物理：江苏省连云港市灌南县两灌联考2023-2024学年高一下学期3月月考试题（解析版）

这是一份物理：江苏省连云港市灌南县两灌联考2023-2024学年高一下学期3月月考试题（解析版），共16页。试卷主要包含了单项选择题，本题共6小题，共60分等内容，欢迎下载使用。
一、单项选择题：本题共10小题，每小题4分，共40分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1. 下列关于曲线运动的说法中，正确的是（ ）
A. 加速度恒定的运动不可能是曲线运动
B. 加速度变化的运动一定是做曲线运动
C. 匀速圆周运动是匀变速曲线运动
D. 做曲线运动的物体，其速度方向与加速度方向一定不在同一直线上
【答案】D
【解析】A．平抛运动只受重力，加速度恒定，但曲线运动，故A错误；
B．加速度方向与速度方向在同一直线上时，不论加速度大小如何变化，物体做直线运动，故B错误；
C．匀速圆周运动的加速度方向一直改变，不是匀变速曲线运动，故C错误；
D．根据曲线运动的条件可以知道，做曲线运动的物体，其速度方向与加速度方向一定不在同一直线上，故D正确。
故选D。
2. “套圈圈”是大人和小孩都喜爱的一种游戏．某大人和小孩直立在界外，在同一竖直线上不同高度分别水平抛出小圆环，并恰好套中前方同一物体，假设小圆环的运动可以视作平抛运动，则（ ）
A. 大人抛出的圆环运动时间较短
B. 大人应以较小的速度抛出圆环
C. 小孩抛出的圆环运动发生的位移较大
D. 小孩抛出的圆环单位时间内速度变化量较小
【答案】B
【解析】设抛出的圈圈做平抛运动的初速度为v，高度为h，则下落的时间为：t=，水平方向位移
x=vt=v
A．大人站在小孩同样的位置，由以上的公式可得，由于大人的高度h比较大，所以大人抛出的圆环运动时间较长，故A错误；
B．大人抛出的圆环运动时间较长，如果要让大人与小孩抛出的水平位移相等，则要以小点的速度抛出圈圈．故B正确；
C．大人和小孩的水平位移相同，但竖直位移大于小孩的竖直位移，根据s=可知，大人的位移大．故C错误；
D．环做平抛运动，则单位时间内速度变化量
△v=gt=g
所以大人、小孩抛出的圆环单位时间内速度变化量相等，故D错误．
故选B．
3. 如图所示，光滑的水平面上，小球在拉力F作用下做匀速圆周运动，若小球到达P点时F突然发生变化，下列关于小球运动的说法正确的是（ ）

A. F突然变大，小球将沿轨迹Pb做离心运动
B. F突然变小，小球将沿轨迹Pa做离心运动
C. F突然变小，小球将沿轨迹Pc逐渐靠近圆心
D. F突然消失，小球将沿轨迹Pa做离心运动
【答案】D
【解析】A．小球在拉力F作用下做匀速圆周运动，拉力等于向心力，当F突然变大，拉力大于所需的向心力，小球将沿轨迹Pc逐渐靠近圆心，A错误；
BC．当F突然变小，拉力小于所需的向心力，小球将沿轨迹Pb做离心运动，BC错误；
D．F突然消失，小球将沿轨迹切线方向抛出，所以小球将沿轨迹Pa做离心运动，D正确。
故选D。
4. 计算机硬盘内部结构如图所示，读写磁头在计算机的指令下移动到某个位置，硬盘盘面在电机的带动下高速旋转，通过读写磁头读写下方磁盘上的数据。磁盘上分为若干个同心环状的磁道，每个磁道按圆心角等分为18个扇区。现在普通的家用电脑中的硬盘的转速通常有5400r/min和7200r/min两种，硬盘盘面的大小相同，则（ ）
A. 磁头的位置相同时，5400r/min的硬盘读写数据更快
B. 对于某种硬盘，磁头离盘面中心距离越远，磁头经过一个扇区所用的时间越长
