吉林省四平市实验中学2024-2025学年高一下学期3月月考物理试卷

1．D 【详解】根据万有引力提供向心力，有 ，， 整理得 ，， 其中M表示中心天体质量，r表示轨道半径，轨道半径相同，则中心天体质量越大，v越大，T越小，a越大，乙所环绕的中心天体质量较大，故其线速度较大，周期较小，向心加速度较大，故D正确。 故选D。 2．C 【详解】A．火车轨道在弯道处设计成外轨高内轨低，以减小火车对轨道的侧向作用力，以便火车成功安全转弯，选项A错误； B．轨道上飞行的航天器做曲线运动，不是平衡状态，选项B错误； C．汽车通过拱形桥最高点时对桥的压力 即小于汽车重力，选项C正确； D．汽车通过凹形桥最低点时对桥的压力 即大于汽车重力，选项D错误。 故选C。 3．C 【详解】当M和N的连线与地球和N的连线垂直时，M、N连线与M、O连线间的夹角最大值为θ，此时有：sinθ=；根据公式： 可得：，故：，故ABD错误，C正确，故选C． 点睛：此题关键是理解何时“M、N连线与M、O连线间的夹角最大”，根据几何关系确定两星做圆周运动的半径关系即可解答. 4．C 【详解】A．如图甲，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，设锥面与水平方向的夹角为，由牛顿第二定律可知 可得 则在A、B两位置小球向心加速度相等，选项A错误； B．如图乙，小球固定在杆的一端，在竖直面内绕杆的另一端做圆周运动，小球的过最高点时由于杆能对小球提供支持力，则经过最高点时的速度最小可以为0，选项B错误； C．如图丙，用相同材料做成的A、B两个物体放在匀速转动的水平转台上随转台一起做匀速圆周运动，若将要产生滑动时，根据牛顿第二定律 可得临界角速度 因A的转动半径较大，则临界角速度较小，可知若转台转速缓慢加快时，物体A最先开始滑动，选项C正确； D．如图丁，火车转弯超过规定速度行驶时，则重力和轨道的支持力的合力不足以提供火车做圆周运动的向心力，则火车有做离心运动的趋势，则外轨对轮缘会有挤压作用，选项D错误。 故选C。 5．B 【详解】卫星在轨道上受到的万有引力为： F1=G=， 卫星在地面上受到的万有引力为：F2=G， 解得： 故B正确，ACD错误； 故选B． 6．D 【详解】Ｂ．根据 可得 则 选项B错误； A．火星车受到火星的引力约为 选项A错误； C．火星车做加速直线运动时合外力不为0，选项C错误； D．火星车曲线运动时，速度一定变化，则加速度一定不为零，选项D正确。 故选D。 7．C 【详解】AB．设角速度ω在范围时绳处于松弛状态，球受到重力与环的弹力两个力的作用，弹力与竖直方向夹角为θ，则有 即 当绳恰好伸直时 对应 AB正确. CD．设在时绳中有张力且小于2mg，此时有 当取最大值时代入可得 即当时绳将断裂，小球又只受到重力、环的弹力两个力的作用，C错误，D正确。 本题选错误项，故选C。 8．ABD 【详解】B．根据万有引力定律 解得 B正确； A．根据 解得 A正确； D．天然卫星距离火星表面的高度为 解得 D正确； C．无法求出天然卫星的质量，C错误。 故选ABD。 9．CD 【详解】A．对a，根据牛顿第二定律有 可得 故A错误； B．根据万有引力提供向心力 可得 由于b的轨道半径大于地球半径，所以b的线速度小于第一宇宙速度，故B错误； C．根据开普勒第二定律可知，处在某一轨道上的卫星与地球中心的连线在相等时间内扫过的面积相等，b、c 处在不同的轨道上，则与地球中心的连线在相等时间内扫过的面积不相等，故C正确； D．a、c具有相同的角速度，根据向心加速度与角速度的关系 由于c的轨道半径大于a的轨道半径，所以c的向心加速度大于a的向心加速度，故D正确。 故选CD。 10．AC 【详解】A．“天问一号”两次点火时都要做离心运动，所以需要加速，则喷射方向必须都与速度方向相反，从而给探测器向前的推力，使之加速，从而变到更高的轨道，A正确； B．“天问一号”运行中在转移轨道上P点的加速度与在火星轨道上P点的加速度均由万有引力来提供，由于在该点探测器受到的万有引力相等，根据牛顿第二定律可知，它们的加速度相等，故B错误； C．根据开普勒第三定律知，探测器在地球轨道上及霍曼转移轨道上运行时满足 设“天问一号”探测器质量为，又因为探测器在地球轨道上满足 联立两式求得：探测器在霍曼转移轨道上运行时的周期 则两次点火之间的时间间隔为 C正确； D．在地球轨道及火星轨道上运行时，万有引力提供向心力，根据牛顿第二定律有 因为 所以可判断知 即“天问一号”在地球轨道上的角速度大于在火星轨道上的角速度，D错误。 故选AC。 11． A 线速度 B 【详解】①[1]向心力的大小与质量关系时，须保持角速度和转动半径不变，故A正确，BCD错误； ②[2]当传动皮带套在两塔轮半径不同的轮盘上，属于皮带传动，两个塔轮边缘处的线速度大小相同； ③[3]由题意，两钢球质量和运动半径相等，向心力之比是，根据可知两钢球角速度之比为又因为两变速塔轮的线速度相等，根据可知可知两个变速轮塔的半径之比是，故B正确，ACD错误。 12． 高度h T2 h 【详解】②[1]小球做匀速圆周运动，合外力指向圆心提供向心力，对小球受力分析，设细线与竖直方向的夹角为θ，根据几何关系得 F合=mgtanθ= ③[2]改变高度h，重复步骤①。 ④[3][4]根据向心力公式得 解得 以h为纵坐标，T2为横坐标，根据实验数据作图．如能得到一条过原点的直线，则可以验证“当质量一定时，物体运动的加速度与它所受的合外力成正比”这一物理规律。 13．（1）；（2） 【详解】（1）飞船所受万有引力提供向心力 又 联立得 （2）由 解得 14．（1）；（2）；（3） 【详解】（1）水滴在竖直方向上做自由落体运动，有 解得 （2）分析题意可知，在相邻两滴水的下落时间内，圆盘转过的角度应为，由 得 （3）第n滴水落在圆盘上时到O点的距离为 第滴水落在圆盘上时到O点的距离为 当前后两滴水在盘面上的落点位于同一直径上圆心两侧时，两点间的距离最大，则 15．（1）rad/s；（2）rad/s 【详解】（1）假设A、B之间无绳子，有 μmg＝mω2r 可知使A刚滑动的角速度 ωA＝＝rad/s 使B刚滑动的角速度 ωB＝＝rad/s 当角速度由O开始缓慢增大到rad/s时，B开始滑动，AB间有绳时，绳子将出现张力，所以 ω1＝rad/s （2）随后，绳子有拉力T，根据向心力公式 A物块有 fA＋T＝mAω2rA B物块有 μmBg＋T＝mBω2rB 解得 fA＝0.2ω2＋2 设当ω＝ω2时，fA＝μmAg，解得 ω2＝rad/s 当ω＞ω2时，绳子的拉力持续增大，以提供两个物体的向心力，此时，A的摩擦力是最大静摩擦力，物块B所受到的摩擦力逐渐减小，直至反向最大。设当ω＝ω3时，A、B两物体相对圆盘将要滑动。 对A有 μmAg＋T＝rA 对B有 T－μmBg＝rB 解得 ω3＝rad/s. 学科网（北京）股份有限公司 $$物理试题 第 1页 （共 6页） 物理试题 第 2页 （共 6页） 四平市实验中学 2024-2025学年下学期第一次月考 高一年级 物理 命题人：卢影 审题人：吴佳慧 本试卷共 6页。考试结束后，将答题卡交回。 注意事项：1．答卷前，考生先将自己的姓名、准考证号码填写清楚，将条形码准确粘贴在考生 信息条形码粘贴区。 2．答题时请按要求用笔。 3．请按照题号顺序在答题卡各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案 无效；在草稿纸、试卷上答题无效。 4．作图可先使用铅笔画出，确定后必须用黑色字迹的签字笔描黑。 5．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。 一、选择题：本题共 10小题，共 46分。在每小题所给的四个选项中，第 1~7题只有一项符合 题目要求，每小题 4分；在第 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，选对但选不全得 3分，有选错的得 0分。 1．如图所示，甲、乙两颗卫星以相同的轨道半径分别绕质量为 M 和 2M 的行星做匀速圆周运动， 下列说法正确的是（ ） A．