河南省洛阳市强基联盟2023-2024学年高一下学期3月月考物理试题

这是一份河南省洛阳市强基联盟2023-2024学年高一下学期3月月考物理试题，共10页。试卷主要包含了本试卷分选择题和非选择题两部分等内容，欢迎下载使用。
1．本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分，考试时间75分钟。
2．答题前，考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。
3．考生作答时，请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效。
4．本卷命题范围；必修第二册第五章至第七章第2节。
一、选择题（本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题中只有一项符合题目要求，每小题4分，第8~10题有多项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分）
1．如图所示是足球比赛过程中运动员踢出的“香蕉球”的情境示意图。下列说法正确的是（ ）
A．足球在空中运动过程中，可能处于平衡状态
B．足球在空中运动时的速度方向沿运动轨迹的法线方向
C．足球在空中运动过程中，速度方向与加速度方向在同一条直线上
D．足球在空中运动过程中，所受合力的方向指向运动轨迹弯曲的内侧
2．下列表述符合物理学史实的是（ ）
A．亚里士多德创建了力的概念B．伽利略发现了惯性定律
C．开普勒总结出了行星运动规律D．第谷测出了引力常量
3．下雨天，缓慢匀速旋转伞柄，雨伞边缘上的某水滴做匀速圆周运动，当突然增大转速，该水滴做离心运动脱离雨伞。关于该水滴，下列说法正确（ ）
A．做匀速圆周运动过程中，角速度不变
B．做匀速圆周运动过程中，加速度不变
C．做匀速圆周运动过程中，合外力不变
D．做离心运动是由于合外力大于所需向心力
4．关于图中物体的运动情况和受力情况，下列说法正确的是（ ）
A．图甲，摩托车在水平路面拐弯时，车手受到重力，支持力，向心力的作用
B．图乙，货物相对水平传送带始终静止，传送带速度越大，货物拐弯时所受的静摩擦力越大
C．图丙，空间站离地高度为，宇航员在空间站中受地球的引力比在地面上时大
D．图丁，过山车上的乘客在竖直圆轨道的最高点和最低点的向心加速度一定等大、反向、共线
5．地球的公转轨道接近圆，但哈雷彗星的运动轨道则是一个非常扁的椭圆，如图所示。天文学家哈雷成功预言哈雷彗星的回归，周期为76年。下列说法正确的是（ ）
A．哈雷彗星在近日点的速度比远日点的速度小
B．哈雷彗星在与地球轨迹的交点处受到太阳的引力大小与地球受到太阳的引力大小相等
C．哈雷彗星在近日点的加速度比远日点的加速度大
D．哈雷彗星轨道的半长轴是地球公转半径的s倍
6．某校的物理兴趣小组设计了如图所示的玩具轨道，内壁光滑的细圆管用轻杆固定在竖直平面内，小球（可视为质点）直径略小于细圆管的内径，小球运动到圆管最高点时，杆对圆管的作用力为零，已知细圆管和小球的质量相等，细圆管半径为0.5m，重力加速度大小g取，不计空气阻力。则小球在最高点的速度大小为（ ）
A．B．C．D．
7．如图所示，地球绕地轴做匀速圆周运动，在A、B两点有两个物体，其中B物体在赤道，A物体在北半球，A，B相对于地面静止，A，B两物体的质量之比为．图中，下列说法正确的是（ ）
A．A、B两物体的周期之比是
B．A、B两物体的线速度之比是
C．A、B两物体的向心加速度大小之比是
D．A、B两物体的向心力大小之比是
8．2023年8月13日1时26分，中国成功发射陆地探测四号01卫星，如图中C所示。该卫星是地球同步轨道卫星。A为赤道上的等待发射的陆地探测四号02卫星，B为5G标准近地轨道卫星，距离地面高度几百千米，A、B、C卫星如图所示。已知地表的重力加速度大小为g，则关于陆地探测四号01卫星、陆地探测四号02卫星、标准近地轨道卫星间的比较，下列说法正确的是（ ）
A．A卫星的线速度大小小于C
B．A卫星运动的向心加速度大小小于C卫星
C．B、C两卫星与地心的连线在相等时间内扫过的面积相等
D．A、B两卫星均在地表附近，因此二者的向心加速度大小均为g
9．如图所示，固定在水平面上的光滑斜面的倾角，斜面长，宽，一小球（可视为质点）从顶端B处水平向左射入，沿图中轨迹到达斜面底端A点，重力加速度g取则下列说法正确的是（ ）
A．小球在斜面上运动的加速度大小为
B．小球在B点的速度大小为4m/s
C．小球从B运动到A的过程中速度、加速度不断变化
D．小球从B运动到A的过程中，速度变化量大小为10m/s
10．杂技演员用细绳系住盛了水的杯子做“水流星”表演时，手拿绳子迅速地旋转着绳子做各种精彩表演。如图1所示，杯子在竖直平面内做匀速圆周运动，在最高点处杯子内的水恰好不流出来；如图2所示，杯子绕着同一点在水平面内做匀速圆周运动，绳与竖直方向的夹角为θ。假设水的质量均为m，杯子中水的重心到细绳端点的距离为l，重力加速度为g，不计空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A．图1中杯子和水做匀速圆周运动的线速度大小为
B．图1中杯子在正下方时杯子内的水对杯子的压力大小为
C．图2中杯子和水转动的角速度大小为
D．图2中杯子和水转动的周期为
二、实验题（本题共2小题，共14分）
11．（6分）用如图所示的演示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ω和半径r之间的关系。匀速转动手柄使长槽和短槽分别随变速塔轮匀速转动，槽内小球也随着做匀速圆周运动。横臂的挡板对球的弹力提供了向心力，球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力套简下降，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）在探究向心力与半径、质量、角速度的关系时，用到的实验方法是______。（填正确答案标号）
A．微元法B．等效替代法C．控制变量法D．理想化模型法
（2）在某次实验中，某同学把两个质量相等的钢球放在A、C位置，A、C到塔轮中心距离相同，将皮带处于左右塔轮的半径不等的层上。匀速转动手柄，观察左右标尺露出的刻度，左边标尺露出1格，右边标尺露出4格，则皮带连接的左、右塔轮半径之比为______。
（3）在（2）的实验中，其他条件不变，若减小手柄匀速转动的速度，则下列符合实验实际的是______。（填正确答案标号）
A．左右两标尺的示数将变大，两标尺示数的比值变大
B．左右两标尺的示数将变大，两标尺示数的比值变小
C．左右两标尺的示数将变小，两标尺示数的比值变小
D．左右两标尺的示数将变小，两标尺示数的比值不变
12.（8分）某实验小组的同学利用带有斜槽的轨道研究小球的平抛运动规律，如图甲所示．
（1）为了减小实验误差，下列操作正确的是______。（填正确答案标号）
A．实验时应选择摩擦力小的斜槽B．实验时应用天平测出小球的质量
C．实验时须调整斜槽的末端水平
（2）小球每次释放时，需从______（填“同一”或“不同”）位置释放．
（3）实验时，将竖直挡板紧靠斜槽末端以确定出小球抛出点的位置，此后每次将竖直挡板向右移动相同的距离，并在小球的轨迹上确定了三点，如图乙所示，已知重力加速度大小为g，则小球的初速度为______；小球经过B点的竖直分速度大小为______。（用题中所给物理量符号表示）
三、计算题（本题共3小题，共计40分，解答时应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）
13.（10分）九重之际向天问，天官掠影惊苍穹．“天宫”空间站中三名宇航员正环绕地球运行，与此同时，“天问”探测器在环绕火星运行，假设它们的运行轨道都是圆轨道，地球与火星的质量之比为p，“天宫”与“天问”的轨道半径之比为q。求：
（1）“天官”空间站与“天问”探测器运行周期之比；
（2）“天官”空间站与“天问”探测器环绕速度之比；
（3）“天官”空间站与“天问”探测器加速度之比．
14．（14分）如图所示，倾斜传送带长，以的速率顺时针运转，将一小煤块轻放在传送带上端A处，小煤块经B到达光滑水平面，最后从C点飞出落在倾角为的斜坡上，已知，小煤块与传送带表面间的动摩擦因数为0.5，传送带的倾角为，传送带底部与水平面平滑过渡，不计空气阻力，重力加速度g取，，．
（1）求小煤块运动到B点的速率；
（2）若改变传送带运行的速率使小煤块垂直打在斜坡上，求变速后传送带的速率．
15.（16分）投石机是古代重要的攻城武器，其简化图如图所示。将石块放在长臂A端的半球形凹槽内，在短臂B端挂上质量的重物，将A端拉至地面然后突然释放，石块过最高点P时就被水平抛出。假设转轴O到地面的距离，，，石块从最高点飞出时距敌方城墙水平距离，城墙高度，城墙厚度。不计空气阻力，重力加速度g取。
（1）若石块恰能打在城墙的左侧顶端，求石块打到城墙时的速度大小；
（2）若石块能击中城墙，求B端摆至最低点时，短臂受到的拉力大小的范围。
洛阳强基联盟高－3月联考•物理
参考答案、提示及评分细则
1．D 足球在空中运动过程中，所受合力不为零，不可能处于平衡状态，选项A错误；足球在空中运动时的速度方向沿运动轨迹的切线方向。选项B错误；足球被踢出去之后，受到重力和空气的作用力，其运动轨迹是一条曲线，其初速度与加速度方向不在同一条直线上，选项C错误；足球做曲线运动时，其所受合力的方向指向运动轨迹的内侧，选项D正确。
2．C 牛顿创建了力的概念。选项A错误；牛顿发现了惯性定律，即牛顿第一定律，选项B错误；开普勒发现了行星运动规律。选项C正确；卡文迪什利用扭秤实验测出了引力常量，选项D错误。
3．A 做匀速圆周运动的物体向心加速度和向心力大小不变，方向时刻变化，而物体的角速度大小和方向都不变，选项B、C错误，A正确；物体做离心运动是由于合外力不足以提供向心力，选项D错误。
4．B 向心力是效果力，不是真实存在的力，选项A错误；货物相对传送带始终静止，货物拐弯时所受的静摩擦力提供向心力，传送带速度越大，货物所需向心力也越大，静摩擦力就越大，选项B正确；空间站离地高度为，宇航员受地球的引力比在地面上时小，选项C错误；过山车上的乘客在竖直圆轨道的最高点和最低点的向心加速度大小不一定相等。选项D错误。
5．C 由开普勒第二定律知，哈雷彗星在近日点速度较大，选项A错误；哈雷慧星与地球的质量不同，受到太阳的引力大小不同。选项B错误；哈雷彗星在近日点受到的太阳引力大，加速度大，选项C正确；由开普勒第三定律知哈雷彗星轨道的半长轴是地球公转半径的倍，选项D错误。
6．B 根据题意，对圆管受力分析，由平衡条件可知，小球在最高点给圆管竖直向上的作用力，大小等于圆管的重力。由牛顿第三定律可知，圆管给小球竖直向下的作用力，大小等于圆管的重力，在最高点，对小球，由牛顿第二定律有，代入数据解得。选项B正确。
7．C A、B同轴转动角速度相等，即，周期之比为，选项A错误；令地球的半径为R，则A的半径为，根据，可得A，B的线速度之比是，选项B错误；根据向心加速度公式可得．选项C正确；根据向心力公式，可得A、B的向心力之比是，选项D错误．
8．AB A、C两卫星具有相同的角速度。由可知A卫星的线速度大小小于C，选项A正确；A卫星为赤道上的物体，C为同步卫星，二者具有相同的角速度，由可知，A卫星运动的向心加速度小于C卫星，选项B正确；开普勒第二定律在相等时间扫过的面积相等的前提是必须在同一轨道，显然题中说的是B、C两卫星，选项C错误；物体在两极，
，物体在赤道，，联立解得A物体的向心加速度，比小得多，而B卫星为近地飞行，向心加速度大小为，选项D错误。
9．BD 对小球受力分析，受到重力和斜面的支持力，根据牛顿第二定律，可得，解得，方向沿斜面向下，选项A错误；小球从B到A做类平抛运动，设球从B点水平射入时的速度为，从B运动到A所用时间为t；水平方向有。沿斜面向下方向有，联立解得，，选项B正确；小球从B运动到A运动过程中，加速度不变。选项C错误；小球从B运动到A运动过程中，速度变化量为，选项D正确。
10．BD 杯子在竖直平面内做匀速圆周运动，杯子通过最高点时，水恰好不流出来，重力恰好提供向心力，设此时速度为v，有，，选项A错误；设杯子在正下方时杯子对水的支持力大小为F，水所受的合力提供向心力，即，可得，由牛顿第三定律可知，在正下方时杯子内的水对杯子的压力大小为，方向竖直向下，选项B正确；设杯子的质量为M，绳的拉力为，对水杯进行受力分析，竖直方向上有，水平方向上有，其中，联立可得选项C错误，选项D正确。
11．（1）C（2分）（2）2∶1（2分）（3）D（2分）
解析：（1）在探究向心力大小F与半径r、质量m，角速度ω的关系时，需要先控制某些量不变，探究其中的两个物理量的关系，即用控制变量法，选项A、B、D错误，C正确。
（2）由可知。两球的向心力之比为，两球的质量相等，转动半径相同，则有转动的角速度之比为，因用皮带连接的左、右塔轮。轮缘的线速度大小相等，由可知，左、右塔轮半径之比为．
（3）其他条件不变，若减小手柄转动的速度，则有两钢球所需的向心力都减小，左右两标尺的示数将变小，可是向心力之比不变，即两标尺示数的比值不变，选项A、B、C错误。D正确。
12．（1）C（2分）（2）同一（2分）（3）（2分）（2分）
解析：（1）只要释放点的位置相同，小球在斜槽上运动的情况一定相同，即离开末端的速度一定相同，所以与斜槽间的摩擦力大小无关，选项A错误；本实验的目的是为了探究小球的平抛运动，因此不需要小球的质量。选项B错误；研究小球的平抛运动时，必须保证斜槽的末端水平，选项C正确。
（2）实验时，为了保证小球每次离开斜槽末端的速度相同，因此小球每次必须从斜槽上的同一位置静止释放。
（3）由于相邻两点间的水平距离相等。故小球在两相邻点间运动的时间相等，根据，解得，则小球平抛的初速度大小为；小球运动到b点时竖直方向速度大小为，解得．
13．解：（1）根据
得
则
（2）根据
解得
则
（3）根据
解得
则
14．解：（1）小煤块从A点到与传送带同速过程分析：
解得
小煤块从与皮带同速到B点过程分析：
且
解得
（2）要使小煤块垂直打在斜坡上，则
以C点为坐标原点，水平向右为x轴正方向，竖直向下为y轴正方向有
且
满足几何关系
解得
分析可知
对小煤块从A点到B点全过程分析：
解得，故要使小煤块垂直打在斜坡上，传送带的速率应调整为3m/s
15．解：① 若石块打在城墙左侧顶端，由平抛运动规律有
又
且
又石块打在城墙顶部瞬间的速度大小
解得
（2）若石头击中城墙顶端右侧，此时石块抛出的速度最大，有
若石块击中城墙底端，此时石块抛出的速度最小，则有
且
解得，
则石块抛出的速度范围
B端摆至最低点时其速度
又
解得
B端摆至最低点时由牛顿第二定律有
解得
由牛顿第三定律有短臂受到的拉力大小范围为