河北省沧州市2024-2025学年高一下学期5月月考 物理试题（含答案）

2024-2025学年第二学期沧州市5月月考
物理
一、单选题：本大题共7小题，共28分。
1.关于曲线运动，下列说法正确的是( )
A. 做曲线运动的物体所受合力方向一定发生变化
B. 做曲线运动的物体其加速度大小和方向不可能都不变
C. 做圆周运动的物体所受合力方向一定指向圆心
D. 物体所受合力方向与其运动方向不相同时，物体一定做曲线运动
2.从空中点水平抛出一个小球，运动一段时间后小球落到了斜面上的点，其中斜面倾角为，、连线与斜面垂直。关于小球在点处的水平和竖直分速度的比值，下列选项正确的是( )
A. B. C. D.
3.我国发射的天问一号探测器经霍曼转移轨道到达火星附近后被火星捕获，经过系列变轨后逐渐靠近火星，如图所示，Ⅰ轨道和Ⅱ轨道为其中的两个轨道。图中阴影部分为探测器与火星的连线在相等时间内扫过的面积，下列说法正确的是( )
A. 两阴影部分的面积相等
B. 探测器在Ⅱ轨道上通过点时的速度小于在Ⅰ轨道上通过点时的速度
C. 探测器在Ⅰ轨道运行的周期小于在Ⅱ轨道运行的周期
D. 探测器在Ⅰ轨道上的机械能小于在Ⅱ轨道上的机械能
4.如图所示，质量分别为和的两个物体，在相同的两个力和作用下，沿水平方向移动了相同的距离，若做的功为，做的功为，且，则( )
A. B.
C. D. 条件不足，无法判断
5.光滑水平面上的滑块，仅在水平力的作用下由静止开始运动，力与滑块的位置坐标的图像如图所示，下列说法中正确的是
A. 滑块在处的动能最大
B. 滑块运动后速度反向
C. 滑块从运动至过程中，力做的功为
D. 滑块从运动至过程中，力做的功为
6.如图所示，左侧竖直墙面上固定半径为的光滑半圆环，右侧竖直墙面上与圆环的圆心等高处固定一水平光滑直杆。质量为的小球套在半圆环上，质量为的小球套在直杆上，两者之间用长为的轻杆通过两铰链连接。现将从圆环的最高处静止释放，让其沿圆环自由下滑，不计一切摩擦，、均视为质点，取，则以下说法中正确的是( )
A. 小球滑到与圆心等高的点时，的速度大小为
B. 小球滑到与圆心等高的点时，的向心加速度为
C. 小球从点下滑至杆与圆环相切的点图中未画出过程中，、两球组成的系统机械能、动量均守恒
D. 小球从点下滑至杆与圆环相切的点图中未画出的过程中，杆对小球做的功约为
7.如图所示，两小滑块、的质量分别为和，、通过光滑铰链用长为的轻杆连接，套在固定的光滑竖直杆上，放在光滑水平地面上。原长为的轻弹簧水平放置，右端与相连，左端固定在竖直杆上点。将由静止释放，此时轻杆与竖直方向夹角；下降到最低点时变为重力加速度为，则在下降的过程中，下列说法正确的是
A. 、组成的系统机械能守恒
B. 下降过程中的机械能先增大后减小
C. 达到最大动能时，受到地面的支持力大小为
D. 弹簧弹性势能最大值为
二、多选题：共3小题，共18分。
8.用滑道从高处向低处运送货物，如图所示，可看作质点的货物从圆弧滑道顶端点静止释放，沿滑道运动到圆弧末端点时速度大小为。已知货物质量为，滑道高度为，且过点的切线水平，重力加速度取。关于货物从点运动到点的过程，下列说法正确的有( )
A. 重力做的功为 B. 阻力做的功为
C. 经过点时对轨道的压力大小为 D. 经过点时重力的功率为
9.经长期观测，人们在宇宙中已经发现了“双星系统”，“双星系统”由两颗相距较近的恒星组成，每个恒星的线度远小于两颗星体之间的距离，而且双星系统一般远离其他天体。如图所示，两颗星球、组成的双星系统，在相互之间万有引力的作用下，绕连线上的点做周期相同的匀速圆周运动。现测得两颗星之间的距离为，公转周期均为，引力常量为，、做圆周运动的轨道半径之比为。则可知( )
A. 两天体的质量之和等于
B. 两天体的质量之比为
C. 、做圆周运动的线速度大小之比为
D. 、做圆周运动的向心力大小之比为
10.如图甲所示是儿童玩具跳跳杆，其底部未固定在地面，底部装有一根弹簧，小孩和杆的总质量为，研究某次小孩和杆从最低点弹起的运动过程，以小孩运动的最低点为坐标原点、竖直向上为轴正方向，小孩与杆整体的动能与其坐标位置的关系如图乙所示，之间图象为曲线，对应其最高点，之间图象为直线，不计弹簧质量和空气阻力的影响，重力加速度为，则
A. 小孩和杆的最大加速度
B. 弹簧在处恢复原长，弹簧劲度系数
C. 在处弹簧的弹性势能为
D. 在处小孩和杆的速度为
三、实验题：共2小题，共14分。
11.（7分）图甲所示是研究平抛物体运动的实验装置图，乙是实验后在白纸上作的图．

