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天津市津南区天津市小站第一中学2024-2025学年高一下学期5月月考物理试题
一、单选题
1．中国选手刘诗颖在2020年东京奥运会田径女子标枪决赛中获得金牌。刘诗颖的“冠军一投”的运动简化图如图所示。投出去的标枪做曲线运动，忽略空气阻力作用，下列关于标枪的运动及曲线运动说法正确的是（　　）
A．出手后标枪的加速度是变化的
B．标枪升到最高点时速度为零
C．标枪在相同时间内速度变化量相同
D．曲线运动不可能是匀变速运动
2．如图所示，长为L的轻质细长物体一端与小球（可视为质点）相连，另一端可绕O点使小球在竖直平面内运动。设小球在最高点的速度为v，重力加速度为g，不计空气阻力，则下列说法正确的是（　　）
A．v最小值为
B．v若增大，此时小球所需的向心力将减小
C．若物体为轻杆，则当v逐渐增大时，杆对球的弹力也逐渐增大
D．若物体为细绳，则当v由逐渐增大时，绳对球的弹力从0开始逐渐增大
3．某行星沿椭圆轨道绕太阳运行，如图所示，在这颗行星的轨道上有a、b、c、d四个对称点。若行星运动周期为T，则该行星（ ）

A．从a到b的运动时间等于从c到d的运动时间 B．从d经a到b的运动时间等于从b经c到d的运动时间
C．a到b的时间 D．c到d的时间
4．一个100g的球从1.8m的高处落到一个水平板上又弹回到1.25m的高度，则整个过程中重力对球所做的功及球的重力势能的变化是（）（　　）
A．重力做功为1.8J B．重力做了0.55J的负功
C．物体的重力势能一定减少0.55J D．物体的重力势能一定增加1.25J
二、多选题
5．一小球从空中某点以初速度被水平抛出，先后经过A、B两点，已知小球在A点的速度方向与水平方向的夹角为45°，小球在B点的速度方向与水平方向的夹角为60°。不计空气阻力，重力加速度大小为g，下列说法正确的是（ ）
A．小球从被抛出至运动到A点的时间为 B．小球从A点运动到B点的时间为
C．A点到B点的高度为 D．A点到B点水平方向上的距离为
6．假设宇宙中有两颗相距无限远的行星A和B，半径分别为RA和RB。这两颗行星周围卫星的轨道半径的三次方（r3）与运行周期的平方（T2）的关系如图所示；两行星表面附近运行的星的周期均为T0，则（　　）
A．行星A的质量大于行星B的质量
B．行星A的密度小于行星B的密度
C．行星A的第一宇宙速度小于行星B的第一宇宙速度
D．当两行星的卫星轨道半径相同时，行星A的卫星向心加速度大于行星B的卫星向心加速度
7．质量为的物体置于水平面上，在运动方向上受到水平拉力F的作用，沿水平方向做匀变速直线运动，后撤去F，其运动的速度图像如图所示，g取，则下列说法中正确的是（ ）

A．拉力F对物体做功 B．拉力F对物体做功
C．摩擦力对物体做功 D．第时力F的瞬时功率为
8．如图甲所示，一物块从足够长的固定粗糙斜面底端以某一速度冲上斜面，从初始位置起物块动能随位移x的变化关系如图乙所示，已知物块质量为1kg，斜面倾角为37°，，，取重力加速度，下列说法正确的是（ ）
A．物块与斜面间的动摩擦因数为0.5
B．物块上升的最大高度为5m
C．整个上滑过程物块机械能减少了20J
D．整个上滑过程物块重力势能增加了40J
三、实验题
9．（1）为研究平抛运动的规律，某同学用如图甲、乙所示的两种装置分别进行了实验。
①图甲中两个完全相同的轨道固定于同一竖直面内，上下对齐，轨道末端水平，下面轨道的末端与光滑水平面相切。将小铁球A、B分别吸在两电磁铁上，断开电源，同时释放两小球。图乙中用小锤击打弹性金属片，小球C沿水平方向飞出后做平抛运动，同时小球D被松开做自由落体运动。关于这两个实验，下列说法正确的是（　　）
A．图甲中两轨道必须光滑
B．图乙中两小球质量必须相同
C．图甲实验可探究平抛运动水平方向上的运动规律
D．图乙实验可探究平抛运动竖直方向上的运动规律
②为了进一步探究平抛运动，该同学用如图丙所示的装置进行实验，下列操作中必要的是（　　）
A．通过调节使斜槽末端保持水平
B．每次需要从不同位置由静止释放小球
C．挡板MN每次向下移动相等的距离
D．尽可能减小斜槽与小球之间的摩擦力
③图丁为某次实验记录中的一部分，图中背景方格的边长表示实际长度为5cm。由图可知，小球从斜槽末端抛出时的速度 ，运动到B点时的速度 （g取10m/s ）。（结果均保留两位有效数字）
