内容正文:
2024—2025学年下期高2027届3月月考
物理试题
注意事项:
1.本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答第Ⅰ卷时,选出每小题答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。写在本试卷上无效。
3.回答第Ⅱ卷时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
第Ⅰ卷
1、 选择题(本题共13小题,共44分。其中1—8题为单项选择题,每小题3分,共24分,每小题给出的四个选项中,只有一个选项是符合题目要求的;9—13为多项选择题,每小题4分,共20分,在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求,全部选对得4分,选对但不全得2分,有选错或不答得0分。)
1、圆周运动是生活中常见的一种运动,关于匀速圆周运动,下列说法正确的是( )
A.匀速圆周运动的线速度大小和方向都时刻变化
B.匀速圆周运动的线速度大小不变,方向时刻变化
C.匀速圆周运动是匀速运动
D.匀速圆周运动是匀变速运动
2、关于行星绕太阳的运动,下列说法中正确的是( )
A.所有行星都在同一椭圆轨道上绕太阳运动
B.行星绕太阳运动时太阳位于行星椭圆轨道的中心处
C.离太阳越近的行星公转周期越小,离太阳越远的行星公转周期越大
D.在同一椭圆轨道上近日点速率小于远日点速率
3、下列关于向心力的叙述中,正确的是( )
A.向心力的方向始终沿着半径指向圆心,所以是一个恒力
B.做匀速圆周运动的物体,除了受到别的作用力外,还受到一个向心力的作用
C.向心力即要改变线速度的方向,又要改变线速度的大小
D.向心力可以由某个力单独提供,也可以由某几个力的合力来提供,或者由某一个力的分力来提供
4、地球质量大约是月球质量的81倍,一颗卫星在地球和月球之间,当地球对它的引力和月球对它的引力大小之比为4:1时,该卫星距地心距离与距月心距离之比为( )
A.9:2 B.2:4
C.1:81 D.81:1
5、如图,一圆盘可绕一通过圆心且垂直于盘面的竖直轴转动,在圆盘上放一块橡皮,橡皮块随圆盘一起转动(俯视为逆时针)。某段时间内圆盘转速不断增大,但橡皮块仍相对圆盘静止,在这段时间内,关于橡皮块所受摩擦力Ff的方向的四种表示(俯视图)中,正确的是( )
A.B.C.D.6、有关圆周运动的基本模型,下列说法正确的是( )
A.如图甲,火车转弯超过规定速度行驶时,内轨和轮缘间会有挤压作用
B.如图乙,“水流星”表演中,过最高点时水没有从杯中流出,水对杯底压力可以为零
C.如图丙,小球竖直面内做圆周运动,过最高点的速度至少等于
D.如图丁,A、B两小球在同一水平面做圆锥摆运动,则A的角速度比B的角速度大
7、如图所示,在匀速转动的圆筒内壁上,有一物体随圆筒一起转动而未滑动。若圆筒和物体以更大的角速度做匀速转动,下列说法正确的是( )
A.物体所受弹力增大,摩擦力也增大 B.物体所受弹力增大,摩擦力减小
C.物体所受弹力减小,摩擦力也减小 D.物体所受弹力增大,摩擦力不变
8、如图所示,在倾角为α=30°的光滑斜面上,有一长L=0.8m的细绳,一端固定在O点,另一端拴一质量为0.2kg的小球,使小球在斜面上做圆周运动,小球通过最高点A时的最小速度为多大(g=10m/s2)
A.2m/s B.4m/s
C.3m/s Dm/s