甲的线速度和乙的大小相同 B．甲的线速度比乙的大 C．甲的运行周期比乙的小 D．甲的向心加速度比乙的小 2．以下情境描述符合物理实际的是（ ） A．火车轨道在弯道处设计成外轨低内轨高，以便火车成功安全转弯 B．轨道上飞行的航天器是平衡状态 C．汽车通过拱形桥最高点时对桥的压力小于汽车重力 D．汽车通过凹形桥最低点时对桥的压力小于汽车重力 3．如图，人造卫星 M、N在同一平面内绕地心 O 做匀速圆周运动，已知 M、N 连线与 M、O连线 间的夹角最大为θ，则 M、N 的运动速度大小之比等于（ ） A． tan B． 1 tan C． sin D． 1 sin 4．有关圆周运动的基本模型，下列说法正确的是（ ） A．如图甲，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 B．如图乙，小球固定在杆的一端，在竖直面内绕杆的另一端做圆周运动，小球的过最高点 的速度至少等于 gR C．如图丙，用相同材料做成的 A、B 两个物体放在匀速转动的水平转台上随转台一起做匀 速圆周运动， B A2m m ， A B2r r ，转台转速缓慢加快时，物体 A 最先开始滑动 D．如图丁，火车转弯超过规定速度行驶时，内轨对轮缘会有挤压作用 5．同步卫星距离地面的高度约为地球半径的 6倍，那么，某卫星在同步轨道上运行时受到的引 力是它在地面上受到的引力的 n 倍，关于 n的值下列正确的是（ ） A．7倍 B． 1 49 倍 C． 1 36 倍 D．49倍 6．截至 2022年 9月 15日，天问一号环绕器已在轨运行 780多天，火星车祝融号累计行驶 1921 米，完成既定科学探测任务，火星车质量 240kg，火星半径约为地球半径的一半，质量约 为地球的 1 9，下列说法中正确的是（ ） A．火星车受到火星的引力约为 2400N B．火星表面重力加速度约为地球表面的 1 9 物理试题 第 3页 （共 6页） 物理试题 第 4页 （共 6页） C．火星车直线运动时合外力为 0 D．火星车曲线运动时一定有加速度 7．如图所示，放于竖直面内的光滑金属细圆环半径为 R，质量为 m 的带孔小球穿于环上，同时 有一长为 R 的细绳一端系于球上，另一端系于圆环最低点，绳能承受的最大拉力为 2mg， 重力加速度的大小为 g，当圆环以角速度ω绕竖直直径转动时，下列说法错误的是（ ） A．圆环角速度ω小于 g R 时，小球受到 2个力的作用 B．圆环角速度ω等于 2g R 时，细绳恰好伸直 C．圆环角速度ω等于 2 g R 时，细绳将断裂 D．圆环角速度ω大于 6g R 时，小球受到 2个力的作用 8．火星被认为是太阳系中最有可能存在地外生命的行星，对人类来说充满着神奇！2021年 2 月，包括我国“天问一号”在内的国际三个火星探测器全部抵达火星。若火星的密度为ρ， 火星的一颗天然卫星绕火星做匀速圆周运动，其线速度为 v，运行周期为 T。已知引力常量 为 G，则可以求得（ ） A．火星的半径 B．火星的质量 C．天然卫星的质量 D．天然卫星距离火星表面的高度 9．如图所示，卫星 a还未发射，在地球赤道上随地球表面一起转劫，卫星b绕地球做匀速圆周 运动且离地面高度为 h，卫星 c是地球同步卫星，则（ ） A． a的向心加速度就是重力加速度 g B．b的线速度大于第一宇宙速度 C．b、c与地球中心的连线在相等时间内扫过 的面积不相等 D．c的向心加速度比 a的向心加速度大 10．2021年 5月 15日中国首次火星探测任务“天问一号”探测器的着陆巡视器在火星乌托邦 平原南部预选着陆区成功着陆，在火星上首次留下中国印迹，迈出了中国星际探测征程的 重要一步。“天问一号”探测器需要通过霍曼转移轨道从地球发射到火星，地球轨道和火星 轨道近似看成圆形轨道，霍曼转移轨道是一个在近日点 M 和远日点 P 分别与地球轨道、火 星轨道相切的椭圆轨道（如图所示），在近日点短暂点火后“天向一号”进入霍曼转移轨道， 接着“天问一号”沿着这个轨道运行直至抵达远日点，然后再次点火进入火星轨道。