辽宁省沈阳市五区校联2022-2023学年6月检测高一物理试题（含解析）

沈阳市五区校联2022-2023学年6月检测高一物理试卷
第I卷（选择题）
一、单选题（本大题共7小题，共28分）
1. 物理是源自生活的科学，只要细心观察，生活中处处是物理。下列情景中说法正确的是( )
A. 从相同高度落下的玻璃杯，掉在水泥地上容易打碎，而掉在草地上不容易打碎，是因为掉在水泥地上的玻璃杯动量大，而掉在草地上的玻璃杯动量小
B. 跳远运动员在跳远时，总是跳到沙坑里这样做是为了延长运动员着地过程中的作用时间
C. 在船头和码头安装旧轮胎是为了延长两者的作用时间，以减小码头对船的冲量
D. 体操运动员在落地时屈腿是为了减小自身动量的变化量，避免运动员受伤
2. 一个物体以的速度垂直于墙壁方向和墙壁相撞后，又以的速度反弹回来。若物体在与墙壁相互作用的时间为，且相互作用力大小不变，取碰撞前初速度方向为正方向，那么物体与墙壁作用过程中，它的加速度为( )
A. B. C. D.
3. 如图所示，摩天轮悬挂的座舱在竖直平面内做匀速圆周运动，座舱的质量为，运动半径为，角速度大小为，重力加速度为，则座舱( )
A. 运动周期为 B. 线速度的大小为
C. 向心加速度大小为 D. 所受合力的大小始终为
4. 如图所示，水平面左侧有一足够长的、相对水平面高为的光滑平台，质量为的滑块与质量为的小球之间有一个处于压缩且锁定状态的轻弹簧弹簧不与滑块和小球连接，系统处于静止状态。某时刻弹簧解除锁定，小球离开平台后做平抛运动，落到水平面上时落点到平台的距离为，重力加速度为，则滑块的速度大小为
A. B. C. D.
5. 年月日傍晚，西北方天空上演了一幕浪漫的天象金星伴昴星团，明亮的金星镶嵌在著名的品星团旁，分外绚丽。我国感兴趣的公众用棵眼或小型天文望远镜就能欣赏到这浪漫的一幕。如果金星的公转周期为，自转周期为，半径为，到太阳的距离为，引力常量为，则
A. 金星质量为 B. 金星质量为
C. 太阳质量为 D. 太阳质量为
6. 将一个光滑的半圆形槽置于光滑的水平面上，如图所示，槽左侧有一个固定在水平面上的物块．现让一个小球自左侧槽口点正上方由静止开始落下，从点落入槽内，则下列说法正确的是( )
A. 小球在半圆槽内运动的过程中，机械能守恒
B. 小球在半圆槽内运动的全过程中，小球与半圆槽组成的系统动量守恒
C. 小球在半圆槽内由点向点运动的过程中，小球与半圆槽组成的系统动量守恒
D. 小球从点离开半圆槽后，一定还会从点落回半圆槽
7. 质量为的钢球自高处落下，以速率碰到水平地面后被竖直向上弹回，离开地面时的速为，钢球与地面的碰撞时间为，不计空气阻力．在碰撞过程中( )
A. 钢球的动量变化量方向竖直向上，大小为
B. 钢球的动量变化量方向竖直向下，大小为
C. 钢球所受合力的冲量方向竖直向上，大小为
D. 钢球受地面的弹力方向竖直向上，大小为
二、多选题（本大题共3小题，共12分）
8. 年月日中国日报消息，今年月份，我国汽车产销分别完成万辆和万辆，环比分别增长和，同比分别增长，和。已知某品牌汽车整车质量为，发动机功率为，如果在某段平直公路上试车时，从静止加速到最短用时为，运动过程中最大速率为，已知该车所受阻力恒定。则
A. 汽车所受阻力为
B. 汽车的最大加速度大小为
C. 从静止用最短时间加速到的过程中，汽车的位移为
D. 车速为时，汽车的加速度大小为
9. 如图所示，固定在水平面上的斜面体，其表面不光滑，顶端有光滑的定滑轮，斜面的右侧放有一块可绕顶端转动的光滑挡板，两个质量相等的滑块和分别放置在斜面和挡板上，二者通过细线和轻质弹簧相连，整个系统处于静止状态。现使挡板从与水平面成角的位置缓慢转动到水平位置，滑块始终静止不动，弹簧一直处于弹性限度内，下列说法正确的是( )
A. 挡板对滑块的弹力逐渐增大 B. 弹簧的弹性势能先减小后增加
