
說明:本試卷分為第Ⅰ卷(選擇題)和第Ⅱ卷(非選擇題)兩部分。滿分100分,考試時(shí)間75分鐘。答案寫在答題卡上,交卷只交答題卡。
第Ⅰ卷(選擇題)
一、單選題(本題共7小題,每小題只有一項(xiàng)符合題目要求,每小題4分,共28分)
1. 當(dāng)我們遠(yuǎn)古的祖先驚嘆星空的玄妙時(shí),他們就開始試圖破譯日月星辰等天文現(xiàn)象的奧秘。下列敘述中正確的是( )
A. 人們觀察到太陽東升西落,說明地球是靜止不動(dòng)的,是宇宙的中心
B. 牛頓總結(jié)了萬有引力定律,并測(cè)出了引力常量
C. 開普勒通過對(duì)第谷大量觀測(cè)數(shù)據(jù)的深入研究,總結(jié)出了行星運(yùn)動(dòng)三大定律
D. 天王星是人們根據(jù)萬有引力定律計(jì)算出其軌道后才發(fā)現(xiàn)的,被稱為“筆尖下的行星”
2. 如圖所示,下列有關(guān)生活中的圓周運(yùn)動(dòng)實(shí)例分析,其中說法正確的是( )
A. 汽車通過拱橋的最高點(diǎn)處于超重狀態(tài)
B. 火車轉(zhuǎn)彎若超過規(guī)定速度行駛時(shí),內(nèi)軌對(duì)火車輪緣會(huì)有擠壓作用
C. 利用離心運(yùn)動(dòng),醫(yī)務(wù)人員可以從血液中分離出血漿和紅細(xì)胞
D. 宇航員不受重力作用,處于完全失重狀態(tài)
3. 甲、乙兩球做勻速圓周運(yùn)動(dòng),其向心加速度(a)隨半徑(R)變化的圖像如圖所示。由圖像可知( )
A. 甲球運(yùn)動(dòng)時(shí),角速度大小保持不變B. 甲球運(yùn)動(dòng)時(shí),線速度大小保持不變
C. 乙球運(yùn)動(dòng)時(shí),周期保持不變D. 乙球運(yùn)動(dòng)時(shí),角速度大小保持不變
4. 飛機(jī)駕駛員所能承受的壓力最大等于9倍的重力,如圖所示飛機(jī)在豎直平面內(nèi)沿圓弧軌道俯沖做特技表演,若飛機(jī)在最低點(diǎn)時(shí)速度大小為360km/h,則為保證駕駛員安全,飛機(jī)俯沖圓弧軌道的最小半徑為(?。? )
A. 500mB. 125mC. 111mD. 250m
5. 有一種叫“飛椅”的游樂項(xiàng)目,如圖所示。長(zhǎng)為L(zhǎng)的鋼繩一端系著座椅,另一端固定在半徑為r的水平轉(zhuǎn)盤邊緣。轉(zhuǎn)盤可繞穿過其中心的豎直軸轉(zhuǎn)動(dòng),使游客和椅子也在水平面內(nèi)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)轉(zhuǎn)盤以角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),鋼繩與豎直方向夾角為。不計(jì)鋼繩重力,游客和飛椅質(zhì)量為m。下列說法正確的是( )
A. 游客所受合力為零B. 游客的向心加速度大小為
C. 游客和飛椅所需向心力等于D. 若轉(zhuǎn)速變大,游客將做離心運(yùn)動(dòng)
6. 賽車驚險(xiǎn)刺激,是速度與激情的聯(lián)袂展示,在賽道的拐彎處,路面造得外高內(nèi)低,即當(dāng)車向左轉(zhuǎn)彎時(shí),車手右側(cè)的路面比左側(cè)的要高一些,如圖所示。設(shè)路面與水平面間的夾角為,將拐彎路段視為半徑為R的圓弧,要使車速為v時(shí),車輪與路面之間的橫向(即垂直于前進(jìn)方向)摩擦力等于零,則應(yīng)滿足關(guān)系( )
