精品解析：四川省南充市高坪中学2023-2024学年高一下学期第一次月考物理试题

南充市高坪中学2024年春高2023级第一次月考 物 理 试 题 （考试时间75分钟，满分100分） 一、单选题（每题4分，共28分） 1. 质量为m的卫星在离地面高度为h的轨道上绕地球做匀速圆周运动。已知引力常量为G，地球质量为M、半径为R，则地球对该卫星的万有引力大小为（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】根据万有引力的大小公式为 故选C。 2. 由于通讯和广播等方面的需要，许多国家发射了地球静止同步轨道卫星，这些卫星的（　　） A. 质量可以不同 B. 轨道半径可以不同 C. 轨道平面可以不同 D. 速率可以不同 【答案】A 【解析】 【详解】BD．根据题意可知地球同步轨道卫星的环绕周期与地球自转周期相同，是确定值，设地球质量为，卫星质量为，环绕半径为，则根据 解得地球同步轨道卫星的环绕周期与半径的关系为 则卫星的环绕半径是定值。根据圆周运动规律可知卫星速率 可知卫星的速率也是定值。故BD错误； A．根据上式可知，计算过程中卫星的质量可以被消掉，所以卫星质量对环绕过程无影响，这些卫星的质量可以不同。故A正确； C．地球静止卫星的轨道必须在赤道正上方才能保持与地球自转同步，故C错误。 故选A。 3. 下列关于向心加速度的说法错误的是（　　） A. 向心加速度的方向始终与速度方向垂直 B. 向心加速度只改变线速度的方向，不改变线速度的大小 C. 物体做圆周运动时的加速度方向始终指向圆心 D. 物体做匀速圆周运动时的加速度方向始终指向圆心 【答案】C 【解析】 【详解】A．向心加速度的方向沿半径指向圆心，速度方向则沿圆周的切线方向，向心加速度的方向始终与速度方向垂直，选项A正确； B．向心加速度只改变线速度的方向，不改变线速度的大小，选项B正确； CD．物体做匀速圆周运动时，只有向心加速度，加速度方向始终指向圆心，物体做变速圆周运动时，加速度的方向并不始终指向圆心，选项C错误，D正确。 故选C。 4. 一艘渡船荡起双桨之后，在河中航行。现从码头出发，船头垂直于河岸，以恒定速度（相对于水）匀速向对岸行驶。若河水相对中心位置对称的位置的流速相同，在空中看到该船行驶的轨迹如图所示，关于中点对称，轨迹上有a、b两点也关于对称。则在航行的整个过程中，若用箭头的长短来描述箭头起点处河水的流速大小，箭头的方向来描述该点流速的方向，则以下正确的是（ ） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】根据实际轨迹可知，越靠近河中央水流速度越大，则越靠近河中央，表示速度的线段越长，且速度大小关于河中央对称。 故选C。 5. 关于曲线运动，下面说法正确的是（　　） A. 物体运动状态改变，它一定做曲线运动 B. 做曲线运动的物体所受力的合力一定变化 C. 做曲线运动的物体相等时间内速度变化量可能相同 D. 做曲线运动的物体某时刻合力与速度可能共线 【答案】C 【解析】 【详解】A．物体运动状态改变，它可能做直线运动，如匀变速直线运动，故A错误； B．做曲线运动的物体所受的合力不一定变化，如平抛运动，故B错误； C．做曲线运动的物体若受到的合外力为恒力，则加速度恒定，相等时间内速度变化量相同，故C正确； D．做曲线运动的物体受到的合力与速度总是分居在轨迹的两侧，不可能共线，故D错误。 故选C。 6. 修筑铁路时，弯道处的外轨会略高于内轨，如图所示。弯道的半径为R，此弯道的设计速度为v，轨道的外轨略高于内轨，轨道平面倾角为（很小）。当质量为m的火车转弯时（已知重力加速度为g）（　　） A. 向心力主要由摩擦力提供 B. 向心力一定是由火车的重力和铁轨对火车的支持力的合力提供 C. 当火车速度为v时，铁轨对火车的支持力等于 D. 火车在转弯时，线速度越小越好 【答案】C 【解析】 【详解】AB．当火车转弯的速度为时，向心力由火车的重力和铁轨对火车的支持力的合力提供，当火车的速度大于或小于时，火车的车轮要受到轨道的弹力，提供向心力的就不仅仅是重力和支持力的合力了，AB错误； C．