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2021江西省上高二中高一下学期第四次月考试题（4月）物理含答案
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www.ks5u.com2023届高一年级第四次月考物理试题命题：王志龙一、选择题（1---7为单选题，8---10为多选题，每题4分，共40分）1.如图所示,旋转秋千装置中的两个座椅A、B质量相等,通过相同长度的缆绳悬挂在旋转圆盘上.不考虑空气阻力的影响,当旋转圆盘绕竖直的中心轴匀速转动时,下列说法正确的是 ( )A. A的速度比B的大B. A与B的向心加速度大小相等C. 悬挂A、B的缆绳与竖直方向的夹角相等D. 悬挂A的缆绳所受的拉力比悬挂B的小2．假设航天飞机在太空绕地球作匀速圆周运动．宇航员利用机械手将卫星举到机舱外，并相对航天飞机静止释放该卫星，则被释放的卫星将(不计空气阻力)（ ）A．停留在轨道的被释放处 B．随航天飞机同步绕地球作匀速圆周运动C．向着地球做自由落体运动 D．沿圆周轨道的切线方向做直线运动[3、2019年4月10日全球六地召开新闻发布会，“事件视界望远镜”项目发布了近邻巨椭圆星系M87中心捕获的首张黑洞照片。假设某一黑洞的半径R约为45km，其质量M和半径R的关系满足史瓦西半径公式，其中c为光速，G为万有引力常量；由此可得出该黑洞（实为一个天体）表面的重力加速度的数量级为（ ）A. 106m/s2 B. 108m/s2 C. 1010m/s2 D. 1012m/s2４.火星有两颗卫星,分别是火卫一和火卫二,它们的轨道近似为圆.已知火卫一的周期为7小时39分,火卫二的周期为30小时18分,则两颗卫星相比 ( )A. 火卫一距火星表面较近 B. 火卫二的角速度较大C. 火卫一的运行速度较小 D. 火卫二的向心加速度较大５、2018年10月23日，港珠澳跨海大桥正式通车．为保持以往船行习惯，在航道处建造了单面索（所有钢索均处在同一竖直面内）斜拉桥，其索塔与钢索如图所示．下列说法正确的是（ ）A. 增加钢索的数量可减小索塔受到的向下的压力B. 为了减小钢索承受的拉力，可以适当降低索塔的高度C. 索塔两侧钢索对称且拉力大小相同时，钢索对索塔的合力竖直向下D. 为了使索塔受到钢索的合力竖直向下，索塔两侧的钢索必须对称分布6、如图所示，在光滑杆上穿着两个质量分别为m1、m2的小球，且m1＝2m2，用细线把两球连起来，当杆匀速转动时，两小球刚好能与杆保持无相对滑动，此时两小球到转轴的距离r1与r2之比为( )A．1∶1 B．1∶eq \r(2) C．2∶1 D．1∶2７、未来的星际航行中，宇航员长期处于零重力状态，为缓解这种状态带来的不适，有人设想在未来的航天器上加装一段圆柱形“旋转舱”，如图所示。当旋转舱绕其轴线匀速旋转时，宇航员站在旋转舱内圆柱形侧壁上，可以受到与他站在地球表面时相同大小的支持力。为达到上述目的，下列说法正确的是( )A．旋转舱的半径越大，转动的角速度就应越大B．旋转舱的半径越大，转动的角速度就应越小C．宇航员质量越大，旋转舱的角速度就应越大D．宇航员质量越大，旋转舱的角速度就应越小8、如图所示，质量相等的A、B两物体紧贴在匀速转动的圆筒的竖直内壁上，随圆筒一起做匀速圆周运动，则下列关系中正确的有( )A．线速度vA>vB B．运动周期TA>TBC．它们受到的摩擦力fA>fB D．筒壁对它们的弹力NA>NB9、如图所示，一小球用细绳悬挂于O点，将其拉离竖直位置一个角度后释放，则小球以O点为圆心做圆周运动，运动中提供小球所需向心力的是( )A．绳的拉力 B．重力和绳拉力的合力C．重力和绳拉力的合力沿绳方向的分力D．