江苏省苏州市星海中学 2023-2024学年高一下学期3月月考物理试题（原卷版+解析版）

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（满分：100分 考试时间：75分钟）
一、 单项选择题： 本题共11小题， 每小题4分， 共44分。 每小题只有一个选项最符合题意。
1. 下列说法符合史实的是（ ）
A. 牛顿发现了行星的运动规律
B. 开普勒发现了万有引力定律
C. 卡文迪什测出了引力常量G， 被称为“称量地球重量的人”
D. 伽利略用“月—地检验”证实了万有引力定律的正确性
2. 如图所示， 两质量相等的卫星A、B绕地球做匀速圆周运动，用R、T、v、S分别表示卫星的轨道半径、周期、线速度、与地心连线在单位时间内扫过的面积。 下列关系式正确的是（ ）
A. B. vA>vBC. SA=SBD.
3. 如图（a）中甲战车在水平路面上转弯行驶，图（b）中乙汽车在倾斜路面上转弯行驶。关于两辆汽车的受力情况，以下说法正确的是（ ）
A. 甲车可能不受平行路面指向弯道内侧的摩擦力
B. 乙车可能受平行路面指向弯道外侧的摩擦力
C. 两车都一定受平行路面指向弯道内侧的摩擦力
D. 两车都受到路面竖直向上支持力作用
4. 在太空实验室中可以利用匀速圆周运动测量小球质量。如图所示，不可伸长的轻绳一端固定于O点，另一端系一待测小球，使其绕O做匀速圆周运动，用力传感器测得绳上的拉力为F，用停表测得小球转过n圈所用的时间为t，用刻度尺测得O点到球心的距离为圆周运动的半径R。下列说法正确的是（ ）

A. 圆周运动轨道可处于任意平面内
B. 小球的质量为
C 若误将圈记作n圈，则所得质量偏大
D. 若测R时未计入小球半径，则所得质量偏小
5. 在地月系统中，若忽略其他星球的影响，可以将月球和地球看成在引力作用下都绕某点做匀速圆周运动，我们称为“模型一”；但在近似处理问题时，常常认为月球是绕地心做圆周运动，我们称为“模型二”，已知月球中心到地球中心的距离为L，月球公转的周期为T，引力常量为G。利用（ ）
A. “模型一”可确定地球的质量
B. “模型二”可确定地球的质量
C. “模型一”可确定月球的质量
D. “模型二”可确定月球和地球的总质量
6. 无级变速是在变速范围内任意连续变换速度的变速系统。如图所示是无级变速模型示意图，主动轮、从动轮中间有一个滚轮，各轮间不打滑，通过滚轮位置改变实现无级变速。A、B为滚轮轴上两点，则（ ）
A. 从动轮和主动轮转动方向始终相反
B. 滚轮在A处，从动轮转速大于主动轮转速
C. 滚轮B处，从动轮转速大于主动轮转速
D. 滚轮从A到B，从动轮转速先变大后变小
7. 2020年 12月 17 日“嫦娥五号”首次地外天体采样返回任务圆满完成。在采样返回过程中，“嫦娥五号”要面对取样、上升、对接和高速再入等四个主要技术难题，要进行多次变轨飞行。“嫦娥五号”绕月球飞行的三条轨道示意图如图所示， 轨道1是贴近月球表面的圆形轨道，轨道2和轨道3是变轨后的椭圆轨道， 并且都与轨道1相切于A 点。A 点是轨道2的近月点， B 点是轨道2的远月点，“嫦娥五号”在轨道1上的运行速率约为1.7km/s。不计变轨中“嫦娥五号”的质量变化，不考虑其他天体的影响，下列说法中正确的是（ ）
A. “嫦娥五号”在轨道2经过A点时的加速度大于在轨道1经过A 点时的加速度
B. “嫦娥五号”在轨道2经过B 点时的速率一定小于 1.7km/s
C. “嫦娥五号”在轨道3上运行的最大速率小于其在轨道2 上运行的最大速率
D. “嫦娥五号”在轨道3上运行过程中，万有引力始终不做功
8. 某同学经过长时间的观察后发现， 路面出现水坑的地方， 如果不及时修补，水坑很快会变大，善于思考的他结合学过的物理知识， 对这个现象提出了多种解释，则下列说法中不合理的解释是（ ）
A. 车辆上下颠簸过程中， 某些时刻处于超重状态
B. 把坑看作凹陷的弧形，车对坑底的压力比平路大
C. 车辆的驱动轮在坑中时， 对地的摩擦力比平路大
D. 坑洼路面与轮胎间的动摩擦因数比平直路面大
9. 我国北斗卫星导航系统已经开始提供全球服务，具有定位、导航、授时、5G传输等功能。A、B为“北斗”系统中的两颗工作卫星， 其中A是高轨道的地球同步静止卫星， B是中轨道卫星。已知地球表面的重力加速度为g，地球的自转周期为 T0， 下列判断正确的是（ ）
A. 卫星A可能经过江苏上空
B. 卫星B的运行速度大于第一宇宙速度且小于第二宇宙速度
C. 周期大小
D. 向心加速度大小
10. 跳绳时一项健身运动，某同学质量的为60千克，他一分钟跳绳150次，假定在每次跳动过程中，脚与地面接触时间占跨跃一次所需时间的1/2。则该同学跳绳时，一分钟内克服重力做功的平均功率为（ ）
A. 75WB. 150WC. 300WD. 600W
11. 如图（俯视图），用自然长度为 l0，劲度系数为 k 轻质弹簧，将质量都是 m 的两个小物块 P、Q 连接在一起，放置在能绕O 点在水平面内转动的圆盘上，物体P、Q 和O点恰好组成一个边长为 2l0的正三角形。已知小物块P、Q 和圆盘间的最大静摩擦力均为 kl0，现使圆盘带动两个物体以不同的角速度做匀速圆周运动，则（ ）

A. 当圆盘的角速度为ω=时，P、Q 两物块受到的摩擦力最小
B. 当圆盘的角速度为ω=时， P、Q 两物块受到的摩擦力都等于弹簧弹力的大小
C. 当圆盘的角速度为ω=时， P、Q 两物块受到的合力大小均为 k
D. 当物体 P、Q 两物块刚要滑动时，圆盘的角速度为 ω=
二、 非选择题：本题共5题， 共56分。 其中第12题~15 题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。 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。
12. 某同学用如图甲所示装置做探究向心力大小与角速度大小关系的实验。水平直杆随竖直转轴一起转动，滑块套在水平直杆上，用细线将滑块与固定在竖直转轴上的力传感器连接，细绳处于水平伸直状态，当滑块随水平直杆一起匀速转动时，拉力的大小可以通过力传感器测得，滑块转动的角速度可以通过角速度传感器测得。
（1）滑块和角速度传感器的总质量为20g，保持滑块到竖直转轴的距离不变，多次仅改变竖直转轴转动的快慢，测得多组力传感器的示数F及角速度传感器的示数，根据实验数据得到的图像如图乙所示，图像没有过坐标原点的原因是___________，滑块到竖直转轴的距离为___________m。（计算结果保留三位有效数字）
（2）若去掉细线，仍保持滑块到竖直转轴的距离不变，则转轴转动的最大角速度为___________。
13. 如图所示，倾角θ=37°的斜面固定在水平面上，斜面长L=lm，质量m=1.0kg的物块（可视为质点）从斜面顶端无初速度释放，物体与斜面间的动摩擦因数μ=0.5，sn37°=0.6，cs37°=0.8，重力加速度g取10m/s2，求：
（1）物块从斜面顶端滑到底端的过程中重力的平均功率；
（2）物块滑到斜面底端时重力的瞬时功率。
14. 如图所示，当木星在绕日公转过程中运行到日、地连线延长线上时，会形成“木星冲日”现象。已知地球质量为M，半径为R，公转半径为r，地表重力加速度为g，公转周期为1年。假设木星质量是300M，半径是10R，公转半径是5r，不考虑木星和地球的自转，不计木星和地球间的引力，，则求：
（1）木星地表的重力加速度为多大？
（2）木星冲日平均多少年出现一次？
15. 如图所示，一种电动打夯机的结构为：在固定于夯上的电动机的转轴上固定一杆，杆的另一端固定一铁块（图中阴影部分的圆球即为铁块）。工作时电动机带动杆上的铁块在竖直平面内匀速转动，则当铁块转到最低点时，夯对地面将产生很大的压力而夯实地面。设夯（不包括铁块）的总质量为M，铁块的质量为m，杆长为L，重力加速度为g，杆的质量不计。
（1）若铁块的角速度为ω，则在圆周的最低点时杆对铁块的拉力是多少？
（2）若铁块的转速太大了，则有可能会将夯带离地面，在工作过程中为了保证安全要求打夯机不能离开地面，则铁块匀速转动的角速度最大为多少？
（3）在实际工作中，要保证打夯机在不离开地面的前提下对地面产生尽可能大的瞬间压力。请通过推导判断在打夯机和铁块的总质量一定的情况下（即M+m=定值），铁块质量m的大小对大小的影响：若有影响请说明随着m的增大的增减情况，若无影响，请说明原因。
16. 如图所示，长为的不可伸长的轻绳，穿过一长为的竖直轻质细管，两端拴着质量分别为m、的小球A和小物块B，开始时B先放在细管正下方的水平地面上。管的下端离水平地面的距离为。拉起小球A，使绳与竖直方向成一定夹角，给小球A适当的水平速度，使它在水平面内做匀速圆周运动，已知重力加速度为g，不计一切摩擦阻力。
（1）求拉小球A的绳与竖直方向夹角时，水平地面对物块B的支持力和小球A做圆周运动的角速度；
（2）轻摇细管可使物块B离地，求物块B悬停在高度为处时，小球A做匀速圆周运动角速度；
（3）轻摇细管可使B离地后在管口下的任意位置处于悬停，当B悬停在某一位置时，上端管口的触发装置使绳断开，求A做平抛运动的最大水平位移。