C. 滑块受到的摩擦力一直减小 D. 斜面对滑块的作用力先减小后增大
10. 多选如图甲所示的“轨道康复者”航天器可在太空中给“垃圾”卫星补充能源，延长卫星的使用寿命。图乙是“轨道康复者”在某次拯救一颗地球同步卫星前，二者在同一平面内沿相同绕行方向绕地球做匀速圆周运动的示意图，此时二者的连线通过地心，轨道半径之比为。若不考虑卫星与“轨道康复者”之间的引力，则下列说法正确的是( )
A. 站在赤道上的人观察到“轨道康复者”向西运动
B. 在图示轨道上，“轨道康复者”的加速度大小是地球同步卫星的倍
C. 在图示轨道上，地球同步卫星的机械能大于“轨道康复者”的机械能
D. 若要对该同步卫星实施拯救，“轨道康复者”应从图示轨道上加速，然后与同步卫星对接
第II卷（非选择题）
三、实验题（本大题共2小题，共16分）
11.（6分） 某实验小组采用如图所示的装置验证机械能守光电计时器恒定律。调节导轨使其水平，已知遮光条的宽度为，两个光电门间距为，重力加速度为。
要验证滑块含遮光条与钩码组成的系统机械能连气截守恒，除了需测量滑块通过光电门、的时间、外，还需要测出_________和_________写钩码出物理量的名称和符号
测出所有需要的物理量后，若满足关系式__________________，则滑块与钩码组成的系统机械能守恒。
12. （10分）如图所示，用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律，即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系。如图所示，先安装好实验装置，在地上铺一张白纸，白纸上铺放复写纸，记下水平部分末端重垂线所指的位置。接下来的实验步骤如下：
步骤：不放小球，让小球从斜槽上的点由静止滚下，并落在地面上。重复多次，用尽可能小的圆，把小球的所有落点圈在里面，其圆心就是小球落点的平均位置；
步骤：把小球放在斜槽前端的边缘位置，让小球从点由静止滚下，使它们碰撞。重复多次，并使用与步骤同样的方法分别标出碰撞后两小球落点的平均位置；
步骤：用刻度尺分别测量三个落地点的平均位置、、离点的距离，即线段、、的长度、、。
对于上述实验操作，下列说法正确的是________填正确答案标号。
A.应使小球每次从斜槽上相同的位置自由滚下
B.斜槽轨道必须光滑
C.斜槽轨道末端必须水平
D.小球的质量应大于小球的质量
上述实验除需测量线段、、的长度外，还需要测量的物理量有_____填正确答案标号。
A.、两点间的高度差
B.点离地面的高度
C.小球和小球的质量、
当所测物理量满足表达式___________用所测物理量的字母表示时，说明两小球碰撞遵守动量守恒定律；如果还满足表达式_______________用所测物理量的字母表示时，说明两小球碰撞无机械能损失。
完成上述实验后，某实验小组对上述装置进行了改造，如图所示。在水平槽末端与水平地面间放置了一个斜面，斜面的顶点与水平槽等高且无缝连接。使小球仍从斜槽上的点由静止滚下，重复步骤、的操作，得到两小球在斜面上的平均落点分别为、、。用刻度尺测量斜面顶点到、、三点的距离分别为、、，则验证两小球碰撞过程动量守恒的表达式为_____________用所测物理量的字母表示。
四、计算题（本大题共4小题，共46分）
13. 如图甲所示，一轻弹簧的两端分别与两物块、相连接，的质量，的质量为，开始静止在光滑的水平面上。时刻使获得水平向右的瞬时速度，两物块的速度随时间变化的规律如图乙所示。求：
物块的质量；
物块的最大速度。
14. 据国家航天局副局长介绍，中国探月工程三期圆满收官后，探月四期已全面启动。中国航天将坚持面向世界航天发展前沿、而向国家航天重大战略需求，陆续发射嫦娥六号、嫦娥七号、嫦娥八号探测器，开展关键技术攻关和国际月球科研站建设等工作。其中嫦娥六号计划到月球背面采样，并正在论证构建环月球通信导航卫星星座。如果年我国的月球科研站建成后，宇航员在月球表面以速度竖直上抛一小球，经时间小球返回抛出点。已知月球的半径为，求