绳的拉力和重力沿绳方向分力的合力10、如图所示，飞行器P绕某星球做匀速圆周运动。测得该星球对飞行器的最大张角为θ，飞行器离星球表面的高度为h，绕行周期为T.已知引力常量为G，由此可以求得（ ）A. 该星球的半径 B. 该星球的平均密度C. 该星球的第一宇宙速度D. 该星球对飞行器的引力大小二、实验题（3×2+2×5=16分）11．（6分）某实验小组利用如图所示的装置进行“探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系”实验。转动手柄，可使塔轮、长槽和短槽随之匀速转动。塔轮至上而下有三层，每层左、右半径比分别是1：1、2：1和3：1。左、右塔轮通过皮带连接，并可通过改变皮带所处层来改变左、右塔轮的角速度之比。实验时，将两个小球分别放在短槽C处和长槽的A（或B）处，A、C到左、右塔轮中心的距离相等，两个小球随塔轮做匀速圆周运动，向心力大小关系可由标尺露出的等分格的格数判断。(1)该实验用到的方法是 。A．理想实验 B．等效替代法 C．微元法 D．控制变量法(2) 在某次实验中，某同学把两个质量相等的小球分别放在A、C位置，将皮带连接在左、右塔轮半径之比为2：1的塔轮上，实验中匀速转动手柄时，得到左、右标尺露出的等分格数之比为1：4；随后又将皮带连接在左、右塔轮半径之比为3：1的塔轮上，实验中匀速转动手柄时，得到左、右标尺露出的等分格数之比为1：9；则实验说明 。A. 做匀速圆周运动的物体，在质量和转动半径一定时，向心力与转动角速度的平方成正比。B. 做匀速圆周运动的物体，在质量和转动角速度一定时，向心力与转动半径成正比。12、（10分）在做“研究平抛运动”的实验时，通过描点法画出小球平抛运动的轨迹，并求出平抛运动的初速度，实验装置如图甲所示。(1)实验时将固定有斜槽的木板放在实验桌上，实验前要检查木板是否水平，请简述你的检查方法：______________________。(2)关于这个实验，下列说法正确的是________。A．小球释放的初始位置越高越好B．每次小球要从同一高度由静止释放C．实验前要用重锤线检查坐标纸上的竖线是否竖直D．小球的平抛运动要靠近木板但不接触(3)在做“研究平抛运动”的实验时，坐标纸应当固定在竖直的木板上，图中坐标纸的固定情况与斜槽末端的关系正确的是________。(4)某同学在描绘平抛运动轨迹时，得到的部分轨迹曲线如图乙所示。在曲线上取A、B、C三个点，测量得到A、B、C三点间竖直距离h1＝10.20 cm，h2＝20.20 cm，A、B、C三点间水平距离x1＝x2＝x＝12.40 cm，g取10 m/s2，则小球平抛运动的初速度v0的计算式为________(用字母h1、h2、x、g表示)，代入数据得其大小为________ m/s。三、计算题（8+10+12+14=44分）13.在如图所示的圆锥摆中，已知小球质量为m，绳子长度为L，绳子转动过程中与竖直方向的夹角为θ，试求：（1）小球做圆周运动的向心力大小；（2）小球做圆周运动的周期．14.如图是小型电动打夯机的结构示意图，电动机带动质量为m=50kg的重锤(重锤可视为质点)绕转轴O匀速运动，重锤转动半径为R=0.5m。电动机连同打夯机底座的质量为M=25kg，重锤和转轴O之间连接杆的质量可以忽略不计，重力加速度g取10m/s2.求：(1)重锤转动的角速度为多大时，才能使打夯机底座刚好离开地面？(2)若重锤以上述的角速度转动，当打夯机的重锤通过最低位置时，打夯机对地面的压力为多大？15.一宇航员在半径为R、密度均匀的某星球表面，做如下实验，用不可伸长的长为l轻绳栓一质量为m的小球，上端固定在O点，如图所示，在最低点给小球某一初速度，使其绕O点恰好能在竖直面内做圆周运动，已知最高点速度为v0．