山东省济宁市嘉祥县第一中学2024-2025学年高一下学期3月月考物理试卷

嘉祥一中3月份月考 高一物理试题 一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24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.关于向心力，下列说法中正确的是() A.物体由于做圆周运动而产生一个向心力 B.向心力不改变物体做圆周运动的速度大小 C.做匀速圆周运动的物体的向心力是恒力 D.做圆周运动的物体所受的合力即为向心力 2.如图所示，在“神舟十一号”沿曲线从M点到N点的飞行过程中，速度逐渐减小。在此过程中“神舟十 一号”所受合力F的方向可能是() M A M B C M FD 3.一个地球仪绕与其“赤道面”垂直的“地轴”匀速转动的示意图如图所示。P点和Q点位于同一条“经 线”上，Q点和M点位于“赤道”上，O为“地心”。下列说法正确的是() 地轴 <>转动方向 A.P、Q的线速度大小相等 B.P、M的角速度大小相等 C.P、Q的向心加速度大小相等 D.P、M的向心加速度方向均指向O 4.如图所示，内壁光滑的竖直圆筒绕中心轴做匀速圆周运动，一物块用细绳系着，绳的另一端系于圆筒上 表面圆心，且物块贴着圆筒内表面随圆筒一起转动，则() A绳的张力可能为零 B.圆筒对物块的弹力不可能为零 C.随着转动的角速度增大，绳的张力保持不变 D.随着转动的角速度增大，绳的张力一定增大 5.火车转弯时，如果铁路弯道的内、外轨一样高，则外轨对轮缘挤压的弹力F提供了火车转弯的向心力 (如图所示)，但是靠这种办法得到向心力，铁轨和车轮极易受损。在修筑铁路时，弯道处的外轨会略高于 内轨，当火车以规定的行驶速度转弯时，内、外轨均不会受到轮缘的侧向挤压，设此时的速度大小为？，重 力加速度为g以下说法中正确的是() A该弯道的半径号 B.当火车质量改变时，规定的行驶速度也将改变 C.当火车速率小于ⅴ时，外轨将受到轮缘的挤压 D.分别按规定速度ⅴ和大于速度v行驶时，火车所受的支持力不相等 6.假设地球可视为质量均匀分布的球体，已知地球表面的重力加速度在两极的大小为，在赤道的大小 为g。地球自转的周期为T,引力常量为G则地球的半径为() A.90-9)r2 B.90+g)r2 4π2 4π2 C.o D紧 7.宇宙中，两颗靠得比较近的恒星，只受到彼此之间的万有引力作用而互相绕转，称为双星系统。设某双 星系统中的两个星球A、B绕其连线上的O点做匀速圆周运动，如图所示，A的轨道半径大于B的轨道半 径，两个星球的总质量为M两个星球间的距离为，其运动周期为T,则下列说法 中错误的是() A.星球A的质量一定小于星球B的质量 B.星球A的线速度一定大于星球B的线速度 C.两个星球间的距离L一定，M越大，T越大 D.两个星球的总质量M一定，L越大，T越大 8.航天员在某星球将一物体从离地50m高度处释放，使其做自由落体运动，经5s落地。已知该星球的 半径是地球半径的2倍，地球表面的重力加速度g取10m/s,设地球质量为M则该星球的质量为 (）A.8M B.M C.2M D.SM 二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对 得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。 9.如图所示，一个小球在力F作用下以速率ⅴ在水平面内做匀速圆周运动，若从某时刻起小球的运动情况 发生了变化，对于引起小球沿a、b、c三种轨迹运动的原因说法正确的() b A.沿a轨迹运动，一定是F突变为零了 B.沿b轨迹运动，一定是v减小了 C.沿c轨迹运动，可能是v减小了 D.沿b轨迹运动，一定是F减小了 10.中国短道速滑混合团体接力队夺得北京冬奥会的首枚金牌。如图所示，若将运动员在弯道转弯的过 程看成在水平冰面上的一段匀速圆周运动，转弯时冰刀嵌入冰内从而使冰刀受到与冰面夹角为（蹬冰 角)的支持力，不计一切摩擦，弯道半径为R,重力加速度为g。以下说法正确的是() A.运动员转弯时速度的大小为 gR 冰刀 tan 6 冰面 B.运动员转弯时速度的大小为gRtan8 蹬冰角 C.若运动员转弯速度变大，则需要增大蹬冰角 D.若运动员转弯速度变大，则需要减小蹬冰角 11.已知神舟十五号飞船总质量为m,进入轨道后做匀速圆周运动，距离地面的高度为五，地球表面的重力 加速度为g,地球半径为R。关于神舟十五号飞船在轨运行的周期T、线速度队向心加速度a,以下表达 式正确的是( AT=2月 B.v= R+h C.a =gR2 (R+h)☑ D.a=g 12.天花板下悬挂的轻质光滑小圆环P可绕过悬挂点的竖直轴无摩擦地旋转。一根轻绳穿过P,两端分 别连接质量为m和m的小球A小、B(m≠m)。设两球同时做如图所示的圆锥摆运动，且在任意时刻两球均 在同一水平面内，则() L2EEE41222 A.两球运动的周期相等 B.两球的向心加速度大小相等 C.球A、B到P的距离之比等于m:m D.球A、B到P的距离之比等于m: BO 三、非选择题：本题共6小题，共60分。 13.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。两个变速塔轮通过皮带连接，转动手柄使长槽和短槽分别随变速塔轮匀速转动，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 簧测力套筒下降，从而露出标尺，标尺上的红白相间的等分格显示出两个钢球所受向心力的比值。如图 所示是探究过程中某次实验时装置的状态。 标尺1标尺2 钢球钢球 变速 塔轮】 变速 塔轮2 皮带 转动手柄 (1)在探究向心力的大小F与质量m关系时，要保持不变的是 (填选项前的字母) A.o和rB.u和m C.m和r D.m和F (2)图中所示是在探究向心力的大小F与 的关系（填选项前的字母） A.质量m B.半径r C.角速度ω (3)若图中标尺上红白相间的等分格显示出两个小球所受向心力之比为1：9，则与皮带连接的两个变 速塔轮的半径之比为 14.一细杆与水桶相连，水桶中装有水，水桶与细杆一起在竖直平面内做圆周运动，如图所示，水的质 量m=0.5kg,水的重心到转轴的距离1=50cm.(取g=10m/s2,不计空气阻力) (1)若在最高点水不流出来，求桶的最小速率： (2)若在最高点水桶的速率v=3m/s,求水对桶底的压力. 15.如图甲所示，轻杆一端固定在0点，另一端固定一小球（可视为质点），现让小球在竖直平面内做半径 为R的圆周运动。小球运动到最高点时，杆与小球间弹力大小为F小球在最高点的速度大小为？其F 图像如图乙所示。不计空气阻力，求： (1)当地的重力加速度g (2)小球的质量m 16.一艘宇宙飞船飞近某一行星，并进入该行星附近的圆形轨道，航天员在P点发现该行星的视角（图中 ∠a)为60°。已知引力常量为G飞船绕行星运动的轨道距行星表面高度为五，绕行周期为T,忽略其他 天体对飞船的影响。根据上述数据，求： (1)该行星的半径： (2)该行星的密度： P 17.如图所示，置于圆形水平转台边缘的小物块随转台加速转动，当转速达到某一数值时，物块恰好滑离 转台开始做平抛运动。现测得转台半径0.5m,离水平地面的高度0.8m,物块平抛落地过程水平位 移的大小s=0.4m。设物块所受的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度g10m/s2,求： (1)物块做平抛运动的初速度大小%： (2)物块恰好要滑动时的向心加速度a: R (3)物块与转台间的动摩擦因数μ。 高一月考试题答案 1.B做匀速圆周运动的物体所受合力总是指向圆心，该合力按作用效果命名为向心力，A错误：做匀速圆 周运动的物体的向心力大小不变，方向时刻在变，故向心力是变力，它只改变速度的方向，不改变速度的 大小，B正确，C错误；只有做匀速圆周运动的物体所受的合力才等于向心力，D错误。 2.C做曲线运动的物体所受合力的方向总是指向轨迹的凹侧，故A、D错误：由于速度逐渐减小，故合力F 沿切线方向的分力与速度方向相反，故C正确，B错误。 3.B同轴转动的物体上各点的角速度相等，可知P、Q、M的角速度均相等，B正确：球面上各点做圆周运 动的半径为各点到“地轴”的距离，可知R<R,根据ωR可知〈v。根据FωR可知a〈aoA、C错误： 向心加速度的方向指向圆周运动轨迹的圆心，M的向心加速度方向指向“地心”QP的向心加速度方向垂 直指向“地轴”，D错误。 4.C由于圆筒的内壁光滑，所以圆筒不能提供给物块竖直向上的摩擦力，绳的拉力的竖直分力与物块的 重力保持平衡，所以绳的拉力一定不等于零：若绳的拉力沿水平方向的分力恰好提供向心力，则圆筒对物 块的弹力恰好为零，故A、B错误：若它们以更大的角速度一起转动，绳子与竖直方向的夹角不变，由于绳 的拉力满足Tcos0=mg,则绳子的拉力保持不变，故C正确，D错误。 5.D当火车以规定的行驶速度转弯时，内、外轨均不会受到轮缘的侧向挤压，设轨道平面与水平面的夹 角为0，则有gtan0=后解得：品A错误。根据gRtan6可知，规定的行驶速度与火车的质量 无关，B错误。当火车速率小于ⅴ时，火车的轮缘对内轨有挤压，C错误。按规定速度行驶时，支持力m四 cose 则支持力大于重力；火车以大于ⅴ的速度行驶时，外轨给火车垂直轨道向内的力，结合火车竖直方向受力 平衡，可知火车所受的支持力大于X故D正确。 6.A在地球两极处，物体所受的重力等于地球对其的万有引力，即有g=:在赤道上，地球对物体的 万有引力等于物体所受重力与物体随地球自转所需的向心力之和，即祭侧*() R:两式联立解得 2故选A 7.C双星的运行周期T相同，设A、B的轨道半径分别为、，由彼此间的万有引力提供它们各自做圆 周运动所需的向心力，可得··二可得网风0，由题意可知A的轨道半径大于B 的轨道半径，故A的质量小于B的质量，A正确，不符合题意。根据2，A的轨道半径较大，故A的线 速度较大，B正确，不符合题意。小、B的轨道半径满足+②，将②式代入①式，可得m山，代入 m1+m2 受属·骨产·景可得2x、辰可知，两个星球间的距离1一定，川越大，T越小：两个星球的总 质量M一定，L越大，T越大：C错误，符合题意，D正确，不符合题意。 8.A设该星球表面的重力加速度为，则有广3亡，解得g=4m/s;在任意星球表面，物体的重力近似等 于星球对其的万有引力，有贴，解得g:设该星球的质量为从，地球半径为尼则该星球半伪 2R品识解得4选。 9.AC小球原来做匀速圆周运动，则户m。沿a轨迹运动，即小球沿切线方向飞出，说明F突变为零了，A 正确。沿b轨迹运动，即小球做离心运动，说明仪，则可能是力F减小了，或者是v变大了，故B、D错 误。沿c轨迹运动，即小球做近心运动，说明今片则可能是力下增大了，或者是v减小了，C正确。 10.解析：选AD依题意，运动员转弯时，根据牛顿第二定律有F= g -R 可得其转弯时速度的 tan gR 大小为= 故A正确，B错误：根据运动员转弯时速度的大小= BR 可知，若减小 tan 0 tan 蹬冰角9，则tanB减小，运动员转弯速度v将变大，故C错误，D正确。 11.BC神舟十五号飞船在轨运行时做匀速圆周运动，轨道半径4h,根据万有引力提供向心力，有 R+A)严R+mF产()：在地球表面，忽略地球自转的影响，物体的重力等于地球对其的万有引力， 4开2 有贴樱：联立解得2、 (R+A)3 故B、C正确， 9R2 12.解析：选AC对其中一个小球受力分析，其受到重力和绳的拉力F,绳中拉力在竖直方向的分力与 重力平衡，设轻绳与竖直方向的夹角为0，则有F心os0=mg,拉力在水平方向上的分力提供向心力， 4r1 设该小球到P的距离为I,则有Fsin0=mgtan 0=m 1sin0,解得周期为T=2r lcos 8 2 因为任意时刻两球均在同一水平面内，故两球运动的周期相等，选项A正确：连接两球的绳 π2 的张力F相等，由于向心力为F=Fsin 0=m 1sin0,故1：1，=m:m,又小球的向心加速度a 4n2 -Isin 0,故向心加速度大小不相等，C正确，B、D错误。 13.【答案】(1)A (2)C (3)3:1(每空2分，共6分) 【考点】向心力 【解析】【解答】(1)在研究向心力的大小F与质量m之间的关系时，需先控制角速度ω和半径r不变， 该方法为控制变量法， 故答案为：A。 (2)图中两个钢球质量和半径相等，则是在研究向心力的大小F与角速度的关系。 故答案为：C。 (3)根据F=mor,两球的向心力之比为1：9，半径和质量相等，则转动的角速度之比为1：3，因为 靠皮带传动，变速轮塔的线速度大小相等，根据v=r⊙知与皮带连接的变速轮塔对应的半径之比为3：1。 【分析】(1)研究向心力的影响因素使用控制变量法： (2)当两个钢球质量和半径相等时是研究向心力和角速度的大小关系： (3)利用向心力的表达式结合向心力的比值可以求出角速度的比值，结合塔轮线速度相等可以求出变 速塔轮的半径之比。 14.(13分)【答案】 (1)V5m/s (2)4N (1)解：以水桶中的水为研究对象，在最高点恰好不流出来，说明水的重力恰好提供其做圆周运动所 需的向心力，此时桶的速率最小. 此时有：g空 则所求的最小速率为：vm=√gL=V10×0.5=V5m/s..6分 (2)解：设桶运动到最高点对水的弹力为F,则水受到重力和弹力提供向心力，根据牛顿第二定律，有： gfn无 解得：Fm2-g=05×是-05×10=4N 根据牛顿第三定律，水对桶的压力大小：F’=F=4N..,..,..7分 15.(13分) 1)月 (2) (1)由题图乙可知，当=b时，杆的弹力为零， v2 b 则有吸=发=喻故g=食6分 (2)当小球的速度为零时有F=a 又F-g=2=0,放m=g= R 7分 b 16.(13分)答案(1)h (2)24x GT2 解析(1)设该行星的半径为R根据几何关系可知c0s60°三R R+A 解得h.6分 ②)飞船绕行星做匀速圆周运动万有引力提供向心力，可得停是产 其中r=h=2R 且p=告r= 4πR 3 联立解得32243 G72,p-24I G77 7分 17.(15分)答案(1)1m/s(2)2m/s2(3)0.2 解析(1)物块滑离转台后做平抛运动，在竖直方向上有H=8 在水平方向上有s=%t 解得s品0.4×层m/s=1m/s.5分 (2)物块恰好要滑动时，物块的线速度为1m/s 向心加速度a==2m/s2..3分 (3)物块恰好要相对转台滑动时，最大静摩擦力提供向心力，有 且最大静摩擦力μ作μmg 所以“质 代入数据解得=0.2..7分