当火车速度为v时，火车的受力情况如图所示 根据几何知识可得 C正确； D．火车转弯时，超过规定的速度时，轮缘对外轨有弹力，小于规定速度时，轮缘对内轨有弹力，则速度为v最好，D错误。 故选C。 7. 如图所示的皮带传动装置中，甲轮的轴和塔轮丙和乙的轴均为水平轴，其中，甲、丙两轮半径相等，乙轮半径是丙轮半径的一半。A、B、C三点分别是甲、乙、丙三轮的边缘点，若传动中皮带不打滑，则（　　） A. A、B两点的线速度大小之比为2：1 B. B、C两点的角速度大小之比为1：2 C. A、B两点的向心加速度大小之比为2：1 D. A、C两点的向心加速度大小之比为1：4 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】A．由于甲、乙两轮是皮带传动，皮带传动的特点是两轮与皮带接触点的线速度的大小与皮带的线速度大小相同， 故，所以 故A错误； B．由于乙、丙两轮共轴，故两轮角速度相同，即，所以 故B错误； C．由 ， 可得A、B两点的向心加速度大小之比为 故C错误； D．由 ，， 可得 又 所以 由 ， 可得 故D正确。 故选D。 二、多选题（每题6分，共18分） 8. 开普勒关于行星的运动公式,以下理解正确的是( ) A. 是一个与行星无关的常量 B. 代表行星运动的轨道半径 C. 代表行星运动的自转周期 D. 代表行星绕太阳运动的公转周期 【答案】AD 【解析】 【详解】根据开普勒第三定律可知，行星运动的轨道半长轴的三次方与周期的平方成正比，其比例是一个与行星无关的常量，只与恒星的质量有关，故A正确；代表行星椭圆运动的半长轴，故B错误；代表行星运动的公转周期，故C错误，D正确． 9. 如图所示，杂技演员在表演“水流星”节目时，用细绳系着的盛水的杯子可以在竖直平面内做圆周运动，甚至当杯子运动到最高点时杯里的水也不流出来．下列说法中正确的是(　 　) A. 在最高点时，水对杯底一定有压力 B. 在最高点时，盛水杯子的速度一定不为零 C. 在最低点时，细绳对杯子的拉力充当向心力 D. 在最低点时，杯中的水不只受重力作用 【答案】BD 【解析】 【详解】B．圆周运动最高点和最低点受力都是重力和绳子拉力而且二力都在半径方向，所以二者合力提供向心力．杯子最高点受拉力方向只可能向下，则有 所以最高点速度 不可能等于0，选项B正确． A．对水分析，杯底对水的也是只能向下，分析同前，当时F=0，选项A错误． CD．最低点时，不管是绳子拉力还是杯子对水的弹力也只能向上，合力提供向心力则有 也就是拉力和重力的合力提供向心力， 而且最低点拉力 杯中水受到的杯子弹力不可能等于0，所以选项C错误，选项D正确． 故选BD。 10. 第24届冬奥会将于2022年2月4日在中国北京和张家口联合举行，这是我国继2008年奥运会后承办的又一重大国际体育盛会。如图所示为我国滑雪运动员备战的示意图，运动员（可视为质点）从曲面AB上某位置由静止滑下，到达B点后以速度水平飞出，经后落到足够长的斜坡滑道C点，此时速度方向与斜面夹角为；运动员调整位置下滑，到达B点后以速度水平飞出，经后落到斜坡滑道D点，此时速度方向与斜面夹角为；已知O点在B点正下方，，不计空气阻力，以下关系正确的是（　　） A. B. C. D. BC与BD间的距离关系满足： 【答案】ACD 【解析】 【详解】A．依题意，假设第二次运动员落到与C点等高的水平面上点，如图所示两次平抛运动的竖直高度相等，即运动时间t相等，则由 可知，第二次水平方向的位移为第一次的2倍，可得 所以第二次小球将会经过D点正上方的点，即落在斜面上的点将在斜面上D点下方，所以人若要落在斜面上的D点，则小球的水平位移将在CD的左侧，所以可推知第二次人从B点飞出时的速度 A正确； B．如图所示为两次落到斜面上的位移方向设斜面与水平面夹角为，第一次和第二次位移方向和水平方向的夹角分别为、，则有 根据平抛运动推论：速度与水平偏夹角与位移与水平方向夹角关系满足 可得 又因为 ， 所以可得 B错误； C．设OB间的距离为，OC和CD的高度差均为h，两次平抛运动的时间分别为和，竖直方向做自由落体运动，有 ， 两式相比可得 所以可得 C正确； D．