山东省济宁市邹城市第一中学2023-2024学年高一下学期5月月考物理试题（含解析）

邹城市第一中学2023-2024学年高一下学期5月月考
物理试题
2024.05
一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1．一同学将铅球水平推出，不计空气阻力和转动的影响，铅球在平抛运动过程中（ ）
A．机械能一直增加 B．加速度保持不变 C．速度大小保持不变 D．被推出后瞬间动能最大
2．小车在水平地面上沿轨道从左向右运动，动能一直增加。如果用带箭头的线段表示小车在轨道上相应位置处所受合力，下列四幅图可能正确的是（ ）
A． B．
C． D．
3．2022年10月31日，“梦天”实验舱在文昌航天发射场发射，成功和“天和”核心舱对接，并保持轨道半径不变，离地约400km。“梦天”实验舱完成“T”字基本构型后，“神舟十四号”航天员乘组在“梦天”实验舱内完成了货包整理、设备安装等工作。彰显了中国独自组建空间站的航天实力。下列说法正确的是（ ）
A．“梦天”实验舱从高轨向低轨完成对接，加速运动就可完成对接任务
B．“梦天”实验舱与“天和”核心舱对接后，核心舱向心加速度变大
C．“梦天”实验舱发射速度必须小于第二宇宙速度
D．对接后“梦天”实验舱的角速度大小比同步卫星小
4．如图所示，为两个相邻的试验平台，两平台高度差为，平台的长度为。不计空气阻力，重力加速度，若要求小车（可视为质点）在离开平台后不落在平台上，则小车在离开平台时的速度至少为（ ）
A． B． C． D．
5．设行星绕太阳的运动是匀速圆周运动，金星自身的半径是火星的倍，质量为火星的倍。不考虑行星自转的影响，则（ ）
A．金星表面的重力加速度是火星的倍 B．金星的“第一宇宙速度”是火星的倍
C．金星绕太阳运动的加速度比火星小 D．金星绕太阳运动的周期比火星大
6．如图甲所示，轻弹簧竖直固定在水平面上，一质量为的小球，从弹簧上端某高度处自由下落，从它接触弹簧到弹簧压缩至最短的过程中（弹簧在弹性限度内），其速度和弹簧压缩量之间的函数图像如图乙所示，其中为曲线的最高点，小球和弹簧接触瞬间机械能损失不计，取，则下列说法正确的是（ ）
A．小球刚接触弹簧时加速度最大
B．该弹簧的劲度系数为20.0N/m
C．从接触弹簧到压缩至最短的过程中，弹簧的弹性势能先增大后减小
D．从接触弹簧到压缩至最短的过程中，小球的机械能守恒
7．如图所示，小物块套在水平杆上，一轻绳跨过固定的小滑轮分别连接小物块和小球。系统开始时静止在图示位置，此时轻绳与水平杆间夹角为。已知小物块与小球B的质量之比为，杆上点位于滑轮正上方，且，重力加速度为，不计空气阻力和一切摩擦。则系统由静止释放至小物块运动到点的过程中（ ）
A．小物块和小球的速度大小始终相等
B．任一时刻轻绳对小物块和小球做功的功率大小均相等
C．小球B的机械能守恒
D．运动到点时，小物块的速度大小为
二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
8．如图所示，质量为长度为的小车静止在光滑水平面上，质量为的小物块（可视为质点）放在小车的最左端。现用一水平恒力作用在小物块上，使小物块从静止开始做匀加速直线运动。小物块和小车之间的滑动摩擦力为，小物块滑到小车的最右端时，小车运动的距离为。此过程中，以下结论正确的是（ ）
A．小物块到达小车最右端时具有的动能为
B．小物块到达小车最右端时，小车具有的动能为
C．小物块和小车组成的系统因摩擦产生的热量为
D．小物块和小车增加的机械能为
