四川省成都市四川师范大学附属中学2023-2024学年高一下学期第一次月考物理试题（原卷版+解析版）

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第Ⅰ卷（共40分）
一、单项选择题（共8小题，共24分，每小题只有一个选项符合题意）
1. 如图所示，一质点沿曲线运动，为轨迹上的一点。该质点在点所受合力方向可能是沿图中（ ）
A. 的方向B. 的方向C. 的方向D. 的方向
2. 一物体在光滑的水平桌面上运动，在相互垂直的x方向和y方向上的分运动的速度随时间变化的规律如图所示。关于物体的运动，下列说法中正确的是
A. 物体运动的初速度大小是7m/sB. 物体做匀变速曲线运动
C. 物体做变加速直线运动D. 物体运动加速度大小是5m/s2
3. 如图所示为大小不同的两个转轮，两转轮边缘接触，且接触点无打滑现象。A点位于大转轮内，B点位于小转轮边缘，两点到各自圆心的距离相等。当两轮转动时，关于A、B两点周期、线速度及角速度等物理量的关系正确的是（ ）
A.
B.
C.
D
4. 如图所示，物体和的质量均为，且分别与跨过定滑轮的轻绳连接不计绳与滑轮、滑轮与轴之间的摩擦在用水平力拉物体沿粗糙水平方向向右运动，整个过程物体始终匀速，则（ ）
A. 物体做匀速直线运动
B. 地面对的摩擦力逐渐增大
C. 绳子对物体的拉力逐渐增大
D. 绳子对物体的拉力逐渐减小
5. 我国北斗卫星导航系统第41颗和第49颗卫星已完成在轨测试入网评估等工作，并正式入网工作。第41颗卫星为地球同步轨道卫星，第49颗卫星为倾斜地球同步轨道卫星，它们的轨道半径约为，运行周期都等于地球的自转周期24h。倾斜地球同步轨道平面与地球赤道平面成一定夹角，如图所示。已知万有引力常量，下列说法中正确的是（ ）
A. 第41颗地球同步轨道卫星可能经过广州正上空
B. 根据题目数据估算不出地球的质量
C. 倾斜地球同步轨道卫星的向心加速度可能大于地球表面的重力加速度
D. 倾斜地球同步轨道卫星一天经过赤道上同一位置2次
6. “祝融号”火星车的高度有185公分，重量达到240公斤。设计寿命为3个火星月，相当于约92个地球日。“祝融号”火星车将在火星上开展地表成分、物质类型分布、地质结构以及火星气象环境等探测工作。已知火星直径约为地球的一半，火星质量约为地球质量的十分之一，则“祝融号”在火星上受到的重力大小最接近（ ）
A. 240NB. 960NC. 1200ND. 2400N
7. 2022年9月30日12时44分，经过约1小时的天地协同，问天实验舱完成转位，空间站组合体由两舱“一”字构型转变为两舱“L”构型，等待梦天实验舱发射、交会对接后，还将转位形成空间站三舱“T”字构型组合体，如图所示。已知空间站离地面的高度为h，地球的半径为R，地球表面的重力加速度为g，引力常量为G，忽略地球自转。若空间站可视为绕地心做匀速圆周运动，则下列说法正确的是（ ）
A. 地球的质量为B. 空间站的线速度大小为
C. 地球的平均密度为D. 空间站的周期为
8. 如图所示，倾角为30°斜面体置于粗糙的水平地面上，斜面上质量为4m的滑块通过轻质刚性绳穿过光滑的圆环与质量为m的小球（可视为质点）相连，轻绳与斜面平行。小球在水平面内做圆周运动，连接小球的轻绳与竖直方向的夹角也为30°。斜面体和滑块始终静止，小球与圆环之间的绳长为L，重力加速度为g，下列说法正确的是（ ）
A. 斜面体所受地面的摩擦力大小为mg
B. 滑块所受摩擦力大小为2mg
C. 若改变小球的转速，当滑块恰好不受摩擦力时，小球的速度为
D. 若改变小球的转速，当滑块恰好不受摩擦力时，小球的向心加速度大小为
二、多项选择题（共4小题，共16分，每小题有多个选项符合题意，没有选全的得2分，有多选或错选的得0分）
9. 一物体在四个恒力作用下做匀速直线运动，若将其中一个力突然撤去，其余的力保持不变，则物体以后的运动可能为（ ）
A. 匀速直线运动B. 匀变速直线运动
C. 匀速圆周运动D. 匀变速曲线运动
10. 2022年11月1日4时27分，空间站梦天实验舱在发射入轨后，成功对接于天和核心舱前向端口。梦天实验舱，又称为梦天舱，是中国空间站“天宫”的重要组成部分。对接变轨过程简化为如图所示，MN是椭圆轨道Ⅱ的长轴。梦天实验舱从圆轨道Ⅰ先变轨到椭圆轨道Ⅱ，再变轨到圆轨道Ⅲ，并在圆轨道Ⅲ上与运行的天和核心舱实施对接。下列说法正确的是（ ）
A. 梦天实验舱在轨道Ⅰ的M点速率小于轨道Ⅱ的M点速率
B. 梦天实验舱在轨道Ⅰ的M点加速度小于轨道Ⅱ的M点加速度
C. 梦天实验舱在轨道Ⅱ的N点加速度等于轨道Ⅲ的N点加速度
D. 梦天实验舱在椭圆轨道Ⅱ上运行的周期与在圆轨道Ⅲ上与运行的天和核心舱运行周期相等
11. 有a、b、c、d四颗地球卫星，卫星a还未发射，在地球赤道上随地球表面一起转动，卫星b在地面附近近地轨道上正常运动，c是地球同步卫星，d是高空探测卫星，各卫星排列位置如图，已知地球半径为R，c，d卫星的轨道半径分别为，，则有（ ）
A. a，c的向心加速度之比为
B. b，d的向心加速度之比为
C. a，c的线速度之比为
D. b，d线速度之比为
12. 如图所示，倾角为θ斜面体固定在水平面上，两个可视为质点的小球甲和乙分别沿水平方向抛出，两球的初速度大小相等，已知甲的抛出点为斜面体的顶点，经过一段时间两球落在斜面上的A、B两点后不再反弹，落在斜面上的瞬间，小球乙的速度与斜面垂直．忽略空气的阻力，重力加速度为g.则下列选项正确的是（ ）
A. 甲、乙两球在空中运动的时间之比为tan2θ：1
B. 甲、乙两球下落的高度之比为4tan4θ：1
C. 甲、乙两球的水平位移之比为tanθ：1
D. 甲、乙两球落在斜面上瞬间的速度与水平面夹角的正切值之比为2tan2θ：1
第Ⅱ卷（共60分）
三、试验探究题（本题共2小题，每空2分，共16分）
13. 用如图甲所示的装置探究影响向心力大小的因素。已知小球在槽中A、B、C位置做圆周运动的轨迹半径之比为1：2：1，变速塔轮自上而下按如图乙所示三种方式进行组合，每层半径之比由上至下分别为1：1、2：1和3：1.
（1）在探究向心力大小与半径的关系时，为了控制角速度相同需要将传动皮带调至第______（填“一”“二”或“三”）层塔轮，然后将两个质量相等的钢球分别放在______（填“A和B”“A和C”或“B和C”）位置，匀速转动手柄，左侧标尺露出4格，右侧标尺露出2格，则左右两球所受向心力大小之比为______；
（2）在探究向心力大小与角速度的关系时，若将传动皮带调至图乙中的第三层，转动手柄，则左右两小球的角速度之比为______。为了更精确探究向心力大小F与角速度的关系，采用接有传感器的自制向心力实验仪进行实验，测得多组数据经拟合后得到图像如图丙所示，由此可得的实验结论是__________________。
14. 某同学使用图甲所示装置进行“研究平抛物体的运动”实验，请根据该实验的原理的操作方法回答如下问题：

（1）下列对实验操作的描述中，正确的有______。
A. 此实验中重垂线用于确定挡板是否竖直，同时确定在白纸上建立直角坐标系的竖直方向，才能确定水平方向
B. 在安装实验装置时，斜槽末端应该水平
C. 为更好地反映真实运动，应尽量减小钢球与倾斜滑槽间的摩擦
D. 用平滑的曲线将白纸上打出的各点连接起来就得到小球的平抛轨迹
（2）图乙所示为实验中用方格坐标纸记录了小球的运动轨迹， A、B、C和D为轨迹上的四点，小方格的边长为L，当地重力加速度为g，则小球做平抛运动的初速度______，起点到C点的时间______，经C点时速度大小为______。
四、计算题（本题共4小题，共44分。请写出必要的文字说明和公式）
15. 如图所示，在一水平圆盘上放一个质量为m可视为质点的小物体，小物体与转轴的距离为R，与圆盘动摩擦因数为（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力）现让圆盘绕中心轴缓慢加速转动，小物体一直相对圆盘静止。
（1）当小物体线速度为v时，受到的摩擦力为多大？
（2）要保持相对静止，圆盘角速度不能超过多大？
16. 如图所示，宇航员站在某质量分布均匀的星球表面一斜坡上P点沿水平方向以初速度抛出一个小球，测得小球经时间t落到斜坡上另一点Q，斜面的倾角为，已知该星球半径为R，万有引力常量为G，求：
（1）该星球表面的重力加速度；
（2）该星球的第一宇宙速度v。
17. 现假设有这样的模型：图示为宇宙中一恒星系的示意图，A为该星系的一颗行星，它绕中央恒星O的运行轨道近似为圆。已知引力常量为G，天文学家观测得到A行星的运行轨道半径为，周期为，求：
（1）中央恒星O的质量M是多大？
（2）长期观测发现A行星每隔时间其运行轨道便会偏离理论轨道少许，天文学家认为出现这种现象的原因可能是A行星外侧还存在着一颗未知的行星B（假设其运行的圆轨道与A在同一平面内，且与A的绕行方向相同），当二者相距最近时，引力作用使A的轨道出现偏离。根据上述现象和假设，试求未知行星B的运动周期和轨道半径。
18. 如图所示，倾角为的光滑斜面MNPQ的长为，C点为斜面底边NP的中点，有一长为的细线，细线的一端固定在O点，O点是斜面MNPQ的中心位置，另一端拴一质量为的小球，使小球在斜面上做完整的圆周运动，不计空气阻力，小球可看成质点（）。求：
（1）若小球恰好做完整的圆周运动，通过最高点A时的速度？
（2）若小球恰好做完整圆周运动通过A点时，细线因某种原因突然断裂，为保证小球不从MN边射出，则斜面底边NP的宽度d应满足何条件？
（3）若小球转到B点时细线突然断裂，小球恰好从距离C点为b的E点射出，已知，求细线断裂前瞬间细线的拉力多大？