内容正文:
1.C 2.B 3.D 4.A 5.D 6.C 7.B 8.B 9.AD 10.BC 11.BD 12.AC
13.(1)C (2)B (3)D
14.(1)B 周期T
(2)
15.(1) (2)
【详解】(1)小球抛出后做平抛运动,在空中运动时间为
竖直方向上
解得
(2)根据
解得
解得
联立解得
16.(1) (2)
【详解】(1)设物体离开圆盘时的速度为v,根据题意有
可得
所以物体能够随圆盘转动时,角速度ω的取值范围为
(2)物体离开圆盘后做平抛运动,竖直方向
水平方向x=vt
其中
落点与圆盘中心的水平距离
根据题意有物体落地点到圆盘中心的水平距离与圆盘半径R的比值为
17.(1)15 m/s; (2)7.5 s; (3)0.5 m/s2
【详解】(1)汽车有最大速度时,此时牵引力与阻力平衡,由此可得
则得最大速度为
(2)若汽车从静止做匀加速直线运动,则当P=P额时,匀加速结束,则有
又根据牛顿第二定律有
则有
匀加速直线运动的时间为
(3)当速度v=10 m/s时,则牵引力为
加速度为
18.(1); (2); (3); (4)继续在原来轨道上做匀速圆周运动
【详解】(1)由于B与圆盘间的动摩擦因数小于A、B间的动摩擦因数,故A、B不会发生相对滑动,可看成整体。A、B整体与C具有相同的角速度,半径之比为3∶2,根据
可知圆盘由静止开始缓慢加速,A、B整体所受静摩擦力先达到最大,根据牛顿第二定律有
解得
(2)根据以上分析可知
因此可知,细线上有张力。设细线的张力大小为FT,对A、B整体,根据牛顿第二定律,有
代入数据可得
(3)设此时C受到圆盘的摩擦力大小为,方向指向O点,对C,根据牛顿第二定律,有
解得
(4)对C,剪断细线,则C水平方向只受摩擦力作用;若C恰好不与圆盘发生相对滑动,设此时其角速度为,由牛顿第二定律可得
解得
故C继续在原来轨道上做匀速圆周运动。
学科网(北京)股份有限公司
$
嘉祥一中2025-2026学年度第二学期4月月考
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。每小题只有一个选项符合题目要求。
1.关于匀速圆周运动,下列说法中正确的是( )
A.匀速圆周运动是一种匀变速曲线运动
B.物体做匀速圆周运动,线速度一直不变
C.做匀速圆周运动物体的转速越小,周期越大
D.做匀速圆周运动的物体速度变化率不变,速度时刻改变
2.如图所示,火车转弯时为减轻轮缘与轨道间的侧向挤压,修建铁路时要适当选择内外轨的高度差。若弯道半径为r,内外铁轨平面与水平面倾角为θ,当火车以规定的行驶速度v转弯时,轮缘与轨道间恰好无侧向挤压,重力加速度为g,下列说法正确的是( )
A.轨道对火车的支持力小于火车的重力
B.
C.其他条件不变,火车内的乘客增多时,v应增大
D.其他条件不变,火车内的乘客增多时,v应减小
3.宇宙中相距较近的两颗恒星组成一个系统,在相互间的万有引力作用下,绕两者连线上同一点做周期相同的匀速圆周运动,如图所示,a、b两颗恒星的质量分别为m1、m2,现测得a、b的轨道半径之比为1∶3,a、b中心间距离为L,引力常量为G,下列说法正确的是( )
A.a、b的质量之比m1∶m2=5∶1
B.a、b做圆周运动的线速度之比为3∶1
C.a、b做圆周运动的加速度之比为1∶1
D.a、b做圆周运动的角速度为
4.如图所示,水平放置的圆筒绕其中心对称轴匀速转动,筒壁上P处有一小圆孔,筒壁很薄,筒的半径R=2 m,当圆孔正上方h=3.2 m处有一小球由静止开始下落,已知圆孔的半径略大于小球的半径。已知小球刚好能从孔中进入圆筒,并且与圆筒不发生碰撞离开圆筒。不计空气阻力,取g=10 m/s2,圆筒转动的角速度可能是( )
A.2.5π rad/s B.4π rad/s C.5π rad/s D.10π rad/s
5.如图所示,工作人员通过无人机将物品送至用户家中。一架无人机先后两次分别以v1和v2的速度(v1<v2),将同样重量的物品竖直向上提升了相同的高度,空气阻力忽略不计。则无人机( )
A.第一次做的功多 B.第二次做的功多
C.第一次的功率大 D.第二次的功率大
6.如图所示,水平直杆上有一定点O,不可伸长的刚性连杆AO、AB可绕图中O、A、B三处转轴转动,OA杆长为L,AB杆长为2L,A端与一小球连接,B端套有一滑块,小球以角速度ω沿逆时针方向绕O做匀速圆周运动时,滑块B沿直线做往复运动,当连杆AO与OB垂直时,滑块B的速度大小为( )
A. B. C.ωL D.
7.如图所示是某卫星发射过程中的变轨示意图,卫星在轨道Ⅰ上做匀速圆周运动,当运动到点A时第一次变轨进入椭圆轨道Ⅱ,到达椭圆轨道Ⅱ的远地点B时,再次变轨进入运行轨道Ⅲ并做匀速圆周运动,下列说法正确的是( )
A.卫星沿轨道Ⅱ运行的周期大于卫星沿轨道Ⅲ运行的周期
B.卫星在轨道Ⅱ经过点A的速度大于卫星在轨道Ⅰ经过点A的速度
C.卫星在轨道Ⅲ经过点B的加速度一定大于卫星在轨道Ⅱ经过点A的加速度
D.在任意相等时间内,卫星在轨道Ⅰ上与地心连线扫过的面积等于在轨道Ⅱ上与地心连线扫过的面积
8.设地球赤道上的物体随地球自转的向心加速度大小为a1,线速度大小为v1,近地卫星的向心加速度大小为a2,线速度大小为v2,同步卫星的向心加速度大小为a3,线速度大小为v3,则下列大小关系的描述正确的是( )
A. B. C. D.
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.如图所示为一皮带传动装置的示意图,右轮半径为r,A是它边缘上的一点,左侧是一轮轴,大轮半径为4r,小轮半径为2r,B点和C点分别位于小轮和大轮的边缘上。如果传动过程中皮带不打滑,A、B、C三点的线速度分别为、、,角速度分别为、、,向心加速度分别为、、,下列说法正确的是( )
A. B. C. D.
10.如图甲所示,轻杆的一端固定一小球(可视为质点),另一端套在光滑的水平轴O上,绕O点做竖直面内的圆周运动,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v,F-v2图像如图乙所示,取重力加速度g=10 m/s2。下列说法正确的是( )
A.小球的质量为10 kg
B.轻杆的长度为0.4 m
C.若小球通过最高点时的速度大小为3 m/s,则小球受到杆的弹力大小为12.5 N,方向竖直向下
D.若小球恰好能做完整的圆周运动,则小球运动到最高点时的最小速度大小为2 m/s
11.如图甲所示,一轻质细线一端连接在光滑固定圆锥的顶部,另一端系一质量m=0.1 kg的小球,小球可视为质点。设小球在水平面内做匀速圆周运动的角速度为ω,线的拉力F随ω2变化的图像如图乙所示,g取10 m/s2。下列说法正确的是( )
A.圆锥母线与轴线的夹角θ=45°
B.圆锥母线与轴线的夹角θ=53°
C.细线的长度为
D.细线的长度为
12.如图所示,A、B两颗卫星和赤道平面共面,沿相同方向环绕地球做匀速圆周运动,A卫星的轨道半径是B卫星的4倍。已知地球表面重力加速度为g,地球半径为R,A运动的周期为T。则卫星B环绕地球运动的周期;以及在时间内观察到A、B两颗卫星相距最近的次数n为( )
A. B. C.n=3 D.n=5
三、非选择题:本题共6小题,共60分。
13.如图所示是探究向心力的大小F与质量m、角速度ω和半径r之间的关系的实验装置。转动手柄,可使两侧变速塔轮以及长槽和短槽随之匀速转动。皮带分别套在左右两塔轮上的不同圆盘上,可使两个槽内的小球分别以各自的角速度做匀速圆周运动,其向心力由挡板对小球的支持力提供,球对挡板的反作用力使弹簧测力筒下降,从而露出标尺,根据标尺上露出的红白相间等分标记,可以粗略计算出两个球所受向心力的比值。
(1)在探究向心力的大小F与角速度ω的关系时,要保持__________相同。
A.ω和r B.ω和m
C.m和r D.m和F
(2)下列实验中,利用到控制变量法的是__________。
A.探究两个互成角度的力的合成规律
B.探究加速度与物体受力、物体质量的关系
C.探究平抛运动的特点
(3)某同学利用图2所示的装置探究滑块做圆周运动时向心力和周期的关系。力传感器可记录细线对滑块拉力F的大小,光电门可记录滑块做圆周运动的周期T,获得多组数据,画出了如图3所示的线性图像,则图像横坐标x代表的是__________。
A.T B. C.T2 D.
14.一艘宇宙飞船飞近某一新发现的行星,并进入靠近该行星表面的圆形轨道绕行数圈后,着陆在行星上,宇宙飞船上备有以下实验仪器:
A.弹簧测力计一个 B.精确秒表一只
C.天平一台(附砝码一套) D.质量为m的物体
为测定该行星的质量M和半径R,宇航员在绕行及着陆后各进行一次测量,依据测量数据可以求出M和R(已知万有引力常量为G)。
(1)绕行时测量所用的仪器为__________(用仪器的字母序号表示),所测物理量为__________(填名称及符号)
(2)着陆后用仪器测出物体重力F,物体的质量为m,则该行星质量M=__________,星球半径R=__________
15.站在某星球表面上的航天员,在离星球表面高h处以v0沿水平方向抛出一个小球,小球落在星球表面上的P点,测得抛出点和落地点P之间的水平距离为L。已知星球半径为R。不计星球自转的影响。
(1)求该星球表面附近的重力加速度;
(2)若该星球的一颗小卫星在半径为2R的轨道上绕该星球运行,求运行周期T。
16.一半径为R的水平圆盘距地面高度也为R,圆盘绕竖直轴匀速转动,边缘处一物体与圆盘间的动摩擦因数为μ,当圆盘转速缓慢增大到物件恰好滑动时,物体脱离圆盘沿水平方向抛出,落于地面。若整个运动过程中忽略空气阻力,重力加速度为g,问:
(1)物体能够随圆盘转动时,角速度ω的取值;
(2)物体落地点到圆盘中心的水平距离与圆盘半径R的比值。
17.汽车发动机的额定功率为30 kW,质量为2000 kg,当汽车在水平路面上行驶时受到阻力为车重的0.1倍,求:
(1)汽车在路面上能达到的最大速度;
(2)若汽车从静止开始保持1 m/s2的加速度做匀加速直线运动,则这一过程能持续多长时间;
(3)当汽车速度为10 m/s时的加速度?
18.如图,水平圆形转盘可绕竖直轴转动,圆盘上放有可视为质点的小物体A、B、C,质量分别为m、2m、3m,物体A叠放在B上,B、C到圆盘中心O的距离分别为3r、2r。B、C间用一轻质细线相连,圆盘静止时,细线刚好伸直无拉力。已知B、C与圆盘间的动摩擦因数均为μ,A、B间动摩擦因数为3μ,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为g。现让圆盘从静止开始缓慢加速。求:
(1)若无绳,求B恰好不发生相对滑动的角速度;
(2)当时,细线的张力大小;
(3)当时,C受到圆盘的摩擦力大小;
(4)当时,剪断细线,C将怎样运动。
学科网(北京)股份有限公司
$