江西省抚州市临川区第十六中学2022-2023学年高一下学期第一次月考物理试题

江西省抚州市临川区第十六中学2022-2023学年高一下学期第一次月考物理试题 一、单选题 1．如图所示为某游乐场的大型摩天轮，乘客随座舱在竖直平面内做匀速圆周运动。下列说法正确的是（　　）    A．乘客的速度不变 B．乘客的加速度不变 C．乘客所受合力方向始终指向圆心 D．在最低点时乘客处于失重状态 2．如图所示，下列有关生活中圆周运动实例分析，其中说法正确的是（    ） A．甲图中，汽车通过凹形桥的最低点时，速度不能超过 B．乙图中，“水流星”匀速转动过程中，在最低处水对桶底的压力最大 C．丙图中，火车转弯超过规定速度行驶时，内轨对内轮缘会有挤压作用 D．丁图中，同一小球在光滑而固定的圆锥筒内的A、B位置先后分别做匀速圆周运动，则在A、B两位置小球向心加速度不相等 3．从同一地点同时开始沿同一方向做直线运动的两个物体Ⅰ、Ⅱ的速度图象如图所示．在0~t0时间内，下列说法中正确的是（    ） A．Ⅰ物体的加速度不断增大，Ⅱ物体的速度不断减小 B．Ⅰ物体的位移不断增大，Ⅱ物体的位移不断减小 C．第一次相遇之前，当t=t1时，两物体间距离最大 D．Ⅰ、Ⅱ两个物体的平均速度大小都是 4．社团活动丰富了同学们的课余生活，如图所示为小冬同学制作的一台手摇式交流发电机，当缓慢摇动大皮带轮手柄时，连接在发电机上的小灯泡就会一闪一闪的发光。若已知大皮带轮的半径为R，小皮带轮的半径为r，R=6r，摇动手柄的角速度为，且摇动过程中皮带不打滑，则下列说法正确的是（　　） A．发电机产生的交变电流频率为 B．小灯泡闪烁的频率为 C．增大摇动手柄的角速度，小灯泡的闪烁频率增大，但亮度不变 D．增大摇动手柄的角速度，小灯泡的闪烁频率不变，但亮度增大 5．如图，有两个圆锥摆，摆线与竖直方向夹角都是，摆球质量也一样，只是摆线长短不同，则（    ）    A．摆线较长的小球速度较小 B．摆线较长的小球周期较大 C．摆线较长的小球受到绳的拉力较大 D．摆线较长的小球所受向心力更大 6．2023年5月30日，我国神舟16号载人飞船带着3名航天员奔向太空，并与天宫空间站顺利对接。宇航员在空间站工作6个月后，将于今年11月返回地球。返回舱在返回的过程中，在A点从天宫空间站的圆形轨道I进入椭圆轨道II，B为轨道II上的一点，如图所示。关于返回舱的运动，下列说法正确的有（    ） A．在轨道II上运动的周期小于在轨道I上运动的周期 B．在轨道II上经过A点的机械能大于在轨道I上经过A点的机械能 C．在轨道II运动过程中，万有引力恰好提供向心力 D．在轨道II上经过A点的加速度小于在轨道I上经过A点的加速度 7．浙江15岁少年沈丹瑶打水漂获全国冠军，一次水漂最多打300多下，打水漂的石片弹跳的次数由初速度、转速、入水时石头和水面的夹角、石头材质等决定。假设某次投掷时，石片在距离水面高处以水平速度抛出，若石片与水面碰撞时，水平速度不变，但碰后反弹高度都是前一次，不计空气阻力，重力加速度为，则石片从抛出到第四次触水的过程中（　　） A．经历的时间 B．经历的时间 C．经历的水平距离为 D．经历的水平距离为 二、多选题 8．关于万有引力和万有引力定律理解正确的是（    ） A．万有引力常量的大小首先是由伽利略测出来的 B．可看作质点的两物体间的万有引力可用计算 C．由知，两物体间距离r减小时，它们之间的万有引力增大，紧靠在一起时，万有引力无穷大 D．任意两物体之间都存在万有引力 9．几个水球可以挡住一颗子弹？（国家地理频道）的实验结果是：四个水球足够！完全相同的水球紧挨在一起水平排列，子弹在水球中沿水平方向做匀变速直线运动，恰好能穿出第4个水球，则可以判断的是（　　） A．子弹在每个水球中的速度变化相同 B．子弹在每个水球中运动的时间不同 C．射穿前三个水球的总时间与射穿最后一个水球的时间相等 D．子弹穿过第三个水球的瞬时速度与全程的平均速度相等 10．如图，两个质量均为m的小木块a和b（可视为质点）放在水平圆盘上，a与转轴OO'的距离为l，b与转轴的距离为2l，木块与圆盘的最大静摩擦力为木块所受重力的k倍，重力加速度大小为g。若圆盘从静止开始绕转轴缓慢地加速转动，用表示圆盘转动的角速度，下列说法正确的是（　　） A．b一定比a先开始滑动 B．