江西省景德鎮(zhèn)市樂(lè)平中學(xué)2023-2024學(xué)年高一下學(xué)期3月月考物理試題

高一物理月考試卷第I卷（選擇題）一、單選題（每題4分，共28分）1.如圖所示，一個(gè)內(nèi)壁光滑的圓錐形筒的軸線豎直，圓錐筒固定不動(dòng)，兩個(gè)質(zhì)量相同的球甲、乙緊貼著內(nèi)壁分別在圖中所示的水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，半徑R甲＞R乙，則（）A.線速度 B.對(duì)筒壁的彈力C.加速度 D.角速度【答案】B【解析】【詳解】AB．兩球所受的重力大小相等，支持力方向相同，合力的方向都沿水平方向。根據(jù)力的合成，知兩球所受的支持力大小、合力大小均相等。根據(jù)得合力、質(zhì)量相等，r越大線速度大，所以球甲的線速度大于球乙的線速度。故A錯(cuò)誤，B正確。

C．根據(jù)F=ma可知，由于合力相同，故向心加速度相同，故C錯(cuò)誤；

D．根據(jù)F合=mrω2，得r大則角速度小。所以球甲的角速度小于球乙的角速度。故D錯(cuò)誤。

故選B。2.如圖所示，長(zhǎng)為L(zhǎng)的細(xì)輕繩一端固定，另一端系一質(zhì)量為m的小球．給小球一個(gè)合適的初速度，小球便可在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，這樣就構(gòu)成了一個(gè)圓錐擺．不計(jì)空氣阻力，關(guān)于小球受力，下列說(shuō)法中正確的是（）A.小球只受重力和向心力作用B.小球只受重力、繩的拉力和向心力作用C.小球只受重力和繩的拉力作用D.小球只受重力、繩的拉力和離心力作用【答案】C【解析】【分析】【詳解】小球只受重力和繩的拉力作用，二者合力提供向心力。故選C。3.如圖所示，一個(gè)質(zhì)量為m的小球穿在半徑為R的光滑圓環(huán)上，圓環(huán)繞豎直方向的軸以角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，球和圓心的連線與轉(zhuǎn)軸的夾角為，重力加速度為g。下列說(shuō)法正確的是（）A.小球受到重力、圓環(huán)的彈力和向心力三個(gè)力作用B.小球的線速度大小為C.圓環(huán)對(duì)球的彈力大于球的重力D.小球做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力大小為【答案】C【解析】【詳解】A．向心力為效果力，小球只受重力和圓環(huán)的彈力，A錯(cuò)誤；B．小球的線速度大小為C．重力和彈力的合力沿水平方向，則圓環(huán)對(duì)球的彈力大于球的重力，C正確；D．根據(jù)向心力為D錯(cuò)誤。故選C。4.如圖所示，、為某小區(qū)門(mén)口自動(dòng)升降桿上的兩點(diǎn)，在桿的頂端，在桿的中點(diǎn)處．桿從水平位置勻速轉(zhuǎn)至豎直位置的過(guò)程中，、兩點(diǎn)（）A.角速度大小之比B.周期大小之比C.向心加速度大小之比D.線速度大小之比【答案】D【解析】【詳解】A．因?yàn)锳、B兩點(diǎn)是同軸轉(zhuǎn)動(dòng)，所以A、B兩點(diǎn)的角速度相同，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；B．A、B兩點(diǎn)的角速度相同，根據(jù)可得A、B兩點(diǎn)的周期相同，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；C．A、B兩點(diǎn)的角速度相同，由可知加速度之比等于半徑之比，故A、B兩點(diǎn)向心加速度大小之比2：1，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；D．A、B兩點(diǎn)的角速度相同，由可知其線速度之比等于半徑之比，故A、B兩點(diǎn)線速度大小之比為2：1，選項(xiàng)D正確。故選D。5.如圖所示，地球的兩顆人造衛(wèi)星甲、乙分別在圓軌道、橢圓軌道上運(yùn)動(dòng)，A、B分別是橢圓軌道的近地點(diǎn)、遠(yuǎn)地點(diǎn)，與地心的距離分別為r、3r，兩軌道相切于A點(diǎn)，則甲、乙的周期之比為（）A.1:2 B. C. D.1:4【答案】C【解析】【詳解】由題圖可得甲的圓軌道半徑為乙的橢圓軌道的半長(zhǎng)軸為由開(kāi)普勒第三定律可得綜合可得故選C。6.如圖所示，細(xì)桿的一端與小球相連，可繞過(guò)O點(diǎn)的水平軸自由轉(zhuǎn)動(dòng)，細(xì)桿長(zhǎng)0.5m，小球質(zhì)量為3kg，現(xiàn)給小球一初速度使它做圓周運(yùn)動(dòng)，若小球通過(guò)軌道最低點(diǎn)a的速度為va＝4m/s，通過(guò)軌道最高點(diǎn)b的速度為vb＝2m/s，取g＝10m/s2，則小球通過(guò)最低點(diǎn)和最高點(diǎn)時(shí)對(duì)細(xì)桿作用力的情況是（）A.在a處為拉力，方向豎直向下，大小為120NB.在a處為壓力，方向豎直向上，大小為120NC.在b處為拉力，方向豎直向上，大小為6ND.在b處為壓力，方向豎直向下，大小為6N【答案】D【解析】【詳解】AB．在最低點(diǎn)，桿子一定表現(xiàn)為拉力，有則故AB錯(cuò)誤；CD．在最高點(diǎn)，有則所以桿子表現(xiàn)為支持力，方向向上，大小為6N，故球?qū)U的作用力為壓力，大小為6N，方向豎直向下，故C錯(cuò)誤，D正確。故選D。7.關(guān)于勻速圓周運(yùn)動(dòng)，下列說(shuō)法中正確的是（）A.做勻速圓周運(yùn)動(dòng)物體的加速度大小不改變 B.做勻速圓周運(yùn)動(dòng)物體的速度大小不斷改變C.做勻速圓周運(yùn)動(dòng)物體的角速度不斷改變 D.物體只有在恒力作用下，才能做勻速圓周運(yùn)動(dòng)【答案】A【解析】【分析】【詳解】A．，做勻速圓周運(yùn)動(dòng)物體的加速度大小不改變，故A正確；B．做勻速圓周運(yùn)動(dòng)物體的速度大小不改變，故B錯(cuò)誤；C．，做勻速圓周運(yùn)動(dòng)物體的角速度不改變，故C錯(cuò)誤；D．做勻速圓周運(yùn)動(dòng)需要向心力，向心力方向時(shí)刻改變，故不可能是恒力，故D錯(cuò)誤；故選A。二、多選題（每題6分，共18分）8.如圖所示，在光滑水平面上釘有兩個(gè)釘子A和B，一根長(zhǎng)細(xì)繩的一端系一個(gè)小球，另一端固定在釘子A上，開(kāi)始時(shí)小球與釘子A、B均在一條直線上(圖示位置)，且細(xì)繩的一大部分沿俯視順時(shí)針?lè)较蚶p繞在兩釘子上，現(xiàn)使小球以初速度v0在水平面上沿俯視逆時(shí)針?lè)较蜃鰟蛩賵A周運(yùn)動(dòng)，使兩釘子之間纏繞的繩子逐漸釋放，在繩子完全被釋放后與釋放前相比，下列說(shuō)法正確的是()A.小球的線速度變大B.小球的角速度變小C.小球的向心加速度不變D.細(xì)繩對(duì)小球的拉力變小【答案】BD【解析】【詳解】在繩子完全被釋放后與釋放前相比，小球所受的拉力與速度垂直，不改變速度大小，故A錯(cuò)誤．由v=ωr，v不變，r變大，則角速度ω變小，故B正確．小球的加速度a=，r變大，向心加速度變小，故C錯(cuò)誤．細(xì)繩對(duì)小球的拉力F=ma=m，r變大，細(xì)繩對(duì)小球的拉力變小，故D正確．故選BD．9.如圖甲所示，A、B兩顆衛(wèi)星在同一平面內(nèi)圍繞中心天體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，且繞行方向相同，t=0時(shí)刻A、B兩顆衛(wèi)星相距最近，圖乙是兩顆衛(wèi)星的間距隨時(shí)間t的變化圖像。