精品解析：四川省广安市第二中学2023-2024学年高一下学期第一次月考物理试题

广安二中高2023级2024年春第一次月考试 物理试题 一．单选题（共7个小题，每题4分，共28分。每小题只有一个正确选项，请选择正确答案填在机读卡相应的题号处） 1. 关于运动，下列说法正确的是（　　） A. 合运动的速度一定大于分运动的速度 B. 物体做平抛运动，加速度是恒定的 C. 行星绕太阳的运动，一定是匀变速曲线运动 D. 相互垂直的两个匀加速直线运动的合运动一定是曲线运动 2. 如图描绘的四条虚线轨迹，不可能是人造地球卫星正常运行轨道的是（　　） A. B. C. D. 3. 如图所示，一圆盘可绕过圆盘的中心O且垂直于盘面的竖直轴转动，在圆盘上放一小木块A，它随圆盘一起运动——做匀速圆周运动，则关于木块A的受力，下列说法中正确的是（　　） A. 木块A受重力、支持力和向心力 B. 木块A受重力、支持力和静摩擦力，摩擦力的方向与木块运动方向相反 C. 木块A受重力、支持力和静摩擦力，摩擦力的方向指向圆心 D. 木块A受重力、支持力和静摩擦力，摩擦力的方向与木块运动方向相同 4. 下列关于三种宇宙速度的说法正确的是（　　） A. 第一宇宙速度v1=7.9 km/s，第二宇宙速度v2=11.2 km/s，则人造卫星绕地球在圆轨道上运行时的速度大于或等于v1，小于v2 B. 美国发射的“凤凰号”火星探测卫星，其发射速度大于第三宇宙速度 C. 第二宇宙速度是在地面附近使物体可以挣脱地球引力束缚，成为绕太阳运行的人造行星的最大发射速度 D. 第一宇宙速度7.9 km/s是人造地球卫星绕地球做圆周运动的最大运行速度 5. 如图所示，某同学用硬塑料管和一个质量为m的铁质螺丝帽研究匀速圆周运动，将螺丝帽套在塑料管上，手握塑料管使其保持竖直并在水平方向做半径为r的匀速圆周运动，则只要运动角速度合适，螺丝帽恰好不下滑，假设螺丝帽与塑料管间的动摩擦因数为μ，认为最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力。则在该同学手转塑料管使螺丝帽恰好不下滑时，下述分析正确的是（重力加速度为g）（　　） A. 螺丝帽受的重力与最大静摩擦力平衡 B. 螺丝帽受到杆的弹力方向水平向外，背离圆心 C. 此时手转动塑料管的角速度 D. 若杆的转动加快，螺丝帽有可能相对杆发生运动 6. 质量为m的小球在竖直平面内的圆管轨道内运动，小球的直径略小于圆管的直径，如图所示．已知小球以速度v通过最高点时对圆管的外壁的压力恰好为mg，则小球以速度通过圆管的最高点时（重力加速度为g）(　　)． A. 小球对圆管的内、外壁均无压力 B. 小球对圆管的内壁压力等于 C. 小球对圆管的外壁压力等于 D. 小球对圆管的内壁压力等于mg 7. 设月球绕地球运动的周期为27天，则地球的静止卫星到地球中心的距离r与月球中心到地球中心的距离R之比为（ ） A. B. C. D. 二．多选题（共3个小题，每题5分，共15分。每小题正确选项都多于一个，少选得3分，错选不得分，请选择正确答案填在机读卡相应的题号处） 8. 嫦娥五号取壤返回地球，完成了中国航天史上的一次壮举。如图所示为嫦娥五号着陆地球前部分轨道的简化示意图，其中Ⅰ是月地转移轨道，在P点由轨道Ⅰ变为绕地椭圆轨道Ⅱ，在近地点Q再变为绕地椭圆轨道Ⅲ。下列说法正确的是（　　） A. 在轨道Ⅱ运行时，嫦娥五号在Q点的速度小于在P点的速度 B. 嫦娥五号在轨道Ⅱ上运行的周期比在轨道Ⅲ上运行的周期长 C. 嫦娥五号分别沿轨道Ⅱ和轨道Ⅲ运行时，经过Q点的向心加速度大小相等 D. 嫦娥五号由轨道Ⅱ变轨到轨道Ⅲ时，应在Q点加速 9. 如图所示，B和C是一组塔轮，即B和C半径不同，但固定在同一转动轴上，其半径之比为RB：RC=3：2，A轮的半径大小与C轮相同，它与B轮紧靠在一起，当A轮绕过其中心的竖直轴转动时，由于摩擦作用，B轮也随之无滑动地转动起来。a、b、c分别为三轮边缘的三个点，则a、b、c三点在转动过程中的（　　） A. 线速度大小之比为3：3：2 B. 角速度之比为3：3：2 C. 转速之比为2：3：2 D. 向心加速度大小之比为9：6：4 10. 