山東省濟寧市鄒城第二中學(xué)2020-2021學(xué)年高一下學(xué)期3月物理試題

鄒城二中高一下學(xué)期3月份月考物理試題一、單項選擇題：本題共8小題，每小題3分，共24分。在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的，1.如圖所示，一圓盤可繞過圓盤的中心O且垂直于盤面的豎直軸轉(zhuǎn)動，在圓盤上放一小木塊A，它隨圓盤一起運動——做勻速圓周運動，則關(guān)于木塊A的受力，下列說法中正確的是（）A.木塊A受重力、支持力和向心力B.木塊A受重力、支持力和靜摩擦力，摩擦力的方向與木塊運動方向相反C.木塊A受重力、支持力和靜摩擦力，摩擦力的方向指向圓心D.木塊A受重力、支持力和靜摩擦力，摩擦力的方向與木塊運動方向相同【答案】C【解析】【詳解】由于圓盤上的木塊A在豎直方向上沒有加速度，所以，它在豎直方向上受重力和支持力的作用而平衡。而木塊在水平面內(nèi)做勻速圓周運動，由于沒有發(fā)生相對滑動，所以其所需向心力由靜摩擦力提供，且靜摩擦力的方向指向圓心O。故選C。2.洗衣機是現(xiàn)代家庭常見的電器設(shè)備。它是采用轉(zhuǎn)筒帶動衣物旋轉(zhuǎn)的方式進行脫水的，下列有關(guān)說法中錯誤的是（）A.脫水過程中，衣物是緊貼筒壁的B.加快脫水筒轉(zhuǎn)動的角速度，脫水效果會更好C.水能從筒中甩出是因為水滴與衣物間的作用力不能提供水滴需要的向心力D.靠近中心的衣物脫水效果比四周的衣物脫水效果好【答案】D【解析】【詳解】A．脫水過程中，衣物由于離心作用而緊貼筒壁，A正確，不符合題意；B．加快脫水筒轉(zhuǎn)動的角速度，脫水效果會更好，B正確，不符合題意；C．水能從筒中甩出是因為水滴與衣物間的作用力不能提供水滴需要的向心力而做離心運動，C正確，不符合題意；D．四周的衣物脫水效果比靠近中心的衣物脫水效果好，D錯誤，符合題意。故選D．3.下列有關(guān)運動的說法正確的是()A.圖甲A球在水平面內(nèi)做勻速圓周運動，A球角速度越大則偏離豎直方向的θ角越小B.圖乙質(zhì)量為m的小球到達最高點時對上管壁的壓力大小為3mg，則此時小球的速度大小為C.圖丙皮帶輪上b點的加速度大于a點的加速度D.圖丙皮帶輪上c點的線速度等于d點的線速度【答案】B【解析】【分析】考查豎直面、水平面內(nèi)的圓周運動，主要是尋找向心力來源，利用圓周運動知識、規(guī)律解答．同軸轉(zhuǎn)動，角速度相同；皮帶連接邊緣位置線速度相同．【詳解】對圖甲小球受力分析如圖所示，則有：得：由上式可知，ω越大，越小，則θ越大，不符合題意；B圖乙中小球到達最高點時，若對上管壁壓力為3mg，則管壁對小球作用力向下，有：得：符合題意；C圖丙中，，由：得：又，由：得：可得：不符合題意；D圖丙中，c和d在同一個軸上，屬于同軸轉(zhuǎn)動，所以：，由：得：不符合題意．4.火車轉(zhuǎn)彎時，如果鐵路彎道的內(nèi)、外軌一樣高，則外軌對輪緣（如左圖所示）擠壓的彈力F提供了火車轉(zhuǎn)彎的向心力（如圖中所示），但是靠這種辦法得到向心力，鐵軌和車輪極易受損。在修筑鐵路時，彎道處的外軌會略高于內(nèi)軌（如右圖所示），當火車以規(guī)定的行駛速度轉(zhuǎn)彎時，內(nèi)、外軌均不會受到輪緣的側(cè)向擠壓，設(shè)此時的速度大小為v，重力加速度為g，以下說法中正確的是（）A.該彎道半徑B.當火車質(zhì)量改變時，規(guī)定的行駛速度也將改變C.當火車速率大于v時，外軌將受到輪緣的擠壓D.