a、b所受的摩擦力始终相等 C．当时，a受到摩擦力大小为kmg D．当时，b受到摩擦力大小为2kmg 三、实验题 11．某实验小组利用如图所示的装置进行“探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系”实验。转动手柄可使塔轮、长槽和短槽随之匀速转动。塔轮至上而下有三层，每层左、右半径比分别是1∶1、2∶1和3∶1。左、右塔轮通过皮带连接，并可通过改变皮带所处层来改变左、右塔轮的角速度之比。实验时，将两个小球分别放在短槽C处和长槽的A。（或B）处，A、C到左、右塔轮中心的距离相等，两个小球随塔轮做匀速圆周运动，向心力大小关系可由标尺露出的等分格的格数判断。 （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      B．等效替代法      C．微元法      D．控制变量法 （2）探究向心力F与半径r的关系时，应将质量相同的小球分别放在挡板C和挡板 处（选填“A”或“B”），将传动皮带套在两塔轮半径 （选填“相同”或“不同”）的轮盘上。 （3）如图所示，两钢球质量和运动半径都相同。若将皮带连接在左、右塔轮半径之比为2∶1的塔轮上，实验中匀速转动手柄时；得到左、右标尺露出的等分格数之比为1∶4，若将皮带连接在左、右塔轮半径之比为3∶1的塔轮上，左、右两边塔轮的角速度之比为 ，当左边标尺露出1个等分格时，右边标尺露出9个等分格，则实验说明做匀速圆周运动的物体，在质量和转动半径一定时， 。 12．小明同学在“探究平抛运动规律”的实验中： （1）除了平板、小球、弧形斜槽、铅笔、图钉之外，还需要下列的器材是 ； A．重垂线            B．秒表            C．坐标纸            D．天平 （2）在实验时，让小球多次沿同一轨道运动，通过描点法画出小球做平抛运动的轨迹。为了能较准确地描绘运动轨迹， ①通过调节使斜槽的末端保持 （选填“水平”或“倾斜”）； ②每次释放小球的位置必须 （选填“相同”或“不同”）； ③每次必须由 释放小球（选填“运动”或“静止”）； ④小球运动时不应与木板上的白纸相接触； ⑤将球的位置记录在纸上后，取下纸，将点连成平滑曲线 （3）实验时，下列因素中会使实验的误差增大的是 。 A．球与斜槽间有摩擦 B．在木球和钢球中选用了木球 C．建立坐标系时，x轴、y轴正交，但y轴不够竖直 D．根据曲线计算平抛运动初速度时（抛出点确定），曲线上取作计算的点离原点O较远 （4）通过多次实验，在竖直白纸上记录钢球所经过的多个位置，用平滑曲线连起来就得到钢球做平抛运动的轨迹。图乙是在实验中记录下的一段轨迹abc，建立图示直角坐标系，g取10m/s2，则小球平拋的初速度v0= m/s，通过b点的速度vb= m/s，小球抛出点的位置横坐标x= cm。 四、解答题 13．如图所示，轻杆OA长L=0.5m，在A端固定一小球，小球质量m=0.5kg，以O点为轴使小球在竖直平面内做圆周运动，当小球到达最高点时，小球的速度大小为v=0.4m/s，求在此位置时杆对小球的作用力。（g取10m/s2） 14．为纪念“光纤之父”、诺贝尔物理学奖获得者高锟的杰出贡献，早在1996年中国科学院紫金山天文台就将一颗于1981年12月3日发现的国际编号为“3463”的小行星命名为“高锟星”．已知“高锟星”半径为R，万有引力常量为G，若在该星球表面以初速度v0竖直上抛一物体，则该物体上升的最大高度为H．在不考虑自转的情况，假设“高锟星”为一均匀球体，求： (1)其表面的重力加速度为g； (2)“高锟星”的平均密度；（球体积） (3)卫星环绕“高锟星”运行的第一宇宙速度； (4)假设某卫星绕“高锟星”做匀速圆周运动且运行周期为T，求该卫星距地面的高度． 15．甲、乙两运动员在训练交接棒的过程中发现：甲经短距离加速后能保持9 m/s的速度跑完全程；乙从起跑后到接棒前的运动是匀加速的．为了确定乙起跑的时机，需在接力区前适当的位置设置标记．在某次练习中，甲在接力区前x0＝18 m处作了标记，并以v＝9 m/s的速度跑到此标记时向乙发出起跑口令．乙在接力区的前端听到口令时起跑，并恰好在速度达到与甲相同时被甲追上，完成交接棒．已知接力区的长度为L＝24 m. 