精品解析：黑龙江省齐齐哈尔市第八中学校2024-2025学年高一下学期3月月考物理试题

高一下学期三月月考 物理试题 满分100分，考试用时60分钟 一、选择题（本题共10小题，1-7单选，8-10多选，每小题6分，共60分。） 1. 下列关于圆周运动的说法中正确的是（ ） A. 做匀速圆周运动的物体，所受合外力一定指向圆心 B. 做匀速圆周运动的物体，其加速度是不变的 C. 做圆周运动物体，其加速度一定指向圆心 D. 做圆周运动物体，所受合外力是不变的 2. 如图所示，土星和火星都围绕太阳公转，根据开普勒行星运动定律可知（　　） A. 土星远离太阳的过程中，它的速度将增大 B. 土星和火星绕太阳的运动是匀速圆周运动 C. 土星比火星的公转周期大 D. 在相等时间内，土星与太阳的连线和火星与太阳的连线扫过的面积相等 3. 如图所示，A、B、C分别是自行车的大齿轮、小齿轮和后轮的边缘上的三个点，到各自转动轴的距离分别为3r、r和10r。支起自行车后轮，在转动踏板的过程中，A、B、C三点（　　） A. 角速度大小关系是ωA >ωB =ωC B. 线速度大小关系是vA < vB <vC C. 转速之比是nA︰nB︰nC = 1︰3︰3 D. 加速度之比是aA︰aB︰aC = 1︰30︰3 4. 如图所示，一质量为的汽车在水平公路上行驶，路面对轮胎的径向最大静摩擦力为。当汽车经过半径为的弯道时，下列判断正确的是（　　） A. 汽车转弯时受到重力、弹力、摩擦力和向心力 B. 汽车安全转弯的向心加速度大小可能为8m/s2 C. 汽车转弯速度为时汽车会发生不会侧滑 D. 汽车转弯速度为时所需的向心力为 5. 在水平公路上行驶的汽车，当汽车以一定速度运动时，车轮与路面间的最大静摩擦力恰好等于汽车转弯所需要的向心力，汽车沿如图的圆形路径（虚线）运动、当汽车行驶速度突然增大，则汽车的运动路径可能是 （　　） A. Ⅰ B. Ⅱ C. Ⅲ D. Ⅳ 6. 如图所示，将内壁光滑、半径为R圆形细管竖直固定放置，一质量为m的小球（视为质点）在管内做圆周运动，小球过最高点时的速度为v，则下列说法正确的是（　　） A. 小球做的是匀速圆周运动 B. 小球通过最高点的最小速度为 C. 小球恰好到达最高点时，对细管的作用力为零 D. 若小球在最高点的速度，会对细管的外侧内壁有作用力 7. 如图所示，光滑半圆形碗固定在地面上，其半径为R，一质量为m的小球紧贴碗的内表面做匀速圆周运动，其轨道平面水平且距离碗底的高度为h，重力加速度为g，则小球做匀速圆周运动的转速为（单位r/s）（　　） A. B. C. D. 8. 有关圆周运动的基本模型，下列说法正确的是（　　） A. 如图a，汽车通过拱形桥最高点时对桥的压力大于自身重力 B. 如图b所示是一圆锥摆模型，增大θ，但保持圆锥摆的高度不变，则小球的角速度变大 C. 如图c，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位置小球所受筒壁的支持力与在B位置时所受支持力大小相等 D. 如图d，火车转弯超过规定速度行驶时，外轨和轮缘间会有挤压作用 9. 如图所示，水平杆固定在竖直杆上，两者互相垂直水平杆上O、A两点连接有两轻绳，两绳的另一端都系在质量为m的小球上，OA=OB=AB，现通过转动竖直杆，使水平杆在水平面内做匀速圆周运动，三角形OAB始终在竖直平面内若转动过程中OB、AB两绳始终没有弯曲重力加速度为g，下列说法正确的是（　　） A. OB绳的拉力大小可能为mg B. OB绳的拉力大小可能为mg C. AB绳的拉力大小可能为0 D. AB绳的拉力大小可能为mg 10. 如图所示，质量均为m的木块A、B叠放在一起，B通过轻绳与质量为2m的木块C相连。三木块放置在可绕固定转轴OO′转动的水平转台上。木块A、B与转轴OO′的距离为2L，木块C与转轴OO′的距离为L．A与B间的动摩擦因数为5μ，B、C与转台间的动摩擦因数为μ。（取最大静摩擦力等于滑动摩擦力）。若圆盘从静止开始绕转轴缓慢地加速转动，直到有木块即将发生相对滑动为止。用ω表示圆盘转动的角速度，下列说法正确的是（　　） A. 当时，轻绳的拉力为零 B. B木块与转台间摩擦力一直增大 C. 当时，C木块与转台间摩擦力零 D. ω的最大值为 二、非选择题（本题共3小题，共40分） 11. 用向心力演示器来探究物体做圆周运动所需向心力F的大小与质量m、角速度ω和半径r之间的关系。两个变速塔轮通过皮带连接，匀速转动手柄使长槽和短槽分别随变速塔轮1和变速塔轮2匀速转动，槽内的球就做匀速圆周运动。横臂的挡板对球的弹力提供向心力，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。标尺上红白相间的等分格显示出两个球所受向心力的比值，图示为装置实物图和结构简图。 （1）下列实验的实验方法与探究向心力的大小与质量、角速度和半径的关系实验相同的是（　　） A. 探究平抛运动的特点 B. 探究加速度与力、质量的关系 C. 探究两个互成角度的力的合成规律 （2）在探究向心力的大小F与质量m、角速度ω和半径r之间的关系时可以得到的结果是 。 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. 在半径和角速度一定的情况下，向心力的大小与质量成正比 D. 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 （3）如下图所示，在验证向心力公式的实验中，质量相同的钢球①、②分别放在A盘和B盘的边缘， A、B两盘的半径之比为2∶1，a、b分别是与A盘、B盘同轴的轮，a轮、b轮半径之比为1∶2，当a、b两轮在同一皮带带动下匀速转动时，则a轮与b轮的角速度大小之比为_____________，钢球①、②受到的向心力之比为_____________。 12. 如图所示，水平转台上有一个质量为m的小物块，用长为L的轻细绳将物块连接在通过转台中心的转轴上，细绳与竖直转轴的夹角为θ，系统静止时细绳绷直但张力为零。物块与转台间动摩擦因数为μ（μ < tanθ），设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，物块随转台由静止开始缓慢加速转动，在物块离开转台前，求： （1）绳中刚出现拉力时。转台的角速度的大小？ （2）物块能在转台上随转台一起转动的最大角速度是多少？ 13. 如图所示，一个可视为质点的质量为m=2 kg的木块从P点以初速度v0=5 m/s向右运动，木块与水平面间的动摩擦因数μ=0.4，木块运动到M点后水平抛出，恰好沿粗糙圆弧AB的A点的切线方向进入圆弧（不计空气阻力）。已知圆弧的半径R=0.5 m，半径OA与竖直半径OB间的夹角θ=53°，木块到达A点时的速度vA=5 m/s，取sin53°=0.8，cos 53°=0.6，g=10 m/s2。 （1）求P到M的距离l； （2）求M、A间的距离s； （3）若木块到达圆弧底端B点时速度大小vB=5 m/s，求此时木块对轨道的压力。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 高一下学期三月月考 物理试题 满分100分，考试用时60分钟 一、选择题（本题共10小题，1-7单选，8-10多选，每小题6分，共60分。） 1. 下列关于圆周运动的说法中正确的是（ ） A. 做匀速圆周运动的物体，所受合外力一定指向圆心 B. 做匀速圆周运动的物体，其加速度是不变的 C. 做圆周运动的物体，其加速度一定指向圆心 D. 做圆周运动的物体，所受合外力是不变的 【答案】A 【解析】 【详解】A. 匀速圆周运动合外力大小不变，方向始终指向圆心，故A正确； BD．匀速圆周运动合外力大小不变，方向始终指向圆心，由牛顿第二定律F=ma可知加速度大小不变，方向始终指向圆心，故B错误，D错误； C．做圆周运动的物体，其加速度不一定指向圆心，故C错误； 故选A. 2. 如图所示，土星和火星都在围绕太阳公转，根据开普勒行星运动定律可知（　　） A. 土星远离太阳的过程中，它的速度将增大 B. 土星和火星绕太阳的运动是匀速圆周运动 C. 土星比火星的公转周期大 D. 在相等时间内，土星与太阳的连线和火星与太阳的连线扫过的面积相等 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据开普勒第二定律可知，行星在近日点的速度最大，远日点的速度最小，则土星远离太阳的过程中，它的速度将减小，故A错误； B．根据开普勒第一定律可知，土星和火星绕太阳的运动是椭圆运动，故B错误； C．根据开普勒第三定律，由于土星的轨道半长轴大于火星的轨道半长轴，则土星比火星的公转周期大，故C正确； D．根据开普勒第二定律可知，在相等时间内，土星与太阳的连线扫过的面积相等；在相等时间内，火星与太阳的连线扫过的面积相等；但在相等时间内，土星与太阳的连线和火星与太阳的连线扫过的面积不相等，故D错误。 故选C。 3. 如图所示，A、B、C分别是自行车的大齿轮、小齿轮和后轮的边缘上的三个点，到各自转动轴的距离分别为3r、r和10r。支起自行车后轮，在转动踏板的过程中，A、B、C三点（　　） A. 角速度大小关系是ωA >ωB =ωC B. 线速度大小关系是vA < vB <vC C. 转速之比是nA︰nB︰nC = 1︰3︰3 D. 加速度之比是aA︰aB︰aC = 1︰30︰3 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】A．大齿轮与小齿轮是同缘传动，边缘点线速度相等，则有 根据则有 小齿轮与后轮是同轴传动,角速度相等，则有 根据则有 所以角速度大小关系是 则 ωA <ωB =ωC 选项A错误； B．线速度大小关系是 则 vA = vB <vC 选项B错误； D．根据可知 选项D错误； C．根据可知转速之比是 选项C正确。 故选C。 4. 如图所示，一质量为的汽车在水平公路上行驶，路面对轮胎的径向最大静摩擦力为。当汽车经过半径为的弯道时，下列判断正确的是（　　） A. 汽车转弯时受到重力、弹力、摩擦力和向心力 B. 汽车安全转弯的向心加速度大小可能为8m/s2 C. 汽车转弯速度为时汽车会发生不会侧滑 D. 汽车转弯速度为时所需的向心力为 【答案】C 【解析】 【详解】A．向心力是物体做圆周运动需要指向圆心的合力，不是物体实际受力，故选项A错误； B．当最大静摩擦力提供向心力时，加速度最大 故选项B错误； C．汽车转弯的最大速度 汽车不会侧滑，故选项C正确； D．汽车转弯速度为时 故选项D错误。 故选C。 5. 在水平公路上行驶的汽车，当汽车以一定速度运动时，车轮与路面间的最大静摩擦力恰好等于汽车转弯所需要的向心力，汽车沿如图的圆形路径（虚线）运动、当汽车行驶速度突然增大，则汽车的运动路径可能是 （　　） A. Ⅰ B. Ⅱ C. Ⅲ D. Ⅳ 【答案】B 【解析】 【详解】当汽车行驶速度突然增大时，最大静摩擦力不足以提供其需要的向心力，则汽车会发生离心运动，且合外力为滑动摩擦力，又因为合外力在运动轨迹的凹侧，即汽车的运动路径可能沿着轨迹Ⅱ。 故选B。 6. 如图所示，将内壁光滑、半径为R的圆形细管竖直固定放置，一质量为m的小球（视为质点）在管内做圆周运动，小球过最高点时的速度为v，则下列说法正确的是（　　） A. 小球做的是匀速圆周运动 B. 小球通过最高点的最小速度为 C. 小球恰好到达最高点时，对细管的作用力为零 D. 若小球在最高点速度，会对细管的外侧内壁有作用力 【答案】D 【解析】 【详解】A．小球从最低点向最高点运动的过程中，重力势能减小，根据机械能守恒，动能减小，速度减小，故A错误； B．由于细管内能支撑小球，所以小球能通过最高点最小速度为零，故B错误； C．小球恰好到达最高点时，细管对小球的作用力，根据牛顿第三定律，小球对细管的作用力为mg，故C错误； D．根据牛顿第二定律，当只有重力提供向心力时 若小球在最高点的速度，会对细管的外侧内壁有作用力，故D正确。 7. 如图所示，光滑半圆形碗固定在地面上，其半径为R，一质量为m的小球紧贴碗的内表面做匀速圆周运动，其轨道平面水平且距离碗底的高度为h，重力加速度为g，则小球做匀速圆周运动的转速为（单位r/s）（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】设小球与圆心连线与竖直方向的夹角为θ，受力如图所示，根据牛顿第二定律得 mgtanθ=mr（2πn）2 根据几何关系知 h=R-Rcosθ，r=Rsinθ 解得转速 故选C。 8. 有关圆周运动的基本模型，下列说法正确的是（　　） A. 如图a，汽车通过拱形桥最高点时对桥的压力大于自身重力 B. 如图b所示是一圆锥摆模型，增大θ，但保持圆锥摆的高度不变，则小球的角速度变大 C. 如图c，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位置小球所受筒壁的支持力与在B位置时所受支持力大小相等 D. 如图d，火车转弯超过规定速度行驶时，外轨和轮缘间会有挤压作用 【答案】CD 【解析】 【详解】A．题图a中，汽车通过拱形桥最高点时，重力和支持力的合力提供向心力，即 可见，由牛顿第三定律知此时汽车对桥的压力小于自身重力，故A错误； B．题图b中，设小球的角速度为ω，圆锥摆高度为h，则根据牛顿第二定律有 mg tan θ=mω2h tan θ 所以当增大θ且h不变时，ω不变，故B错误； C．题图c中，A、B与圆锥顶点连线和竖直方向的夹角大小相同，支持力的竖直分力平衡重力 所以在A位置小球所受筒壁的支持力与在B位置时所受支持力大小相等，故C正确； D．题图d中，火车转弯超过规定速度行驶时，重力和轨道支持力的合力不足以提供火车所需向心力，所以外轨和轮缘之间会存在挤压作用，故D正确。 故选CD。 9. 如图所示，水平杆固定在竖直杆上，两者互相垂直水平杆上O、A两点连接有两轻绳，两绳的另一端都系在质量为m的小球上，OA=OB=AB，现通过转动竖直杆，使水平杆在水平面内做匀速圆周运动，三角形OAB始终在竖直平面内若转动过程中OB、AB两绳始终没有弯曲重力加速度为g，下列说法正确的是（　　） A. OB绳的拉力大小可能为mg B. OB绳的拉力大小可能为mg C. AB绳的拉力大小可能为0 D. AB绳的拉力大小可能为mg 【答案】ACD 【解析】 【详解】当杆没有转动时，根据受力平衡可知 随转速的增加，OB绳的拉力逐渐增大，AB绳的拉力逐渐减小，当AB绳拉力减小到0时，OB绳拉力达到最大值，此时 解得 因此OB绳拉力的范围 AB绳拉力的范围 因此ACD正确，B错误。 故选ACD。 10. 如图所示，质量均为m的木块A、B叠放在一起，B通过轻绳与质量为2m的木块C相连。三木块放置在可绕固定转轴OO′转动的水平转台上。木块A、B与转轴OO′的距离为2L，木块C与转轴OO′的距离为L．A与B间的动摩擦因数为5μ，B、C与转台间的动摩擦因数为μ。（取最大静摩擦力等于滑动摩擦力）。若圆盘从静止开始绕转轴缓慢地加速转动，直到有木块即将发生相对滑动为止。用ω表示圆盘转动的角速度，下列说法正确的是（　　） A. 当时，轻绳的拉力为零 B. B木块与转台间摩擦力一直增大 C. 当时，C木块与转台间摩擦力为零 D. ω最大值为 【答案】CD 【解析】 【详解】A．A开始滑动的角速度为 解得 假设没有绳，B开始滑动时的角速度为 解得 假设没有绳，C开始滑动时的角速度为 解得 A所以当，绳开始有拉力，当时，轻绳已经有拉力，A错误； B．当时，再增大加速转动，绳开始有拉力，至C滑动前，B的摩擦力不变，B错误； C．当 C木块与转台间摩擦力为零时 解得 所以，当C木块与转台间摩擦力为零，C正确； D．当最大角速度时 解得 所以，ω的最大值为，D正确。 故选CD。 二、非选择题（本题共3小题，共40分） 11. 用向心力演示器来探究物体做圆周运动所需向心力F的大小与质量m、角速度ω和半径r之间的关系。两个变速塔轮通过皮带连接，匀速转动手柄使长槽和短槽分别随变速塔轮1和变速塔轮2匀速转动，槽内的球就做匀速圆周运动。横臂的挡板对球的弹力提供向心力，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。标尺上红白相间的等分格显示出两个球所受向心力的比值，图示为装置实物图和结构简图。 （1）下列实验的实验方法与探究向心力的大小与质量、角速度和半径的关系实验相同的是（　　） A. 探究平抛运动的特点 B. 探究加速度与力、质量的关系 C. 探究两个互成角度的力的合成规律 （2）在探究向心力的大小F与质量m、角速度ω和半径r之间的关系时可以得到的结果是 。 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. 在半径和角速度一定的情况下，向心力的大小与质量成正比 D. 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 （3）如下图所示，在验证向心力公式的实验中，质量相同的钢球①、②分别放在A盘和B盘的边缘， A、B两盘的半径之比为2∶1，a、b分别是与A盘、B盘同轴的轮，a轮、b轮半径之比为1∶2，当a、b两轮在同一皮带带动下匀速转动时，则a轮与b轮的角速度大小之比为_____________，钢球①、②受到的向心力之比为_____________。 【答案】（1）B （2）C （3） ①. ②. 【解析】 【小问1详解】 探究向心力的大小F与质量m、角速度和半径r之间关系，采用的实验方向是控制变量法。 A．探究平抛运动的特点，采用的是等效思想，故A错误； B．探究加速度与力、质量的关系采用的实验方法是控制变量法，故B正确； C．探究两个互成角度的力的合成规律采用的实验方法是等效替代法，故C错误。 故选B 【小问2详解】 根据 AB．可知在质量和半径一定的情况下，向心力的大小与角速度的平方成正比，向心力的大小与线速度的大小的平方成正比，故AB错误； C．在半径和角速度一定的情况下，心力的大小与质量成正比，故C正确； D．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D错误。 故选C。 【小问3详解】 [1]当a、b两轮在同一皮带带动下匀速转动时，a、b两轮边缘处的线速度大小相等，根据 可得a轮与b轮的角速度大小之比为 [2]根据 可知钢球①、②受到的向心力之比为 12. 如图所示，水平转台上有一个质量为m的小物块，用长为L的轻细绳将物块连接在通过转台中心的转轴上，细绳与竖直转轴的夹角为θ，系统静止时细绳绷直但张力为零。物块与转台间动摩擦因数为μ（μ < tanθ），设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，物块随转台由静止开始缓慢加速转动，在物块离开转台前，求： （1）绳中刚出现拉力时。转台的角速度的大小？ （2）物块能在转台上随转台一起转动的最大角速度是多少？ 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）当绳中刚出现拉力时，有 解得 （2）当物块和转台之间摩擦力为零时，物块开始离开转台，有 解得 所以物块能在转台上随转台一起转动的最大角速度为。 13. 如图所示，一个可视为质点的质量为m=2 kg的木块从P点以初速度v0=5 m/s向右运动，木块与水平面间的动摩擦因数μ=0.4，木块运动到M点后水平抛出，恰好沿粗糙圆弧AB的A点的切线方向进入圆弧（不计空气阻力）。已知圆弧的半径R=0.5 m，半径OA与竖直半径OB间的夹角θ=53°，木块到达A点时的速度vA=5 m/s，取sin53°=0.8，cos 53°=0.6，g=10 m/s2。 （1）求P到M的距离l； （2）求M、A间的距离s； （3）若木块到达圆弧底端B点时速度大小vB=5 m/s，求此时木块对轨道的压力。 【答案】（1）2 m；（2）s= m；（3）120 N，方向竖直向下。 【解析】 【详解】（1）由木块运动到M点后水平抛出，恰好沿粗糙圆弧AB的A点的切线方向进入圆弧可得，M点的速度为 v=vAcos θ=3 m/s 木块在水平面上滑行时的加速度大小 a=μg=4 m/s2 P到M的距离 （2）由题图可知，木块运动至A点时竖直方向的分速度为 vy=vAsin θ=4m/s 设M点与A点的水平距离为x，竖直高度为h，有 vy=gt vy2=2gh x=vt 解得 （3）设木块到达圆弧底端时，底端对木块的支持力为FN，根据 FN-mg=m 可得 FN=120 N 由牛顿第三定律可知，木块对轨道的压力大小 FN′=FN=120 N 方向竖直向下。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $