，通过点，最后落在水平地面上的点。取重力加速度，不计空气阻力，求、间的距离。
答案和解析
1.
【解析】A.根据已知条件得出，两船垂直于河岸方向的分速度相等，故甲船渡河时间等于乙船渡河时间，故A错误；
B.两船的合速度大小都等于船速与水流速度的合成，由两船船速与水速之间的夹角可知，甲船渡河的实际速度小于乙船的实际速度，故B正确；
C.当船的合速度方向垂直于河岸时，船渡河的实际位移大小等于河宽，此时乙船的合速度方向一定不可能垂直于河岸，乙船渡河的实际位移大小不可能等于河宽，故C错误；
D.在渡河过程中，甲船的沿河岸的分速度小于乙船，垂直于河岸方向的分速度相等，甲、乙两船不可能相遇，故D错误。
故选B。
2.
【解析】A.根据恒力做功公式可知，做功一正一负，不能说明两个力的大小相等，还跟角度、位移有关，故A错误；
B.，故B正确；
C.功率，由于两个力的做功时间关系未知，故这两个力的功率关系不确定，故C错误；
D.与做的功一样多，故D错误。
故选B。
3.
【解析】 是贴近地球表面做匀速圆周运动的卫星的速度，由可知卫星的轨道半径大于地球的半径，则线速度小于，故A错误；
B.由万有引力提供圆周运动向心力知 ，得卫星的线速度 ，知同一圆轨道上的卫星半径相同，线速度大小相同，但线速度方向不同，故B错误；
C.根据万有引力提供圆周运动向心力知 ，得卫星角速度，知离地球越近的轨道半径越小，卫星的角速度越大，故C正确；
D.地球同步卫星定轨道，在赤道上空，高度、速率、周期都一定，故D错误。故选C。
4.
【解析】、根据竖直方向的运动规律可得，，解得：，
由于两篮球相遇时甲同学抛出的篮球运动的竖直高度大，所以甲同学抛出的篮球运动时间长，甲同学比乙同学先将篮球抛出，故AB正确，不符合题意；
C、设甲、乙从抛出到在点相遇所用时间分别为、，则竖直位移之差为，即，
若甲、乙同学抛球速度变为原来的倍，采用反证法，假设相遇点在点正上方，则两者的水平位移不变，根据水平方向为匀速运动可得甲、乙从抛出到相遇所用时间分别为、，则竖直位移之差为，而两者如果能相遇，则竖直位移之差应该为才对，所以矛盾，即相遇点一定不在点正上方，故C错误，符合题意；
D、若甲同学抛球时与乙同学高度相同，且同时抛出，水平方向均做匀速运动，若两者在落地时的水平位移之和小于两者初始的水平距离，那么落地前，两者不能相遇，故D正确，不符合题意。
故选C。
5.
【解析】
【分析】
绳子与钉子碰撞的前后瞬间，小球的线速度不变，结合半径的变化，利用线速度与角速度关系分别分析角速度、向心加速度及向心力的变化。
本题中要注意细绳碰到钉子前后转动半径的变化，再由向心力公式分析绳子上的拉力变化。小球摆到最低点虽与钉子相碰，但没有能量的损失。
【解答】
A.轻绳与钉子碰撞前后瞬间，小球的线速度不变，故A错误；
B.据可得线速度不变，角速度与半径成反比，因为碰到钉子前后小球圆周运动的半径之比为，所以角速度之比为：，故B错误；
C.据可得线速度一定时，向心加速度与半径成反比，因为碰到钉子前后小球圆周运动的半径之比为，向心加速度之比为：，故C正确；
D.小球在最低点时合力提供圆周运动向心力，由可得绳中拉力，可知在最低点时轨道半径越小，绳中拉力越大，越容易断，故钉子离最低点越近，小球过最低点后圆周运动的半径越小，绳越容易断，故D错误。
故选：。
6.
【解析】观测发现每隔时间两颗恒星与望远镜共线一次，则可知这两颗恒星绕它连线上某一点做圆周运动的周期为，设它们的质量分别为，，轨道半径分别为，，它们相互作用的万有引力提供它们做圆周运动所需要的向心力，则有：，，又有：，联立可得：，故B正确，ACD错误。故选B。
7.