求： （1）此次练习中乙在接棒前的加速度a； （2）在完成交接棒时乙离接力区末端的距离． 试卷第4页，共7页 试卷第3页，共7页 学科网（北京）股份有限公司 参考答案： 1．C 【详解】A．乘客随座舱在竖直平面内做匀速圆周运动，则可知乘客的速度大小不变，但速度的方向时刻在发生改变，故A错误； BC．乘客做匀速圆周运动，合外力始终指向圆心，根据牛顿第二定律可知，加速度方向始终与合外力方向一致，即加速度方向始终指向圆心，加速度始终在变化，故B错误，C正确； D．在最低点时，乘客所受支持力大于重力，乘客的加速度竖直向上，乘客处于超重状态，故D错误。 故选C。 2．B 【详解】A．汽车通过凹形桥的最低点时为超重，速度大小可以超过，A错误； B．“水流星”匀速转动过程中，在最低处桶底对水的支持力为，则 得 由牛顿第三定律得，水对桶底的压力大小为 在最高处桶底对水的压力为，则 由牛顿第三定律得，在最高处水对桶底的压力大小为 所以在最低处水对桶底的压力最大，B正确； C．丙图中，火车转弯超过规定速度行驶时，重力和支持力的合力不够提供向心力，外轨受到挤压，C错误； D．丁图中，同一小球在光滑而固定的圆锥筒内的A、B位置先后分别做匀速圆周运动，设筒臂和竖直方向的夹角为，则 得 所以A、B两位置小球向心加速度相等，D错误。 故选B。 3．C 【详解】A．速度-时间图象上某点的切线的斜率表示该点对应时刻的加速度大小，图像的总坐标值表示速度的大小，故物体Ⅰ做加速度不断减小的加速运动，物体Ⅱ做加速度不断减小的减速运动，两物体的加速度都减小；故A错误． B．图线与时间轴包围的面积表示对应时间内的位移大小，则两物体的位移都不断增大；故B项错误． C．图线与时间轴包围的面积表示对应时间内的位移大小，而两物体同时同地同向运动，由图象可知t1时刻之间物体间的距离越来越大，t1时刻之后物体间的距离越来越小，则相遇前t1时刻两物体相距最远；故C正确． D．图线与时间轴包围的面积表示对应时间内的位移大小，如果物体的速度从v2均匀减小到v1，或从v1均匀增加到v2，物体的位移就等于图中梯形的面积，平均速度就等于， 故Ⅰ的平均速度大于 Ⅱ的平均速度小于 故D错误． 4．B 【详解】A．根据题意有 皮带传动时，两皮带轮边缘线速度大小相等，根据 解得 可知，发电机转子的角速度为手柄角速度的6倍，发电机产生的交变电流频率为 故A错误； B．小灯泡闪烁的频率是交流电频率的两倍，即有 故B正确； CD．感应电动势的峰值为 结合上述可知，增大摇动手柄的角速度，小灯泡的闪烁频率增大，电动势的峰值增大，即电动势的有效值增大，即小灯泡的亮度也增大，故CD错误。 故选B。 5．B 【详解】摆线长的小球做匀速圆周运动的半径较大 CD．根据几何条件，可知摆球做匀速圆周运动的向心力 与摆线的长短无关，摆线的拉力 与摆线的长短无关，故CD错误； A．根据 可知摆线较长的小球速度较大，故A错误； B．根据 可得 可知摆线长的周期较大，故B正确。 故选B。 6．A 【详解】A．由于在轨道II上运动时半长轴小于轨道I的半径，根据开普勒第三定律可知在轨道II上的周期小于在轨道I上的周期，故A正确； B．飞船在轨道Ⅰ上做圆周运动，在A点万有引力等于向心力；飞船在轨道Ⅱ上A点做向心运动，万有引力大于向心力。由万有引力定律可知，轨道Ⅰ和轨道II在A点的万有引力相等，根据向心力公式可知飞船在轨道Ⅰ上经过A点的速度大于在轨道Ⅱ上经过A点的速度，因此飞船在轨道Ⅰ上经过A点的动能大于在轨道Ⅱ上经过A点的动能，而势能相等，故在轨道II上经过A点的机械能小于在轨道I上经过A点的机械能，故B错误； C．由B选择分析可知，在轨道II上经过A点时，万有引力大于向心力，故C错误； D．飞船在A点的加速度由万有引力产生，因为是同一位置，所受万有引力大小不变，故不管在哪个轨道上运动，飞船的加速度大小一样，故D错误。 故选A。 7．B 【详解】AB．则石片从抛出到第四次触水的过程中，每次从抛出到触水的时间分别为 经历的时间为 故A错误；B正确； CD．经历的水平距离为 故CD错误。 故选B。 8．BD 【详解】A.万有引力常量的大小首先是由卡文迪许测出来的，故A错误； B.两质点间的万有引力满足公式 故B正确； C.由 可知，两物体间距离减小时，它们之间的引力增大，紧靠在一起时，物体不能视为质点，公式不成立，故C错误； D.