江西省南昌市高新区江科名校2023-2024学年高一下学期5月月考物理试卷

试卷更新日期：2024-05-31 类型：月考试卷

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一、选择题（1-6题每题4分，7-10题每题6分，共48分）

1. 下列说法正确的是（　　）

A、由功率表达式 $P = \frac{W}{t}$ 可知，功率 $P$ 与做功 $W$ 成正比，与做功时间 $t$ 成反比 B、重力势能的值有正负，故重力势能的变化与零势能面的选取有关 C、某物体所受合力做功为零，则每个力做功均为零 D、重力做负功，则重力势能一定增大

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2. 甲、乙两辆汽车在平直的公路上沿同一方向做直线运动，速度随时间的变化图像如图所示。4s时两车同时经过公路旁的同一个路标。5s时乙车停止运动，且此时甲车超前乙车2m。两车均可视为质点，关于两车的运动，下列说法正确的是（）

A、 $t = 0$ 时，两车相距8m B、甲、乙两车的加速度大小之比为 $1 : 4$ C、在0~4s内，甲车的位移大小为8m D、在3~5s内，甲车的位移大于乙车的位移

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3. 第十一届全国杂技展演于2023年3月在山东省举办，如图所示，水平固定的细长杆上套有一遥控电动小车P，跨过悬挂于 $O$ 点的轻小光滑圆环的细线一端连接P，另一端悬挂一杂技演员Q。设初始时细线的右边部分与水平方向的夹角为 $θ$ ，现在遥控作用下使电动小车P开始向左匀速运动，电动小车和演员均可视为质点，不计空气阻力，下列判断正确的是（　　）

A、当 $θ = 90 °$ 时，杂技演员Q速度最大 B、当 $θ = 60 °$ 时，P、Q的速度大小之比是2.1 C、在 $θ$ 向90°增大的过程中，绳子的拉力始终等于演员的重力 D、在 $θ$ 向90°增大的过程中，演员Q一直处于失重状态

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4. 为了减轻学生的学习压力，江科附中操场举行了趣味运动会，在抛沙包比赛中，两个质量相同的沙包运动轨迹如图所示，其轨迹在同一竖直平面内，抛出点均为 $O$ ，且轨迹交于 $P$ 点，抛出时沙包1和沙包2的初速度分别为 $v_{1}$ 和 $v_{2}$ ，其中 $v_{1}$ 方向水平， $v_{2}$ 方向斜向上。忽略空气阻力，关于两沙包在空中的运动，下列说法正确的是（　　）

A、沙包2在最高点的速度大于 $v_{1}$ B、从 $O$ 到 $P$ 两沙包的平均速度相同 C、从 $O$ 到 $P$ 沙包2的重力势能变化量大于沙包1 D、在 $P$ 点，沙包1重力的瞬时功率小于沙包2重力的瞬时功率

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5. 如图所示，足够长的传送带与水平面夹角 $θ = 30 °$ ，以恒定的速率 $v_{0} = 5 m / s$ 逆时针匀速转动。小砖块以初速度 $v = 10 m / s$ 沿平行于传送带方向从传送带底端滑上传送带，其与传送带间的动摩擦因数 $μ = \frac{\sqrt{3}}{2}$ ，取重力加速度 $g = 10 m / s^{2}$ 。下列说法正确的是（）

A、砖块刚滑上传送带时的加速度大小为 $2.5 m / s^{2}$ B、砖块在传送带上向上滑行的最远距离为 $3.0 m$ C、若 $v_{0}$ 增为 $7 m / s$ ，砖块返回出发点时间变长 D、若 $v_{0}$ 增为 $7 m / s$ ，砖块在传送带上留下的痕迹变长

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6. 如图甲所示，质量为2kg的物块静止放在光滑的水平地面上。以物块所在处为原点，以水平向右为正方向建立 $x$ 轴，现对物块施加水平向右的外力 $F$ ， $F$ 随 $x$ 轴坐标变化的情况如图乙所示，则物体向右运动6m时（ $g = 10 m / s^{2}$ ）（　　）

A、此过程外力 $F$ 做的总功为30J B、此过程外力 $F$ 做的总功为35J C、运动到6m时物体的末速度为5m/s D、运动到6m时力 $F$ 的瞬时功率为15W

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7. 某辆汽车总质量为m ，发动机的功率为P时，在平直公路上以速度v₀匀速行驶。进入限速区时，驾驶员减小油门，把汽车功率立即减小到 $\frac{P}{3}$ ，并保持该功率不变继续行驶。假设汽车行驶过程中所受阻力大小不变，从驾驶员减小油门时开始计时，汽车的v-t关系如图所示，则在0-t₁时间内下列说法正确的是（　　）

A、t=0时，汽车的加速度大小为 $\frac{2 P}{3 m v_{0}}$ B、t₁时刻汽车的速度大小为 $v_{1} = \frac{2}{3} v_{0}$ C、在0-t₁时间内汽车行驶的位移为大小为 $\frac{v_{0} t_{1}}{3} + \frac{4 m v_{0}^{3}}{9 P}$ D、在0-t₁时间内汽车发动机所做的功为 $\frac{2 P t_{1}}{3}$

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8. 如图所示，I为北斗卫星导航系统中的静止轨道卫星，其对地张角为2θ；Ⅱ为地球的近地卫星。两卫星绕地球同向转动，已知地球的自转周期为T₀ ，万有引力常量为G ，根据题中条件，可求出（　　）

A、卫星I和卫星II的周期之比为 $1 : \sqrt{s i n^{3} θ}$ B、卫星I和卫星II的加速度之比为 $s i n^{2} 2 θ : 1$ C、地球的平均密度为 $\frac{3 π}{G T_{0}^{2} s i n^{3} θ}$ D、卫星II运动的周期内无法直接接收到卫星I发出电磁波信号的时间为 $\frac{(π + 2 θ) T_{0} \sqrt{s i n^{3} θ}}{2 π (1 - \sqrt{s i n^{3} θ})}$

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9. 如图所示，在水平圆盘上放有质量分别为m、m、2m的可视为质点的三个物体A、B、C，圆盘可绕垂直圆盘的中心轴 $O O^{'}$ 转动。三个物体与圆盘间的动摩擦因数均为0.1，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。三个物体与O点共线且 $O A = O B = B C = r = 0.2 m$ ，现将三个物体用轻质细线相连，保持细线伸直且恰无张力。若圆盘从静止开始转动，角速度 $ω$ 缓慢地增大，取重力加速度大小 $g = 10 m / s^{2}$ ，则对于这个过程，下列说法正确的是（　　）

A、物体A、B同时达到最大静摩擦力 B、物体C受到的静摩擦力先增大后不变 C、当 $ω > \sqrt{5} r a d / s$ 时整体会发生滑动 D、当 $\sqrt{2} r a d / s < ω < \sqrt{5} r a d / s$ 时，在 $ω$ 增大的过程中B、C间的拉力不断增大

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10. 在X星球表面宇航员做了一个实验：如图甲所示，轻杆一端固定在O点，另一端固定一小球，现让小球在竖直平面内做半径为R的圆周运动，小球运动到最高点时，受到的弹力为F ，速度大小为v ，其 $F - v^{2}$ 图像如图乙所示。已知X星球的半径为 $R_{0}$ ，引力常量为G ，不考虑星球自转，则下列说法正确的是（　　）

A、X星球的第一宇宙速度 $v_{m} - R$ B、X星球的密度 $ρ = \frac{3 b}{4 π G R_{0}}$ C、X星球的质量 $M = \frac{b R_{0}^{2}}{G R}$ D、环绕X星球的轨道离星球表面高度为 $R_{0}$ 的卫星周期 $T = 4 π \sqrt{\frac{2 R R_{0}}{b}}$

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二、实验题（每空2分，共18分）

11. 用频闪照相记录平抛小球在不同时刻的位置，探究平抛运动的特点。

(1)、关于实验，下列做法正确的是____（填选项前的字母）。

A、选择体积小、质量大的小球 B、借助重垂线确定竖直方向 C、先抛出小球，再打开频闪仪 D、水平抛出小球

(2)、图1所示的实验中，A球沿水平方向抛出，同时B球自由落下，借助频闪仪拍摄上述运动过程。图2为某次实验的频闪照片，在误差允许范围内，根据任意时刻A、B两球的竖直高度相同，可判断A球竖直方向做运动。

(3)、某同学使小球从高度为0.8m的桌面水平飞出，用频闪照相拍摄小球的平抛运动（每秒频闪25次），最多可以得到小球在空中运动的个位置。

(4)、某同学实验时忘了标记重垂线方向，为解决此问题，他在频闪照片中，以某位置为坐标原点，沿任意两个相互垂直的方向作为 $x$ 轴和 $y$ 轴正方向，建立直角坐标系 $x O y$ ，并测量出另外两个位置的坐标值 $(x_{1}, y_{1})$ 、 $(x_{2}, y_{2})$ ，如图3所示。根据平抛运动规律，利用运动的合成与分解的方法，可得重垂线方向与 $y$ 轴间夹角的正切值为。

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12. 某同学用如图甲所示的装置测定滑块与木板间的动摩擦因数及木板的质量。将力传感器A固定在光滑水平桌面上，并与计算机连接，传感器A的读数记为 $F_{1}$ ，测力端通过细绳与一滑块相连（调节力传感器高度使细绳水平），滑块起初放在较长的木板的最右端（滑块可视为质点），长木板的左、右两端连接有光电门（图中未画出），光电门连接的计时器可记录滑块在两光电门之间的运动时间。已知木板长为L ，木板一端连接一根轻绳，并跨过光滑的轻质定滑轮连接一测力计和一只空砂桶（调节滑轮使桌面上部轻绳水平），测力计的读数记为 $F_{2}$ ，初始时整个装置处于静止状态。实验开始后向空砂桶中缓慢倒入砂子。（重力加速度 $g = 10 m / s^{2}$ ）

(1)、木板未滑动前 $F_{1}$ $F_{2}$ （填“>”“<”或“=”）；

(2)、缓慢倒入砂子时， $F_{1}$ 的读数缓慢增大到 $3.5 N$ 时突变为 $3.0 N$ ，测出滑块的质量为 $m_{1} = 1.5 k g$ ，则滑块与木板间的动摩擦因数为；

(3)、在木板开始滑动后，测出在砂桶中装有质量不同的砂子时，滑块通过两光电门的时间间隔t ，则木板的加速度为（用字母表示），在坐标系中作出 $F_{2} - \frac{1}{t^{2}}$ 的图线如图乙所示，则图中的纵截距为N（填数字），若图线的斜率为k ，则木板的质量为（用题中所给字母表示）。

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三、解答题

13. A、B两物体的质量之比 $m_{A} : m_{B} = 1 : 2$ ，它们以相同的初速度 $v_{0}$ 在水平面上做匀减速直线运动，直到停止，其 $v - t$ 图像如图所示。此过程中，

(1)、A、B两物体受到的摩擦力做的功之比 $W_{A} : W_{B}$ 是多少？

(2)、A、B两物体受到的摩擦力之比 $F_{A} : F_{B}$ 是多少？

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14. 如图所示，水平放置的圆盘半径为R=1m，在其边缘C点固定一个高度不计的小桶，在圆盘直径CD的正上方放置一条水平滑道AB ，滑道与CD平行．滑道右端B与圆盘圆心O在同一竖直线上，其高度差为h=5m. 在滑道左端静止放置质量为m=0.4kg的物块(可视为质点)，物体与滑道的动摩擦因数为μ=0.2.当用一大小为F=4N的水平向右拉力拉动物块的同时，圆盘从图示位置以角速度ω=4rad/s，绕穿过圆心O的竖直轴匀速转动，拉力作用一段时间后撤掉，物块在滑道上继续滑行，由B点水平拋出，恰好落入小桶内，重力加速度取10m/s².

(1)、物块离开B点水平抛出的初速度 $v_{B}$ .

(2)、调整拉力的作用时间和滑道的长度，物块仍恰好落入小桶内，求拉力作用的最短时间．

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15. 如图所示，一倾角为30°的固定斜面 $A B$ ，斜面末端 $B$ 与放在光滑水平面上质量 $M = 2 k g$ 长木板平滑连接，木板足够长， $B$ 点与木板上表面等高，与木板右端 $C$ 点距离为 $s = 2 m$ 的 $D$ 点处固定一挡板，木板与挡板、斜面碰撞时均无能量损失（速度大小不变）。已知 $A B$ 之间的高度为 $h = 2 ． 25 m$ ，质量为 $m = 1 k g$ 的小物块与斜面间动摩擦因数为 $μ_{1}$ ，与木板间动摩擦因数为 $μ_{2} = 0 ． 2$ ，让小物块从 $A$ 点由静止开始滑下，到达 $B$ 点时速度为6m/s， $g = 10 m / s^{2}$ 。求：

(1)、物块与斜面之间的动摩擦因数 $μ_{1}$ ；

(2)、木板第一次与挡板碰撞时，物块相对于木板左端的距离；

(3)、若木板初位置右端 $C$ 点与 $D$ 点间距离为0.125m，则木板与挡板相碰几次？

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