【解析】由于细管内能支撑小球，所以小球通过最高点的最小速度为零，不是，故A错误，B正确；
若小球通过最高点时速度，小球的向心力小于重力，受到内管壁向上的支持力；若，不受圆管的作用力；当，小球的向心力大于重力，受到外管壁向下的压力，故C错误，D正确。
故选BD。
8.
【解析】A.飞船点火加速变轨，前后的线速度不相等，故A错误；
B.飞船在圆轨道上时，航天员出舱前后，航天员所受万有引力提供航天员做圆周运动的向心力，航天员此时的加速度就是万有引力加速度，即航天员出舱前后均处于完全失重状态，故B正确；
C.因为飞船在圆形轨道上的周期为分钟小于同步卫星的周期，根据可知角速度与周期成反比，所以飞船的周期小，故飞船的角速度大于同步卫星的角速度，故C正确；
D.飞船变轨前后通过椭圆轨道远地点时的加速度均为万有引力加速度，据可知，轨道半径一样则加速度一样，故D错误。
故选BC。
9.
【解析】解：、下落过程中，当两小球到同一水平线上时，因它们的质量相同球，则具有相同的重力势能，故A正确；
B、根据重力势能的变化与重力做功有关，及与下落的高度有关，两小球分别落到最低点的过程中减少的重力势能不相等，故B错误；
C、取释放的水平位置为零势能的参考面，球通过最低点时的重力势能比球通过最低点时的重力势能小，故C错误；
D、两小球只要在相同的高度，它们所具有的重力势能就相等，故D正确；
故选：．
10.
【解析】内，绳子拉力对轮胎做功为，故A正确；
B.内，轮胎克服地面摩擦力做功为，故B错误；
C.内，轮胎匀速运动，动能不变，根据动能定理知所受合力做功为，故C错误；
D.末，绳子拉力功率为，故D正确。

11.水平；使平抛的初速度相同；；
【解析】
【分析】
本题不但考查了平抛运动的规律，还灵活运用了匀速运动和匀变速运动的规律，是一道考查基础知识的好题目。
平抛运动的初速度一定要水平，因此为了获得水平的初速度安装斜槽轨道时要注意槽口末端要水平；同时为了保证小球每次平抛的轨迹都是相同的，要求小球平抛的初速度相同；
根据竖直方向运动特点，求出物体运动时间，然后利用水平方向物体做匀速运动，可以求出其水平速度大小，利用匀变速直线运动的推论可以求出点的竖直分速度大小，根据速度的合成求出小球经过点的速度。
【解答】
实验前应对实验装置反复调节，直到斜槽末端切线水平，检验斜槽末端水平的方法是：小球放在斜槽末端任意位置不滚动，为了保证小球每次平抛的轨迹都是相同的，这就要求小球平抛的初速度相同，因此在操作中要求每次小球能从同一位置静止释放。
设相邻两点间的时间间隔为，
竖直方向：，
得到；
水平方向： ；
小球在点时，竖直方向上的瞬时速度等于
则小球经过点的速度为
12.质量和半径；；
存在摩擦力的影响；。
【解析】
由，为了探究向心力跟角速度的关系，需要控制质量和半径两个变量保持不变，改变转台的转速，对应每个转速由力传感器读出金属块受到的拉力。
金属块转动的角速度为，故；
图线不过坐标原点说明物块已经开始圆周运动，但为，说明有拉力之外的其他力来充当向心力，这个力只能是摩擦力，故原因为存在摩擦力的影响；实际表达式为：，斜率为：

13.解：设月球质量为，宇宙飞船做圆周运动，由万有引力提供向心力，
有：
解得：
设月球表面重力加速度为，根据月球表面物体重力等于万有引力可得：
解得：月球表面重力加速度
；
宇宙飞船绕月球表面附近做匀速圆周运动时的速度为月球上的第一宇宙速度，则有：
解得月球上的第一宇宙速度为：
。
答：月球的质量为；
月球表面的重力加速度为；
月球上的第一宇宙速度为。
14.解：静摩擦力提供向心力 解得；
当静摩擦力达到最大值时，绳中才出现拉力，最大静摩擦力提供向心力 ，解得
当时，滑块的线速度 由动能定理得，圆盘对滑块所做功大小 。
15.解：设小物块的质量为，过点时的速度为，
由到经历的时间为，
对小物块，由机械能守恒定律可得：
由平抛运动的规律可知：
在竖直方向上有
水平方向上有
由以上三式代入数据，
可计算出
故、间的距离为。