设人从B点水平抛出落在C点时，水平位移为x，则落在D点时的水平位移为2x，则可得 ， 由选项B分析可知，由数学知识可得 所以BC与BD间的距离关系满足 D正确。 故选ACD。 三、实验题（11题8分，12题8分） 11. 在用小球、斜槽、重垂线、木板、坐标纸、图钉、铅笔做“研究平抛运动”的实验中，下列说法正确的是（　　） A. 斜槽轨道必须光滑 B. 斜槽轨道末端可以不水平 C. 应使小球每次从斜槽上相同的位置静止滑下 D. 要使描出的轨迹更好地反映小球的真实运动，记录的点应适当多一些 【答案】CD 【解析】 【详解】AC．斜槽轨道没有必要必须光滑，只要到达底端的速度相同即可，A错误，C正确； B．为了使小球做平抛运动，斜槽的末端必须水平，B错误； D．要使描出的轨迹更好地反映小球的真实运动，记录的点应适当多一些，D正确。 故选CD。 12. 如图所示，是两个研究平抛运动的演示实验装置，对于这两个演示实验的认识，下列说法正确的是（　　） A. 甲图中，两球同时落地，说明平抛小球在水平方向上做匀速运动 B. 甲图中，两球同时落地，说明平抛小球在竖直方向上做自由落体运动 C. 乙图中，两球恰能相遇，说明平抛小球在水平方向上做匀速直线运动 D. 乙图中，两球恰能相遇，说明平抛小球在水平方向上做自由落体运动 【答案】BC 【解析】 【详解】AB．甲图中，两球同时落地，说明平抛小球在竖直方向上做自由落体运动，B正确，A错误； CD．乙图中，两球恰能相遇，说明平抛小球在水平方向上做匀速直线运动，C正确，D错误。 故选BC。 13. 某科学兴趣小组要验证小球平抛运动的规律，实验设计方案如图甲所示，用轻质细线拴接一小球，在悬点O正下方有水平放置的炽热的电热丝P，当悬线摆至电热丝处时能轻易被烧断；MN为水平木板，已知悬线长为l，悬点到木板的距离OO’=h（h>l） （1）将小球向左拉起后自由释放，最后小球落到木板上的C点，O'C=x，则小球做平抛运动的初速度为v0=___________。 （2）图乙是以竖直方格板为背景通过频闪照相得到的照片，每个格的边长d=5cm，通过实验，记录了小球在运动途中的三个位置，如图所示，则该频闪照相的周期为___________s，初速度为___________m/s，过B点的速度为___________m/s（结果保留两位有效数字。取g=10m/s2） 【答案】（1） （2） ①. ②. ③. 【解析】 【小问1详解】 根据平抛运动的规律可知，小球平抛运动的时间 故小球平抛运动的初速度 【小问2详解】 [1]根据初速为零的匀变速直线运动规律则有 代入数据解得 [2]平抛运动的初速度 [3]B点竖直方向上的速度 故小球经过B点的速度 四、解答题（13题10分，14题12分，15题16分，共38分） 14. 如图一个圆盘在水平面内匀速转动，角速度是4rad/s，盘面上距圆盘中心0.10m的位置有一个质量为0.10kg的小物体在随圆盘一起做匀速圆周运动。求： （1）物体的线速度大小。 （2）小物体所受向心力的大小。 【答案】（1）0.4m/s；（2）0.16N 【解析】 【详解】（1）根据 v=ωr 可得小物体的线速度大小为 v =0.4m/s （2）根据向心力公式 F=mω2r 可得小物体所受向心力的大小为 F=0.16N 15. 如图所示，宇航员站在某质量分布均匀的星球表面一斜坡上P点沿水平方向以初速度v0抛出一个小球，测得小球经时间t落到斜坡上另一点Q，斜面的倾角为α，已知该星球半径为R，万有引力常量为G，求： (1)该星球表面的重力加速度； (2)该星球的质量． 【答案】（1） （2） 【解析】 【分析】平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上做自由落体运动，根据平抛运动的规律求出星球表面的重力加速度；根据万有引力等于重力求出星球的质量； 【详解】(1)根据平抛运动知识可得 解得 (2)根据万有引力等于重力，则有 解得 16. 如图所示，在水平台的右侧有半径、圆心角的粗糙圆弧轨道BC固定在地面上，圆弧轨道末端与长木板P上表面平滑对接但不粘连，P静止在水平地面上。