我国发射的“嫦娥五号”卫星在距月球表面高度为的轨道上做匀速圆周运动，其运行的周期为；通过调节速度可以实现变换运行轨道最终使卫星在月球上软着陆，若以表示月球的半径，忽略月球自转及地球对卫星的影响，则（　　） A. “嫦娥五号”绕月运行时的向心加速度大小为 B. 月球的第一宇宙速度大小为 C. “嫦娥五号”从较高轨道到较低轨道需点火加速 D. 物体在月球表面自由下落的加速度大小为 三.实验题（每空2分，共14分） 11. 过实验对平抛运动进行研究，他在竖直墙上记录了抛物线轨迹的一部分，如图所示．x轴沿水平方向，由图中所给的数据可求出平抛物体的初速度是_________m/s，物体经过B点时的速率是____m/s，抛出点的坐标是_______m，________m（g取10m/s2） 12. 在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之间的关系的实验中． （1）在探究向心力的大小F与角速度ω的关系时，要保持___相同． A．ω和r B．ω和m C．m和r D．m和F （2）本实验采用的实验方法是___． A．累积法 B．控制变量法 C．微元法 D．放大法 （3）通过本实验可以得到的正确结果是___． A．在质量和半径一定的情况下，向心力的大小与角速度成正比 B．在质量和半径一定的情况下，向心力的大小与线速度的大小成正比 C．在质量和角速度一定的情况下，向心力的大小与半径成反比 D．在半径和角速度一定的情况下，向心力的大小与质量成正比． 四、计算题：本题共3小题，共43分。解答应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得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。 13. 如图所示，有一辆质量为m=1.0×103kg的小汽车驶上半径为R=50m的圆弧形拱桥，g取10m/s2．求： (1)汽车到达桥顶的速度为v1=10m/s时对桥的压力FN有多大？ (2)汽车以多大的速度v2经过桥顶时恰好对桥没有压力作用而腾空？ 14. 若宇航员在月球表面附近自高处以初速度水平抛出一个小球，测出小球的水平射程为。已知月球半径为，万有引力常量为。求： （1）月球表面的重力加速度； （2）月球的质量； （3）月球的平均密度。 15. 如图所示，摩托车做腾跃特技表演，沿曲面冲上高顶部水平高台，接着以水平速度离开平台，落至地面时，恰能无碰撞地沿圆弧切线从A点切入光滑竖直圆弧轨道，并沿轨道下滑。A、B为圆弧两端点，其连线水平。已知圆弧半径为，人和车的总质量为180kg，特技表演的全过程中，阻力忽略不计。（计算中取g=10m/s2，sin53°=0.8，cos53°=0.6）。求： （1）从平台飞出到A点，人和车运动的水平距离s； （2）从平台飞出到A点时速度及圆弧对应圆心角θ； （3）人和车运动到达圆弧轨道A点时对轨道的压力大小； （4）人和车运动到圆弧轨道最低点O速度此时对轨道的压力大小。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 广安二中高2023级2024年春第一次月考试 物理试题 一．单选题（共7个小题，每题4分，共28分。每小题只有一个正确选项，请选择正确答案填在机读卡相应的题号处） 1. 关于运动，下列说法正确的是（　　） A. 合运动的速度一定大于分运动的速度 B. 物体做平抛运动，加速度是恒定的 C. 行星绕太阳的运动，一定是匀变速曲线运动 D. 相互垂直的两个匀加速直线运动的合运动一定是曲线运动 【答案】B 【解析】 【详解】A．合速度的大小可以小于、等于、大于分速度的大小，故A错误； B．平抛运动的加速度为重力加速度，加速度不变，故B正确； C．行星绕太阳的运动轨道是椭圆轨道，只受太阳的引力，加速度方向改变，不是匀变速曲线运动，故C错误； D．相互垂直的两个匀加速直线运动的合运动也可能是匀加速直线运动，故D错误。 故选B。 2. 如图描绘的四条虚线轨迹，不可能是人造地球卫星正常运行轨道的是（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】人造卫星绕地球做匀速圆周运动时，由万有引力提供向心力，因万有引力始终指向地心，所以卫星轨迹的圆心与地心重合，则可知人造地球卫星的轨道平面一定过地心，故不可能是人造地球卫星正常运行轨道的是。 