勤建学校2022-2023学年高一下学期5月月考
物理试题 2023.5
满分：100 考试用时：75分钟
一、选择题（1-7单选每题4分，7-10多选每题6分）
1. 如图甲，水平地面上有一长木板，将一小物块放在长木板上，给小物块施加一水平外力F，通过传感器分别测出外力F大小和长木板及小物块的加速度a的数值如图乙所示。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g，则以下说法正确的是（ ）
A. 小物块与长木板间的动摩擦因数
B. 长木板与地面间的动摩擦因数
C. 小物块的质量
D. 长木板的质量
2．从楼顶边缘以大小为的初速度竖直上抛一小球；经过时间后在楼顶边缘从静止开始释放另一小球．若要求两小球同时落地，忽略空气阻力，则的取值范围和抛出点的高度应为 （ ）
A．，B．，
C．，D．，
3．如图，竖直放置的等螺距螺线管是用长为l的透明硬质直管（内径远小于h）弯制而成，高为h，将一光滑小球自上端管口由静止释放，从上向下看（俯视），小球在重复作半径为R的圆周运动。小球第n次圆周运动所用的时间为（ ）
A． B．
C． D．
4．如图，滑块、的质量均为，套在固定竖直杆上，与光滑水平地面相距，放在地面上。、通过铰链用刚性轻杆连接，由静止开始运动。不计一切摩擦，、可视为质点，重力加速度大小为。则（ ）
A．落地前，轻杆对一直做正功
B．落地前，当的机械能最小时，对地面的压力大小为
C．落地时速度大小为
D．下落过程中，其加速度大小始终不大于
5．斜坡型的房顶具有保温、节能、美观等优点，农村的平房大都采用这种房顶，城市中的一些居民楼也进行了“平改坡”的改造．在进行这种斜坡型房顶的设计中，考虑到下雨时落至房顶的雨水要能尽快地淌离房顶，以减少房顶漏水的可能．在下面所示的四种情景中最符合上述要求的是（ ）
A． B． C． D．
6．如图所示是安装工人移动空调室外机的情境。刚开始，两工人分别在与窗户边缘等高的M、N两点通过1、2两根绳子使空调室外机静止在P点，然后他们缓慢放绳，使空调室外机竖直向下缓慢运动。已知开始时P点到M点的距离小于P点到N点的距离。绳子的质量忽略不计。在空调室外机到达指定位置前的一段时间内关于1、2两绳的拉力，下列说法正确的是（ ）
A．1绳的拉力一直小于2绳的拉力
B．1、2两绳的拉力都在减小
C．1、2两绳拉力的合力小于空调室外机的重力
D．1、2两绳的拉力之比保持不变
7．摩擦传动是传动装置中的一个重要模型，如图所示的两个水平放置的轮盘靠摩擦力传动，其中O、O＇分别为两轮盘的轴心，已知两个轮盘的半径比，且在正常工作时两轮盘不打滑。今在两轮盘上分别放置两个同种材料制成的滑块A、B，两滑块与轮盘间的动摩擦因数相同，两滑块距离轴心O、O＇的间距。若轮盘乙由静止开始缓慢地转动起来，且转速逐渐增加，则下列叙述正确的是（ ）
①滑块A和B在与轮盘相对静止时，角速度之比为
②滑块A和B在与轮盘相对静止时，向心加速度的比值为
③转速增加后滑块B先发生滑动
④转速增加后滑块A先发生滑动
A．①②③ B．①②④ C．②③④ D．①③④
8. 如图所示，水平转盘上沿半径方向放着用细线相连的物体A和B，细线刚好拉直，A和B质量都为m，它们位于圆心两侧，与圆心距离分别为r、，A、B与盘间的动摩擦因数相同。若最大静摩擦力等于滑动摩擦力，当圆盘从静止开始缓慢加速到两物体恰要与圆盘发生相对滑动的过程中，下列说法正确的是（ ）