A. B. C. D.
7. 2022年6月5日10時(shí)44分,搭載神舟十四號(hào)載人飛船的長(zhǎng)征二號(hào)F遙十四運(yùn)載火箭在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射。如圖所示是地球衛(wèi)星發(fā)射過程的簡(jiǎn)化模型,先將質(zhì)量為m的衛(wèi)星發(fā)射到近地圓形軌道1上運(yùn)行,其軌道半徑近似等于地球半徑R,在A點(diǎn)點(diǎn)火加速進(jìn)入轉(zhuǎn)移軌道,轉(zhuǎn)移軌道為橢圓軌道的一部分,到達(dá)轉(zhuǎn)移軌道的遠(yuǎn)地點(diǎn)B時(shí)再次點(diǎn)火加速進(jìn)入半徑為3R的圓形軌道2,三個(gè)軌道處于同一平面內(nèi)。已知地球表面的重力加速度為g,假設(shè)衛(wèi)星質(zhì)量不變,則( )
A. 該衛(wèi)星在軌道2上運(yùn)行時(shí)的速度大于軌道1上的運(yùn)行速度
B. 該衛(wèi)星在轉(zhuǎn)移軌道上從A點(diǎn)運(yùn)行至B點(diǎn)的時(shí)間是
C. 該衛(wèi)星在軌道1的運(yùn)行周期為
D. 衛(wèi)星在軌道2上運(yùn)行周期為
二、多選題(本題共3小題,共18分。在所給的四個(gè)選項(xiàng)中,每小題有多個(gè)選項(xiàng)符合題意,全選對(duì)得6分,選對(duì)但不全得3分)
8. 關(guān)于高中物理實(shí)驗(yàn)中用到的思想方法,下列說法正確的是( )
圖甲 圖乙 圖丙 圖丁
A. 圖甲為著名的伽利略斜面實(shí)驗(yàn),應(yīng)用了理想實(shí)驗(yàn)的方法
B. 圖乙為研究加速度a和合外力F、質(zhì)量m的關(guān)系實(shí)驗(yàn),主要應(yīng)用了控制變量的方法
C. 圖丙為探究合力與分力的關(guān)系實(shí)驗(yàn),主要應(yīng)用了極限的思想方法
D. 圖丁為卡文迪什通過扭秤測(cè)量引力常量的實(shí)驗(yàn),應(yīng)用了放大的思想方法
9. 如圖所示,水平轉(zhuǎn)臺(tái)上放著A、B、C三個(gè)物體,質(zhì)量分別為2m、m、m,離轉(zhuǎn)軸的距離分別為R、R、2R,與轉(zhuǎn)臺(tái)間的摩擦因數(shù)相同,轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)時(shí),下列說法中正確的是( )
A. 若三個(gè)物體均未滑動(dòng),B物體受的摩擦力最小B. 若三個(gè)物體均未滑動(dòng),A物體的向心加速度最大
C. 若轉(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)速增加,則A物體比B物體先滑動(dòng)D. 若轉(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)速增加,則三個(gè)物體中C物體最先滑動(dòng)
10. 2023年春節(jié)期間,中國(guó)科幻電影里程碑的作品《流浪地球2》熱播。影片中為了讓地球逃離太陽系,人們?cè)诘厍蛏辖ㄔ焯卮蠊β拾l(fā)動(dòng)機(jī),使地球完成一系列變軌操作,其逃離過程如圖所示,地球在橢圓軌道Ⅰ上運(yùn)行到遠(yuǎn)日點(diǎn)B變軌,進(jìn)入圓形軌道Ⅱ在圓形軌道Ⅱ上運(yùn)行到B點(diǎn)時(shí)再次加速變軌,從而最終擺脫太陽束縛。對(duì)于該過程,下列說法正確的是( )
A. 沿軌道Ⅰ運(yùn)動(dòng)至B點(diǎn)時(shí),需向前噴氣減速才能進(jìn)入軌道Ⅱ
B. 沿軌道Ⅰ運(yùn)行的周期小于沿軌道Ⅱ運(yùn)行的周期
C. 沿軌道Ⅰ運(yùn)行時(shí),在A點(diǎn)的加速度小于在B點(diǎn)的加速度
D. 在軌道Ⅰ上由A點(diǎn)運(yùn)行到B點(diǎn)的過程,速度逐漸減小
第Ⅱ卷(非選擇題)
三、實(shí)驗(yàn)題(本題共7空,共計(jì)14分)
11. 某實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)探究平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律。
(1)如圖甲所示,在豎直板上不同高度處各固定兩個(gè)完全相同的圓弧軌道,軌道的末端水平。在兩軌道上與軌道末端高度相同處各安裝一個(gè)電磁鐵,兩個(gè)電磁鐵由同一個(gè)開關(guān)控制,通電后,兩電磁鐵分別吸住相同小鐵球A、B,斷開開關(guān),兩個(gè)小球同時(shí)開始運(yùn)動(dòng),以相同的速度同時(shí)到達(dá)圓弧軌道的末端,A球離開軌道在空中運(yùn)動(dòng),B球則進(jìn)入與軌道末端相連接的光滑水平軌道運(yùn)動(dòng)。則離開圓弧軌道后,A球做①______運(yùn)動(dòng),B球在進(jìn)入光滑的水平軌道后做②______運(yùn)動(dòng);實(shí)驗(yàn)過程中觀察到A球正好砸在B球上,由此現(xiàn)象可以得出結(jié)論是:③____________。
(2)圖乙中C為彈性鐵片,它位于B球的左面并夾緊A球,開始時(shí)兩球均靜止,當(dāng)小錘D下擺時(shí)打擊鐵片C,使B球做平拋運(yùn)動(dòng),同時(shí)使A球自由下落,對(duì)該實(shí)驗(yàn)出現(xiàn)的現(xiàn)象或應(yīng)得出的結(jié)論是:______
A. 兩球在空中運(yùn)動(dòng)時(shí),兩者高度始終相同B. 兩球必定同時(shí)落地
C. 實(shí)驗(yàn)表明,平拋運(yùn)動(dòng)就是自由落體運(yùn)動(dòng)D. 實(shí)驗(yàn)表明,平拋運(yùn)動(dòng)的水平分運(yùn)動(dòng)是勻速直線運(yùn)動(dòng)
12. “探究向心力大小的表達(dá)式”實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。
(1)本實(shí)驗(yàn)采用的實(shí)驗(yàn)方法是______
A. 控制變量法B. 等效替代C. 放大法
(2)在小球質(zhì)量和轉(zhuǎn)動(dòng)半徑相同的情況下,逐漸加速轉(zhuǎn)動(dòng)手柄到一定速度后保持勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。此時(shí)左右標(biāo)尺露出的紅白相間等分標(biāo)記的比值等于兩小球的①______之比(選填“線速度大小”、“角速度平方”或“周期平方”);連接傳動(dòng)皮帶的左右兩側(cè)變速塔輪半徑,在加速轉(zhuǎn)動(dòng)手柄過程中,左右標(biāo)尺露出紅白相間等分標(biāo)記的比值為②______。
四、計(jì)算題(本題共3小題,共40分。解答應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和演算步驟)
13.(12分)如圖所示,一質(zhì)量為0.1kg的小球,用40cm長(zhǎng)的細(xì)繩拴住在豎直面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng),,求:
(1)小球恰能通過圓周最高點(diǎn)時(shí)的速度多大?
(2)小球以3m/s的速度通過圓周最高點(diǎn)時(shí),繩對(duì)小球的拉力多大?
(3)當(dāng)小球在圓周最低點(diǎn)時(shí),繩的拉力為5N,則此時(shí)小球速度多大?
14.(14分)如圖甲,這是湖南電視臺(tái)“智勇大沖關(guān)”游戲節(jié)目中的大轉(zhuǎn)盤游戲環(huán)節(jié),經(jīng)驗(yàn)不足的人會(huì)坐在轉(zhuǎn)盤邊緣,當(dāng)轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速達(dá)到某一數(shù)值時(shí),人恰好滑離轉(zhuǎn)盤落入水中,等效模型如圖乙.現(xiàn)測(cè)得轉(zhuǎn)盤半徑,離水面的高度,人落水過程的水平位移大小。設(shè)人所受的最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力,人視為質(zhì)點(diǎn),不計(jì)空氣阻力,取重力加速度。求:
(1)人恰好離開轉(zhuǎn)盤時(shí)的初速度大小;
(2)人與轉(zhuǎn)盤間的動(dòng)摩擦因數(shù);
(3)人落水時(shí)的速度大小v。
15.(14分)最近幾十年,人們對(duì)探測(cè)火星十分感興趣,假設(shè)宇航員乘坐探測(cè)器登上了火星,請(qǐng)你幫助宇航員完成下面科學(xué)探究:
(1)如果只有一把米尺和秒表,如何測(cè)定火星表面重力加速度g大???請(qǐng)簡(jiǎn)要寫出探究步驟以及需要測(cè)量的物理量,并用所測(cè)物理量的字母表示火星表面重力加速度g大??;
(2)通過天文觀察發(fā)現(xiàn),火星的其中一個(gè)衛(wèi)星繞火星的周期為T,請(qǐng)你估算該衛(wèi)星離火星表面高度h的大小,已知火星半徑為R。(用第一問測(cè)出的g的表達(dá)式、T、R表示)
蘭州一中2023-2024-Ⅱ?qū)W期3月月考試題
高一物理參考答案
1. C
【解析】A. 在太陽系中,地球及所有行星都在繞太陽轉(zhuǎn)動(dòng),人們觀察到太陽東升西落是選地球作為參考系造成的,宇宙沒有中心,故A錯(cuò)誤;
B. 牛頓總結(jié)了萬有引力定律,卡文迪許測(cè)出了引力常量,故B錯(cuò)誤;
C. 開普勒通過對(duì)第谷大量觀測(cè)數(shù)據(jù)的深入研究,總結(jié)出了行星運(yùn)動(dòng)三大定律,故C正確;
D. 海王星是人們根據(jù)萬有引力定律計(jì)算出其軌道后才發(fā)現(xiàn)的,被稱為“筆尖下的行星”,故D錯(cuò)誤。
2. C
【解析】A. 汽車通過拱橋的最高點(diǎn)加速度方向豎直向下,故處于失重狀態(tài),A錯(cuò)誤;
B. 火車轉(zhuǎn)彎若超過規(guī)定速度行駛時(shí),此時(shí)火車重力和軌道對(duì)其支持力的合力不足以提供此時(shí)的向心力,火車有做離心運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì),故此時(shí)外軌對(duì)火車輪緣會(huì)有擠壓作用,B錯(cuò)誤;
C. 利用離心運(yùn)動(dòng),醫(yī)務(wù)人員可以從血液中分離出血漿和紅細(xì)胞,C正確;
D. 宇航員受到重力作用,只是此時(shí)受到的重力完全提供做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力,故處于完全失重狀態(tài),D錯(cuò)誤。
3. A
【解析】根據(jù)
可知,乙球運(yùn)動(dòng)的線速度不變,根據(jù)
可知周期和角速度隨半徑不斷變化,選項(xiàng)BCD錯(cuò)誤。
4. B
5. D
【解析】A. 游客所受合力提供轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)所需的向心力,故合力不為零,A錯(cuò)誤;
B. 游客與轉(zhuǎn)盤具有相同的角速度,故游客的向心加速度大小為
其中有
即 B錯(cuò)誤。
C. 對(duì)游客和飛椅受力分析可知向心力為 C錯(cuò)誤;
D. 鋼繩的拉力與游客和飛椅的總重力的合力提供所需的向心力,當(dāng)轉(zhuǎn)速變大時(shí),該合力不足以提供此時(shí)所需的向心力,故此時(shí)游客將做離心運(yùn)動(dòng),D正確。
6. A
7. B
【解析】A. 根據(jù)萬有引力提供向心力可得
解得
可知該衛(wèi)星在軌道2上運(yùn)行時(shí)的速度小于軌道1上的運(yùn)行速度,故A錯(cuò)誤;
B. 物體在地球表面處受到的萬有引力等于重力,則有
設(shè)衛(wèi)星在軌道1的運(yùn)行周期為,則有
聯(lián)立解得,故C錯(cuò)誤
設(shè)衛(wèi)星在轉(zhuǎn)移軌道的運(yùn)行周期為,根據(jù)開普勒第三定律可得
解得
則該衛(wèi)星在轉(zhuǎn)移軌道上從A點(diǎn)運(yùn)行至B點(diǎn)的時(shí)間為
故B正確;
同理可得衛(wèi)星在軌道2上運(yùn)行周期為 故D錯(cuò)誤。
8. ABD 9. AD 10. BD
11.(1)平拋 勻速直線 A球水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng) (2)AB
12.(1)A (2)角速度平方
【解析】(1)本實(shí)驗(yàn)的目的探究向心力與質(zhì)量、角速度和半徑的關(guān)系,則需應(yīng)用控制變量法。
(2)左右標(biāo)尺露出的紅白相間等分標(biāo)記的比值等于兩小球的向心力之比,根據(jù)向心力公式
在小球質(zhì)量和轉(zhuǎn)動(dòng)半徑相同的情況下,向心力之比應(yīng)等于線速度的平方比、等于角速度的平方比、等于周期平方的反比。連接傳動(dòng)皮帶的左右兩側(cè)變速塔輪半徑,
由公式可知,角速度之比為
則左右標(biāo)尺露出紅白相間等分標(biāo)記的比值等于向心力之比
13.(1)2m/s;(2)1.25N;(3)4m/s
【解析】(1)小球恰能通過最高點(diǎn)時(shí),只有重力提供向心力
……(2分)
得……(2分)
(2)根據(jù)牛頓第二定律……(2分)
得……(2分)
(3)根據(jù)牛頓第二定律……(2分)
得……(2分)
14. 解:(1)物塊做平拋運(yùn)動(dòng),在豎直方向上有:①……(2分)
在水平方向上有②……(2分)
由①②式解得③……(1分)
(2)物塊離開轉(zhuǎn)臺(tái)時(shí),最大靜摩擦力提供向心力,有④……(2分)
⑤……(2分)
由③④⑤式,代入數(shù)據(jù)解得……(1分)
(3)(4分,可用動(dòng)能定理求解,方法不唯一)
15(1)見解析,;(2)
【解析】(1)撿一塊小石子讓自由下落,用米尺測(cè)量小石子下落高度H,
同時(shí)用秒表記錄下落時(shí)間t,……(2分)
由……(2分)
得……(2分)
(2)設(shè)火星質(zhì)量M,衛(wèi)星質(zhì)量m,衛(wèi)星離地面高度h,假設(shè)衛(wèi)星繞火星做勻速圓周運(yùn)動(dòng),
火星對(duì)衛(wèi)星的萬有引力充當(dāng)衛(wèi)星做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力
……(3分)
設(shè)火星表面一個(gè)物體的質(zhì)量為,根據(jù)物體與火星之間萬有引力近視等于重力
……(3分)
聯(lián)立可得……(2分)1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
C
C
A
B
D
A
B
ABD
AD
BD
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