遼寧省沈陽市和平區(qū)部分高中協(xié)作聯(lián)考2023-2024學(xué)年高一下學(xué)期4月月考物理試題（解析版）

高級(jí)中學(xué)名校試卷PAGE2024年沈陽鐵路實(shí)驗(yàn)中學(xué)高一（下）4月物理階段性測(cè)評(píng)一、單選題（每題4分，共28分）1.在科學(xué)發(fā)展中，許多科學(xué)家對(duì)物理學(xué)的發(fā)展作出了巨大貢獻(xiàn)。下列表述正確的是（）A.笛卡爾通過分析第谷觀測(cè)的天文數(shù)據(jù)得出行星運(yùn)動(dòng)規(guī)律B.伽利略的理想斜面實(shí)驗(yàn)說明物體的運(yùn)動(dòng)不需要力來維持C.牛頓進(jìn)行了著名的“月—地檢驗(yàn)”并通過實(shí)驗(yàn)測(cè)出了引力常量D.牛頓認(rèn)為慣性是物體的固有屬性，速度大的物體慣性大〖答案〗B〖解析〗A．開普勒通過分析第谷觀測(cè)的天文數(shù)據(jù)得出行星運(yùn)動(dòng)規(guī)律，故A錯(cuò)誤；B．伽利略的理想斜面實(shí)驗(yàn)說明物體的運(yùn)動(dòng)不需要力來維持，故B正確；C．牛頓進(jìn)行了著名的“月—地檢驗(yàn)”，卡文迪什通過實(shí)驗(yàn)測(cè)出了引力常量，故C錯(cuò)誤；D．慣性是物體的固有屬性，只與物體質(zhì)量有關(guān)，與其他任何因素?zé)o關(guān)，故D錯(cuò)誤。故選B。2.如圖所示，輕桿一端固定在O點(diǎn)，另一端固定一小球，現(xiàn)讓小球在豎直平面內(nèi)做半徑為R的圓周運(yùn)動(dòng)。小球運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)，受到的彈力大小為F，則下列說法中正確的是（）A.小球在最高點(diǎn)時(shí)受到的彈力F的方向一定豎直向下B.小球在最高點(diǎn)時(shí)受到的彈力F的方向可能豎直向上C.小球在最高點(diǎn)時(shí)受到的彈力F的大小一定不能為零D.小球在最高點(diǎn)時(shí)受到的彈力F的大小一定不能與小球的重力等大〖答案〗B〖解析〗小球在最高點(diǎn)時(shí)，根據(jù)牛頓第二定律有由于速度大小不確定，則彈力大小可能為0，也可能與小球等重；方向可能向上，也可能向下。故選B。3.如圖所示，一直徑為d紙質(zhì)圓筒以角速度ω繞軸O高速轉(zhuǎn)動(dòng)，現(xiàn)有一顆子彈沿直徑穿過圓筒，若子彈在圓筒轉(zhuǎn)動(dòng)不到半周時(shí)，在筒上留下a、b兩個(gè)彈孔，已知aO、bO間夾角為，則子彈的速率為()A. B. C. D.〖答案〗D〖解析〗設(shè)子彈的速度為，由題意知，子彈穿過兩個(gè)孔所需時(shí)間，若子彈穿過圓筒時(shí)間小于半個(gè)周期，紙質(zhì)圓筒在這段時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)過角度為，由角速度的公式有，聯(lián)立解得：，故D正確．4.在地球上觀察，月球和太陽的角直徑（直徑對(duì)應(yīng)的張角）近似相等，如圖所示。若月球繞地球運(yùn)動(dòng)的周期為T?，地球繞太陽運(yùn)動(dòng)的周期為T?，地球半徑是月球半徑的k倍，則地球與太陽的平均密度之比約為（）A. B. C. D.〖答案〗D〖解析〗設(shè)月球繞地球運(yùn)動(dòng)的軌道半徑為r?，地球繞太陽運(yùn)動(dòng)的軌道半徑為r?，根據(jù)可得其中聯(lián)立可得5.已知物體在地球赤道上的重力加速度為g，在極點(diǎn)處的重力加速度為，引力常量為G，地球自轉(zhuǎn)周期為T，將地球視為質(zhì)量均勻分布的球體，則地球的平均密度為（）A. B. C. D.〖答案〗B〖解析〗設(shè)地球質(zhì)量為，地球半徑為，地球平均密度為；在極點(diǎn)處有在赤道處有又聯(lián)立解得故選B。6.如圖所示，傳送帶以恒定速率v0順時(shí)針運(yùn)行。一個(gè)小物體無初速放在傳送帶底端，第一階段物體被加速到與傳送帶具有相同的速度，第二階段與傳送帶相對(duì)靜止，勻速運(yùn)動(dòng)到達(dá)傳送帶頂端。下列說法中正確的是（）A.第一階段摩擦力對(duì)小物體做正功，第二階段摩擦力對(duì)小物體不做功B.第一階段摩擦力對(duì)小物體做功的功率逐漸減少C.