按規(guī)定速度行駛時，支持力小于重力【答案】C【解析】【詳解】A．令彎道處的坡度傾角為θ，當火車以規(guī)定的行駛速度轉(zhuǎn)彎時，由垂直于坡面的支持力與重力的合力提供向心力，如圖所示則有解得故A錯誤；B．根據(jù)上述，解得可知，規(guī)定速度與火車質(zhì)量無關(guān)，即當火車質(zhì)量改變時，規(guī)定的行駛速度不會改變，故B錯誤；C．當火車速率大于v時，垂直于坡面的支持力與重力的合力已經(jīng)不足以提供向心力，此時，外軌將受到輪緣的擠壓，故C正確；D．根據(jù)上述，解得可知，按規(guī)定速度行駛時，支持力大于重力，故D錯誤。故選C5.如圖所示，飛行器P繞某星球做勻速圓周運動，星球相對飛行器的張角為θ，下列說法正確的是（）A.軌道半徑越大，周期越長 B.軌道半徑越大，速度越大C.若測得周期和張角，可得到星球的平均密度 D.若測得周期和軌道半徑，可得到星球的平均密度【答案】AC【解析】【詳解】A．對飛行器，根據(jù)可知軌道半徑越大，周期越大，故選項A正確；B．根據(jù)可知道軌道半徑越大，速度越小，故選項B錯誤；C．若測得周期T，且由A中方程可得如果知道張角θ，則該星球半徑為所以可得到星球的平均密度，故選項C正確；D．若測得周期和軌道半徑，無法得到星球半徑，則無法求出星球的平均密度，故選項D錯誤。故選AC。6.已知某星球的平均密度是地球的m倍，半徑是地球的n倍，地球的第一宇宙速度是v，該星球的第一宇宙速度為（）A. B. C. D.【答案】C【解析】【分析】【詳解】根據(jù)得第一宇宙速度根據(jù)知，星球和地球的質(zhì)量之比為則第一宇宙速度之比為所以星球的第一宇宙速度ABD錯誤，C正確。故選C。7.地球赤道上有一物體隨地球自轉(zhuǎn)而做圓周運動，所受到的向心力為F1，向心加速度為a1，線速度為v1，角速度為ω1；繞地球表面附近做圓周運動的人造衛(wèi)星（高度忽略）所受到的向心力為F2，向心加速度為a2，線速度為v2，角速度為ω2；地球同步衛(wèi)星所受到的向心力為F3，向心加速度為a3，線速度為v3，角速度為ω3；地球表面的重力加速度為g，第一宇宙速度為v，假設(shè)三者質(zhì)量相等，則（）A.F1＝F2>F3 B.a1＝a2＝g>a3 C.ω1＝ω3<ω2 D.v1＝v2＝v>v3【答案】C【解析】【詳解】A．由于衛(wèi)星做圓周運動，萬有引力提供向心力有則軌道半徑越大的衛(wèi)星所受到的向心力越小，有由于隨地球自轉(zhuǎn)的物體與同步衛(wèi)星具有相同的周期及角速度，根據(jù)則則軌道半徑越大的向心力越小，所以有則A錯誤；B．由于衛(wèi)星做圓周運動，萬有引力提供向心力有則軌道半徑越大的衛(wèi)星所受到的向心加速度越小，有由于隨地球自轉(zhuǎn)的物體與同步衛(wèi)星具有相同的周期及角速度，根據(jù)則則軌道半徑越大的向心加速度越小，所以有則B錯誤；C．由于衛(wèi)星做圓周運動，萬有引力提供向心力有解得則軌道半徑越大的衛(wèi)星的角速度越小，有由于隨地球自轉(zhuǎn)的物體與同步衛(wèi)星具有相同的周期及角速度，所以有則C正確；D．由于衛(wèi)星做圓周運動，萬有引力提供向心力有解得則軌道半徑越大的衛(wèi)星的線速度越小，有由于隨地球自轉(zhuǎn)的物體與同步衛(wèi)星具有相同的周期及角速度，根據(jù)則則軌道半徑越大的向心力越小，所以有則D錯誤；故選C。8.小明撐一雨傘站在水平地面上，傘面邊緣點所圍圓形的半徑為R，現(xiàn)將雨傘繞豎直傘桿以角速度ω勻速旋轉(zhuǎn)，傘邊緣上的水滴落到地面，落點形成一半徑為2R的圓形，當?shù)刂亓铀俣却笮間，根據(jù)以上數(shù)據(jù)可推知傘邊緣距地面的高度為（）A. B. C. D.