2022-2023学年山东省德州市第一中学高一下学期3月月考物理试题

高一年级3月份阶段性测试

物理试题

考试时间：90分钟     2023.03

一、单项选择题：本题共8小题,每小题3分，共24分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求。

1．下列说法正确的是（　　）

A．牛顿用实验测出了万有引力常量

B．两个普通物体间感受不到万有引力，这说明万有引力只存在于天体之间

C．已知地球绕太阳转动的周期和轨道半径，可以求出地球的质量

D．行星绕太阳运动的向心力来自太阳对行星的吸引力

2.如图所示，一圆柱形容器绕其轴线匀速转动，内部有两个物体，均与容器的接触面始终保持相对静止。当转速增大后（与容器接触面间仍相对静止），下列说法正确的是(   )

A.两物体受到的摩擦力都增大

B.两物体受到的摩擦力大小都不变

C.物体A受到的摩擦力增大，物体B受到的摩擦力大小不变

D.物体A受到的摩擦力大小不变，物体B受到的摩擦力增大

3．两个小球固定在一根长为L的杆的两端，绕杆上的O点做圆周运动，如图所示．当小球1的速度为v1时，小球2的速度为v2，则转轴O到小球2的距离为（  ）

A．L             B．L

C．L             D．L

4.如图是某共享自行车的传动结构示意图，其中Ⅰ是半径为r1的牙盘(大齿轮)，Ⅱ是半径为r2的飞轮(小齿轮)，Ⅲ是半径为r3的后轮．若某人在匀速骑行时每秒踩脚踏板转n圈，则下列判断正确的是(　　)

A.牙盘转动角速度为

B.飞轮边缘转动线速度为2πnr2

C.自行车匀速运动的速度

D.自行车匀速运动的速度为

5．如图所示，为工厂中的行车示意图，设钢丝长4m，用它吊着质量为20kg的铸件，行车以的速度匀速行驶，当行车突然刹车停止运动时，钢丝中受到的拉力大小为（）（　　）

A．250N B．220N C．200N D．180N

6．如图所示，在粗糙水平板上放一个物体，使水平板和物体一起在竖直平面内做完整匀速圆周运动，为水平直径，为竖直直径，在运动过程中木板始终保持水平，物块相对木板始终静止，则

A．物块始终受到三个力作用

B．在a、b两点，水平板对物块的作用力指向圆心

C．物体全程所受的摩擦力大小不变

D．物体全程所受合力大小不变

7．甲、乙两位同学玩相互抛接球的游戏，其中一位同学将球从A点抛出后，另一同学总能在等高处某点B快速接住，如图所示。假设甲同学出手后球的速度大小为v，方向与水平面成θ角，忽略空气阻力，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　）

A．球在空中做变加速曲线运动

B．球在空中上升的最大高度

C．保持θ角不变，球的出手速度越大，球在空中运动的时间一定越短

D．保持出手速度大小不变，改变出手方向，A、B点间最大距离

8．如图，两个小球分别固定在轻杆的中点及端点，A球质量为B球质量的3倍，当杆在光滑的水平面上绕O点匀速转动时，杆的段及段对球的拉力之比为(   )

A.3:1      B.1:4 C. 5:2    D. 3:2

二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中有多项符合题目要求。全部选对的得4分,选不全的得2分,有选错或不答的得0分。

9．如图所示，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. 汽车通过凹形桥的最低点时，为了防止爆胎，车应低速驶过
B. 在铁路的转弯处，通常要求外轨比内轨高，目的是让火车以设计速度行驶时，轮缘与轨道间无挤压如果行驶速度超过了设计速度时，车缘会挤压外轨
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，不受重力作用
D. 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

10．如图所示，一个环绕中心线AB以一定的角速度转动，下列说法正确的是　　　

A．P、Q两点的角速度之比为∶1

B．P、Q两点的线速度之比为∶1

C．P、Q两点的向心加速度之比为∶1

D．P、Q两点的向心加速度之比为3∶1

11．如图所示，从斜面顶端P处以初速度向左水平抛出一小球（不计空气阻力），小球落在斜面上的A点处，之间距离为L，小球在空中运动时间为t，改变初速度的大小，L和t都随之改变．关于L、t与的关系，下列说法中正确的是（　　）

A．L与成正比 B．L与成正比

C．t与成正比 D．t与成正比

12．如图所示，两个质量均为m的小木块a和b(可视为质点)放在水平圆盘上，a与转轴OO′的距离为l，b与转轴的距离为2l，木块与圆盘的最大静摩擦力为木块所受重力的k倍，重力加速度大小为g.若圆盘从静止开始绕转轴缓慢地加速转动，用ω表示圆盘转动的角速度，下列说法正确的是(　　)

A．b一定比a先开始滑动

B．a、b所受的摩擦力始终相等

C．ω＝ 是b开始滑动的临界角速度

D．当ω＝ 时，a所受摩擦力的大小为

三、实验题（本题共2小题，13题6分，14题8分共14分，把答案填在答题纸相应的横线上或按题目要求答题．）

13．（6分）小吴同学用如题图甲所示的实验装置来探究小球做圆周运动所需向心力的大小F与质量m、角速度和半径r之间的关系，塔轮自上而下有三层，每层左右半径之比由上至下分别是1：1，2：1和3：1（如题图乙所示）。左右塔轮通过不打滑的传动皮带连接，并可通过改变传动皮带所处的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的C处和长槽的A（或B）处，A、C分别到左右塔轮中心的距离相等，B到左塔轮中心的距离是A到左塔轮中心距离的2倍，转动手柄使长槽和短槽分别随变速塔轮一起匀速转动，槽内的球就做匀速圆周运动。横臂的挡板对球的压力提供了向心力，球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力套筒下降，从而露出标尺，标尺上的红白相间的等分格显示出两个小球所受向心力的比值。请回答相关问题：

