内容正文:
阿右旗一中2025-2026第二学期4月份月考
高一年级物理试卷
(分值:100分 时间:75分钟)
一、单选题(共7题,每题4分,共计28分。)
1. 下列关于圆周运动的说法正确的是( )
A. 做圆周运动的物体受到的合力方向一定指向圆心
B. 做匀速圆周运动的物体的线速度不变
C. 做匀速圆周运动的物体向心加速度方向始终指向圆心
D. 做匀速圆周运动的物体的合力可以为恒力
【答案】C
【解析】
【详解】A.做匀速圆周运动的物体受到的合力一定指向圆心,做变速圆周运动的物体所受合力不指向圆心,故A错误;
B.做匀速圆周运动的物体的线速度的大小不变,线速度的方向时刻在改变,故B错误;
C.做匀速圆周运动的物体向心加速度始终指向圆心,故C正确;
D.做匀速圆周运动的物体的合力始终指向圆心,大小不变,方向时刻在变化,故D错误。
故选C。
2. 如图所示,汽车雨刮器在转动时,雨刮器上A、B两点绕O点转动。已知B点是A、O两点连线的中点,则A、B两点绕O点转动的线速度大小之比为( )
A. 1∶1 B. 2∶1 C. 1∶2 D. 3∶1
【答案】B
【解析】
【详解】根据题意可知、两点做同轴转动,转动半径之比为,根据可知A、B两点绕O点转动的线速度大小之比为。
故选B。
3. 理论和实践证明,开普勒行星运动定律不仅适用于太阳系中的天体运动,而且对一切天体(包括卫星绕行星的运动)都适用。对于开普勒行星运动定律的说法正确的是( )
A. 只适用于轨道是椭圆的运动
B. 卫星绕地球运动的速度是不变的
C. 若地球绕太阳运转轨道的长半轴为,周期为,卫星绕地球运转轨道的长半轴为,周期为,则
D. 行星绕太阳运动时,关于公式中的k值是一个与行星无关的量
【答案】D
【解析】
【详解】A.开普勒定律不仅适用于椭圆轨道,也适用于圆轨道(视为椭圆特例),故A错误;
B.根据开普勒第二定律,卫星绕地球运动时速度大小和方向会变化(椭圆轨道),或速度方向变化(圆轨道),故B错误;
C.地球绕太阳的k由太阳质量决定,卫星绕地球的k由地球质量决定,两者k不同,故,C错误;
D.公式中的k仅与中心天体(太阳)质量有关,与行星无关,故D正确。
故选D。
4. 要使两物体间万有引力减小到原来的,可采取的方法是( )
A. 使两物体的质量各减少一半,距离保持不变
B. 使两物体间距离变为原来的2倍,其中一个物体质量减为原来的
C. 使两物体的质量各减为原来的,距离不变
D. 使两物体质量及它们之间的距离都减为原来的
【答案】B
【解析】
【详解】根据万有引力定律可知
A.使两物体的质量各减少一半,距离保持不变,则两物体间万有引力减小到原来的,选项A错误;
B.使两物体间距离变为原来的2倍,其中一个物体质量减为原来的,则两物体间万有引力减小到原来的,选项B正确;
C.使两物体的质量各减为原来的,距离不变,则两物体间万有引力减小到原来的,选项C错误;
D.使两物体质量及它们之间的距离都减为原来的,则两物体间万有引力不变,选项D错误。
故选B。
5. “天问一号”从地球发射后,先在如图甲所示地球轨道的P点沿地火转移轨道向火星轨道的Q点运动,再依次进入如图乙所示的火星调相轨道和停泊轨道,火星调相轨道和停泊轨道相切于M点,关于“天问一号”说法正确的是( )
A. 发射速度介于11.2km/s与16.7 km/s之间
B. 卫星调相轨道周期小于卫星停泊轨道周期
C. 在地火转移轨道运动时速度减小,始终小于地球绕太阳的速度
D. 卫星从火星调相轨道M点要加速进入火星停泊轨道
【答案】A
【解析】
【详解】A.因发射的卫星要能变轨到绕太阳转动,脱离地球,则发射速度要大于第二宇宙速度,即发射速度介于11.2km/s与16.7km/s之间,故A正确;
B.卫星调相轨道的半长轴大于卫星停泊轨道的半长轴,由开普勒第三定律,可知卫星调相轨道周期大于卫星停泊轨道周期,故B错误;
C.卫星从P点变轨时速度大于地球公转速度,在地火转移轨道运动时引力与速度方向夹角大于90°,速度在减小,到Q点速度小于火星公转速度,火星公转速度小于地球公转速度,即卫星速度先大于后小于地球公转速度,C错误;
D.卫星在调相轨道和停泊轨道的切点M都做离心运动,引力小于向心力,调相轨道的半长轴大,离心程度大,调相轨道的M点速度大,卫星从火星调相轨道进入停泊轨道在M点要减速,D错误。
故选A。
6. 天文学家发现,在太阳系外的一颗红矮星有两颗行星绕其运行,其中行星GJ1002c的轨道近似为圆,轨道半径约为日地距离的0.07倍,周期约为0.06年,则这颗红矮星的质量约为太阳质量的( )
A. 0.001倍 B. 0.1倍 C. 10倍 D. 1000倍
【答案】B
【解析】
【详解】设红矮星质量为M1,行星质量为m1,半径为r1,周期为T1;太阳的质量为M2,地球质量为m2,到太阳距离为r2,周期为T2;根据万有引力定律有
联立可得
由于轨道半径约为日地距离的0.07倍,周期约为0.06年,可得
故选B。
7. 如图所示,细绳一端固定,另一端系一小球。给小球一个合适的初速度,小球便可在水平面内做匀速圆周运动,设细绳与竖直方向的夹角为。不考虑空气阻力的影响,下列说法中正确的是( )
A. 小球受重力,绳的拉力和向心力作用 B. 越大,小球运动的速度越小
C. 越大,小球运动的角速度越大 D. 小球运动周期与夹角为无关
【答案】C
【解析】
【详解】A.小球受重力,绳的拉力作用,两个力的合力充当做圆周运动的向心力,选项A错误;
BCD.根据
可得
可知,越大,小球运动的速度越大;越大,小球运动的角速度越大;小球运动周期与夹角为有关,选项BD错误,C正确。
故选C。
二、多选题(共3题,每题6分,漏选得3分,共计18分。)
8. 在修筑铁路时,弯道处的外轨会略高于内轨,内外铁轨平面与水平面倾角为,当火车以规定的行驶速度转弯时,内、外轨均不会受到轮缘的侧向挤压(如图甲);汽车通过凹形桥时速度不能过大,不然易发生交通事故(如图乙);半径为的光滑圆管轨道(圆管内径远小于轨道半径)竖直放置,管内有一个小球(小球直径略小于管内径)可沿管转动(如图丙)。重力加速度为,以下说法中正确的是( )
A. 火车过该弯道的运动半径
B. 当火车速率大于时,内轨将受到轮缘的挤压
C. 汽车通过凹形桥的最低点时,速度越快越容易爆胎
D. 小球通过最高点的最小速度为
【答案】AC
【解析】
【详解】AB.由题意可得火车转弯时的向心力由重力和支持力的合力提供,有
解得
若火车速率大于时,可知此时外轨将会对火车产生一个弹力的作用,即火车将挤压外轨,故B错误,A正确;
C.汽车通过凹形桥的最低点时,由牛顿第二定律有
解得
可知,速度越快,越大,越容易爆胎,故C正确;
D.由于小球在管道内,在最高点,当内管壁对小球的支持力等于小球的重力时,此时小球恰好可以过最高点,而此时小球的速度为零,故D错误。
故选AC。
9. 如图所示,嫦娥五号、天问一号探测器分别在近月、近火星轨道运行。已知火星的质量为月球质量的9倍,火星的半径为月球半径的2倍。假设月球、火星可视为质量均匀分布的球体,忽略其自转影响,则下列说法正确的是( )
A. 月球表面的重力加速度与火星表面的重力加速度之比为2:3
B. 月球的第一宇宙速度与火星的第一宇宙速度之比为
C. 嫦娥五号绕月球转动的周期与天间一号绕火星转动的周期之比为
D. 嫦娥五号绕月球转动轨道半径的三次方与周期的平方的比值与天问一号绕火星转动轨道半径的三次方与周期的平方的比值相等
【答案】BC
【解析】
【详解】A.在月球表面
解得
同理,可得
所以
A错误;
B.在星球表面,可以认为重力为其圆周运动提供向心力,故有
解得
同理可得
所以
B正确;
C.根据周期公式可知
C正确
D.开普勒第三定律是对于同一中心天体而言,嫦娥五号与天问一号圆周运动的中心天体不同,D错误。
故选BC。
10. 下列有关生活中圆周运动的实例分析,说法正确的是( )
A. 图甲中,附着在脱水桶内壁上随筒一起转动的衣服受到的摩擦力随角速度增大而增大
B. 图乙为汽车通过拱桥最高点时的情形,汽车受到的支持力小于重力
C. 图丙为水平圆盘转动时的示意图,物体离转盘中心越远,越容易做离心运动
D. 在空间站用细绳系住小瓶做成“人工离心机”可成功将瓶中混合的水和食用油分离,其中b、d部分是水
【答案】BCD
【解析】
【详解】A.图甲中衣服附着在脱水桶内壁上随桶一起转动,竖直方向由平衡得
可知摩擦力大小不变,故A错误;
B.图乙中汽车通过拱形桥的最高点时,加速度竖直向下,根据牛顿第二定律可知
即汽车受到的支持力小于重力,故B正确;
C.图丙中水平圆盘转动时,圆盘对物体的摩擦力提供其做圆周运动的向心力,即
可知离圆盘中心越远,物体的摩擦力越大,越容易达到最大静摩擦力,越容易做离心运动,故C正确;
D.图丙中水的密度大,单位体积水的质量大,瓶子中的油和水做匀速圆周运动的角速度相同,根据
可知水做圆周运动所需要的向心力大,当合力不足以提供向心力时,水先做离心运动,所以油和水分离后,油在水的内侧,故部分是水,故D正确。
故选BCD。
三、实验题(共2题,共计16分。)
11. 如图所示,同学们分小组探究影响向心力大小的因素.同学们用细绳系一个小沙袋在空气中甩动,使小沙袋在水平面内做圆周运动,来感受向心力.
(1)下列说法中正确的是________.
A.保持质量、绳长不变,增大转速,绳对手的拉力将不变
B.保持质量、绳长不变,增大转速,绳对手的拉力将增大
C.保持质量、角速度不变,增大绳长,绳对手的拉力将不变
D.保持质量、角速度不变,增大绳长,绳对手的拉力将增大
(2)如图,绳上离小沙袋重心40 cm处打一个绳结A, 80 cm处打一个绳结B,学习小组中一位同学用手表计时,另一位同学操作,其余同学记录实验数据:
操作一:手握绳结A,使小沙袋在水平方向每秒运动1周,体会向心力的大小.
操作二:手握绳结B,使小沙袋在水平方向每秒运动1周,体会向心力的大小.
操作三:手握绳结A,使小沙袋在水平方向每秒运动2周,体会向心力的大小.
操作四:手握绳结A,再向小沙袋中添加少量沙子,使小沙袋在水平方向每秒运动1周,体会向心力的大小.
操作二与一相比较:质量、角速度相同,向心力的大小与转动____有关;
操作三与一相比较:质量、半径相同,向心力的大小与_____有关;
操作四与一相比较:角速度、半径相同,向心力大小与____有关.
【答案】 ①. BD ②. 半径大小 ③. 角速度的大小 ④. 质量
【解析】
【详解】(1)[1]由题意,根据向心力公式, ,与牛顿第二定律,则有 ;
AB.保持质量、绳长不变,增大转速, ,角速度变大,根据公式可知,绳对手的拉力将增大,故A错误,B正确;
CD.保持质量、角速度不变,增大绳长,据公式可知,绳对手的拉力将变大,故C错误,D正确.
(2)本实验采取的方法是控制变量法
[2]操作二与一相比较:质量、角速度相同,向心力的大小与转动半径大小有关;
[3]操作三与一相比较:质量、半径相同,向心力的大小与角速度的大小有关;
[4]操作四与一相比较:角速度、半径相同,向心力大小与 质量有关;
12. “探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系”的实验装置如图所示。
(1)在小球质量和转动半径相同时,可探究向心力的大小与________的关系。本实验用到的主要实验方法是________(填“控制变量法”或“理想实验法”)。
(2)若小球质量和转动半径相同,当塔轮皮带所在左、右两个塔轮的半径之比为2∶1时,匀速摇动手柄,则左、右两个塔轮的角速度之比为________,左、右两侧露出的标尺格数之比为________。
【答案】(1) ①. 角速度 ②. 控制变量法
(2) ①. 1∶2 ②. 1∶4
【解析】
【小问1详解】
[1]根据,可知在小球质量和转动半径相同时,可探究向心力的大小与角速度的关系;
[2]本实验用到的主要实验方法是控制变量法;
【小问2详解】
[1]当塔轮皮带所在左、右两个塔轮的半径之比为2∶1时,根据,相同,则左、右两个塔轮的角速度之比为
[2]由于左、右两侧露出的标尺格数之比等于小球受到的向心力之比,根据,小球质量和转动半径相同,可知左、右两侧露出的标尺格数之比为
四、计算题(共3题,共计38分。)
13. 质量的小球在长为的细绳作用下在竖直平面内做圆周运动,细绳能承受的最大拉力,转轴离地高度取。忽略空气阻力的影响。
(1)若小球恰好通过最高点,则其在最高点处的速度为多大?
(2)某次运动中小球在最低点时细绳恰好被拉断,绳断后小球做平抛运动,如图所示,求小球做平抛运动的水平位移的大小。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
当小球恰好通过最高点时
所以
【小问2详解】
若细绳此时恰好被拉断,则=170N
小球在最低点时
代入数据得v=16m/s
绳断后,小球做平抛运动,设水平距离为x,则有
得t=s
水平距离。
14. 2024年3月20日,我国探月工程四期“鹊桥二号”中继星由长征八号遥三运载火箭在文昌航天发射场成功发射升空,3月25日“鹊桥二号”顺利进入环月轨道飞行,“鹊桥二号”环月飞行运动可看作匀速圆周运动,已知月球质量为M,半径为R,“鹊桥二号”的运行周期T,引力常量为G,忽略月球的自转,只考虑月球对“鹊桥二号”的引力作用,求:
(1)月球表面的重力加速度g;
(2)月球的第一宇宙速度;
(3)“鹊桥二号”轨道离月球表面的高度。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
在月球表面有
解得月球表面的重力加速度为
【小问2详解】
月球的第一宇宙速度等于近月卫星的线速度,则有
解得月球的第一宇宙速度为
【小问3详解】
对“鹊桥二号”, 根据万有引力提供向心力可得
解得“鹊桥二号”轨道离月球表面的高度为
15. 如图所示,有一可绕竖直中心轴转动的水平圆盘,上面放置劲度系数的弹簧,弹簧的一端固定于轴O上,另一端连接质量的小物块A,物块与盘间的动摩擦因数,开始时弹簧未发生形变,长度,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,g取,求:
(1)圆盘的角速度为多大时,物块A开始滑动?
(2)当圆盘角速度缓慢地增加到时,弹簧的伸长量是多少?(弹簧始终在弹性限度内且物块未脱离圆盘)
【答案】(1)2rad/s;(2)0.2m
【解析】
【分析】
【详解】(1)设盘的角速度为时,物块A将开始滑动,此时物块的最大静摩擦力提供向心力,则有
解得
(2)设此时弹簧的伸长量为 ,物块受到的摩擦力和弹簧的弹力的合力提供向心力,则有
代入数据解得
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阿右旗一中2025-2026第二学期4月份月考
高一年级物理试卷
(分值:100分 时间:75分钟)
一、单选题(共7题,每题4分,共计28分。)
1. 下列关于圆周运动的说法正确的是( )
A. 做圆周运动的物体受到的合力方向一定指向圆心
B. 做匀速圆周运动的物体的线速度不变
C. 做匀速圆周运动的物体向心加速度方向始终指向圆心
D. 做匀速圆周运动的物体的合力可以为恒力
2. 如图所示,汽车雨刮器在转动时,雨刮器上A、B两点绕O点转动。已知B点是A、O两点连线的中点,则A、B两点绕O点转动的线速度大小之比为( )
A. 1∶1 B. 2∶1 C. 1∶2 D. 3∶1
3. 理论和实践证明,开普勒行星运动定律不仅适用于太阳系中的天体运动,而且对一切天体(包括卫星绕行星的运动)都适用。对于开普勒行星运动定律的说法正确的是( )
A. 只适用于轨道是椭圆的运动
B. 卫星绕地球运动的速度是不变的
C. 若地球绕太阳运转轨道的长半轴为,周期为,卫星绕地球运转轨道的长半轴为,周期为,则
D. 行星绕太阳运动时,关于公式中的k值是一个与行星无关的量
4. 要使两物体间万有引力减小到原来的,可采取的方法是( )
A. 使两物体的质量各减少一半,距离保持不变
B. 使两物体间距离变为原来的2倍,其中一个物体质量减为原来的
C. 使两物体的质量各减为原来的,距离不变
D. 使两物体质量及它们之间的距离都减为原来的
5. “天问一号”从地球发射后,先在如图甲所示地球轨道的P点沿地火转移轨道向火星轨道的Q点运动,再依次进入如图乙所示的火星调相轨道和停泊轨道,火星调相轨道和停泊轨道相切于M点,关于“天问一号”说法正确的是( )
A. 发射速度介于11.2km/s与16.7 km/s之间
B. 卫星调相轨道周期小于卫星停泊轨道周期
C. 在地火转移轨道运动时速度减小,始终小于地球绕太阳的速度
D. 卫星从火星调相轨道M点要加速进入火星停泊轨道
6. 天文学家发现,在太阳系外的一颗红矮星有两颗行星绕其运行,其中行星GJ1002c的轨道近似为圆,轨道半径约为日地距离的0.07倍,周期约为0.06年,则这颗红矮星的质量约为太阳质量的( )
A. 0.001倍 B. 0.1倍 C. 10倍 D. 1000倍
7. 如图所示,细绳一端固定,另一端系一小球。给小球一个合适的初速度,小球便可在水平面内做匀速圆周运动,设细绳与竖直方向的夹角为。不考虑空气阻力的影响,下列说法中正确的是( )
A. 小球受重力,绳的拉力和向心力作用 B. 越大,小球运动的速度越小
C. 越大,小球运动的角速度越大 D. 小球运动周期与夹角为无关
二、多选题(共3题,每题6分,漏选得3分,共计18分。)
8. 在修筑铁路时,弯道处的外轨会略高于内轨,内外铁轨平面与水平面倾角为,当火车以规定的行驶速度转弯时,内、外轨均不会受到轮缘的侧向挤压(如图甲);汽车通过凹形桥时速度不能过大,不然易发生交通事故(如图乙);半径为的光滑圆管轨道(圆管内径远小于轨道半径)竖直放置,管内有一个小球(小球直径略小于管内径)可沿管转动(如图丙)。重力加速度为,以下说法中正确的是( )
A. 火车过该弯道的运动半径
B. 当火车速率大于时,内轨将受到轮缘的挤压
C. 汽车通过凹形桥的最低点时,速度越快越容易爆胎
D. 小球通过最高点的最小速度为
9. 如图所示,嫦娥五号、天问一号探测器分别在近月、近火星轨道运行。已知火星的质量为月球质量的9倍,火星的半径为月球半径的2倍。假设月球、火星可视为质量均匀分布的球体,忽略其自转影响,则下列说法正确的是( )
A. 月球表面的重力加速度与火星表面的重力加速度之比为2:3
B. 月球的第一宇宙速度与火星的第一宇宙速度之比为
C. 嫦娥五号绕月球转动的周期与天间一号绕火星转动的周期之比为
D. 嫦娥五号绕月球转动轨道半径的三次方与周期的平方的比值与天问一号绕火星转动轨道半径的三次方与周期的平方的比值相等
10. 下列有关生活中圆周运动的实例分析,说法正确的是( )
A. 图甲中,附着在脱水桶内壁上随筒一起转动的衣服受到的摩擦力随角速度增大而增大
B. 图乙为汽车通过拱桥最高点时的情形,汽车受到的支持力小于重力
C. 图丙为水平圆盘转动时的示意图,物体离转盘中心越远,越容易做离心运动
D. 在空间站用细绳系住小瓶做成“人工离心机”可成功将瓶中混合的水和食用油分离,其中b、d部分是水
三、实验题(共2题,共计16分。)
11. 如图所示,同学们分小组探究影响向心力大小的因素.同学们用细绳系一个小沙袋在空气中甩动,使小沙袋在水平面内做圆周运动,来感受向心力.
(1)下列说法中正确的是________.
A.保持质量、绳长不变,增大转速,绳对手的拉力将不变
B.保持质量、绳长不变,增大转速,绳对手的拉力将增大
C.保持质量、角速度不变,增大绳长,绳对手的拉力将不变
D.保持质量、角速度不变,增大绳长,绳对手的拉力将增大
(2)如图,绳上离小沙袋重心40 cm处打一个绳结A, 80 cm处打一个绳结B,学习小组中一位同学用手表计时,另一位同学操作,其余同学记录实验数据:
操作一:手握绳结A,使小沙袋在水平方向每秒运动1周,体会向心力的大小.
操作二:手握绳结B,使小沙袋在水平方向每秒运动1周,体会向心力的大小.
操作三:手握绳结A,使小沙袋在水平方向每秒运动2周,体会向心力的大小.
操作四:手握绳结A,再向小沙袋中添加少量沙子,使小沙袋在水平方向每秒运动1周,体会向心力的大小.
操作二与一相比较:质量、角速度相同,向心力的大小与转动____有关;
操作三与一相比较:质量、半径相同,向心力的大小与_____有关;
操作四与一相比较:角速度、半径相同,向心力大小与____有关.
12. “探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系”的实验装置如图所示。
(1)在小球质量和转动半径相同时,可探究向心力的大小与________的关系。本实验用到的主要实验方法是________(填“控制变量法”或“理想实验法”)。
(2)若小球质量和转动半径相同,当塔轮皮带所在左、右两个塔轮的半径之比为2∶1时,匀速摇动手柄,则左、右两个塔轮的角速度之比为________,左、右两侧露出的标尺格数之比为________。
四、计算题(共3题,共计38分。)
13. 质量的小球在长为的细绳作用下在竖直平面内做圆周运动,细绳能承受的最大拉力,转轴离地高度取。忽略空气阻力的影响。
(1)若小球恰好通过最高点,则其在最高点处的速度为多大?
(2)某次运动中小球在最低点时细绳恰好被拉断,绳断后小球做平抛运动,如图所示,求小球做平抛运动的水平位移的大小。
14. 2024年3月20日,我国探月工程四期“鹊桥二号”中继星由长征八号遥三运载火箭在文昌航天发射场成功发射升空,3月25日“鹊桥二号”顺利进入环月轨道飞行,“鹊桥二号”环月飞行运动可看作匀速圆周运动,已知月球质量为M,半径为R,“鹊桥二号”的运行周期T,引力常量为G,忽略月球的自转,只考虑月球对“鹊桥二号”的引力作用,求:
(1)月球表面的重力加速度g;
(2)月球的第一宇宙速度;
(3)“鹊桥二号”轨道离月球表面的高度。
15. 如图所示,有一可绕竖直中心轴转动的水平圆盘,上面放置劲度系数的弹簧,弹簧的一端固定于轴O上,另一端连接质量的小物块A,物块与盘间的动摩擦因数,开始时弹簧未发生形变,长度,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,g取,求:
(1)圆盘的角速度为多大时,物块A开始滑动?
(2)当圆盘角速度缓慢地增加到时,弹簧的伸长量是多少?(弹簧始终在弹性限度内且物块未脱离圆盘)
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