A. B与转盘的摩擦力先达到最大静摩擦力且之后保持不变
B. 绳子的最大张力为
C. A与转盘的摩擦力先增大后减小
D. 开始转动时两物块均由指向圆心的静摩擦力提供向心力，绳子无拉力
9．如图所示，质量长为的木板停放在光滑水平面上，另一不计长度、质量的木块以某一速度从右端滑上木板，木板与木块间的动摩擦因数。若要使木板获得的速度不大于2 m/s，木块的初速度应满足的条件为（g取）（ ）
A． B． C． D．
10. 粗糙水平地面上有一质量为M、倾角为30°的粗糙楔形物体C，斜面上有一个质量为的物块B，B与一轻绳连接，且绕过一固定在天花板上的定滑轮，另一端水平与一结点连接一个质量为m的小球A，右上方有一拉力F，初始夹角，如图所示。现让拉力F顺时针缓慢转动90°且保持α角大小不变，转动过程B、C始终保持静止。已知B与滑轮间的细绳与斜面平行，重力加速度为g。下列说法正确的是（ ）
A. 拉力F一直减小
B. BC间的摩擦力先减小再增大
C. 物体C对地面的压力先减小再增大
D. 物体C对地面的摩擦力的最大值为
二、实验题（每空2分）
11．某实验小组用图所示装置“探究功与物体速度变化的关系”。
（1）实验中甲、乙两同学用两种不同的方法来实现橡皮筋对小车做功的变化。
甲同学：通过改变橡皮筋的形变量来实现做功的变化；
乙同学：把多变相同的橡皮筋并在一起，并把小车拉到相同位置释放，通过改变橡皮筋的条数来实现对小车做功的变化；
你认为_______（填“甲”或“乙”）同学的方法可行；
（2）为平衡小车运动过程中受到的阻力，应该采用下面所述方法中的_________（填入选项前的字母代号）
A．逐步调节木板的倾斜程度，让小车能够自由下滑
B．逐步调节木板的倾斜程度，使小车在橡皮条作用下开始运动
C．逐步调节木板的倾斜程度，给小车一初速度，让拖着纸带的小车匀速下滑
D．逐步调节木板的倾斜程度，让拖着纸带的小车自由下滑
（3）下图是该实验小组在实验过程中打出的一条纸带，已知打点计时器连接的电源的频率为50Hz，则橡皮筋恢复原长时小车的速度为______m/s（结果保留3位有效数字）。
12．某同学用如图所示的装置“探究加速度与力、质量的关系”，打点计时器使用的交流电频率为50Hz，纸带每5个打点选一个记数点，重物质量为m，小车质量为M。
(1)依据纸带，计算重物m的加速度________（结果保留2位有效数字）
(2)关于以上实验，下列说法正确的是________
A．该实验应满足条件
B．动滑轮不是轻滑轮，对实验结果无影响
C．若m不断增大，绳子拉力会无限增大
D．木板左端略微垫高，平衡好小车与斜面间摩擦力，不计其他阻力，则该实验装置可以用于验证机械能守恒
(3)实际上滑轮与绳子之间有摩擦，则弹簧秤读数________（填>、<或=）绳对小车的拉力。
三计算题（13题12分14题14分15题16分）
13. 随着生活水平提高，网上购物逐渐增多，为提高效率，快递公司引进了包裹自动分捡设备。如图所示，传送带为自动分捡的一部分，其长为，倾斜角为，以顺时针转动。传送带与包裹之间的动摩擦因数为，可视为质点的包裹由传送带左上方以一定的速度水平抛出，抛出点与传送带顶部的高度差，恰好可以无碰撞地进入传送带顶端，之后沿传送带运动。不计空气阻力，重力加速度g取。求：
（1）包裹水平抛出时的速度大小；
（2）包裹刚抛到传送带上时的加速度大小；
（3）包裹从抛出到传送带底端的总时间。
14. （1）在宇宙中有两颗星组成的孤立“双星系统”，“双星系统”离其他恒星较远，通常可忽略其他星体对“双星系统”的引力作用。星A和星B的质量分别为和，它们都绕二者连线上的某点做周期为T的匀速圆周运动。已知引力常量为G，求星A和星B间的距离L。
（2）在宇宙中也存在由质量相等的四颗星组成的“四星系统”，“四星系统”离其他恒星较远，通常可忽略其他星体对“四星系统”的引力作用。已观测到稳定的“四星系统”存在两种基本的构成形式：一种是四颗星稳定地分布在边长为a的正方形的四个顶点上，均围绕正方形对角线的交点做匀速圆周运动，如下图（1）所示。另一种形式是有三颗星位于等边三角形的三个顶点上，第四颗星刚好位于三角形的中心不动，三颗星沿外接于等边三角形的半径为a的圆形轨道运行，如下图（2）所示。假设两种形式的“四星系统”中每个星的质量均为m，已知引力常量为G，求这两种形式下的周期和。
13．如图所示，一弹射游戏装置由安装在水平台面上的固定弹射器、水平直轨道AB，圆心为O1的竖直半圆轨道BCD、圆心为O2的竖直半圆管道DEF，水平直轨道FG及弹性板等组成，轨道各部分平滑连接。已知滑块（可视为质点）质量m=0.01kg，轨道BCD的半径R=0.8m，管道DEF的半径r=0.1m，滑块与轨道FG间的动摩擦因数μ=0.5，其余各部分轨道均光滑，轨道FG的长度l=2m，弹射器中弹簧的弹性势能最大值Epm=0.5J，滑块与弹簧作用后，弹簧的弹性势能完全转化为滑块动能，滑块与弹性板作用后以等大速率弹回。
（1）若弹簧的弹性势能Ep0=0.16J，求滑块运动到与O1等高处时的速度v的大小；
（2）若滑块在运动过程中不脱离轨道，求第1次经过管道DEF的最高点F时，滑块对轨道弹力FN的最小值；
（3）若滑块在运动过程中不脱离轨道且最终静止在轨道FG中点的右侧区域内，求弹簧的弹性势能Ep的范围。
答案第1页，共2页参考答案
1.【答案】B
【解析】
【详解】由题图乙知，当F=F1时小物块与长木板均恰好要相对地面滑动，则有
当F1即
则结合图像有
a0=μ2g
联立解得
，
当F>F3时，小物块相对长木板滑动，对小物块有
F-μ1mg=ma
整理得
结合图像有
=
对长木板有
联立解得
，
由图乙知
=
所以
M=，
故选B。
2.
3.C
【详解】将螺线管等效看作是高为h，长度为l的斜面，则小球在螺线管上运动时的加速度大小为
设小球在进行第n次圆周运动时的初、末速度大小分别为v1、v2，根据运动学规律有
解得小球第n次圆周运动所用的时间为
故选C。
4．B
【详解】A．当a到达底端时，b的速度为零，b的速度在整个过程中，先增大后减小，所以轻杆对b先做正功，后做负功，故A错误；
B．a、b整体的机械能守恒，当a的机械能最小时，b的速度最大，此时b受到a的推力为零，b只受到重力的作用，所以b对地面的压力大小为mg。故B正确；
C．a运动到最低点时，b的速度为零，根据系统机械能守恒定律，可得
解得
故C错误；
D．b的速度在整个过程中，先增大后减小，所以a对b的作用力先是动力后是阻力，所以b对a的作用力就先是阻力后是动力，所以在b减速的过程中，b对a是向下的力，此时a的加速度大于重力加速度。故D错误。
故选B。
5.
6．B
【详解】A．如图
由几何关系得
，
由于P点到M点的距离小于P点到N点的距离，则
根据平行四边形定则结合正弦定理得
由于且空调室外机竖直向下缓慢运动，则
故A错误；
B．根据正弦定理可得
化简可得
其中
因此可知变大，则变小，同理也变小，则1、2两绳的拉力只能减小。故B正确；
C．由于空调室外壳缓慢移动，处于动态平衡，则1、2两绳拉力的合力等于空调室外机的重力。故C错误；
D．设OM=s1，ON=s2。由得
可见，h变化，1、2两绳的拉力之比也变。故D错误。
故选B。
7．A
【详解】摩擦传动的物体边缘线速度相等，则轮盘甲乙边缘的线速度相等。A、B与轮盘相对静止时，分别和轮盘甲乙做同轴转动，则A、B做匀速圆周运动运动时，角速度分别等于甲乙轮盘的角速度。
①根据解得
①正确；
②根据可得滑块A和B在与轮盘相对静止时，向心加速度的比值
②正确；
③④AB物体受到的摩擦力提供圆周运动的向心力，则物体恰好与轮盘相对滑动时
，
解得
AB物体恰好与轮盘相对滑动时，此时乙对应角速度分别为
所以转速增加后滑块B先发生滑动，③正确，④错误。
故选A。
8.【答案】AD
【解析】
【详解】第一阶段，两物块在随转盘一起转动过程中，仅由摩擦力提供向心力，方向指向各自做圆周运动的圆心，因此有
分析可知物块B做圆周运动的半径更大，故物块B的摩擦力先达到最大静摩擦，此时A受到的静摩擦力为。
第二阶段，物块B在摩擦力达到最大的瞬间将要开始滑动，但与A用绳子连接，故此时绳子上产生张力，随着转盘角速度的增大，所需向心力也逐渐增大，而物块B所受摩擦力在达到最大后不变，绳子上的张力开始增大，B需要的向心力始终时A的2倍，由于，所以这个过程中A受到的摩擦力逐渐减小，直至为零。
第三阶段，当A受到的摩擦力减为零，而转速继续增大时，A受到的摩擦力方向将发生变化，背离圆心，且摩擦力逐渐增大，直至增大到最大静摩擦，之后继续增加转速，AB将发生滑动。
A．根据以上分析可知，当圆盘从静止开始缓慢加速到两物体恰要与圆盘发生相对滑动的过程中，B与转盘的摩擦力先达到最大静摩擦力且之后保持不变，故A正确；
B．两物块恰好要与圆盘发生相对滑动时，对两物块有分别有
，
根据牛顿第三定律始终有
解得
故B错误；
C．根据以上分析可知A与转盘的摩擦力先增大后减小再增大，故C错误；
D．根据以上分析可知，开始转动时两物块均由指向圆心的静摩擦力提供向心力，绳子无拉力，只有当B的摩擦力达到最大时绳子上才会出现拉力，故D正确。
故选AD。
9.BC
【详解】AB．若m在M上滑动最后以共用速度运动时，m的加速度
M的加速度
M加速到2 m/s所需的时间
设在t时间内，m的速度从减小到2 m/s，则
解得
相对位移
小于10 m；
加果，两个物体达到共同速度时的速度小于2 m/s，如图甲，B正确，A错误。
CD．若m离开M时，M的速度刚好达到2 m/s，加速的时间也为1s，m、M相对位移刚好为L，则有
解得
当时，m减速时间小于1 s，M加速时间也小于1 s，v小于2 m/s，故也符合要求，如图乙，C正确，D错误。
故选BC。
10.【答案】AC
【解析】
【详解】A．对题图右侧结点处受力分析，α角大小不变，可以使用辅助圆方法判断力的动态变化情况，如图所示
通过分析可得先增大再减小，F一直减小，A正确；
B．初始状态，对A分析可得绳子拉力，对B分析，可发现
即一开始B与C间的静摩擦力为零，故当绳子拉力从先增大再减小到，B、C间的静摩擦力方向一直沿斜面向下且先增大再减小，B错误；
CD．将B、C看成整体，竖直方向有
由于先增大再减小，故先减小再增大，故物体C对地面的压力先减小再增大，故C正确；
D．水平方向上有