（1）在某次实验中，小吴同学把两个质量相等的钢球放在B、C位置，将传动皮带调制第一层塔轮，转动手柄，观察左右标出的刻度，此时可研究向心力的大小与_________的关系；

A．质量m　　B．角速度　　C．半径r

（2）若传动皮带套在塔轮第三层，则塔轮转动时，A、C两处的角速度之比为_________；

（3）在另一次实验中，小吴同学把两个质量相等的钢球放在A、C位置。传动皮带位于第二层，转动手柄，则当塔轮匀速转动时，左右两标尺的露出的格子数之比为_________。

14．（8分）小明用如图甲所示的装置“研究平抛运动及其特点”，他的实验操作是：在小球A、B处于同一高度时，用小锤轻击弹性金属片，使A球水平飞出，同时B球被松开。

（1）他观察到的现象是，小球A、B______（填“同时”或“先后”）落地。

（2）让A、B球恢复初始状态，用较大的力敲击弹性金属片，A球在空中运动的时间______（填“变长”“不变”其“变短”）。

（3）上述现象说明平抛运动的竖直分运动是______运动。

（4）然后小明用图乙所示方法记录平抛运动的轨迹，由于没有记录抛出点，如图丙所示，数据处理时选择A点为坐标原点（0，0），丙图中小方格的边长均为0.05m，g取，则小球运动中水平分速度的大小为______（结果保留两位有效数字）。

四、计算题（本题共4小题，共46分．解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤．只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）

15．（8分）已知地球的半径为R，地球与月球之间的距离（两球中心之间的距离）为L，月球绕地球公转的周期为T，假设公转运动都视为圆周运动，万有引力常量为G，求：

（1）地球的质量；

（2）地球的密度。

16．（10分）如图所示是离心试验器的原理图，测试人的抗荷能力。被测者坐在椅子上随平台做匀速圆周运动，已知人的质量为m，图中的直线AB的长度为L，与竖直方向成30°角，AC的长度为r，求：

（1）角速度；

（2）人对椅子的压力。

17．（12分）质量m=1kg的小球在长为L=0.5m的细绳作用下，恰能在竖直平面内做圆周运动，细绳能承受的最大拉力=42N，转轴离地高度h=5.5m，不计阻力，g=10m/s2。

（1）小球经过最高点的速度是多少？

（2）若小球在某次运动到最低点时细绳恰好被拉断，求此时小球的速度大小以及对应的水平射程。

18．（16分）如图所示，一个光滑的圆锥体固定在水平桌面上，其轴线沿竖直方向，母线与轴线之间的夹角θ=37°，一根长为L的轻绳一端固定在圆锥体的顶点A处，另一端拴着一个质量为m的小球（可看作质点），小球绕圆锥体的轴线在水平面内做匀速圆周运动，重力加速度为g，sin37°=0.6，cos37°=0.8，求：

（1）当小球与圆锥体间弹力为零时，小球的线速度大小（结果可保留根式）；

（2）当v1 = 时，求绳对小球的拉力大小；

（3）当v2 = 时，求绳对小球的拉力大小。

高一年级3月份阶段性测试

物理答案

1.D  2.D  3.B  4.D  5.B  6.D  7.D  8.C  9.AB  10.BC  11.BC  12.ACD

 13. （1）C  （2）1:3   （3）1:4   14.（1）同时   （2）不变   （3）自由落体   （4）1.5（每空2分）

15（8分）【详解】（1）由月球绕地球做圆周运动有

……2分

解得

……2分

（2）又知体积

……2分

则密度为

……2分

16．（10分）【详解】（1）以人为研究对象，因为人做匀速圆周运动，所以人所受重力和支持力的合力提供向心力，如图所示

由牛顿第二定律得

……2分

……2分

联立两式并代入数据解得

……2分

（2）以人为研究对象，因为人做匀速圆周运动，所以人所受重力和支持力的合力提供向心力，如图所示

……2分

由牛顿第三定律得：人对座椅的压力大小为，方向垂直于座椅面向下……2分

17．（12分）【解析】

（1）依题意，小球恰能在竖直平面内做圆周运动，在最高点根据牛顿第二定律有

……2分

代入数据可得小球经过最高点的速度大小为

……2分

（2）小球运动到最低点时细绳恰好被拉断，则绳的拉力大小恰好为

设此时小球的速度大小为v1。小球在最低点时由牛顿第二定律有

……2分

解得

……1分

此后小球做平抛运动，设运动时间为t，则对小球有在竖直方向上

……2分

代入数据求得

……1分

在水平方向上

……1分

联立可得小球做平抛运动的水平射程为

……1分

18. （16分）解：（1）当小球与圆锥体间弹力为零时，绳对小球的拉力和小球的重力的合力提供向心力，设此时小球的线速度大小为v0，根据力的合成以及牛顿第二定律有

……2分

解得

v0 = ……2分

（2）当v1 =＜v0时，小球所受圆锥体的弹力FN ≠ 0，对小球受力分析如图1所示。

在竖直方向上根据平衡条件有

F cosθ + FN sinθ = mg……2分

在水平方向上根据牛顿第二定律有

Fsinθ - FN cosθ=……2分

解得

F = mg……2分

（3）当v2=＞v0时，小球将离开圆锥体表面，设此时轻绳与竖直方向的夹角为α，对小球受力分析如图2所示。同（2）有

Fcosα = mg……2分

Fsinα =……2分

解得

F = 2mg……2分