山西省2022-2023学年高一下学期5月联合考试物理试题

试卷更新日期：2023-06-08 类型：月考试卷

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一、单选题

1. 日常生活中，我们常见到物体做曲线运动，下列说法正确的是（　　）

A、“天宫二号”空间实验室绕地球做匀速圆周运动，加速度为零 B、物块在空中做平抛运动，落到水平地面时速度方向可能与水平地面垂直 C、电风扇工作时叶片上的不同质点做圆周运动的角速度相等 D、铅球运动员将铅球抛出后，铅球做斜抛运动，铅球的加速度一定变

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2. 无人机因具有机动性能好、生存能力强、使用方便快捷等优点在生产和生活中广泛应用。某次无人机表演时，工作人员通过传感器获得无人机水平方向速度 $v_{x}$ 、竖直方向速度 $v_{y}$ （取竖直向上为正方向）与飞行时间 $t$ 的关系图像分别如图甲、乙所示，则下列说法正确的是（　　）

A、该无人机在 $0 ~ t_{1}$ 时间内做直线运动 B、该无人机在 $0 ~ t_{1}$ 时间内加速度逐渐增大 C、该无人机在 $t_{1} ~ t_{2}$ 时间内做直线运动 D、该无人机在 $t_{1}$ 时刻上升到最大高度

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3. 在雷云形成的过程中，由于摩擦起电，因此一些云层带正电，另一些云层带负电，它们引起的静电感应使地面产生对应的异种电荷，当云层的电荷量积累到一定量后，云层与云层之间或云层与地面之间产生电弧，也就是闪电。假如在户外遭遇雷雨天气，下列防雷措施可行的是（　　）

A、在大树下避雷雨 B、停留在山顶或山脊上的凉亭中避雷雨 C、在空旷地带，使用手机求助 D、停留在汽车内，不触摸任何金属制品

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4. 如图所示，某同学从 $O$ 点正对着竖直墙壁 $M N$ 的 $M$ 点水平投掷飞镖（可视为质点），飞镖落在墙上的A点时速度与竖直墙壁的夹角 $α = 53 °$ ，已知 $M A = 0.45 m$ ，不计空气阻力，取重力加速度大小 $g = 10 m / s^{2}$ ， $s i n 53 ° = 0.8$ ， $c o s 53 ° = 0.6$ ，则（　　）

A、飞镖在空中飞行的时间 $t = 0.4 s$ B、飞镖被扔出时的初速度大小 $v_{0} = 3 m / s$ C、飞镖落在竖直墙壁上时竖直方向的分速度大小 $v_{y} = 3 m / s$ D、 $O$ 点到竖直墙壁 $M N$ 的距离 $x = 1 m$

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5. 2022年10月9日，我国综合性太阳探测专用卫星——先进天基太阳天文台“夸父一号”进入距离地球表面720公里的太阳同步晨昏轨道绕地球运行。关于“夸父一号”卫星，下列说法正确的是（　　）

A、该卫星的发射速度大于第二宇宙速度且小于第三宇宙速度 B、该卫星绕地球的运行速度大于第一宇宙速度 C、该卫星绕地球的运行周期小于月球公转周期 D、该卫星与地心连线在相等时间内扫过的面积不相等

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6. 如图所示，从固定光滑斜面（图中已标出斜面的高度和底边长）顶端由静止释放一滑块（可视为质点）。已知滑块的质量为 $m$ ，重力加速度大小为 $g$ ，则滑块滑到斜面底端时（　　）

A、滑块的速度大小为 $2 \sqrt{g h}$ B、滑块的动能为 $\sqrt{5} m g h$ C、滑块受到的重力做功的瞬时功率为 $2 m g \sqrt{g h}$ D、滑块的重力势能一定为0

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7. 如图所示，将相同的小球a、b从距离水平地面同一高度，以相同速率分别水平抛出和竖直向上抛出，不计空气阻力，以地面为重力势能的零势能面，则（　　）

A、落地前瞬间小球a的动能比小球b的大 B、从抛出到落地前瞬间小球a的速度变化量比小球b的小 C、落地前瞬间小球a受到的重力做功的瞬时功率比小球b的大 D、刚抛出时，小球a的机械能小于小球b的机械能

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二、多选题

8. “神舟十二号”飞船与“天和”核心舱对接过程如图所示。对接前“神舟十二号”飞船在半径为 $r_{1}$ 的圆轨道Ⅰ运行，运行周期为 $T_{1}$ ， “天和”核心舱在半径为 $r_{3}$ 的圆轨道Ⅲ上运行。飞船在A点变轨后，沿椭圆轨道Ⅱ运动到B点与“天和”核心舱交会对接，对接后的组合体继续在圆轨道Ⅲ上运行。下列说法正确的是（　　）

A、“神舟十二号”飞船的发射速度大于 $11.2 k m / s$ B、“神舟十二号”飞船沿轨道Ⅱ运行的周期为 $T_{1} \sqrt{{(\frac{r_{1} + r_{3}}{2 r_{1}})}^{3}}$ C、“神舟十二号”飞船在椭圆轨道Ⅱ上A点的机械能等于在椭圆轨道Ⅱ上B点的机械能 D、“神舟十二号”飞船在轨道Ⅱ $B$ 点运动时的加速度大于在轨道Ⅲ上 $B$ 点运动时的加速度

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9. 将一电荷量为 $+ Q$ 的点电荷固定在空中某一位置 $O$ 处，有两个电荷量相等的带负电小球 $A$ 、 $B$ 分别在 $O$ 点下方不同高度的水平面内做匀速圆周运动，且运动轨迹处在以 $O$ 点为球心的同一球面上，如图所示。小球 $A$ 、 $B$ 之间的作用力忽略不计，则下列说法正确的是（　　）

A、小球 $A$ 的质量小于小球 $B$ 的质量 B、小球 $A$ 、 $B$ 做圆周运动时受到的库仑力相同 C、小球 $A$ 的角速度大于小球 $B$ 的角速度 D、小球 $A$ 的线速度小于小球 $B$ 的线速度

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10. 如图所示，一轻弹簧放在倾角 $θ = 30 °$ 且足够长的光滑斜面上，下端固定在斜面底端的挡板上，上端与放在斜面上的物块 $A$ 连接，物块 $B$ 与物块 $A$ （质量均为 $m$ ，且均可视为质点）叠放在斜面上且保持静止，现用大小为 $\frac{1}{2} m g$ 的恒力平行于斜面向上拉物块 $B$ 。已知弹簧的劲度系数为 $k$ ，弹簧的弹性势能 $E_{p} = \frac{1}{2} k x^{2}$ ，其中 $x$ 为弹簧的形变量，弹簧始终在弹性限度内，重力加速度大小为 $g$ ，下列说法正确的是（　　）

A、从开始运动到 $B$ 与 $A$ 刚分离时， $B$ 运动的距离为 $\frac{m g}{2 k}$ B、从开始运动到 $B$ 与 $A$ 刚分离时， $B$ 的机械能先增大后不变 C、从开始运动到 $B$ 与 $A$ 刚分离时， $A$ 、 $B$ 组成的系统机械能守恒 D、 $B$ 与 $A$ 分离瞬间， $B$ 的动能为 $\frac{m^{2} g^{2}}{16 k}$

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三、实验题

11. 在探究向心力大小的实验中，会用到向心力演示器，其具体结构如图所示。匀速转动手柄，可以使变速塔轮、长槽和短槽随之匀速转动，槽内的小球也随着做匀速圆周运动，使小球做匀速圆周运动的向心力由横臂的挡板对小球的压力提供。球对挡板的反作用力，通过横臂的杠杆作用使弹簧测力套筒下降，从而露出标尺，根据标尺上露出的红白相间等分标记，可以粗略计算出两个球的向心力的比值。已知小球在挡板 $A$ 、 $B$ 、 $C$ 处做圆周运动的半径之比为 $1 ： 2 ： 1$ 。

(1)、在探究向心力与角速度之间的关系时，应选择半径（填“相同”或“不同”）的两个塔轮，并将质量相同的小球放置于挡板 $C$ 与挡板（填“ $A$ ”或“ $B$ ”）处。

(2)、某次实验中，两质量相同的小球放置于不同挡板处，使得两球转动半径相同，实验观察到左侧标尺和右侧标尺露出的红白相间的等分格之比为 $1 ： 4$ ，则用皮带连接的左、右变速塔轮的半径之比应为。

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12. 某研究性学习小组设计了如图甲所示的装置来验证机械能守恒定律。重物A的质量为 $M$ ，重物A、B用绕过光滑定滑轮的轻绳连接，重物A上装有质量不计的遮光片，在B的上面放有6个质量均为 $m$ 的槽码，此时A、B刚好平衡保持静止。竖直标尺下端固定有光电门，固定重物A，记下此时遮光片在标尺上对准的位置。

(1)、用刻度尺测量遮光片的宽度 $d$ ，结果如图乙所示，由此可知 $d =$ $m m$ 。

(2)、保持每次重物A释放的位置不变，将重物B上面的槽码移 $n$ （ $n = 1$ ， $2$ ， $3$ ， $4$ ， $5$ ， $6$ ）个放在重物A上面后，由静止释放重物A，测得遮光片遮光的时间为 $t$ ，通过标尺测出重物A释放时遮光片离光电门的距离为 $h$ ，当地的重力加速度大小为 $g$ ，则重物A、B和槽码构成的系统重力势能的减小量 $Δ E_{p} =$ （用 $n$ 、 $m$ 、 $g$ 、 $h$ 等物理量符号表示），系统动能的增加量 $Δ E_{k} =$ （用 $M$ 、 $d$ 、 $t$ 等物理量符号表示）。以 $n$ 为纵轴， $\frac{1}{t^{2}}$ 为横轴，若作出的图线为过原点的直线且图线的斜率等于（用 $M$ 、 $m$ 、 $g$ 、 $h$ 、 $d$ 等物理量符号表示），则可得出系统机械能守恒。

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四、解答题

13. 已知月球质量为地球质量的 $\frac{1}{81}$ ，月球半径为地球半径的 $\frac{1}{4}$ ，地球表面的重力加速度大小 $g_{地} = 10 m / s^{2}$ 。若在月球上离水平地面高度 $h = 1 m$ 处以初速度 $v_{0} = 1.5 m / s$ 水平抛出一小球，求：（结果均保留两位有效数字）

(1)、月球表面的重力加速度大小 $g_{月}$ ；

(2)、小球落在月球的水平地面前瞬间速度大小 $v$ 。

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14. 如图所示，水平地面上方存在一范围足够大、方向水平向右、电场强度大小 $E = 2 \times 1 0^{5} N / C$ 的匀强电场。将一质量 $m = 0.4 k g$ 、电荷量 $q = 1.5 \times 1 0^{- 5} C$ 的带正电小球以大小 $v_{0} = 5 m / s$ 、方向与水平方向夹角 $θ = 37 °$ 的初速度抛出。不计空气阻力，取重力加速度大小 $g = 10 m / s^{2}$ ， $s i n 37 ° = 0.6$ ， $c o s 37 ° = 0.8$ ，求：

(1)、小球在空中运动时离水平地面的最大高度 $h$ ；

(2)、小球落回水平地面时离抛出点的水平距离 $x$ 。

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15. 如图所示，半径 $R = 0.8 m$ 的光滑竖直圆轨道 $B C$ 固定在水平平台 $A D$ 上，接触点B与地面平滑连接，平台 $A D$ 左侧固定一轻弹簧，右侧有另一足够长的平台 $E F$ ，两者的高度差 $h = 5 m$ 。质量 $m = 2 k g$ 的物块压缩弹簧后从A点由静止释放，物块经过B点冲上竖直圆轨道后，又从B点滑上平台 $B D$ 继续运动。已知平台 $A B$ 表面光滑，平台 $B D$ 表面粗糙且长度 $L = 11 m$ ，物块与平台 $B D$ 表面的动摩擦因数 $μ = 0.2$ 。取重力加速度大小 $g = 10 m / s^{2}$ ，不计空气阻力。

(1)、若物块在A点时弹簧的弹性势能 $E_{p l} = 6 J$ ，求物块运动到B点时对竖直圆轨道的压力大小 $F_{N}$ ；

(2)、要使物块不脱离竖直圆轨道且能到达D点，求弹簧弹性势能的最小值 $E_{p m i n}$ ；

(3)、若物块能从 $D$ 点飞出，求物块落到平台 $E F$ 上时距 $B$ 点的水平距离 $x$ 与弹簧的弹性势能 $E_{p}$ 的关系式。

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