2020-2021学年河北省张家口市第一中学高一下学期4月月考物理试题

这是一份2020-2021学年河北省张家口市第一中学高一下学期4月月考物理试题，共5页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
一、单选题（本大题共7小题，每题4分，共28分）
1. 如图所示，木块A、B叠放在光滑水平面上，A、B之间不光滑，用水平力F拉B，使A、B一起沿光滑水平面加速运动，设A、B间的摩擦力为f，则以下说法正确的是
A. F对B做正功，对A不做功B. f对B做负功，对A不做功
C. f对B不做功，对A做负功D. F对A和B组成的系统做功为零
2.下列有关生活中的圆周运动实例分析，其中说法正确的是
A. 公路在通过小型水库泄洪闸的下游时，常常用修建凹形桥，也叫“过水路面”，汽车通过凹形桥的最低点时，车对桥的压力小于汽车的重力
B. 在铁路的转弯处，通常要求外轨比内轨高，目的是减轻轮缘与外轨的挤压
C. 杂技演员表演“水流星”，当“水流星”通过最高点时，处于完全失重状态，不受力的作用
D. 洗衣机脱水桶的脱水原理是：水滴受到的离心力大于它受到的向心力，从而沿切线方向甩出
3.北斗卫星导航系统是我国自行研制开发的区域性三维卫星定位与通信系统，建成后的北斗卫星导航系统包括5颗同步卫星和30颗一般轨道卫星。关于这些卫星，下列说法不正确的是
A. 5颗同步卫星的轨道半径都相同
B. 5颗同步卫星的运行轨道必定在同一平面内
C. 导航系统所有卫星的运行速度一定大于第一宇宙速度
D. 导航系统所有卫星中，运行轨道半径越大的卫星，周期越大
4.宇宙中某一质量为M、半径为R的星球，有三颗卫星A、B、C在同一平面上沿逆时针方向做匀速圆周运动，其位置关系如图所示，其中A到该星球表面的高度为h，已知引力常量为G，则下列说法不正确的是
A. 卫星A的公转周期为
B. 卫星C加速后可以追到B
C. 三颗卫星的线速度大小
D. 三颗卫星的向心加速度大小关系为
5.如图所示，B和C是一组塔轮，即B和C半径不同，但固定在同一转动轴上，其半径之比为轮的半径与C轮相同，它与B轮紧靠在一起．当A轮绕其中心的竖直轴转动时，由于摩擦作用，B轮也会随之无滑动地转动．a、b、c分别为三个转轮A、B、C边缘上的三个点，在运动过程中，a、b、c三点的
A. 线速度大小之比为B. 角速度大小之比为
C. 转速之比为 D. 向心加速度大小之比为
6.无缝钢管的制作原理如图所示，竖直平面内，管状模型置于两个支承轮上，支承轮转动时通过摩擦力带动管状模型转动，铁水注入管状模型后，由于离心作用，紧紧地覆盖在模型的内壁上，冷却后就得到无缝纲管．已知管状模型内壁半径R，则下列说法正确的是
A. 铁水是由于受到离心力的作用才覆盖在模型内壁上
B. 模型各个方向上受到的铁水的作用力大小相等
C. 若最上部的铁水恰好不离开模型内壁，此时仅重力提供向心力
D. 管状模型转动的角速度最大为
7.“嫦娥四号”探测器已于2019年1月3日在月球背面安全着陆，开展月表形貌与地质构造调查等科学探测．已知月球半径为，月球表面处重力加速度为，地球和月球的半径之比为，表面重力加速度之比为则地球和月球的密度之比为
A. B. C. 4 D. 6
二、多选题（本大题共4小题，每题6分，共24分，漏选得3分，错选不得分）
8. 如图所示，将一质量为m的摆球用长为L的细绳吊起，上端固定，使摆球在水平面内做匀速圆周运动，细绳就会沿圆锥面旋转，这样就构成了一个圆锥摆。已知重力加速度为g，细绳与竖直方向的夹角为。下列说法中正确的是
A. 摆球受重力、拉力和向心力的作用
B. 摆球的线速度大小为
C. 摆球的周期为
D. 摆线上的拉力大小为
9.一辆小汽车在水平路面上由静止启动，在前5s内做匀加速直线运动，5s末汽车发动机达到额定功率，之后保持以额定功率运动，其图象如图所示。已知汽车的质量为，汽车受到地面的阻力大小为车重的倍，重力加速度大小取，则以下说法正确的是
A. 汽车在前5s内的牵引力为B. 汽车速度为时的加速度为
C. 汽车发动机的额定功率为100kW D. 汽车的最大速度为
10.如图所示，飞行器在距月球表面高度为h的圆形轨道Ⅰ上运动，到达轨道A点点火变轨进入椭圆轨道Ⅱ，到达轨道近月点B再次点火进入近月轨道Ⅲ并绕月球做匀速圆周运动．假设月球半径为R，月球表面的重力加速度为g，则下列说法中正确的是
A. 飞行器在Ⅲ轨道上的运行速度为7.9
B. 飞行器在轨道Ⅱ上经过A点时由于所需的向心力小于提供的万有引力，故沿轨道Ⅱ运行
C. 仅在万有引力作用下，飞行器在轨道Ⅱ上通过B点的加速度大于在轨道Ⅲ上通过B点的加速度
D. 飞行器经过轨道ⅡB点的速度轨道ⅢB点的速度轨道ⅠA点的速度轨道ⅡA点的速度
11.2019年12月20日，国防科技大学领衔研制的我国天基网络低轨试验双星在太原卫星发射中心搭载火箭成功发射，双星顺利进入预定轨道，假设两个质量分别为和的星体A和B组成一双星系统，二者中心之间的距离为L，运动的周期为T，万有引力常量为G，下列说法正确的是（ ）
A. 因为，所以星体A对星体B的万有引力大于星体B对星体A的万有引力
B. 星体A做圆周运动的半径为
C. 星体B的线速度大小为
D. 两星体的质量之和为
第Ⅱ卷(非选择题，共48分)
三、实验题（本大题共2小题，共14分）
12.（6分）如图所示，是探究向心力大小F与质量m、角速度和半径r之间关系的实验装置图．转动手柄1，可使变速塔轮2和3以及长槽4和短槽5分别随之匀速转动．皮带分别套在塔轮2和3上的不同圆盘上，可使两个槽内的小球分别以几种不同的角速度做匀速圆周运动．小球做圆周运动的向心力由横臂6的挡板对小球的压力提供，球对挡板的反作用力，通过横臂6的杠杆作用使弹簧测力筒7下降，从而露出标尺根据标尺8上露出的红白相间的等分格子可以计算出两个球所受向心力的比值．那么
现将两小球分别放在两边的槽内，为了探究小球受到的向心力大小和角速度的关系，下列说法中正确的是________．
A.在小球运动半径相等的情况下，用质量相同的小球做实验
B.在小球运动半径相等的情况下，用质量不同的小球做实验
C.在小球运动半径不等的情况下，用质量相同的小球做实验
D.在小球运动半径不等的情况下，用质量不同的小球做实验
在这个探究向心力大小与质量、角速度和半径之间的关系的实验中，采用了________．
A.理想实验法 控制变量法 等效替代法
当用两个质量相等的小球做实验，且左边小球的轨道半径为右边小球的2倍时，转动时发现右边标尺露出的红白相间的等分格数为左边的2倍，那么，左边塔轮与右边塔轮之间的角速度大小之比为________．
13.（8分）一艘宇宙飞船飞近某一新发现的行星，并进入靠近该行星表面的圆形轨道做匀速圆周运动，绕行n圈，所用时间为t，着陆行星后，用天平测得一物体质量为m，用弹簧测力计测得其重力为F，已知万有引力常量为：
宇宙飞船做匀速圆周运动时的周期为______；
该行星表面的重力加速度为______；
该行星质量______，用测量数据求该星球半径______。
四、计算题（共34分）
14.（9分）汽车行驶在半径为的圆形水平跑道上，速度大小为已知汽车的质量为，汽车与地面的最大静摩擦力为车重的倍．求：取
汽车的角速度是多少？
汽车受到的向心力是多大？
汽车绕跑道一圈需要的时间是多少？
要使汽车不打滑，则其速度最大不能超过多少？
15.（10分）在光滑水平转台上开有一小孔O，一根轻绳穿过小孔，一端拴一质量为的物体A，另一端连接质量为1kg的物体B，如图所示，已知O与物体A间的距离为25cm，开始时物体B与水平地面接触，设转台旋转过程中物体A始终随它一起运动，。问：

当转台以角速度旋转时，物体B对地面的压力多大？
要使物体B开始脱离地面，则转台旋转的角速度至少为多大？
16.（15分）已知月球半径为R，月球表面的重力加速度为，飞船在绕月球的圆形轨道Ⅰ上运动，A点距月球表面的高度为月球半径的3倍，飞船到达轨道Ⅰ的A点时点火变轨进入椭圆轨道Ⅱ，到达轨道的近月点B时再次点火进入近月轨道Ⅲ绕月球做圆周运动。已知引力常量G，把月球看做质量分布均匀的球体，求：

月球的质量和飞船在轨道Ⅰ上运动的周期；
飞船从轨道Ⅱ上的远月点A运动至近月点B所用的时间；
如果在轨道Ⅰ、Ⅲ上分别有一颗卫星，它们绕月球飞行方向相同，某时刻两卫星相聚最远，则再经过多长时间，它们会第一次相聚最近？
2020-2021学年度第二学期高一年级
四月月考物理试题答案
一、二选择题
三、实验题
12. （2分） （2分） ：2 （2分）
13.（1） （2分） （2） （2分） （3） （2分） （2分）
四、计算题
14. 解：由可得，角速度为； （2分）
向心力的大小为：； （2分）
汽车绕一周的时间即是指周期，由得：； （2分）
汽车作圆周运动的向心力由车与地面的之间静摩擦力提供，随车速的增加，需要的向心力增大，静摩擦力随着一直增大到最大值为止，由牛顿第二定律得：
（2分）
汽车过弯道的允许的最大速度为：。 （1分）
15．解：当物体A以角速度旋转时，绳子的拉力为：
，（2分）
B受重力、支持力和绳子的拉力，由于B处于静止，合力为零，则B所受的支持力为：
， （2分）
由牛顿第三定律知，B物体对地面的压力为：。（1分）
当物体开始脱离地面时，B对地面的压力为0，此时绳子的拉力为：
，（2分）
又因为：，（2分）
解得物体A此时的角速度至少为：。（1分）
16.解：质量为的物体在月球表面，有 则月球的质量： （2分）
飞船在轨道Ⅰ上运动，由万有引力提供向心力得 （2分）
飞船在轨道Ⅰ上运动的周期： （1分）
设飞船在轨道Ⅱ上运动的周期为，轨道Ⅱ的半长轴为，由开普勒第三定律得 （2分）
飞船从轨道Ⅱ上的远月点A运动至近月点B所用的时间 ，则 （2分）
设卫星在轨道Ⅲ上的角速度为 ，有 ， （2分）
卫星在轨道Ⅰ上的角速度为 （1分）
设两卫星再经过t时间会第一次相聚最近，有 （2分）
（1分）
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
A
B
C
B
D
C
B
CD
AC
BD
BD