（2）某实验小组利用如图所示的装置进行“探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系”实验。转动手柄可使塔轮、长槽和短槽随之匀速转动。塔轮至上而下有三层，每层左、右半径比分别是1∶1、2∶1和3∶1.左、右塔轮通过皮带连接，并可通过改变皮带所处层来改变左、右塔轮的角速度之比。实验时，将两个小球分别放在短槽C处和长槽的A．（或B）处，A、C到左、右塔轮中心的距离相等，两个小球随塔轮做匀速圆周运动，向心力大小关系可由标尺露出的等分格的格数判断。
①在探究向心力与半径、质量、角速度的关系时，用到的实验方法是( )
A．理想实验 B．等效替代法 C．微元法 D．控制变量法
②探究向心力F与半径r的关系时，应将质量相同的小球分别放在挡板C和挡板 处（选填“A”或“B”），将传动皮带套在两塔轮半径 （选填“相同”或“不同”）的轮盘上。
③如图所示，两钢球质量和运动半径都相同若将皮带连接在左、右塔轮半径之比为2∶1的塔轮上，实验中匀速转动手柄时，左右两边塔轮的角速度之比为 ，当左边标尺露出1个等分格时右边标尺露出4个等分格，则实验说明做匀速圆周运动的物体，在质量和转动半径一定时， 。
四、解答题
10．将一个质量为2kg的小球以的速度沿水平方向抛出，小球经过2s的时间落地。不计空气阻力作用。求：
(1)小球下落的高度是多大；
(2)小球下落过程中重力做的功是多少；
(3)小球落地时重力的瞬时功率是多大。
11．2016年10月17日，我国成功发射了“神舟”十一号载人宇宙飞船，飞船入轨运行若干圈后成功实施变轨进入圆轨道运行，经过了33天的运行后，飞船的返回舱于11月18日凌晨顺利降落在预定地点，两名宇航员安全返回祖国的怀抱，设“神舟”十一号载人飞船在圆轨道上绕地球运行圈所用的时间为，若地球表面的重力加速度为，地球半径为，求：
（1）地球的质量；
（2）飞船的圆轨道离地面的高度。
12．如图，光滑水平轨道AB与竖直面内的半圆形光滑轨道BCD相连，半圆形轨道的BD连线与AB垂直，半圆形的半径为。质量为的小滑块在恒定外力作用下从水平轨道上的A点由静止开始向右运动到达水平轨道的末端B点时撤去外力，已知AB间的距离为，滑块经过D点从D点水平抛出，g取。
（1）求物体在AB段运动时外力做功的大小；
（2）求物体在D点的速度大小；
（3）求小物块在D点时对圆弧面的压力大小；
（4）求小物块从D点抛出后在水平地面的落点与B的距离。

参考答案
1．C
【详解】A．忽略空气阻力，标枪出手后只受重力，由牛顿第二定律得加速度为重力加速度，加速度不变，A错误；
B．标枪升到最高点时竖直方向速度为零，但水平方向速度不为零，故最高点时速度不为零，B错误；
C．标枪出手后只受重力，标枪的加速度恒定，在相同时间内速度变化量相同，C正确；
D．加速度不变的曲线运动是匀变速运动，例如平抛运动，D错误。
故选C。
2．D【详解】A．若物体为轻杆，通过最高点的速度的最小值为0，物体所受重力和支持力相等，A错误；
B．增大，根据可知向心力将增大，B错误；
C．若物体为轻杆，在最高点重力提供向心力解得
当速度小于时，根据牛顿第二定律
随着速度增大，杆对球的弹力在逐渐减小，C错误；
D．若物体为细绳，速度为时，重力提供向心力，所以绳子拉力为0，当v由逐渐增大时，根据牛顿第二定律可知绳子对球的拉力从0开始逐渐增大，D正确。故选D。
3．D【详解】AB．根据开普勒第二定律知行星在近日点速度最大，在远日点速度最小。行星由到运动时的平均速度大于由到运动时的平均速度，而弧长等于弧长，从a到b的运动时间小于从c到d的运动时间，故AB错误；
CD．在整个椭圆轨道上；故C错误，D正确。故选D。
4．C【详解】整个过程中，物体的高度下降了
则重力对物体做正功为
而重力做功多少等于重力势能的减小量，故小球的重力势能一定减少0.55J，故C符合题意，ABD不符合题意。
故选C。
5．AC【详解】已知小球在A点的速度方向与水平方向的夹角为45°，则有
可得小球从被抛出至运动到A点的时间为
小球在B点的速度方向与水平方向的夹角为60°，则有
可得小球从被抛出至运动到B点的时间为
则小球从A点运动到B点的时间为A点到B点水平方向上的距离为A点到B点的高度为故选AC。
6．AD
【详解】A．根据万有引力提供向心力得出得
根据图像可知，A的比B的大，所以行星A的质量大于行星B的质量，故A正确；
B．根图像可知，在两颗行星表面做匀速圆周运动的周期相同，密度
所以行星A的密度等于行星B的密度，故B错误；
C．第一宇宙速度
行星A的质量大于行星B的质量，密度相同，则A的半径大于B的半径，卫星环绕行星表面运行的周期相同，则A的第一宇宙速度大于行星B的第一宇宙速度，故C错误；
D．根据得
当两行星的卫星轨道半径相同时，A的质量大于B的质量，则行星A的卫星向心加速度大于行星B的卫星向心加速，故D正确。故选AD。
7．AC
【详解】AB．图像的斜率表示加速度，则内加速度大小为
2-6s内的加速度大小
根据牛顿第二定律有 ；解得
图像中，图像与时间轴所围几何图形的面积表示位移，则内位移为
内位移为
根据功的定义式，拉力F对物体做功故A正确，B错误；
C．根据功的定义式，摩擦力对物体做功故C正确；
D．第时力F已经撤去，故第时力F的瞬时功率为0，故D错误。故选AC。
8．AC
【详解】B．由图乙可知，图像与x轴的交点的横坐标为5，则x的最大值为5m，则物块上升的最大高度为
故B错误；
A．由动能定理解得故A正确；
C．由于摩擦力做负功，机械能减少，整个上滑过程物块机械能减少了故C正确；
D．整个上滑过程物块重力势能增加了故D错误。故选AC。
9．(1)CD；A； 1.5 ；2.5
【详解】（1）①A．图甲实验中，两轨道完全相同，两小球从同样的高度处由静止释放，轨道的摩擦力对两小球运动的影响相同，可保证A、B两球离开轨道末端时的速相同，轨道不需要光滑。故A错误；
B．图乙实验中，C球做平抛运动，D球做自由落体运动，小球的运动规律与质量无关，故B错误；
C．离开轨道后，A球做平抛运动，B球做匀速直线运动，A球落在B球上，说明平抛运动水平方向上的分运动为匀速直线运动，故C正确；
D．两球同时落地，说明平抛运动在竖直方向的分运动为自由落体运动，故D正确。故选CD。
②A．通过调节使斜槽末端保持水平，以保证小球做平抛运动，故A正确；
B．每次应从同一位置静止释放小球，以保证小球每次平抛的初速度相同，故B错误；
C．记录小球的运动轨迹不需要间隔均匀，故挡板MN每次向下移动的距离不需要相等，故C错误；
D．只要每次从同一位置静止释放小球，即可保证初速度相同，因此不需要尽可能减小摩擦力，故D错误。
故选A。
③[1]设小方格表长为L，对小球，竖直方向上有
由图可知联立解得
水平方向上有
由图可知联立解得
[2]小球运动到点时，竖直方向上的速度为故
（2） D B 相同 1：2 向心力与转动角速度的平方成正比
【详解】①[1]探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系实验，每次只改变一个变量，控制其他变量不变，运用的是控制变量法。故选D；
②[2][3]探究向心力F与半径r的关系时，应保证小球质量相等、角速度相等、半径不等，因此质量相同的小球分别放在挡板C和挡板B处，确保半径不同，将传动皮带套在两塔轮半径的轮盘上确保角速度相同；
③[4][5]用皮带连接的左、右塔轮边缘线速度相等，当左、右塔轮半径之比为2∶1时，根据线速度与角速度关系可得角速度之比为1:2；
而此时左边标尺露出1个等分格时，右边标尺露出4个等分格，向心力之比为1:4，说明做匀速圆周运动的物体，在质量和转动半径一定时，向心力与转动角速度的平方成正比。
10．(1)20m；(2)400J；(3)400W【详解】(1)由题意可知，小球做平抛运动，根据平抛运动竖直方向的运动公式
其中得小球下落的高度为
(2)小球下落过程中只有重力做功，则重力做功为
(3)根据平抛运动竖直方向的速度公式则小球落地时重力的瞬时功率是
11．（1）；（2）
【详解】（1）天体表面的物体受到的万有引力近似等于物体的重力，即解得
（2）飞船在圆轨道上做匀速圆周运动，运行的周期
根据万有引力定律和牛顿第二定律，得
地球表面上的物体受到的万有引力近似等于物体的重力，即联立以上各式，解得
12．（1）36J；（2）6m/s；（3）30N；（4）3.6m
【详解】（1）物体在AB段运动时外力做功的大小
（2）从A点到D点由动能定理解得物体在D点的速度大小vD=6m/s
（3）小物块在D点时解得FD=30N根据牛顿第三定律可知，物块对圆弧面的压力大小30N；
（4）小物块从D点抛出后；解得x=3.6m

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