【答案】A【解析】【詳解】水滴離開傘邊緣時的速度，此后水滴由于只受重力的作用而做平拋運動；俯視圖如圖所示：由圖可知，水滴平拋的水平距離為，小球平拋運動的時間則由平拋運動的豎直方向的自由落體可知，．A．與計算結(jié)果相符，A正確．B．與計算結(jié)果不符，B錯誤．C．與計算結(jié)果不符，C錯誤．D．與計算結(jié)果不符，D錯誤．二、多項選擇題：本題共4小題，每小題4分，共16分。在每小題給出的四個選項中，有多項符合題目要求，全部選對的得4分，選對但不全的得2分，有選錯的得0分。9.如圖所示，一內(nèi)壁光滑的圓形細管豎直放置，其半徑為R，質(zhì)量為m的小球在該管內(nèi)做圓周運動，小球可視為質(zhì)點．下列說法中正確的是A.小球能夠通過光滑圓形細管最高點時的速度可以為B.小球能夠通過光滑圓形細管最高點時的最小速度為C.如果小球在光滑圓形細管最高點時的速度大小為2，則此時小球?qū)艿烙邢蛏系淖饔昧.如果小球在光滑圓形細管最低點時的速度大小為，則小球通過該點時與管道間無相互作用力【答案】AC【解析】【詳解】AB.小球在最高點，由于細管對小球的彈力可以向上，也可以向下，則v的最小值為零，故A正確，B錯誤；CD.小球在最低點，不管小球的速度是多少，向心力由軌道向上的支持力和向下重力提供，且支持力大于重力，根據(jù)牛頓第三定律可知，小球?qū)艿烙邢蛏系淖饔昧Γ蔆正確，D錯誤．10.探月工程中，“嫦娥三號”探測器的發(fā)射過程可以簡化如下：衛(wèi)星由地面發(fā)射后，進入地月轉(zhuǎn)移軌道，經(jīng)過P點時變軌進入距離月球表面100公里的圓形軌道1，在軌道1上經(jīng)過Q點時變軌進入橢圓軌道2，軌道2與月球表面相切于M點，月球車將在M點著陸月球。下列說法正確的是（）A.“嫦娥三號”在軌道1上的速度比月球的第一宇宙速度小B.“嫦娥三號”在地月轉(zhuǎn)移軌道上經(jīng)過P點的速度比在軌道1上經(jīng)過P點時大C.“嫦娥三號”在軌道1上的運動周期比在軌道2上的小D.“嫦娥三號”在軌道1上經(jīng)過Q點時的加速度大于在軌道2上經(jīng)過Q點時的加速度【答案】AB【解析】【詳解】A．月球的第一宇宙速度是環(huán)繞月球的最大速度，故“嫦娥三號”在軌道1上的速度比月球的第一宇宙速度小，故A正確；B．“嫦娥三號”在地月轉(zhuǎn)移軌道P點減速降軌至軌道1，故“嫦娥三號”在地月轉(zhuǎn)移軌道上經(jīng)過P點的速度比在軌道1上經(jīng)過P點時大，故B正確；C．根據(jù)開普勒第三定律由于軌道1的半徑大于軌道2的半軸長，故“嫦娥三號”在軌道1上的運動周期比在軌道2上的大，故C錯誤；D．根據(jù)牛頓第二定律可知可知“嫦娥三號”在軌道1上經(jīng)過Q點時的加速度等于在軌道2上經(jīng)過Q點時的加速度，故D錯誤。故選AB。11.2019年1月3日，“嫦娥四號”在月球背面成功著陸。它是嫦娥探月工程計劃中嫦娥系列的第四顆人造探月衛(wèi)星，主要任務(wù)是更深層次、更加全面地科學(xué)探測月球地貌、資源等方面的信息，完善月球檔案資料。已知月球的半徑為R，月球表面的重力加速度為g，引力常量為G，“嫦娥四號”離月球中心的距離為r，繞月周期為T。根據(jù)以上信息可求出（）A.月球的平均密度為B.“嫦娥四號”繞月運行的速度為C.月球的平均密度為D.“嫦娥四號”繞月運行的速度為【答案】AD【解析】【詳解】AC．