月球表面的重力加速度；
月球的第一宇宙速度大小。
15. 某过山车可等效为如图所示模型，弧形轨道下端与半径为的竖直圆轨道平滑相接，点和点分别为圆轨道的最低点和最高点。质量为的小球可视为质点从弧形轨道上距点高的点由静止释放，先后经过点和点，而后从点沿圆弧轨道离开，忽略一切摩擦，已知重力加速度为。求：
小球通过点时轨道对小球作用力的大小；
小球通过点和点时加速度的大小之比。
16. 如图所示，遥控电动赛车视为质点从点由静止出发，经过时间后关闭电动机，赛车继续前进至点并水平飞出，刚好在点沿着切线方向进入光滑圆弧轨道，后由点滑上倾斜轨道，在轻质弹簧的作用下到达最高点。轨道的半径，与光滑轨道在处平滑连接，为圆弧轨道的圆心，点为圆弧轨道的最低点，半径、与的夹角分别为和。已知赛车在水平轨道部分运动时受到恒定阻力，赛车的质量，通电后赛车的电动机以额定功率工作，轨道的长度，、两点的高度差，、两点间距，取重力加速度大小，，。求：
赛车运动到点时的速度大小以及赛车电动机工作的时间；
赛车经过点时对圆弧轨道的压力大小；
赛车来到点时，弹簧的弹性势能。
答案和解析
1.【答案】
【解析】由同一高度落下的玻璃杯掉在水泥地上和草地上时的速度相同，动量相同，项错误；跳到沙坑里是为了增加缓冲时间，减少受到的作用力，项正确；在船头和码头安装旧轮胎是为了延长两者的作用时间，以减小码头对船的作用力，项错误：体操运动员在落地时屈腿是为了减小地面对运动员的冲击力，避免运动员受伤，项错误。
2.【答案】
【解析】碰撞之后的速度为，则加速度为。故选D。
3.【答案】
【解析】A.由于座舱做匀速圆周运动，由
解得
故A错误；
B.由圆周运动的线速度与角速度的关系可知
故B错误；
C.座舱做匀速圆周运动，向心加速度大小
故C错误；
D.由匀速圆周运动的合力提供向心力可得
故D正确。故选D。

4.【答案】
【解析】小球射出时，设其速度为 ，系统在水平方向上动量守恒，取向右为正方向，对系统在水平方向上由动量守恒有 ，小球做平抛运动，有 ， ，联立解得 ，故选C项。
5.【答案】
【解析】知道行星或卫星的公转周期、轨道半径可以计算中心天体的质量，所以根据题给信息不能计算金星质量，、项错误；设金星质量为，太阳质量为，则据万有引力定律有 ，可得 ，项正确，项错误。
6.【答案】
【解析】A.小球在半圆槽内运动由到过程中，除重力做功外，槽的支持力也对小球做功，小球机械能不守恒，由此可知，小球在半圆槽内运动的全过程中，小球的机械能守不守恒，故A错误；
B.小球在槽内运动的前半过程中，左侧物体对槽有作用力，小球与槽组成的系统动量不守恒，小球在槽内运动的后半过程中，小球有向心加速度，竖直方向的合力不为零，系统的动量也不守恒，故B错误；
C.小球自半圆槽的最低点向点运动的过程中，竖直方向的合力不为零，系统的动量也不守恒，系统在水平方向所受合外力为零，故小球与半圆槽在水平方向动量守恒，故C错误；
D.小球离开点以后，既有竖直向上的分速度，又有水平分速度，小球做斜上抛运动，水平方向做匀速直线运动，水平分速度与半圆槽的速度相同，所以小球一定还会从点落回半圆槽，故D正确。故选D。
7.【答案】
【解析】、以向上为正方向，则初动量为，末动量为，则动量变化量为：，正值表示方向向上，故AB错误；
C、由动量定理及以上分析可知C正确；
D、设钢球受地面的弹力大小为，以向上为正方向，由动量定理得，，解得：，故D错误。故选：。
8.【答案】
【解析】根据题意，可知汽车受到的阻力为 ，项正确；若汽车匀加速启动，则加速度可表示为 ，而实际上是从静止加速到的最短用时，说明是恒定功率启动，汽车做加速度减小的加速运动，最大加速度应大于 ，项错误；从静止加速到最短用时为，根据动能定理有 ，则有 ，项正确；车速为 时，汽车的牵引力为 ，根据牛顿第二定律有 ，解得 ，项错误。