已知衛(wèi)星A的周期，結(jié)合圖像給出的信息可知（）A.B衛(wèi)星的周期B.A衛(wèi)星的軌道半徑是B衛(wèi)星軌道半徑的C.A衛(wèi)星向心加速度是B衛(wèi)星的4倍D.A、B兩顆衛(wèi)星軌道半徑在單位時(shí)間內(nèi)掃過(guò)的面積之比為【答案】AB【解析】【詳解】A．，A、B衛(wèi)星轉(zhuǎn)過(guò)的角度關(guān)系為又解得故A正確；B．根據(jù)開(kāi)普勒第三定律有可得故B正確；C．根據(jù)向心加速度可得故C錯(cuò)誤；D．根據(jù)可得根據(jù)扇形面積公式A、B兩顆衛(wèi)星軌道半徑在單位時(shí)間內(nèi)掃過(guò)的面積之比為故D錯(cuò)誤。故選AB。10.一小球被細(xì)線拴著做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，若其軌道半徑為R，向心加速度為a，則下列說(shuō)法正確的是（）A.小球相對(duì)于圓心的位移不變 B.小球的線速度大小為C.小球在時(shí)間t內(nèi)通過(guò)的路程為 D.小球做圓周運(yùn)動(dòng)的周期為【答案】BCD【解析】【詳解】A.小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，各時(shí)刻相對(duì)圓心的位移大小不變，但方向時(shí)刻在變．故A錯(cuò)誤；B.由a＝得所以v＝故B正確；C.在時(shí)間t內(nèi)通過(guò)的路程故C正確；D.做圓周運(yùn)動(dòng)的周期T＝＝＝＝2π故D正確故選BCD。三、實(shí)驗(yàn)題（11題8分，12題6分，共14分）11.一水平放置的圓盤(pán)繞豎直固定軸轉(zhuǎn)動(dòng)，在圓盤(pán)上沿半徑開(kāi)有一條寬度為2mm的均勻狹縫，將激光器與傳感器上下對(duì)準(zhǔn)，使二者間連線與轉(zhuǎn)軸平行，分別置于圓盤(pán)的上下兩側(cè)，且可以同步地沿圓盤(pán)半徑方向勻速移動(dòng)，激光器連續(xù)向下發(fā)射激光束．在圓盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，當(dāng)狹縫經(jīng)過(guò)激光器與傳感器之間時(shí)，傳感器接收到一個(gè)激光信號(hào)，并將其輸入計(jì)算機(jī)，經(jīng)過(guò)處理后畫(huà)出相應(yīng)圖線．圖（a）為該裝置示意圖，圖（b）為所接收的光信號(hào)隨時(shí)間變化的圖線，橫坐標(biāo)表示時(shí)間，縱坐標(biāo)表示接收到的激光信號(hào)強(qiáng)度．圖中△t1=1.0×103s，△t2=0.8×103s，利用圖b中的數(shù)據(jù)可以知道，圓盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度______rad/s，激光器和傳感器沿半徑方向移動(dòng)的速度大小是______m/s【答案】①.②.【解析】【詳解】由圖像可知圓盤(pán)的轉(zhuǎn)動(dòng)周期為0.8s，則角速度；由于電脈沖的信號(hào)寬度在變窄，說(shuō)明通過(guò)狹縫的時(shí)間在減少，即圓盤(pán)對(duì)應(yīng)的探測(cè)器的位置的線速度在增加，可知探測(cè)器向圓盤(pán)的邊緣運(yùn)動(dòng)，因此0.2s的速度，1s時(shí)的速度，則激光器的徑向速度，聯(lián)立解得速度為12.在“探究向心力大小的表達(dá)式”實(shí)驗(yàn)中，所用向心力演示器如圖（a）所示。圖（b）是演示器部分原理示意圖：皮帶輪①、④的半徑相同，輪②的半徑是輪①的1.5倍，輪③的半徑是輪①的2倍，輪④的半徑是輪⑤的1.5倍，輪④的半徑是輪⑥的2倍；兩轉(zhuǎn)臂上黑白格的長(zhǎng)度相等；A、B、C為三根固定在轉(zhuǎn)臂上的擋板，可與轉(zhuǎn)臂上做圓周運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)球產(chǎn)生擠壓，從而提供向心力。圖（a）中的標(biāo)尺1和2可以顯示出兩球所受向心力的大小關(guān)系?？晒┻x擇的實(shí)驗(yàn)球有：質(zhì)量均為2m的球1和球2，質(zhì)量為m的球3.（1）在研究向心力的大小F與質(zhì)量m、角速度ω和半徑r之間的關(guān)系時(shí)，我們主要用到了物理學(xué)中的___________。A．等效替代法B．控制變量法C．理想實(shí)驗(yàn)法D．轉(zhuǎn)化法（2）實(shí)驗(yàn)時(shí)將球1、球2分別放在擋板B、C位置，將皮帶與輪①和輪④連接，轉(zhuǎn)動(dòng)手柄觀察左右兩個(gè)標(biāo)尺，此過(guò)程是驗(yàn)證向心力的大小與___________的關(guān)系。（3）實(shí)驗(yàn)時(shí)將皮帶與輪②和輪⑤相連，將球1、3分別放在擋板B、C位置，轉(zhuǎn)動(dòng)手柄，則標(biāo)尺1和標(biāo)尺2顯示的向心力之比為_(kāi)__________?！敬鸢浮竣?B②.半徑##r③.64：81【解析】【詳解】解：（1）[1]在研究向心力的大小F與質(zhì)量m、角速度ω和半徑r之間的關(guān)系時(shí)，因涉及的變量較多，所以要先保持其中的兩個(gè)物理量不變，探究向心力的大小F與第三個(gè)變量的關(guān)系，用的是控制變量法，ACD錯(cuò)誤，B正確。故選B（2）[2]實(shí)驗(yàn)時(shí)將球1、球2分別放在擋板B、C位置，說(shuō)明球1、球2的轉(zhuǎn)動(dòng)半徑不同，球1、球2質(zhì)量相等，即控制質(zhì)量m不變；將皮帶與輪①和輪④連接，因輪①和輪④的半徑相同，即控制角速度ω不變，此過(guò)程是驗(yàn)證向心力的大小與半徑r之間的關(guān)系。（3）[3]實(shí)驗(yàn)時(shí)將皮帶與輪②和輪⑤相連，因是皮帶傳動(dòng)，則有兩輪邊緣的線速度v大小相等，設(shè)輪1的半徑為R，則輪2的半徑為1.5R，輪5的半徑為R，則有球1的角速度球3的角速度為設(shè)每個(gè)黑白格的長(zhǎng)度為l，由牛頓第二定律可知，球1的向心力為球3的向心力為則標(biāo)尺1和標(biāo)尺2顯示的向心力之比為四、解答題13.摩擦力使汽車能在水平圓形賽道上行駛，若賽道的半徑為，動(dòng)摩擦因數(shù)為0.40，則汽車能安全行駛的最大速度為多大？【答案】【解析】【詳解】最大靜摩擦力提供向心力解得最大速度14.如圖，在光滑的圓錐頂用長(zhǎng)為L(zhǎng)的細(xì)線懸掛一質(zhì)量為m的小球，圓錐頂角2θ。當(dāng)圓錐和球一起以角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，球恰好對(duì)錐面無(wú)壓力，此時(shí)繩的拉力是多少？角速度為多大？【答案】，【解析】【詳解】設(shè)繩對(duì)球的拉力為F，小球做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為R，由幾何關(guān)系拉力F和小球重力G提供小球做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，則有由以上式子解得15.如圖，水平桌面中心O處有一個(gè)小孔，用細(xì)繩穿過(guò)光滑小孔，繩兩端各系質(zhì)量M=0.6kg的物體A和m=0.