C. 不管磁头位于何处，5400r/min的硬盘磁头经过一个扇区所用时间都相等
D. 5400r/min与7200r/min的硬盘盘面边缘的某点的向心加速度的大小之比为3：4
【答案】C
【解析】A．磁头位置相同时，转速快的硬盘磁头通过相同扇区用时少，即读写数据更快，所以7200r/min的硬盘读写数据更快，故A错误；
B．对于某种硬盘其转速一定，则其角速度一定，而扇区是根据圆心角划分的，故通过某扇区的时间与角速度即转速有关，与磁头离盘面中心距离远近无关，故B错误。
C．扇区是根据圆心角来划分的，转速一定，则其角速度也一定，所以通过相同扇区即相同圆心角的时间是一定的，与磁头与所处的位置无关，故C正确；
D．由题意知转速之比为3：4，角速度之比与转速之比相等，向心加速度，硬盘边缘的向心加速度之比不等于角速度即转速之比，故D错误。
故选C。
5. 如图，a、b、c是地球大气层外圆形轨道上运行的三颗卫星，下列说法正确的是（ ）
A. b、c的线速度大小相等，且大于a的线速度：
B. b、c的向心加速度大小相等，且大于a的向心加速度
C. c加速可追上同轨道上的b
D. a卫星由于某种原因，轨道半径缓慢减小，其线速度将增大
【答案】D
【解析】由图示可知：ra＜rb=rc，卫星绕地球做圆周运动，万有引力提供向心力；由牛顿第二定律得：，解得：v=，由ra＜rb=rc可知，b、c的线速度大小相等且小于a的线速度大小，故A正确；由牛顿第二定律得：=ma，解得：a=，由ra＜rb=rc可知，b、c的向心加速度大小相等且小于a的向心加速度，故B错误；c加速，c的速度增大，做圆周运动需要的向心力增大，需要的向心力大于卫星与地球间的万有引力，c要做离心运动，c不能追上b，故C错误；根据v=可知，a卫星由于某种原因，轨道半径缓慢减小，其线速度将增大，选项D正确；故选D．
【点睛】本题考查了万有引力定律的应用，考查了比较向心加速度、线速度、周期大小关系，由图示求出卫星间的轨道半径关系是正确解题的关键，应用万有引力公式与牛顿第二定律可以解题．
6. 如图所示为一种叫做“魔盘”的娱乐设施，当转盘转动很慢时，人会随着“魔盘”一起转动，当“魔盘”转动到一定速度时，人会“贴”在“魔盘”竖直壁上，而不会滑下。若魔盘半径为r，人与魔盘竖直壁间的动摩擦因数为，在人“贴”在“魔盘”竖直壁上，随“魔盘”一起运动过程中，则下列说法正确的是（ ）
A. 人随“魔盘”转动过程中受重力、弹力、摩擦力和向心力作用
B. 如果角速度变大，人与器壁之间的摩擦力变大
C. 如果角速度变大，人与器壁之间的弹力变大
D. “魔盘”的角速度可以小于
【答案】C
【解析】A．人随“魔盘”转动过程中受重力、弹力、摩擦力，向心力是效果力，故A错误；
B．人在竖直方向受到重力和摩擦力，二力平衡，则知转速变大时，人与器壁之间的摩擦力不变，故B错误；
C．如果转速变大，由，知人与器壁之间的弹力变大，故C正确；
D．人恰好贴在魔盘上时，有
，
又，解得
所以“魔盘”角速度一定不小于，故D错误。
故选C。
7. 下列有关运动的说法正确的是（ ）
A. 图甲A球在水平面内做匀速圆周运动，A球角速度越大，则偏离竖直方向的角越大
B. 图乙质量为的小球到达最高点时对管壁压力大小为，则此时小球速度大小为
C. 图丙皮带轮上点的加速度大于点的加速度
D. 图丁用铁锤水平打击弹簧片后，B球比A球先着地
【答案】A
【解析】A．小球在水平面做匀速圆周运动，其向心力由重力和绳子拉力合力提供，即
解得
可知角速度越大，偏离竖直方向的夹角越大，故A正确；
B．小球到达最高点时对管壁的压力大小为3mg，根据牛顿第二定律知其向心力为
