2023洛阳强基联盟高一下学期3月联考试题物理含解析

洛阳强基联盟3月联考

高一物理

考生注意：

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：人教版必修第二册第六章至第七章第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. 对于开普勒行星运动定律的理解，下列说法中正确的是

A.开普勒三大定律仅适用于太阳系中行星的运动

B.开普勒第二定律表明，行星离太阳越远，运行速度越小

C.月亮绕地球运动的轨道是一个标准的圆，地球处在该圆的圆心上

D.开普勒第三定律 中，月亮绕地球运动的 值与地球绕太阳运动的值相同

2. 关于做匀速圆周运动的物体，下列说法正确的是

A.速度不变                             B.加速度不变

C.角速度不变                           D.相同时间内运动的位移相同

3. 如图所示为扭秤实验的装置图，下列说法正确的是

A.牛顿通过该装置测出了引力常量G

B.牛顿被称为第一个称量地球的人

C.开普勒通过该装置提出了万有引力定律

D.该实验巧妙地利用了微小量放大思想

4. 天文学家哈雷成功预言哈雷彗星的回归，哈雷彗星绕太阳的轨道为椭圆，如图所示，则哈雷彗星从位置N经过P运动到M的过程中，下列说法正确的是

A.哈雷彗星受到太阳的引力一直增大

B.哈雷彗星受到太阳的引力先减小后增大

C.哈雷彗星速度一直增大

D.哈雷彗星速度先增大后减小

5. 如图是多级减速装置的示意图.每一个轮子都由大小两个轮子叠合而成，共有3对相同的轮子，用皮带逐一联系起来，大轮半径为小轮半径的两倍，A、B、C分别为第一个、第二个、第三个轮子大轮边缘上的点，则A、B、C三点的线速度大小之比为

A.8 :4 :1   B.4 :2 :1   C.1 :2 :4  D.16 :4 :1

6. 极地卫星是一种特殊的人造地球卫星，其轨道平面与赤道平面的夹角为90°，极地卫星运行时能到达地球南极和北极区域的上空.若甲、乙两极地卫星环绕地球的周期分别为3h、6h，则甲、乙的轨道半径之比为

A.1  :                                  B. :1

C.1  :2                                  D.2 :1

7. 如图所示，竖直圆筒内壁光滑，半径为R，顶部有入口A，在A的正下方h处有出口B，一质量为m的小球从入口A沿圆筒壁切线方向水平射入圆圆筒内，要使球从B处飞出，重力加速度为g，则小球进入入口A处的速度的大小可能为

8. 如图所示为一分离机的模型，将油水混合物放入试管中，分离机运转最终可实现油和水分离.在分离机转子匀速转动使油水分离的过程中，下列说法正确的是

A.试管做离心运动

B.转子的转速越小越容易实现油水分离

C.转子的转速越大越容易实现油水分离

D.水的密度比油大，因此所需向心力也比油大，更倾向于远离轴心方向运动

9. 2022年12月7日9时15分，快舟十一号固体运载火箭在我国酒泉卫星发射中心点火升空，成功将行云交通试验卫星送入离地高700km的预定轨道，发射任务取得圆满成功.已知地球同步卫星离地高度约36000km，则下列说法正确的是

A.行云交通卫星在轨道上运行时处于完全失重状态，是由于不受力的作用

B.行云交通卫星在轨道上运行时万有引力提供向心力

C.行云交通试验卫星的周期大于同步卫星的周期

D.行云交通试验卫星的线速度大于同步卫星的线速度

10. 如图所示，小球m在竖直放置的光滑圆形管道内刚好能做圆周运动，下列说法中正确的有

A.小球通过最高点的最小速度为

B.小球通过最高点的最小速度为0

C.小球在水平线ab以下管道中运动时，外侧管壁对小球一定有作用力

D.小球在水平线ab以上管道中运动时，内侧管壁对小球一定有作用力

二、实验题(本题共2小题，共16分)

11. (6分)某同学利用图中所示的DIS向心力实验器来探究圆周运动向心力的影响因素.实验时，砝码随旋臂一起做圆周运动，其受到的向心力可通过牵引杆由力传感器测得，旋臂另一端的挡光杆每经过光电门一次，通过力传感器和光电门就同时获得一组向心力F和挡光时间△t，换算生成砝码的线速度v.保持砝码的质量和转动半径r不变，改变其转速得到多组F、v的数据后，作出了F-v²图线如图乙所示.牵引杆的质量和一切摩擦可忽略.

(1)该同学采用的主要实验方法为            .

A.等效替代法      B.控制变量法      C.理想化模型法

(2)实验中，某次挡光杆经过光电门时的挡光时间为△t，已知挡光杆到转轴的距离为d，挡光杆的挡光宽度为△s,则可得砝码的线速度v的表达式为         (用r、d、Δs、Δt表示).

(3)根据图乙,得到的实验结论是:                                       .

12. (10分)某实验小组用如图所示的装置探究“影响向心力大小的因素”.长槽上的挡板B到转轴的距离是挡板A的2倍，长槽上的挡板A和短槽上的挡板C到各自转轴的距离相等.转动手柄使长槽和短槽分别随变速塔轮匀速转动，槽内的球就做匀速圆周运动.挡板对球的压力提供了向心力，球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力筒下降，从而露出标尺，根据标尺上的等分格可以粗略计算出两个球所受向心力的比值.

(1)下列实验的实验方法与本实验相同的是            .(填写正确选项前的字母)

A.伽利略对自由落体的研究

B.探究牛顿第二定律

C.验证力的平行四边形定则

(2)在探究向心力的大小与做圆周运动物体质量的关系时，应选择两个质量            (选填“相同”或“不同”)的小球,分别放在挡板C与            (选填“挡板A”或“挡板B”)处,同时选择半径            (选填“相同”或“不同”)的两个塔轮.

(3)在探究向心力的大小与圆周运动角速度的关系时，将两个质量相同的小球，分别放在挡板C与挡板A位置，转动时发现左、右标尺上露出的红白相间的等分格数之比约为1：4，则皮带放置的左、右两边塔轮的半径之比为            .

三. 计算题(本题共3小题，共计38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)我们经常把游乐场的悬空旋转椅抽象为如图所示的模型：一质量m=40kg的球通过长L-12.5m的轻绳悬于竖直面内的直角杆上，水平杆长整个装置绕竖直杆转动，绳子与竖直方向成角.当=37°时.取求:

(1)绳子的拉力大小；

(2)该装置转动的角速度.

14. (12分)如图所示，有一辆质量为on的汽车(可看做质点)驶上半径为R的圆弧拱形桥.已知m=1000kg、R-100m、重力加速度g取10m/s³.

(1)当该汽车以速率v=10m/s通过拱形桥顶时，汽车对桥的压力是多大?并判断此时汽车是处于超重状态还是失重状态?

(2)汽车通过桥顶时对桥面的压力过小是不安全的.请你通过分析说明：在设计拱形桥时.对于同样的车速、拱形桥圆弧的半径是大些比较安全还是小些比较安全?

15. (16分)如图所示，一半径=0.9m光滑半圆轨道ABC竖直放置，其右侧有一倾角=37°的长斜面.一质量为的小球以某一速度从点冲上轨道，经过点时对轨道压力为3mg，最后垂直打在斜面上.不计空气阻力，重力加速度g取10 m/s²,sin  37°=0.6,cos 37°=0.8.求:

(1)小球在C点的速度大小；

(2)小球击中斜面时的速度大小及该位置到C点的位移大小.

洛阳强基联盟3月联考·高一物理

参考答案、提示及评分细则

1. B 开普勒三大定律不仅仅适用于太阳系中行星的运动，也适合于宇宙中其他天体的运动，选项A错误；行星绕太阳运动时，行星离太阳越远，速度越小，选项B正确；月亮绕地球运动的轨道是一个椭圆，地球处在椭圆的其中一个焦点上，选项C错误；k值与中心天体的质量有关，选项D错误.

2. C 匀速圆周运动的物体速度、加速度、向心力方向时刻发生变化，选项A、B错误；匀速圆周运动的物体角速度不变，选项C正确；相同时间内运动的位移大小相等，但方向不一定相同，选项D错误.

3. D  卡文迪什通过该装置测出了引力常量G，也因此被称为第一个称量地球的人，选项A、B错误牛顿提出万有引力定律，扭秤实验测出引力常量，验证万有引力定律的正确性，选项C错误；该实验巧妙地利用了微小量放大思想，选项D 正确.

4. D  哈雷慧星从N→P→M过程中，受到太阳的引力先增大后减小，选项A、B错误；根据开普勒第二定律可知，哈雷慧星的速度先增大后减小，选项C错误，D正确.

5. B 设A、B、C的线速度分别为，由于同一皮带上每个点的线速度大小相同，则       ,同理,   解得=4:2:1,选项B正确.

6. A 由开普第三定律有 解得  选项A正确.

7. C 小球在竖直方向的分运动是自由落体运动，则 小球在水平方向的分运动是匀速圆周运动，则(n=1、2、3…),解得 选项C正确.

8. CD  试管随转子匀速转动，做的是匀速圆周运动，选项A错误；转子的转速越大，所需的向心力也就越大，越容易实现油水分离，选项B错误，C正确；水的密度比油大，因此所需向心力也比油大，更倾向于远离轴心方向运动，选项D正确.

9. BD  行云交通卫星在轨道上运行时，万有引力提供向心力，处于完全失重状态，选项A错误，B正确；由于行云交通试验卫星的轨道半径比同步卫星半径小，则其周期小于同步卫星周期，线速度比同步卫星大，选项C错误，D正确.

10. BC   由于是圆形管道，小球在最高点时，合力可能为0，选项A错误，B正确；小球在水平线ab以下运动时，外侧管壁对小球一定有力，选项C正确，D错误.

11.(1)B(2分)    

  2分)  

(3)在m、r一定的情况下，向心力大小与线速度的平方成正比(2分)

解析：

(1)为了研究F、v的关系，要控制m、r一定，选项B正确；

(2)由 和 可得

(3)在m、r一定的情况下，向心力大小与线速度的平方成正比.

12.(1)B(2分)  

(2)不同(2分)   挡板A(2分)   相同(2分)  

(3)2:1(2分)

解析：

(1)本实验采用的是控制变量法，与探究牛顿第二定律采用的方法相同，选项B正确.

(2)在探究向心力的大小与圆周运动物体质量的关系时，应改变质量，保证角速度和半径相同，则应选择两个质量不同的小球，分别放在挡板C与挡板A处，同时选择半径相同的两个塔轮.

(3)设皮带放置位置的左、右两边塔轮的半径分别为,知左右两边的角速度大小之比 : =1 :2,

又塔轮边缘线速度大小相同，由得皮带放置位置的左、右两边塔轮的半径之比：=2 :1 .

13.解：(1)对球受力分析如图所示，则：

   (3分)

代入数据得        (2分)

(2)小球做圆周运动的向心力由绳拉力和重力的合力提供，则

    (3分)
得 rad/s   (2分)

14.解：(1)汽车竖直方向受力如图所示，根据牛顿第二定律和向心加速度公式，有                    (2分)

解得     (2分)

根据牛顿第三定律，可知汽车对桥面的压力大小为   (2分)

因为  

因此汽车处于失重状态   (2分)

(2)由(1)可知     (2分)

即R较大时，就较大，因此拱桥圆弧的半径应当大一些   (2分)

15.解:(1)在C点时,有      (2分)

解得=6m/s  (2分)

(2)小球离开C点后做平抛运动，打到斜面时有    (1分)

解得 =10m/s     (2分)

又     (2分)

竖直方向 (1分)

且    (1分)

水平位移 (1分)

则位移     (2分)

解得   (2分)