9、如图为甲、乙两球做匀速圆周运动时向心加速度随半径变化的关系图线,甲的图线为双曲线的一支,乙的图线为直线。由图像可以知( )
A.甲球运动时,线速度的大小保持不变 B.甲球运动时,角速度的大小保持不变
C.乙球运动时,线速度的大小保持不变 D.乙球运动时,角速度的大小保持不变
10、一个内壁光滑的圆锥筒的轴线是竖直的,圆锥固定,有质量相同的两个小球A和B贴着筒的内壁在水平面内做匀速圆周运动,如图所示,A的运动半径较大,则( )
A. A球的角速度必小于B球的角速度
B. A球的线速度必小于B球的线速度
C.A球运动的向心加速度等于B球运动的向心加速度
D.A球对筒壁的压力必大于B球对筒壁的压力
11、如图所示,一位同学玩飞镖游戏,圆盘最上端有一点P,飞镖抛出时与P等高,且与P点的距离为L,当飞镖以初速度v0垂直盘面瞄准P点水平抛出的同时,圆盘绕经过盘心O点的水平轴在竖直平面内匀速转动,忽略空气阻力,重力加速度为g,飞镖恰好击中P点,则( )
A.飞镖击中P点所需的时间为 B.圆盘的半径为
C.圆盘转动角速度的最小值为 D.圆盘转动的角速度可能为
12.如图所示,自行车的大齿轮、小齿轮与后轮的半径之比为2∶1∶4,它们的边缘分别有三个点A、B、C,则下列说法正确的是( )
A.B、C两点的线速度之比为1∶4 B.A、B两点的周期之比为1∶2
C.A、C两点的角速度之比为2∶1 D.A、C两点的向心加速度之比为1∶8
13、如图甲所示,轻绳一端固定在O点,另一端固定一小球(可看成质点),让小球在竖直平面内做圆周运动。改变小球通过最高点时的速度大小v,测得相应的轻绳弹力大小F,得到F-v2图像如图乙所示,已知图线的延长线与纵轴交点坐标为(0,-b),斜率为k。不计空气阻力,重力加速度为g,则下列说法正确的是( )
A.该小球的质量为 B.小球运动的轨迹半径为
C.图线与横轴的交点表示小球所受的合力为零 D.当v2=c时,小球的向心加速度为g
第Ⅱ卷
二、实验题:(本题共2小题,每空两分,共18分)
14、(8分)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ω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,标尺上的红白相间的等分格显示出两个钢球所受句心力的比值。
(1) 在该实验中应用了 (选填“演绎法”、“控制变量法”、“等效替代法”)来探究向心力的大小F与质量m、角速度ω和半径r之间的关系;
(2)如图是探究过程中某次实验时装置的状态,若皮带连接的两轮半径之比R1:R2=3:1,则这两轮边缘的线速度大小之比为v1:v2= ,两轮塔的角速度之比为ω1:ω2= ,标尺1和标尺2显示的向心力之比应为F1:F2= (己知两钢球质量相等,运动半径相等)。
15、(10分)在“探究平抛运动的运动规律”的实验中,可以描绘出小球平抛运动的轨迹,实验简要步骤如下:
A.让小球多次从________释放,在一张印有小方格的纸上记下小球经过的一系列位置,如图中a,b,c,d所示(选填:“同一位置”、“任意位置”).
B.按图安装好器材,记下平抛初位置O点和过O点的竖直线.
C.取下白纸,以O为原点,以竖直线为y轴建立坐标系,用平滑曲线画平抛运动物体的轨迹.
(1)完成上述步骤,让小球多次从________释放。(选填:“同一位置”、“任意位置”).
(2)上述实验步骤的合理顺序是________.
(3)已知图中小方格的边长L=1.25 cm,则小球平抛的初速度为v0=________(用L、g表示),其值是________(取g=9.8 m/s2)
(4)b点的速度vb=________(用L、g表示)
三、计算题:(本题共3小题,共38分,解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骚,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。
16、(12分)如图所示,长为L的细线拴一质量为m的小球,细线另一端固定于O点,让小球在水平面内做匀速圆周运动,这种运动通常称为圆锥摆运动。已知运动中细线与竖直方向的夹角为θ,重力加速度为g,求∶
(1)细线对小球的拉力F的大小;
(2)小球在水平面内做匀速圆周运动的角速度大小。
17、(12分)如图所示,人骑摩托车做腾跃特技表演,沿曲面冲上高0.8m顶部水平的高台,接着以v=3m/s的水平速度离开高台,落至地面时,恰能无碰撞地从A点沿圆弧切线方向进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R=1.0m,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)
(1)求从高台飞出至到达A点,人和车运动的水平距离s。
(2)求人和车从平台飞出到达A点时的速度大小及圆弧轨道对应的圆心角θ。
(3)若人和车运动到圆弧轨道最低点O时的速度=m/s,求此时对轨道的压力大小。
18、
(14分)如图甲所示为一种叫“魔力陀螺”的玩具,其结构可简化为图乙所示。陀螺的质量为,铁质圆轨道的质量为、半径为,用支架将圆轨道固定在竖直平面内,陀螺在轨道内、外两侧均可以旋转,其余部分质量不计。轨道对陀螺磁芯的吸引力始终沿轨道的半径方向,大小恒为。不计摩擦和空气阻力,重力加速度为g
(1)若陀螺在轨道内侧运动到最高点时的速度为,求此时轨道对陀螺的弹力大小;
(2)要使陀螺在轨道外侧运动到最低点时不脱离轨道,求陀螺通过最低点时的最大速度;
(3)若陀螺在轨道外侧运动到与轨道圆心等高处时速度为,求固定支架对轨道的作用力大小。
物理答案
2、 选择题本题共13小题,共44分其中1—8题为单项选择题.每小题3分,共24分。每小题给出的四个选项中,只有一个选项是符合题目要求的;9—13为多项选择题,每小题4分,共20分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求。全部选对得4分,选对但不全得2分,有选错或不答得0分)
1、B 2、C 3、D 4、A 5、C 6、B 7、D 8、A 9、AD 10、AC 11、BC 12、AD 13、AB
3、 实验题:(本题共2小题,每空两分,共18分)
14、(1)控制变量法(2) 1:1 1:3 1:9
15、(1)同一位置 (2)BAC (3)2 0.7 (4)
4、 计算题:(本题共3小题,共38分,解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骚,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。
16:(12分)
【详解】(1)由受力分析可知,重力与细线拉力的合力提供向心力,如图:
建立如图所示的坐标系,竖直方向上有Fcosθ=mg
解得
(2)小球做圆周运动的半径为r=Lsinθ
· 即
解得
17、(12分)
【答案】(1)1.2m;(2)7740N;(3)5m/s,106°
【详解】(1)人和车从高台飞出至到达A点做平抛运动,竖直方向上有H=g
水平方向上有s=vt1
联立并代入数据解得t1=0.4s,s=1.2m
(2)人和车到达A点时,竖直方向的分速度vy=gt1=4m/s
到达A点时的速度vA==5m/s
设vA与水平方向的夹角为α,则sinα=
解得α=53°
所以θ=2α=106°
(3)在圆弧轨道最低点O,由牛顿第二定律得N-mg=m
代入数据解得N=7740N
由牛顿第三定律可知,人和车在圆弧轨道最低点O对轨道的压力大小为7740N。
18、(14分)
【答案】(1);(2);(3)
(1)当陀螺在轨道内侧最高点时,设轨道对陀螺的吸引力为,轨道对陀螺的弹力为,陀螺所受的重力为,最高点的速度为,如图所示
由牛顿第二定律有
解得 方向:竖直向下
(2)设陀螺在轨道外侧运动到最低点时,轨道对陀螺的吸引力为,轨道对陀螺的弹力为,陀螺所受的重力为,最低点的速度为,如图所示
由牛顿第二定律有
由题意可知,当时,陀螺通过最低点时的速度为最大值,解得
(3)设陀螺在轨道外侧运动到与轨道圆心等高处时,轨道对陀螺的吸引力为,轨道对陀螺的支持力为,陀螺所受的重力为。如图所示
由牛顿第二定律有
解得由牛顿第三定律可知
,
固定支架对轨道的作用力为
F=
解得
(
10
)
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