当最大时，即此时F水平，对A分析可计算得
所以
故D错误。
故选AC
11． 乙 C 1.40（1.35～1.45 ）
【详解】（1）[1]橡皮筋对小车做的功我们没法直接测量，所以我们是通过改变橡皮筋的条数的方法来改变功，为了让橡皮筋的功能有倍数关系就要求将橡皮筋拉到同一位置处，故应选乙同学的方法，甲同学的方法测不出橡皮筋到底做了多少功；
（2）[2]为了平衡摩擦力的影响,在实验中可以将木板一端垫高，则小车受到的重力的分力可以与摩擦力平衡；则小车做匀速运动时，则摩擦力的影响可以取消，此时小车后面的纸带上的点应为均匀分布的。
故选C。
（3）[3]小车做匀速运动时恢复原长，可分别量出各点间的距离为：OA=1.20cm； AB=1.50cm；BC=1.90cm； CD=2.80cm；DE=2.80cm；故CE段物体做匀速直线运动，则速度
12． 0.56或0.55 B ＞
【详解】(1)[1]重物m的加速度
(2)[2]A．弹簧秤直接测量绳的拉力，没有必要满足条件，A错误；
B．动滑轮不是轻滑轮，不影响弹簧秤测量绳的拉力的准确性，对实验结果无影响，B正确；
C．由牛顿第二定律
解得 ，若m不断增大，绳子拉力会无限趋近于2Mg，C错误；
D．弹簧秤对系统有拉力，系统的机械能不守恒，则该实验装置不可以用于验证机械能守恒，D错误。
故选B。
(3)[3]绳子受到摩擦力的作用，弹簧秤的读数必然增大，一定大于绳对小车的拉力。
13.【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）包裹进入传送带顶端时竖直方向的速度为，有
得
包裹恰好可以无碰撞地进入传送带顶端，则
得
（2）设包裹刚抛到传送带上时的加速度大小为，由牛顿第二定律
得
（3）设包裹平抛运动的时间为，则
得
包裹刚落到传动带上时的速度
包裹从刚落到传送带上到与传送带速度相等的时间，则
包裹在传送带下滑位移
因
包裹与传送带速度相等之后继续加速下滑，设加速度大小为，则
得
包裹与传送带速度相等之后到滑到传送带最底端的时间为，则
解得
或（舍去）
包裹从抛出到传送带底端的总时间
14.【答案】（1）；（2），
【解析】
【详解】（1）根据题意，设星A和星B做圆周运动的半径分别为和，则有
由万有引力提供向心力有
联立解得
（2）根据题意，由几何关系可知，图（1）中对角线上两颗星的距离为
图（1）中每颗星受力情况如图所示
由万有引力公式可得
则每颗星所受合力为
由合力提供向心力有
解得
根据题意，由几何关系可知，图（2）中，两个三角形顶点上的星间的距离为
图（2）中三角形顶点上的星受力情况如图所示
由万有引力公式可得
则三角形顶点上的星所受合力为
由合力提供向心力有
解得
15．（1）4m/s；（2）0.3N；（3）0.23J【详解】（1）到圆心O1等高处，由机械能守恒定律
解得
v=4m/s
（2）要求运动中，滑块不脱离轨道，则通过轨道BCD的最高点D的最小值
DF过程
在F点有
联立解得
，
由牛顿第三定律得滑块对轨道弹力为0.3N。
（3）保证不脱离轨道，滑块在F点的速度至少为vmin=v=2m/s，若以此速度在FG上滑行直至静止运动距离
滑块没有越过FG的中点。
滑块以最大弹性势能弹出时，在FG上滑行的最大路程为xmax，则
解得
xmax=6.4m
由题意知，滑块不脱离轨道且最终静止在轨道FG中点的右侧区域，运动的路程应满足
1m当x=1m时，可得Ep1=0.23J，当x=3m时，可得Ep1=0.33J；
当x=5m时，可得Ep1=0.43J，当x=6.4m时，可得Ep1=0.5J；
因此弹性势能Ep的范围
0.23J
