重庆市西南大学附属中学2023-2024学年高一下学期5月测试物理试题（含答案）

西南大学附属中学2023-2024学年高一下学期5月测试物理试题
（满分:100分 考试时间:75分钟）2024年5月
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.北斗卫星导航系统是我国自行研制的全球卫星导航系统。2023年5月17日，我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭，成功发射第五十六颗北斗导航卫星。如图所示是北斗导航系统中部分卫星的轨道示意图，已知a、b、c三颗卫星的运动均看做匀速圆周运动，其中a是静止同步轨道卫星，b是倾斜同步轨道卫星，c是中轨道卫星，地球半径为R，地球表面附近的重力加速度为g，忽略地球的自转，则（　　）
A.卫星a的线速度大于卫星c的线速度
B.卫星c的环绕速度应该大于
C.ωa＝ωb＜ωc
D.卫星a运行时可以经过重庆的正上方，且离地面的高度一定
2.成语“簸扬糠粃”常用于自谦，形容自己无才而居前列。成语源于如图所示劳动情景，在恒定水平风力作用下，从同一高度由静止释放的米粒和糠粃因质量不同而落到地面不同位置，以达到分离米粒和糠枇的目的。空气阻力忽略不计，下列说法正确的是（　　）
A.从释放到落地的过程中，糠粃的运动时间等于米粒的运动时间
B.落地时，米粒重力的瞬时功率等于糠枇重力的瞬时功率
C.从释放到落地的过程中，米粒和糠粃重力做功相同
D.从释放到落地的过程中，米粒和糠粃风力做功相同
3.近年在我国，乘的运动正成为休闲和体育馆合的新时尚。鱼漂是垂钓时反映鱼儿咬钩讯息的工具。如图甲所示，当鱼漂静止时，P点恰好在水面处。将鱼漂缓慢向下压，松手后，鱼漂在竖直方向上做简谐运动，其振动图像如图乙，取竖直向上为位移的正方向，则（　　）
A.在t＝0.3s时刻，鱼漂的速度方向竖直向下
B.在t＝0.3s时刻，鱼漂的加速度方向竖直向下
C.该角漂的振动频率为1Hz
D.该鱼漂在振动的过程中，存在速度和加速度均减小的时间段
4.如图所示，a、b、c三个相同的小球，a球从光滑斜面顶端由静止开始自由下滑，同时b球和c球从同一高度分别开始做自由落体运动和平抛运动。则当它们到达同一水平地面的过程中，下列说法正确的有（　　）
A.三个球受的重力冲量相同
B.a球和b球到达地面时的动量相同
C.a球受到的重力冲量最小
D.b球和c球动量的变化量相同
5.中国科研团队利用中国天眼FAST发现了迄今轨道周期最短的脉冲星双星系统，并命名为M71E。设此双星都是质量均匀分布的球体，它们的质量分别为m、m2，两者绕其中心连线上某点做匀速圆周运动，其中一颗星的速度大小为v1，不计其它天体对它们的作用。则另一颗星的速度大小为（　　）
A. B. C. D.
6.某人将一静止在地面上的物体提到高空的过程中，重力做功W1，空气阻力做功W2，人对物体做功W3，取地面重力势能为零，则（　　）
A.物体的重力势能的变化量等于W1 B.物体的动能等于W3-W2-W1
C.物体的机械能等于W3+W2 D.物体的机械能等于W3-W2-W1
7.我国新能源汽车发展迅猛，从技术到生产都已经走在世界最前列。某辆新能源汽车在某测试场的水平路面上由静止启动做直线运动，汽车先做加速度为a＝4m/s2的匀加速直线运动.达到额定功率P＝100kW后保持功率不变继续运动，最后做匀速直线运动，已知汽车的质量m＝2×103kg，汽车受到的阻力为所受重力的，取重力加速度大小g＝10m/s2，则下列说法正确的是（　　）
A.汽车从启动到最大速度的过程中，牵引力一直不变
B.汽车的最大速度为500m/s
C.汽车从启动到最大速度所经历的时间为12.5s
D.汽车做匀加速直线运动的时间为2.5s
二、多项选择题:本题共3小题，每小题5分，共15分.在每小题给出的四个选项中，有两个或两个以上选项符合题目要求，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分.
8.如图甲所示，一单摆做小角度摆动，从某次摆球由左向右通过平衡位置开始计时，相对平衡位置的位移x随时间t变化的图象如图乙所示。不计空气阻力，取重力加速度g＝10m/s2。
对于这个单摆的振动过程，下列说法正确的是（　　）
A.单摆的摆长约为2.0m
B.单摆的位移x随时间t变化的关系式为x＝8sinπt（cm）
C.从t＝0.5s到t＝1.0s的过程中，摆球的重力势能逐渐减小
D.从t＝1.0s到t＝1.5s的过程中，摆球所受回复力逐渐减小
9.如图所示，某学生练习用头颠球。某一次足球静止自由下落80cm，被重新顶起，离开头部后竖直上升的最大高度仍为80cm。已知足球与头部的作用时间为0.1s，足球的质量为0.4kg，重力加速度g取10m/s2，不计空气阻力，下列说法正确的是（　　）
A.足球下落到与头部刚接触时动量大小为1.6kg·m/s
B.足球与头部作用过程中动量变化量大小为0
C.足球从最高点下落至重新回到最高点的过程中重力的冲量大小为3.2N·s
D.头部对足球的平均作用力为36N
10.第24届冬季奥运会由北京市和张家口市联合举办。冬季奥运会雪上项目是极具观赏性的，如图所示，一滑雪赛道由粗糙的斜坡赛道AB和光滑的圆弧赛道BCD组成，斜坡赛道AB与圆弧赛道BCD相切于B点，斜坡赛道AB长L＝20m，与水平方向的夹角为37°，圆弧赛道半径R＝5m。滑雪运动员从赛道的起点A由静止滑下后，恰好能滑到圆弧赛道上与圆心等高的D点。已知滑雪运动员连同装备的总质量m＝60kg，重力加速度g取10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，不计空气阻力，运动员可视为质点，则（　　）
A.运动员在C点的速度大小为10m/s
B.运动员滑过斜坡赛道AB的过程中克服摩擦力做的功为4200J
C.滑雪设备与斜坡赛道AB之间的动摩擦因数为0.5
D.运动员从D点返回沿斜坡赛道AB上滑的最高点与A点间的距离为16m
三、实验探究题:本大题共2小题，共15分
11.（6分）实验小组用如图甲所示装置来验证两个小球在斜槽末端碰撞时的动量守恒。A、B为两个直径相同的小球，质量分别为m1、m2，且m＞m2。实验时，接球板水平放置，让入射球A多次从斜轨上E点静止释放，平均落点为P1；再把被碰小球B静放在水平轨道末端，再将入射小球A，从斜轨上某一位置静止释放，与小球B相撞，并多次重复，分别记录两个小球碰后的平均落点M1、N1。
（1）关于该实验的要求，说法正确的是__________。（多选）
A.斜槽末端必须是水平的 B.斜槽轨道必须是光滑的
C.必须测出斜槽末端的高度 D.放上小球B后，A球必须仍从E点释放
（2）图中中O点为斜槽未端在接球板上的投影点，实验中，测出OM1、OP1、ON1的长度分别为x1、x2、x3，若两球碰撞时动量守恒幼，则满足的表达式为 （用题中给定的物理量表示）。
（3）图乙中，仅改变接球板的放置，把接球板竖放在斜槽末端的右侧，O点为碰前B球球心在接球板上的投影点。使小球A仍从斜槽上E点由静止释放，重复上述操作，在接球板上得到三个落点M2、P2、N2，测出OM2、OP2、ON2长度分别为y1、y2、y3，若两球碰碰时动量守恒，则满足的表达式为 （用题中给定的物理量表示）。
12.（9分）某同学用如图所示的装置验证轻弹簧和小物块（带有遮光条）组成的系统机械能守恒。图中光电门安装在铁架台上且位置可调。物块释放前，细线与弹簧和物块的栓接点（A、B）在同一水平线上，且弹簧处于原长。滑轮质量不计且滑轮凹槽中涂有润滑油.以保证细线与滑轮之间的摩擦可以忽略不计，细线始终伸直。小物块连同遮光条的总质量为m，弹簧的劲度系数为k，弹性势能Epkx2（x为弹簧形变量），重力加速度为g，遮光条的宽度为d，小物块释放点与光电门之间的距离为l（d远远小于1）。现将小物块由静止释放，记录物块通过光电门的时间t。
（1）物块通过光电门时的速度为_____；
（2）改变光电门的位置，重复实验，每次滑块均从B点静止释放，记录多组1和对应的时间，做出图像如图所示，若在误差允许的范围内，满足关系式 时，可验证轻弹簧和小物块组成的系统机械能守恒；
（3）在（2）中条件下，l＝l1和l＝l3时，物块通过光电门时弹簧具有的两弹性势能分别为Ep1、Ep3，则Ep1-Ep3＝（用l1、m、l3、g表示）；
（4）在（2）中条件下，取某个值时，可以使物块通过光电门时的速度最大，速度最大值为__________（m、g、k表示）。
四、计算题:本大题共3小题，共42分.请写出必要的文字说明和必需的物理演算过程，只写出最终结果的不得分.
13.（10分）“玉兔号”月球车与月球表面的第一次接触实现了中国人“奔月”的伟大梦想，“玉兔号”月球车在月球表面做了一个单摆实验，测得单摆的周期为T，摆长为l，已知月球半径为R，引力常量为G。求:（1）月球表面重力加速度的大小和月球的质量;
（2）月球的第一宇宙速度。
14.（13分）如图所示，半径为R＝15m的光滑弧形轨道AB竖直固定在水平面上，右侧固定一半径为r＝5m的竖直光滑弧形轨道CD，弧CD所对应的圆心角为60°，BC＝47m，质量为m＝0.5kg的物体由A点的正上方h＝7.5m高度由静止降放，经过一段时间物体由D点离开弧形轨道.已知物体与BC段的动摩擦因数为，重力加速度g取10m/s2。求:
（1）物体刚到B点时对轨道的压力大小；
（2）物体通过D点时的速度大小；
（3）物体的落地点到D点的水平距离。（结果可带根号）
15.（19分）滑雪是大人小孩都爱玩的游戏。如图甲所示，在水平地面上固定有一竖直挡板Q、倾角为30°的斜面AB，斜面AB的底端与水平面平滑相接。质量为m＝10kg、长度L＝2.5m的平板P静止在水平面上，质量为M＝30kg的小孩（可视为质点）静坐于平板右端，大人给小孩一水平向左的瞬间冲量，使小孩获得v＝4m/s的速度，同时大人向右运动并沿斜面AB上滑恰好过B点，斜面AB长度为S＝0.4m。平板P向左运动并与挡板Q发生弹性碰撞。以第一次碰撞瞬间为计时起点，取水平向左为正方向，碰后0.5s内小孩运动的v-t图像如图乙所示。仅考虑小孩与平板间的摩擦，其它摩擦忽略不计，重力加速度取g＝10m/s2，求:
（1）大人的质量;
（2）平板P最初静止时，其左端离挡板Q的最小距离;
（3）通过计算说明小孩与平板最终是否分离，若会分离，分离时的速度分别为多少？
高一