广西壮族自治区北海市北海名校2023-2024学年高一下物理五月联考试题

试卷更新日期：2024-06-21 类型：月考试卷

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一、单选题（本题共7小题，每小题4分，共28分。）

1. 关于圆周运动，下列说法中正确的是（）

A、匀速圆周运动是匀变速运动 B、物体受到恒定的合外力，不可能做匀速圆周运动 C、做圆周运动的物体，所受的合外力一定指向圆心 D、在匀速圆周运动中，向心加速度恒定

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2. 在不计阻力的条件下，关于下图所对应的描述正确的是（）

A、图甲中，物块在光滑水平面上压缩弹簧的过程中，物块的机械能守恒 B、图乙中，秋千从 $A$ 点摆到 $B$ 点的过程中，小朋友（可视为质点）的机械能守恒 C、图丙中，在蹦床比赛中，运动员从 $A$ 下落至最低点 $C$ 过程中，运动员机械能守恒 D、图丁中，在撑杆跳比赛中，运动员撑杆上升过程中其机械能守恒

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3. 如图所示，在地面上以速度 $v_{0}$ 抛出质量为 $m$ 的物体，抛出后物体落到比地面低 $h$ 的海平面上。若以地面为零势能参考平面，且不计空气阻力，则关于此过程说法正确的是（）

A、重力对物体做的功为 $- m g h$ B、物体在地面上的动能为 $\frac{1}{2} m v_{0}^{2} + m g h$ C、物体在海平面的动能为 $\frac{1}{2} m v_{0}^{2} + m g h$ D、物体在海平面的重力势能为 $m g h$

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4. 2024年5月3日17时27分，搭载嫦娥六号探测器的长征五号遥八运载火箭，在中国文昌航天发射场点火发射，准确进入地月转移轨道，发射任务取得圆满成功，嫦娥六号探测器开启世界首次月球背面采样返回之旅，其共经历11个阶段，分别是发射入轨段、地月转移段、近月制动段、环月飞行段、着陆下降段、月面工作段、月面上升段、交会对接与样品转移段、环月等待段、月地转移段、再入回收段。若已知万有引力常量为 $G$ ，利用下列数据能计算出月球质量的是（）

A、嫦娥六号在月面工作段测得的月球表面重力加速度 B、嫦娥六号在月面上升段的加速度和月球半径 C、嫦娥六号在匀速圆周环月飞行段的周期和月球半径 D、嫦娥六号在匀速圆周环月飞行段的周期和线速度

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5. 某物体做平抛运动时，它的速度偏向角 $θ$ （速度与水平方向的夹角）的正切值随时间 $t$ 变化的图像如图所示（ $g$ 取 $10 m / s^{2}$ ），则下列说法不正确的是（）

A、物体的平抛初速度的大小为 $5 m / s$ B、第 $1 s$ 物体下落的高度为 $5 m$ C、第 $2 s$ 末物体的位移偏向角（位移与水平方向的夹角）为 $4 5^{∘}$ D、前 $3 s$ 内物体的速度变化量的大小为 $30 m / s$

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6. 2024年3月5日，全国人大会议的政府工作报告中提出：鼓励和推动消费品以旧换新，提振智能网联新能源汽车、电子产品等大宗消费。智能网联汽车也将是未来的趋势。假设某智能网联汽车在平直路面上启动后的牵引力 $F$ 随时间 $t$ 变化的图像如图所示，已知该汽车以额定功率启动，在平直路面上运动的最大速度为 $v_{m}$ ，所受阻力 $f$ 恒定，由此可知该汽车（）

A、额定功率为 $2 f v_{m}$ B、启动后速度为 $\frac{v_{m}}{3}$ 时的加速度为 $\frac{f}{m}$ C、在 $0 \sim t_{0}$ 时间内克服阻力做功为 $f v_{m} t_{0} - \frac{1}{2} m v_{m}^{2}$ D、在 $0 \sim t_{0}$ 时间内位移小于 $\frac{v_{m} t_{0}}{2}$

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7. 机场一般用可移动式皮带输送机给飞机卸货（如图甲），可简化为倾角为 $θ$ ，以一定的速度 $v_{2}$ 逆时针匀速转动的传送带。某时刻在传送带上端放置初速度为 $v_{1}$ 的货物（如图乙），以此时为 $t = 0$ 时刻，记录货物在传送带上运动的速度随时间变化的关系图像（如图丙），取沿斜面向下为正方向，且 $v_{1} < v_{2}$ ，已知货物均可视为质点，传送带足够长，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则（）

A、货物与传送带间的动摩擦因数 $μ < t a n θ$ B、货物下滑过程中，传送带一直对货物做正功 C、 $0 \sim t_{1}$ 内，传送带对货物做功小于 $\frac{1}{2} m v_{2}^{2} - \frac{1}{2} m v_{1}^{2}$ D、物块在传送带上留下的痕迹长度为 $\frac{v_{1} + v_{2}}{2} t_{1}$

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二、多选题（本题共3小题，每小题6分，共18分。全对得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。）

8. 如图所示， $a$ 为地球赤道表面随地球一起自转的物体， $b$ 为绕地球做匀速圆周运动的近地卫星，轨道半径为可近似为地球半径。 $c$ 为绕地球做匀速圆周运动的同步卫星。同步轨道近地轨道 $a$ 、 $b$ 、 $c$ 的角速度大小分别为 $ω_{a}$ 、 $ω_{b}$ 、 $ω_{c}$ ；线速度大小分别为 $v_{a}$ 、 $v_{b}$ 、 $v_{c}$ ；向心加速度大小分别为 $a_{a}$ 、 $a_{b}$ 、 $a_{c}$ ；周期分别为 $T_{a}$ 、 $T_{b}$ 、 $T_{c}$ ，则下列关系正确的是（）

A、 $ω_{a} = ω_{c} > ω_{b}$ B、 $T_{a} = T_{b} > T_{c}$ C、 $v_{a} < v_{c} < v_{b}$ D、 $a_{a} < a_{c} < a_{b}$

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9. 如图所示，倾角为 $3 0^{∘}$ 的倾斜圆盘绕垂直盘面的轴以角速度 $ω$ 匀速转动，盘面上有一个离转轴距离为 $r$ 、质量为 $m$ 的小物体（可视为质点）随圆盘一起转动。 $P Q$ 、 $M N$ 是小物体轨迹圆互相垂直的两条直径， $P$ 、 $Q$ 、 $M$ 、 $N$ 是圆周上的四个点，且 $P$ 是轨迹圆上的最高点， $Q$ 是轨迹圆上的最低点。若小物块在 $P$ 点恰好不受摩擦力，小物块相对圆盘保持静止，重力加速度为 $g$ ，则（）

A、圆盘的角速度大小为 $\sqrt{\frac{g}{2 r}}$ B、小物体在 $M$ 点受到摩擦力方向指向圆心 C、小物体在 $M$ 点受到摩擦力的大小为 $\frac{\sqrt{2}}{2} m g$ D、小物体从 $Q$ 到 $P$ 点过程中摩擦力做功为 $2 m g r$

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10. 如图所示，轻绳的一端系一质量为 $m$ 的金属环，另一端绕过定滑轮悬挂一质量为 $5 m$ 的重物。金属环套在固定的竖直光滑直杆上，定滑轮与竖直杆之间的距离 $O Q = d$ ，金属环从图中 $P$ 点由静止释放， $O P$ 与直杆之间的夹角 $θ = 3 7^{∘}$ ，不计一切摩擦，重力加速度为 $g$ ，则（）

A、金属环在 $Q$ 点时绳子的拉力为 $5 m g$ B、金属环从 $P$ 上升到 $Q$ 的过程中，绳子拉力对重物做的功为 $- \frac{10}{3} m g d$ C、金属环在 $Q$ 点的速度大小为 $2 \sqrt{g d}$ D、若金属环最高能上升到 $N$ 点，则 $O N$ 与直杆之间的夹角 $α = 3 7^{∘}$

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三、实验题（本大题共2小题，共16分。）

11. 某同学思考发现“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置可用于“探究物体所受合力做功与动能变化的关系”，于是采用如图所示实验装置进行探究。实验中该同学研究了砂和砂桶的运动过程所受合力做功是否等于其动能增量。忽略细线与滑轮间的摩擦阻力。

(1)、实验过程中，力传感器读数 $T$ 与 $m g$ （填“相等”或“不相等”），沙桶运动速度与小车运动速度（填“相等”或“不相等”）

(2)、实验前测出砂和砂桶的总质量 $m$ 。接通打点计时器的电源，静止释放砂和砂桶，带着小车开始做加速运动，读出运动过程中力传感器的读数 $T$ ，通过纸带得出起始点 $O$ （初速度为零的点）到某点 $A$ 的位移 $L$ ，并通过纸带算出 $A$ 点的速度 $v$ 。已经重力加速度为 $g$ 。以 $m$ 为研究对象，所需验证的动能定理的表达式为____.

A、 $(m g - T) L = \frac{1}{2} m {(2 v)}^{2}$ B、 $(m g - T) L = \frac{1}{2} m v^{2}$ C、 $2 (m g - T) L = \frac{1}{2} m {(2 v)}^{2}$ D、 $(m g - 2 T) L = \frac{1}{2} m {(2 v)}^{2}$

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12. 某实验小组利用如图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律。
甲

(1)、下列说法中有利于减小实验误差的有____；

A、必须精确测量出重物的质量 B、重物选用密度较大的铁锤 C、调节打点计时器两限位孔在同一竖直线上 D、先松开纸带，后接通电源

(2)、甲同学利用上述装置按正确操作得到了一条如图乙所示的纸带（部分纸带未画出）.纸带上的各点均为连续的计时点，其中 $O$ 点为打出的第一个点，打点周期为 $T$ ，重力加速度为 $g$ 。从纸带上直接测出计时点间的距离，利用下列测量值能验证机械能守恒定律的有____；
乙

