安徽省阜阳市临泉第一中学（高铁分校）2022-2023学年高一下学期第三次月考物理试题word版含解析

2022-2023学年度高铁中学第三次月考试卷

物理

第Ⅰ卷（选择题）

一、单选题（本大题共7小题，每小题4分，共28.0分）

1. 以下运动不属于机械运动的是（    ）

A. 洋务运动 B. 马路上行驶的汽车

C. 晨跑的同学 D. 水中游动的鱼

【答案】A

【解析】

【详解】机械运动是指物体位置之间有变化，所以马路上行驶的汽车、晨跑的同学、水中游动的鱼都属于机械运动，洋务运动不属于机械运动。

故选A。

2. 关于曲线运动，下列说法正确的是（    ）

A. 两个直线运动的合运动一定是直线运动

B. 曲线运动一定是变速运动

C. 物体在恒力作用下的运动一定是直线运动

D. 做曲线运动的物体的加速度一定变化

【答案】B

【解析】

【详解】A．两个直线运动的合运动不一定是直线运动，比如平抛运动，水平方向是匀速直线运动，竖直方向是自由落体运动，合运动为匀变速曲线运动，故A错误；

B．曲线运动的速度方向时刻发生变化，则曲线运动一定是变速运动，故B正确；

C．物体在恒力作用下，如果恒力方向与速度方向不在同一直线上，物体做曲线运动，故C错误；

D．做曲线运动的物体的加速度不一定变化，比如平抛运动的加速度为重力加速度，加速度恒定不变，故D错误。

故选B。

3. 某卫星绕地球做匀速圆周运动，轨道半径是r，速度大小为v，其绕行周期为（　　）

A.  B.  C.  D.

【答案】D

【解析】

【详解】根据周期与线速度关系有

故选D。

4. 有一质量为M、半径为R、密度均匀的球体，在距离球心O为2R的地方有一质量为m的质点。现将M中挖去半径为R的球体，如图所示，则剩余部分对m2的万有引力F为多少（　　）

A.  B.

C.  D.

【答案】A

【解析】

【详解】挖去小球前球与质点的万有引力

挖去的球体的质量

被挖部分对质点的引力为

则剩余部分对质点m的万有引力

故选A。

5. 有一种杂技表演叫“飞车走壁”．由杂技演员驾驶摩托车沿圆台形表演台的侧壁，做匀速圆周运动．图中粗线圆表示摩托车的行驶轨迹，轨迹离地面的高度为h。下列说法中正确的是（　　）

A. h越高，摩托车对侧壁的压力将越大

B. h越高，摩托车做圆周运动的向心力将越大

C. h越高，摩托车做圆周运动的周期将越小

D. h越高，摩托车做圆周运动的线速度将越大

【答案】D

【解析】

【详解】AB．杂技演员以及摩托车所受的重力和支持力的合力提供向心力，向心力

对侧壁的压力

其中是表演台的侧壁与地面的夹角，可以看出，向心力和对侧壁的压力均与无关，故AB错误；

C．向心力

由于为定值，则与成正比，当越大时，越大，所以周期也越大，故C错误；

D．向心力

由于为定值，则与成正比，当越大时，越大，所以线速度也越大，故D正确。

故选D。

6. 2020年11月24日我国发射的“嫦娥五号”卫星进入环月轨道，若卫星绕月做匀速圆周运动的轨道半径为r，周期为T。已知月球的半径为R，引力常量为G，则（　　）

A. 月球的质量为 B. 月球的平均密度为

C. 月球表面的重力加速度为 D. 月球的第一宇宙速度为

【答案】C

【解析】

【详解】A．根据万有引力提供向心力，则有

解得

故A错误；

B．根据

解得

故B错误；

C．在月球表面，有

解得

故C正确；

D．根据公式

解得第一宇宙速度

故D错误。

故选C。

7. 如图所示，竖直面内的圆形管道半径R远大于横截面的半径，有一小球的直径比管横截面直径略小，在管道内做圆周运动．小球过最高点时，小球对管壁的弹力大小用F表示、速度大小用v表示，当小球以不同速度经过管道最高点时，其图象如图所示．则（    ）

A. 小球的质量为 B. 当地的重力加速度大小为

C. 时，小球对管壁的弹力方向竖直向下 D. 时，小球受到的弹力大小是重力大小的三倍

【答案】D

【解析】

【详解】AB. 在最高点，若，则

若F=0，则v2=a

解得小球的质量

当地的重力加速度大小

故AB错误；

C．若F=0，则v2=a，则时，小球所受的弹力方向向下，所以小球对管壁的弹力方向竖直向上，故C错误；

D．当v2=b时，根据

解得

当v2=2b时，根据

解得

故D正确。

故选D。

二、多选题（本大题共3小题，每小题6分，共18.0分，在每小题给出的四个选项中，有两个或两个以上的选项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，错选或漏选的不得分）

8. 如图是某行星绕太阳运行的椭圆轨道示意图，下列说法正确的是（　　）

A. 太阳处在椭圆轨道的一个焦点上

B. 图中行星与太阳的连线在相等的时间内扫过的面积相等

C. 对于任意一个行星，在近日点的速率小于在远日点的速率

D. 距离太阳越远行星运行周期越长

【答案】ABD

【解析】

【详解】A．根据开普勒第一定律，所有行星绕太阳运动的轨道均为椭圆，太阳处在椭圆轨道的一个焦点上，故A正确；

B．根据开普勒第二定律，某一行星与太阳连线在相等的时间内扫过的面积相等，故B正确；

C．对于任意一个行星，在近日点的速率大于在远日点的速率，故C错误；

D．根据开普勒第三定律，距离太阳越远的行星，轨道的半长轴越大，所以运行周期越长，故D正确。

故选ABD。

9. 如图所示，圆弧半径为R、内径很小的光滑半圆管竖直放置在水平地面上，两个质量均为m的小球A、B以不同的速度进入管内（小球直径略小于半圆管横截面直径），A通过最高点C时，对管壁上部压力为3mg，B通过最高点C时，对管壁上下部均无压力，则关于小球A通过最高点C时的速度及A、B两球落地点间的距离x，下列选项中正确的是（重力加速度大小为g）（　　）

A. x＝R B. x＝2R C.  D.

【答案】BCD

【解析】

【详解】CD．在最高点，对A球有

解得

对B球有

解得

故C D正确；

AB．离开圆管后两球均做平抛运动，由平抛运动规律可得落地时A、B水平分位移分别为

则

故A错误，B正确。

故选BCD。

10. 如图所示，两相同木块A和B放在水平转盘上，二者用长为的不可伸长的细绳连接，A到转盘中心的距离为L，两木块与转盘的最大静摩擦力等于各自重力的k倍，重力加速度为g。整个装置能绕通过转盘中心的竖直转轴转动，开始时绳刚好伸直，现使装置的角速度由零开始缓慢增大，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，下列说法正确的是（　　）

A. 当时，绳上开始产生张力

B. 当时，A所受的摩擦力为零

C. 当时，A、B相对转盘开始滑动

D. 从转盘开始转动到A、B相对转盘开始滑动，A的摩擦力先增大后减小，再增大

【答案】CD

【解析】

【详解】A．由题A到转盘中心的距离为L，B到转盘中心的距离为2L。当B达到最大静摩擦力时，绳上开始出现张力，此时对B有

解得

故A错误；

BD．由A知，当时两木块相对转盘静止，由各自静摩擦力提供向心力，且静摩擦力随着角速度的增大而增大；当后，绳上开始出现张力且在增大，A的向心力由绳张力和静摩擦力提供，因而静摩擦力开始减小，直到减小为0。此时

可得

可知当时A的摩擦力随角速度的增大而减小。

当后A的摩擦力开始反向增大，达到最大静摩擦力后A、B相对转盘开始滑动，故B错误，D正确；

C．当A达到最大静摩擦力时，A、B相对转盘开始滑动；此时对A有

对B有

解得

故C正确。

故选CD。

第Ⅱ卷（非选择题）

三、实验题（本大题共2小题，每空2分，共16.0分）

11. 图甲是“研究平抛物体的运动”的实验装置图。

（1）实验前应对实验装置反复调节，直到斜槽末端切线___________。每次让小球从同一位置由静止释放，是为了每次平抛___________。

（2）图乙是正确实验取得的数据，其中O为拋出点，则此小球做平抛运动的初速度为___________m/s。（g取9.8m/s2）

（3）在另一次实验中将白纸换成方格纸，每小格的边长L=5cm，通过实验记录了小球在运动途中的三个位置，如图丙所示，则该小球做平拋运动的初速度为___________m/s，B点的竖直分速度为___________m/s。（g取10m/s2）