质量的小物块从固定水平台右端A点以4m/s的初速度水平抛出，运动至B点时恰好沿切线方向进入圆弧轨道，至C点时对圆弧轨道的压力大小为60N，之后小物块滑上木板P，最终恰好未从木板P上滑下。已知木板P质量，小物块与木板P间的动摩擦因数，木板P与地面间的动摩擦因数，重力加速度g取，，，忽略空气阻力，最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等，求： （1）AB两点间的竖直高度差； （2）小物块滑上木板P时，木板P的加速度大小； （3）木板P的长度。 【答案】（1）0.45m；（2）1m/s2；（3）2.5m 【解析】 【详解】（1）设物块运动到B点的竖直速度为vy，AB两点的高度差为h，运动至B点时恰好沿切线方向进入圆弧轨道 解得 竖直方向有 解得 （2）小物块滑上木板P时，设木板P的加速度为，对木板列牛顿第二定律 代入数据解得 （3）小物块滑上木板P时，设小物块的加速度为，初速度为，最后共速为，对小物块列牛顿第二定律 解得 至C点时对圆弧轨道的压力大小为60N，根据牛顿第三定律可知，即支持力也是60N，对小物块在C点列牛顿第二定律 解得 设达到共速的时间为t，则有 解得 设此过程的小物块的位移为x1，木板的是位移x2，木板的长度为L，则有 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 南充市高坪中学2024年春高2023级第一次月考 物 理 试 题 （考试时间75分钟，满分100分） 一、单选题（每题4分，共28分） 1. 质量为m的卫星在离地面高度为h的轨道上绕地球做匀速圆周运动。已知引力常量为G，地球质量为M、半径为R，则地球对该卫星的万有引力大小为（　　） A. B. C. D. 2. 由于通讯和广播等方面的需要，许多国家发射了地球静止同步轨道卫星，这些卫星的（　　） A. 质量可以不同 B. 轨道半径可以不同 C. 轨道平面可以不同 D. 速率可以不同 3. 下列关于向心加速度的说法错误的是（　　） A. 向心加速度的方向始终与速度方向垂直 B. 向心加速度只改变线速度的方向，不改变线速度的大小 C. 物体做圆周运动时的加速度方向始终指向圆心 D. 物体做匀速圆周运动时的加速度方向始终指向圆心 4. 一艘渡船荡起双桨之后，在河中航行。现从码头出发，船头垂直于河岸，以恒定速度（相对于水）匀速向对岸行驶。若河水相对中心位置对称的位置的流速相同，在空中看到该船行驶的轨迹如图所示，关于中点对称，轨迹上有a、b两点也关于对称。则在航行的整个过程中，若用箭头的长短来描述箭头起点处河水的流速大小，箭头的方向来描述该点流速的方向，则以下正确的是（ ） A. B. C. D. 5. 关于曲线运动，下面说法正确的是（　　） A. 物体运动状态改变，它一定做曲线运动 B. 做曲线运动的物体所受力的合力一定变化 C. 做曲线运动的物体相等时间内速度变化量可能相同 D. 做曲线运动的物体某时刻合力与速度可能共线 6. 修筑铁路时，弯道处的外轨会略高于内轨，如图所示。弯道的半径为R，此弯道的设计速度为v，轨道的外轨略高于内轨，轨道平面倾角为（很小）。当质量为m的火车转弯时（已知重力加速度为g）（　　） A. 向心力主要由摩擦力提供 B. 向心力一定是由火车的重力和铁轨对火车的支持力的合力提供 C. 当火车速度为v时，铁轨对火车的支持力等于 D. 火车在转弯时，线速度越小越好 7. 如图所示的皮带传动装置中，甲轮的轴和塔轮丙和乙的轴均为水平轴，其中，甲、丙两轮半径相等，乙轮半径是丙轮半径的一半。A、B、C三点分别是甲、乙、丙三轮的边缘点，若传动中皮带不打滑，则（　　） A. A、B两点的线速度大小之比为2：1 B. B、C两点的角速度大小之比为1：2 C. A、B两点的向心加速度大小之比为2：1 D. A、C两点的向心加速度大小之比为1：4 二、多选题（每题6分，共18分） 8. 开普勒关于行星的运动公式,以下理解正确的是( ) A. 是一个与行星无关的常量 B. 代表行星运动的轨道半径 C. 代表行星运动的自转周期 D. 代表行星绕太阳运动的公转周期 9. 