江苏省苏州市柏庐中学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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分值： 100分 测试时间： 75分钟 命题人：陈聪 审题人：赵婉莹
一、单选题
1. 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. 铁路的转弯处，外轨比内轨高的原因是为了利用轮缘与内轨的侧压力帮助火车转弯
B. 杯子离转盘中心越远越容易做离心运动，若给杯子中加水越多越不容易做离心运动
C. 滚筒洗衣机里衣物随着滚筒做高速匀速圆周运动，衣物运动到最高点A点时脱水效果更好
D. 汽车越野赛的一段赛道上a、b、c三处中，c处最容易爆胎
2. 2022年1月1日，正在太空“出差”的神舟十三号航天员乘组在距离地表高度约300km的太空迎来了新年第一缕阳光，他们特意录制了视频祝福大家新年快乐！下列有关神舟十三号载人飞船的说法正确的是（ ）
A. 航天员在神舟十三号内处于超重状态
B. 神舟十三号飞船的发射速度小于7.9km/s
C. 神舟十三号飞船的环绕速度大于同步卫星的环绕速度
D. 神舟十三号飞船绕地球一圈的时间为24小时
3. 如图所示，质量为m的小球固定在杆的一端，在竖直面内绕杆的另一端做圆周运动，当小球运动到最高点时，瞬时速度v=，R是球心到O点的距离，不计空气阻力，则当球运动到最低点时对杆的作用力是（ ）
A. 7mg的压力B. 7mg的拉力
C. 8mg的压力D. 8mg的拉力
4. 已知火星的质量约为地球质量的，其半径约为地球半径的，自转周期与地球相近，公转周期约为地球公转周期的两倍．根据以上数据可推知（ ）
A. 火星表面的重力加速度约为地球表面重力加速度的
B. 火星的第一宇宙速度与地球的第一宇宙速度之比约为
C. 火星椭圆轨道的半长轴约为地球椭圆轨道半长轴的倍
D. 在地面上发射航天器到火星，其发射速度至少达到地球的第三宇宙速度
5. 如图是无人机绕拍摄主体飞行时，在水平面内做匀速圆周运动的示意图。已知无人机的质量为m，轨道平面距拍摄对象高度为h，无人机与拍摄对象距离为r，飞行时线速度大小为v，则无人机做匀速圆周运动时（ ）
A. 无人机所受空气作用力为mg
B. 无人机所需的向心力为
C. 无人机飞行时速度不变
D. 无人机绕行一周的周期为
6. 在做甩手动作的物理原理研究课题研究中，采用手机的加速度传感器测定手的向心加速度。某次一高一同学先用刻度尺测量手臂长（如图所示），然后伸直手臂，以肩为轴从水平位置加速自然下摆，当手臂摆到竖直方向时，手握住的手机显示手的向心加速度大小约为，下列说法正确的是（ ）
A. 可估算手臂摆到竖直位置时手的线速度大小约为2m/s
B. 手臂摆到竖直位置时手机处于失重状态
C. 自然下摆过程中手机所受合力始终沿手臂方向
D. 由可知手掌与手肘的向心加速度之比约为
7. 如图所示的圆盘，半径为R，可绕过圆心O的水平轴转动，在圆盘的边缘沿同一直径方向固定两根长为R的轻杆，杆的端点各有一可视为质点的小球A、B，在圆盘上缠绕足够长的轻绳，轻绳的另一端拴接一小球C。现将装置由静止释放，小球C向下以（g为重力加速度）的加速度做匀加速直线运动，圆盘与轻绳间不打滑，经过一段时间圆盘转过两圈。下列说法正确的是（ ）
A. 圆盘转两圈所用的时间为
B. 圆盘转两圈时，小球A的角速度大小为
C. 圆盘转两圈时，圆盘的角速度大小为
D. 圆盘转两圈时，小球B的线速度大小为
8. 机动车检测站进行车辆尾气检测的原理如下：车的主动轮压在两个相同粗细的有固定转动轴的滚筒上，可使车轮在原地转动，然后把检测传感器放入尾气出口，操作员将车轮加速一段时间，在与传感器相连的电脑上显示出一系列相关参数，现有如下简化图：车内轮A的半径为rA，车外轮B的半径为rB，滚筒C的半径为rC，车轮与滚筒间不打滑，当车轮以恒定速度运行时，下列说法正确的是（ ）
A. A、B轮的角速度大小之比为
B. A、B轮边缘的线速度大小之比为
C. B、C的角速度之比为
D. B、C轮边缘的向心加速度大小之比为
9. 我国将于2025年前后在文昌发射嫦娥六号，嫦娥六号将开展月球背面着陆区的现场调查和分析。采样返回后，在地面对样品进行研究。在发射过程中必须让嫦娥六号探测器在环月阶段圆轨道（II）的P点向环月阶段椭圆轨道（I）上运动以到达月球表面的Q点。已知在圆轨道和椭圆轨道上的探测器只受到月球的万有引力作用，下列说法正确的是（ ）
A. 若已知引力常量、探测器运动周期和环月圆轨道的半径，可求月球的质量
B. 探测器由环月圆轨道进入环月椭圆轨道应让发动机在P点加速
C. 探测器在环月阶段椭圆轨道上P点的加速度小于Q点的加速度
D. 探测器在环月阶段椭圆轨道上P点的速度大于Q点的速度
10. 如图所示，有一可绕竖直中心轴转动的水平圆盘，上面放置一劲度系数k=68N/m的弹簧，弹簧的一端固定于轴O上，另一端连接质量m=1.0kg的小物块A。物块与圆盘间的动摩擦因数，开始时弹簧未发生形变，长度L=0.50m，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取10m/s2，弹簧始终在弹性限度内且物块未脱离圆盘则（ ）
A. 圆盘转动的周期为2秒时，物块A开始滑动
B. 当圆盘角速度缓慢地增加到6.0rad/s时，弹簧的伸长量为0.3m
C. 在角速度从零缓慢地增加到2rad/s过程中，物块与盘间摩擦力为静摩擦力， 其静摩擦力大小Ff与角速度ω2成正比
D. 当ω>2rad/s时，物块与盘间摩擦力滑动摩擦力，其滑动摩擦力大小Ff与角速度ω2成正比
二、实验题
11. 如图所示是探究向心力的大小与质量、角速度和半径之间的关系的实验装置。转动手柄，可使两侧变速塔轮以及长槽和短槽随之匀速转动。当皮带分别处于1、2、3层时，左、右塔轮的角速度之比分别为1:1、1:2和1:3。皮带分别套在左右两轮塔上的不同圆盘上，可使两个槽内的小球分别以各自的角速度做匀速圆周运动，其向心力由挡板对小球的压力提供，球对挡板的反作用力，通过杠杆作用使弹簧测力筒下降，从而露出标尺，标尺上露出的红白相间的等分格显示出两个球所受向心力的比值。那么：

（1）下列实验的实验方法与本实验相同的是___________。
A.探究两个互成角度的力的合成规律 B.探究加速度与力、质量关系
C.伽利略对自由落体的研究 D.探究平抛运动的的特点
（2）若探究向心力的大小F与半径r的关系时，两侧变速塔轮应该同时选择第___________层（选填“1”“2”或“3”），长短槽放置质量___________（选填“相等”或“不相等”）的小球，小球应分别放在___________两处。（选填“A、C”或“B、C”）。
（3）小明利用传感器来进行研究向心力与角速度关系，物块放在平台卡槽内，平台绕轴转动，物块做匀速圆周运动，平台转速可以控制，光电计时器可以记录转动快慢。

小明按上述实验将测算得的结果用作图法来处理数据，如图所示纵轴F为力传感器读数，横轴为，图线不过坐标原点的原因是___________，用电子天平测得物块质量为，直尺测得半径为，图线斜率大小为___________（结果保留两位有效数字）。
三、解答题
12. 宇航员驾驶宇宙飞船绕质量分布均匀的一星球做匀速圆周运动，测得飞船线速度大小的二次方与轨道半径的倒数的关系图像如图中实线所示，该图线（直线）的斜率为k，图中（该星球的半径）为已知量。引力常量为G。求：
（1）该星球密度；
（2）该星球的第一宇宙速度。
13. 如图1所示，质量为M的滚筒洗衣机脱水时，衣物紧贴着滚筒壁在竖直平面内做顺时针的匀速圆周运动，简化图如图2所示。一件可视为质点的小衣物质量为m（衣物中水的质量忽略不计），滚筒半径为R，重力加速度为g。
（1）对于该小衣物，为了使洗衣机不脱离地面，滚筒转动的最大角速度是多少？
（2）当滚筒以最大角速度转动，这件衣物转到最低点b时对滚筒的压力是多大？

14. 如图甲所示，在科技馆中，“小球旅行记”吸引了很多小朋友观看。“小球旅行记”可简化为如图乙所示的示意图，质量为的小球在P点由静止沿半径为的光滑圆弧轨道下滑到最低点Q时速度为，小球从距地面高为的Q点水平飞出后落到地面上的S点，不计摩擦和空气阻力，已知重力加速度g取，求：
（1）小球下滑到最低点Q时对轨道的压力大小；
（2）Q点到S点的水平距离；
（3）小球落地的速度。
15. 如图，两个质量均为2kg物块A、B（均可视为质点）分别放在支架的上端和水平端，用长为1m的细线连接，开始时细线刚好拉直且与竖直方向夹角为37°，现使支架绕竖直轴缓慢加速。已知A、B与支架的动摩擦因数均为，重力加速度为g=10m/s2,(最大静摩擦力等于滑动摩擦力，sin37°=0.6，cs37°=0.8)求：
（1）细线即将产生拉力时的角速度；
（2）物块B刚好离开支架时的角速度及此时A对支架的作用力大小；
（3）为使A不滑离支架，支架的角速度的最大值