任意两物体之间都存在万有引力，故D正确。 故选BD。 9．BCD 【详解】AB．设每个水球的厚度为d，子弹在水球中做匀变速直线运动，恰好能穿出第4个水球，因此子弹的运动可逆向看作是初速度是零的匀加速直线运动，可得运动连续相等位移所用时间之比为 由此可知子弹在每个水球中运动的时间不同，可加速度相同，由∆v=a∆t可知子弹在每个水球中的速度变化量不相同，A错误，B正确； C．设子弹经最后一个水球时间为t，则有射穿前三个水球的总时间为 C正确；     D．设子弹的加速度为a，经最后一个水球时间为t，由C选项分析可知，子弹穿过第三个水球的瞬时速度即与逆向加速射出第一个水球的瞬时速度大小相等，是at，又有逆向加速射出最后一个水球的瞬时速度大小即为减速射第一个水球的初速度大小，即是2at，因此平均速度为at，所以子弹穿过第三个水球的瞬时速度与全程的平均速度相等，D正确。 故选BCD。 10．AC 【详解】A．恰好发生相对滑动时由最大静摩擦力作为向心力，对a、b分别可得 解得 ， b的临界角速度较小，故b一定比a先开始滑动，A正确； B．由 可知，未发生相对滑动时，由于转动半径不同，故a、b所受的摩擦力不相等，B错误； C．当时，由A的解析可知，a受到摩擦力大小为kmg，C正确； D．当时，b已发生相对滑动，受到的摩擦力大小不等于2kmg，D错误。 故选AC。 11． D B 相同 1：3 向心力与转动角速度的平方成正比 【详解】（1）[1]探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系实验，每次只改变一个变量，控制其他变量不变，运用的是控制变量法。 故选D； （2）[2][3]研究F与r的关系，则根据F=mω2r可知，则要求两个钢球质量和角速度相等，即将两球分放在长槽和短槽上，即C处和B处。且皮带轮套在相同的塔轮上； （3）[4][5]用皮带连接的左、右塔轮边缘线速度相等，当左、右塔轮半径之比为3∶1时，根据线速度与角速度关系可得 而此时左边标尺露出1个等分格时，右边标尺露出9个等分格，说明做匀速圆周运动的物体，在质量和转动半径一定时，向心力与转动角速度的平方成正比。 12． AC/CA 水平 相同 静止 BC/CB 1.5 -30 【详解】（1）[1]因为实验是利用分运动的等时性原理，所以不需要秒表，研究平抛运动在竖直和水平方向上的分运动，不需要质量，故不需要天平，需要坐标纸画轨迹和测长度，还需要重锤线矫正竖直方向 故选AC； （2）①[2]要保证小球做平抛运动，必须通过调节使斜槽的末端保持水平； ②③[3][4]为保证小球做平抛运动的初速度相等，每次释放小球的位置必须相同，每次必须由静止释放； （3）[5]A．球与斜槽间有摩擦对实验并没有影响，只要保证小球每次做平抛运动的初速度相同即，故A错误； B．若选用木球做实验，实验过程中空气阻力影响较大，对实验误差影响增大，故B正确； C．建立坐标系时，x轴、y轴正交，但y轴不够竖直，对实验误差影响增大，因为y轴不够竖直会影响竖直方向距离，故C正确； D．根据曲线计算平抛运动初速度时（抛出点确定），曲线上取作计算的点离原点O较远，这样做可以减小实验误差，故D错误。 故选BC； （4）[6]根据 得 小球平拋的初速度 [7]通过b点的竖直方向速度 则通过b的速度为 [8]从抛出到b点所用的时间 则从抛出点到a点的时间为0.2s，从抛出点到a点的水平距离为 小球抛出点的位置横坐标-30cm。 13．4.84N，方向向上 【详解】小球所需向心力大小为 小球所受重力大小为 mg=0.5×10N=5N 重力大于所需向心力，故杆对小球的作用力F竖直向上，以竖直向下为正方向，对小球有 解得 14．（1）  （2）  （3）  (4) 【详解】（1）由 mgH=mv02 解得 （2）根据 解得 （3）卫星环绕“高锟星”运行的第一宇宙速度 （4）根据 解得 15．（1）2.25m/s2； （2）6 m 【详解】(1) 设经过时间t，甲追上乙，则根据题意有 将v=9m/s，代入得到： t=4s 再有v=at解得： a=2.25m/s2 (2) 在追上乙的时候，乙走的距离为s，则： 代入数据得到 s=18m 所以乙离接力区末端的距离为 △s=24-18=6m 答案第8页，共9页 答案第9页，共9页 学科网（北京）股份有限公司 $$