解得此时小球速度大小为
故B错误；
C．因为b、c两点同轴转动，角速度相等，根据知，b、c两点的向心加速度之比为1：2，a、c两点线速度相等，根据知，a、c两点的向心加速度之比为2：1，故a、b两点的向心加速度之比为4：1，所以图丙皮带轮上点的加速度小于点的加速度，故C错误；
D．图丁用铁锤水平打击弹簧片后，A球做平抛运动，竖直方向是自由落体运动，B球与A球同时着地，故D错误。
故选A。
8. 发射地球同步卫星时，先将卫星发射至近地圆轨道1，变轨使其沿椭圆轨道2运行，最后变轨将卫星送入同步圆轨道3，轨道1、2相切于点，轨道2、3相切于点，则当卫星分别在1、2、3轨道上正常运行时，以下说法正确的是（ ）
A. 卫星在轨道1上运行的速率小于赤道上随地球自转物体的速率
B. 卫星在轨道3上经过点时的加速度等于它在轨道2上经过点时的加速度
C. 三条轨道中速率最大时刻为经过2上的点，速率最小时刻为经过3上的点
D. 卫星在轨道1、2、3上的周期分别为，则周期关系为
【答案】B
【解析】A．轨道1与轨道3都是圆形轨道，由，解得
可知卫星在轨道1上运行速率大于在轨道3上的速率；赤道上随地球自转物体与轨道3上的卫星角速度相等，由，可得赤道上随地球自转物体的速率比轨道3上的卫星的速率小，所以卫星在轨道1上运行的速率大于赤道上随地球自转物体的速率，故A错误；
B．由万有引力提供向心力，可得
可知卫星在轨道3上经过点时的加速度等于它在轨道2上经过点时的加速度，故B正确；
C ．2轨道的Q点的速率大于1轨道Q点的速率；对于轨道1和轨道3，由万有引力提供向心力，解得
所以轨道1上Q点的速率大于轨道3的P点速率，轨道3相对于轨道2在P点做离心运动，所以轨道3的P点速率大于轨道2上P点速率，所以卫星在三条轨道中速率最大的时刻为经过2轨道的Q点，速率最小的时刻为经过2轨道上P点，故C错误；
D．根据开普勒第三定律可得，根据图像可知，轨道3的轨道半径大于轨道2的半长轴大于轨道1的轨道半径，卫星在三条轨道中周期从大到小的顺序是
故D错误。
故选B。
9. 如图所示，内壁光滑半径为的竖直圆桶，绕中心轴做匀速圆周运动，一物块用细绳系着，绳的另一端系于圆桶上表面圆心，绳与竖直方向的夹角为，物块贴着圆桶内表面随圆桶一起转动，重力加速度取，则（ ）
A. 随着转动的角速度增大，绳的张力保持不变
B. 随着转动的角速度增大，绳的张力一定增大
C. 桶对物块的弹力不可能为零
D. 转动的角速度的最小值为
【答案】A
【解析】CD．由于桶的内壁光滑，绳的拉力沿竖直向上的分力与重力平衡，若绳的拉力沿水平方向的分力恰好提供向心力，则桶对物块的弹力恰好为零，有
转动的角速度的最小值为
故CD错误；
AB．由题图知，若它们以更大的角速度一起转动，则绳子与竖直方向的夹角不变，绳的拉力满足
则绳子的拉力保持不变，故A正确，B错误。
故选A。
10. 我国的嫦娥四号实现了人类飞行器第一次在月球背面着陆，为此发射了提供通信中继服务的“鹊桥”卫星，并定点在如图所示的地月连线外侧的位置处的拉格朗日点（拉格朗日点指在两个物体引力作用下，能使小物体稳定的点）。“鹊桥”卫星在地球和月球引力的共同作用下，与月球保持相对静止一起绕地球运动。“鹊桥”卫星和月球绕地球运动的加速度大小分别为，线速度大小分别为，周期分别为，轨道半径分别为，下列关系正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】AD．鹊桥卫星在月球外侧与月球一起绕地球做圆周运动，与月球保持相对静止，故其周期与月球绕地周期相同，故AD错误；