【答案】    ①. 水平    ②. 初速度相同    ③. 1.6    ④. 1.5    ⑤. 2

【解析】

【详解】（1）[1][2]为了保证小球水平飞出，实验前应对实验装置反复调节，直到斜槽末端切线水平；每次让小球从同一位置由静止释放，是为了每次平抛的初速度相同。

（2）[3]由于为抛出点，所以根据平抛运动规律有

联立可得

（3）[4][5]由图可知，小球由和由所用的时间相等，竖直方向有

可得

根据

该小球做平拋运动的初速度为

竖直方向根据匀变速直线运动中间时刻速度等于该段过程的平均速度，则B点的竖直分速度为

12. 用如图所示的装置可以探究做匀速圆周运动的物体需要的向心力的大小与哪些因素有关。

（1）本实验采用的科学方法是___________。

A.控制变量法        B.累积法

C.微元法        D.放大法

（2）图示中若用皮带连接的两个塔轮半径相等，保证两球线速度相同，两球是体积相同的铅球和钢球，则正在探究的是_________。

A.向心力的大小与半径的关系

B.向心力的大小与线速度大小的关系

C.向心力的大小与角速度的关系

D.向心力的大小与物体质量的关系

（3）通过本实验可以得到的结论是___________。

A.在质量和半径一定的情况下，向心力的大小与角速度成正比

B.在质量和半径一定的情况下，向心力的大小与线速度的大小成正比

C.在半径和角速度一定的情况下，向心力的大小与质量成正比

D.在质量和角速度一定的情况下，向心力的大小与半径成反比

【答案】    ①. A    ②. D    ③. C

【解析】

【详解】（1）[1]本装置的原理是使物体质量、半径、角速度等多个物理量中的一个变化，控制其他物理量不变，以研究向心力与各物理量之间的关系，故采用的是控制变量法。

故选A。

（2）[2]图示情景中对比铅球和钢球的运动情况，两物体的质量不同，线速度、角速度和半径相同，所以研究的是向心力与质量之间的关系。

故选D。

（3）[3]由向心力的公式

可知通过本实验可以得到的结论是：在半径和角速度一定的情况下，向心力的大小与质量成正比。

故选C。

四、解答题

13. 如图所示，“好奇号”火星探测器于 2012 年成功登陆火星表面。在登陆火星前，“好奇号”在距火星表面高度为 h 的轨道上绕火星做匀速圆周运动，周期为 T。已知火星的半径为 R，引力常量为 G，忽略其他天体对探测器的引力作用，求：

（1）探测器绕火星做匀速圆周运动的线速度大小；

（2）火星的质量。

【答案】（1）；（2）

【解析】

【详解】（1）由线速度和周期公式得

（2）由万有引力定律提供向心力有

解得

14. 自动计数的智能呼啦圈深受健身爱好者的喜爱。智能呼啦圈腰带外侧带有轨道，将带有滑轮的短杆（长度可忽略不计）穿入轨道，短杆的另一端悬挂一根带有配重的细绳，可简化为如图所示的模型。水平固定好腰带，通过人体微小扭动，使配重（视为质点）在水平面内做匀速圆周运动，细绳与竖直方向的夹角始终为，计数器显示内呼啦圈转过的圈数为30。配重运动过程中腰带可看作不动，已知配重的质量，绳长，取重力加速度大小，求：

（1）该装置匀速转动的角速度大小；

（2）细绳对配重的拉力大小T；

（3）细绳悬挂点到腰带中心的距离。

【答案】（1）；（2）5N；（3）0.45m

【解析】

【详解】（1）计数器显示内呼啦圈转过的圈数为30，则周期，则角速度

（2）对配重，根据受力分析可知

（3）根据牛顿第二定律有

解得

15. 如图所示，AB为竖直光滑圆弧的直径，其半径，A端沿水平方向。水平轨道BC与半径的光滑圆弧轨道CDE相接于C，D为圆轨道的最低点，圆弧轨道CD，DE对应的圆心角。圆弧和倾斜传送带EF相切于E点，EF的长度为。一质量为的物块（视为质点）从水平轨道上某点以某一速度冲上竖直圆轨道，并从A点飞出，经过C点恰好沿切线进入圆弧轨道，再经过E点，随后物块滑上传送带EF。已知物块经过E点时速度大小与经过C点时速度大小相等，已知传送带以v=12m/s的速度向上转动，且物块与传送带EF间的动摩擦因数，g 取 10m/s2，，。求：

（1）物块从A点飞出的速度大小和在A点受到的支持力大小（结果保留两位有效数字）；

（2）物块到达C点时的速度大小及对C点的压力大小；

（3）试通过计算判定物块能否被送到F端。

【答案】（1）8m/s；61N；（2）10m/s；208N；（3）见解析

【解析】

【详解】（1）小球从A点到C点做平抛运动，竖直方向有

可得

在C点，有

解得

在A点，对物块根据牛顿第二定律得

解得

（2）物块到达C点时速度大小

在C点对物块，根据牛顿第二定律可得

代入数据解得

由牛顿第三定律知，物块对C点的压力大小；

（3）因物块的速度小于传送带速度，故物块受沿传送带向上的摩擦力，又

所以物块匀减速运动

当速度减为0时，由

可得发生位移为

大于传送带的长度24m，故能到达F端。