A、 $O E$ 和 $O F$ 的长度 B、 $O A$ 和 $A F$ 的长度 C、 $O D$ 和 $D G$ 的长度 D、 $A C 、 B F$ 和 $E G$ 的长度

(3)、乙同学取打下 $G$ 点时重物的重力势能为零，利用测量数据计算出该重物下落不同高度 $h$ 时所对应的动能 $E_{k}$ 和重力势能 $E_{p}$ ，并以 $h$ 为横轴、 $E_{k}$ 和 $E_{p}$ 为纵轴，分别绘出了如图丙所示的图线Ⅰ和图线Ⅱ，发现两图线的斜率绝对值近似相等，说明。

(4)、在验证机械能守恒定律的实验中，使质量 $m = 250 g$ 的重物拖着纸带自由下落，打点计时器在纸带上打出一系列的点。选取一条符合实验要求的纸带如图所示， $O$ 为纸带下落的起始点， $A$ 、 $B$ 、 $C$ 为纸带上选取的三个连续点，已知打点计时器每隔 $T = 0.02 s$ 打一个点，当地的重力加速度为 $g = 9.8 m / s^{2}$ ，那么：
①计算 $B$ 点瞬时速度时，甲同学用 $v_{B} = \sqrt{2 g x_{O B}}$ ，乙同学用 $v_{B} = g (n T)$ ，丙同学用 $v_{B} = \frac{x_{A C}}{2 T}$ 。其中所选择方法正确的是（选填“甲”、“乙”或“丙”）同学（ $x_{O B}$ 与 $x_{A C}$ 分别表示纸带上 $O$ 、 $B$ 和 $A$ 、 $C$ 之间的距离， $n$ 为从 $O$ 到 $B$ 之间的打点时间间隔数）。
②纸带下落的加速度为 $m / s^{2}$ .下落过程中受到的阻力 $f =$ $N$

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四、解答题（本大题共3小题，共38分）

13. 如图所示，足够长的倾角 $θ = 3 0^{∘}$ 的光滑斜面固在水平面上。一质量为 $m = 2 k g$ 的物体在水平推力 $F$ 作用下，由斜面底端从静止开始向上运动，前 $2 s$ 物体沿斜面运动了 $x = 4 m$ 。重力加速度 $g = 10 m / s^{2}$ 。试求：

(1)、水平推力 $F$ 做的功 $W_{F}$ ；

(2)、若 $2 s$ 末撤去推力 $F$ ，则物体返回斜面底端时重力的瞬时功率。

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14. 如图所示，月球 $A$ 作为地球 $B$ 的唯一的天然卫星，始终如一地陪伴着我们的美丽家园——地球，它们相互吸引对方，依靠对方的引力作用而绕着月地连线上的同一点 $O$ 作匀速圆周运动，即月地双星系统。已知地球 $B$ 的质量为 $M$ ，月球 $A$ 的质量约为地球 $B$ 质量的 $\frac{1}{81}$ ，地球 $B$ 的半径为 $R$ ，月地间距约为地球半径的60倍，万有引力常量为 $G$ ，试求：

(1)、点 $O$ 到地心的距离 $r_{B}$ ；

(2)、月地双星系统的运行周期 $T$ ；

(3)、忽略地月系统的相互绕转及地球自转，且地球与距离地心为 $r$ 的质点 $m$ 间的引力势能为 $- \frac{G M m}{r}$ ，沿着地月连线方向发射一个质量为 $m$ 无动力火箭，若该火箭能够到达月球的话，在地面的最小发射动能 $E_{k m}$ 是多大（结果保留两位小数）。

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15. 轻质弹簧原长为 $2 l$ ，将弹簧竖直放置在地面上，在其顶端将一质量为 $5 m$ 的物体由静止释放，当弹簧被压缩到最短时，弹簧长度为 $l$ 。现将该弹簧水平放置，一端固定在 $A$ 点，另一端与物块 $P$ 接触但不连接。 $A B$ 是长度为 $5 l$ 的水平轨道， $B$ 端与半径为 $l$ 的光滑半圆轨道 $B C D$ 相切，半圆的直径 $B D$ 竖直，如图所示。物块 $P$ 与 $A B$ 间的动摩擦因数 $μ = 0.5$ 。用外力推动物块 $P$ ，将弹簧压缩至长度 $l$ ，然后释放， $P$ 开始沿轨道运动，重力加速度大小为 $g$ 。试求：

(1)、该轻质弹簧长度为 $l$ 时的弹性势能；

(2)、若物块 $P$ 恰好能滑上圆轨道的 $D$ 点，物块 $P$ 的质量；

(3)、若物块 $P$ 的质量为 $\frac{4}{3} m$ ，物块 $P$ 运动过程中最高点的高度。

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