已知 引力常量为 G，太阳质量为 m，地球轨道和火星轨道半径分别为 r 和 R，地球、火星、“天 向一号”运行方向都为逆时针方向。若只考虑太阳对“天问一号”的作用力，下列说法正 确的是（ ） A．两次点火喷射方向都与速度方向相反 B．“天问-号”运行中，在霍曼转移轨道上 P点的加速度比在火 星轨道上 P点的加速度小 C．两次点火之间的时间间隔为 3( ) 2 2 R r Gm   D．“天问一号”在地球轨道上的角速度小于在火星轨道上的角速度 二、非选择题：本题共 5小题，11 题 6 分，12 题 8分，13 题 10 分，14 题 14 分，15 题 16 分， 共 54分。 11．用如图所示的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和半径 r之间的关系。两个变速轮塔通过皮带连接，转动手柄使长槽和短槽分别随变速轮塔匀速 转动。槽内的钢球就做匀速圆周运动。横臂的挡板对钢球的压力提供向心力，钢球对挡板 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，标尺上的黑白相间的 等分格显示出两个钢球所受向心力的比值。如图是探究过程中某次实验时装置的状态。 ①在研究向心力的大小 F 与质量m关系时，要 保持 相同； A．和 r B．和 m C．m和 r D．m和 F 物理试题 第 5页 （共 6页） 物理试题 第 6页 （共 6页） ②当传动皮带套在两塔轮半径不同的轮盘上，两 个塔轮边缘处的 大小相等； （选填“线速度”或“角速度”） ③图中所示，两个钢球质量和运动半径相等，图 中标尺上黑白相间的等分格显示出两个小球所 受向心力的比值为 1∶9，与皮带连接的两个变速 轮塔的半径之比为 。 A．1∶3 B．3∶1 C．1∶9 D．9∶1 12．某同学要验证“当质量一定时，物体运动的加速度与它所受的合外力成正比”这一物理规 律．使用如下器材和装置：小球（质量为 m）、秒表、米尺，一个圆锥摆（如图所示）．请 在空格中填入适当的公式和文字，完成实验． ①悬线一端固定于悬点 O，使小球在水平面内做匀速圆周运动，记下此时小球离悬点的高 度 h和圆周运动的半径 r，测量小球做圆周运动的周期 T ②小球所受的合外力 F= （用 m、h、r表示）． ③改变 ，重复步骤①． ④以 为横坐标， 为纵坐标，根据实验数据作图．如能得到 一条过原点的直线，则可以验证“当质量一定时，物体运动的加速度 与它所受的合外力成正比”这一物理规律． 13．2023年 10月 26日“神舟十七号”飞船发射成功，飞船与空间站对接前在距地面高度为 h的 轨道上做匀速圆周运动。已知地球的半径为 R，地球表面重力加速度为 g，引力常量为 G。 求： （1）飞船在轨运行的加速度大小 a； （2）飞船在轨运行的角速度大小ω。 14．如图所示，M是水平放置的半径足够大的圆盘，绕过其圆心的竖直轴OO匀速转动，规定 经过圆心O水平向右为 x轴的正方向。在圆心O正上方距盘面高为 h处有一个正在间断以 水平速度 v喷水的容器。已知容器在 0t  时刻滴下第一滴水，以后每当前一滴水刚好落到 盘面上时再喷一滴水，求：（已知重力加速度为 g） （1）水滴经多长时间可落到盘面上； （2）要使每一滴水在盘面上的落点都位于同一位置，圆盘转动的角速度应为多大； （3）容器连续喷出两滴水均落在盘面上，试求这两滴水落点间的最大距离 x。 15．如图所示，在水平圆盘上，沿半径方向放置物体 A和 B，mA＝4kg，mB＝1kg，它们分别放 在圆心两侧，与圆心距离为 rA＝0.1m，rB＝0.2m，中间用细线相连，A、B与盘间的动摩擦 因数均为μ＝0.2，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，若圆盘从静止开始绕中心转轴非常缓 慢地加速转动，用表示圆盘转动的角速度，fA表示物体 A与圆盘之间的摩擦力，g取 10m/s2，求： （1）细线中刚出现张力时，圆盘转动的角速度ω1； （2）A、B两物体相对圆盘将要滑动时，圆盘转动的角速度ω3。