精品解析：江苏省扬州市新华中学2024-2025学年高一下学期3月月考物理试题

扬州市新华中学2024-2025学年高一下学期第一次月考物理试卷 一、单项单选题：共10题，每题4分，共40分。每题只有一个选项最符合题意。 1. 对于万有引力定律的数学表达式，下列说法正确的是（　　） A. 公式中G为引力常数，是人为规定的 B. r趋近于零时，万有引力趋于无穷大 C. m1、m2之间的万有引力总是大小相等，与m1、m2的质量是否相等无关 D. m1、m2之间的万有引力总是大小相等方向相反，是一对平衡力 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】A．公式中G为引力常数，是卡文迪许测定的，A错误； B．r趋近于零时，万有引力定律不成立，不能用万有引力定律求引力，万有引力不是无穷大，B错误； C．根据牛顿第三定律，m1、m2之间的万有引力总是大小相等，与m1、m2的质量是否相等无关，C正确； D．m1、m2之间的万有引力总是大小相等方向相反，是一对作用力和反作用力，D错误。 故选C。 2. 如图所示，两个小球固定在一根长为l的杆的两端，绕杆上的O点做圆周运动．当小球A的速度为vA时，小球B的速度为vB，则轴心O到小球A的距离是 (　　)． A vA(vA＋vB)l B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】两个小球固定在同一根杆的两端一起转动，它们的角速度相等． 设轴心O到小球A的距离为x，因两小球固定在同一转动杆的两端，故两小球做圆周运动的角速度相同，半径分别为x、l－x.根据 ω＝ 有 ＝ 解得 x＝ 故选B. 3. 若地球表面处的重力加速度为g，而物体在距地面3R（R为地球半径）处，由于地球作用而产生的加速度为g′，则为（　　） A. 1 B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】地球表面，万有引力等于重力，有 物体在距地面3R（R为地球半径）处，有 联立解得 故D正确，ABC错误。 故选D。 4. 下列关于地球同步通信卫星的说法中，正确的是（　　） A. 为避免通信卫星在轨道上相撞，应使它们运行在不同的轨道上 B. 通信卫星定点在地球上空某处，各个通信卫星的角速度相同，但线速度大小可以不同 C. 不同国家发射通信卫星的地点不同，但卫星轨道一定不在同一平面内 D. 通信卫星只能运行在赤道上空某一恒定高度上 【答案】D 【解析】 【详解】CD．地球同步通信卫星绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力可得 可得 由于各个静止卫星的运行周期都等于地球自转的周期，则轨道半径相同，且地球同步通信卫星只能运行在赤道上空某一恒定高度上，所以不同国家发射通信卫星的地点不同，但卫星轨道一定在同一平面内，故C错误，D正确； AB．通信卫星定点在地球赤道上空固定高度处，根据， 由于各个通信卫星的运行周期相同，轨道半径相同，则角速度相同，线速度大小也相同，所以这些卫星在同一轨道上运行不会发生相撞事故，故AB错误。 故选D。 5. 乘坐如图所示游乐园的过山车时，质量为m的人随车在竖直平面内沿圆周轨道运动.下列说法正确的是（ ） A. 车在最高点时人处于倒坐状态，全靠保险带拉住，若没有保险带，人一定会掉下去 B. 人在最高点时对座位仍可能产生压力，但压力一定小于mg C. 人在最高点和最低点时的向心加速度大小相等 D. 人在最低点时对座位的压力大于mg 【答案】D 【解析】 【详解】A. 当人与保险带间恰好没有作用力，由重力提供向心力时， ， 则临界速度为 v0=， 当速度v⩾时，没有保险带，人也不会掉下来。故A错误； B. 当人在最高点的速度v>，人对座位就产生压力。以人为研究对象，根据牛顿第二定律得： mg+N=， 得： N=−mg， 座位对人作用力与速度v有关，当v>时，N>mg，则座位对人的压力将大于mg，故B错误； C. 人在最高点和最低点速度大小不等，根据向心加速度公式 可知，人在最高点和最低点时的向心加速度大小不相等，故C错误； D. 人在最低点时，加速度方向竖直向上，根据牛顿第二定律分析可知，人处于超重状态，人对座位的压力大于mg，故D正确。 故选：D。 6. 设两人造地球卫星的质量比为1：2，到地球球心的距离比为1：3，则它们的（　　） A. 周期比为3：1 B. 线速度比为1：3 C. 向心加速度比为1：9 D. 向心力之比为9：2 【答案】D 【解析】 【详解】卫星绕地球做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力可得 可得，，， 则它们的周期比为 它们的线速度比为 它们的向心加速度比为 它们的向心力之比为 故选D。 7. 地球绕太阳做匀速圆周运动的半径为r1、周期为T1；月球绕地球做匀速圆周运动的半径为r2、周期为T2.万有引力常量为G，不计周围其他天体的影响，则根据题中给定条件（　　） A. 能求出月球的质量 B. 可知表达式成立 C. 能求出地球与月球之间万有引力 D. 能求出太阳与地球之间的万有引力 【答案】D 【解析】 【详解】A．月球绕地球转，根据万有引力提供向心力，可得中心天体质量，故不能求出月球质量，故A错误； B．开开普勒第三定律是相对于同一个中心天体的，不同的中心天体该表达式不正确，故B错误； C．由于月球质量无法求出，故无法得到地球与月球之间的万有引力，故C错误； D．设月球、地球、太阳的质量分别为，则由月球绕地球做圆周运动可得 可求得地球的质量，同理由地球绕太阳做匀速圆周运动可得 可求得太阳的质量，太阳和地球之间的万有引力为，故D正确。 故选D。 8. 一航天员站在某星球表面上，以水平速度v0抛出一物体，抛出点离星球表面高为h，经时间t物体落到星球表面。已知该星球半径为R，忽略星球的自转，下列说法正确的是（　　） A. 星球质量为 B. 星球的质量为 C. 星球的第一宇宙速度为 D. 星球的第一宇宙速度为 【答案】C 【解析】 【详解】AB．物体在星球表面做平抛运动，竖直方向有 解得该星球表面重力加速度 在星球表面有 联立解得星球的质量为，故AB错误； CD．星球的第一宇宙速度等于表面轨道卫星的运行速度，则有 解得，故C正确，D错误。 故选C。 9. 如图为一竖直放置的圆环，小球可在环内做圆周运动。半径为R。现给小球一初速度，使它在圆环内做圆周运动，则关于小球在最高点的速度v，说法错误的是（　　） A. v由零逐渐增大，向心力也逐渐增大 B. v的最小值为 C. 当v由值逐渐增大时，小球对管壁的弹力逐渐增大 D. 当v由值逐渐减小时，小球对管壁的弹力逐渐增大 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据，可知v由零逐渐增大，向心力也逐渐增大，故A正确，不满足题意要求； B．小球在最高点，当受到的支持力等于重力时，此时v的最小值为0，故B错误，满足题意要求； 最高点，当重力刚好提供向心力时，有 解得 C．当v由值逐渐增大时，根据牛顿第二定律可得 可知小球对管壁的弹力逐渐增大，故C正确，不满足题意要求； D．当v由值逐渐减小时，根据牛顿第二定律可得 可知小球对管壁的弹力逐渐增大，故D正确，不满足题意要求。 故选B。 10. a、b、c、d四颗地球卫星，a还未发射，在地球赤道上随地球表面一起转动，向心加速度为，b处于地面附近近地轨道上，正常运行速度为，c是地球静止卫星，离地心距离为r，运行速度为，向心加速度为，d是高空探测卫星，各卫星排列位置如图所示，地球的半径为R，则有（　　） A. a的向心加速度等于重力加速度g B. d的运动周期有可能是 C. D. 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】A．地球静止卫星c的周期必须与地球自转周期相同，角速度相同，则知a与c的角速度相同，根据 知，c的向心加速度大。 由 得 卫星的轨道半径越大，向心加速度越小，则静止卫星的向心加速度小于b的向心加速度，而b的向心加速度约为g，故知a的向心加速度小于重力加速度g。故A错误； B．由开普勒第三定律 知，卫星的轨道半径越大，周期越大，所以d的运动周期大于c的周期24h，故B错误； C．a、c的角速度相同，由 得 故C错误。 D．由 得 则得 故D正确。 故选D。 二、非选择题：共5题，共60分。其中第11题~第15题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位。 11. 如图所示，一个竖直放置的圆锥筒可绕其中心OO′转动，筒内壁粗糙，筒口半径和筒高分别为R和H，筒内壁A点的高度为筒高的一半，内壁上有一质量为m的小物块．求： (1)当筒不转动时，物块静止在筒壁A点受到的摩擦力和支持力的大小； (2)当物块在A点随筒做匀速转动，且其受到的摩擦力为零时，筒转动的角速度． 【答案】(1)摩擦力f=，支持力N=. (2) 【解析】 【详解】（1）根据受力分析则物体保持平衡的受力分析如图， 根据平衡可知： （2）当转速增加，f=0时，即 ， 化简则 ， 所以 12. 我国已启动“嫦娥工程”，并于2007年10月24日成功发射绕月运行的探月卫星“嫦娥Ⅰ号”。设该卫星可贴近月球表面运动且轨道是圆形的，已知地球半径约是月球半径的4倍，地球质量约是月球质量的81倍，地球近地卫星的周期约为84min，地球表面重力加速度g取10m/s2，求： （1）绕月表面做匀速圆周运动的“嫦娥Ⅰ号”，其运动周期约是多大？ （2）设想宇航员在月球表面上做自由落体实验，某物体从离月球表面20m处自由下落，约经多长时间落地？ 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 根据万有引力提供卫星做圆周运动的向心力 解得 由题意可知 解得“嫦娥Ⅰ号”的运动周期约为 【小问2详解】 根据 解得 由题意可知 解得 根据自由落体运动的规律 解得 13. “魔盘”是一种神奇的游乐设施，它是一个能绕中心轴转动的带有竖直侧壁的大型转盘，随着“魔盘”转动角速度的增大，“魔盘”上的人可能滑向盘的边缘．如图所示，质量为m的人（视为质点）坐在转盘上，与转盘中心O相距r。转盘的半径为R，人与盘面及侧壁间的动摩擦因数均为μ，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g。 (1)当转盘的角速度大小为ω0时，人未滑动，求此时人的线速度大小v； (2)求人与转盘发生相对滑动时转盘的角速度大小ω应满足的条件； (3)当人滑至“魔盘”侧壁时，只要转盘的角速度不小于某一数值ωm，人就可以离开盘面，贴着侧壁一起转动。有同学认为，ωm的大小与人的质量有关，你同意这个观点吗？请通过计算说明理由。 【答案】（1）；（2）；（3）不同意 【解析】 【详解】（1）人做圆周运动，根据v=rω得线速度为 （2）静摩擦力提供圆周运动所需的向心力，当静摩擦力达到最大静摩擦力时，此时的角速度为最大角速度，则 解得 所以当时，人与转盘发生相对滑动； （3）人可以离开盘面，贴着侧壁一起转动时，竖直方向受力平衡，水平方向侧壁对人的支持力提供向心力，则有 ， 解得 与质量无关，所以不同意。 14. 