9．雪车（也称“有舵雪枆”）比赛是冬奥会比赛项目之一。如图所示，在一段赛道上，运动员操控雪车无助力滑行，沿斜坡赛道由静止从点滑行至点，再沿水平赛道滑行至点停下来。已知运动员和雪车的总质量为两点间的竖直高度为，雪车与赛道间的动摩擦因数处处相同，重力加速度为。忽略空气阻力的影响。运动员及雪车从点滑行到点的整个过程中，下列说法正确的是（ ）
A．克服摩擦力做功为 B．机械能的减小量为
C．合外力做功为0 D．合外力做功为
10．质量的小型电动汽车在平直的公路上由静止启动，图甲表示汽车运动的速度与时间的关系图乙表示汽车牵引力的功率与时间的关系。设汽车在运动过程中阻力不变，在末汽车的速度恰好达到最大。则下列说法正确的是（ ）
A．汽车受到的阻力 B．汽车的最大牵引力为
C．过程中汽车牵引力做的功为 D．汽车在做变加速运动过程中的位移大小为95.5m
三、非选择题：本题共5小题，共54分。
11．（8分）用如图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律，物块2从高处由静止开始下落，物块1上拖着的纸带打出了一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律。图乙给出的是实验中获取的一条纸带，其中0是打下的第一个点，每相邻两计数点间还有4个计时点（图中未标出），计数点间的距离如图乙所示。已知物块1、2的质量分别为。（电源频率为，结果均保留两位有效数字）
（1）在纸带上打下计数点5时的速度______。
（2）在打点过程中，系统动能的增加量______，系统重力势能的减少量______。（g取）
（3）若某同学作出的图像如图丙所示，则当地的实际重力加速度______。
12．（8分）“用DIS验证机械能守恒定律”实验装置如图。
（1）本实验利用________传感器测量摆锤释放后经过各个点的速度，结合各挡光片相对轨道最低点的________和摆锤质量，可以分析摆锤运动过程中机械能的变化。
（2）将摆锤由A点静止释放，在摆锤摆到最低点的过程中________。
A．连接杆拉力不做功，合外力不做功 B．连接杆拉力不做功，合外力做正功
C．连接杆拉力做正功，合外力不做功 D．连接杆拉力做正功，合外力做正功
（3）实验结果绘制数据如图所示，图像的横轴表示摆锤距离最低点的高度，纵轴表示小球的重力势能、动能或机械能。其中表示摆锤的重力势能、动能的图线分别是________和________。（均选填“甲”“乙”或“丙”）
（4）根据实验图像，可以得出的结论是________。
13．（12分）如图所示，跳台滑雪赛道可以简化为助滑道、起跳区、着陆坡等几段，起跳区是一小段半径的圆弧，助滑道和着陆坡两斜面与水平面的夹角均为，运动员与助滑道段间的动摩擦因数。质量的运动员（含装备）从点无初速度下滑，从起跳区的点起跳时速度沿水平方向，然后降落在着陆坡上的点。不考虑空气阻力，运动员从起跳区的点起跳后在空中时间为，在运动员运动的过程中可以把运动员看成质点。重力加速度取。
（1）运动员在起跳区C点对滑道的压力是多少？
（2）若不考虑起跳区BC对运动员速度大小的影响，助滑道AB的长度至少是多少？
（3）运动员从C点起跳后与着陆坡的最远距离是多少？
14．（10分）如图所示，绷紧的传送带与水平面的夹角间距，传送带在电动机的带动下以的恒定速率顺时针运转。现将一质量的物体（可看作质点）无初速度地放在点，已知物体与传送带间的动摩擦因数，重力加速度取，在传送带将物体从点传送到点的过程中，求：
（1）传送带对物体做的功；
（2）为传送物体，电动机需额外做多少功？
15．（16分）如图所示，水平面右端放一质量的小物块，给小物块的水平初速度使其向左运动，运动后将弹簧压缩至最短，反弹回到出发点时物块速度大小。若水平面与一长的水平传送带平滑连接，传送带以的速度顺时针匀速转动。传送带右端又与一竖直平面内的光滑圆轨道的底端平滑连接，圆轨道半径。当小物块进入圆轨道时会触发闭合装置将圆轨道封闭，取，求：
（1）小物块与水平面间的动摩擦因数；
（2）弹簧具有的最大弹性势能；
（3）要使小物块进入竖直圆轨道后不脱离圆轨道，传送带与物块间的动摩擦因数应满足的条件。
邹城市第一中学2023-2024学年高一下学期5月月考
物理试题参考答案
一、单项选择题：
1．答案 B 解 析铅球做平抛运动，仅受重力作用，故机械能守恒，A错误；铅球的加速度恒为重力加速度，保持不变，B正确；铅球做平抛运动，水平方向速度不变，竖直方向做初速度为零的匀加速直线运动，根据运动的合成可知铅球速度变大，则动能越来越大，C、D错误。
2．答案 D 解析 小车做曲线运动，所受合外力指向曲线的凹侧，故A、B错误；小车沿轨道从左向右运动，动能一直增加，故合外力与运动方向夹角为锐角，C错误，D正确。
3．答案 C 解析 “梦天”实验舱从高轨向低轨完成对接，从高轨道到低轨道，需要减速，故A错误；根据，得，由于对接后“天和”核心舱的轨道半径不变，所以向心加速度不变，故B错误；“梦天”实验舱的发射速度需要大于第一宇宙速度，小于第二宇宙速度，故C正确；对接后“梦天”实验舱的轨道半径小于同步卫星轨道半径，根据，得，可知“梦天”实验舱的角速度大于同步卫星的角速度，故D错误。
4．答案 B 解析 根据题意可知，小车（可视为质点）在离开平台后做平抛运动，竖直方向上有，水平方向上有，联立并代入数据，解得，故选B。
5．答案 B 解析 根据可知，，选项A错误；根据可知，，选项B正确；根据可知，轨道半径越大，加速度越小，选项C错误；由常量可知，轨道半径越大，周期越长，选项D错误。
6．B 解析 由题图可知，弹簧压缩量为时小球的速度最大，此时弹簧对小球的力等于小球的重力，可得，解得该弹簧的劲度系数为，B正确；由题图知时，弹簧对小球的弹力最大，弹力最大时的加速度，所以弹簧压缩到最短时小球的加速度最大，A错误；从小球接触弹簧到压缩至最短的过程中，刚开始弹簧对小球的弹力小于小球的重力，小球的速度继续增大，小球的机械能转化为弹簧的弹性势能，当弹簧对小球的弹力大于小球的重力时，小球的速度减小，直到减为零，此时弹簧的弹性势能最大，所以整个过程，弹簧的弹性势能一直在增大，由于小球的机械能转化为弹簧的弹性势能，所以小球的机械能不守恒，故C、D错误。
7．【答案】B 【详解】A．根据运动的合成与分解可知，将小物块A的速度分解为沿绳方向和垂直绳方向，小球B的速度沿绳方向，所以二者速度关系为可知速度大小不相等，故A错误；
B．由于沿绳方向的速度一定相等，绳子对的拉力也一定相等，由故任一时刻轻绳对小物块A和小球B做功的功率大小均相等，故B正确；C．A、B组成的系统机械能守恒，但A、各自的机械能均发生变化，故C错误；D．当小物块A运动到点时，下降到最低点，故此时的速度为0，由机械能守恒有解得故D错误。故选B。
8．答案 ABD 解析 小物块水平方向受到拉力和摩擦力的作用，根据动能定理得，即小物块到达小车最右端时具有的动能为，故A正确；小车相对地面的位移为，水平方向仅受小物块对小车的摩擦力作用，根据动能定理得，故B正确；小物块相对小车的位移为，则产生的热量为，故C错误；外力做的功转化为了系统的机械能还有摩擦产生的内能，所以小物块和小车增加的机械能为，故D正确。
9．答案 ABC 解析 运动员及雪车从点滑行到点的整个过程中，重力做正功，为，摩擦力做负功，满足，根据功能关系可知克服摩擦力做功为，故A正确；机械能的减小量等于克服摩擦力做的功，为，故B正确；根据动能定理可知，初末状态动能均为零，则合外力做功为0，故C正确，D错误。
10．答案 CD 解析 当牵引力等于阻力时，速度达到最大值，则有，故A错误；汽车做匀加速运动的速度最大时牵引力最大，则有，故B错误；过程中汽车已达到最大功率，所以牵引力做的功为，故C正确；过程中汽车做变加速度运动，根据动能定理得，解得，故D正确。
三、非选择题：本题共5小题，共54分。
11．答案（1）2.4 （2）0.58 0.60 （3）9.7
解析 （1）物块做匀变速直线运动，中间时刻的瞬时速度点5时的速度。
（2）在打点过程中，系统动能的增量，系统重力势能的减少量。
（3）根据机械能守恒定律得，则有，所以图像的斜率，故。
12．答案（1）光电门 高度 （2）B
（3）乙 丙 （4）在实验误差允许的范围内，摆锤运动过程中机械能守恒
解析 （1）本实验利用光电门传感器测量摆锤释放后经过各个点的速度，结合各挡光片相对轨道最低点的高度和摆锤质量，可以分析摆锤运动过程中机械能的变化。
（2）将摆锤由A点静止释放，在摆锤摆到最低点的过程中，连接杆拉力方向始终垂直于摆锤的速度方向，所以不做功，而摆锤动能增大，合外力做正功，故选B。
（3）摆锤的重力势能随的增大而增大，动能随的增大而减小，所以表示摆锤的重力势能、动能的图线分别是乙和丙。
（4）甲图线表示摆锤运动过程中的机械能，在实验误差允许的范围内图线甲平行于轴，由此可以得出的结论是摆锤运动过程中机械能守恒。
13．答案（1） （2） （3）
解析 （1）运动员从点起跳做平抛运动，水平方向有
竖直方向有
根据数学知识有
代入数据解得
运动员在点时，设滑道对运动员的支持力为，根据牛顿第二定律有
解得
根据牛顿第三定律可知，运动员在起跳区点对滑道的压力为。
（2）设助滑道的长度为，根据动能定理有
代入数据解得
（3）把运动员在点时的运动，分解为沿斜面方向和垂直斜面方向，根据几何关系，运动员在垂直斜面方向上的初速度为
垂直斜面方向上的加速度大小为
根据题意可知，运动员在垂直斜面方向上先做匀减速运动，当速度减小到零时，与斜面距离最远，根据
解得，运动员从C点起跳后与着陆坡的最远距离为
14．解析 （1）物体轻放在传送带上时，根据牛顿第二定律得沿斜面方向
可知物体上升的加速度为
物体达到的速度通过的位移
故物体在到达点前已经与传送带共速，由功能关系得传送带对物体做的功为
（2）在物体加速运动的过程，根据运动学公式可得匀加速运动所用时间为，
相对位移为，
电动机做功使物体机械能增加，同时使物体与传送带间因摩擦产生热量，则因摩擦产生的热量为
故电动机对传送带做的功为。
15．（16分）
答案（1）0.3 （2） （3）或
解析 （1）小物块在水平面上向左运动再返回至出发点的过程中，根据动能定理得
代入数据得
（2）小物块从出发至运动到弹簧压缩至最短的过程，由功能关系得，弹簧具有的最大弹性势能为
（3）本题分两种情况讨论：
①设物块在圆轨道最低点速度为时，恰好到达圆心右侧等高点，由机械能守恒定律得
解得。
由于，说明物块在传送带上一直做匀加速运动。由动能定理得
解得
②设物块在圆轨道最低点速度为时，恰好能通过圆轨道最高点，最高点速度为
在圆轨道最高点有
解得
从圆轨道最低点到最高点的过程，由动能定理得
解得
说明物块在传送带上一直做匀加速运动。
由动能定理得
解得
所以要使物块进入竖直圆轨道后不脱离圆轨道，传送带与物块间的动摩擦因数应满足的条件是或。