辽宁省部分高中2023-2024学年高一下学期4月月考物理试题（解析版）

高级中学名校试卷PAGEPAGE1高一考试物理试卷本试卷满分100分，考试用时75分钟。注意事项：1．答题前，考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。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。4．本试卷主要考试内容：人教版必修第二册第五章至第八章第2节。一、选择题：本题共10小题，共46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，每小题4分；第8～10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。1．非遗传统文化“打铁花”，经过千百年不断的发展和传承，至今仍是中国受欢迎的传统艺术之一。表演“打铁花”时，将高温铁水击向高空，铁水迅速冷却形成粉碎的微细颗粒物，某表演的精彩瞬间如图所示。不计空气阻力。对铁水形成的微细颗粒物在空中的运动，下列说法正确的是（）A．所有的微细颗粒物的加速度均不同B．所有的微细颗粒物均做匀变速运动C．所有的微细颗粒物在空中运动的时间均相等D．所有的微细颗粒物到达最高点时速度均为零2．2024年3月5日，经过近一个月的漂移和业务调试后，“风云四号”B星成功接替“风云四号”A星，在东经105度的静止轨道上恢复业务服务，实现万里之外的“太空搬家”。“风云四号”A星与“风云四号”B星均为地球静止轨道卫星（距地面的高度约为36000km）。关于地球静止轨道卫星，下列说法正确的是（）A．可能出现在沈阳的正上空B．运行的周期大于地球自转的周期C．线速度比在赤道上随地球一起自转的物体的线速度大D．向心加速度比在赤道上随地球一起自转的物体的向心加速度小3．某次抗洪抢险中，需要驾船将物资运送到河对岸，已知静水中的船速大小为，河岸笔直，河的宽度为120m，河中间河水的流速大小为，靠近岸边河水的流速大小为。船渡河的最短时间为（）A．12s B．24s C．30s D．40s4．2024年1月11日，我国使用“快舟一号”甲运载火箭，成功将“天行一号”02星发射升空，卫星顺利进入预定轨道，发射任务获得圆满成功。若“天行一号”02星发射入轨后在距地面一定高度的轨道上绕地球做匀速圆周运动，则其运行速率（）A．小于 B．为C．大于 D．在5．中国国际航空航天博览会是展示当今世界航空航天业发展水平的盛会，代表着当今国际航空航天业先进科技主流，已成为世界五大最具国际影响力的航展之一。某架表演飞机特技飞行时的轨迹照片如图所示，若水平圆轨迹半径为竖直圆轨迹半径的2倍，飞机飞行的速率保持不变，则飞机做水平圆周运动和竖直圆周运动相比较，下列说法正确的是（）A．向心加速度大小之比为 B．合力大小之比为C．角速度大小之比为 D．周期之比为6．一轻质细杆的一端可绕某点在竖直面内转动，另一端连接着一质量为m的小球。重力加速2度大小为g。若当小球以大小为v的速度通过最高点时，小球受到细杆大小为的支持力，则当小球以大小为2v的速度通过最高点时，小球所受细杆的作用力是（）A．大小为的支持力 B．大小为的支持力C．大小为的拉力 D．大小为的拉力7．武装直升机在斜坡上方从左向右沿水平方向匀速飞行，先后发射两枚炮弹，击中斜坡上同一目标，如图所示。若第一发炮弹水平发射，第二发炮弹斜向下发射，发射炮弹的速率相同，不计空气阻力，则下列说法正确的是（）A．第二发炮弹在空中运动的加速度大于第一发炮弹在空中运动的加速度B．第二发炮弹在空中运动的位移大于第一发炮弹在空中运动的位移C．两发炮弹在空中运动的时间可能相等D．落在斜坡上时，第一发炮弹的速度方向与竖直方向的夹角大于第二发炮弹的速度方向与竖直方向的夹角8．如图所示，质量为1kg的小球（视为质点）从距桌面高度为1.2m处的A点下落到水平地面上的B点，与地面碰撞后恰好能上升到与桌面等高的C点，C点距地面的高度为0.8m。取重力加速度大小。下列说法正确的是（）A．在小球从A点经B点运动到C点的过程中，重力对小球做的功为28JB．在小球从B点运动到C点的过程中，重力对小球做的功为C．以桌面为重力势能的参考平面，小球在A点时的重力势能为12JD．以桌面为重力势能的参考平面，小球在B点时的重力势能为零9．中国高铁实现了数字化、智能化管理，是世界上商业运营速度最快的高铁系统。如图所示，某满载旅客的列车通过半径为r、铁轨平面与地面倾角为的一段圆弧形铁轨时，车轮对内、外铁轨恰好都没有侧向挤压。重力加速度大小为g。下列说法正确的是（）A．列车通过圆弧形铁轨时的速度大小为B．若列车空载时以原速通过该圆弧轨道，则车轮挤压内轨C．若列车空载时以原速通过该圆弧轨道，则车轮挤压外轨D．若列车减速通过该圆弧轨道，则列车对内轨的作用力增大10．如图所示，甲、乙两卫星在同一平面内绕地球同向做匀速圆周运动，其中乙运行的周期为1天，甲在半径为r的轨道上，图示时刻两卫星恰好相距最近。地球的质量为M，地球自转的角速度大小为，引力常量为G。下列说法正确的是（）A．甲运行的周期大于1天B．甲运行的周期小于1天C．从图示时刻起，甲、乙再一次相距最近所需的最短时间为D．从图示时刻起，甲、乙再一次相距最近所需的最短时间为二、非选择题：共54分。11．（6分）某同学用如图甲所示的装置探究向心力与角速度和运动半径的关系。光滑的水平直杆固定在竖直转轴上，能随竖直转轴一起转动，杆的左端套上滑块P，用细线将滑块P与固定在竖直转轴上的力传感器连接，细线处于水平伸直状态。当滑块随杆一起匀速转动时，通过光电门可以测出挡光条经过光电门的时间。（1）本实验使用的实验方法是______（填“控制变量法”或“等效替代法”）。（2）保持转轴的转速不变，调节滑块P到转轴中心的距离r，以力传感器的示数F为纵轴，以______（填“r”或“”）为横轴，可得到如图乙所示的一条直线，其中图线不过坐标原点的原因可能是______（写出一条即可）。12．（8分）2024年3月17日，探月工程四期“鹊桥二号”中继星和“长征八号”遥三运载火箭在中国文昌航天发射场完成技术区相关工作，星箭组合体转运至发射区，计划于近日择机实施发射。请完成下列填空：（1）为了充分利用地球的自转速度，在地球上发射卫星时应______（填“自西向东”“自东向西”“自南向北”或“自北向南”）发射，发射点建在______（填“靠近赤道”或“靠近两极”）较好。（2）若“鹊桥二号”中继星发射入轨后绕地球做匀速圆周运动，轨道半径为r，地球的质量为M，引力常量为G，则入轨后“鹊桥二号”中继星的线速度大小为______，周期为______。13．（10分）电动汽车是指以车载电源为动力，用电机驱动车轮行驶，符合道路交通、安全法规各项要求的车辆。由于对环境影响相对传统汽车较小，因此电动汽车的前景非常好。某质量为m的电动汽车，其发动机的额定功率为P，它在平直公路上行驶时所受阻力大小为kmg（其中g为重力加速度大小）。（1）求该汽车所能达到的最大速度；（2）若该汽车从静止开始以大小为a的加速度匀加速行驶，求此过程能维持的时间t。14．（13分）中国神话故事“嫦娥奔月”源自古人对星辰的崇拜。假设你经过刻苦学习与训练，作为航天员登陆月球后，在半径为R的月球表面上以大小为的初速度竖直上抛一小球（视为质点），经时间t小球落回抛出点。球的体积公式为，其中r为球的半径，不计月3球的自转，引力常量为G。求：（1）月球表面的重力加速度大小g；（2）月球的第一宇宙速度v；（3）月球的质量M及其平均密度。15．（17分）某闯关节目中某个环节的示意图如图所示，参与游戏的选手会遇到一个人造山谷（图中为一斜面），A点左侧是一段水平跑道，长为的轻绳一端悬挂在O点，另一端在A点，斜面的底边和高均为L。某质量为m的选手（视为质点）助跑后在A点抓住轻绳末端跳出，到达最低点（最低点在斜面底端的正上方且与斜面顶端在同一水平线上）时松手并水平飞出，一段时间后落在斜面的中点。重力加速度大小为g，不计空气阻力。（1）求该选手松手时的速度大小v；（2）求该选手松手前瞬间对轻绳的拉力大小F；（3）若选手可以调整松手时的速度大小，该选手想使自己落在斜面上时的速度最小，求此种情况下该选手从松手至落在斜面上的过程中下落的高度h及其落在斜面上时的最小速度。——★参考答案★——1．B〖解析〗所有的微细颗粒物仅受重力作用，加速度相同，均做匀变速运动，选项A错误、B正确；微细颗粒物竖直方向的初速度不同，在空中运动的时间不相等，选项C错误；微细颗粒物做斜抛运动，到达最高点时的速度不为零，选项D错误。2．C〖解析〗地球静止轨道卫星位于赤道正上空，运行的周期等于地球自转的周期，选项A、B错误；地球静止轨道卫星转动的半径大于地球的半径，根据可知，其线速度比在赤道上随地球一起自转的物体的线速度大，选项C正确；根据可知，地球静止轨道卫星的向心加速度比在赤道上随地球一起自转的物体的向心加速度大，选项D错误。3．B〖解析〗当静水中的船速垂直河岸时，船渡河的时间最短，最短时间，选项B正确。4．A〖解析〗近地卫星的运行速率为，“天行一号”02星的轨道半径大于地球的半径，因此“天行一号”02星的运行速率小于，选项A正确。5．C〖解析〗飞机的向心加速度大小，可知向心加速度大小之比为，选项A错误；飞机做匀速圆周运动时，合力提供向心力，可知合力大小之比为，选项B错误；飞机的角速度大小，可知角速度大小之比为，选项C正确；飞机的周期，可知周期之比为，选项D错误。6．C〖解析〗设小球做圆周运动的半径为r，当小球以大小为v的速度通过最高点时，有，假设当小球以大小为2v的速度通过最高点时，小球受到细杆大小为F的支持力，有，解得，F为负值，说明此时小球所受细杆的作用力为拉力，选项C正确。7．D〖解析〗两发炮弹在空中运动的加速度相同，均为重力加速度，选项A错误；根据题意可知，第一发炮弹在空中运动的位移大于第二发炮弹在空中运动的位移，选项B错误；第一发炮弹做平抛运动，第二发炮弹做斜下抛运动，竖直位移相等，而第二发炮弹有竖直向下的初速度，因此第一发炮弹在空中运动的时间大于第二发炮弹在空中运动的时间，选项C错误；设炮弹在竖直方向上的位移大小为h，第一发炮弹与第二发炮弹落到斜坡上时，其速度方向与竖直方向的夹角分别为、，炮弹的初速度大小为，第二发炮弹的初速度方向与水平方向的夹角为，有、，可得，故，选项D正确。8．BC〖解析〗重力做功与路径无关，在小球从A点运动到C点的过程中，重力对小球做的功；在小球从B点运动到C点的过程中，重力对小球做的功，选项A错误、B正确。以桌面为重力势能的参考平面，小球在A、B两点时的重力势能分别为、，选项C正确、D错误。9．AD〖解析〗设列车以速率v转弯时，车轮对内、外铁轨恰好都没有侧向挤压，此时火车的受力情况如图所示，有，解得，选项A正确；只要转弯时的速率为v，列车就不会对内、外轨产生挤压，与列车质量无关，选项B、C错误；当列车减速通过该圆弧轨G道时，车轮将挤压内轨，此时列车对内轨的作用力增大，选项D正确。10．BD〖解析〗根据开普勒第三定律可知，卫星的轨道半径越大，运行的周期越长，因为乙运行的周期为1天，所以甲运行的周期小于1天，选项A错误、B正确；甲的角速度大小，设从题中图示时刻起，甲，乙再一次相距最近所需的最短时间为t，有，解得：，选项C错误、D正确。11．（1）控制变量法（2分）（2）r（2分）滑块和水平杆之间有摩擦力（其他说法只要合理，同样给分）（2分）〖解析〗（1）本实验使用控制变量法。（2）要验证，需在保持转轴的转速不变即不变的情况下，研究F与r之间的关系，因此选r为横轴。因为滑块和杆之间有摩擦力，所以开始一段时间，摩擦力提供向心力，当摩擦力达到最大值后细线才有拉力，因此图线不过坐标原点的原因可能是滑块和杆之间有摩擦力。12．（1）自西向东（2分）靠近赤道（2分）（2）（2分）（2分）〖解析〗（1）由于地球自西向东自转，为了充分利用地球的自转速度，在地球上发射卫星时应自西向东发射；因为越靠近赤道，地面上的物体随地球自转的线速度越大，所以发射点建在靠近赤道较好。（2）设“鹊桥二号”中继星的质量为m，有，解得，“鹊桥二号”中继星的周期。13．解：（1）当该汽车的合力为0时，速度达到最大，此时它所受的牵引力大小（1分）又（2分）解得。（1分）（2）设该汽车匀加速行驶时所受的牵引力大小为，根据牛顿第二定律有（2分）设该汽车的瞬时功率刚达到额定功率时的速度大小为v，有（1分）又（2分）解得。（1分）14．（1）根据自由落体运动的规律，结合对称性有（2分）解得。（1分）（2）设贴着月球表面运行的卫星的质量为，