内容正文:
涟水县第一中学2024-2025学年第二学期高一年级第一次月考
物理 试卷
一、单选题(每题4分,共44分)
1. 在2024年珠海航展中,“歼-35A”闪亮登场,并在珠海金湾机场上空进行了飞行表演。假设“歼-35A”战机在表演过程中有一段轨迹为曲线,则战机在这一段过程中( )
A. 速度方向一定变化 B. 速度大小一定变化
C. 所受合力为零 D. 所受合力方向与运动方向在同一直线上
【答案】A
【解析】
【详解】AB.战机沿曲线运动过程中,速度的方向一定变化,速度的大小是否变化无法确定,故A正确,B错误;
C.战机的速度变化,则合外力一定不为零,故C错误;
D.战机做曲线运动,战机所受合力方向与运动方向不在同一直线上,故D错误。
故选A。
2. 沿水平方向将一物体以30m/s的速度抛出,不计空气阻力,则4s后物体的速度为(物体还未落地,g取10m/s2)( )
A. 30m/s B. 40m/s C. 50m/s D. 70m/s
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】物体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,故4s后物体的速度为
m/s = 50m/s
故选C。
3. 如图,水平桌面上固定有四块黑色木板A、B、C、D,拼成一个S形轨道。小铁球(直径略小于轨道宽度和木板厚度)以一定初速度由轨道口M进入、N穿出的过程中,与小球有挤压作用的木板是( )
A. A板和D板 B. B板和C板
C. A板和C板 D. B板和D板
【答案】D
【解析】
【详解】小铁球在每一段小圆弧上做圆周运动,需要弹力提供向心力,因为桌面是水平的,而向心力指向圆心,所以B板和D板对小铁球有弹力作用,即与小球有挤压作用的木板是B板和D板。
故选D。
4. 如图所示,某同学让篮球在他的手指上绕竖直轴匀速转动,手指刚好在篮球的正下方,M、N为篮球上的两点。下列说法正确的是( )
A. M、N两点的周期相等
B. M、N两点的角速度不相等
C. M、N两点的线速度相同
D. M、N两点的向心加速度相同
【答案】A
【解析】
【详解】AB.M、N两点同轴转动,则周期和角速度相等,故A正确,B错误;
C.根据可知,N点的转动半径大于M,可知M、N两点的线速度不相同,故C错误;
D.根据可知,M点的向心加速度小于N点的向心加速度,故D错误。
故选A。
5. 游乐园有一种游戏设施叫做“魔盘”,游戏规则是:缓慢增大水平魔盘角速度,谁最后被甩出去,谁就会赢得比赛;下列四位同学想赢得比赛,其它条件相同的情况下( )
A. 甲同学认为应该抱一重物 B. 乙同学认为躺着比坐着好
C. 丙同学认为靠近边缘好 D. 丁同学认为靠近中心好
【答案】D
【解析】
【详解】AB.根据圆周运动规律可知,物体不被甩出的最大转速
解得
由此可知,人不被甩出的临界角速度与转动半径和摩擦因数有关,跟质量无关,与坐着或者躺着无关,AB错误;
CD.根据上述分析,对于同一位学生,最大静摩擦力不变,越靠近边缘所需要的向心力就越大,当静摩擦力小于其圆周运动所需要的向心力时,学生就会被甩出去,故越靠近中心越好, C错误,D正确。
故选D。
6. 神舟十九号乘组航天员进行了长达9小时的天宫空间站出舱活动,利用天链卫星与地面科研人员不间断地进行通信。天链卫星绕地球做圆周运动,周期与地球自转周期相同。则天链卫星运动速度( )
A. 大于第一宇宙速度
B. 等于第一宇宙速度
C. 大于空间站运动速度
D. 小于空间站运动速度
【答案】D
【解析】
【详解】AB.第一宇宙速度是卫星绕地球做圆周运动的最大速度,所以天链卫星运动速度小于第一宇宙速度,故AB错误;
CD.根据万有引力提供向心力有
解得
天链卫星的轨道半径较大,可知天链卫星运动速度小于空间站运动速度,故C错误,D正确;
故选D。
7. 如图所示,在梦天实验舱航天员演示奇妙“乒乓球”实验过程中,小水球“漂”在空中来回运动而未“下落”,则小水球( )
A. 处于超重状态 B. 处于完全失重状态
C. 处于平衡状态 D. 不受地球引力作用
【答案】B
【解析】
【详解】因万有引力充当做圆周运动的向心力,则小水球“漂”在空中来回运动而未“下落”,小水球处于完全失重状态,但仍受地球的引力作用。
故选B。
8. 2024年5月,嫦娥六号探测器发射成功,开启了人类首次从月球背面采样之旅。如图,假设嫦娥六号在环月椭圆轨道上沿图中箭头方向运动,只受到月球的引力,ab为椭圆轨道长轴,cd为椭圆轨道短轴。某时刻嫦娥六号位于c点,则再经过二分之一周期它将位于轨道的( )
A. b点 B. d点 C. bd之间 D. ad之间
【答案】C
【解析】
【详解】根据开普勒第二定律,近月点速度快,远月点速度慢,可知嫦娥六号在弧cbd上的平均速度小于在弧dac上的平均速度,弧cbd的长度为环月椭圆轨道周长的一半,故再经过二分之一周期它将位于轨道的bd之间。
故选C。
9. 如图所示,人站在台阶式自动扶梯上不动,随扶梯向上匀速运动,下列说法中正确的是( )
A. 重力对人做正功 B. 摩擦力对人做正功
C. 支持力对人做正功 D. 合力对人做正功
【答案】C
【解析】
【详解】A.重力与人的运动方向成钝角,重力对人做负功,A错误;
B.人匀速运动因此水平方向合力为零不受摩擦力,因此摩擦力不做功,B错误;
C.支持力竖直向上,与人的运动方向成锐角,支持力对人做正功,C正确;
D.人做匀速直线运动,合力等于零,合力对人做功等于零,D错误。
故选C。
10. 质量为的汽车在水平路面上匀速行驶,速度为,受到的阻力大小为。此时,汽车发动机输出的实际功率是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】汽车匀速行驶,则牵引力与阻力平衡
汽车发动机的功率
故选C。
11. 如图所示,a为地球赤道上的物体、b为离地心距离约为的卫星、c为静止卫星,b、c沿相同方向绕地球运动.已知静止卫星c离地心距离约为,R为地球半径。某一时刻b、c刚好位于a的正上方,从该时刻起经过24小时,a、b、c的大致位置是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】由题知,a、c具有相同的角速度,故经过24小时,a、c转过的角度相同,故 c一直在a的正上方;对b、c绕地球公转的卫星,根据万有引力提供向心力得
解得
b的半径为3.3R,c的半径为6.6R,所以
解得
则b卫星在24小时内运行的圈数为
故b卫星没有回到原位置,在原位置的后面。
故选B。
二、实验题(每空3分,共15分)
12. 为了探究物体做匀速圆周运动时,向心力与哪些因素有关?某同学进行了如下实验:
如图甲所示,绳子的一端拴一个小沙袋,绳上离小沙袋L处打一个绳结A,2L处打另一个绳结B。请一位同学帮助用秒表计时。如图乙所示,做了四次体验性操作。
操作1:手握绳结A,使沙袋在水平面内做匀速圆周运动,每秒运动1周。体验此时绳子拉力的大小。
操作2:手握绳结B,使沙袋在水平面内做匀速圆周运动,每秒运动1周。体验此时绳子拉力的大小。
操作3:手握绳结A,使沙袋在水平面内做匀速圆周运动,每秒运动2周。体验此时绳子拉力的大小。
操作4:手握绳结A,增大沙袋的质量到原来的2倍,使沙袋在水平面内做匀速圆周运动,每秒运动1周。体验此时绳子拉力的大小。
(1)操作2与操作1中,体验到绳子拉力较大的是________;
(2)操作3与操作1中,体验到绳子拉力较大的是________;
(3)操作4与操作1中,体验到绳子拉力较大的是________;
(4)总结以上四次体验性操作,可知物体做匀速圆周运动时,向心力大小与________有关。
A.半径 B.质量
C.周期 D.线速度的方向
(5)实验中,人体验到的绳子的拉力是否是沙袋做圆周运动的向心力_______(“是”或“不是”)。
【答案】 ①. 操作2 ②. 操作3 ③. 操作4 ④. ABC ⑤. 不是
【解析】
【详解】(1)[1]根据
可知,操作2与操作1相比,操作2的半径大,沙袋质量和角速度相等,可知拉力较大的是操作2;
(2)[2]根据
可知,操作3与操作1相比,操作3沙袋的角速度较大,半径不变,沙袋的质量不变,可知操作3的拉力较大;
(3)[3]操作4和操作1比较,半径和角速度不变,沙袋质量变大,根据
可知,操作4的拉力较大;
(4)[4]由以上四次操作,可知向心力的大小与质量、半径、角速度有关,而
故选ABC;
(5)[5]沙袋做圆周运动的向心力是绳子对沙袋的拉力,作用在沙袋上,而人体验到的绳子的拉力作用在人上,不是同一个力。
三、解答题(6分+8分+12分+15分,共41分)
13. 2025年1月8日,美国加州洛杉矶地区陷入严峻的山火危机,超1000栋建筑被毁。在灭火过程中,消防人员利用专用的直升机向目标点投掷灭火弹,使得火情得到缓解。如图所示,某架飞机在离地500m的高空,以的速度水平匀速向前飞行,每相隔一段时间相对于飞机静止投掷一枚灭火弹,已知甲、乙为相距200m相邻的两个着火点,不计空气阻力,重力加速度。求:
(1)灭火弹投掷后在空中的运动时间;
(2)飞机需相隔多久时间分别投掷两枚灭火弹可击中甲、乙两地缓解火情。
【答案】(1)10s (2)
【解析】
【小问1详解】
根据平抛运动规律,竖直方向有
代入题中数据解得
【小问2详解】
炮弹被抛出后水平方向匀速运动,水平方向有
代入题中数据解得
14. 2024年6月,嫦娥六号探测器在人类历史上首次实现月球背面采样。采样的月壤质量为,测得其在月球表面的重力为。已知月球半径为,引力常量为。求:
(1)月球表面的重力加速度;
(2)月球的质量。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
月壤质量为,测得其在月球表面的重力为,则有
解得
【小问2详解】
在月球表面有
结合上述解得
15. 一轿车以30m/s的速率沿半径为60m的圆弧形公路行驶,当轿车从A运动到B时,轿车和圆心的连线转过的角度为90°,求:
(1)此过程中轿车的位移大小。
(2)此过程中轿车通过的路程。
(3)轿车运动的向心加速度大小。
【答案】(1)85m;(2)94.2m;(3)15m/s2
【解析】
【详解】如题图所示
、、
(1)轿车的位移为从初位置A指向末位置B的有向线段,其长度
(2)路程等于弧长
(3)由公式得
16. 如图甲所示,一根不可伸长的轻绳穿过一竖直固定的光滑细管,两端系有小球A、B。A球的质量为,对A施加一水平向右的拉力F(F未知),当时,系统正好处于静止状态,球A到管顶之间的距离为L。空气阻力不计,,重力加速度为g。
(1)求球B质量的;
(2)撤去拉力F,为保证球B的位置和角不变,可使球A绕中心轴以角速度ω匀速转动,如图乙所示,求;
(3)撤去拉力F,使球A绕中心轴以角速度匀速转动,测出球B相对于原来的位置,高度变化了,求。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
B球处于平衡状态,轻绳上的张力
A球处于平衡状态,由平衡条件有
解得
【小问2详解】
A球匀速转动,对A分析可知,在水平方向
其中
解得
【小问3详解】
设稳定后A球到上管口的绳长为,A球相连的绳与竖直方向上夹角为,对A分析,在水平方向上
在竖直方向上
其中
解得,
由此可知,当A球和B球的质量不变时,A球相连的绳与竖直方向上夹角保持不变;仅增大A球的角速度时,A球到上管口的绳长会缩短,所以B球相对于原来的位置应该下降了,那么此时
代入解得
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涟水县第一中学2024-2025学年第二学期高一年级第一次月考
物理 试卷
一、单选题(每题4分,共44分)
1. 在2024年珠海航展中,“歼-35A”闪亮登场,并在珠海金湾机场上空进行了飞行表演。假设“歼-35A”战机在表演过程中有一段轨迹为曲线,则战机在这一段过程中( )
A. 速度方向一定变化 B. 速度大小一定变化
C. 所受合力为零 D. 所受合力方向与运动方向在同一直线上
2. 沿水平方向将一物体以30m/s的速度抛出,不计空气阻力,则4s后物体的速度为(物体还未落地,g取10m/s2)( )
A. 30m/s B. 40m/s C. 50m/s D. 70m/s
3. 如图,水平桌面上固定有四块黑色木板A、B、C、D,拼成一个S形轨道。小铁球(直径略小于轨道宽度和木板厚度)以一定初速度由轨道口M进入、N穿出的过程中,与小球有挤压作用的木板是( )
A. A板和D板 B. B板和C板
C. A板和C板 D. B板和D板
4. 如图所示,某同学让篮球在他的手指上绕竖直轴匀速转动,手指刚好在篮球的正下方,M、N为篮球上的两点。下列说法正确的是( )
A. M、N两点的周期相等
B. M、N两点的角速度不相等
C. M、N两点的线速度相同
D. M、N两点的向心加速度相同
5. 游乐园有一种游戏设施叫做“魔盘”,游戏规则是:缓慢增大水平魔盘角速度,谁最后被甩出去,谁就会赢得比赛;下列四位同学想赢得比赛,其它条件相同的情况下( )
A. 甲同学认为应该抱一重物 B. 乙同学认为躺着比坐着好
C. 丙同学认为靠近边缘好 D. 丁同学认为靠近中心好
6. 神舟十九号乘组航天员进行了长达9小时的天宫空间站出舱活动,利用天链卫星与地面科研人员不间断地进行通信。天链卫星绕地球做圆周运动,周期与地球自转周期相同。则天链卫星运动速度( )
A. 大于第一宇宙速度
B. 等于第一宇宙速度
C. 大于空间站运动速度
D. 小于空间站运动速度
7. 如图所示,在梦天实验舱航天员演示奇妙“乒乓球”实验过程中,小水球“漂”在空中来回运动而未“下落”,则小水球( )
A. 处于超重状态 B. 处于完全失重状态
C. 处于平衡状态 D. 不受地球引力作用
8. 2024年5月,嫦娥六号探测器发射成功,开启了人类首次从月球背面采样之旅。如图,假设嫦娥六号在环月椭圆轨道上沿图中箭头方向运动,只受到月球的引力,ab为椭圆轨道长轴,cd为椭圆轨道短轴。某时刻嫦娥六号位于c点,则再经过二分之一周期它将位于轨道的( )
A. b点 B. d点 C. bd之间 D. ad之间
9. 如图所示,人站在台阶式自动扶梯上不动,随扶梯向上匀速运动,下列说法中正确的是( )
A. 重力对人做正功 B. 摩擦力对人做正功
C. 支持力对人做正功 D. 合力对人做正功
10. 质量为的汽车在水平路面上匀速行驶,速度为,受到的阻力大小为。此时,汽车发动机输出的实际功率是( )
A. B. C. D.
11. 如图所示,a为地球赤道上的物体、b为离地心距离约为的卫星、c为静止卫星,b、c沿相同方向绕地球运动.已知静止卫星c离地心距离约为,R为地球半径。某一时刻b、c刚好位于a的正上方,从该时刻起经过24小时,a、b、c的大致位置是( )
A. B.
C. D.
二、实验题(每空3分,共15分)
12. 为了探究物体做匀速圆周运动时,向心力与哪些因素有关?某同学进行了如下实验:
如图甲所示,绳子的一端拴一个小沙袋,绳上离小沙袋L处打一个绳结A,2L处打另一个绳结B。请一位同学帮助用秒表计时。如图乙所示,做了四次体验性操作。
操作1:手握绳结A,使沙袋在水平面内做匀速圆周运动,每秒运动1周。体验此时绳子拉力的大小。
操作2:手握绳结B,使沙袋在水平面内做匀速圆周运动,每秒运动1周。体验此时绳子拉力的大小。
操作3:手握绳结A,使沙袋在水平面内做匀速圆周运动,每秒运动2周。体验此时绳子拉力的大小。
操作4:手握绳结A,增大沙袋的质量到原来的2倍,使沙袋在水平面内做匀速圆周运动,每秒运动1周。体验此时绳子拉力的大小。
(1)操作2与操作1中,体验到绳子拉力较大的是________;
(2)操作3与操作1中,体验到绳子拉力较大的是________;
(3)操作4与操作1中,体验到绳子拉力较大的是________;
(4)总结以上四次体验性操作,可知物体做匀速圆周运动时,向心力大小与________有关。
A.半径 B.质量
C.周期 D.线速度的方向
(5)实验中,人体验到的绳子的拉力是否是沙袋做圆周运动的向心力_______(“是”或“不是”)。
三、解答题(6分+8分+12分+15分,共41分)
13. 2025年1月8日,美国加州洛杉矶地区陷入严峻的山火危机,超1000栋建筑被毁。在灭火过程中,消防人员利用专用的直升机向目标点投掷灭火弹,使得火情得到缓解。如图所示,某架飞机在离地500m的高空,以的速度水平匀速向前飞行,每相隔一段时间相对于飞机静止投掷一枚灭火弹,已知甲、乙为相距200m相邻的两个着火点,不计空气阻力,重力加速度。求:
(1)灭火弹投掷后在空中的运动时间;
(2)飞机需相隔多久时间分别投掷两枚灭火弹可击中甲、乙两地缓解火情。
14. 2024年6月,嫦娥六号探测器在人类历史上首次实现月球背面采样。采样的月壤质量为,测得其在月球表面的重力为。已知月球半径为,引力常量为。求:
(1)月球表面的重力加速度;
(2)月球的质量。
15. 一轿车以30m/s的速率沿半径为60m的圆弧形公路行驶,当轿车从A运动到B时,轿车和圆心的连线转过的角度为90°,求:
(1)此过程中轿车的位移大小。
(2)此过程中轿车通过的路程。
(3)轿车运动的向心加速度大小。
16. 如图甲所示,一根不可伸长的轻绳穿过一竖直固定的光滑细管,两端系有小球A、B。A球的质量为,对A施加一水平向右的拉力F(F未知),当时,系统正好处于静止状态,球A到管顶之间的距离为L。空气阻力不计,,重力加速度为g。
(1)求球B质量的;
(2)撤去拉力F,为保证球B的位置和角不变,可使球A绕中心轴以角速度ω匀速转动,如图乙所示,求;
(3)撤去拉力F,使球A绕中心轴以角速度匀速转动,测出球B相对于原来的位置,高度变化了,求。
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