2021-2022学年河北省沧州市献县求实高级中学高一（下）5月物理试题（解析版）

2021—2022学年第二学期高一5月份月考物理科试题时间75分钟分值100分一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1.若已知物体运动的初速度v0的方向及该物体受到的恒定合力F的方向，则物体的运动轨迹可能是下列各图中的（）A. B.C. D.【答案】B【解析】【详解】物体运动的初速度v0的方向及该物体受到的恒定合力F的方向不共线，物体做曲线运动，同时力指向曲线弯曲内侧，结合各图可知，B正确．故选B。2.小船在静水中的速度是4m/s，一条河宽60m，河水流速为3m/s，下列说法正确的是（）A.小船渡过河的最短时间是15sB.小船渡过河的最小位移是80mC.小船在河中运动的最大速度是D.小船在河中运动的最小速度是3m/s【答案】A【解析】【详解】A．当船头垂直河岸时，小船过河时间最短，最短时间为故A正确；B．当船头与上游河岸夹角α满足小船能垂直河岸过河，过河最小位移即为河宽60m，故B错误；C．当船速与水速同向时，小船的合速度最大，最大为9m/s，故C错误；D．当船速与水速相反时，小船的合速度最小，最小为1m/s，故D错误。故选A。3.如图所示，质量相同的小球A，B通过质量不计的细杆相连接，紧靠竖直墙壁放置。由于轻微扰动，小球A，B分别沿水平地面和竖直墙面滑动，滑动过程中小球和杆始终在同一竖直平面内，当细杆与水平方向成37°角时，小球B的速度大小为v，重力加速度为g，忽略一切摩擦和阻力，sin37°=0.6，cos37°=0.8。则下列说法正确的是（）A.小球A速度为v B.小球A速度为C.小球A速度为 D.小球A速度为【答案】C【解析】【详解】小球B的速度大小为v，设小球A的速度大小为v′，则由连接体的速度关联关系有解得故C正确，ABD错误；故选C。4.如图所示，自行车的大齿轮、小齿轮、后轮的半径之比为4：1：16，在用力蹬脚踏板前进的过程中，下列说法正确的是（）

A.大齿轮和小齿轮的角速度大小之比为1：4B.小齿轮和后轮的周期之比为16：1C.大齿轮边缘和后轮边缘的线速度大小之比为1：4D.大齿轮和小齿轮轮缘的向心加速度大小之比为4：1【答案】A【解析】【详解】A．由题意得大齿轮和小齿轮共线，因此线速度相等，小齿轮与后轮共轴，因此角速度相等，由于大齿轮、小齿轮的半径之比为4：1，根据可得，大齿轮和小齿轮的角速度大小之比为1：4，故A正确；B．小齿轮与后轮共轴，角速度相等，因此周期相等，故B错误；C．大齿轮和小齿轮的角速度大小之比为1：4，而小齿轮与后轮角速度相等，因此大齿轮和后轮的角速度之比为1：4，大齿轮与后轮的半径之比为1：4，根据可得，大齿轮边缘和后轮边缘的线速度大小之比为1：16，故C错误；D．大齿轮和小齿轮的线速度相等，半径之比为4:1，根据向心力公式可得，大齿轮和小齿轮轮缘的向心加速度大小之比为1：4，故D错误。故选A。5.2021年6月17日，搭载神舟十二号载人飞船的长征二号F遥十二运载火箭在酒泉卫星发射中心成功发射，神舟十二号载人飞船与天和核心舱及天舟二号组合体成功对接，将中国三名航天员送入“太空家园”，核心舱绕地球飞行的轨道可视为圆轨道，轨道离地面的高度约为地球半径的，运行周期约为90min，引力常量G=6.67×10-11N·m2/kg2。下列说法正确的是（）A.核心舱在轨道上飞行速度为7.9km/sB.仅根据题中数据可估算出地球密度C.位于低轨道的神舟十二号载人飞船需减速才能与高轨道的核心舱实现对接D.“太空家园”中静止坐在椅子上的字航员加速度为0【答案】B【解析】【详解】A．假定地球质量为M，人造天体轨道半径为r，则有则有可知轨道半径越大，运行速度越小，而7.9km/s是轨道半径为地球半径时的速度，则核心舱的速度小于7.9km/s，故A错误；B．依题意有则有依题意地球的密度为故B正确；C．位于低轨道的神舟十二号载人飞船需加速才能与高轨道的核心舱实现对接，故C错误；D．“太空家园”中静止坐在椅子上的字航员与核心舱的加速度相同，则有解得可知加速度不为零，故D错误。故选B。6.如图所示，水平桌面置于水平地面上，先将一排球置于地面上时其重心在C点，再将排球置于桌面上时其重心在B点，然后将排球置于桌面上方某处时其重心在A点，A点与B点、B点与C点间的高度差相等。排球在A点、B点、C点的重力势能分别为、、，取排球在B点时的重力势能为零，下列说法正确的是（）

A.，，B.，，C.，，D.，，【答案】D【解析】【详解】取排球在B点时的重力势能为零，则、，A点与B点、B点与C点间的高度差相等，则故D正确，ABC错误。故选D。7.如图所示，一足够长斜面倾角为45°，一弹性小球，在与斜面上端等高的某处A点由静止释放小球落到斜面上的B点后反弹，反弹时速度大小不变，反弹前后，速度方向与斜面夹角相等，小球反弹后落到斜面上C点，不计空气阻力，则小球在AB段和BC段运动中（）A.运动时间之比为tAB：tBC=1：1B.重力做功的平均功率之比为PAB：PBC=1：2C.运动的竖直高度之比为hAB：hBC=1：3D.若小球释放点自A点向右平移少许，则小球反弹后再次落到斜面上时速度方向与落到C点的不同【答案】B【解析】【详解】A.设小球第一次碰板时速度大小为v，对自由下落阶段v=gtAB

①对平抛阶段

②x2=vtBC

③联立②③得：故tAB：tBC＝1：2，故A错误；B.根据，hAB：hBC＝1：4，根据重力做功W=mgh，得WAB：WBC＝1：4，根据功率得：PAB：PBC＝1：2，故B正确，C错误；D.设小球反弹后再次落到斜面上时速度方向与水平方向的夹角，与B点的位置无关，故D错误．故选：B二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，每题有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。8.如图所示，一位同学玩飞镖游戏，圆盘最上端圆盘最上端有一P点，飞镖抛出时与P等高，且距离P点为L。当飞镖以初速度v0垂直盘面瞄准P点抛出的同时，圆盘以经过盘心O点的水平轴在竖直平面内匀速转动。忽略空气阻力，重力加速度为g，若飞镖恰好击中P点，则（）

A.飞镖击中P点所需的时间为B.圆盘的半径可能为C.圆盘转动角速度的最小值为D.P点随圆盘转动的线速度可能为【答案】AD【解析】【详解】A．飞镖水平抛出做平抛运动，在水平方向做匀速直线运动，则有故A正确；B．飞镖击中P点时，P恰好在最下方有解得圆盘半径故B错误；C．飞镖击中P点，则P点转过的角度满足θ=ωt=π+2kπ（k=0，1，2…）可得则圆盘转动角速度的最小值为，故C错误；D．P点随圆盘转动的线速度为当k=2时，，故D正确。故选AD正确。9.我国天文学家通过“天眼”（FAST，500米口径球面射电望远镜）在武仙座球状星团中发现一个脉冲双星系统，如图所示，由恒星A与恒星B组成的双星系统绕其连线上的O点做匀速圆周运动，若恒星A的质量为m，恒星B的质量为2m，恒星A和恒星B之间的距离为L，引力常量为G。下列说法正确的是（）

A.恒星A运行的角速度大于恒星B运行的角速度B.恒星A与恒星B的线速度之比为2:1C.恒星A到O点的距离为LD.恒星B的运行周期为【答案】BC【解析】【详解】A．由恒星A与恒星B组成的双星系统绕其连线上的O点做匀速圆周运动，它们运动的周期相等、角速度大小相等，故A错误；B．由万有引力提供向心力得所以恒星A与恒星B的线速度之比为故B正确；C．由万有引力提供向心力得又所以恒星A到O点的距离为故C正确；D．由万有引力提供向心力得又所以恒星B的运行周期为故D错误。10.疫情防控中，某医院出现了一批人工智能机器人。机器人“小易”在医护人员选择配送目的后，就开始沿着测算的路径出发，在加速启动的过程中，“小易”“发现”正前方站着一个人，立即制动减速，恰好在距离人30cm处停下。“小易”从静止出发到减速停止，可视为两段匀变速直线运动，其图像如图所示，图中，。已知减速时的加速度大小是加速时加速度大小的3倍，“小易”（含药物）的总质量为60kg，运动过程中阻力恒为20N。则（）

A.“小易”从静止出发到减速停止的总位移为1mB.“小易”加速过程的加速度大小为C.启动过程的牵引力与制动过程的制动力大小之比为D.阻力的平均功率为50W【答案】BD【解析】【分析】【详解】A．“小易”从静止出发到减速停止的总位移为A项错误；B．设加速运动与减速运动满足又因解得故B正确；C．对加速过程应用牛顿第二定律有对减速过程应用牛顿第二定律有解得选项C错误；D．阻力的平均功率为选项D正确。故选BD。三、实验题（共15分）11.采用如下图所示的实验装置做“探究平抛运动的特点”的实验。（1）实验时不需要下列哪个器材___________。（填器材前的字母）A．弹簧测力计B．重垂线C．打点计时器D．坐标纸（2）以下是实验过程中的一些做法，其中合理的有___________。A．要求斜槽轨道保持水平且光滑B．每次小球释放的初始位置可以任意选择C．每次小球应从同一高度由静止释放D．为描出小球的运动轨迹，描绘的点可以用折线连接（3）如图为一小球做平抛运动时用闪光照相的方法获得的相片的一部分，图中背景小方格的边长为1.25cm，取10m/s2，则：①小球运动的初速度v0=___________m/s；②小球过B点的竖直方向速度vBy=___________m/s。【答案】①.AC##CA②.C③.④.1【解析】【详解】（1）[1]A．该实验不需要测量小球的重力，所以不需要弹簧测力计，故A不需要；B．实验时需要用重锤线确定平抛运动的竖直方向，即y轴，故B需要；C．该实验是用刻度尺来测量位移，用竖直方向做自由落体法求时间，不需要打点计时器，故C不需要；D．坐标纸用来记录小球轨迹和数据分析，故D需要。故选AC。（2）[2]A．该实验需要斜槽轨道有一定的倾斜角度，末端要水平且光滑，以确保小球初速度水平，故A不合理；BC．由于要多次描点画同一运动轨迹，必须每次在相同位置静止释放小球，以保证相同的初速度，故B不合理，C合理；D．描点法描绘运动轨迹时，应将各点连成平滑的曲线，不能连成折线或者直线，故D不合理。故选C。（3）[3][4]小球做平抛运动水平方向做匀速运动，由图知，所以，由竖直方向做自由落体运动，根据有解得由解得因AB与BC竖直位移之比为3:5，不是从1开始的连续奇数比，可知A点不是平抛的起点位置，从起点位置到A点已经运动了一个T的时间，则通过B点时的竖直速度为12.某兴趣小组同学利用如图甲所示的DIS向心力实验器来探究圆周运动向心力的影响因素。实验时，砝码随旋臂一起做圆周运动，其受到的向心力F可通过牵引杆由力传感器测得，借助光电门可以测得挡光杆两次通过光电门的时间间隔，即砝码的运动周期T。牵引杆的质量和一切摩擦可忽略。

（1）为了探究向心力F与周期T之间的关系，需要控制_________和_________保持不变（写出物理量及相应的物理符号）。（2）改变旋臂的转速得到多组数据，记录力传感器示数F，算出对应的周期T，作出了如图乙所示的图线，则横轴所代表的物理量为_________。（3）若砝码的运动半径，由图线可得砝码的质量m=___________kg（，结果保留2位有效数字）。【答案】①.砝码的质量m②.砝码的运动半径r③.④.0.15【解析】【详解】（1）[1][2]根据公式可知为了探究向心力F与周期T之间的关系，需要控制砝码的质量m和砝码的运动半径r保持不变；（2）[3]根据可得可知图象为过原点的倾斜直线，故则横轴所代表的物理量为；（3）[4]由（2）分析可知，图线斜率解得代入数据得四、计算题（本题共3小题，共39分，要求写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能给分。有数值计算的题，答案中应明确写出数值和单位）13.我国发射的火星探测器“天问一号”正绕火星做匀速圆周坛动，轨道半径为r，周期为T，探测器的质量为m，已知火星的半径为R，引力常量为G，求：（1）火星的质量M；（2）火星的表面重力加速度g；（3）火星的第一宇宙速度v。【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【详解】（1）根据万有引力提供向心力，有解得（2）在火星表面，万有引力等于重力，有解得（3）火星第一宇宙速度为卫星贴近火星做匀速圆周运动时的速度，有解得14.汽车在水平直线公路上行驶，额定功率为P额=80kW，汽车行驶过程中所受阻力恒为f=2.5×103N。汽车的质量M=2×103kg。若汽车从静止开始做匀加速直线运动，加速度的大小为a=1.0m/s2，汽车达到额定功率后，保持额定功率不变继续行驶。求：（1）汽车在整个运动过程中所能达到的最大速度；（2）20s末汽车的瞬时功率；（3）当汽车的速度为5m/s时的瞬时功率；（4）当汽车的速度为20m/s时的加速度。【答案】（1）；（2）80kW；（3）22.5kW；（4）【解析】【分析】【详解】（1）汽车在整个运动过程中达到最大速度时加速度为0，则有联立解得（2）匀加速动动阶段，有解得达到最大功率时的速度为解得匀加速运动的时间为则达到额定功率后，汽车将保持功率不变运动，所以20s末汽车的瞬时功率为P额=80kW。（3）当汽车的速度为5m/s时，汽