河南省创新发展联盟2023-2024学年高一下学期4月期中考试物理

2023—2024学年高一下学期第二次月考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。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．测量引力常量的实验装置图如图所示，关于该实验说法正确的是（）A．该实验最早由牛顿完成 B．该实验应用了“微小量放大”的实验方法C．实验测得的引力常量是一个没有单位的常量 D．引力常量与物体质量有关2．飞镖运动是一项集趣味性、竞技性于一体的体育运动。投掷者将飞镖以某一初速度水平掷出，一段时间后恰好击中靶心。不计空气阻力，飞镖可视为质点，关于飞镖在空中的运动，下列说法正确的是（）A．飞镖的速度与加速度可能共线 B．飞镖击中靶心时的速度可能竖直向下C．飞镖的运动轨迹切线方向是其加速度方向 D．飞镖在相等时间内的速度变化量一定相同3．2024年国际体联蹦床世界杯首站巴库站比赛于北京时间2月25日落幕，中国蹦床队斩获3金2银，取得“开门红”。如图所示，某次比赛时，运动员从蹦床正上方点由静止下落，运动员在点接触蹦床并将蹦床压缩至最低点点，不计空气阻力，则下列说法正确的是（）A．运动员从点运动到点的过程中机械能减小B．运动员从点运动到点的过程中机械能守恒C．运动员在点的动能最大D．运动员在点的加速度为04．北京时间2024年3月24日23时至3月25日23时，地球出现了3小时特大地磁暴、6小时中等地磁暴和3小时小地磁暴。受地磁暴的影响，某卫星绕地飞行的轨道高度略有降低，卫星轨道变化前后均可视为做匀速圆周运动。卫星的轨道高度降低后，下列物理量有所减小的是（）A．线速度大小 B．角速度大小 C．向心加速度大小 D．周期5．航空母舰上舰载机的起降被称为“刀尖上的舞蹈”，如图所示，在我国山东舰上，舰载机的阻拦系统由阻拦索、定滑轮和阻尼器组成，阻拦索绕过定滑轮与阻尼器连接，阻拦系统通过阻拦索对飞机施加一作用力，使飞机在甲板上短距离滑行后停止。若舰载机减速过程中，某一时刻，两端阻拦索的夹角是，阻拦索拉伸速度大小为，飞机挂钩与阻拦索间不发生滑动，则飞机此时沿中线运动的速度大小为（）A． B． C． D．6．地球公转轨道的半径在天文学上叫作天文单位，用符号AU表示，用来量度太阳系内天体与太阳的距离。已知海王星公转的轨道半径是，海王星的质量为地球质量的17倍，地球和海王星绕太阳的公转均可视为匀速圆周运动，则下列说法正确的是（）A．海王星公转的向心加速度与地球公转的向心加速度大小之比为B．海王星受到太阳的万有引力与地球受到太阳的万有引力大小之比为C．海王星的公转周期与地球的公转周期之比为D．根据题目条件可推算出地球与海王星的密度之比7．某游戏转盘装置如图所示，游戏转盘水平放置且可绕转盘中心的转轴转动。转盘上放置两个相同的物块，物块通过轻绳相连。开始时，绳恰好伸直但无弹力，现让该装置从静止开始转动，使其角速度缓慢增大。整个过程中，物块都相对于盘面静止，物块到转轴的距离分别为，物块的质量均为且与转盘间的动摩擦因数均为，接触面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小为。下列说法正确的是（）A．当转盘的角速度大小为时，物块受到的摩擦力大小为B．当转盘的角速度大小为时，物块受到的摩擦力大小为C．为了确保物块都相对于转盘静止，转盘的角速度不能超过D．在转盘角速度从零开始逐渐增大的过程中，物块受到的摩擦力一直增大8．修建高层建筑经常会用到塔式起重机，某塔式起重机某次提升质量为的建材（可视为质点），使得建材正在沿竖直方向以的速度向上做匀速直线运动，同时又使建材在水平方向上做匀加速运动，其水平方向的速度一时间关系图像如图甲所示（水平向右为正方向），下列说法正确的是（）A．内建材的加速度大小为 B．末建材受到的合力大小为C．末建材的速度大小为 D．建材的运动轨迹是图乙中的抛物线9．如图所示，质量一定的小球在光滑锥形漏斗内壁做水平面内的匀速圆周运动，小球做圆周运动所需的向心力大小为，漏斗内壁对小球的作用力大小为，小球做圆周运动的线速度大小为，周期为，半径为，若越小，则下列说法正确的是（）A．不变 B．越大 C．越大 D．越小10．如图甲所示，配重式抛石机出现于战国初期，是围攻和防守要塞的重要器械。抛石机可简化为图乙，质量为的石块装在长臂末端的弹袋中，质量为的配重安装于短臂的末端，初始时长臂被固定，抛石机静止，杠杆与水平面的夹角。释放杠杆，配重下落，带动杠杆自由转动，当长臂转到竖直位置时，杠杆被制动而停止，石块以的速度被水平抛出。已知长臂的长度，不计一切摩擦和杠杆质量，取重力加速度大小。对于从释放杠杆到石块飞出的过程，下列说法正确的是（）A．石块增加的机械能为 B．石块受到的合力对石块做的功为C．短臂的长度为 D．配重增加的动能为二、非选择题：本题共5小题，共54分。11．（6分）某同学做“探究平抛运动特点”的实验，实验装置如图甲所示，用小锤击打弹性金属片，球沿水平方向抛出，同时球自由落下。若某次实验，频闪照相机记录了两小球在不同时刻的位置如图乙所示。（1）实验时，有以下两个步骤：①用小锤击打弹性金属片；②打开频闪仪。正确的操作顺序是__________。A．先①后② B．先②后① C．①和②同时进行（2）根据图乙，任意时刻两球竖直高度相同，可判断球在竖直方向上做__________，为判断球水平方向的运动特征，应测出________________________________________并做对比。12．（8分）某同学设计“验证机械能守恒定律”的实验装置如图甲所示。铁架台放在水平台面上，上端安装电磁铁，接通电磁铁的开关后能吸住小球，电磁铁正下方安装一个光电门，光电门连接的数字计时器能记录下小球下落时经过光电门的时间。实验中测出小球直径为、小球球心与光电门中心的高度差为，断开电磁铁开关，小球自由下落，记录小球通过光电门的挡光时间。已知当地的重力加速度大小为。（1）下列关于实验的说法正确的是__________。A．实验时必须用天平测出小球的质量B．实验时应选用体积小、质量大的小球C．可用来计算小球经过光电门时的速度大小，并用来验证小球的机械能守恒D．可用来计算小球经过光电门时的速度大小，并用来验证小球的机械能守恒（2）小球经过光电门时的速度大小__________（用题目中给定的物理量符号表示）。（3）调整电磁铁位置，得出多组数据，并画出了如图乙所示的图像，若在误差允许范围内，图像的斜率__________（用题目中给定的物理量符号表示），则机械能守恒定律成立。（4）考虑到断开电磁铁开关时电磁铁线圈对小球的吸引力不会马上消失，实际上小球的重力势能减少量__________（填“大于”“小于”或“等于”）动能增加量。13．（10分）如图所示，某车的车厢顶部用细线悬挂了一质量的小球（可视为质点），车厢的水平底部放置有质量的物块。当车厢在水平地面上拐弯时可视为车厢在做匀速圆周运动，小球、物块均与车厢相对静止，此时细线与竖直方向的夹角。已知车厢做匀速圆周运动的轨道半径且远大于车厢宽度，取重力加速度大小，求：（1）细线上的弹力大小；（2）物块受到的摩擦力大小；（3）车厢的线速度大小。14．（13分）2024年3月20日8时31分，探月工程四期“鹊桥二号”中继星由“长征八号”遥三运载火箭在中国文昌航天发射场成功发射升空。假设在未来的月球基地中，宇航员将小球从月球表面以初速度竖直向上抛出，上升的最高点离月球表面高度为（远小于月球半径），已知月球的质量为，引力常量为，不计月球自转，求：（1）月球表面的重力加速度大小；（2）月球的半径；（3）月球的“第一宇宙速度”大小。15．（17分）如图所示，在以水平地面向右为轴正方向、竖直方向向上为轴正方向建立的直角坐标系内，一根长为、不可伸长的细线上端固定于坐标为的点，另一端系一质量为、可视为质点的小球。在轴上点（图中未画出）固定一个表面光滑、足够细的钉子。现将小球拉至细线绷直并水平，由静止释放小球，当细线碰到钉子后，小球以点为圆心在竖直面内做圆周运动。重力加速度大小为，不计空气阻力。（1）求细线碰到钉子前瞬间细线上的拉力大小；（2）若细线碰到钉子的瞬间细线绷断，求小球落到水平地面上时的坐标；（3）若细线能承受的最大拉力，要使小球能绕点做完整的圆周运动，求点纵坐标的取值范围。

2023—2024学年高一下学期第二次月考物理试卷参考答案1．B【解析】该实验最早由卡文迪什完成，选项A错误；该实验应用了“微小量放大”的实验方法，选项B正确；实验测得的引力常量是一个带有单位的常量，选项C错误；引力常量与物体质量无关，选项D错误。2．D【解析】飞镖在空中做平抛运动，因此其速度与加速度不可能共线，选项A错误；飞镖在空中运动时始终有水平分速度，因此飞镖击中靶心时的速度不可能竖直向下，选项B错误；飞镖的运动轨迹切线方向是其速度方向，选项C错误；飞镖的加速度恒定，因此在相等时间内的速度变化量一定相同，选项D正确。3．A【解析】运动员从点运动到点的过程中，蹦床对运动员的弹力做负功，运动员的机械能减小，选项A正确、B错误；运动员从点运动到点的过程中动能先增大后减小，因此运动员在点的动能不是最大，选项C错误；运动员在点的速度为0，加速度不为0，选项D错误。4．D【解析】根据可知，卫星的轨道高度降低后，卫星的线速度大小、向心加速度大小、角速度大小均增大，周期减小，选项D正确。5．B【解析】飞机沿阻拦索方向的速度分量等于阻拦索移动的速度大小，，飞机此时沿中线运动的速度大小为，选项B正确。6．A【解析】根据结合题目条件可知，海王星公转的向心加速度与地球公转的向心加速度大小之比为，万有引力大小之比为，选项A正确、B错误；根据开普勒第三定律可知，海王星的公转周期与地球的公转周期之比为，选项C错误；由于地球与海王星的半径之比未知，因此无法推算出地球与海王星的密度之比，选项D错误。7．C【解析】转盘的角速度较小时，物块所需的向心力均由摩擦力提供，当转盘的角速度大小为时，物块所需向心力大小为，此时物块受到的摩擦力大小为，选项A错误；当转盘的角速度大小为时，物块所需向心力大小为，轻绳弹力为0，物块所需向心力大小为，此时物块受到的摩擦力大小为，选项B错误；在转盘角速度逐渐增大的过程中，刚开始物块受到的静摩擦力提供向心力，当物块受到的摩擦力达到最大静摩擦力后，最大静摩擦力和轻绳弹力的合力提供物块所需的向心力，物块受到的摩擦力先增大后不变，选项D错误；设当角速度为、轻绳弹力为时，物块与盘面间的摩擦力均达到最大静摩擦力，有，解得，选项C正确。8．AC【解析】内建材的加速度大小，由牛顿第二定律可知末建材受到的合力大小为，选项A正确、B错误；末建材的水平分速度大小为、竖直分速度大小为，此时合速度大小为，选项C正确；由于建材在竖直方向上做匀速直线运动，在水平方向上做匀加速直线运动，因此建材的运动轨迹不可能是题图乙中的抛物线，选项D错误。9．AD【解析】设小球的质量为m，漏斗内壁的倾角为，则向心力，与r无关，漏斗内壁对小球的作用力，与无关，由可知，越小，越小，则越小，越小，选项A、D正确，选项B、C错误。10．BD【解析】从释放杠杆到石块飞出的过程，石块增加的动能，增加的重力势能，因此石块增加的机械能为，石块受到的合力对石块做的功为，选项A错误、B正确；配重和石块构成的系统机械能守恒，因此配重减少的机械能为，有，解得或（舍去），配重增加的动能，选项C错误、D正确。11．（1）B（2）自由落体运动球相邻两位置的水平距离（合理即可）【解析】（1）为了避免频闪照片记录区域上方出现大量的空白，实验时，应先打开频闪仪，再用小锤击打弹性金属片，选项B正确。（2）根据任意时刻两球竖直高度相同，可判断球在竖直方向上做自由落体运动；球在水平方向上做匀速直线运动，为判断出这一运动特点，要测出球相邻两位置的水平距离。12．（1）B（2）（3）（4）大于【解析】（1）由于小球的重力势能减少量和动能增加量都与小球质量成正比，因此无须测出小球的质量，选项A错误；实验时应选用体积小、质量大的小球以减小空气阻力对实验的影响，选项B正确；是小球通过光电门的挡光时间，且和均是小球做自由落体运动时适用的公式，相当于默认了小球机械能守恒，与实验目的不符合，选项C、D错误。（2）根据光电门测量速度的原理可知。（3）小球的重力势能减少量，动能增加量，因此若在误差允许范围内，成立，即图像的斜率，则机械能守恒定律成立。（4）考虑到断开电磁铁开关时电磁铁线圈对小球的吸引力不会马上消失，该吸引力在小球下落过程中对小球做负功，会导致小球的机械能减少，即实际上小球的重力势能减少量大于动能增加量。13．解：（1）对小球受力分析，竖直方向上有解得。（2）对小球受力分析，水平方向上有对物块受力分析，水平方向上有解得。（3）由向心加速度定义式有解得。14．解：（1）小球