故选B。 3. 如图所示，一圆盘可绕过圆盘的中心O且垂直于盘面的竖直轴转动，在圆盘上放一小木块A，它随圆盘一起运动——做匀速圆周运动，则关于木块A的受力，下列说法中正确的是（　　） A. 木块A受重力、支持力和向心力 B. 木块A受重力、支持力和静摩擦力，摩擦力的方向与木块运动方向相反 C. 木块A受重力、支持力和静摩擦力，摩擦力的方向指向圆心 D. 木块A受重力、支持力和静摩擦力，摩擦力的方向与木块运动方向相同 【答案】C 【解析】 【详解】由于圆盘上的木块A在竖直方向上没有加速度，所以，它在竖直方向上受重力和支持力的作用而平衡。而木块在水平面内做匀速圆周运动，由于没有发生相对滑动，所以其所需向心力由静摩擦力提供，且静摩擦力的方向指向圆心O。 故选C。 4. 下列关于三种宇宙速度的说法正确的是（　　） A. 第一宇宙速度v1=7.9 km/s，第二宇宙速度v2=11.2 km/s，则人造卫星绕地球在圆轨道上运行时的速度大于或等于v1，小于v2 B. 美国发射的“凤凰号”火星探测卫星，其发射速度大于第三宇宙速度 C. 第二宇宙速度是在地面附近使物体可以挣脱地球引力束缚，成为绕太阳运行的人造行星的最大发射速度 D. 第一宇宙速度7.9 km/s是人造地球卫星绕地球做圆周运动的最大运行速度 【答案】D 【解析】 【详解】D．第一宇宙速度7.9 km/s是最小的发射速度，是卫星最大的环绕速度，即等于近地卫星的环绕速度，D正确； A．根据 解得 可知，轨道半径越大，圆轨道运行速度越小，结合上述可知，人造卫星绕地球在圆轨道上运行时的速度小于或等于v1，A错误； B．美国发射的“凤凰号”火星探测卫星，脱离了地球的束缚，没有脱离太阳的束缚，因此，其发射速度大于第二宇宙速度，小于第三宇宙速度，B错误； C．第二宇宙速度是在地面附近使物体可以挣脱地球引力束缚，成为绕太阳运行的人造行星的最小发射速度，C错误。 故选D。 5. 如图所示，某同学用硬塑料管和一个质量为m的铁质螺丝帽研究匀速圆周运动，将螺丝帽套在塑料管上，手握塑料管使其保持竖直并在水平方向做半径为r的匀速圆周运动，则只要运动角速度合适，螺丝帽恰好不下滑，假设螺丝帽与塑料管间的动摩擦因数为μ，认为最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力。则在该同学手转塑料管使螺丝帽恰好不下滑时，下述分析正确的是（重力加速度为g）（　　） A. 螺丝帽受的重力与最大静摩擦力平衡 B. 螺丝帽受到杆的弹力方向水平向外，背离圆心 C. 此时手转动塑料管的角速度 D. 若杆的转动加快，螺丝帽有可能相对杆发生运动 【答案】A 【解析】 【详解】A．螺丝帽恰好不下滑，知螺丝帽受到重力和最大静摩擦力平衡，故A正确； B．螺丝帽做匀速圆周运动，由弹力提供向心力，所以弹力方向水平向里，指向圆心，故B错误； C．根据牛顿第二定律得 又，联立解得 故C错误； D．若杆的转动加快，角速度ω增大，螺丝帽受到的弹力N增大，最大静摩擦力增大，螺丝帽不可能相对杆发生运动，故D错误。 故选A。 6. 质量为m的小球在竖直平面内的圆管轨道内运动，小球的直径略小于圆管的直径，如图所示．已知小球以速度v通过最高点时对圆管的外壁的压力恰好为mg，则小球以速度通过圆管的最高点时（重力加速度为g）(　　)． A. 小球对圆管的内、外壁均无压力 B. 小球对圆管的内壁压力等于 C. 小球对圆管的外壁压力等于 D. 小球对圆管的内壁压力等于mg 【答案】B 【解析】 【详解】以小球为研究对象,小球以速度v通过最高点C时,根据牛顿第二定律得  当小球以速度 通过圆管的最高点,根据牛顿第二定律得:  计算得出 负号表示圆管对小球的作用力向上,即小球对圆管的内壁压力等于 ，故B正确； 故选B。 7. 设月球绕地球运动的周期为27天，则地球的静止卫星到地球中心的距离r与月球中心到地球中心的距离R之比为（ ） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】根据开普勒行星运动第三定律可知 故对地球的静止卫星和月球 即 故选项D正确． 二．多选题（共3个小题，每题5分，共15分。