安装斜槽轨道时要注意________________________________
实验过程需要多次释放小球使它沿斜槽轨道滚下才能描出小球作平抛运动的轨迹，每次释放小球时应使小球________________ ，目的是____________________。
为平抛运动起点，计算小球作平抛运动的初速度的公式是________，根据乙图给出的数据，计算出小球平抛的初速度 ________
12.（7分）两学习小组、用如图甲所示实验装置验证向心力大小与速度平方成正比铁架台上安装带有刻度的半圆板，刻度以圆板最低点所在的水平线为“”等高线，相邻等高线间距相等轻绳一端在圆心处与传感器相连图中未画出，另一端与小球相连，小球平衡时球心恰在等高线处，用传感器测量小球做圆周运动过程绳中拉力大小．
为了验证小球的向心力与速度平方的定量关系，控制小球的质量和做圆周运动的半径不变组同学将绳拉直，球心与距“”等高线高度为的刻度线处重合，将小球由静止释放，运动至最低点的速度平方的表达式 用重力加速度、表示
系统记录某次小球运动过程中绳中的拉力随时间的变化关系图像如图乙所示，则 选填“”“”点的纵坐标表示小球运动至最低点时绳中的拉力大小
多次改变小球的释放点高度，记录每次高度及对应的运动至最低点时绳中的拉力大小的数据，描绘出图像如图丙所示，图线Ⅰ的纵轴截距表示 ，试问：根据该图线能否说明小球的向心力与速度平方成正比请简述理由
实验操作过程中，组同学每次将小球的最低点与高度为的等高线相切，其余操作与组的相同，组也在丙图中描绘图线，标记为Ⅱ，图中哪个选项可能正确反映图线Ⅰ、Ⅱ关系的( )
A.B.
C.D.
四、计算题：本大题共3小题，共40分。
13.（10分）年月日，我国在西昌卫星发射中心使用长征三号乙运载火箭，成功将通信技术试验卫星十五号发射升空，卫星顺利进入预定轨道，发射任务获得圆满成功。假设卫星进入预定轨道后以大小为的线速度绕地球做匀速圆周运动，卫星距离地面的高度为，地球的半径为，引力常量为，忽略地球自转的影响，求：
地球的质量；
地球表面的重力加速度大小；
地球的第一宇宙速度。
14.（14分）如图所示，光滑水平面与竖直面内粗糙半圆形轨道在点平滑相接，半圆形轨道半径为，一质量为的物块可视为质点将弹簧压缩至点后由静止释放，获得向右速度后脱离弹簧，经过点进入半圆形轨道后瞬间对的轨道的压力大小为其重力的倍，之后沿圆形轨道运动，且恰好到达点。取重力加速度大小为，求：

释放物块时弹簧的弹性势能；
物块从点运动到点的过程中克服摩擦力做的功；
物块离开点后落到水平面时，重力的瞬时功率大小。
15.（16分）如图所示，左侧带有水平轻弹簧的竖直挡板固定在光滑水平地面上，质量为的小滑块将弹簧压缩至点后由静止释放，在弹力作用下水平向右运动，脱离弹簧后自点滑上右侧半径为的固定竖直半圆轨道，恰好通过最高点，之后落于水平地面上的点图中未画出。已知轨道与水平地面相切于点，不考虑小滑块落于点以后的运动过程，忽略空气阻力，重力加速度为。则：
求小滑块经过点时速度的大小
求小滑块由运动到过程中重力的平均功率
若轨道光滑，求小滑块由静止到弹出的过程中，弹簧对小滑块做的功
若轨道粗糙，小滑块沿半圆轨道运动至点时恰好脱离轨道，之后落于水平地面上的点图中未画出。已知，与竖直方向的夹角，取，忽略空气阻力，求、两点间的距离可保留根号。
答案
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10.
11.斜槽末端水平；从同一位置静止滚下；保证每次具有相同的初速度； ；。
12. 可以，由于小球向心力与高度成正比，而高度与速度的平方成正比，故小球的向心力与速度的平方成正比；
13.解：设卫星的质量为 ，有
解得
对地面上质量为 的物体，有
解得
对质量为 的近地卫星，有
解得

14.解：由牛顿第三定律可知地面支持力，
物体在点时：
解得：，
由功能关系可知弹性势能等于弹力做的功，等于物体在点的动能；即；
物体在点时，则，
物体从到的过程中，由动能定理有：，
解得物体克服摩擦力做功；
物体从点飞出后做平抛运动，竖直方向有：，
所以重力的功率为。
15.解：解：小滑块恰过点时，由牛顿第二定律：
解得小滑块经过点的速度大小；
小滑块离开后做平抛运动，则：
解得运动的时间
该过程中重力做的功：
则重力的平均功率；
小滑块由运动到的过程，由动能定理：
解得弹簧对小滑块做功；
小滑块脱离点时，轨道对小滑块的支持力为，此时，由牛顿第二定律：
解得小滑块在点时的速度大小
小滑块离开点后做斜抛运动，此时小滑块在竖直方向的分速度大小，水平方向的分速度大小
小滑块在竖直方向做竖直上抛运动，则
解得小滑块由点运动到点的时间
、两点间的水平距离
故、两点间的距离。