江西省2022-2023学年高一下学期5月联考物理试题（含解析）

江西省2022-2023学年高一下学期5月联考
物理
考生注意：
1．本试卷分选择题和非选择题两部分．满分100分，考试时间75分钟．
2．答题前，考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚．
3．考生作答时，请将答案答在答题卡上．选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效．
4．本卷命题范围：人教版必修第二册第五章至第八章第3节．
一、选择题（本题共11小题，每小题4分，共44分．在每小题给出的四个选项中，第1~7题中只有一项符合题目要求，第8~11题有多项符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）
1．如图所示的自行车，大、小轮半径之比为，为小轮边缘上的点，为大轮边缘上的点，则自行车行驶时，两点的向心加速度大小之比为（ ）
A． B． C． D．
2．如图所示，弹簧下端固定，上端连接一小球静止在光滑斜面上，用一外力沿斜面向下按压小球，弹簧压缩至最大后撤去外力．小球从最低点运动到最高点（在弹簧原长位置的上方）的过程中（不考虑往复运动，弹簧在弹性限度内），下列说法正确的是（ ）
A．小球的重力势能减小 B．弹簧的弹性势能先减小后增大
C．弹簧的弹力始终对小球做正功 D．小球的加速度先增大后减小
3．2022年12月7日9时15分，快舟十一号固体运载火箭在我国酒泉卫星发射中心点火升空，成功将行云交通试验卫星送入离地高的预定轨道，发射任务取得圆满成功．已知地球同步卫星离地高度约，则下列说法正确的是（ ）
A．行云交通卫星在轨道上运行的速度大于
B．发射速度指的是火箭点火瞬间的速度性
C．行云交通试验卫星的周期大于同步卫星的周期
D．行云交通试验卫星的线速度大于同步卫星的线速度
4．一列质量为的磁悬浮列车，以恒定功率在平直轨道上由静止开始运动，经时间达到该功率下的最大速度，设磁悬浮列车行驶过程所受到的阻力保持不变．在时间过程中，下列说法正确的是（ ）
A．磁悬浮列车的加速度不断增大 B．磁悬浮列车的阻力大小为
C．磁悬浮列车克服阻力做的功为 D．磁悬浮列车克服阻力做的功为
5．如图甲所示的“彩虹滑道”是一种较为受欢迎的新型娱乐项目，游客在滑道上某段的运动可简化如图乙所示．游客（视为质点）以水平速度从点滑出，然后落在倾角的斜面上的点．不计空气阻力，重力加速度取，下列说法正确的是（ ）
A．游客在空中运动的时间为 B．两点的水平距离为
C．游客在点的速度大小为 D．游客从运动到过程中的速度偏转角为
6．如图所示，质量相等的甲、乙两球用长度不等的轻绳拴接在同一点，两球在同一水平面内做匀速圆周运动，稳定时拴接甲、乙两球的轻绳与竖直方向的夹角分别为．下列说法正确的是（ ）
A．甲、乙两球所受的拉力大小之比为
B．甲、乙两球的向心加速度大小之比为
C．甲、乙两球的转动周期之比为
D．甲、乙两球的线速度大小之比为
7．如图所示，建筑工地常使用打桩机将圆柱体打入一定深度．某打桩机第一次打击过程对圆柱体做功为，第二次打击过程对圆柱体做功为，第三次打击过程对圆柱体做功为，圆柱体所受泥土阻力与进入泥土深度成正比（即为常量），圆柱体自重与空气阻力可忽略不计．打桩机第一次打击过程使圆柱体进入泥土深度为，则打桩机第3次打击过程使圆柱体进入泥土深度为（ ）
A． B． C． D．
8．地球的半径为，近地卫星甲和同步卫星乙绕地球做匀速圆周运动的速度大小分别为，赤道上物体丙的速度大小为，同步卫星乙的轨道半径大小为．下列关系正确的是（ ）
A． B． C． D．
9．如图所示，分别为一水龙头从地面沿三个不同的方向射出的水柱轨迹图．已知出射时的水流速度大小相同，不计空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A．轨迹中的水在空中运动的时间最长 B．轨迹中的水在空中运动的时间最长
C．轨迹中的射出的水的水平方向速度最大 D．轨迹中的射出的水的水平方向速度最大
10．2022年12月27日，我国在太原卫星发射中心使用长征四号乙运载火箭，成功将高分十二号04星发图射升空，卫星顺利进入预定轨道，发射任务获得圆满成功．假设高分十一号04星的变轨过程简化如图群所示，04星先在椭圆轨道1上运行，经过远地点点时变轨到圆轨道2上运动，点是轨道1上的近地点，不计大气阻力的影响，则下列说法正确的是（ ）
A．04星在轨道1上的点和在轨道2上的点速度大小相等
B．04星在轨道1上的点和在轨道2上的点加速度大小相等
C．04星在轨道2上运行的速度大于其在轨道1上点运行的速度
D．04星在轨道1上从点向点运动过程中，动能逐渐减小，重力势能逐渐增大
11．如图所示，在竖直平面内放一光滑的直角杆竖直．用长的轻绳相连的两小球和分别套在杆上，球的质量均为，在作用于球的水平力的作用下，均处于静止状态，此时细绳与竖直方向所成夹角为．已知，重力加速度取，现突然将力增大为后保持不变，当轻绳方向与竖直方向成时，下列说法正确的是（ ）
A．力做功为 B．的重力势能增加了
C．的速度大小为 D．的速度大小为
二、实验题（本题共2小题，共16分）
12．（8分）图甲是“探究平抛运动的特点”的实验装置图．将白纸和复写纸对齐重叠并固定在硬板上，小球沿斜槽轨道滑下后从斜槽末端飞出，落在水平挡板上．由于挡板靠近硬板一侧较低，小球落在挡板上时，小球侧面会在白纸上挤压出一个痕迹点．
（1）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，是为了每次平抛_________．
（2）如图乙所示的白纸上建立以抛出点为坐标原点、水平方向为轴、竖直方向为轴的坐标系．在图乙中实验记录到的点有一个位置明显发生偏差，其产生的原因可能是：该次实验时，球在斜槽上释放的位置与其他几次相比偏_________（选填“高”或“低”）．
（3）图乙是实验小球在平抛运动途中的几个位置，当地重力加速度大小取，根据记录的点可求得小球平抛的初速度大小为_________．（结果保留两位有效数字）
13．（8分）某实验小组利用如图所示的装置验证动能定理．先将宽度为的挡光片固定在小车上，用不可伸长的细线使小车通过一个定滑轮与砝码盘相连，在水平桌面上的两点各安装一个光电门，记录小车通过时的遮光时间，小车中可以放置砝码．实验主要步骤如下：
（1）将木板略微倾斜以补偿阻力，使得细线拉力做的功为合力对小车做的功；在砝码盘中放上砝码，小车在细线拉动下运动，记录此时小车（包含小车、小车中砝码和挡光片）的质量为，砝码盘和盘中砝码的总质量为，小车通过处光电门时的遮光时间分别为之间的距离为，当地重力加速度为．
（2）在探究小车的动能定理实验时，_________（填“需要”或“不需要”）满足，合外力对小车做的功为_________，需要验证关于小车的动能定理表达式为_____________________________．（均用题中所给物理量符号表示）
（3）若用该实验装置探究小车与砝码盘和盘中砝码组成的系统的动能定理，则需要验的表达式为_________．（用题中所给物理量符号表示）
三、计算题（本题共3小题，共计40分．解答时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．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）
14．（12分）假设地球为质量均匀分布的球体，已知万有引力常量为，球体表面的重力加速度在两极处的大小为，在赤道处的大小为，地球自转的周期为．求：
（1）地球半径；
（2）地球的平均密度．
15．（12分）如图所示，倾角为的光滑斜面体固定在水平面上，可视为质点的质量为的小球拴接在长为的轻杆一端，轻杆的另一端用铰链固定在点．现将小球置于最高点，用外力控制轻杆使小球在斜面体内做线速度大小的匀速圆周运动，点为最低点，两点与圆心在同一水平线上，重力加速度取．求：
（1）小球在最低点时轻杆对小球的作用力与最高点时轻杆对小球的作用力大小之比；
（2）小球在A点时，轻杆对小球的作用力大小．
16．（16分）如图所示，竖直平面内固定一个光滑圆弧轨道点为圆心，半径为竖直，点与粗糙水平地面相切，圆心角．圆弧轨道左侧有一长度为的水平传送带，传送带沿顺时针转动，传送带上表面与点高度差为．现在传送带左侧由静止放置一个质量为的可视为质点的滑块，滑块由点切进圆弧轨道，最后滑块静止在地面上，已知滑块与传送带、地面间的动摩因数均为，重力加速度取，求：
（1）滑块相对于传送带发生的位移大小；
（2）滑块经过点时受到的弹力大小；
（3）滑块在水平面上滑行的距离．
江西省2022-2023学年高一下学期5月联考
物理
参考答案、提示及评分细则
1．C 自行车行驶时两轮边缘上的点线速度大小相同，由，可知两点的向心加速度大小之比为，选项C正确．
2．B 小球高度上升，重力势能增大，选项A错误；弹簧的形变量先减小后增大，则弹性势能先减小后增大，选项B正确；弹簧的弹力先做正功，后做负功，选项C错误；由牛顿第二定律知，小球的加速度先减小后增大，选项D错误．
3．D 第一宇宙速度为最大环绕速度，选项A错误；发射速度是指卫星在发射过程中获得的最大速度，选项B错误；由于行云交通试验卫星的轨道半径比同步卫星半径小，则其周期小于同步卫星周期，线速度比同步卫星大，选项C错误，D正确．
4．C 由，又，知磁悬浮列车的加速度越来越小，选项A错误；当磁悬浮列车达到最大速度时，有，选项B错误；由动能定理有，解得，选项C错误，D正确．
5．C 到过程中，位移偏转角为，由平抛运动推论得速度偏转角，选项D错误；由平抛运动推论有，又，解得、，选项A、B错误；又，解得，选项C正确．
6．B 设球的拉力大小为，向心力大小为，在竖直方向上有，所以甲、乙两球的拉力之比为，选项A错误；在水平方向上有，解得，甲、乙两球的向心加速度之比为，选项B正确；球做圆周运动的轨道半径为，则，由公式得，所以，选项C错误；由公式可知，选项D错误．
7．D 设打桩机每次打击过程中对圆柱体做功为，由题意得：第一打击后，．第2次打击后，圆柱体进入泥土总深度为．第3次打击后，圆柱体进入泥土总深度为，则打桩机第3次打击过程中使圆柱体进入泥土深度为，选项D正确．
8．BC 由可得，选项B正确，选项D错误；赤道上物体丙和同步卫星乙的周期都是，角速度都为，选项C正确；，选项A错误．
9．AC 轨迹的最高点竖直位移最大，则轨迹中的水在空中运动的时间最长，选项A正确，B错误；设射出的水与竖直方向所成夹角为，则，由轨迹图可知轨迹中的水射出的瞬间的与竖直方向所成的夹角最大，水平速度最大，则选项C正确，D错误．
10．BD 04星要从轨道1上变轨到轨道2上，需在点进行加速，04星在轨道1上的点的速度小于在轨道2上的点速度，选项A错误；由可知，在同一点上，卫星的加速度大小相等，选项B正确；以地心为圆心过点做圆轨道3，假设04星在轨道3上运动，其在点需加速才能变轨到轨道2上，故04星在其上的运行速度小于在轨道1上点的速度，由可知04星在轨道3上的速度大于其在轨道2上的速度，故04星在轨道2上运行的速度小于其在轨道1上点运行的速度，选项C错误；04星在轨道1上从点向点运动过程中，速度逐渐减小，则动能逐渐减小，到地心的高度增大，则重力势能逐渐增大，选项D正确．
11．AC 该过程中，由几何关系知，向右的运动了向上运动了，则力做的功的重力势能增加了，选项A正确、B错误；当轻绳方向与竖直方向成时，有，运动过程中，对于组成的系统，由动能定理有，联立解得，选项C正确、D错误．
12．（1）水平（2分） 初速度相同（2分） （2）高（2分） （3）1.0（2分）
解析：（1）实验前应对实验装置反复调节，直到斜槽末端切线水平，目的是保证小球的初速度方向水平，从而做平抛运动，每次让小球从同一位置由静止释放，是为了每次平抛初速度相同，从而保证画出的轨迹为一条抛物线．
（2）在图乙中实验记录到的点有一个位置明显发生偏差，其产生的原因可能是该次实验时，小球在斜槽上释放的位置与其他几次相比偏高，导致其做平抛运动的初速度偏大．
（3）由运动学公式，可得，联立解得．
13．（2）需要（2分） （2分） （2分） （3）（2分）
解析：（2）由于本实验中所用砝码的总重力近似等于小车所受的合外力，故需要满足；合外力对小车做功为；由动能定理，则有．
（3）若验证系统的动能定理，则需要验证的表达式为
14．解：（1）在两极处（2分）
在赤道处（2分）
解得（2分）
（2）（2分）
地球的平均密度（2分）
（2分）
15解：（1）由题意可知小球做匀速圆周运动，则小球的加速度大小恒为（2分）
小球在最高点时，根据牛顿第二定律有（2分）
小球在最低点时，根据牛顿第二定律有（2分）
解得（1分）
（2）小球在点时向心力大小为（2分）
小球在点时，重力沿斜面体向下的分力与杆的作用力的合力提供向心力则杆对小球的作用力为（2分）
代入数据解得（1分）
16．解：（1）滑块离开传送带做平抛运动，竖直方向满足（1分）
又沿切线滑入圆轨道，满足（1分）
解得
（1分）
滑块随传送带做匀加速直线运动时，（1分）
，可得传送带匀速运动的速度为（1分）
滑块做匀加速运动的时间为（1分）
滑块相对于传送带的位移大小为（2分）
（2）沿圆轨道滑下，由动能定理，得（2分）
在点，有（1分）
解得（1分）
（3）滑块在地面上运动的过程中，由动能定理有（2分）
解得（2分）