江苏省扬州市江都区邵伯高级中学2023-2024学年高一下学期3月阶段检测物理试卷（原卷版+解析版）

这是一份江苏省扬州市江都区邵伯高级中学2023-2024学年高一下学期3月阶段检测物理试卷（原卷版+解析版），文件包含江苏省扬州市江都区邵伯高级中学2023-2024学年高一下学期3月阶段检测物理试卷原卷版docx、江苏省扬州市江都区邵伯高级中学2023-2024学年高一下学期3月阶段检测物理试卷解析版docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共19页， 欢迎下载使用。
1. 一个物体以恒定的角速度ω做匀速圆周运动时，下列说法中正确的有（ ）
A. 轨道半径越大，线速度越大
B. 轨道半径越大，线速度越小
C. 轨道半径越大，周期越大
D. 轨道半径越大，周期越小
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】根据可知，角速度ω不变，则轨道半径越大，线速度越大；根据
可知，角速度ω不变，则周期不变。
故选A。
2. 下列说法正确的是（ ）
A. 匀速圆周运动是一种匀速运动
B. 匀速圆周运动是一种匀变速运动
C. 匀速圆周运动是一种变加速运动
D. 物体做圆周运动时，其合力垂直于速度方向，不改变线速度大小
【答案】C
【解析】
【详解】A．匀速圆周运动的速度大小不变，方向时刻改变，因此不是一种匀速运动，故A错误；
BC．匀速圆周运动的加速度大小不变，方向始终指向圆心，即加速度的方向时刻在变，不是匀变速运动，是一种变加速运动，故B错误，C正确；
D．物体做圆周运动时，其合力不一定垂直于速度方向，合力沿圆周切线方向的分力可以改变线速度大小，故D错误。
故选C。
3. A，B两小球都在水平面上做匀速圆周运动，A球的轨道半径是B球轨道半径的2倍，A的转速为30r/min，B的转速为15r/min。则两球的向心加速度之比为（ ）
A. 1：1B. 2：1C. 4：1D. 8：1
【答案】D
【解析】
【详解】角速度
A的转速为30r/min，B的转速为15r/min，知A、B的角速度之比为2：1，根据
知，A球的轨道半径是B球轨道半径的2倍，则向心加速度之比为8：1，D正确，ABC错误。
故选D。
4. 如图所示，在光滑水平面上，一质量为m的小球在绳的拉力作用下做半径为r的匀速圆周运动，小球运动的线速度为v，则绳的拉力F大小为
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】根据牛顿第二定律得，拉力提供向心力，有．故选B．
5. 自行车的大齿轮、小齿轮、后轮是相互关联的三个转动部分，如图所示。在自行车行驶过程中（ ）
A. 大齿轮边缘点A比小齿轮边缘点B的线速度大
B. 后轮边缘点C比小齿轮边缘点B的角速度大
C. 后轮边缘点C与小齿轮边缘点B的向心加速度与它们的半径成正比
D. 大齿轮边缘点A与小齿轮边缘点B的向心加速度与它们的半径成正比
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】A．自行车的链条不打滑，大齿轮边缘点A与小齿轮边缘点B的线速度大小相等，A错误；
B．后轮边缘点C与小齿轮边缘点B绕同一转轴转动，角速度相等，B错误；
C．后轮边缘点C与小齿轮边缘点B的角速度相等，由公式
得，向心加速度与半径成正比， C正确；
D．大齿轮边缘点A与小齿轮边缘点B的线速度大小相等，由公式
可知，向心加速度与半径成反比，D错误。
故选C。
6. 在公路上开车经常会遇到凸形和凹形的路面。如图所示，一质量为m的汽车，通过凸形路面的最高处时对路面的压力为，通过凹形路面最低处时对路面的压力为，重力加速度为g，则（ ）
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】汽车通过凸形路面的最高处时，根据牛顿第二定律有
所以
汽车通过凹形路面的最低处时，根据牛顿第二定律有
所以
故ACD错误，B正确。
故选B。
7. 如图所示，固定的锥形漏斗内壁是光滑的，内壁上有两个质量相等的小球A和B，在各自不同的水平面做匀速圆周运动，以下说法正确的是（ ）
A. vA>vBB. ωA>ωBC. aA>aBD. 压力FNA>FNB
【答案】A
【解析】
【详解】以任意一球为研究对象，受力情况如下图
A．根据牛顿第二定律得
得
对于两球，相同，所以线速度
故A正确；
B．由牛顿第二定律得
得
所以
故B错误；
C．由牛顿第二定律得
得
所以
故C错误；
D．由图得轨道对小球的支持力为
与半径无关，则小球对轨道压力
故D错误。
故选A。
8. 如图所示，悬线一端系一小球，另一端固定于点，在点正下方的点钉一个钉子，使悬线拉紧与竖直方向成一角度，然后由静止释放小球，当悬线碰到钉子时，下列说法正确的是（ ）
①小球的瞬时速度突然变大 ②小球的加速度突然变大
③小球所需的向心力突然变大 ④悬线所受的拉力突然变大
A. ①③④B. ②③④C. ①②④D. ①②③
【答案】B
【解析】
【详解】①速度变化需要一段时间，速度不会突变。故①错误；
②小球做圆周运动，在最低点的加速度就是向心加速度
半径突然变小，向心加速度变大。故②正确；
③向心力为
F=ma
a变大，则向心力会突然变大。故③正确；
④绳子的拉力为
可知拉力T会突然变大。故④正确。
故选B。
9. 如图所示，已知两个小物块A、B的质量分别为和，随圆盘一起在水平面内做匀速圆周运动，它们轨道半径之比为，小物块A、B与圆盘之间的动摩擦因数相同，则下列说法错误的是（ ）
A. 小物块A所受摩擦力的方向与轨迹圆相切
B. 小物块A、B所受向心力大小相等
C. 小物块A、B的向心加速度大小之比为1：2
D. 若逐渐增大圆盘角速度，小物块B首先相对圆盘滑动
【答案】A
【解析】
【详解】A．物块做匀速圆周运动，靠静摩擦力提供向心力，可知物块A所受的摩擦力方向指向圆心，A错误，符合题意；
B．A、B的角速度相等，根据
知，A、B的质量之比为2：1，半径之比为1：2，则向心力大小相等，B正确，不符题意意；
C．根据
知，半径之比为1：2，角速度相等，则向心加速度之比为1：2，C正确，不符题意；
D．根据
得发生相对滑动的临界角速度
因为B的半径大，则发生相对滑动的临界角速度小，增大圆盘的角速度，小物块B首先发生相对滑动，D正确，不符题意。
故选A。
10. 汽车通过圆弧形拱桥顶端，当车速度大小为10m/s时，车对桥面的压力是车重的，则当车对桥面的压力为零时，车的速度大小是（ ）
A. 15m/sB. 20m/sC. 25m/sD. 35m/s
【答案】B
【解析】
【详解】根据牛顿第二定律得
即
当支持力为零时有
解得
故B正确，ACD错误。
故选B。
11. 发现万有引力定律和测定万有引力常量的科学家分别是（ ）
A. 开普勒、卡文迪许B. 第谷、开普勒
C. 伽利略、牛顿D. 牛顿、卡文迪许
【答案】D
【解析】
【详解】根据物理学史可知，牛顿发现了万有引力定律，在100多年后，卡文迪许测定万有引力常量．故ABC错误，D正确.
12. 对于万有引力定律的数学表达式，下列说法正确的是（ ）
A. 公式中G为引力常数，是人为规定的
B. r趋近于零时，万有引力趋于无穷大
C. m1、m2之间的万有引力总是大小相等，与m1、m2的质量是否相等无关
D. m1、m2之间的万有引力总是大小相等方向相反，是一对平衡力
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】A．公式中G为引力常数，是卡文迪许测定的，A错误；
B．r趋近于零时，万有引力定律不成立，不能用万有引力定律求引力，万有引力不是无穷大，B错误；
C．根据牛顿第三定律，m1、m2之间的万有引力总是大小相等，与m1、m2的质量是否相等无关，C正确；
D．m1、m2之间的万有引力总是大小相等方向相反，是一对作用力和反作用力，D错误。
故选C。
13. 若已知行星绕太阳公转半径为，公转的周期为，万有引力恒量为，则由此可求出（ ）
A. 某行星的质量B. 太阳的质量C. 某行星的密度D. 太阳的密度
【答案】B
【解析】
【详解】．根据题意不能求出行星的质量，故A错误；
B．研究卫星绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，列出等式：
得：
所以能求出太阳的质量，故B正确；
C．不清楚行星的质量和体积，所以不能求出行星的密度，故C错误；
D．不知道太阳的体积，所以不能求出太阳的密度。故D错误。
故选
14. 设地球表面的重力加速度为，物体在距地表2R（R是地球的半径）处，由于地球的作用而产生的加速度为g，则为（ ）
A. 1B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】由题意有
两式联立，解得
故B正确，ACD错误。
故选B。
15. 两个质量相等的均匀球形物体，两球心相距r，他们之间的万有引力为F，若它们的质量都加倍，两球心的距离也加倍，它们之间的万有引力为（ ）
A. B. FC. 2FD. 4F
【答案】B
【解析】
【详解】两个质量相等的均匀球形物体，两球心相距r，则它们之间的万有引力为
若它们质量都加倍，两球心的距离也加倍，则它们之间的万有引力为
故选B。
16. 关于万有引力定律应用于天文学研究的历史事实，下列说法中正确的是（ ）
A. 天王星、海王星和冥王星，都是运用万有引力定律经过大量计算后发现的
B. 预测哈雷彗星的回归是万有引力的成就之一
C. 海王星是牛顿运用自己发现的万有引力定律经大量计算而发现的
D. 冥王星是英国剑桥大学的学生亚当斯和勒维耶合作研究后共同发现的
【答案】B
【解析】
【详解】A．由行星的发现历史可知，天王星不是根据引力定律计算出轨道而发现的，故A错误；
B．天文学家哈雷根据万有引力定律预言哈雷彗星的回归，预测哈雷彗星的回归是万有引力的成就之一，故B正确；
C D．在18世纪已经发现的7颗行星中，人们发现第七颗行星——天王星的运动轨道总是同根据万有引力定律计算出来的结果有比较大的偏差，于是有人推测，在天王星轨道外还有一颗行星，是它的存在引起了上述偏差，英国剑桥大学的学生亚当斯和法国天文学家勒维耶各自独立计算出“新”星的轨道，1846年德国伽勒在预言位置的附近发现了“新”星——海王星，故CD错误。
故选B。
17. “科学真是迷人”，天文学家已经测出月球表面的加速度g、月球的半径R和月球绕地球运转的周期T等数据，根据万有引力定律就可以“称量”月球的质量了。已知引力常数G，用M表示月球的质量。关于月球质量，下列说法正确的是（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】AB．在月球表面，万有引力等于重力
可得
故A正确，B错误；
CD．已知月球绕地球运转的周期T，月球的半径R，不能求出月球的质量，故CD错误；
故选A。
二、计算题（共44分，10分＋10分＋12分＋12分）
18. 如图所示，两个轮子用皮带连接，A、B两点分别是两个轮子边缘的点，两个轮子的半径分别是R和r，设转动过程中皮带与轮子之间不打滑，试求：
（1）A、B两点的线速度大小之比；
（2）A、B两点的角速度之比；
（3）A、B两点的周期之比。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）A、B两点在相等时间内，转过的弧长相等，由线速度的定义可知
（2）由
得A、B两点的角速度
（3）由
得
19. 长为L的细绳，一端拴一质量为m的小球，另一端固定于O点，让其在水平面内做匀速圆周运动（圆锥摆），摆线与竖直方向的夹角为，重力加速度为g，求：
（1）细绳的拉力F；
（2）小球运动角速度。
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）小球受重力和拉力作用，两个力的合力提供向心力，如图
则有
（2）根据牛顿第二定律得
又
解得
20. 若宇航员登上月球后，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.求：(不考虑月球自转的影响)
(1)月球表面的自由落体加速度大小g月.
(2)月球的质量M.
(3)月球的密度.
【答案】（1） （2） （）
【解析】
【详解】试题分析：根据自由落体的位移时间规律可以直接求出月球表面的重力加速度；根据月球表面重力和万有引力相等，利用求出的重力加速度和月球半径可以求出月球的质量M；根据即可求出月球的密度．
（1）月球表面附近的物体做自由落体运动：
月球表面的自由落体加速度大小：
（2）不考虑月球自转的影响有：，解得月球的质量为：
（3）月球的密度
点睛：本题主要考查了结合自由落体运动规律求月球表面的重力加速度，根据万有引力与重力相等和万有引力提供圆周运动向心力求解问题．
21. 假设在半径为R的某天体上发射一颗该天体的卫星，已知引力常量为G，忽略该天体自转。（球的体积公式）
（1）若卫星的轨道半径为r，测得卫星在该处做圆周运动的周期为，
①则该天体的质量是多少？
②该天体的密度是多少？
（2）若卫星贴近该天体的表面做匀速圆周运动的周期为，则该天体的密度是多少？
【答案】（1）①，②；（2）
【解析】
【详解】（1）①设卫星的质量为m，天体的质量为M，由万有引力提供向心力
解得
②该天体的密度
（2）若卫星贴近该天体的表面做匀速圆周运动的周期为，由万有引力提供向心力
解得
则该天体的密度