如图所示，杂技演员在表演“水流星”节目时，用细绳系着的盛水的杯子可以在竖直平面内做圆周运动，甚至当杯子运动到最高点时杯里的水也不流出来．下列说法中正确的是(　 　) A. 在最高点时，水对杯底一定有压力 B. 在最高点时，盛水杯子的速度一定不为零 C. 在最低点时，细绳对杯子的拉力充当向心力 D. 在最低点时，杯中的水不只受重力作用 10. 第24届冬奥会将于2022年2月4日在中国北京和张家口联合举行，这是我国继2008年奥运会后承办的又一重大国际体育盛会。如图所示为我国滑雪运动员备战的示意图，运动员（可视为质点）从曲面AB上某位置由静止滑下，到达B点后以速度水平飞出，经后落到足够长的斜坡滑道C点，此时速度方向与斜面夹角为；运动员调整位置下滑，到达B点后以速度水平飞出，经后落到斜坡滑道D点，此时速度方向与斜面夹角为；已知O点在B点正下方，，不计空气阻力，以下关系正确的是（　　） A. B. C. D. BC与BD间的距离关系满足： 三、实验题（11题8分，12题8分） 11. 在用小球、斜槽、重垂线、木板、坐标纸、图钉、铅笔做“研究平抛运动”的实验中，下列说法正确的是（　　） A. 斜槽轨道必须光滑 B. 斜槽轨道末端可以不水平 C. 应使小球每次从斜槽上相同的位置静止滑下 D. 要使描出的轨迹更好地反映小球的真实运动，记录的点应适当多一些 12. 如图所示，是两个研究平抛运动的演示实验装置，对于这两个演示实验的认识，下列说法正确的是（　　） A. 甲图中，两球同时落地，说明平抛小球在水平方向上做匀速运动 B. 甲图中，两球同时落地，说明平抛小球在竖直方向上做自由落体运动 C. 乙图中，两球恰能相遇，说明平抛小球在水平方向上做匀速直线运动 D. 乙图中，两球恰能相遇，说明平抛小球在水平方向上做自由落体运动 13. 某科学兴趣小组要验证小球平抛运动的规律，实验设计方案如图甲所示，用轻质细线拴接一小球，在悬点O正下方有水平放置的炽热的电热丝P，当悬线摆至电热丝处时能轻易被烧断；MN为水平木板，已知悬线长为l，悬点到木板的距离OO’=h（h>l） （1）将小球向左拉起后自由释放，最后小球落到木板上的C点，O'C=x，则小球做平抛运动的初速度为v0=___________。 （2）图乙是以竖直方格板为背景通过频闪照相得到的照片，每个格的边长d=5cm，通过实验，记录了小球在运动途中的三个位置，如图所示，则该频闪照相的周期为___________s，初速度为___________m/s，过B点的速度为___________m/s（结果保留两位有效数字。取g=10m/s2） 四、解答题（13题10分，14题12分，15题16分，共38分） 14. 如图一个圆盘在水平面内匀速转动，角速度是4rad/s，盘面上距圆盘中心0.10m的位置有一个质量为0.10kg的小物体在随圆盘一起做匀速圆周运动。求： （1）物体的线速度大小。 （2）小物体所受向心力的大小。 15. 如图所示，宇航员站在某质量分布均匀的星球表面一斜坡上P点沿水平方向以初速度v0抛出一个小球，测得小球经时间t落到斜坡上另一点Q，斜面的倾角为α，已知该星球半径为R，万有引力常量为G，求： (1)该星球表面的重力加速度； (2)该星球的质量． 16. 如图所示，在水平台的右侧有半径、圆心角的粗糙圆弧轨道BC固定在地面上，圆弧轨道末端与长木板P上表面平滑对接但不粘连，P静止在水平地面上。质量的小物块从固定水平台右端A点以4m/s的初速度水平抛出，运动至B点时恰好沿切线方向进入圆弧轨道，至C点时对圆弧轨道的压力大小为60N，之后小物块滑上木板P，最终恰好未从木板P上滑下。已知木板P质量，小物块与木板P间的动摩擦因数，木板P与地面间的动摩擦因数，重力加速度g取，，，忽略空气阻力，最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等，求： （1）AB两点间的竖直高度差； （2）小物块滑上木板P时，木板P的加速度大小； （3）木板P的长度。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $