重慶市兩江育才中學(xué)2023-2024學(xué)年高一下學(xué)期3月月考物理試卷（Word版附解析）-試卷下載-教習(xí)網(wǎng)

一、單項選擇題（本題共8小題，每小題4分，共32分，每小題只有一個選項符合題意）
1．火星和木星沿各自的橢圓軌道繞太陽運行，根據(jù)開普勒行星運動定律可知（）
A．太陽位于木星運行軌道的中心
B．火星和木星繞太陽運行速度的大小始終相等
C．火星與木星公轉(zhuǎn)周期之比的平方等于它們軌道半長軸之比的立方
D．相同時間內(nèi)，火星與太陽連線掃過的面積等于木星與太陽連線掃過的面積
【答案】C
【詳解】A．太陽位于木星運行軌道的一個焦點，故A錯誤；
B．開普勒行星運動第二定律：對每一個行星而言，太陽行星的連線在相同時間內(nèi)掃過的面積相等。行星在此橢圓軌道上運動的速度大小不斷變化，故B錯誤；
C．根據(jù)開普勒第三定律可知
整理得
火星與木星公轉(zhuǎn)周期之比的平方等于它們軌道半長軸之比的立方，故C正確；
D．開普勒行星運動第二定律：對同一個行星而言，太陽行星的連線在相同時間內(nèi)掃過的面積相等，是對同一個行星而言，選項D錯誤。
故選C。
2．某類地天體可視為質(zhì)量分布均勻的球體，由于自轉(zhuǎn)的原因，其表面“赤道”處的重力加速度為g1，“極點”處的重力加速度為g2，若已知自轉(zhuǎn)周期為T，則該天體的半徑為
A．B．C．D．
【答案】C
【分析】在天體兩極萬有引力等于重力，在赤道處萬有引力等于重力與物體隨星球自轉(zhuǎn)做圓周運動的向心力的合力，應(yīng)用萬有引力公式與牛頓第二定律可以求出天體半徑．
【詳解】在“極點”處：；在其表面“赤道”處：；解得：，故選C.
3．質(zhì)量為2kg的質(zhì)點在xy平面上運動，x方向的速度—時間圖像和y方向的位移—時間圖像分別如圖所示，則質(zhì)點（）
A．初速度為4m/s
B．所受合外力為4N
C．做勻變速直線運動
D．初速度的方向與合外力的方向垂直
【答案】B
【詳解】AD．該物體沿x方向的初速度為，
y方向的初速度為，
所以該物體的初速度為
初速度與x方向的夾角的正切值為
因此加速度與初速度不垂直，故AD錯誤。
B．根據(jù)牛頓第二定律得,故B正確。
C．物體y方向做勻速直線運動，x方向做勻加速直線運動，所以根據(jù)運動的合成可知該物體做曲線運動，故C錯誤；
故選B。
4．如圖所示，重物M沿豎直桿下滑，并通過一根不可伸長的細(xì)繩帶動小車沿水平面向右運動．若當(dāng)滑輪右側(cè)的繩與豎直方向成角，且重物下滑的速率為v時，滑輪左側(cè)的繩與水平方向成角，則小車的速度為 ( )
A．B．C．D．
【答案】D
【詳解】將速度v按運動效果分解如圖所示：
則沿繩方向v1＝vcs，同理分解小車速度，，因為繩不可伸長，故沿繩方向速度大小相等. ,所以cs,所以；故選D.
5．如圖所示為一個半徑為的圓盤，正繞其圓心做勻速轉(zhuǎn)動，當(dāng)圓盤邊緣上的一點A處在如圖所示位置的時候，在其圓心正上方的高度有一小球正在向邊緣的A點以一定的速度水平拋出，，要使得小球正好落在A點，則（）
A．小球平拋的初速度一定是
B．小球平拋的初速度可能是
C．圓盤轉(zhuǎn)動的角速度一定是
D．圓盤轉(zhuǎn)動的加速度可能是π2 rad/s
【答案】A
【詳解】AB．根據(jù)可得
則小球平拋運動的初速度
A正確，B錯誤；
CD．根據(jù)，，解得圓盤轉(zhuǎn)動的角速度，
圓盤轉(zhuǎn)動的加速度為，
故選項CD錯誤。
故選A。
6．如圖所示，兩根長度相同的細(xì)線分別系有兩個完全相同的小球，細(xì)線的上端都系于O點，設(shè)法讓兩個小球均在水平面上做勻速圓周運動。已知L1跟豎直方向的夾角為60°，L2跟豎直方向的夾角為30°，下列說法正確的是（）
A．細(xì)線L1和L2所受的拉力大小之比為∶1
B．小球m1和m2的角速度大小之比為∶1
C．小球m1和m2的向心力大小之比為∶1
D．小球m1和m2的線速度大小之比為3∶1
【答案】A
【詳解】A．由豎直方向的平衡分別可得
可得細(xì)線L1和細(xì)線L2所受的拉力大小之比為∶1，A正確錯誤；
C．合外力作為向心力，小球m1和m2的向心力大小之比為
C錯誤；
B．由向心力公式分別可得
可得小球m1和m2的角速度大小之比為∶1，B錯誤；
D．小球m1和m2的線速度大小之比為
D錯誤。
故選A。
7．如圖所示，輕桿長3L，在桿兩端分別固定質(zhì)量均為m的球A和B，光滑水平轉(zhuǎn)軸穿過桿上距球A為L處的O點，外界給系統(tǒng)一定能量后，桿和球在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動，球B運動到最高點時，桿對球B恰好無作用力。忽略空氣阻力，則球B在最高點時（）
A．球B的速度大小為0
B．球A的速度大小為
C．水平轉(zhuǎn)軸對桿的作用1.5mg
D．水平轉(zhuǎn)軸對桿的作用2.5mg
【答案】C
【詳解】A．B球在最高點完全由重力提供向心力mg = mω22L
得ω =
B球的速度v = ω2L =
不為零，A錯誤；
B．A、B兩球的角速度相等，則A球的速度為vA = ωL =
B錯誤；
CD．B球?qū)U無作用力，A球的向心力為F = mω2L = 0.5mg
因此桿對A球的作用力為F′ = mg + F = 1.5mg
等于水平轉(zhuǎn)軸對桿的作用力，C正確、D錯誤。
故選C。
8．如圖所示，O為半球形容器的球心，半球形容器繞通過O的豎直軸以角速度勻速轉(zhuǎn)動，放在容器內(nèi)的兩個質(zhì)量相等的小物塊a和b相對容器靜止，b與容器壁間恰好沒有摩擦力。已知a和O、b和O的連線與豎直方向的夾角分別為60°和30°，則下列說法正確的是（）
A．小物塊a和b做圓周運動的向心力之比為
B．小物塊a和b對容器壁的壓力之比為
C．小物塊a與容器壁之間無摩擦力
D．容器壁對小物塊a的摩擦力方向沿器壁切線向下
【答案】A
【詳解】A．a(chǎn)、b角速度相等，向心力可表示為
所以a、b向心力之比為，A正確；
BCD．若無摩擦力a將移動到和b等高的位置，所以摩擦力沿切線方向向上。定量分析：對b分析可得
結(jié)合對b分析結(jié)果，對a分析
即支持力在指向轉(zhuǎn)，軸方向的分力大于所需要的向心力，因此摩擦力有背離轉(zhuǎn)軸方向的分力，即摩擦力沿切線方向向上；對b有
對a有
所
BCD錯誤。
故選A。
二、多項選擇題（本題共4小題，每小題5分，共20分，每小題有兩個及以上選項符合題意，選對但不全得3分，多選、錯選不得分）
9．宇航員在地球表面以一定初速度豎直上拋一小球，經(jīng)過時間t小球落回原處。若他在某星球表面以相同的初速度豎直上拋同一小球，需經(jīng)過時間5t小球落回原處。已知該星球的半徑與地球半徑之比為R星∶R地 = 1∶4，地球表面重力加速度為g，設(shè)該星球表面附近的重力加速度為g′，空氣阻力不計。則（）
A．g′∶g = 5∶2
B．g′∶g = 1∶5
C．M星∶M地 = 1∶80
D．M星∶M地 = 1∶20
【答案】BC
【詳解】
AB．設(shè)初速度為v0，由對稱性可知在地球表面豎直上拋的小球在空中運動的時間
在某星球同理，因此得
故A錯誤、B正確；
CD．在地球表面由
得
在某星球同理，則
故C正確、D錯誤。
故選BC。
10．如圖為甲、乙兩球做勻速圓周運動時向心加速度隨半徑變化的關(guān)系圖線，甲圖線為雙曲線的一支，乙圖線為直線。由圖像可知（）
A.甲球運動時，線速度的大小保持不變
B.甲球運動時，角速度的大小保持不變
C.乙球運動時，線速度的大小保持不變
D.乙球運動時，角速度的大小保持不變
【答案】AD
【詳解】根據(jù)圓周運動公式，得
甲球滿足關(guān)系式為
由圖中甲關(guān)系圖線可知，甲球線速度大小保持不變；
乙球滿足關(guān)系式為
由圖中乙關(guān)系圖線可知，乙球角速度大小保持不變。
故選AD。
11．在修筑鐵路時，彎道處的外軌會略高于內(nèi)軌．當(dāng)火車以規(guī)定的行駛速度轉(zhuǎn)彎時，內(nèi)、外軌均不會受到輪緣的擠壓，設(shè)此時的速度大小為v，重力加速度為g，兩軌所在面的傾角為θ，則（）
A．該彎道的半徑r＝v2gtanθ
B．當(dāng)火車質(zhì)量改變時，規(guī)定的行駛速度大小也隨之改變
C．當(dāng)火車速率大于v時，內(nèi)軌將受到輪緣的擠壓
D．當(dāng)火車速率大于v時，外軌將受到輪緣的擠壓
【答案】AD
【詳解】A．火車拐彎時不側(cè)向擠壓輪緣，靠重力和支持力的合力提供向心力，根據(jù)牛頓第二定律得
解得
故A正確；
B．根據(jù)牛頓第二定律得
解得
可知火車規(guī)定的行駛速度大小與質(zhì)量無關(guān)，故B錯誤；
CD．當(dāng)火車速率大于v時，重力和支持力的合力不足以提供向心力，此時外軌對火車輪緣有側(cè)壓力，輪緣擠壓外軌，故C錯誤，D正確。
故選AD。
12．如圖所示，在勻速轉(zhuǎn)動的水平圓盤上，沿半徑方向放著用水平輕繩相連的物體A和B，A和B質(zhì)量都為m。它們分居在圓心兩側(cè)，與圓心距離分別為RA=r，RB=2r，A、B與盤間的動摩擦因數(shù)μ相同，重力加速度為g。若最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，當(dāng)圓盤轉(zhuǎn)速加快到兩物體將要但還未發(fā)生滑動時，下列說法正確的是（）
A．此時繩子張力為T=3μmg
B．此時圓盤的角速度為ω=
C．此時A所受摩擦力方向沿半徑指向圓外
D．此時燒斷繩子物體A、B仍將隨盤一塊轉(zhuǎn)動
【答案】ABC
【詳解】C．由F=mω2r可知，A、B兩物體相比，B物體所需要的向心力較大，當(dāng)轉(zhuǎn)速增大時，B先有滑動的趨勢，此時B所受的靜摩擦力沿半徑指向圓心，A所受的靜摩擦力沿半徑背離圓心，故C正確；
ABC．當(dāng)B剛要發(fā)生相對滑動時，以B為研究對象，有FT＋μmg=2mrω2
以A為研究對象，有FT-μmg=mrω2
聯(lián)立可得FT=3μmg
ω=
故AB正確；
D．若燒斷繩子，則A、B所受的摩擦力均不足以提供向心力，二者都將做離心運動，故D錯誤。
故選ABC。
三、實驗題（本題共2小題，每空2分，共14分）
13．（8分）用斜槽裝置做“探究平拋運動的特點”實驗。
（1）以下哪些操作可能會引起實驗誤差______（多選）。
A.安裝斜槽時，斜槽末端切線方向不水平
B.確定Oy軸時，沒有用重垂線
C.斜槽不是絕對光滑的，有一定摩擦
D.每次從軌道同一位置釋放小球
（2）一個同學(xué)在《研究平拋物體的運動》實驗中，只畫出了如圖1所示的一部分曲線，于是他在曲線上取水平距離Δs相等的三點A、B、C，量得Δs?0.4m。又量出它們之間的豎直距離分別為h1=0.2m，h2=0.3m，g取10m/s2，利用這些數(shù)據(jù)，可求得：
①物體拋出時的初速度為 m/s；
②物體經(jīng)過B時豎直分速度為 m/s；
③拋出點在A點上方的高度為_______m處。
【答案】 AB 4 2.5 0.1125m
【詳解】[1]A實驗要求斜槽的末端保持水平，使小球離開斜槽末端時速度沿水平方向，故A符合題意；
B．確定OY軸時，沒有用重錘線，就不能調(diào)節(jié)斜槽末端切線水平，會引起實驗誤差，B符合題意；
CD．每次小球從同一位置由靜止釋放，即使球與槽之間存在摩擦力，也可以使小球每次都以相同的速度離開斜槽末端，故CD不符合題意；
故選AB。
（2）[2][3][4]A、B、C三點的水平距離相等，所以運動時間也相等，即
豎直方向上為自由落體運動，則
解得
所以物體拋出時的初速度為
物體經(jīng)過B點時的豎直分速度為
tB=vByg=2.510=0.25m/s
tA=tB-0.1=0.15s
h=12gtA2=0.1125m
14．（6分）某同學(xué)做驗證向心力與線速度關(guān)系的實驗。裝置如圖甲所示，一輕質(zhì)細(xì)線上端固定在力傳感器上，下端懸掛一小鋼球。鋼球靜止時剛好位于光電門中央，主要實驗步驟如下：
①用游標(biāo)卡尺測出鋼球直徑d；
②將鋼球懸掛靜止不動，此時力傳感器示數(shù)為F1，用米尺量出線長L；
③將鋼球拉到適當(dāng)?shù)母叨忍庫o止釋放，光電門計時器測出鋼球的遮光時間為t，力傳感器示數(shù)的最大值為F2已知當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣却笮間，請用上述測得的物理量表示：

（1）鋼球經(jīng)過光電門時的線速度表達式v＝_____，向心力表達式F向＝mv2R＝_____;
（2）鋼球經(jīng)過光電門時所受合力的表達式F合＝_____;
【答案】 d/t
【詳解】（1）[1][2]小球的質(zhì)量
小球通過最低點時的速度為
根據(jù)向心力公式，小球通過最低點時所需向心力
（2）[3]鋼球懸掛靜止不動，此時力傳感器示數(shù)為F1，則有mg＝F1
小球通過最低點時，受小球的重力和細(xì)線的拉力作用，拉力F2和重力mg的合力F合=
四、計算題（本題共4小題，共34分）
15.（8分）如圖所示，傾角θ＝37°的斜面足夠大，頂端MN水平。一質(zhì)量m＝0.9kg的小球自MN上一點以v0＝2m/s的初速度垂直MN水平拋出，已知重力加速度g＝10m/s2，sin37°=0.6，cs37°=0.8，不計空氣阻力。
（1）求小球自拋出至落到斜面上的時間；
（2）若小球運動過程中始終受到平行MN的恒定水平風(fēng)力，小球落到斜面上時的位移大小為1.25m，求小球受到的水平風(fēng)力大小。
【答案】（1）0.3s；（2）40N
【詳解】（1）設(shè)小球自拋出至落到斜面上的時間為，則小球水平位移
豎直位移
位移間的關(guān)系為
聯(lián)立并代入數(shù)據(jù)解得
（2）設(shè)小球受到的平行MN的恒定水平風(fēng)力大小為F=ma
小球沿MN方向的位移
小球落在斜面上的時間不變
小球的位移
聯(lián)立并代入數(shù)據(jù)解得F=80N
16．如圖所示，一個光滑的圓錐體固定在水平桌面上，其軸線沿豎直方向，母線與軸線之間的夾角，一條長度為L的繩（質(zhì)量不計），一端固定在圓錐體的頂點O處，另一端拴著一個質(zhì)量為m的小球（可看成質(zhì)點），小球以角速度ω繞圓錐體的軸線做水平勻速圓周運動。求：
（1）小球靜止時所受拉力和支持力大??；
（2）小球剛要離開錐體時的角速度；
（3）小球以ω1=4gL的角速度轉(zhuǎn)動時所受拉力和支持力大小。
【答案】（1）；；（2）；（3），
【詳解】（1）由小球受力分析可知
（2）小球剛要離開錐面時，由重力和拉力的合力提供向心力，根據(jù)牛頓第二定律，有
解得
（3）因為
說明小球離開錐面飛起
設(shè)繩與豎直方向的夾角為α，如圖所示
則有
解得F1=4mg
17．某電視臺正在策劃的“快樂向前沖”節(jié)目的場地設(shè)施如圖所示，AB為水平直軌道，上面安裝有電動懸掛器，可以載人運動，下方水面上漂浮著一個半徑為R鋪有海綿墊的轉(zhuǎn)盤，轉(zhuǎn)盤軸心離平臺的水平距離為L，平臺邊緣與轉(zhuǎn)盤平面的高度差為H．選手抓住懸掛器后，按動開關(guān)，在電動機的帶動下從A點沿軌道做初速為零、加速度為a的勻加速直線運動．起動后2s懸掛器脫落．設(shè)人的質(zhì)量為m?看作質(zhì)點)，人與轉(zhuǎn)盤間的最大靜摩擦力為μmg，重力加速度為g．
（1）假設(shè)選手落到轉(zhuǎn)盤上瞬間相對轉(zhuǎn)盤速度立即變?yōu)榱?，為保證他落在任何位置都不會被甩下轉(zhuǎn)盤，轉(zhuǎn)盤的角速度ω應(yīng)限制在什么范圍？
（2）若H＝3.2m，R ＝0.9m，取g＝10m/s2，當(dāng)a＝2m/s2時選手恰好落到轉(zhuǎn)盤的圓心上，求L．
（3）若H＝2.45m，R＝0.8m，L＝6m，取g＝10m/s2，選手要想成功落在轉(zhuǎn)盤上，求加速度a的范圍．

【答案】（1）（2）7.2 m（3）a1 =" 1.75" m/s2或者a2 =" 2.25" m/s2
【詳解】試題分析：（1）設(shè)人落在圓盤邊緣處不至被甩下，臨界情況下，最大靜摩擦力提供向心力
則有：μmg=mω2R
解得
故轉(zhuǎn)盤的角速度
（2）勻加速過程m=4m
vc =at=4m/s
平拋過程得t2=0．8s
x2= vc t2 = 4×0．8m=3．2m
故L=x1 + x2=7．2m
（3）分析知a最小時落在轉(zhuǎn)盤左端，a最大時落在轉(zhuǎn)盤右端
得
解得
解得a2=2m/s2

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