第一階段傳送帶克服摩擦力做功的功率恒定D.第一階段滑動(dòng)摩擦力對(duì)小物體和傳送帶做的總功為正〖答案〗C〖解析〗A．第一階段物體受到沿斜面向上的滑動(dòng)摩擦力，則滑動(dòng)摩擦力對(duì)小物體做正功，第二階段物體受向上的靜摩擦力，則靜摩擦力對(duì)小物體也做正功，故A錯(cuò)誤；B．第一階段小物體受到的摩擦力不變，速度增大，所以摩擦力的功率逐漸增大，故B錯(cuò)誤；C．第一階段摩擦力大小不變，傳送帶速度不變，所以第一階段傳送帶克服摩擦力做功的功率恒定，故C正確；D．第一階段物體的位移為傳送帶的位移為第一階段滑動(dòng)摩擦力對(duì)小物體和傳送帶做總功為故D錯(cuò)誤。故選C。7.已知汽車在平直路面上由靜止啟動(dòng)，阻力恒定，最終達(dá)到最大速度后以額定功率勻速行駛，ab、cd平行于v軸，bc反向延長線過原點(diǎn)O，汽車質(zhì)量為M，已知M、、、，下列說法不正確的是（）A.汽車額定功率為 B.汽車從b到c過程作變加速運(yùn)動(dòng)C.汽車勻加速運(yùn)動(dòng)持續(xù)的時(shí)間為 D.汽車從a到b過程克服阻力做功〖答案〗C〖解析〗A．根據(jù)可得汽車額定功率為圖象的斜率，有故A正確；B．汽車從b到c過程中功率保持不變，隨著汽車速度的增大，牽引力減小，根據(jù)牛頓第二定律有可知隨著牽引力的減小，汽車的加速度減小，故汽車從b到c過程作變加速運(yùn)動(dòng)，故B正確；C．汽車所受的阻力為由于額定功率等于圖象斜率有即汽車從a到b，根據(jù)牛頓第二定律有汽車從a到b勻加速運(yùn)動(dòng)持續(xù)的時(shí)間為故C錯(cuò)誤；D．汽車從a到b過程的位移汽車從a到b過程克服阻力做功故D正確。本題選不正確的，故選C。二、多選題（每題6分共18分）8.如圖所示，質(zhì)量相等的兩個(gè)小球A和B緊貼倒圓錐筒的光滑內(nèi)壁各自做水平面內(nèi)的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則（）A.A球受到的支持力較大B.A球與B球向心加速度大小相同CA球與B球線速度大小相同D.A球運(yùn)動(dòng)的角速度較小〖答案〗BD〖解析〗A．對(duì)小球受力分析如圖所示小球受到重力和支持力，它們的合力提供向心力F=mgtanθ筒對(duì)小球的支持力與軌道半徑無關(guān)，故A錯(cuò)誤；B．根據(jù)牛頓第二定律，有可知向心加速度與軌道半徑也無關(guān)，B正確；C．根據(jù)牛頓第二定律，有解得由于A球的轉(zhuǎn)動(dòng)半徑較大，A線速度較大，故C錯(cuò)誤；D．根據(jù)牛頓第二定律，有F=mgtanθ=mω2r解得由于A球的轉(zhuǎn)動(dòng)半徑較大，A角速度較小，故D正確。故選BD。9.如圖所示，兩個(gè)星球A和B在引力作用下都繞O點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，星球A和B的距離為L。已知A、B和O點(diǎn)三點(diǎn)始終共線，A和B分別在O點(diǎn)的兩側(cè)，引力常量為G，星球A的質(zhì)量為，星球A的軌道半徑為，兩星球均可視為質(zhì)點(diǎn)。則（）A.星球B的質(zhì)量為B.星球B的質(zhì)量為C.兩星球做圓周運(yùn)動(dòng)的周期為D.兩星球做圓周運(yùn)動(dòng)的周期為〖答案〗BD〖解析〗AB．設(shè)B星的軌道半徑為，則由題意有兩星做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)的向心力由萬有引力提供，則有聯(lián)立各式解得故B正確，A錯(cuò)誤；CD．由上述分析可解得解得解得故D正確，C錯(cuò)誤。故選BD。10.如圖所示，兩木塊A、B的質(zhì)量分別為m1和m2，兩輕質(zhì)彈簧的勁度系數(shù)分別為k1和k2，兩彈簧分別連接A、B，整個(gè)系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)．現(xiàn)緩慢向上提木塊A，直到下面的彈簧對(duì)地面的壓力恰好為零，在此過程中以下說法正確的有（）A.A重力勢(shì)能增加了B.A的重力勢(shì)能增加了C.B的重力勢(shì)能增加了D.B的重力勢(shì)能增加了〖答案〗BD〖解析〗對(duì)m1與m2整體分析，在初始狀態(tài)（m1+m2）g=k2x2，故m2上升的距離為：；B的重力勢(shì)能增加了，選項(xiàng)C錯(cuò)誤，D正確；初始狀態(tài)的m1，根據(jù)胡克定律，有：k1x1=m1g，故；末狀態(tài)時(shí)的m2，根據(jù)胡克定律，有：k1x1＇＝m2g，故；所以m1上升的距離為：；A重力勢(shì)能的增加量；選項(xiàng)B正確，A錯(cuò)誤；故選BD.三、實(shí)驗(yàn)題（其余每空2分共14分）11.用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置來探究小球做圓周運(yùn)動(dòng)所需向心力的大小F與質(zhì)量m、角速度ω和半徑r之間的關(guān)系，轉(zhuǎn)動(dòng)手柄使長槽和短槽分別隨變速塔輪勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，槽內(nèi)的球就做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。橫臂的擋板對(duì)球的壓力提供了向心力，球?qū)醢宓姆醋饔昧νㄟ^橫臂的杠桿作用使彈簧測(cè)力套筒下降，從而露出標(biāo)尺，標(biāo)尺上的紅白相間的等分格顯示出兩個(gè)小球所受向心力的比值。實(shí)驗(yàn)用球分為鋼球和鋁球，請(qǐng)回答相關(guān)問題：（1）在探究向心力與半徑、質(zhì)量、角速度的關(guān)系時(shí)，用到的實(shí)驗(yàn)方法是______。A．理想實(shí)驗(yàn)B．等效替代法C．微元法D．控制變量法（2）在某次實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)把兩個(gè)質(zhì)量相等的鋼球放在A、C位置，A、C到塔輪中心距離相同，將皮帶處于左右塔輪的半徑不等的層上。轉(zhuǎn)動(dòng)手柄，觀察左右露出的刻度，此時(shí)可研究向心力的大小與______的關(guān)系。A．質(zhì)量mB．角速度ωC．半徑r（3）在（2）的實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)手柄時(shí)，左邊標(biāo)尺露出1格，右邊標(biāo)尺露出4格，則皮帶連接的左、右塔輪半徑之比為______；（4）在（2）的實(shí)驗(yàn)中,其他條件不變，若增大手柄轉(zhuǎn)動(dòng)的速度，則下列符合實(shí)驗(yàn)實(shí)際的是______A.左右兩標(biāo)尺的示數(shù)將變大，兩標(biāo)尺示數(shù)的比值變小B.左右兩標(biāo)尺的示數(shù)將變大，兩標(biāo)尺示數(shù)的比值不變C.左右兩標(biāo)尺的示數(shù)將變小，兩標(biāo)尺示數(shù)的比值變小D.左右兩標(biāo)尺的示數(shù)將變大，兩標(biāo)尺示數(shù)的比值變大〖答案〗（1）D（2）B（3）2∶1（4）B〖解析〗解：（1）在探究向心力大小F與半徑r、質(zhì)量m、角速度ω的關(guān)系時(shí)，需要先控制某些量不變，探究其中的兩個(gè)物理量的關(guān)系，即用控制變量法，ABC錯(cuò)誤，D正確。故選D。（2）兩個(gè)鋼球的質(zhì)量相等，轉(zhuǎn)動(dòng)的半徑相同，此時(shí)可研究向心力的大小與角速度ω的關(guān)系，AC錯(cuò)誤，B正確。故選B。（3）由可知，兩球的向心力之比為1∶4，兩球的質(zhì)量相等，轉(zhuǎn)動(dòng)半徑相同，則有轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度之比為1∶2，因用皮帶連接的左、右塔輪，輪緣的線速度大小相等，由v=ωr可知，左、右塔輪半徑之比為2∶1。（4）其他條件不變，若增大手柄轉(zhuǎn)動(dòng)的速度，則有兩鋼球所需的向心力都增大，左右兩標(biāo)尺的示數(shù)將變大，可是向心力之比不變，即兩標(biāo)尺示數(shù)的比值不變，因此ACD錯(cuò)誤，B正確。故選B。12.某實(shí)驗(yàn)小組通過如圖所示的裝置驗(yàn)證向心力公式。一個(gè)體積較小，質(zhì)量為m的滑塊套在水平桿上（不會(huì)翻倒），力傳感器通過一根細(xì)繩連接滑塊，用來測(cè)量繩中拉力F的大小，最初整個(gè)裝置靜止，細(xì)繩剛好伸直但無張力，然后讓整個(gè)裝置逐漸加速轉(zhuǎn)動(dòng)，最后滑塊隨桿一起繞豎直桿做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，滑塊的中心固定一塊擋光片，寬度為d，滑塊的中心到轉(zhuǎn)軸的距離為L，每經(jīng)過光電門一次，通過力傳感器和光電計(jì)時(shí)器就同時(shí)獲得一組細(xì)繩拉力F和擋光片經(jīng)過光電門時(shí)的擋光時(shí)間的數(shù)據(jù)。（1）某次旋轉(zhuǎn)過程中擋光片經(jīng)過光電門時(shí)的擋光時(shí)間為，則滑塊轉(zhuǎn)動(dòng)的線速__________。（2）認(rèn)為繩的張力充當(dāng)向心力，如果F=__________（用已知量和待測(cè)量的符號(hào)表示），則向心力的表達(dá)式得到驗(yàn)證。（3）該小組驗(yàn)證向心力的表達(dá)式時(shí)，經(jīng)多次實(shí)驗(yàn)，儀器正常、操作和讀數(shù)均沒有問題，發(fā)現(xiàn)拉力F的測(cè)量值與滑塊的向心力的理論值相比__________（填“偏大”或“偏小”）。〖答案〗（1）（2）（3）偏小〖解析〗【小問1詳析】擋光片寬度為d，擋光片經(jīng)過光電門時(shí)的擋光時(shí)間為Δt，則滑塊轉(zhuǎn)動(dòng)的線速度為【小問2詳析】繩的張力充當(dāng)向心力，由向心力公式，如果則向心力的表達(dá)式得到驗(yàn)證?！拘?詳析】滑塊做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，滑塊受到水平桿的摩擦力，設(shè)滑塊受水平桿的摩擦力大小為f，方向沿水平桿指向圓心，對(duì)滑塊由牛頓第二定律可得解得可知拉力F的測(cè)量值與滑塊的向心力的理論值相比偏小。四、解答題（13題10分，14題12分，15題18分）13.我國計(jì)劃在2030年前后完成載人登月計(jì)劃，若宇航員登月后站在一斜坡上，從P點(diǎn)沿水平方向以初速度v0拋出一小石塊，測(cè)得小球經(jīng)時(shí)間t落到斜坡另一點(diǎn)Q上，斜坡的傾角為α，已知月球的半徑為R，引力常量為G。求：（1）月球表面的重力加速度g；（2）月球的質(zhì)量M；（3）月球的第一宇宙速度v?！即鸢浮剑?）；（2）；（3）〖解析〗（1）小石塊做平拋運(yùn)動(dòng)，水平方向有豎直方向有根據(jù)幾何關(guān)系有月球表面的重力加速度為（2）根據(jù)萬有引力與重力的關(guān)系月球的質(zhì)量為（3）根據(jù)萬有引力提供向心力月球的第一宇宙速度為14.如圖所示，AB為豎直轉(zhuǎn)軸，細(xì)繩AC和BC的結(jié)點(diǎn)C系一質(zhì)量為m的小球，兩繩能承擔(dān)的最大拉力均為2mg，當(dāng)AC和BC均拉直時(shí)，ABC能繞豎直軸AB勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，因而C球在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，當(dāng)小球的線速度增大時(shí)，兩繩均會(huì)被拉斷，求：（1）哪根繩最先被拉斷，被拉斷時(shí)線速度的大??；（2）另一根繩被拉斷時(shí)小球的線速度的大小。（已知，）〖答案〗（1）BC繩先斷，5.25m/s；（2）5m/s〖解析〗(1)當(dāng)小球線速度增大時(shí)，BC逐漸被拉直，當(dāng)BC被拉直后，設(shè)細(xì)繩AC、BC的拉力分別為TA、TB，根據(jù)牛頓第二定律得對(duì)小球有可求得AC繩中的拉力當(dāng)線速度再增大些，TA不變而TB增大，所以BC繩先斷，當(dāng)BC繩剛要斷時(shí)，拉力為TB=2mg，代入解得(2)當(dāng)BC線斷后，AC與豎直方向夾角設(shè)為α，當(dāng)小球角速度再增大時(shí)，角α隨小球速度增大而增大，當(dāng)TA=2mg時(shí)，此時(shí)AC也斷開，則有，又因?yàn)榇霐?shù)據(jù)解得α=60°，v2=5m/s15.—建筑工地在建設(shè)一高樓時(shí)，利用升降機(jī)將建筑材料運(yùn)到高的地方，已知建筑材料的質(zhì)量為，所用的時(shí)間為，重力加速度(1)當(dāng)以恒定的速度將建筑材料運(yùn)到目的地時(shí)，升降機(jī)做功的平均功率是多少？