每小题正确选项都多于一个，少选得3分，错选不得分，请选择正确答案填在机读卡相应的题号处） 8. 嫦娥五号取壤返回地球，完成了中国航天史上的一次壮举。如图所示为嫦娥五号着陆地球前部分轨道的简化示意图，其中Ⅰ是月地转移轨道，在P点由轨道Ⅰ变为绕地椭圆轨道Ⅱ，在近地点Q再变为绕地椭圆轨道Ⅲ。下列说法正确的是（　　） A. 在轨道Ⅱ运行时，嫦娥五号在Q点的速度小于在P点的速度 B. 嫦娥五号在轨道Ⅱ上运行的周期比在轨道Ⅲ上运行的周期长 C. 嫦娥五号分别沿轨道Ⅱ和轨道Ⅲ运行时，经过Q点的向心加速度大小相等 D. 嫦娥五号由轨道Ⅱ变轨到轨道Ⅲ时，应在Q点加速 【答案】BC 【解析】 【详解】A．根据开普勒第二定律可知，嫦娥五号在Q点的速度大于在P点的速度，A错误； B．根据开普勒第三定律 可知，轨道半径越大的其周期越大，则嫦娥五号在轨道Ⅱ上运行的周期比在轨道Ⅲ上运行的周期长，B正确； C．根据万有引力提供向心力有 嫦娥五号分别沿轨道Ⅱ和轨道Ⅲ运行时，经过同一个点时，向心加速度大小相等，C正确； D．根据卫星变轨，由低轨道进入高轨道要点火加速，由高轨道进入低轨道需要点火减速，所以嫦娥五号由轨道Ⅱ到轨道Ⅲ运行时，经过点的速度减小，D错误； 故选BC。 9. 如图所示，B和C是一组塔轮，即B和C半径不同，但固定在同一转动轴上，其半径之比为RB：RC=3：2，A轮的半径大小与C轮相同，它与B轮紧靠在一起，当A轮绕过其中心的竖直轴转动时，由于摩擦作用，B轮也随之无滑动地转动起来。a、b、c分别为三轮边缘的三个点，则a、b、c三点在转动过程中的（　　） A. 线速度大小之比为3：3：2 B. 角速度之比为3：3：2 C. 转速之比为2：3：2 D. 向心加速度大小之比为9：6：4 【答案】AD 【解析】 【详解】AB．A、B通过摩擦传动，边缘线速度大小相等，B、C同轴转动，角速度相等，由 可知，B、C的线速度之比为3：2，故三点的线速度大小之比为3：3：2，由 可知，A、B的角速度之比为3：2，故三点的角速度之比为3：2：2，选项A正确，B错误； C．由 可知，转速与角速度成正比，故转速之比为3：2：2，选项C错误； D．由 结合AB解析中的结论可得，向心加速度大小之比为9：6：4，选项D正确。 故选AD。 10. 我国发射的“嫦娥五号”卫星在距月球表面高度为的轨道上做匀速圆周运动，其运行的周期为；通过调节速度可以实现变换运行轨道最终使卫星在月球上软着陆，若以表示月球的半径，忽略月球自转及地球对卫星的影响，则（　　） A. “嫦娥五号”绕月运行时的向心加速度大小为 B. 月球的第一宇宙速度大小为 C. “嫦娥五号”从较高轨道到较低轨道需点火加速 D. 物体在月球表面自由下落的加速度大小为 【答案】BD 【解析】 【详解】A．对“嫦娥五号”卫星有 A错误； B．对“嫦娥五号”卫星有 月球的第一宇宙速度等于近月卫星的线速度，则有 解得 B正确； C．“嫦娥五号”从较高轨道到较低轨道需要点火向前喷气减速，C错误； D．在月球表面有 结合上述解得 D正确。 故选BD。 三.实验题（每空2分，共14分） 11. 过实验对平抛运动进行研究，他在竖直墙上记录了抛物线轨迹的一部分，如图所示．x轴沿水平方向，由图中所给的数据可求出平抛物体的初速度是_________m/s，物体经过B点时的速率是____m/s，抛出点的坐标是_______m，________m（g取10m/s2） 【答案】 ①. 4 ②. ③. -0.8 ④. -0.2 【解析】 【详解】[1][2][3][4]在竖直方向上，根据 △y=gT2 得相等时间 则平抛运动的初速度 物体经过B点时竖直分速度 根据平行四边形定则得 抛出点到B点的时间 抛出点到B点的水平位移 则抛出点的横坐标 x=0.8-1.6m=-0.8m 抛出点到B点的竖直位移 则抛出点的纵坐标 y=0.6-0.8m=-0.2m 12. 在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之间的关系的实验中． （1）在探究向心力的大小F与角速度ω的关系时，要保持___相同． A．ω和r B．ω和m C．m和r D．m和F （2）本实验采用的实验方法是___． A．累积法 B．控制变量法 C．微元法 D．放大法 （3）通过本实验可以得到的正确结果是___． A．在质量和半径一定的情况下，向心力的大小与角速度成正比 B．在质量和半径一定的情况下，向心力的大小与线速度的大小成正比 C．在质量和角速度一定的情况下，向心力的大小与半径成反比 D．在半径和角速度一定的情况下，向心力的大小与质量成正比． 【答案】 ①. C ②. B ③. D 【解析】 【详解】(1)[1]在研究向心力的大小F与质量m、角速度ω和半径r之间的关系时，需先控制某些量不变，研究另外两个物理量的关系，所以：在探究向心力的大小F与角速度ω的关系时，要保持小球的质量与运动的半径相同，故C正确； (2)[2]在实验时需先控制某些量不变，研究另外两个物理量的关系，该方法为控制变量法，故B正确； (3)[3]A．根据向心力的公式，在质量和半径一定的情况下，向心力的大小与角速度平方成正比，故A错误； B．根据向心力的公式在质量和半径一定的情况下，向心力的大小与线速度的大小的平方成正比，故B错误； C．根据向心力的公式在质量和角速度一定的情况下，向心力的大小与半径成正比，故C错误； D．根据向心力的公式在半径和角速度一定的情况下，向心力的大小与质量成正比，故D正确． 四、计算题：本题共3小题，共43分。解答应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得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。 13. 如图所示，有一辆质量为m=1.0×103kg的小汽车驶上半径为R=50m的圆弧形拱桥，g取10m/s2．求： (1)汽车到达桥顶的速度为v1=10m/s时对桥的压力FN有多大？ (2)汽车以多大的速度v2经过桥顶时恰好对桥没有压力作用而腾空？ 【答案】(1) (2) 【解析】 【详解】(1)汽车经过凸形桥最高点时，受重力和支持力提供向心力， 根据牛顿第二定律得， 解得： 根据牛顿第三定律知 可得汽车对桥的压力为． (2)汽车即将腾空飞起时，桥面的支持力为零，只有重力提供向心力， 有： 解得：． 【点睛】解决本题的关键掌握圆周运动向心力的来源，明确汽车经过桥顶时恰好对桥没有压力的临界条件，然后运用牛顿第二定律进行求解． 14. 若宇航员在月球表面附近自高处以初速度水平抛出一个小球，测出小球的水平射程为。已知月球半径为，万有引力常量为。求： （1）月球表面的重力加速度； （2）月球的质量； （3）月球的平均密度。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）根据平抛运动规律有 ， 联立解得月球表面的重力加速度为 （2）根据物体在月球表示受到的万有引力等于重力，有 解得月球的质量为 （3）根据 解得月球的平均密度为 15. 如图所示，摩托车做腾跃特技表演，沿曲面冲上高顶部水平高台，接着以水平速度离开平台，落至地面时，恰能无碰撞地沿圆弧切线从A点切入光滑竖直圆弧轨道，并沿轨道下滑。A、B为圆弧两端点，其连线水平。已知圆弧半径为，人和车的总质量为180kg，特技表演的全过程中，阻力忽略不计。（计算中取g=10m/s2，sin53°=0.8，cos53°=0.6）。求： （1）从平台飞出到A点，人和车运动的水平距离s； （2）从平台飞出到A点时速度及圆弧对应圆心角θ； （3）人和车运动到达圆弧轨道A点时对轨道的压力大小； （4）人和车运动到圆弧轨道最低点O速度此时对轨道的压力大小。 【答案】（1）1.2m；（2）106°；（3）5580 N；（4）7740N 【解析】 【分析】 【详解】（1）车做的是平抛运动，很据平抛运动的规律可得 竖直方向上 水平方向上 可得 （2）摩托车落至A点时，其 竖直方向的分速度 水平方向的分速度 故到达A点时速度 设摩托车落地时速度方向与水平方向的夹角为，则 即    由几何关系可知 （3）对摩托车受力分析可知，摩托车受到的指向圆心方向的合力作为圆周运动的向心力， 由牛顿第二定律得： 解得 由牛顿第三定律可知，人和车在最低点O时对轨道的压力为5580      （4）在最低点，受力分析可得 解得 由牛顿第三定律可知，人和车在最低点O时对轨道的压力为7740N。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $