湖南省常德市漢壽縣第一中學2023-2024學年高一下學期3月月考物理 Word版含解析.docx

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湖南省常德市漢壽縣第一中學2023-2024學年高一下學期3月月考物理試題一、單選題1.下列說法正確的是（）A.曲線運動的速度方向時刻改變，但速度的大小可以不變，所以曲線運動的加速度可以為零B.若物體受到合力為恒力，則物體可能做勻變速曲線運動C.兩個不共線的直線運動合成，其合運動一定是直線運動D.兩個不共線的勻變速直線運動合成，其合運動可能是勻變速曲線運動【答案】BD【解析】【詳解】A．曲線運動的速度方向時刻改變，是變速運動，加速度一定不為零，故A錯誤；B．若物體受到的合力為恒力，加速度恒定，則物體可能做勻變速曲線運動，故B正確；C．兩個不共線的直線運動合成，其合運動不一定是直線運動，如平拋運動，故C錯誤；D．兩個不共線的勻變速直線運動合成，如果合初速度與合加速度不共線，則其合運動是勻變速曲線運動，故D正確。故選BD。2.有關(guān)圓周運動的基本模型，下列說法正確的是（　?。〢.如圖甲，汽車通過凹形橋的最低點處于失重狀態(tài)B.如圖乙，小球固定在桿的一端，在豎直面內(nèi)繞桿的另一端做圓周運動，小球的過最高點的速度至少等于C.如圖丙，用相同材料做成的A、B兩個物體放在勻速轉(zhuǎn)動的水平轉(zhuǎn)臺上隨轉(zhuǎn)臺一起做勻速圓周運動，，，轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)速緩慢加快時，物體A最先開始滑動D.如圖丁，火車轉(zhuǎn)彎超過規(guī)定速度行駛時，內(nèi)軌對外輪緣會有擠壓作用【答案】C第20頁/共20頁學科網(wǎng)（北京）股份有限公司 【解析】【詳解】A．汽車過凹橋最低點時，加速度的方向向上，處于超重狀態(tài)，故A錯誤；B．小球在豎直面內(nèi)繞桿的另一端做圓周運動，桿不僅提供拉力也可以提供支持力，所以小球的過最高點的速度只要大于零即可，故B錯誤；C．物體放在勻速轉(zhuǎn)動的水平轉(zhuǎn)臺上隨轉(zhuǎn)臺一起做圓周運動，摩擦力充當向心力，最大角速度對應(yīng)最大靜摩擦力：，即：所以A最先開始滑動，故C正確；D．火車轉(zhuǎn)彎超過規(guī)定速度行駛時，重力和支持力的合力不夠提供向心力，外軌對外輪緣會有向內(nèi)側(cè)的擠壓作用，故D錯誤。故選C。3.如圖所示，為地球赤道上的物體，為沿地球表面附近做勻速圓周運動的人造衛(wèi)星，為地球同步衛(wèi)星；已知地球的半徑與重力加速度g，關(guān)于、、三個物體或衛(wèi)星做勻速圓周運動的說法中正確的是（　?。〢.、、三者速度關(guān)系是B.、、三者周期關(guān)系是C.、、三者加速度的關(guān)系是D.、、三者所受到向心力的關(guān)系是【答案】BC【解析】【詳解】A．因ac的周期相同，角速度相同，根據(jù)可知第20頁/共20頁學科網(wǎng)（北京）股份有限公司 bc均為衛(wèi)星，根據(jù)可得可得則、、三者速度關(guān)系是選項A錯誤；B．因ac的周期相同根據(jù)開普勒第三定律可知則、、三者周期關(guān)系是選項B正確；C．根據(jù)可知根據(jù)可得第20頁/共20頁學科網(wǎng)（北京）股份有限公司 可得可得、、三者加速度的關(guān)系是選項C正確；D．、、三者質(zhì)量關(guān)系不確定，則所受到向心力的關(guān)系不能確定，選項D錯誤。故選BC。4.如圖所示，半圓形軌道豎直放在粗糙的水平地面上，質(zhì)量為m的光滑小球P套在軌道上，在水平外力F的作用下處于靜止狀態(tài)，P與圓心O的連線與水平面的夾角為θ?，F(xiàn)讓水平外力拉動小球，使其緩慢上移到軌道的最高點，在此過程中半圓形軌道始終保持靜止。下列說法中正確的是（　?。〢.小球P最初靜止時，水平外力大小為B.小球P運動過程中，水平外力與小球重力的合力先減小后增大C.小球P運動過程中，地面對軌道的摩擦力一直減小D.小球P運動過程中，軌道對地面的壓力先減小后增大【答案】C【解析】【詳解】對小球進行受力分析，A．靜止時，由平衡條件可得求得第20頁/共20頁學科網(wǎng)（北京）股份有限公司 水平外力大小為A錯誤；B．由平衡條件可得求得小球P運動過程中增大，減小，水平外力與小球重力的合力與等大反向，因此，小球P運動過程中，水平外力與小球重力的合力減小，B錯誤；CD．對整體受力分析地面對軌道的摩擦力地面對軌道的支持力隨著小球P運動過程中增大，減小，不變，C正確，D錯誤。故選C。5.發(fā)射地球同步衛(wèi)星時，先將衛(wèi)星發(fā)射至近地圓軌道1，變軌使其沿橢圓軌道2運行，最后變軌將衛(wèi)星送入同步圓軌道3，軌道1、2相切于Q點，軌道2、3相切于P點，則當衛(wèi)星分別在1、2、3軌道上正常運行時，以下說法正確的是（　?。┑?0頁/共20頁學科網(wǎng)（北京）股份有限公司 A.衛(wèi)星在軌道1上運行的速率小于赤道上隨地球自轉(zhuǎn)物體的速率B.衛(wèi)星在軌道3上經(jīng)過P點時的加速度大于它在軌道2上經(jīng)過P點時的加速度C.三條軌道中速率最大時刻為經(jīng)過2上的Q點，速率最小時刻為經(jīng)過2上的P點D.周期關(guān)系為T2>T3>T1【答案】C【解析】【詳解】A．根據(jù)可得因為衛(wèi)星在軌道1上的運動半徑小于同步衛(wèi)星的運動半徑，可知衛(wèi)星在軌道1上的線速度大于同步衛(wèi)星的線速度；同步衛(wèi)星的角速度等于地球自轉(zhuǎn)的角速度，根據(jù)v=ωr可知，同步衛(wèi)星的線速度大于赤道上隨地球自轉(zhuǎn)的物體的速率，可知衛(wèi)星在軌道1上運行的速率大于赤道上隨地球自轉(zhuǎn)物體的速率，選項A錯誤；B．根據(jù)可得衛(wèi)星在軌道3上經(jīng)過P點時的加速度等于它在軌道2上經(jīng)過P點時的加速度，選項B錯誤；C．衛(wèi)星在軌道1上經(jīng)過Q點時加速才能進入軌道2；在軌道2上經(jīng)過P點時加速才能進入軌道3，在軌道2上從Q到P，引力做負功，速率減小，由第20頁/共20頁學科網(wǎng)（北京）股份有限公司 可知，衛(wèi)星在軌道1上的速率大于在軌道3上的速率，則可知三條軌道中速率最大時刻為經(jīng)過2上的Q點，速率最小時刻為經(jīng)過2上的P點，選項C正確；D．根據(jù)開普勒第三定律可知，在軌道3上半徑最大，在軌道1上的半徑最小，軌道2的半長軸大于軌道1的半徑，可知周期關(guān)系為T3>T2>T1選項D錯誤。故選C。二、多選題6.如圖所示，用一根長為l的輕繩一端系一質(zhì)量為m的小球（可視為質(zhì)點），另一端固定在光滑固定的圓錐體頂端，錐面與豎直方向的夾角，小球繞著錐體的軸線在水平面內(nèi)做勻速圓周運動，重力加速度為g，。則（）A.小球恰好離開錐面時角速度為B.小球恰好離開錐面時的線速度為C.若小球恰好離開錐面時，繩子的拉力大小為D.若小球恰好離開錐面時，繩子的拉力大小為【答案】BD【解析】【詳解】當小球恰好離開錐面時，小球只受重力和繩子拉力作用，豎直方向根據(jù)受力平衡可得解得繩子的拉力大小為第20頁/共20頁學科網(wǎng)（北京）股份有限公司 水平方向根據(jù)牛頓第二定律可得解得小球恰好離開錐面時的角速度為小球恰好離開錐面時的線速度為故選BD。7.如圖所示為A、B兩個物體運動的位移—時間圖象，由圖可知下列說法中正確的是（　　）A.A、B兩物體的運動方向相同B.A物體做勻加速直線運動C.A、B兩物體在t1時刻相遇D.A、B兩物體同時運動【答案】ACD【解析】【詳解】AB．位移—時間圖象的斜率表示速度，可判斷A物體一直做勻速直線運動，B物體先做勻速直線運動一段時間，后保持靜止不動。故A正確，B錯誤；C．位移—時間圖象交點表示相遇，所以在t1時刻，A、B兩物體相遇，故C正確；D．從圖像可判斷兩物體同時開始計時，同時向同一方向運動，故D正確；故選ACD。8.如圖所示，a為放在赤道上相對地球靜止的物體，隨地球自轉(zhuǎn)做勻速圓周運動，b為沿地球表面附近做勻速圓周運動的人造衛(wèi)星（軌道半徑等于地球半徑），c為地球的同步衛(wèi)星，以下關(guān)于a、b、c的說法中正確的是（??）第20頁/共20頁學科網(wǎng)（北京）股份有限公司 A.a、b、c的向心加速度大小關(guān)系為ab>ac>aaB.a、b、c的角速度大小關(guān)系為ωa>ωb>ωcC.a、b、c的線速度大小關(guān)系為va=vb>vcD.a、b、c的周期關(guān)系為Ta=Tc>Tb【答案】AD【解析】【分析】【詳解】A．地球赤道上的物體a與地球同步衛(wèi)星c角速度相同的，即ωa=ωc根據(jù)a=rω2c的向心加速度大于a的向心加速度，即有ac＞aa對于b、c兩衛(wèi)星，根據(jù)b的向心加速度大于c的向心加速度，即有ab＞ac所以有ab＞ac＞aa故A正確；B．對于b、c兩衛(wèi)星，由知ωb＞ωc所以有第20頁/共20頁學科網(wǎng)（北京）股份有限公司 ωb＞ωc=ωa故B錯誤；C．地球赤道上的物體與同步衛(wèi)星具有相同的角速度，所以ωa=ωc根據(jù)v=rωc的線速度大于a的線速度，即vc＞va對于b、c兩衛(wèi)星，根據(jù)知b的線速度大于c的線速度，即vb＞vc所以有vb＞vc＞va故C錯誤；D．衛(wèi)星c為地球同步衛(wèi)星，所以Ta=Tc根據(jù)得知c的周期大于b的周期，所以Ta=Tc＞Tb故D正確。故選AD。9.2022年北京冬奧會，跳臺滑雪項目的比賽場地別具一格，形似“如意”，該場地被稱為“雪如意”，如圖甲所示，其賽道的簡易圖如圖乙所示，賽道由曲軌道和傾斜軌道組成，一運動員穿專用滑雪板后總質(zhì)量為，在滑雪道上獲得一定速度后從跳臺處沿水平方向飛出，在空中飛行一段距離后在斜坡A處著陸，如圖所示。假設(shè)運動員可視為質(zhì)點，間視為直道，現(xiàn)測得間的距離為，斜坡與水平方向的夾角為，不計空氣阻力，取，則下列說法正確的是（）第20頁/共20頁學科網(wǎng)（北京）股份有限公司 A.運動員在空中運動的時間為B.運動員從處飛出時的初速度大小為C.運動員落在A點時的動能為D.運動員在從到A整個運動過程中，距傾斜直軌道的最大距離為【答案】AD【解析】【詳解】AB．間豎直方向距離根據(jù)得落到A點時間為初速度為故A正確，B錯誤；C．再由O到A用動能定理，則解得故C錯誤；D．分解速度和加速度如圖第20頁/共20頁學科網(wǎng)（北京）股份有限公司 距傾斜直軌道的最大距離故D正確。故選AD。10.如圖所示，兩個質(zhì)量均為m的小物塊a和b（可視為質(zhì)點），靜止在傾斜的勻質(zhì)圓盤上，圓盤可繞垂直于盤面的固定軸轉(zhuǎn)動，a到轉(zhuǎn)軸的距離為L，b到轉(zhuǎn)軸的距離為2L，物塊與盤面間的動摩擦因數(shù)為，盤面與水平面的夾角為30°．設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，重力加速度大小為g，若a、b隨圓盤以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動，下列說法正確的是（　　）A.a在最高點時所受摩擦力不可能為0B.a在最低點時所受摩擦力不可能為0C.a、b均不發(fā)生滑動圓盤角速度的最大值為D.a、b均不發(fā)生滑動圓盤角速度的最大值為【答案】ABC【解析】第20頁/共20頁學科網(wǎng)（北京）股份有限公司 【詳解】AB．在最高點，a若所受的摩擦力為零，靠重力沿圓盤的分力提供向心力，有最低點，有解得最低點的摩擦力而最大靜摩擦力可知a在最高點和最低點的摩擦力都不能為零，故AB正確；CD．在最低點，對a，根據(jù)牛頓第二定律得解得a開始滑動的臨界角速度在最低點，對b，根據(jù)牛頓第二定律得解得b開始滑動的臨界角速度故a、b均不發(fā)生滑動圓盤角速度的最大值為，故C正確，D錯誤。故選ABC。三、實驗題11.三個同學根據(jù)不同的實驗條件，進行了“探究平拋運動規(guī)律”的實驗：第20頁/共20頁學科網(wǎng)（北京）股份有限公司 (1)甲同學采用如圖(1)所示的裝置。用小錘打擊彈性金屬片，金屬片把A球沿水平方向彈出，同時B球被松開，自由下落，觀察到兩球同時落地，改變小錘打擊的力度，即改變A球被彈出時的速度，兩球仍然同時落地，這說明_______A.平拋運動在水平方向的分運動是勻速直線運動B.平拋運動在水平方向的分運動是勻加速直線運動C.平拋運動在豎直方向的分運動是自由落體運動D.平拋運動在豎直方向的分運動是勻速直線運動(2)乙同學采用如圖(2)所示的裝置。兩個相同的弧形軌道M、N，分別用于發(fā)射小鐵球P、Q，其中N的末端與可看作光滑的水平板相切；兩軌道上端分別裝有電磁鐵C、D；調(diào)節(jié)電磁鐵C、D的高度，使AC＝BD，從而保證小鐵球P、Q在軌道出口處的水平初速度v0相等，現(xiàn)將小鐵球P、Q分別吸在電磁鐵C、D上，然后切斷電源，使兩小鐵球能以相同的速度v0同時分別從軌道M、N的下端射出。實驗可觀察到兩個小球_______________，重復上述實驗，仍能觀察到相同的現(xiàn)象，這說明__________。(3)如圖所示，在“研究平拋物體運動”的實驗中，有一張印有小方格的紙記錄軌跡，小方格的邊長L，若小球在平拋運動過程中的幾個位置如圖中的a、b、c、d所示，則小球平拋的初速度的計算式為v0=__________；小球在b點的豎直分速度為_________；C點的速度為__________（用L、g表示）【答案】①.C②.PQ兩球相碰③.平拋運動水平方向做勻速直線運動④.⑤.⑥.【解析】【詳解】(1)[1]無論水平速度是多少，兩個小球同時落地，說明平拋運動豎直方向上是自由落體運動，C正確，ABD錯誤。第20頁/共20頁學科網(wǎng)（北京）股份有限公司 故選C。(2)[2][3]觀察到兩個小球PQ總是相碰，說明平拋運動水平方向做勻速直線運動。(3)[4]由于相鄰兩個位置水平距離相等，說明時間間隔相等，設(shè)時間間隔為T，在豎直方向上，根據(jù)可得，時間間隔水平方向上因此水平初速度[5]小球在b點的豎直分速度等于豎直方向上ac的平均速度[6]小球在c點的豎直分速度等于豎直方向上bd的平均速度則c點的速度為12.探究向心力大小F與小球質(zhì)量m、角速度ω和半徑r之間關(guān)系的實驗裝置如圖所示，轉(zhuǎn)動手柄，可使變速塔輪、長槽和短槽隨之勻速轉(zhuǎn)動。皮帶分別套在塔輪的圓盤上，可使兩個槽內(nèi)的小球分別以不同角速度做勻速圓周運動，小球做圓周運動的向心力由橫臂的擋板提供，同時，小球?qū)醢宓膹椓κ箯椈蓽y力筒下降，從而露出測力筒內(nèi)的標尺。已知小球在擋板A、B、C處做圓周運動的軌跡半徑之比為1：2：1。（1）在這個實驗中，利用了______第20頁/共20頁學科網(wǎng)（北京）股份有限公司 （填“理想實驗法”“等效替代法”或“控制變量法”）來探究向心力的大小與小球質(zhì)量m、角速度ω和半徑r之間的關(guān)系。（2）在探究向心力的大小與圓周運動半徑的關(guān)系時，應(yīng)選擇兩個質(zhì)量______（填“相同”或“不同”）的小球，分別放在擋板C與______（填“擋板A”或“擋板B”）處，同時選擇半徑______（填“相同””或“不同”）的兩個塔輪。（3）當用兩個質(zhì)量相等的小球做實驗，將小球分別放在擋板B和擋板C處，轉(zhuǎn)動時發(fā)現(xiàn)左、右標尺上露出的紅白相間的等分格數(shù)之比為1：2，則左、右兩邊塔輪的半徑之比為______。【答案】①.控制變量法②.相同③.擋板B④.相同⑤.2：1【解析】【詳解】（1）[1]在這個實驗中，利用了控制變量法來探究向心力的大小與小球質(zhì)量m、角速度和半徑r之間的關(guān)系。（2）[2][3][4]探究向心力的大小與圓周運動半徑的關(guān)系時，應(yīng)保持質(zhì)量不變，所以應(yīng)選擇兩個質(zhì)量5相同的小球；分別放在擋板C與擋板B處，同時應(yīng)保持運動的角速度相同，因為相同半徑的塔輪，線速度大小相同時角速度相同，所以選擇半徑相同的兩個塔輪。（3）[5]設(shè)軌跡半徑為r，塔輪半徑為R，根據(jù)向心力公式根據(jù)，解得左、右兩邊塔輪的半徑之比為四、解答題13.我國首個月球探測計劃“嫦娥工程”將分三個階段實施，大約用十年左右時間完成，這極大的提高了人們對月球的關(guān)注程度。若某宇航員在月球表面某處以速度豎直向上拋出一個小球，經(jīng)過時間t，小球落回到拋出點。已知月球半徑為R，引力常量為G。試求：（1）月球表面重力加速度大??；（2）月球的平均密度；（球體體積公式，其中R0為球體半徑。）（3）若在月球表面上發(fā)射一顆環(huán)月衛(wèi)星，所需最小發(fā)射速度為多大？第20頁/共20頁學科網(wǎng)（北京）股份有限公司 【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【詳解】（l）根據(jù)豎直上拋運動的對稱性可得得（2）對月球表面物體m解得3）對月球表面的環(huán)月衛(wèi)星由（2）可得得14.如圖所示，小球A質(zhì)量為。固定在長為的輕細直桿一端，并隨桿一起繞桿的另一端O點在豎直平面內(nèi)做圓周運動。如果小球經(jīng)過最高位置時，桿對球的作用力為拉力，拉力大小等于球的重力。（g?。┣螅海?）球在最高點時的速度大??；（2）當小球經(jīng)過最低點時速度為，桿對球的作用力的大??；（3）如果把其中輕細桿變成等長的輕繩，小球剛好能通過最高點的速度為多大。第20頁/共20頁學科網(wǎng)（北京）股份有限公司 【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【詳解】（1）在最高點，由牛頓第二定律可得得（2）在最低點，由牛頓第二定律可得得（3）當速度最小時，重力提供向心力得15.如圖所示，傳送帶以一定速度沿水平勻速運動，將質(zhì)量m=1.0kg的小物塊輕輕放在傳送帶上的P點，物塊運動到A點后被水平拋出，小物塊恰好無碰撞地沿圓弧切線從B點進入豎直光滑圓弧軌道下滑。B、C為圓弧的兩端點，其連線水平，軌道最低點為O，已知圓弧對應(yīng)圓心角θ=106°，圓弧半徑R=1.0m，A點距水平面的高度h=0.80m。小物塊離開C第20頁/共20頁學科網(wǎng)（北京）股份有限公司 點后恰好能無碰撞地沿固定斜面向上滑動，小物塊到達D點時速度為零，已知小物塊與斜面間的動摩擦因數(shù)，小物塊到達O點時的速度為m/s，且B、C兩點速度大小相等（取，，g=10m/s2），求：（1）小物塊離開A點時的水平速度大小；（2）小物塊經(jīng)過O點時，物體對軌道的壓力大??；（3）斜面上C、D點間的距離?！敬鸢浮浚?）3m/s；（2）43N；（3）1.25m【解析】【詳解】（1）對小物塊，由A到B做平拋運動，在豎直方向上有在B點解得小物塊離開A點時的水平速度大小vx=3m/s（2）在O點，對物體，由牛頓第二定律得解得FN=43N根據(jù)牛頓第三定律，物體對軌道的壓力大小也為43N。（3）從C到D，由牛頓第二定律得解得第20頁/共20頁學科網(wǎng)（北京）股份有限公司 又解得CD間距離第20頁/共20頁學科網(wǎng)（北京）股份有限公司