精品解析：四川广安加德中学2023-2024学年下学期3月月考高一物理试卷

广安加德学校高中部2023-2024学年下学期三月月考 高一物理试卷 （时间：75分钟满分：100分） 一、单选题：本大题共7小题，共28分。 1. 下列说法中正确的是（　　） A. 做匀速圆周运动的物体的加速度保持不变 B. 物体做圆周运动时，其所受合外力的方向一定指向圆心 C. 曲线运动的物体受合外力一定是变化的 D. 卡文迪许通过扭秤实验测出万有引力常量，证明了万有引力的存在 【答案】D 【解析】 【详解】 A．匀速圆周运动的加速度为向心加速度，是矢量，方向始终指向圆心、随运动过程不断变化，因此加速度是变化的，故A错误； B．只有匀速圆周运动的合外力方向完全指向圆心，变速圆周运动的合外力存在切向分量用于改变速度大小，合外力整体方向不指向圆心，故B错误； C．曲线运动的条件是合外力方向与速度方向不共线，合外力可以是恒力，例如平抛运动仅受恒定重力，属于曲线运动，故C错误； D．牛顿提出万有引力定律后，卡文迪许通过扭秤实验首次测出了万有引力常量，也直接验证了万有引力的存在，故D正确。 故选D。 2. 如图，汽车甲以速度拉汽车乙前进，乙的速度为，甲、乙都在水平面上运动，则此时甲乙两车的速度之比为（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】将绳子拉乙车的端点的速度分解为沿绳方向和垂直于绳子方向，如图 在沿绳子方向的分速度等于汽车甲的速度。所以 则甲乙两车的速度之比为。 故选A。 3. 和谐号动车以的速率转过一段弯道，某乘客发现放在桌面上的指南针在内匀速转过了约。在此时间内，则火车（　　） A. 角速度约为 B. 运动路程为 C. 加速度为零 D. 转弯半径约为 【答案】B 【解析】 【详解】A．利用指南针在10s内匀速转过了约10°，可推出在30s内匀速转过了约30°，再根据角速度的定义式 故A错误； B．由于火车的运动可看作匀速圆周运动，则可求得火车在此10s时间内的路程为 故B正确； C．因为火车的运动可看作匀速圆周运动，其所受到的合外力提供向心力，根据牛顿第二定律可知加速度不等于零，故C错误； D．已知火车在此30s时间内通过的路程为2400m，由数学知识可知，火车转过的弧长为 可解得R=4.6km，故D错误。 故选B。 4. 要使两物体间的引力减小到原来的1/4,下列方法可行的是(  ) A. 两物体的距离不变,质量各减小为原来的一半 B. 两物体的距离变为原来的2倍,质量各减为原来的一半 C. 两物体的质量变为原来的一半,距离也减为原来的一半 D. 两物体的质量都变为原来的2倍,距离不变 【答案】A 【解析】 【详解】A：据可得；两物体(可看作质点)距离不变，质量各减小为原来的一半，引力减小到原来的． B：据可得；两物体(可看作质点)距离变为原来的2倍，质量各减为原来的一半，引力减小到原来的． C：据可得；两物体(可看作质点)质量变为原来的一半，距离也减为原来的一半，引力不变． D：据可得；两物体(可看作质点)质量都变为原来的2倍，距离不变，引力增大到原来的4倍． 综上，使引力减小到原来的的，是A项． 5. 如图所示，a为赤道上的物体，随地球自转做匀速圆周运动，b为沿地球表面附近做匀速圆周运动的人造卫星。c为地球静止卫星，以下说法中错误的是（　　） A. a的运行周期大于c的运行周期 B. a的运行周期大于b的运行周期 C. b的运行速度大小大于c的运行速度大小 D. b的运行速度大小大于a的运行速度大小 【答案】A 【解析】 【详解】AB .卫星b、c绕地球做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，有 解得周期 则b的运转周期短，赤道上的物体a与静止卫星c的周期相同，故b的运转周期最短，A符合题意，B不符合题意； CD. a和c属于同轴转动的模型，角速度相等，周期相等，则线速度∶ 静止卫星的轨道半径大，则线速度大，根据 解得线速度 则b的速度大于c的速度，CD不符合题意。 故选A。 6. 利用引力常量G和下列某一组数据，不能计算出地球质量的是（ ） A. 地球的半径及地球表面重力加速度（不考虑地球自转） B. 人造卫星绕地球做圆周运动的速度及周期 C. 月球绕地球做圆周运动的周期及轨道半径 D. 地球绕太阳做圆周运动的周期及轨道半径 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据地球表面物体重力等于万有引力可得 解得地球的质量 所以根据已知条件可以计算出地球质量，故A正确，不符合题意； B．由万有引力提供向心力可得 又，解得 所以根据已知条件可以计算出地球质量，故B正确，不符合题意； C．由万有引力提供向心力可得 解得 所以根据已知条件可以计算出地球质量，故C正确，不符合题意； D． 由万有引力提供向心力可得 可知根据T，r可求得中心天体太阳的质量M，地球的质量无法求解，故D错误，符合题意。 本题选错误的，故选D。 7. 如图所示，在粗糙水平木板上放一个物块，使木板和物块一起在竖直平面内沿逆时针方向做匀速圆周运动，ab为水平直径，cd为竖直直径，在运动中木板始终保持水平，物块相对于木板始终静止，则（　　） A. 物块始终受到三个力作用 B. 物块受到的合外力始终指向圆心 C. 在c、d两个位置，物块所受支持力N相同，摩擦力f为零 D. 在a、b两个位置，物块所受摩擦力提供向心力，支持力 【答案】B 【解析】 【详解】A．物块在最高点c和最低点d均受重力和支持力两个力作用，两个力的合力提供向心力，故A错误； B．物块做匀速圆周运动，合外力提供向心力，可知合外力始终指向圆心，故B正确； C．在最高点和最低点，摩擦力是零，重力和支持力的合力提供向心力，在位置c，根据牛顿第二定律得 所以 在位置d，根据牛顿第二定律得 所以 C错误； D．在a、b两个位置，重力和支持力平衡，即，物块所受静摩擦力提供向心力，故D错误。 故选B。 二、多项选择题（本题共4小题，每小题5分，共20分） 8. 如图所示，某物体（可视为质点）以水平初速度抛出，飞行一段时间后，垂直地撞在倾角的斜面上（g取），则下列关于物体的水平位移x和水平初速度正确的是（ ） A. B. C. D. 【答案】BC 【解析】 【详解】物体垂直撞在斜面上时的竖直分速度为 将速度进行分解，根据平行四边形定则有 解得 则水平位移为 故选BC。 9. 如图所示，直径为d的竖直圆筒绕中心轴线以恒定的转速匀速转动。一子弹以水平速度沿圆筒直径方向从左侧射入圆筒，从右侧射穿圆筒后发现两弹孔在同一竖直线上且相距为h，重力加速度为g，则（ ） A. 子弹在圆筒中的水平速度为 B. 子弹在圆筒中的水平速度为 C. 圆筒转动的角速度可能为 D. 圆筒转动的角速度可能为 【答案】ACD 【解析】 【详解】AB.子弹在圆筒中运动的时间与自由下落高度h的时间相同，即 则 故A正确，B错误； CD.在此段时间内圆筒转过的圈数为半圈的奇数倍，即 ωt＝（2n＋1）π（n＝0，1，2，…） 所以 故CD正确。 故选ACD。 10. “双星系统”由两颗相距较近的恒星组成，每个恒星的直径远小于两个星体之间的距离，而且双星系统一般远离其他天体．如图所示，两颗星球组成的双星，在相互之间的万有引力作用下，绕连线上的O点做周期相同的匀速圆周运动．现测得两颗星之间的距离为L，设质量分别用m1、m2表示，且m1∶m2＝5∶2.则可知（　　） A. m1、m2做圆周运动的线速度之比为2∶5 B. m1、m2做圆周运动的角速度之比为5∶2 C. 双星间距离一定，双星的总质量越大，其转动周期越大 D. 双星的质量一定，双星之间的距离越大，其转动周期越大 【答案】AD 【解析】 【详解】A．双星靠相互间的万有引力提供向心力，具有相同的角速度，设为，则有 解得 根据 可知 故A正确； B．双星具有相同的角速度，则、做圆周运动的角速度之比为，故B错误； CD．根据万有引力提供向心力，有 得， 联立得 得 双星间距离一定，双星的总质量越大，其转动周期越小；双星的质量一定，双星间的距离越大，其转动周期越大，C错误，D正确； 故选AD。 11. 如图所示，水平转台上有一个质量为m的物块，用长为l的轻质细绳将物块连接在转轴上，细绳与竖直转轴的夹角为，此时绳绷直但无张力，物块与转台间动摩擦因数为，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，角速度为ω，加速度为g，则（　　） A. 当时，细线中张力为零 B. 当时，物块与转台间的摩擦力为零 C. 当时，细线的张力为 D. 当时，细绳的拉力大小为 【答案】AD 【解析】 【详解】A．当转台的角速度比较小时，物块只受重力、支持力和摩擦力，当细绳恰好要产生拉力时 解得 由于，所以当 时，细线中张力为零，A正确； B．随角速度的增大，细绳上的拉力增大，当物块恰好要离开转台时，物块受到重力和细绳的拉力的作用，则 解得 由于，所以当时，物块与转台间的摩擦力不为零，B错误； C．由于，由牛顿第二定律 因为压力小于mg，所以，解得，C错误； D．当时，小球已经离开转台，细绳的拉力与重力的合力提供向心力，则 解得 故 D正确。 故选AD。 三、实验题：本大题共2小题，共16分。 12. 用如图所示的装置来探究钢球做圆周运动所需向心力的大小与质量、角速度和半径之间的关系。 （1）在研究向心力的大小与质量的关系时，要保持_________相同 A. 和 B. 和 C. 和 D. 和 （2）若两个钢球质量和转动半径相等，则是在研究向心力的大小与______的关系 A. 质量 B. 角速度 C. 半径 （3）若两个钢球质量和转动半径相等，且标尺上红白相间的等分格显示出两个钢球所受向心力的大小之比为，则与皮带连接的两个变速塔轮的半径之比为____。 A. B. C. D. 【答案】（1）C （2）B （3）D 【解析】 【小问1详解】 本实验采用的是控制变量法，根据可知，探究F与质量m的关系时，要保持角速度ω、转动半径r不变。 故选C。 【小问2详解】 根据可知，若两个钢球质量m和转动半径r相等，则是在研究向心力的大小与角速度的关系。 故选B。 【小问3详解】 若两个钢球质量和转动半径相等，且标尺上红白相间的等分格显示出两个钢球所受向心力的大小之比为，根据可知，角速度之比为。因为靠皮带传动，变速轮塔的线速度大小相等，根据可知，与皮带连接的变速塔轮对应的半径之比为。 故选D。 13. 某同学用图示装置研究平抛运动及其特点，他的实验操作是：在小球A、B处于同一高度时，用小锤轻击弹性金属片，使A球水平飞出，同时B球被松开。 (1)他观察到的现象是：小球A、B_______（填“同时”或“不同时”）落地，说明平抛运动在______（填“水平”或“竖直”）方向运动规律为_______； (2)让A、B球恢复初始状态，用较大的力敲击弹性金属片，A球在空中运动的时间将______（填“变长”，“不变”或“变短”）。 【答案】 ①. 同时 ②. 竖直 ③. 自由落体运动 ④. 不变 【解析】 【详解】(1)[1][2][3]他观察到的现象是：小球A、B同时落地，说明两球在竖直方向的运动规律相同，即平抛运动在竖直方向运动规律为自由落体运动； (2)[4]让A、B球恢复初始状态，用较大的力敲击弹性金属片，由于两球下落的竖直高度不变，则A球在空中运动的时间将不变。 四、计算题：本大题共3小题，共36分 14. 长度为的轻绳，系一小球在竖直平面内做圆周运动，小球的质量为，小球半径不计，g取10m/s2，求： （1）小球刚好通过最高点时的速度大小； （2）小球通过最高点时的速度大小为4m/s时，小球对绳的拉力。 【答案】（1）2m/s；（2），方向竖直向下 【解析】 【详解】（1）小球刚好通过最高点时，绳上无作用力，只受重力作用，则 解得 （2）因为，此时绳上产生拉力F，则 解得 由牛顿第三定律知：小球对绳的拉力 方向竖直向下。 15. 一飞船在距离某星球表面高度为H处，绕该星球做速率为v的匀速圆周运动，星球的半径为R，已知引力常量为G。 （1）求该星球的质量M； （2）求该星球第一宇宙速度v0。 【答案】（1） （2） 【解析】 【分析】 【小问1详解】 设飞船的质量为，万有引力提供向心力，有 解得 【小问2详解】 第一宇宙速度是飞船绕该星球表面运行的速度，有 解得 【点睛】 16. 如图所示，半径R＝0.4m的四分之一粗糙圆轨道MN竖直固定放置，末端N与一长L＝0.8m的水平传送带相切，水平衔接部分摩擦不计，传动轮（轮半径很小）做顺时针转动，带动传送带以恒定的速度v0运动，传送带离地面的高度h＝1.25m，其右侧地面上有一直径D＝3m的圆形洞，洞口最左端的A点离传送带右端的水平距离x＝1m，B点在洞口的最右端，现使质量为m＝0.5kg的小物块从M点由静止开始释放，滑到N点时速度为2m/s，经过传送带后做平抛运动，最终落入洞中，传送带与小物块之间的动摩擦因数μ＝0.5，g取10m/s2，求： （1）小物块到达圆轨道末端N时对轨道的压力； （2）若v0＝3 m/s，求小物块在传送带上运动的时间； （3）若要使小物块能落入洞中，求v0应满足的条件。 【答案】（1）10N；（2）0.3s；（3） 【解析】 【详解】（1）小物块到达圆轨道末端N时由牛顿第二定律得 由牛顿第三定律得小物块对轨道的压力 解得 （2）由牛顿第二定律得 物块加速的距离 匀速过程中有 解得 （3）物体离开传送带后在竖直方向有 若要使小物块能落入洞中，最小水平位移为x，最大水平位移为x+D，在水平方向有 解得 若物体在传送带上一直加速则 解得 故要使小物块能落入洞中，应满足 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 广安加德学校高中部2023-2024学年下学期三月月考 高一物理试卷 （时间：75分钟满分：100分） 一、单选题：本大题共7小题，共28分。 1. 下列说法中正确的是（　　） A. 做匀速圆周运动的物体的加速度保持不变 B. 物体做圆周运动时，其所受合外力的方向一定指向圆心 C. 曲线运动的物体受合外力一定是变化的 D. 卡文迪许通过扭秤实验测出万有引力常量，证明了万有引力的存在 2. 如图，汽车甲以速度拉汽车乙前进，乙的速度为，甲、乙都在水平面上运动，则此时甲乙两车的速度之比为（　　） A. B. C. D. 3. 和谐号动车以的速率转过一段弯道，某乘客发现放在桌面上的指南针在内匀速转过了约。在此时间内，则火车（　　） A. 角速度约为 B. 运动路程为 C. 加速度为零 D. 转弯半径约为 4. 要使两物体间的引力减小到原来的1/4,下列方法可行的是(  ) A. 两物体的距离不变,质量各减小为原来的一半 B. 两物体的距离变为原来的2倍,质量各减为原来的一半 C. 两物体的质量变为原来的一半,距离也减为原来的一半 D. 两物体的质量都变为原来的2倍,距离不变 5. 如图所示，a为赤道上的物体，随地球自转做匀速圆周运动，b为沿地球表面附近做匀速圆周运动的人造卫星。c为地球静止卫星，以下说法中错误的是（　　） A. a的运行周期大于c的运行周期 B. a的运行周期大于b的运行周期 C. b的运行速度大小大于c的运行速度大小 D. b的运行速度大小大于a的运行速度大小 6. 利用引力常量G和下列某一组数据，不能计算出地球质量的是（ ） A. 地球的半径及地球表面重力加速度（不考虑地球自转） B. 人造卫星绕地球做圆周运动的速度及周期 C. 月球绕地球做圆周运动的周期及轨道半径 D. 地球绕太阳做圆周运动的周期及轨道半径 7. 如图所示，在粗糙水平木板上放一个物块，使木板和物块一起在竖直平面内沿逆时针方向做匀速圆周运动，ab为水平直径，cd为竖直直径，在运动中木板始终保持水平，物块相对于木板始终静止，则（　　） A. 物块始终受到三个力作用 B. 物块受到的合外力始终指向圆心 C. 在c、d两个位置，物块所受支持力N相同，摩擦力f为零 D. 在a、b两个位置，物块所受摩擦力提供向心力，支持力 二、多项选择题（本题共4小题，每小题5分，共20分） 8. 如图所示，某物体（可视为质点）以水平初速度抛出，飞行一段时间后，垂直地撞在倾角的斜面上（g取），则下列关于物体的水平位移x和水平初速度正确的是（ ） A. B. C. D. 9. 如图所示，直径为d的竖直圆筒绕中心轴线以恒定的转速匀速转动。一子弹以水平速度沿圆筒直径方向从左侧射入圆筒，从右侧射穿圆筒后发现两弹孔在同一竖直线上且相距为h，重力加速度为g，则（ ） A. 子弹在圆筒中的水平速度为 B. 子弹在圆筒中的水平速度为 C. 圆筒转动的角速度可能为 D. 圆筒转动的角速度可能为 10. “双星系统”由两颗相距较近的恒星组成，每个恒星的直径远小于两个星体之间的距离，而且双星系统一般远离其他天体．如图所示，两颗星球组成的双星，在相互之间的万有引力作用下，绕连线上的O点做周期相同的匀速圆周运动．现测得两颗星之间的距离为L，设质量分别用m1、m2表示，且m1∶m2＝5∶2.则可知（　　） A. m1、m2做圆周运动的线速度之比为2∶5 B. m1、m2做圆周运动的角速度之比为5∶2 C. 双星间距离一定，双星的总质量越大，其转动周期越大 D. 双星的质量一定，双星之间的距离越大，其转动周期越大 11. 如图所示，水平转台上有一个质量为m的物块，用长为l的轻质细绳将物块连接在转轴上，细绳与竖直转轴的夹角为，此时绳绷直但无张力，物块与转台间动摩擦因数为，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，角速度为ω，加速度为g，则（　　） A. 当时，细线中张力为零 B. 当时，物块与转台间的摩擦力为零 C. 当时，细线的张力为 D. 当时，细绳的拉力大小为 三、实验题：本大题共2小题，共16分。 12. 用如图所示的装置来探究钢球做圆周运动所需向心力的大小与质量、角速度和半径之间的关系。 （1）在研究向心力的大小与质量的关系时，要保持_________相同 A. 和 B. 和 C. 和 D. 和 （2）若两个钢球质量和转动半径相等，则是在研究向心力的大小与______的关系 A. 质量 B. 角速度 C. 半径 （3）若两个钢球质量和转动半径相等，且标尺上红白相间的等分格显示出两个钢球所受向心力的大小之比为，则与皮带连接的两个变速塔轮的半径之比为____。 A. B. C. D. 13. 某同学用图示装置研究平抛运动及其特点，他的实验操作是：在小球A、B处于同一高度时，用小锤轻击弹性金属片，使A球水平飞出，同时B球被松开。 (1)他观察到的现象是：小球A、B_______（填“同时”或“不同时”）落地，说明平抛运动在______（填“水平”或“竖直”）方向运动规律为_______； (2)让A、B球恢复初始状态，用较大的力敲击弹性金属片，A球在空中运动的时间将______（填“变长”，“不变”或“变短”）。 四、计算题：本大题共3小题，共36分 14. 长度为的轻绳，系一小球在竖直平面内做圆周运动，小球的质量为，小球半径不计，g取10m/s2，求： （1）小球刚好通过最高点时的速度大小； （2）小球通过最高点时的速度大小为4m/s时，小球对绳的拉力。 15. 一飞船在距离某星球表面高度为H处，绕该星球做速率为v的匀速圆周运动，星球的半径为R，已知引力常量为G。 （1）求该星球的质量M； （2）求该星球第一宇宙速度v0。 16. 如图所示，半径R＝0.4m的四分之一粗糙圆轨道MN竖直固定放置，末端N与一长L＝0.8m的水平传送带相切，水平衔接部分摩擦不计，传动轮（轮半径很小）做顺时针转动，带动传送带以恒定的速度v0运动，传送带离地面的高度h＝1.25m，其右侧地面上有一直径D＝3m的圆形洞，洞口最左端的A点离传送带右端的水平距离x＝1m，B点在洞口的最右端，现使质量为m＝0.5kg的小物块从M点由静止开始释放，滑到N点时速度为2m/s，经过传送带后做平抛运动，最终落入洞中，传送带与小物块之间的动摩擦因数μ＝0.5，g取10m/s2，求： （1）小物块到达圆轨道末端N时对轨道的压力； （2）若v0＝3 m/s，求小物块在传送带上运动的时间； （3）若要使小物块能落入洞中，求v0应满足的条件。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $