河北省张家口张垣联盟2023-2024学年高一下学期5月月考物理试卷（A）（含答案）

第第页河北省张家口张垣联盟2023-2024学年高一下学期5月月考物理试卷（A）一、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．国际小行星中心于2021年10月8日确认公布了中国科学院紫金山天文台发现的一颗新彗星，命名为C/2021S4。这颗彗星与太阳的最近距离约为7AU，绕太阳转一圈约需要1000年，假设地球绕太阳做圆周运动，地球与太阳的距离为1AU，万有引力常量为G，则A．由以上数据可以估算彗星的质量B．由以上数据可以估算太阳的密度C．彗星由近日点向远日点运动时动能减小D．该彗星在近日点的向心加速度比地球绕太阳运动的向心加速度大2．冬奥会的成功举办掀起了滑雪运动的热潮，如图所示为滑雪轨道的示意图，运动员沿轨道做匀变速曲线运动，运动员可以看做质点，且运动员运动到D点（D点是曲线的拐点）时速度方向与加速度方向恰好互相垂直，则运动员从A点运动到E点的过程中，下列说法中正确的是A．运动员经过C点的动能比D点的大B．运动员经过A点时的加速度方向与速度方向的夹角小于90°C．运动员从B到E的过程中所受合外力先做正功后做负功D．运动员从B到E的过程中所受合外力的功率先增大后减小3．“静止”在赤道上空的地球同步气象卫星把广阔视野内的气象数据发回地面，为天气预报提供准确、全面和及时的气象资料。设地球同步卫星的轨道半径是地球半径的n倍，地球近地卫星的的轨道半径近似等于地球半径，下列说法中正确的是A．同步卫星的周期是近地卫星周期的n倍B．同步卫星的运行速度是近地卫星速度的1nC．同步卫星的运行速度是地球赤道上物体随地球自转获得的速度的1nD．同步卫星的向心加速度是地球赤道上物体随地球自转获得的向心加速度的1n4．如图所示，一质量为m的小球固定于轻质弹簧的一端，弹簧的另一端固定于O点处。将小球拉至A处，弹簧恰好无形变，由静止释放小球，它运动到O点正下方B点速度为v，AB间的竖直高度差为h，重力加速度为g，不计空气阻力，则A．由A到B小球机械能守恒B．由A到B弹簧弹力对小球不做功C．由A到B小球动能的增加量为mghD．小球到达位置B时弹簧的弹性势能为mgh−5．我国首颗量子科学实验卫星“墨子”已于酒泉卫星发射中心成功发射。“墨子”由火箭发射至高度为500km的预定圆形轨道。此前在西昌卫星发射中心成功发射了第二十三颗北斗导航卫星G7，G7属于地球静止轨道卫星（高度约为36000km），它将使北斗系统的可靠性进一步提高。关于卫星以下说法中不正确的是A．这两颗卫星的运行速度不可能大于7.9km/sB．北斗导航卫星G7一定在赤道上空飞行C．量子科学实验卫星“墨子”的角速度比北斗G7的小D．量子科学实验卫星“墨子”的线速度比北斗G7的大6．水上乐园有一末段水平的滑梯，人从滑梯顶端由静止开始滑下后落入水中。如图所示，一质量为m=50kg的人从滑梯顶端滑下，已知滑梯顶端到末端的高度H=5.0m，末端到水面的高度h=1.0m，人的落水点到滑梯末端的水平距离为4.0m，重力加速度。g=10m/s2，将人视为质点，不计空气阻力。则此过程中人克服滑梯摩擦力所做的功为A．450J B．500J C．550J D．600J7．图甲所示的救生缓降器由挂钩（或吊环）、吊带、绳索及速度控制装置等组成，是一种可使人沿绳索缓慢下降的安全营救装置。如图乙所示，高层建筑工人在一次险情中，将安全带系于腰部，从离地面某高度处通过钢丝绳先匀加速运动后匀减速运动安全着陆，图丙是工人运动全过程的v-t图像。已知工人的质量m=70kg，g=10m/s2，则下列说法中错误的是A．整个过程工人的最大动能为11340JB．减速下滑时钢丝绳对工人的拉力大小为1330NC．整个过程中救生缓降器对工人所做功为-31500JD．t=2s时钢丝绳对工人拉力的瞬时功率为15960W二、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，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．超级电容车运行中无需连接电缆，只需在乘客上车间隙充电30秒到1分钟，就能行驶3到5千米。假设有一辆超级电容车，质量m=2×103kg，额定功率P=60kW，当超级电容车在平直路面上行驶时，受到的阻力F阻是车重的0.1倍，g=10m/s2，则下列说法正确的是A．超级电容车在此路面上行驶所能达到的最大速度为30m/sB．若超级电容车从静止开始，保持以0.5m/s2的加速度做匀加速直线运动，达到额定功率时超级电容车的速度大小为15m/sC．若超级电容车从静止开始，保持以（0.5m/s2的加速度做匀加速直线运动，匀加速过程中超级电容车的位移大小为200mD．若超级电容车从静止开始，保持额定功率做加速运动，60s后达到最大速度，此过程中超级电容车的位移大小为1350m9．轮轴机械是中国古代制陶的主要工具。如图所示，轮轴可绕共同轴线O自由转动，其轮半径R=20cm，轴半径r=10cm，用轻质绳缠绕在轮和轴上，分别在绳的下端吊起质量为2kg、1kg的物块P和Q，将两物块由静止释放，释放后两物块均做初速度为0的匀加速直线运动，不计轮轴的质量及轴线O处的摩擦和空气阻力，重力加速度g=10m/s2。在P从静止下降1.2m的过程中，下列说法正确的是A．P重力势能的减小量等于Q机械能的增加量B．P、Q动能之比为4：1C．Q重力势能的增加量为6JD．P下降1.2m时，Q的速度大小为2m/s10．如图甲所示，太阳系中有一颗“躺着”自转的蓝色“冷行星”——天王星，周围存在着环状物质。假设为了测定环状物质是天王星的组成部分，还是环绕该行星的卫星群，“中国天眼”对其做了精确的观测，发现环状物质线速度的二次方（即v2）与到行星中心的距离的倒数（即r-1）关系如图乙所示。已知天王星的半径为r0，引力常r0，量为G，以下说法正确的是A．环状物质是天王星的卫星群B．天王星的第一宇宙速度大于v0C．天王星的密度为3D．天王星表面的重力加速度为r三、非选择题：本题共5小题，共54分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不得分；有数值计算的，答案中必须明确写出数值和单位。11．某同学用图（a）所示的实验装置“验证机械能守恒定律”，图（b）是用6V、50Hz的打点计时器打出的一条连续点的纸带，O点为重锤下落的起点，选取的计数点A、B、C、D到O点的距离在图中已标出，重力加速度g=9.8m/s2，重锤的质量为1kg（计算结果均保留两位有效数字）。（1）在进行实验时，下列说法正确的是____。A．应用手托住重物由静止释放B．先释放重锤，后接通电源C．释放重锤前，重锤应尽量靠近打点计时器D．纸带下方所挂重锤应该选用质量和密度较大的（2）打点计时器打出C点时，重锤下落的速度vC=m/s，重锤的动能EkC=J。（3）从起点O到打下C点过程中，重锤的重力势能的减小量为J。（4）在误差允许的范围内，若重锤动能的增加量与重锤重力势能的减小量近似相等，即可验证机械能守恒定律。由上述计算可得重锤动能的增加量小于重锤重力势能的减小量，造成这种结果的主要原因是。12．用如图所示的装置“验证机械能守恒定律”，通过电磁铁控制的小铁球从A点自由下落，下落过程中经过光电门B，B与毫秒计时器（图中未画出）相连。实验前应调整光电门位置使小球下落过程中球心通过光电门中的激光束。并测得小铁球的直径d，A点与B点间的距离h，小铁球经过光电门的挡光时间t（即毫秒计时器的读数）。（1）为了验证机械能守恒定律，还需要测量或已知。（2）多次改变A点与B点间的距离h，重复上述实验，作出h−1t2的变化图像，当图像的斜率k（3）经正确的实验操作，发现小球动能增加量总是与重力势能减少量存在一定的差值，若增加下落高度后，这个差值将（选题“增加”“减小”或“不变”），原因是。13．如图所示，长为L=0.4m的轻杆一端连着质量为m=1kg的小球，另一端用铰链固接于水平地面上的O点，初始时小球静止于地面上。现在杆中点处施加一力F，使轻杆转动30°时撤去F，此过程F做功10J。忽略一切摩擦，重力加速度g=10m/s2，求：（1）撤去F瞬间，小球的速度大小；（2）小球到达最高点时，小球对轻杆的作用力。14．2020年我国北斗三号组网卫星全部发射完毕。如图为发射卫星的示意图，先将卫星发射到半径为r1=r的圆轨道上做匀速圆周运动，到A点时使卫星加速进入椭圆轨道，到椭圆轨道的远地点B点时，再次改变卫星的速度，使卫星进入半径为r2=2r的圆轨道做匀速圆周运动。已知卫星在椭圆轨道上时到地心的距离与速度的乘积为定值，卫星在椭圆轨道上A点时的速度为v，卫星的质量为m，地球的质量为m地，引力常量为G，求：（1）卫星在椭圆轨道上运行的周期与在半径为r2的圆轨道上运行周期的比值；（2）发动机在B点对卫星做的功。15．如图所示，一个质量为m=4kg的滑块从距离斜面底端高度为h=8m处由静止释放，无碰撞地滑上静止在光滑水平面上的木板，木板质量为M=4kg，二者共速后，经过一段时间木板撞到与其上表面等高的台阶上立即停止运动，滑块继续在木板上滑行，随后冲上光滑的水平台阶，进入半径为R=0.2m，固定在台阶上的光滑竖直圆形轨道内侧，滑块到达轨道最高点时，对轨道的作用力等于其重力的3倍。已知滑块可视为质点，斜面倾角θ=53°，滑块与斜面、滑块与木板间动摩擦因数均为μ=0.5，重力加速度为g=10m/s2，试求：（1）滑块冲上台阶时的速度大小；（2）滑块与木板共速时的速度大小；（3）木板的长度。

答案解析部分1．【答案】C【解析】【解答】A.彗星做匀速圆周运动，有GMmr2=m4π2T2r，可知不能估算彗星的质量，A不符合题意；

B.太阳的半径大小未知，故不可以估算太阳的密度，B不符合题意；

C.彗星围绕太阳做椭圆运动，由开普勒第二定律可知近日点的速度大于远日点的速度，故彗星由近日点向远日点运动时动能速度减小，动能减小，C符合题意；

2．【答案】A【解析】【解答】AB.由题可知，运动员到D点时速度与加速度方向垂直，故加速度方向竖直向上，故运动员从A点到D点，加速度方向与速度方向夹角为钝角，运动员速度减小，故运动员经过C点的动能大于D点的动能，A符合题意，B不符合题意；

C.可知，运动员从D点到E点，加速度方向与速度方向夹角为锐角，故运动员从B到E的过程合外力先做负功后做正功，C不符合题意；

D.合外力方向与加速度方向相同，为竖直向上，可知运动员竖直分速度先减小后增大，故合外力的功率先减小后增大，D不符合题意。

故答案为：A

【分析】根据加速度方向与速度方向特点可得出运动员的速度变化情况，进而可得出做功情况。3．【答案】B【解析】【解答】A.由GMmr2=m4π2T2r可知T=2πr3GM，同步卫星的周期是近地卫星周期的n3倍，A不符合题意；

B.由GMmr2=m4．【答案】D【解析】【解答】AB.由A到B小球速度与弹簧弹力并不是垂直的，故除了重力做功外，有弹力做功，故小球的机械能不守恒，AB不符合题意；

CD.由A到B小球由动能定理有mgh-W=Ek=12mv2，故动能增加量为5．【答案】C【解析】【解答】AD.卫星环绕地球做匀速圆周运动，由GMmr2=mv2r可得v=GMr，当r=R时，v=7.9km/s，故这两颗卫星的运行速度不可能大于7.9km/s，且量子科学实验卫星的线速度大于北斗G7卫星的线速度，AD不符合题意；

B.G7卫星为地球同步卫星，则卫星轨道平面与赤道重合，故一定在赤道上空飞行，C不符合题意；

6．【答案】B【解析】【解答】ABCD.人从平台飞出做平抛运动，竖直方向有h=12gt2，可得t=55s，故水平速度为v07．【答案】D【解析】【解答】A.由图丙可知，整个过程中人的最大速度为18m/s，则整个过程工人的最大动能为Ek=12mv2=12·70·182=11340J，A不符合题意；

B.减速下滑时，在3~5s内加速度为9m/s2，由牛顿第二定律为T-mg=ma，可得T=1330N，B不符合题意；

C.整个过程中由动能定理有mgh+WT=08．【答案】A,D【解析】【解答】A.当电容车在行驶过程中达到最大速度时，牵引力等于阻力F=f阻=0.1G=2×103kg，此时最大速度为vmax=PF=30kW，A符合题意；

B.若超级电容车从静止开始，保持0.5m/s2的加速度做匀加速直线运动，则有F-f阻=ma可得F=3×103N9．【答案】C,D【解析】【解答】A.由系统机械能守恒定律可知，P机械能的减小量等于Q机械能的增加量，A不符合题意；

B.由题可知，P、Q两物体线速度之比由v=ωr可得2：1，则动能由Ek=12mv2可得P、Q动能之比为8：1，B不符合题意；

C.在P从静止下降1.2m过程中，Q上升0.6m，故重力势能的增加量为Ep=mghQ10．【答案】A,C【解析】【解答】A.环状物质线速度的二次方（即v2）与到行星中心的距离的倒数关系成正比，即GMmr2=mv2r，可知环状物质是天王星的卫星群，A符合题意；

B.当环绕天王星的卫星轨道半径为r0时，此时有v0=GMr0，可知第一宇宙速度等于v0，B不符合题意；

C.由GMmr011．【答案】（1）C；D（2）1.5；1.1（3）1.2（4）有空气阻力以及各部分之间摩擦阻力【解析】【解答】（1）A.为避免运动过程纸带与限位孔摩擦产生阻力，应提着纸带由静止释放重物，A不符合题意；

B.应先接通电源，待打点稳定后释放纸带，B不符合题意；

C.释放重锤时，为了获取更多的数据点，应让重锤尽量靠近打点计时器，C符合题意；

D.为了减小空气阻力对实验的影响，选取重锤应选用质量和密度较大的，D符合题意。

故答案为：CD

（2）由纸带数据可知重锤在C点速度vC=xBD2T=1.5m/s；重锤的动能为Ek=112．【答案】（1）当地重力加速度g（2）d（3）增加；增加下落高度，阻力做功增加，所以小球动能增加量与重力势能减少量的差值也会随之增大。【解析】【解答】（1）由mgh=12mv2可知，为了验证机械能守恒定律，还需要测量g；

（2）由题可知，小球从A到B有mgh=12md13．【答案】（1）解：在力F作用过程中，根据动能定理得W解得v=4m/s（2）解：设小球到达最高点的速度为v1在整个运动过程中，根据动能定理得W解得v对小球在最高点时受力分析可得F+mg=m解得F=20N，方向竖直向下由牛顿第三定律可知，小球对轻杆的作用力大小为20N，方向竖直向上。【解析】【分析】（1）利用动能定理可得出小球速度的大小；

（2）根据小球在竖直平面做圆周运动的特点，利用牛顿第二定律可求出杆对小球作用力的特点，结合牛顿第三定律可得出结论。14．【答案】（1）解：设卫星在椭圆轨道上运行的周期为T1，半径为r2的圆轨道上运行的周期为T2，由开普勒第三