安徽省县中联盟2023-2024学年高一下学期5月月考物理试题(含答案)

2024年“江南十校”高一年级5月份阶段联考
物理
注意事项：
1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号框涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号框。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。
3.考试结束后，将答题卡交回。
一、单项选择题：本题共8小题，每小题4分，共32分。在每小题给出的四个选项中只有一项符合题目要求。
1.在万有引力定律的发现历程中，下列叙述符合史实的是（ ）
A.开普勒通过分析第谷的天文观测数据，发现了万有引力定律
B.丹麦天文学家第谷经过多年的天文观测和记录，提出了“日心说”的观点
C.卡文迪什通过实验推算出来引力常量G的值，被誉为第一个能“称地球质量”的人
D.伽利略利用“地—月系统”验证了万有引力定律的正确性，使得万有引力定律得到了推广和更广泛的应用
2.如图所示，P是绕地球做圆轨道运行的一颗卫星，圆轨道的半径为r，运转周期为；Q是绕地球做椭圆轨道运行的一颗卫星，椭圆轨道的半长轴为a，运转周期为。下列说法正确的是（ ）
A.
B.，该比值的大小与卫星的质量有关
C.地球位于卫星P圆轨道的圆心上，同时也位于卫星Q椭圆轨道的一个焦点上
D.在相等的时间内，卫星P与地心的连线扫过的面积一定等于卫星Q与地心的连线扫过的面积
3.如图所示，汽车在岸上用轻绳拉船，若汽车行进速度为v，当拉船的绳与水平方向的夹角为30°时船的速度大小为（ ）
A. B. C. D.
4.神舟十三号飞船首次采用径向端口对接，飞船从空间站下方的停泊点进行俯仰调姿和滚动调姿后与天宫空间站完成对接，已知空间站和停泊点所在的轨道均为圆轨道，则飞船在完成对接后与在停泊点时相比（ ）
A.线速度增大 B.绕行周期增大 C.所受万有引力增大 D.向心加速度增大
5.有一个质量为4kg的质点在平面内运动，在x方向的速度一时间（）图像如图甲所示，在y方向的位移一时间（）图像如图乙所示。下列说法正确的是（ ）
甲 乙
A.质点的速度和加速度所成的夹角不变 B.质点所受的合外力为22N
C.时质点的速度大小为6m/s D.时刻质点的速度大小为5m/s
6.某同学在斜坡上扔石子，某次他将石子以大小为的初速度水平抛出，石子落在斜坡上，示意图如图所示。石子在空中运动的全程中，速度的变化量为。不计空气阻力，不考虑石子的反弹。下列关系式正确的是（ ）
A. B. C. D.
7.如图，某同学在进行投篮训练。第一次他站在罚球线外某点将篮球投出，篮球垂直打在篮板上；第二次他站在罚球线内某点将篮球投出，篮球再次垂直打在篮板的同一位置上。已知两次投篮时，出手点的高度相同，出手点与篮球板的水平距离之比为2:1。不计空气阻力，篮球可视为质点。下列说法正确的是（ ）
A.篮球前后两次打在篮板上的速度之比为2:1
B.篮球前后两次打在篮板上的速度之比为
C.篮球前后两次被抛出时的速度与水平方向的夹角之比为1:2
D.篮球前后两次被抛出时的速度与水平方向的夹角之比为
8.我国天文学家通过天眼发现了一个双星系统。如图，两个天体A、B绕着其连线上的O点做匀速圆周运动。已知B的轨道半径小于A的轨道半径，两个天体的总质量为M，距离为l，引力常量为G，忽略其他天体对A、B的影响。下列说法正确的是（ ）
A.天体A受到的万有引力大于天体B受到的万有引力
B.天体A的向心加速度小于天体B的向心加速度
C.两个天体的运转周期均为
D.当两个天体的总质量M一定时，l越大，角速度越大
二、多项选择题：本题共2小题，每小题5分，共10分。在每小题给出的选项中，有多项符合题目要求。全部选对得5分，选对但不全的得3分，有选错或不答得0分。
9.如图，水平放置的粗糙木板上有一个小物块，使小物块和木板在竖直平面内沿顺时针方向做匀速圆周运动，在运动过程中木板始终保持水平，小物块相对木板始终静止。已知ac、bd分别为圆周运动的水平直径、竖直直径，圆周运动的半径为R，小物块与木板间的动摩擦因数为，重力加速度为g。假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。下列说法正确的是（ ）
A.小物块在运动过程中始终受到三个力作用
B.从a点到c点，小物体所受的摩擦力先减小后增大
C.从d点到b点，小物块处于失重状态
D.匀速圆周运动的角速度不能超过
10.如图，受水平恒力作用的小球在光滑水平面上运动，先后经过水平虚线上的A、B两点，经过A点时的速度大小为，方向与AB成角；经过B点时的速度大小为，方向与AB成角。已知小球质量为m，A、B两点间距离为d。下列说法正确的是（ ）
A.小球做匀变速曲线运动 B.水平恒力的方向与AB垂直
C.小球从A点运动到B点所用的时间为 D.小球在运动过程中的最小速率为
三、非选择题（共58分）
11.（6分）在“研究平抛运动”实验中，某兴趣小组利用如图（a）所示的实验装置进行实验。以小钢球离开斜槽末端时球心位置为坐标原点O，建立水平与竖直坐标轴。让小球多次从斜槽上离水平桌面高为h处由静止释放，使其水平飞出，通过描点可绘出小球做平抛运动时球心的轨迹。
（a）
（1）关于该实验，下列说法正确的是________。
A.实验所用斜槽应光滑 B.斜槽末端应保持水平
C.实验时尽量选择体积小、质量大的小球
（2）甲同学在轨迹上取一点A，读取其坐标。若已知重力加速度g，则小球做平抛运动的初速度________。
A. B. C.
（3）乙同学在轨迹上选取间距较大的几个点，测出其坐标，并在平面直角坐标系上绘出了图像，如图（b）所示。已知此平抛运动中钢球的初速度，则重力加速度________。（结果保留3位有效数字）
（b）
12.（10分）
为探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系，小明按图甲装置进行实验，物块放在平台卡槽内，平台绕轴转动，物块做匀速圆周运动，平台转速可以控制，光电传感器可以记录转动快慢。
甲 乙
（1）现探究向心力与角速度的关系，需要控制________、________保持不变（选填“半径”、“角速度”或“质量”）。
（2）小明由光电传感器测转动的周期T，则角速度的表达式是________。
（3）小明按上述实验将测算得的结果用作图法来处理数据，如图乙所示，纵轴F为力电传感器读数，横轴为，图线不过坐标原点的原因是________；用天平测得物块质量为1.50kg，直尺测得半径为50.00cm，图线斜率为________kg·m（结果保留两位有效数字）。
13.（10分）
正在公路上行驶的汽车，只需按下一个键，就能轻松切换到飞行模式，变身飞机跃入天空，这就是飞行汽车！一辆飞行汽车在平直的公路上以30m/s的速度行驶，某时刻司机启动飞行模式，汽车保持水平速度不变，沿竖直方向开始匀加速爬升，经过一段时间爬升到400m高处。用x表示水平位移，y表示竖直位移，这一过程的图像如图所示。求：
（1）汽车到达400m高处所飞行的时间；
（2）汽车到达400m高处时的速度大小。
14.（12分）
某兴趣小组为宇航员设计了一个测量未知天体自转周期的实验方案：先在该天体的赤道表面用一根不可伸长的轻绳将小钢球悬挂在固定点O，如图所示。让小钢球绕着。点在竖直面内做圆周运动，小钢球通过最低点和最高点的速度分别为、，小钢球通过最低点时轻绳的张力是小钢球通过最高点时轻绳的张力的2.5倍，阻力不能忽略。假定该天体为匀质球体，天体的半径为R，再用同样的方法测得该天体极地的重力加速度大小为。已知轻绳长为l，引力常量为G，不计小钢球的尺寸。求：
（1）该天体的质量；
（2）该天体赤道表面的重力加速度大小；
（3）该天体的自转周期。
15.（20分）
如图，两水平面（虚线）之间为特殊的区域I，当物体经过该区域时会受到水平向右的恒定外力。从区域Ⅰ上方的A点将质量为m的小球以初速率向右水平抛出，小球从P点进入区域Ⅰ后恰好做直线运动，并从Q点离开区域I。已知A点到区域Ⅰ上方的距离为h，小球在Q点的速率是在P点速率的2倍，重力加速度为g。不计空气阻力。求：
（1）小球在P点的速度与水平方向夹角的正切值及小球在区域Ⅰ中受到水平向右的外力大小；
（2）区域Ⅰ上下边界的高度差；
（3）若将该小球从A点以初速率向左水平抛出，小球从R点（图中未标出）离开区域Ⅰ。试求Q点与R点间的距离。
2024年“江南十校”高一年级5月份阶段联考
物理试题参考答案及评分标准
一、单项选择题：本题共8小题，每小题4分，共32分。在每小题给出的四个选项中只有一项符合题目要求。
题号 1 2 3 4 5 6 7 8
答案 C C D B D B A C
1.选C
卡文迪什通过扭称实验成功推算出来引力常量G的值，根据，可推算出地球质量，故被誉为第一个能“称地球质量”的人。
2.选C
根据开普勒第三定律：即周期定律，这个比值与中心天体的质量有关，故A、B错误；根据开普勒第一定律即轨道定律，C项正确。
3.选D
将小船的速度沿着绳子和垂直绳子方向正交分解，如图所示：沿着绳子的分速度等于汽车拉绳子的速度，即所以，C项正确。
4.选B
对接过程中轨道半径变大，线速度减少、绕行周期变长、万有引力变小、引力加速度也变小，所以B项正确。
5.选D
由图象可知，质点在x方向做初速度为3m/s、加速度为的匀加速直线运动，y方向做速度为4m/s的匀速直线运动，合运动为匀变速曲线运动。质点的速度与加速度之间的夹角不断减少，故A项错误。由x方向加速度为，可知质点受到的合外力为6N，故B项错误。2s时质点的速度大小为，y方向的速度不变，故C项错误。故故D项正确。
6.选B
由平抛运动的分解，水平方向有：、竖直方向有：，可知：，故平抛运动的时间与平抛的初速度成正比，有，所以B项正确。
7.选A
由于是垂直打到篮板的同一位置，把斜抛看作平抛的逆过程，根据题意两次平抛的水平位移之比为2:1，故A项正确。由平抛运动的速度反向延长线交于水平位移的中点的推论，可知抛出篮球时的速度与水平方向的夹角的正切之比为1:2，故C、D错误。
8.选C
根据作用力与反作用力总是等大反向的规律，故A项错误。由于双子星的角速度始终相等，由向心加速度公式：可知，加速度与半径成正比，B项错误。由双子星各自做匀速圆周运动的动力学关系：
、，可知D项错误、C项正确。
二、多项选择题：本题共2小题，每小题5分，共10分。在每小题给出的选项中，有多项符合题目要求。全部选对得5分，选对但不全的得3分，有选错或不答得0分。
题号 9 10
答案 BD AD
9.选BD
小物块在最低点和最高点b、d，只受到重力和支持力这两个力的作用，可知A项错误。小物块在竖直平面做匀速圆周运动中，向心加速度不变，把这个加速度分解到水平方向和竖直方向可知，加速度在水平方向分量是由摩擦力产生的，故B项正确。小物块从d点到b点，加速度的竖直分量先向下后向上，所以C项错误。由加速度的水平方向分量是由摩擦力产生的，加速度的竖直分量是由重力和支持力的合力产生，如图，根据动力学关系：
；
可得：，
则匀速圆周运动的角速度不能超过，故D项正确。
10.选AD
由于小球受到水平外力恒定，故做匀变速曲线运动，A项正确。由初速度与末速度的矢量关系，如图所示，可知水平恒力的方向与速度变化量的方向一致，故B项错误。由图可知，速度变化量的方向与AB连线的夹角为60°角，故初速度在与垂直方向的分量即为小球运动过程中的最小速度，故D项正确。把初末速度分解到AB连线的方向，小球在AB连线方向上作匀变速直线运动，由平均速度的概念来求
时间：，故C选项错误。
三、非选择题（共58分）
11.（6分，每小空2分）
（1）BC （2）B （3）9.60
12.（10分）
（1）质量、半径（各1分） （2） （2分）
（3）物块受到摩擦力的作用；0.75（每空各3分）
13.（1）水平方向： （2分）
解得： （2分）
（2）竖直方向： （2分）
解得： （1分）
汽车到达400m高处时的速度大小 （2分）
解得： （1分）
14.（1）在极地： （2分） 解得： （1分）
（2）在最低点： （2分）
在最高点： （2分）
又 解得： （2分）
（3）在赤道表面的物体： （2分）
解得： （1分）
15.（1）由平抛运动，可得
竖直方向： （2分） 解得：
小球在P点的速度与水平方向夹角的正切值 （1分）
小球从P点进入区域Ⅰ后，恰好做直线运动所受合力与速度方向共线 （2分）
解得： （1分）
（2）小球从P点进入区域Ⅰ后，恰好做直线运动
由，可得 （2分）
又 （2分）
解得： （2分）
（3）将小球向右水平抛出：
在区域Ⅰ上方： （1分）
由可得：在区域Ⅰ运动的时间. （1分）
水平位移 （1分）
将小球向左水平抛出：，小球在R点速度方向竖直向下 （2分）
水平位移 （1分）
故Q点与R点间的水平距离 （2分）