重庆市缙云教育联盟2021-2022学年高一11月质量检测物理试题(0001)

重庆缙云教育联盟2021-2022 学年（上）11 月月度考试 高一物理 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 注意：本试卷包含Ⅰ、Ⅱ两卷。第Ⅰ卷为选择题，所有答案必须用2B 铅笔涂在答题卡中 相应的位置。第Ⅱ卷为非选择题，所有答案必须填在答题卷的相应位置。答案写在试卷上 均无效，不予记分。 一、单选题（本大题共7 小题，共21.0 分） 1. 如图所示，MNPQ为一正方形边界的匀强磁场区域，两个质 量相同的粒子以相同的速度从M点沿MP方向射入，粒子1 从N点射出，粒子2从PQ边垂直于磁场边界射出，不考虑粒 子的重力和粒子间的相互作用。下列说法正确的是() A. 粒子1带负电 B. 粒子1和粒子2的带电量之比为1：2 C. 粒子1和粒子2在磁场中运动时间之比是1：2 D. 粒子1和粒子2的速度方向改变的角度之比为2：1 2. 2021年8月6日，东京奥林匹克女子标枪决赛，中国田 径队在奥运会上迎来了重大突破，刘诗颖以66.34米的 个人赛季最好成绩成功夺冠，如图所示。假设3次投掷， 标枪的出手位置和离开手时的速度大小相等、方向略 有不同。如标枪在空中仅受重力作用且可看成质点． 下列说法正确的是() A. 三次投掷，标枪的水平位移都相等 B. 三次投掷，标枪的运动时间都相等 C. 如忽略刘诗颖投掷标枪时出手点离地高度，当投掷方向与水平方向等于37度角时水 平位移最大 D. 如忽略刘诗颖投掷标枪时出手点离地高度，当投掷方向与水平方向等于45度角时 水平位移最大 3. 如图所示，以大小为v的水平速度将甲球自P点抛出，甲球恰好垂直落在倾角为30°的 斜面上。再以大小为2v的水平速度将乙球自Q点(未画出) 抛出，乙球也能垂直落在该斜面上。甲、乙两个小球的质量相等，不计空气阻力，则 甲、乙两球从抛出到落在斜面上的过程中重力做功之比为() A. 1：1 B. 1：2 C. 1：4 D. 1：6 4. 2021年10月16日，神舟十三号载人飞船成功与天和核心舱对接，3名航天员顺利进入 天和核心舱，他们将在空间站生活六个月。空间站绕地球做圆周运动的运行周期约为 1.5ℎ，则下列说法正确的是() A. 神舟十三号的发射速度应大于地球的第二宇宙速度 B. 空间站绕地球做圆周运动的运行速度不小于7.9km/s C. 宇航员静止站在天和核心舱地板上时对地板的压力为零 D. 神舟十三号先进入天和核心舱运行轨道，与之在同一轨道运行，再从后面加速以实 现与天和核心舱对接 5. 如图所示，光滑水平地面上有一小车，一轻弹簧的一端与车厢的挡板相连，另一端与 滑块相连，滑块与车厢水平底板间的接触面粗糙。用力向右推动车厢，使滑块和车厢 一起向右做匀加速直线运动。下列说法正确的是() A. 弹簧一定处于压缩状态 B. 弹簧一定处于伸长状态 C. 滑块受到的摩擦力可能为0 D. 滑块受到的摩擦力方向一定向右 6. 如图，质量不同的A、B两小球分别用细线悬挂在等高的悬点O1、O2处。将两球拉至 与悬点同一高度，使细线水平伸直，由静止释放。已知LA>LB，设悬点所在水平面为 零势能面，不计空气阻力，则两球运动到最低点时() A. A球动能大于B球动能 B. A球机械能等于B球机械能 C. A球加速度大于B球加速度 D. A球向心力等于B球向心力 7. 关于质点，下列说法正确的是() A. 同一物体做不同的运动，有时可以看作质点，有时不能看作质点 B. 只要体积小的物体就可以看作质点 C. 东京奥运会，我国跳水运动员全红婵获得十米跳台冠军，比赛中裁判可以将她看作 质点 D. 