B．根据
可知，鹊桥卫星的轨道半径大于月球的轨道半径，故其绕地球运动的加速度大于月球绕地球运动的加速度，故B正确；
C．根据
可知，鹊桥卫星的轨道半径大，故线速度大，C错误。
故选B。
二、本题共6小题，共60分。其中第13题～第16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；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位。
11. 用如图所示的装置来探究小球做圆周运动所需向心力的大小与质量、角速度和半径之间的关系。两个变速塔轮通过皮带连接，转动手柄使长槽和短槽分别随变速塔轮匀速转动，槽内的钢球就做匀速圆周运动。横臂的挡板对钢球的压力提供向心力，钢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钢球所受向心力的比值。如图所示是探究过程中某次实验时装置的状态。
（1）在研究向心力的大小与质量、角速度和半径之间的关系时我们主要用到了物理学中______的方法；
A．理想实验法 B．等效替代法 C．控制变量法 D．演绎法
（2）在探究向心力的大小与质量关系时，要保持不变的是______（填选项前的字母）。
A．和 B．和 C．和 D．和
（3）图中所示是在探究向心力的大小与______（填选项前的字母）。
A．质量的关系 B．半径的关系 C．角速度的关系
（4）若图中标尺上红白相间的等分格显示出两个小球所受向心力之比为，则与皮带连接的两个变速塔轮的半径之比为______（填选项前的字母）。
A． B． C． D．
【答案】（1）C （2） A （3）C （4） B
【解析】（1）在研究向心力的大小F与质量m、角速度和半径r之间的关系时我们主要用到了物理学中的控制变量法，故选C；
（2）根据F=mω2r可知，在探究向心力的大小与质量关系时，要保持不变的是和，故选A；
（3）根据F=mω2r可知，图中所示，若两个钢球质量和运动半径相等，则是在研究向心力的大小F与角速度ω的关系，故选C；
（4）若两个钢球质量m和运动半径r相等，图中标尺上黑白相间的等分格显示出钢球1和钢球2所受向心力的比值为1:9，可知两轮的角速度之比为1:3，根据v=ωR可知，因为变速轮塔1和变速轮塔2是皮带传动，边缘线速度相等，则与皮带连接的变速轮塔1和变速轮塔2的半径之比为3:1，故选B。
12. 图1是利用电磁定位系统“探究平抛运动的特点”的实验，通过电磁定位板与计算机相连，软件自动记录信号源（类似平抛小球）的运动轨迹，同时得到信号源轨迹在水平方向、竖直方向的投影，通过计算机处理得到水平方向、竖直方向的图像（分别如图2中a、b图线所示）。

（1）由实验可知，平抛运动在水平方向的分运动为__________。
A.匀速直线运动
B匀变速直线运动
C.变加速直线运动
D.曲线运动
（2）在信号源的轨迹图中取4个点，如图3所示。已知图中相邻两点之间的时间间隔为，分析可知，图中每个正方形小方格的边长为__________cm，该信号源做平抛运动的初速度大小为__________m/s。（取重力加速度，结果均保留两位有效数字）
【答案】（1） A （2）1.6 0.80
【解析】（1）平抛运动在水平方向的分运动如图（2）中图线（a）所示，为匀速直线运动。
故选A。
（2）平抛运动在竖直方向的分运动为匀加速直线运动，图（3）中相邻两点的竖直高度差为
代入数据得
水平方向有
解得
13. 如图，置于圆形水平转台边缘的小物块随转台加速转动，当转速达到某一数值时，物块恰好滑离转台开始做平抛运动。现测得转台半径R=0.5m，离水平地面的高度H=0.8m，物块平抛落地过程水平位移的大小s=0.4m。设物块所受的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度g=10m/s2求：
（1）物块做平抛运动的初速度大小v0；
（2）物块与转台间的动摩擦因数μ。
【答案】（1）1m/s ； （2）0.2
【解析】（1）物块做平抛运动，在竖直方向上有
在水平方向上有
联立解得
代入数据得
v0=1 m/s
（2）物块离开转台时，最大静摩擦力提供向心力，有

联立解得
代入数据得
μ=0.2
14. 人类第一次登上月球时，宇航员在月球表面做了一个实验：将一片羽毛和一个铁锤从同一高度由静止同时释放，二者几乎同时落地。若羽毛和铁锤是从高度为h处下落，经时间t落到月球表面。已知引力常量为G，月球的半径为R。
（1）求月球表面的自由落体加速度大小g；
（2）若不考虑月球自转的影响，求月球的质量M；
（3）求月球的“第一宇宙速度”大小v。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】（1）月球表面附近的物体做自由落体运动 ，根据
月球表面的自由落体加速度大小
若不考虑月球自转的影响，根据万有引力定律
联立可得月球的质量
质量为的飞行器在月球表面附近绕月球做匀速圆周运动
月球的“第一宇宙速度”大小
15. 2003年10月15日9时，我国神舟五号宇宙飞船在酒泉卫星发射中心成功发射，把中国第一位航天员杨利伟送入太空。飞船绕地球飞行数圈后，于10月16日6时23分安全降落在内蒙古主着落场。把飞船的运动看作绕地球做匀速圆周运动，其运行周期为，又已知地球质量为，地球的半径为，地球自转周期为，引力常量为。求：
（1）神舟五号绕地球飞行时距地面的高度；
（2）地球同步卫星的向心加速度大小。
【答案】（1）；（2）
【解析】（1）飞船绕地球做匀速圆周运动，设飞船质量为m，高度为H，根据万有引力提供向心力，有
解得
（2）设同步卫星的质量为轨道半径为，由万有引力提供向心力，有
且
解得
16. 如图所示，水平转盘可绕竖直中心轴转动，盘上叠放着质量均为1kg的A、B两个物块，B物块用长为0.25m的细线与固定在转盘中心处的力传感器相连，两个物块和传感器的大小均可不计．细线能承受的最大拉力为8N，A、B间的动摩擦因数为0.4，B与转盘间的动摩擦因数为0.1，且可认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力．转盘静止时，细线刚好伸直，传感器的读数为零．当转盘以不同的角速度匀速转动时，传感器上就会显示相应的读数F（g=10m/s2）．
（1）当B与转盘之间的静摩擦力达到最大值时，求转盘的角速度；
（2）当A与B恰好分离时，求F的大小和转盘的角速度；
（3）试通过计算在坐标系中作出图象．
【答案】（1）；（2）F=6N；（3）
【解析】（1）当B与转盘之间的静摩擦力达到最大值时
对A、B物体：
解得：
（2）AB一起运动运时，绳子拉力
当A与B恰好分离时，物体所受的摩擦力等于最大静摩擦力
对有：
解得：，
此时绳子的张力为
故绳子末断且F=6N
（3）随角速度的进一步增大，A脱离B物体，只有B物体做匀速圆周运动，
绳子张力
当绳子拉力，设物体B的角速度为，则对B受力分析有：
解得：
故有：当时，
当时，AB一起运动，绳子张力
当时，AB分离，对B，绳子张力
故坐标系中图象如图所示：