引力常量为G，忽略各种阻力，求：（1）该行星的平均密度ρ；（2）该行星的第一宇宙速度v。16.2019年1月3日，我国“嫦娥四号”探测器在月球背面成功着陆并发回大量月背影像。如图所示为位于月球背面“嫦娥四号”探测器A通过“鹊桥”中继站B向地球传输电磁波信息的示意图。拉格朗日L2点位于地月连线延长线上，“鹊桥”的运动可看成如下两种运动的合运动：一是在地球和月球引力共同作用下，“鹊桥”在L2点附近与月球以相同的周期T0一起绕地球做匀速圆周运动；二是在与地月连线垂直的平面内绕L2点做匀速圆周运动。已知地球的质量为月球质量的n倍，地球到L2点的距离为月球到L2点的距离的k倍，地球半径、月球半径以及“鹊桥”绕L2点做匀速圆周运动的半径均远小于月球到L2点的距离（提示：“鹊桥”绕L2点做匀速圆周运动的向心力由地球和月球对其引力在过L2点与地月连线垂直的平面内的分量提供）。（1）若月球到L2点的距离r=6.5×107m，k=7，“鹊桥”接收到“嫦娥四号”传来的信息后需经t0=60.0s处理才能发出，试估算“嫦娥四号”从发出信息到传回地球的最短时间（保留三位有效数字）；（2）试推导“鹊桥”绕L2点做匀速圆周运动的周期T的（近似）表达式。若k=7，n=81，T0=27.3天，求出T的天数（取整数）.2023届高一年级第四次月考物理试卷答题卡一、选择题(本题共10小题，每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，第1-7题只有一个选项符合题目要求，第8-10题有多个选项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。)二、实验题（3×2+2×5=16分）11、（6分）（1） （2） 12、（10分）（1） （2） （3） （4） 三、计算题（本大题共4小题，10+10+12+14 = 46分）13、（8分）14、（10分）15.（12分）16.（14分）2023届高一年级第四次月考物理试卷答案一选择题（40分）11．（1）D （2）A 12.(1)将小球放在木板的任意位置，小球静止不动，则木板水平(或用水平仪检查木板是否水平等) (2)BCD (3)C (4)xeq \r(\f(g,h2－h1)) 1.2413.解：（1）向心力为拉力和重力的合力提供F向=F合=mgtanθ（2）根据mgtanθ=，R=Lsinθ，解得：T=2π．14.(1) rad/s (2)1 500 N（1）当拉力大小等于电动机连同打夯机底座的重力时，才能使打夯机底座刚好离开地面。 即：T=Mg 对重锤根据牛顿第二定律有：mg+T=mRω2代入数据解得：（2）在最低点，对重锤根据牛顿第二定律有：T′-mg=mRω2 解得：T′=Mg+2mg 对打夯机有：N=T′+Mg=2（M+m）g=2×（50+25）×10N=1500N。15.（1）；（2）【解析】设行星表面的重力加速度为g，对小球最高点，有 解得对行星表面的物体m，有 故行星质量故行星的密度研究 （2）对处于行星表面附近做匀速圆周运动的卫星m，由牛顿第二定律，有 故第一宇宙速度为16.（1）；（2）（天）（1）由电磁波的传播速度，信息先从A传到B的时间为，在B处理的时间为，再从B传到地球的时间为，即“嫦娥四号”从发出信息到传回地球的最短时间： （2）设地球、月球和“鹊桥”B的质量分别为、、；由题意可知，B绕地球运动时可看着质点，B以周期绕地球做匀速圆周运动的向心力为，有： ①又由B绕地球做匀速圆周运动的向心力由地球、月球对它的万用引力提供得： ②另设B在绕点做匀速圆周运动的半径为R，且做圆周运动的向心力由地球、月球对它的万有引力的一个分力提供,有： ③再由公式： ④联立①②③④解得得： （天） 题号12345678910答案12345678910DBDACDBADCDABC
www.ks5u.com2023届高一年级第四次月考物理试题命题：王志龙一、选择题（1---7为单选题，8---10为多选题，每题4分，共40分）1.如图所示,旋转秋千装置中的两个座椅A、B质量相等,通过相同长度的缆绳悬挂在旋转圆盘上.不考虑空气阻力的影响,当旋转圆盘绕竖直的中心轴匀速转动时,下列说法正确的是 ( )A. A的速度比B的大B. A与B的向心加速度大小相等C. 悬挂A、B的缆绳与竖直方向的夹角相等D. 悬挂A的缆绳所受的拉力比悬挂B的小2．假设航天飞机在太空绕地球作匀速圆周运动．宇航员利用机械手将卫星举到机舱外，并相对航天飞机静止释放该卫星，则被释放的卫星将(不计空气阻力)（ ）A．停留在轨道的被释放处 B．随航天飞机同步绕地球作匀速圆周运动C．向着地球做自由落体运动 D．沿圆周轨道的切线方向做直线运动[3、2019年4月10日全球六地召开新闻发布会，“事件视界望远镜”项目发布了近邻巨椭圆星系M87中心捕获的首张黑洞照片。假设某一黑洞的半径R约为45km，其质量M和半径R的关系满足史瓦西半径公式，其中c为光速，G为万有引力常量；由此可得出该黑洞（实为一个天体）表面的重力加速度的数量级为（ ）A. 106m/s2 B. 108m/s2 C. 1010m/s2 D. 1012m/s2４.火星有两颗卫星,分别是火卫一和火卫二,它们的轨道近似为圆.已知火卫一的周期为7小时39分,火卫二的周期为30小时18分,则两颗卫星相比 ( )A. 火卫一距火星表面较近 B. 火卫二的角速度较大C. 火卫一的运行速度较小 D. 火卫二的向心加速度较大５、2018年10月23日，港珠澳跨海大桥正式通车．为保持以往船行习惯，在航道处建造了单面索（所有钢索均处在同一竖直面内）斜拉桥，其索塔与钢索如图所示．下列说法正确的是（ ）A. 增加钢索的数量可减小索塔受到的向下的压力B. 为了减小钢索承受的拉力，可以适当降低索塔的高度C. 索塔两侧钢索对称且拉力大小相同时，钢索对索塔的合力竖直向下D. 为了使索塔受到钢索的合力竖直向下，索塔两侧的钢索必须对称分布6、如图所示，在光滑杆上穿着两个质量分别为m1、m2的小球，且m1＝2m2，用细线把两球连起来，当杆匀速转动时，两小球刚好能与杆保持无相对滑动，此时两小球到转轴的距离r1与r2之比为( )A．1∶1 B．1∶eq \r(2) C．2∶1 D．1∶2７、未来的星际航行中，宇航员长期处于零重力状态，为缓解这种状态带来的不适，有人设想在未来的航天器上加装一段圆柱形“旋转舱”，如图所示。当旋转舱绕其轴线匀速旋转时，宇航员站在旋转舱内圆柱形侧壁上，可以受到与他站在地球表面时相同大小的支持力。为达到上述目的，下列说法正确的是( )A．旋转舱的半径越大，转动的角速度就应越大B．旋转舱的半径越大，转动的角速度就应越小C．宇航员质量越大，旋转舱的角速度就应越大D．宇航员质量越大，旋转舱的角速度就应越小8、如图所示，质量相等的A、B两物体紧贴在匀速转动的圆筒的竖直内壁上，随圆筒一起做匀速圆周运动，则下列关系中正确的有( )A．线速度vA>vB B．运动周期TA>TBC．它们受到的摩擦力fA>fB D．筒壁对它们的弹力NA>NB9、如图所示，一小球用细绳悬挂于O点，将其拉离竖直位置一个角度后释放，则小球以O点为圆心做圆周运动，运动中提供小球所需向心力的是( )A．绳的拉力 B．重力和绳拉力的合力C．重力和绳拉力的合力沿绳方向的分力D．绳的拉力和重力沿绳方向分力的合力10、如图所示，飞行器P绕某星球做匀速圆周运动。测得该星球对飞行器的最大张角为θ，飞行器离星球表面的高度为h，绕行周期为T.已知引力常量为G，由此可以求得（ ）A. 该星球的半径 B. 该星球的平均密度C. 该星球的第一宇宙速度D. 该星球对飞行器的引力大小二、实验题（3×2+2×5=16分）11．（6分）某实验小组利用如图所示的装置进行“探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系”实验。转动手柄，可使塔轮、长槽和短槽随之匀速转动。塔轮至上而下有三层，每层左、右半径比分别是1：1、2：1和3：1。左、右塔轮通过皮带连接，并可通过改变皮带所处层来改变左、右塔轮的角速度之比。实验时，将两个小球分别放在短槽C处和长槽的A（或B）处，A、C到左、右塔轮中心的距离相等，两个小球随塔轮做匀速圆周运动，向心力大小关系可由标尺露出的等分格的格数判断。(1)该实验用到的方法是 。A．理想实验 B．等效替代法 C．微元法 D．控制变量法(2) 在某次实验中，某同学把两个质量相等的小球分别放在A、C位置，将皮带连接在左、右塔轮半径之比为2：1的塔轮上，实验中匀速转动手柄时，得到左、右标尺露出的等分格数之比为1：4；随后又将皮带连接在左、右塔轮半径之比为3：1的塔轮上，实验中匀速转动手柄时，得到左、右标尺露出的等分格数之比为1：9；则实验说明 。A. 做匀速圆周运动的物体，在质量和转动半径一定时，向心力与转动角速度的平方成正比。B. 做匀速圆周运动的物体，在质量和转动角速度一定时，向心力与转动半径成正比。12、（10分）在做“研究平抛运动”的实验时，通过描点法画出小球平抛运动的轨迹，并求出平抛运动的初速度，实验装置如图甲所示。(1)实验时将固定有斜槽的木板放在实验桌上，实验前要检查木板是否水平，请简述你的检查方法：______________________。(2)关于这个实验，下列说法正确的是________。A．小球释放的初始位置越高越好B．每次小球要从同一高度由静止释放C．实验前要用重锤线检查坐标纸上的竖线是否竖直D．小球的平抛运动要靠近木板但不接触(3)在做“研究平抛运动”的实验时，坐标纸应当固定在竖直的木板上，图中坐标纸的固定情况与斜槽末端的关系正确的是________。(4)某同学在描绘平抛运动轨迹时，得到的部分轨迹曲线如图乙所示。在曲线上取A、B、C三个点，测量得到A、B、C三点间竖直距离h1＝10.20 cm，h2＝20.20 cm，A、B、C三点间水平距离x1＝x2＝x＝12.40 cm，g取10 m/s2，则小球平抛运动的初速度v0的计算式为________(用字母h1、h2、x、g表示)，代入数据得其大小为________ m/s。三、计算题（8+10+12+14=44分）13.在如图所示的圆锥摆中，已知小球质量为m，绳子长度为L，绳子转动过程中与竖直方向的夹角为θ，试求：（1）小球做圆周运动的向心力大小；（2）小球做圆周运动的周期．14.如图是小型电动打夯机的结构示意图，电动机带动质量为m=50kg的重锤(重锤可视为质点)绕转轴O匀速运动，重锤转动半径为R=0.5m。电动机连同打夯机底座的质量为M=25kg，重锤和转轴O之间连接杆的质量可以忽略不计，重力加速度g取10m/s2.求：(1)重锤转动的角速度为多大时，才能使打夯机底座刚好离开地面？(2)若重锤以上述的角速度转动，当打夯机的重锤通过最低位置时，打夯机对地面的压力为多大？15.一宇航员在半径为R、密度均匀的某星球表面，做如下实验，用不可伸长的长为l轻绳栓一质量为m的小球，上端固定在O点，如图所示，在最低点给小球某一初速度，使其绕O点恰好能在竖直面内做圆周运动，已知最高点速度为v0．引力常量为G，忽略各种阻力，求：（1）该行星的平均密度ρ；（2）该行星的第一宇宙速度v。16.2019年1月3日，我国“嫦娥四号”探测器在月球背面成功着陆并发回大量月背影像。如图所示为位于月球背面“嫦娥四号”探测器A通过“鹊桥”中继站B向地球传输电磁波信息的示意图。拉格朗日L2点位于地月连线延长线上，“鹊桥”的运动可看成如下两种运动的合运动：一是在地球和月球引力共同作用下，“鹊桥”在L2点附近与月球以相同的周期T0一起绕地球做匀速圆周运动；二是在与地月连线垂直的平面内绕L2点做匀速圆周运动。已知地球的质量为月球质量的n倍，地球到L2点的距离为月球到L2点的距离的k倍，地球半径、月球半径以及“鹊桥”绕L2点做匀速圆周运动的半径均远小于月球到L2点的距离（提示：“鹊桥”绕L2点做匀速圆周运动的向心力由地球和月球对其引力在过L2点与地月连线垂直的平面内的分量提供）。（1）若月球到L2点的距离r=6.5×107m，k=7，“鹊桥”接收到“嫦娥四号”传来的信息后需经t0=60.0s处理才能发出，试估算“嫦娥四号”从发出信息到传回地球的最短时间（保留三位有效数字）；（2）试推导“鹊桥”绕L2点做匀速圆周运动的周期T的（近似）表达式。若k=7，n=81，T0=27.3天，求出T的天数（取整数）.2023届高一年级第四次月考物理试卷答题卡一、选择题(本题共10小题，每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，第1-7题只有一个选项符合题目要求，第8-10题有多个选项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。)二、实验题（3×2+2×5=16分）11、（6分）（1） （2） 12、（10分）（1） （2） （3） （4） 三、计算题（本大题共4小题，10+10+12+14 = 46分）13、（8分）14、（10分）15.（12分）16.（14分）2023届高一年级第四次月考物理试卷答案一选择题（40分）11．（1）D （2）A 12.(1)将小球放在木板的任意位置，小球静止不动，则木板水平(或用水平仪检查木板是否水平等) (2)BCD (3)C (4)xeq \r(\f(g,h2－h1)) 1.2413.解：（1）向心力为拉力和重力的合力提供F向=F合=mgtanθ（2）根据mgtanθ=，R=Lsinθ，解得：T=2π．14.(1) rad/s (2)1 500 N（1）当拉力大小等于电动机连同打夯机底座的重力时，才能使打夯机底座刚好离开地面。 即：T=Mg 对重锤根据牛顿第二定律有：mg+T=mRω2代入数据解得：（2）在最低点，对重锤根据牛顿第二定律有：T′-mg=mRω2 解得：T′=Mg+2mg 对打夯机有：N=T′+Mg=2（M+m）g=2×（50+25）×10N=1500N。15.（1）；（2）【解析】设行星表面的重力加速度为g，对小球最高点，有 解得对行星表面的物体m，有 故行星质量故行星的密度研究 （2）对处于行星表面附近做匀速圆周运动的卫星m，由牛顿第二定律，有 故第一宇宙速度为16.（1）；（2）（天）（1）由电磁波的传播速度，信息先从A传到B的时间为，在B处理的时间为，再从B传到地球的时间为，即“嫦娥四号”从发出信息到传回地球的最短时间： （2）设地球、月球和“鹊桥”B的质量分别为、、；由题意可知，B绕地球运动时可看着质点，B以周期绕地球做匀速圆周运动的向心力为，有： ①又由B绕地球做匀速圆周运动的向心力由地球、月球对它的万用引力提供得： ②另设B在绕点做匀速圆周运动的半径为R，且做圆周运动的向心力由地球、月球对它的万有引力的一个分力提供,有： ③再由公式： ④联立①②③④解得得： （天） 题号12345678910答案12345678910DBDACDBADCDABC
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