研究神舟十二号飞船与“天和核心舱”对接，可以把飞船看作质点 二、多选题（本大题共3 小题，共9.0 分） 8. 两位科学家因为在银河系中心发现了一个超大质量的致密天体而获得 了2020年诺贝尔物理学奖。他们对一颗靠近银河系中心的恒星S2的位 置变化进行了持续观测，记录到的S2的椭圆轨道如图所示。图中O为椭 圆的一个焦点，椭圆偏心率(离心率)约为0.87。P、Q分别为轨道的远 银心点和近银心点，Q与O的距离约为120 AU (太阳到地球的距离为 1 AU )，S2的运行周期约为16年。假设S2的运动轨迹主要受银河系中 心致密天体的万有引力影响，根据上述数据及日常的天文知识，可以推出() A. S2与银河系中心致密天体的质量之比 B. 银河系中心致密天体与太阳的质量之比 C. S2在P点与Q点的速度大小之比 D. S2在P点与Q点的加速度大小之比 9. 如图所示，物块与圆环通过光滑轻质定滑轮用细绳连结在一起， 圆环套在光滑的竖直杆上。开始时连接圆环的细绳水平，竖直杆 与滑轮间的距离为L。某时刻圆环由静止释放，依次经过竖直杆 上的A、B两点，在A点处细绳与竖直杆成53°，圆环下落到B点 时速度达到最大，此时细绳与竖直杆成37°。已知的圆环质量为m，重力加速度为g， sin37°=0.6，cos37°=0.8，空气阻力不计，下列判断正确的是() A. 物块的质量为4 5 m B. 在A位置时，圆环的加速度大小为g C. 圆环下落的最大速度为1 3 ❑ √5 gL D. 圆环下落的最大距离为40 L 9 10. 如图所示，质量为M、长度为l的小车静止在光滑的水平面上，质量为m的小物块(可 视为质点)放在小车的最左端，现有一水平恒力F作用在小物块上，使物块从静止开始 做匀加速直线运动，物块和小车之间的摩擦力为f ，经过时间t，小车运动的位移为s， 物块刚好滑到小车的最右端，以下判断中正确的是() A. 此时物块的动能变化为F(s+l) B. 此时小车的动能变化为f (s+l) C. 这一过程中，物块和小车间产生的内能为fl D. 这一过程中，物块和小车增加的机械能为F(s+l)−fl 三、实验题（本大题共2 小题，共18.0 分） 11. 用如图所示的实验装置来探究小球做圆周运动所需向心 力的大小F与质量m、角速度ω和半径r之间的关系，转 动手柄使长槽和短槽分别随变速塔轮1和变速塔轮2做匀 速转动，槽内的小球就随槽做匀速圆周运动。横臂的挡 板对小球的压力提供向心力，小球对挡板的反作用力通 过横臂的杠杆作用使弹簧测力筒下降，从而露出标尺，标尺上黑白相间的等分格显示 出两个小球所受向心力的大小关系。(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.理想实验法 B.控制变量法 C.等效替代法 D.演绎推理法(2) 通过本实验的定性分析可以得到：在小球质量和运动半径一定的情况下，小球做圆周 运动的角速度越大，受到的向心力就越______(填“大”或“小”)；(3) 由更精确的实验可得向心力的表达式为F=¿______(用题干中所给的字母表示)。在某 次探究实验中，当a、b 两个相同小球转动的半径相等时，图中标尺上黑白相间的等分格显示出a、b两个小球 所受向心力的比值为1：9，由此表达式可求得与皮带连接的两个变速塔轮对应的半径 之比为______。 12. 用如图1所示装置研究平抛运动。将白纸和复写纸对齐重叠并固定在竖直的硬板上。 钢球沿斜槽轨道PQ滑下后从Q点飞出，落在水平挡板MN上，同时钢球在白纸上挤压 出一个痕迹点。移动挡板，重新释放钢球，如此重复，白纸上将留下一系列痕迹点。 (1)为保证实验中小球能做平抛运动，小球每次抛出的初速度相同而且水平，实验条 件必须满足______ 。 (2)通过轨迹定量研究平抛物体的运动。以水平方向为x轴、竖直方向为y轴建立平面 直角坐标系。 a.建立直角坐标系时，以______ 为坐标原点O，通过O点作水平线和竖直线为x轴和y 轴。 b.假定图2所示的曲线为通过实验得到的平抛运动的轨迹。现在x轴上等距离选取A1、 A2、A3、A4四个点，通过A1、A2、A3、A4作x轴垂线，分别交抛体轨迹于M 1、M 2、 M 3、M 4，对应y轴的坐标分别为y1、y2、y3、y4。请通过分析计算，论证说明：如 何判断该曲线是否为抛物线，写出论证方案。 (3)牛顿设想，把物体从高山上水平抛出，速度一次比一次大，落地点就一次比一次 远，如果速度大于某一值v1，物体就不再落回地面，它将绕地球运动，成为人造地球 卫星。分析说明：为计算临界速度v1，应建立怎样的运动模型，给出模型建立的依据。 四、计算题（本大题共3 小题，共30.0 分） 13. 一火星探测器着陆火星之前，需经历动力减速、悬停避障两个阶段。在动力减速阶段， 探测器速度大小由96m/s减小到0，历时80 s。在悬停避障阶段，探测器启用最大推 力为7500 N的变推力发动机，在距火星表面约百米高度处悬停，寻找着陆点。已知火 星半径约为地球半径的1 2，火星质量约为地球质量的1 10，地球表面重力加速度大小取 10m/s 2，探测器在动力减速阶段的运动视为竖直向下的匀减速运动。求：(1) 在动力减速阶段，探测器的加速度大小和下降距离；(2) 在悬停避障阶段，能借助该变推力发动机实现悬停的探测器的最大质量。 14. 一个电荷量为q，质量为m的带电粒子，由静止经电压为U 1的加速电场加速后，立即 沿中心线O1O2垂直进入一个电压为U 2的偏转电场，然后打在垂直于O1O2放置的荧光 屏上的P点，偏转电场两极板间距为d，极板长L，极板的右端与荧光屏之间的距离也 为L。整个装置如图示(不计粒子的重力)求： (1)判断离子的电性，求粒子出加速电场时的速度v； (2)粒子出偏转电场时的偏移距离y； (3)P点到O2的距离y '。 15. 如图所示，A为内表面光滑的薄壁U型盒，质量mA=0.5kg，底面长L=5.75m。A的 中央位置放有可视为质点、质量mB=1kg的滑块B，初始A、B均静止。在A左侧与A 相距d=12.25m处有一可视为质点、质量为mC=0.5kg的滑块C，开始时C以 v0=25m/s的初速度向右沿直线运动，与A碰撞后粘在一起，已知A、C与水平面间 的动摩擦因数均为μ=0.2，不考虑各物体相互碰撞的时间及B与A碰撞时的机械能损 失，三物体始终在一条直线上运动，取g=10m/s 2。求：(1)C 与A碰撞前瞬间，滑块C速度的大小vC；(2) A 与B发生第一次碰撞后B的速度vB1；(3)C 开始运动到B与A发生第二次碰撞前经历的时间t以及整个过程B与A碰撞的次数N。 答案和解析 1.【答案】D 【解析】解：A、根据左手定则可得：粒子1带正电，粒子2带负电。故A 错误； B、设磁场边界边长为L，做出粒子运动的轨迹如图， 则粒子1，2运动的半径：r1= L ❑ √2，r2=❑ √2 L， 粒子在磁场中做匀速圆周运动时洛伦兹力提供向心力， 即qvB=m v 2 r 得q=mv Br 由于粒子1和2质量相同，初速度相同， 得q1 q2 =r2 r1 =2 1，故B 错误： C、匀强磁场的圆周运动周期公式T=2πm qB 得T 1 T 2 =q2 q1 =1 2 由几何关系可知，粒子1在磁场中偏转90°，粒子2在磁场中偏转45°， 即速度偏转角度之比为2：1，t1= 1 4 T 1，t2=1 8 T 2，故C 错误，D 正确。 故选：D。 (1)由左手定则判断电性； (2)结合运动轨迹及向心力公式求解电量； (3)运用周期公式及几何关系求解运动时间及速度偏转。 本题是一道磁场轨迹题，正确作图，结合半径及周期公式综合求解。 2.【答案】D 【解析】解：AB、设标枪出手的初速度大小为v0，方向与水平方向的夹角为α，出手位置 离地高度为ℎ。标枪在空中做斜抛运动，在竖直方向上做竖直上抛运动，取竖直向上为正 方向，则有−ℎ=(v0 sinα )t −1 2 gt 2，ℎ、v0相等，α不同，则知运动时间不等，由 x=(v0cosα )t 知标枪的水平位移不等，故AB 错误； CD、如忽略刘诗颖投掷标枪时出手点离地高度，则(v0 sinα )t −1 2 gt 2=0，得 t=2v0 sinα g 。标枪的水平位移x=(v0cosα )t=2v0 2 sinαcosα g = v0 2sin 2α g 当α=45°，sin 2α最大，x最大，即当投掷方向与水平方向等于45度角时水平位移最大， 故C 错误，D 正确。 故选：D。 标枪在空中做斜抛运动，根据分位移公式分析运动时间关系，再判断水平位移关系；忽略 刘诗颖投掷标枪时出手点离地高度，根据水平位移与初速度的关系分析水平位移最大的条 件。 本题是斜抛运动问题，研究方法与平抛运动相似：运动的分解法，可将其运动分解为水平 与竖直两个方向，根据分位移公式列式求解水平位移最大的条件。 3.【答案】C 【解析】解：甲球恰好垂直落在倾角为30°的斜面上，如图 则tan30°= v ¿ ，对乙球同理有：tan30°=2v ¿' ， 竖直方向运动的位移y=1 2 gt 2 则从抛出到落在斜面上的过程中重力做功W G=mgy 联立可知W G 甲：W G 乙=1：4 故ABD 错误，C 正确 故选：C。 本题关键对两球运用平抛运动的分位移公式和分速度公式列式求解，同时结合几何关系找 出水平分位移与竖直分位移间的关系，运用比例法求解重力做功． 4.【答案】C 【解析】解：A .神舟十三号的发射速度大于地球的第一宇宙速度，小于地球的第二宇宙速 度，故A 错误； B.7.9km/s是地球附近做匀速圆周运动的速度，根据万有引力提供向心力，可得 GMm R 2 =mv 2 R 解得v=❑ √ GM R 由于空间站绕地球做圆周运动的半径大于地球半径，所以运行速度小于7.9km/s，故B 错 误； C.宇航员在飞船中，处于完全失重状态，所以静止站在天和核心舱地板上时对地板的压力 为零，故C 正确； D.神舟十三号要与天和核心舱对接，需要在低轨道加速，做离心运动从而实现与高轨道核 心舱的对接，不能在同一轨道上从后面加速与天和核心舱对接，故D 错误。 故选：C。 神舟十三号的发射速度大于地球的第一宇宙速度，小于地球的第二宇宙速度，7.9km/s是 地球附近做匀速圆周运动的速度，是最大环绕速度；宇航员在飞船中，处于完全失重状态， 神舟十三号要与天和核心舱对接，需要在低轨道加速，做离心运动。 本题考查人造卫星，关键是对万有引力的应用进行理解，注意第一宇宙速度的特点。 5.【答案】C 【解析】解：AB.依题意，由于整体加速度大小未知，故若当滑块的加速度仅由静摩擦力 产生时，弹簧将处于原长，故AB 错误； CD .依题意，若当滑块的加速度仅由弹簧的弹力产生时，则滑块受到的摩擦力为0，故C 正确，D 错误。 故选：C。 若当滑块的加速度仅由静摩擦力产生时，弹簧将处于原长，若当滑块的加速度仅由弹簧的 弹力产生时，则滑块受到的摩擦力为0。 本题考查牛顿第二定律，解题关键在于对物体的受力分析，根据合力提供加速度解题。 6.【答案】B 【解析】解：A、由机械能守恒定律：0=−mgL+Ek，解得：Ek=mgL，因LA>LB，A、 B两球质量不等，无法比较两球的动能大小，故A 错误； B、A、B两球初始状态机械能都为零，运动过程中只有重力做功，机械能守恒，所以两球 运动到最低点时机械能都为零，故B 正确； C、由机械能守恒定律：0=−mgL+ 1 2 m v 2，解得：v 2=2 gL，加速度： a= v 2 L =2gL L =2g，所以：aA=aB，故C 正确； D、由牛顿第二定律：F向=m v 2 L =m 2gL L =2mg，因A、B两球质量不等，所以 F A 向≠F B 向，故D 错误； 故选：B。 AB、由机械能守恒定律解答；C、由机械能守恒定律及向心加速度解答；D、由牛顿第二 定律解答。 熟记机械能守恒定律的守恒条件，会用牛顿第二定律解答变速圆周运动特殊点的问题。 7.【答案】A 【解析】解：A、对于地球来说，如果研究地球公转，由于地球直径(约1.3×10 7m)比地 球到太阳的距离(约1.5×10 11m)要小得多，可以忽略不计地球的大小，就可以把地球当作 质点。如果研究地球的自转引起昼夜交替等现象时，就不不能忽略地球的大小和形状，不 能把地球看作质点。故A 正确； B、原子很小，如果研究原子核的结构则不能将原子核看作质点了，故B 错误； C、东京奥运会我国跳水运动员全红婵获得十米跳台冠军，比赛中要看动作，其肢体的形 状不能忽略不计，裁判不可以将她看作质点，故C 错误； D、研究神舟十二号飞船与“天和核心舱”对接，飞船的形状与大小不能忽略不计，不可 以把飞船看作质点，故D 错误。 故选：A。 质点是只计质量、不计大小、形状的一个几何点，是实际物体在一定条件的科学抽象，能 否看作质点与物体本身无关，要看所研究问题的性质，看物体的形状和大小在所研究的问 题中是否可以忽略． 质点是运动学中一个重要概念，要理解其实质：能否看作质点物体本身无关，要看所研究 问题的性质，看物体的形状和大小在所研究的问题中是否可以忽略． 8.【答案】BCD 【解析】解：A、设椭圆的长轴为2a，两焦点间的距离为2c，则偏心率为 0.87=2c 2a= c a 由题知，Q与O的距离约为120 AU，即a−c=120 AU 由此可求出a、c，由于S2是绕致密天体运动，根据万有引力定律，可知无法求出S2与银河 系中心致密天体的质量之比，故A 错误； B、根据开普勒第三定律有a 3 T 2=k，式中k是与中心天体的质量M有关的常量，且与M成正 比，所以，对S2是绕致密天体运动，有 a 3 T S2 2 =k 致∝M 致 对地球围绕太阳运动，有 r 地 3 T 地 2 =k 太∝M 太 两式相比，可得 M 致 M 地 = a 3T 地 2 r 地 3 T S2 2 因S2的半长轴为a，周期T S2、日地之间的距离r 地、地球绕太阳的公转周期T 地都已知，故 由上式可以求出银河系中心致密天体与太阳的质量之比，故B 正确； C、根据开普勒第二定律有1 2 vP(a+c)=1 2 vQ(a−c)，则vP vQ =a−c a+c ，因a、c可以求出， 则可以求出S2在P点与Q点的速度大小之比，故C 正确； D、S2不管是在P点，还是在Q点，都只受致密天体的万有引力作用，根据牛顿第二定律得 G Mm r 2 =ma 解得a=GM r 2 因为P点到O点的距离为a+c，Q点到O点的距离为a−c，则S2在P点与Q点的加速度大小 之比aP aQ =(a−c) 2 (a+c) 2 因a、c可以求出，则S2在P点与Q点的加速度大小之比可以求出，故D 正确。 故选：BCD。 根据椭圆偏心率可求出椭圆的长轴和两焦点间的距离，结合万有引力定律分析能否求S2与 银河系中心致密天体的质量之比；根据开普勒第三定律列式，可求出银河系中心致密天体 与太阳的质量之比；根据开普勒第二定律求S2在P点与Q点的速度