9.【答案】
【解析】A.设挡板与水平面角度为，则挡板对滑块的弹力为，由一直变为，则增大，故A正确；
B.细线上的拉力为，由一直变为，则拉力减小，弹簧伸长量减小，弹簧对外做正功，弹性势能减小，故B错误；
C.初始时，对滑块，弹簧弹力为，滑块的重力沿左侧斜面向下的分力大小为，则，所以静摩擦力沿斜面向下。由变为的过程中，静摩擦力先减小后反向增大，故C错误；
D.斜面对物块的作用力就是静摩擦力和支持力的合力，大小为 其中静摩擦力大小先变小后变大，所以斜面对滑块的作用力先减小后增大，故D正确。
10.【答案】
【解析】选BD 因“轨道康复者”的高度低于同步卫星的高度，可知其角速度大于同步卫星的角速度，也大于站在赤道上的观察者的角速度，则站在赤道上的人观察到“轨道康复者”向东运动，选项A错误；由得：，在图示轨道上，“轨道康复者”与地球同步卫星加速度之比为，故B正确；因“轨道康复者”与地球同步卫星的质量关系不确定，则不能比较机械能的关系，选项C错误；“轨道康复者”从图示轨道上加速后，轨道半径增大，与同步卫星轨道相交，则可进行对接，故D正确。
11.【答案】钩码的质量 滑块含遮光条的质量


【解析】要验证滑块含遮光条与钩码组成的系统机械能是否守恒，需要知道钩码减少的重力势能和钩码、滑块含遮光条增加的动能，故除了需测量滑块通过两光电门的时间 ， 外，还需要测出钩码的质量和滑块含遮光条的质量。
钩码减少的重力势能为 ，钩码，滑块含遮光条增加的动能为 ，若满足关系式 ，则滑块与钩码组成的系统机械能守恒。
12.【答案】；
；
。
【解析】因为平抛运动的时间相等，根据，可知，将时间看成一个单位，可以用水平射程可以表示速度，需测量小球平抛运动的射程来间接测量速度．故应保证斜槽末端水平，小球每次都从同一点滑下；同时为了小球能飞的更远，防止反弹，球的质量应大于球的质量；故ACD正确，B错误。
根据动量守恒得，，所以除了测量线段、、的长度外，还需要测量的物理量是小球和小球的质量、；
故AB错误，C正确。
因为平抛运动的时间相等，则水平位移可以代表速度，是球不与球碰撞平抛运动的位移，该位移可以代表球碰撞前的速度，是球碰撞后平抛运动的位移，该位移可以代表碰撞后球的速度，是碰撞后球的水平位移，该位移可以代表碰撞后球的速度，当所测物理量满足表达式，说明两球碰撞遵守动量守恒定律；
由功能关系可知，只要成立，则机械能守恒，故若，说明碰撞过程中机械能守恒。
小球飞出后做平抛运动，斜面的倾角为，分解位移：
；
；
消去时间，解得：；
代入动量守恒方程中得：。
13.【答案】内、组成的系统动量守恒
解得；
当弹簧恢复原长时的速度最大，两者组成的系统动量守恒
系统机械能守恒
解得。
14.【答案】在月球上，对小球根据竖直上抛运动的对称规律可得 ，
解得 ，
由万有引力和重力的关系可得 ，
根据万有引力提供向心力可得 ，
联立解得月球的第一宇宙速度大小 。

15.【答案】小球从到由机械能守恒定律得 ，
解得 ，
在点由牛顿第二定律得 ，
解得轨道对小球作用力的大小 。
小球从到由机械能守恒定律得 ，
解得小球通过点时的速度大小 ，
小球在点的加速度大小为 ，
小球在点的加速度大小为 ，
所以 。

【解析】见答案
16.【答案】，；；
【解析】设赛车在点处的竖直方向速度大小为，由平抛运动规律
又由
代入数据解得
赛车从点到点的过程，由动能定理有
代入数据解得
赛车从点到点的过程，设赛车经过点时速度大小为，由动能定理有
赛车经过点时，设轨道对赛车的支持力大小为，受力分析有
代入数据解得
由牛顿第三定律可知，赛车经过点时对圆弧轨道的压力大小为
赛车从点到点的过程中，由功能关系有
代入数据解得
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