“嫦娥四號”繞月運行時，設(shè)月球的質(zhì)量為，萬有引力提供向心力，則有解得月球的平均密度為故A正確，C錯誤；BD．對于月球表面任意一物體，所受重力等于萬有引力，則有則有“嫦娥四號”繞月運行時，萬有引力提供向心力，則有解得故B錯誤，D正確。故選AD。12.如圖所示，兩個可視為質(zhì)點的、相同的木塊A和B放在轉(zhuǎn)盤上，兩者用長為L的細繩連接，木塊與轉(zhuǎn)盤的最大靜摩擦力均為各自重力的K倍，A放在距離轉(zhuǎn)軸L處，整個裝置能繞通過轉(zhuǎn)盤中心的轉(zhuǎn)軸O1O2轉(zhuǎn)動，開始時，繩恰好伸直但無彈力，現(xiàn)讓該裝置從靜止開始轉(zhuǎn)動，使角速度緩慢增大，以下說法正確的是A.當時，A、B相對于轉(zhuǎn)盤會滑動B.當時，繩子一定有彈力C.ω在范圍內(nèi)增大時，B所受摩擦力變大D.ω在范圍內(nèi)增大時，A所受摩擦力不變【答案】AB【解析】【分析】【詳解】開始角速度較小，兩木塊都靠靜摩擦力提供向心力，B先到達最大靜摩擦力，角速度繼續(xù)增大，則繩子出現(xiàn)拉力，角速度繼續(xù)增大，A的靜摩擦力增大，當增大到最大靜摩擦力時，開始發(fā)生相對滑動。A．當A所受的摩擦力達到最大靜摩擦力時，A、B相對于轉(zhuǎn)盤會滑動，對A有對B有解得當時，A、B相對于轉(zhuǎn)盤會滑動，A正確；B．當B達到最大靜摩擦力時，繩子開始出現(xiàn)彈力解得知時，繩子具有彈力，B正確；C．角速度，B所受的摩擦力變大，在范圍內(nèi)增大時，B所受摩擦力不變，C錯誤；D．當在范圍內(nèi)增大時，A所受摩擦力一直增大，D錯誤。故選AB。三、非選擇題：本題共6小題，共60分。13.如圖甲為探究向心力的大小與質(zhì)量、角速度和半徑之間關(guān)系的實驗裝置，圖乙為示意圖，圖丙為俯視圖。圖乙中A、B槽分別與a、b輪同軸固定，a、b兩輪在皮帶的帶動下勻速轉(zhuǎn)動。(1)在該實驗中應(yīng)用了__________（選填“理想實驗法”、“控制變量法”、“理想模型法”）來探究向心力的大小與質(zhì)量，角速度和半徑之間的關(guān)系。(2)如圖乙所示，如果兩個鋼球質(zhì)量相等，且a、b輪半徑相同，則是在驗證向心力的大小與______。A．質(zhì)量B．半徑C．角速度(3)現(xiàn)有兩個質(zhì)量相同的鋼球，①球放在槽的邊緣，②球放在槽的邊緣，a、b輪半徑相同，它們到各自轉(zhuǎn)軸的距離之比為2：1。則鋼球①、②的線速度之比為______。【答案】①.控制變量法②.B③.2：1【解析】【詳解】(1)[1]在該實驗中應(yīng)用了控制變量法來探究向心力的大小與質(zhì)量，角速度和半徑之間的關(guān)系。(2)[2]如圖乙所示，如果兩個鋼球質(zhì)量m相等，且a、b輪半徑相同，兩球轉(zhuǎn)動的角速度ω相同，則是在驗證向心力的大小與轉(zhuǎn)動半徑r的關(guān)系。(3)[3]鋼球①、②的角速度相等，則根據(jù)v=ωr可知，線速度之比為2:1。14.某物理小組的同學(xué)設(shè)計了一個粗制玩具小車通過凹形橋最低點時的速度的實驗.所用器材有：玩具小車、壓力式托盤秤、凹形橋模擬器（圓弧部分的半徑為R=0.20m）.完成下列填空：(1)將凹形橋模擬器靜置于托盤秤上，如圖（a）所示，托盤秤的示數(shù)為1.00kg；(2)將玩具小車靜置于凹形橋模擬器最低點時，托盤秤示數(shù)如圖（b）所示，該示數(shù)為_____kg;(3)將小車從凹形橋模擬器某一位置釋放，小車經(jīng)過最低點后滑向另一側(cè)，此過程中托盤秤的最大示數(shù)為m；多次從同一位置釋放小車，記錄各次的m值如下表所示：序號12345m（kg）1.801.751.851.751.90(4)根據(jù)以上數(shù)據(jù)，可求出小車經(jīng)過凹形橋最低點時對橋的壓力為_____N；小車通過最低點時的速度大小為_______m/s.（重力加速度大小取9.80m/s2，計算結(jié)果保留2位有效數(shù)字）【答案】①.1.40②.7.9③.1.4【解析】【分析】【詳解】（1）[1]根據(jù)量程為10kg，最小分度為0.1kg，注意估讀到最小分度的下一位，為1.40kg（2）[2]根據(jù)表格知最低點小車和凹形橋模擬器中質(zhì)量的平均值解得[3]根據(jù)牛頓運動定律知代入數(shù)據(jù)解得15.如圖所示，水流星是中國傳統(tǒng)雜技的保留項目，是中華文化的重要傳承。結(jié)實的繩子系著裝有水的水桶，使水桶在豎直平面內(nèi)做圓周運動，為了研究問題方便，可以把水桶當作質(zhì)點，設(shè)桶內(nèi)水的質(zhì)量為0.5kg，水桶做圓周運動的半徑R＝0.4m，重力加速度g＝10m/s2。（1）若在最高點時水不流出，求此時水桶的最小速率；（2）若在最高點時水桶的速率為4m/s，求此時水對桶底的壓力；（3）若在最低點時桶底承受的壓力為桶內(nèi)水重力的6倍，求此時水桶的速率?！敬鸢浮浚?）2m/s；（2）15N，方向豎直向上（3）【解析】【詳解】（1）水跟著水桶一起做圓周運動，要讓水不掉出水桶，則在最高點處有解得：（2）設(shè)在最高點時桶底對水的壓力為FN1，由牛頓第二定律有：解得：FN1＝15N由牛頓第三定律知水對桶底的壓力為15N，方向豎直向上；（3）在最低點時桶底承受的壓力為桶內(nèi)水重力的6倍，則桶底對水的支持力為桶內(nèi)水的重力的6倍，桶底對水的支持力為FN2，由牛頓第二定律有：解得：16.如圖，質(zhì)量分別為m和M的兩個星球A、B在引力作用下都繞O點做勻速圓周運動，星球A和B兩者中心之間的距離為L。已知A、B的中心和O三點始終共線，A和B分別在O的兩側(cè)，引力常量為G。（1）求AO之間的距離；（2）兩星球做圓周運動的周期T；（3）在地月系統(tǒng)中，若忽略其他星球的影響，可以將月球和地球看成上述星球A和B，月球繞其軌道中心運行的周期記為，但在近似處理問題時，常常認為月球是繞地心做圓周運動的，這樣算得的運行周期記為。已知地球和月球的質(zhì)量分別為和。求與兩者二次方之比（結(jié)果保留3位小數(shù)）?！敬鸢浮浚?）；（2）；（3）【解析】【詳解】（1）設(shè)星球A做圓周運動的半徑為，星球B做圓周運動的半徑為，由題可知，A、B兩星球角速度相同，則有又聯(lián)立解得，則AO之間的距離為。（2）設(shè)兩星球運動的周期為；由萬有引力提供向心力得，解得（3）在地月系統(tǒng)中，若忽略其他星球的影響，可以將月球和地球看成上述星球A和B，月球繞其軌道中心運行的周期為式中，和分別是地球與月球的質(zhì)量，是地心與月心之間的距離；若認為月球在地球的引力作用下繞地心做勻速圓周運動，則有可得聯(lián)立可得17.如圖所示，內(nèi)壁粗糙、半徑為R的半球形容器固定在水平轉(zhuǎn)臺上，轉(zhuǎn)臺可以繞過容器球心O的豎直軸線以角速度勻速轉(zhuǎn)動。半球形容器的直徑水平，與軸線的夾角，與軸線的夾角，小物塊質(zhì)量為m，重力加速度為g，則：（1）若轉(zhuǎn)臺靜止不動，小物塊從M處由靜止釋放，到達A點時速率為，求小物塊到達A點時對