南昌市部分学校2022-2023学年高一下学期5月月考
物理
注意事项：
1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡和试卷指定位置上．
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涂黑．如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号．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，将本试卷和答题卡一并交回．
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题只有一项符合题目要求，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，有错选的得0分．
1．下雨天，某同学在雨中将雨伞旋转起来，某雨滴在雨伞边缘飞出后恰好在竖直面内运动，不计空气阻力，则该雨滴的运动轨迹可能是（ ）
A． B． C． D．
2．在某次体能测试中，某同学在一分钟内做了20个引体向上动作，每次引体向上的高度约为，则该同学克服重力做功的平均功率约为（ ）
A． B． C． D．
3．建筑工人用如图所示装置将建筑材料提升到高处，工人在高处平台上向右做匀速直线运动（运动过程中手握绳的高度不变），当手牵引的绳与水平方向的夹角为时，重物上升的速度大小为，则当时，重物上升的速度大小为（ ）
A． B． C． D．
4．如图所示为某卫星在椭圆形转移轨道上运行的情景，卫星沿顺时针方向运行，从运动到所用时间与从运动到所用时间相同，从运动到过程卫星与地心连线扫过的面积为从运动到过程卫星与地心连线扫过的面积为，卫星在两点机械能分别为，在两点的线速度大小分别为，在点的加速度和在点的加速度大小分别为，下列判断正确的是（ ）
A． B． C． D．
5．如图为水流星的原理图，装有水的小桶质量共为，用不可伸长的细线连接，绕点在竖直面内做完整的圆周运动，重力加速度为，小桶（包括水）在最高点时向心力大小为，则在最低点时细线对小桶的拉力大小为（ ）
A． B． C． D．
6．如图，固定圆盘中心有一个光滑小孔，细线穿过小孔一端连接在圆盘上质量为的物块上，另一端连接在质量为的小球上，细线的长度一定，圆盘上的物块到小孔的距离为，使小球做圆锥摆运动，当小球做圆周运动的角速度为时物块刚好要滑动，则与的关系图像正确的是（ ）
A． B． C． D．
7．如图甲所示为娱乐爱好者喜爱的娱乐项目“彩虹滑道”，娱乐爱好者在滑道上某段的运动可简化为如图乙所示．娱乐爱好者从A点水平滑出，然后落在斜面上的B点．不计空气阻力，当娱乐爱好者从A点水平滑出的速度加倍且仍落在同一斜面上时，下列说法正确的是（ ）
A．在空中运动时间不变 B．在空中运动时间变为2倍
C．在空中运动时间变为4倍 D．落到斜面上时速度方向改变
8．如图，质量一定的一辆汽车行驶在水平公路圆弧状转弯处做圆周运动，汽车行驶的速度大小一定，侧该汽车做圆周运动的向心力（ ）
A．与汽车受到的阻力相等 B．与汽车受到的合外力相等
C．与汽车和路面间的动摩擦因数成正比 D．与汽车做圆周运动的半径成反比
9．2022年12月2日，神舟十四、十五号航天员乘组首次完成在轨交接仪式，从此中国空间站开启了航天员长期低轨道驻留模式．空间站在离地约的圆轨道上运行，运行周期为90分钟，关于神舟飞船的发射、在轨运行及返回，下列说法正确的是（ ）
A．神舟十五号发射升空时，宇航员处于失重状态
B．神舟十四、十五号和核心舱的组合体在轨运行速度小于第一宇宙速度
C．神舟十四号返回时，与空间站分离后需要点火减速
D．神舟十四、十五号和核心舱的组合体在轨运行的轨道半径与同步卫星在轨运行轨道半径之比为
10．如图所示为我国著名田径运动员巩立姣铅球比赛时的情景，若比赛时巩立姣将质量为的铅球以的动能推出，推出时速度方向与水平方向成角，抛出点离地面的高度为，不计空气阻力，重力加速度取，以地面为重力势能零势能面，下列说法正确的是（ ）
A．铅球运动到最高点时动能为 B．铅球运动到最高点时机械能为
C．铅球运动到地面时的动能为 D．铅球落地前一瞬间重力的瞬时功率为
11．如图，在倾角为的足够长光滑斜面底端有一挡板，质量为的物块放在斜面上紧靠挡板，一根轻质弹簧放在斜面上一端固定在上，弹簧处于原长．质量为的滑块从斜面上离弹簧上端距离为的位置由静止释放，与弹簧接触后即与弹簧连接在一起，物块压缩弹簧后被弹起，当物块沿斜面向上运动至速度为零时物块刚好离开挡板．重力加速度取，弹簧的形变在弹性限度内，弹簧的弹性势能为弹簧的形变量，下列说法正确的是（ ）
A．弹簧的劲度系数为
B．物块与弹簧接触时的动能为
C．物块反弹后，弹簧的最大伸长量为
D．物块向下运动过程中，弹簧的最大压缩量为
二、非选择题：本题共5小题，共56分．
12．（8分）为了探究向心力大小与角速度的关系，某实验小组设计了如图所示的装置．磁性滑块套在水平光滑粗细均匀的塑料杆上，滑块随水平杆一起绕竖直杆做匀速圆周运动，力传感器通过一细绳连接滑块，用来测量向心力F的大小．磁传感器可以记录接收到一定次数强磁场对应的时间．
（1）为了探究向心力与角速度的关系，需要控制滑块质量和________________（选填“线速度”、“半径”、“加速度”或“周期”）保持不变，某次旋转过程中从接收到强磁场开始计时，并且记为第0次，到接收到第次强磁场所用时间为t，则角速度________________．
（2）改变匀速圆周运动的角速度重复实验（1）多次，以为纵坐标，为横坐标，在坐标纸中描出数据点作图，如果图像是一条过原点的倾斜直线，且直线的斜率等于________________，表明此实验过程中向心力与________________成正比（选填“角速度”、“角速度平方”或“角速度二次方根”）．
13．（8分）某同学用自由落体运动验证机械能守恒定律，装置如图甲所示，交流电的频率为，重力加速度为．
（1）让重物众高处由静止开始下落，打出的一条纸带如图乙所示，其中点为打点计时器打下的第一个点，为三个计数点，用刻度尺测得，则打点时重物的速度________________．（保留3位有效数字）
（2）测量出同一纸带上其他计数点到打点计时器打下的第一个点的距离，算出了各计数点对应的速度，然后以为纵轴、以为横轴描点作图，最合理的图像是________________；若图线的斜率近似等于________________，则机械能守恒定律得到验证．
A． B． C．
（3）在实验中，该同学根据自己某次实验测得的数据，通过计算发现，重物在下落过程中，重物动能的增加量略大于重力势能的减少量．若实验测量与计算均无错误，则出现这一问题的原因可能是________________．
A．重物的质量偏小 B．交流电的电压偏高
C．交流电的频率小于 D．重物下落时受到空气阻力
14．（12分）高山滑雪是冬季奥运会重要的比赛项目之一，图甲是一名滑雪运动员在比赛过程中的情景，图乙为运动员比赛中的示意图，在图乙中，当运动员运动到比坡底高的点时，速度为，此后继续下滑至水平雪地上点停下，运动员自身和所有装备的总质量为，在斜坡上受到的阻力为其重力的，斜坡倾角为，忽略运动员在点时的机械能损失，重力加速度取，求：
（1）运动员在点时重力的瞬时功率大小；
（2）若间的距离为，则运动员在段受到的平均阻力大小．
15．（12分）预计在2033年之前中国将实现载人火星探测．未来宇航员乘飞船来到火星，假设飞船先绕火星做半径为的匀速圆周运动，圆周运动的周期为，已知引力常量为．
（1）求火星的质量；
（2）宇航员来到火星表面，在火星表面某处测得重力加速度为，求火星的第一宇宙速度．
16．（16分）某同学设计了一款趣味小游戏，装置如图所示．半径为的光滑半圆弧轨道固定在竖直面内，圆弧轨道的最低点与光滑水平面相切，两个球放在水平面上，球放在离点距离为的点，与半圆弧轨道在同一竖直面内，球可以放在所在直线上的任一位置．要求给小球一个向左的初速度，使小球沿水平面向左运动并通过圆弧轨道从点抛出恰好能击中球，球的质量为，重力加速度为，不计小球的大小．
（1）要使小球能到达点，求小球在点的最小初速度；
（2）要使小球从点飞出后能击中球，求球放的位置离点的最小距离；
（3）若小球放的位置在点，点与点距离为，要使小球恰好击中小球，求对小球做的功及小球运动到圆弧轨道上与圆心等高的位置时加速度的大小．
南昌市部分学校2022-2023学年高一下学期5月月考
物理参考答案
1．【答案】C
【解析】由于雨滴只受重力作用，而雨滴受到的合外力指向运动轨迹凹的一侧，C项正确．
2．【答案】B
【解析】一个同学的体重约为，则一分钟内克服重力做功为，则平均功率，B项正确．
3．【答案】D
【解析】设人运动的速度大小为，根据重物上升的速度为人沿绳方向的分速度，有，已知，解得，D项正确．
4．【答案】A
【解析】离地心越远，加速度越小，A项正确；离地心越远，线速度越小，B项错误；卫星在同一轨道上运动时机械能守恒，C项错误；根据开普勒第二定律可知，D项错误．
5．【答案】C
【解析】设水桶在最高点时速度大小为，则，在最低点时，，根据机械能守恒定律，解得，C项正确．
6．【答案】D
【解析】设细线的长为，则悬线长为，设小球做圆周运动的角速度为时悬线与竖直方向夹角为，设悬线的拉力为，则，对物块研究，，解得，D项正确．
7．【答案】B
【解析】运动分解可知，解得，在空中运动时间为2倍，A、C项错误，B项正确；设落到斜面上时速度与水平方向夹角为，则，落到斜面上时速度方向不改变，D项错误．
8．【答案】BD
【解析】汽车受到沿径向的静摩擦阻力和沿运动轨迹切向的阻力，因此向心力由汽车受到的阻力沿半径方向的分力提供，A项错误；汽车做匀速圆周运动，合外力提供向心力，B项正确；摩擦力为静摩擦力与动摩擦因数无关，C项错误；由可知，在一定的情况下，与成反比，D项正确．
9．【答案】BC
【解析】神舟十五号发射升空时加速上升，宇航员处于超重状态，A项错误：神舟十四、十五号和核心舱的组合体在轨运行速度小于最大环绕速度即小于第一宇宙速度，B项正确；神舟十四号返回时，与空间站分离后需要点火减速做近心运动，C项正确；根据开普勒第三定律可知，神舟十四、十五号和核心舱的组合体在轨运行的轨道半径与同步卫星在轨运行轨道半径之比为，D项错误．
10．【答案】BD
【解析】设铅球被抛出时的速度大小为，则，解得，在最高点的速度大小为，则在最高点时铅球的动能，A项错误；铅球运动到最高点时机械能大小为，B项正确；根据机械能守恒定律可知，落地时的动能为，C项错误；设铅球运动到地面时速度大小为，则，解得，落地时沿竖直方向的分速度，因此铅球落地前一瞬间重力的瞬时功率为，D项正确．
11．【答案】AC
【解析】设反弹到最高点时，弹簧的形变量为，则，根据机械能守恒定律，解得，A、C项正确；根据机械能守恒，物块与弹簧接触时的动能为，B项错误；物块向下运动过程中，设弹簧的最大压缩量为，解得，D项错误．
12．【答案】（1）半径（2分） （2分） （2）（2分） 角速度平方（2分）
【解析】（1）为了探究向心力与角速度的关系，需要控制滑块质量和半径保持不变，角速度为．
（2）由得到，因此如果图像是一条过原点的倾斜直线，且图像的斜率等于，表明此实验过程中向心力与角速度平方成正比．
13．【答案】（1）1.83（2分） （2）A（2分） g（2分） （3）C（2分）
【解析】（1）打点时的速度为段的平均速度，则．
（2）由得，可知，图像是一条过原点的倾斜直线，A项正确，且图线的斜率为时，机械能守恒定律得到验证．
（3）机械能是否守恒与重物的质量无关，A项错误；交流电源的电压高低不影响打点计时器的工作频率，对测量、计算结果没有影响，B项错误；交流电源的频率小于，导致计算所用时间间隔偏小，则瞬时速度偏大，会使重物动能的增加量略大于重力势能的减少量，C项正确；重物下落时受到的阻力过大，则重物动能的增加量应小于重力势能的减少量，D项错误．
14．解：（1）运动员在点时重力的瞬时功率（4分）
（2）设运动员受到的平均阻力为，运动员由运动到点时，根据动能定理
（4分）
解得（4分）
说明：只有结果，没有公式或文字说明的不给分，其他正确解法亦可得分．
15．解：（1）飞船先绕火星做半径为的匀速圆周运动时
（2分）
解得（3分）
（2）设火星的半径为，则在火星表面有（2分）
设火星的第一宇宙速度为，则（2分）
解得（3分）
说明：只有结果，没有公式或文字说明的不给分，其他正确解法亦可得分．
16．解：（1）设小球刚好到达点时速度为，根据牛顿第二定律有（1分）
解得（1分）
设小球在点的速度大小至少为，根据机械能守恒定律有
（2分）
解得（1分）
（2）当小球以速度从点飞出做平抛运动，则（1分）
（1分）
解得
球放的位置离点的距离至少为（1分）
（3）设小球从点飞出的速度大小为，则（1分）
设对小球做的功为，根据动能定理（2分）
解得（1分）
设小球运动到圆弧轨道上与圆心等高的位置时速度大小为，根据机械能守恒定律（1分）
设小球运动到圆弧轨道上与圆心等高的位置时向心加速度（1分）
解得
沿切线方向加速度（1分）
因此小球运动到圆弧轨道上与圆心等高的位置时加速度
（1分）
说明：只有结果，没有公式或文字说明的不给分，其他正确解法亦可得分。