如图所示，长为L=1m的轻质细杆一端固定在O点，在杆的中心处和另一端各固定一个质量为m=0.2kg的小球，将杆从水平位置由静止释放，当杆运动到竖直位置时，B球速度大小为。求：杆在竖直位置时，OA杆和AB杆中弹力的大小。（g取10m/s2） 【答案】， 【解析】 【详解】由于A、B同轴转动，具有相同的角速度，所以当杆运动到竖直位置时，B球速度大小为，此时A球速度大小为 以B为对象，根据牛顿第二定律可得 解得 以A为对象，根据牛顿第二定律可得 解得 15. 如图所示，一个光滑圆筒直立于水平桌面上，圆筒的直径为L，一条长也为L的细绳一端固定在圆筒中心轴线上的O点，另一端拴一质量为m的小球．当小球以速率v绕中心轴线OO′在水平面内做匀速圆周运动时(小球和绳在图中都没有画出，但不会碰到筒底)，求： (1)当时，绳对小球的拉力大小； (2)当时，绳对小球的拉力大小。 【答案】(1)1.09 mg；(2)1.15 mg 【解析】 【详解】如图甲所示 设球刚好挨着圆筒内壁做匀速圆周运动的速度为v0，有 mgtan 30°＝m 即 v0＝ (1)当v＝时 v<v0 小球轨迹半径小于圆筒半径，则 Tsin α＝m，Tcos α＝mg 由两式可得 cosα＝0.92，FT＝1.09mg (2)当v＝时 v>v0 小球紧贴圆筒内壁做匀速圆周运动，如图乙所示，受筒壁弹力N，由 T′cos 30°＝mg 得 T′＝1.15mg 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 扬州市新华中学2024-2025学年高一下学期第一次月考物理试卷 一、单项单选题：共10题，每题4分，共40分。每题只有一个选项最符合题意。 1. 对于万有引力定律的数学表达式，下列说法正确的是（　　） A. 公式中G为引力常数，是人为规定 B. r趋近于零时，万有引力趋于无穷大 C. m1、m2之间的万有引力总是大小相等，与m1、m2的质量是否相等无关 D. m1、m2之间的万有引力总是大小相等方向相反，是一对平衡力 2. 如图所示，两个小球固定在一根长为l的杆的两端，绕杆上的O点做圆周运动．当小球A的速度为vA时，小球B的速度为vB，则轴心O到小球A的距离是 (　　)． A. vA(vA＋vB)l B. C. D. 3. 若地球表面处的重力加速度为g，而物体在距地面3R（R为地球半径）处，由于地球作用而产生的加速度为g′，则为（　　） A. 1 B. C. D. 4. 下列关于地球同步通信卫星的说法中，正确的是（　　） A. 为避免通信卫星在轨道上相撞，应使它们运行在不同的轨道上 B. 通信卫星定点在地球上空某处，各个通信卫星的角速度相同，但线速度大小可以不同 C. 不同国家发射通信卫星的地点不同，但卫星轨道一定不在同一平面内 D. 通信卫星只能运行在赤道上空某一恒定高度上 5. 乘坐如图所示游乐园过山车时，质量为m的人随车在竖直平面内沿圆周轨道运动.下列说法正确的是（ ） A. 车在最高点时人处于倒坐状态，全靠保险带拉住，若没有保险带，人一定会掉下去 B. 人在最高点时对座位仍可能产生压力，但压力一定小于mg C. 人在最高点和最低点时向心加速度大小相等 D. 人在最低点时对座位的压力大于mg 6. 设两人造地球卫星的质量比为1：2，到地球球心的距离比为1：3，则它们的（　　） A. 周期比为3：1 B. 线速度比为1：3 C. 向心加速度比为1：9 D. 向心力之比为9：2 7. 地球绕太阳做匀速圆周运动的半径为r1、周期为T1；月球绕地球做匀速圆周运动的半径为r2、周期为T2.万有引力常量为G，不计周围其他天体的影响，则根据题中给定条件（　　） A. 能求出月球的质量 B. 可知表达式成立 C. 能求出地球与月球之间的万有引力 D. 能求出太阳与地球之间的万有引力 8. 一航天员站在某星球表面上，以水平速度v0抛出一物体，抛出点离星球表面高为h，经时间t物体落到星球表面。已知该星球半径为R，忽略星球的自转，下列说法正确的是（　　） A. 星球的质量为 B. 星球的质量为 C. 星球的第一宇宙速度为 D. 星球的第一宇宙速度为 9. 如图为一竖直放置的圆环，小球可在环内做圆周运动。半径为R。现给小球一初速度，使它在圆环内做圆周运动，则关于小球在最高点的速度v，说法错误的是（　　） A. v由零逐渐增大，向心力也逐渐增大 B. v的最小值为 C. 当v由值逐渐增大时，小球对管壁的弹力逐渐增大 D. 当v由值逐渐减小时，小球对管壁的弹力逐渐增大 10. a、b、c、d四颗地球卫星，a还未发射，在地球赤道上随地球表面一起转动，向心加速度为，b处于地面附近近地轨道上，正常运行速度为，c是地球静止卫星，离地心距离为r，运行速度为，向心加速度为，d是高空探测卫星，各卫星排列位置如图所示，地球的半径为R，则有（　　） A. a的向心加速度等于重力加速度g B. d的运动周期有可能是 C. D. 二、非选择题：共5题，共60分。其中第11题~第15题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位。 11. 如图所示，一个竖直放置的圆锥筒可绕其中心OO′转动，筒内壁粗糙，筒口半径和筒高分别为R和H，筒内壁A点的高度为筒高的一半，内壁上有一质量为m的小物块．求： (1)当筒不转动时，物块静止在筒壁A点受到的摩擦力和支持力的大小； (2)当物块在A点随筒做匀速转动，且其受到的摩擦力为零时，筒转动的角速度． 12. 我国已启动“嫦娥工程”，并于2007年10月24日成功发射绕月运行的探月卫星“嫦娥Ⅰ号”。设该卫星可贴近月球表面运动且轨道是圆形的，已知地球半径约是月球半径的4倍，地球质量约是月球质量的81倍，地球近地卫星的周期约为84min，地球表面重力加速度g取10m/s2，求： （1）绕月表面做匀速圆周运动的“嫦娥Ⅰ号”，其运动周期约是多大？ （2）设想宇航员在月球表面上做自由落体实验，某物体从离月球表面20m处自由下落，约经多长时间落地？ 13. “魔盘”是一种神奇的游乐设施，它是一个能绕中心轴转动的带有竖直侧壁的大型转盘，随着“魔盘”转动角速度的增大，“魔盘”上的人可能滑向盘的边缘．如图所示，质量为m的人（视为质点）坐在转盘上，与转盘中心O相距r。转盘的半径为R，人与盘面及侧壁间的动摩擦因数均为μ，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g。 (1)当转盘的角速度大小为ω0时，人未滑动，求此时人的线速度大小v； (2)求人与转盘发生相对滑动时转盘的角速度大小ω应满足的条件； (3)当人滑至“魔盘”侧壁时，只要转盘的角速度不小于某一数值ωm，人就可以离开盘面，贴着侧壁一起转动。有同学认为，ωm的大小与人的质量有关，你同意这个观点吗？请通过计算说明理由。 14. 如图所示，长为L=1m的轻质细杆一端固定在O点，在杆的中心处和另一端各固定一个质量为m=0.2kg的小球，将杆从水平位置由静止释放，当杆运动到竖直位置时，B球速度大小为。求：杆在竖直位置时，OA杆和AB杆中弹力的大小。（g取10m/s2） 15. 如图所示，一个光滑圆筒直立于水平桌面上，圆筒直径为L，一条长也为L的细绳一端固定在圆筒中心轴线上的O点，另一端拴一质量为m的小球．当小球以速率v绕中心轴线OO′在水平面内做匀速圆周运动时(小球和绳在图中都没有画出，但不会碰到筒底)，求： (1)当时，绳对小球拉力大小； (2)当时，绳对小球的拉力大小。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $