北京市第八十中学2023-2024学年高一下学期3月月考物理试卷

这是一份北京市第八十中学2023-2024学年高一下学期3月月考物理试卷，共8页。试卷主要包含了单选题，计算题等内容，欢迎下载使用。

(考试时间 60分钟 满分100分)
一、单选题(每题4分，共60分)
1．物体做匀速圆周运动时，一定不变的物理量是
A．速度B．周期C．加速度D．合外力
2．关于曲线运动，下列说法正确的是
A．物体做曲线运动，其加速度可能为0
B．物体做曲线运动，其速率可能不变
C．物体做曲线运动，其速度的方向可能不发生变化
D．物体做曲线运动，物体所受合外力的方向与它速度的方向可能在一条直线上
3．如图所示，一圆盘可绕一通过圆盘中心O且垂直于盘面的竖直轴转动，圆盘上的小物块A随圆盘一起运动，对小物块进行受力分析，下列说法正确的是
A．受重力和支持力
B．受重力、支持力、摩擦力
C．受重力、支持力、向心力
D．受重力、支持力、摩擦力、向心力
4．如图所示，自行车的大齿轮、小齿轮、后轮的半径不一样，它们的边缘有三个点A、B、C．在自行车匀速骑行时，下列说法正确的是
A．A、B两点的角速度大小相等
B．B、C两点的线速度大小相等
C．A点的向心加速度小于B点的向心加速度
D．C点的向心加速度小于B点的向心加速度
5．一辆汽车在水平公路上转弯，沿曲线由M向N行驶，速度逐渐减小，图中分别画出了汽车转弯时所受合力F的四种方向，你认为其中正确的是
AB CD
6．公路上的拱形桥是常见的，汽车过桥时的运动可以看做圆周运动，如图所示，汽车通过桥最高点时
A．车对桥的压力等于汽车的重力
B．车对桥的压力大于汽车的重力
C．车的速度越大，车对桥面的压力越大
D．车的速度越大，车对桥面的压力越小
7．汽艇以v1的速度沿垂直于河岸的方向匀速向对岸行驶，河宽为d。如果河水流速是v2，已知v2A. 汽艇驶到对岸需要的时间为
B. 汽艇会在正对岸靠岸
C. 如果汽艇运动到河中央时，水流速度突然变大，不会影响汽艇到达对岸的时间
D. 如果汽艇运动到河中央时，水流速度突然变大，会使汽艇到达对岸的时间更长
8．水星，中国古称辰星，西汉《史记》的作者司马迁从实际观测发现辰星呈灰色，与五行学说联系在一起，以黑色属水，将其命名为水星。如图所示，水星和地球沿各自的椭圆轨道绕太阳运行。根据开普勒行星运动定律可知
A．水星靠近太阳的过程中，运行速率减小
B．水星绕太阳运行一周的时间比地球的短
C．火星与地球的公转周期之比的立方等于它们轨道半长轴之比的平方
D．在相同时间内，水星与太阳连线扫过的面积等于地球与太阳连线扫过的面积
9．万有引力定律是科学史上最伟大的定律之一，它向人们揭示，复杂运动的后面可能隐藏着简洁的科学规律。下列关于万有引力定律的理解正确的是
A．自然界中任何两个物体间都存在万有引力
B．引力常量G没有单位
C．两个物体质量发生改变，万有引力一定改变
D．万有引力与两物体间距离成反比
10．若月球绕地球的运动可近似看作匀速圆周运动，并且已知月球绕地球运动的轨道半径r、绕地球运动的周期T，引力常量为G，由此可以知道
A．月球的质量B．地球的质量
C．月球的平均密度D．地球的平均密度
11．用如图所示竖落仪装置探究平抛运动竖直分运动的特点，用小锤击打弹性金属片后，A球沿水平方向抛出，做平抛运动；同时B球被释放，自由下落，做自由落体运动。下列说法中正确的是
A．两球的体积，材料和质量可以任意选择，对实验结果没有影响
B．改变小球距地面的高度和小锤击打的力度，两球在空中的运动时间不变
C．如果两球总是同时落地，则可以验证平抛运动的竖直分运动是自由落体运动
D．通过该实验装置也能研究平抛运动的水平分运动特点
12．我们可以用如图所示的实验装置来探究影响向心力大小的因素。长槽横臂的挡板B到转轴的距离是挡板A的2倍，长槽横臂的挡板A和短槽横臂上的挡板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。横臀的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，标尺上的红白相间的等分格显示出两个球所受向心力的比值。
现将两小球分别放在两边的槽内，为了探究小球受到的向心力和角速度的关系，下列说法正确的是
A．在小球运动半径相等的情况下，用质量相同的小球做实验
B．在小球运动半径相等的情况下，用质量不同的小球做实验
C．在小球运动半径不等的情况下，用质量相同的小球做实验
D．在小球运动半径不等的情况下，用质量不同的小球做实验
13．如图所示，甲、乙两运动员在水平冰面上训练滑冰，恰好同时到达虚线PQ，然后分别沿半径为r1和r2(r2>r1)的滑道做匀速圆周运动，运动半个圆周后匀加速冲向终点线。设甲、乙两运动员质量相等，他们做圆周运动时所受向心力大小相等，直线冲刺时的加速度大小也相等。下列判断中正确的是
A. 在做圆周运动时，甲所用的时间比乙的长
B. 在做圆周运动时，甲、乙的角速度大小相等
C. 在冲刺时，甲一定先到达终点线
D. 在冲刺时，乙到达终点线时的速度较大
14．如图所示，足够宽的光滑斜面与水平面的夹角为θ。小球从O点以水平速度v0抛出，落地点为P。保持OO'的距离不变，逐渐增大夹角θ(θ＜900)，将小球仍然从O点以相同水平速度v0抛出。不计一切阻力，增大θ的过程中，小球落地点与P点的关系正确的是
A．落地点在P点左侧，且落地点离P点的距离在变大
B．落地点在P点左侧，且落地点离P点的距离在变小
C．落地点在P点右侧，且落地点离P点的距离在变大
D．落地点在P点右侧，且落地点离P点的距离在变小
15．如图甲，一长为R且不可伸长的轻绳一端固定在O点，另一端系住一小球，使小球在竖直面内做圆周运动，小球经过最高点的速度大小为v，此时绳子拉力大小为F，拉力F与速度的平方v2的关系如图乙所示，以下说法正确的是
A．绳长不变，用质量更大的球做实验，得到的图线斜率更大
B．利用该装置可以得出小球的质量
C．小球质量不变，换绳长更长的轻绳做实验，图线a点的位置不变
D．利用该装置可以得出重力加速度
二、计算题(3小题，共40分)
16．(10分)跳台滑雪比赛时，某运动员从跳台A处沿水平方向飞出，在斜坡B处着陆，如图所示。测得A、B间的距离为75m，斜坡与水平方向的夹角为370。sin370=0.6，cs370=0.8，不计空气阻力，重力加速度g取10m/s2，试计算：
(1)运动员在空中的飞行时间t；
(2)运动员在A处水平飞出时速度大小vA。
17．(15分)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。(不考虑月球自转的影响)求：
(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。
18．(15分)一光滑圆锥固定在水平地面上，其圆锥角为74°，圆锥底面的圆心为O′。用一根长为0.5m的轻绳一端系一质量为0.1kg的小球(可视为质点)，另一端固定在光滑圆锥顶上O点，如图所示，如果使小球在光滑圆锥表面上做圆周运动。
(1)当小球的角速度不断增大，求小球恰离开圆锥表面时的角速度ω0；
(2)当小球的角速度为2rad/s时，求轻绳中的拉力F的大小；
(3)逐渐增加小球的角速度，若轻绳小球的速度增大到时轻绳会被拉断，求轻绳能承受的最大拉力Fm的大小。(取g=10m/s2，sin37°=0.6，cs37°=0.8)
参考答案
一、单选题(每题4分，共60分)
1．【答案】B
【详解】ACD、物体做匀速圆周运动时，速度、加速度、合外力的大小不变，方向发生变化．故ACD三项错误．
B、匀速圆周运动周期是物体转一圈的时间，是不变的．故B项正确．
2．【答案】B
【详解】A、做曲线运动的条件是加速度(合外力)和初速度不在同一直线上，所以加速度(合外力)一定不为零，故A错误；
BC、物体做曲线运动，速度的方向沿切线方向，方向时刻改变，大小不一定发生变化，所以其速率可能不变，故B正确，C错误；
D、物体做曲线运动的条件是物体受到的合力与它的速度方向不在同一直线上，故D错误。
3．【答案】B
【详解】小木块做匀速圆周运动，合力指向圆心，对木块受力分析，受重力、支持力和静摩擦力，如图所示，重力和支持力平衡，静摩擦力提供向心力．
A、A项与上述分析结论不相符，故A错误；
B、B项与上述分析结论相符，故B正确；
C、C项与上述分析结论不相符，故C错误；
D、D项与上述分析结论不相符，故D错误。
4．【答案】C
【详解】A、AB两点在传送带上，是同缘传动的边缘点，所以两点的线速度相等，根据v=ω•r，由于半径不同，则角速度不相等．故A错误；
B、BC两点属于同轴转动，角速度相等，半径不相等，根据v=rω可知线速度不相等．故B错误；
C、AB两点的线速度相等，根据，A的半径比较大，所以A点的向心加速度小于B点的向心加速度．故C正确；
D、BC点的角速度是相等的，根据an=ω2r，C点的半径比较大，所以C点的向心加速度大于B点的向心加速度，故D错误。
5．【答案】B
【详解】根据曲线运动的特点可知，合外力指向曲线凹侧部分，且为减速运动，合外力与运动方向夹角为钝角。故选B。
6．【答案】D
【详解】在最高点，合外力的方向竖直向下，加速度方向向下，则有：mg-N=m；所以：N=mg−m；桥面对汽车的支持力小于汽车的重力，故AB错误；由上式可知，车的速度越大，车对桥面的压力越小．故C错误，D正确．故选D。
7．【答案】C
【详解】由于汽艇始终沿垂直于河岸的方向匀速向对岸行驶，所以渡河时间t=，且不受河水流速变化的影响。故C正确。
8．【答案】B
【详解】A、水星绕太阳运行的过程中，根据开普勒第二定律知，近日点速度最大，远日点速度最小，所以水星靠近太阳的过程中，运行速率增加，故A错误；
B、水星绕太阳运行的半长轴小于地球绕太阳运行的半长轴，根据开普勒第三定律，可知水星绕太阳运行一周的时间比地球的短，故B正确；
C、由开普勒第三定律得：，所以，故C错误；
D、开普勒第二定律适用于同一个行星，相同时间内，水星与太阳连线扫过的面积与地球与太阳连线扫过的面积不相等，故D错误。
9．【答案】A
【详解】A、万有引力定律具有普遍的意义，自然界中任何两个物体间都存在万有引力，故A正确；
B、根据万有引力定律：，可得：，所以引力常量的单位是N•m2/kg2，故B错误；
C、根据万有引力定律：，可知两个物体质量发生改变，若它们之间的距离也发生变化，万有引力不一定改变，故C错误；
D、根据万有引力定律：，可知万有引力与两个物体之间距离的平方成反比，故D错误。
10．【答案】B
【详解】A、月球的质量在计算时约去，无法计算月球的质量，故A错误；
B、月球绕地球做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力有，解得地球的质量，故B正确；
C、月球的平均密度无法计算，故C错误；
D、根据密度计算公式可得：，其中，解得地球的平均密度：，故D错误。
11．【答案】C
【详解】A、两球的体积、材料和质量的选择不同，受到阻力大小不同，对实验结果有影响，故A错误；
B．改变小球距地面的高度，可以改变两球在空中的运动时间，故B错误；
CD．小锤打击弹性金属片，A球水平抛出，同时B球被松开自由下落，两球同时落地，可知平抛运动在竖直方向上做自由落体运动，不能得出水平方向上的运动规律，故C正确，D错误。
12．【答案】A
【详解】探究匀速圆周运动的向心力的大小与角速度的关系时，应控制两球的质量与两球做圆周运动的轨道半径相等而两球的角速度不同，即应选择两个质量相同的球，小球运动半径相等，故A正确，BCD错误。
13．【答案】D
【详解】A．由向心力公式，可知，甲圆周运动半径较小，运动周期较小，同样做半个圆周运动，故在做圆周运动时，甲所用的时间比乙的短，A错误；
B．由可知，甲的角速度较大，B错误；
CD．由可知，甲的线速度较小，即直线冲刺过程的初速度v0较小，由，可知，甲的末速度v较小，即乙到达终点线时的速度较大，由
可知，甲冲刺过程用时t较长，即乙一定先到达终点线，C错误，D正确。
故选D。
14．【答案】C
【详解】小球在光滑斜面上做类平抛运动，可将小球的运动在沿初速度方向和沿斜面方向分解，沿初速度方向做匀速直线运动，有x＝v0t，沿斜面方向做匀加速直线运动，有，a＝gsinθ，当倾角θ变大，小球下滑的加速度将变大，而斜面的长度不变，故小球下滑的时间变短，而初速度大小不变，所以沿初速度方向的位移变小，落点会在P点的右侧，且落地点离P点的距离在变大。故A，B，D错误，故C正确。
15．【答案】A
【详解】A、小球经过最高点时，根据牛顿第二定律有，解得，所以图乙的斜率为，所以绳长不变、用质量更大的球做实验,得到的图线斜率更大，A正确；
D、由图乙可知当v2=a时，绳子的拉力为零，物体的重力提供向心力，则，解得v2=gR，所以a=gR，则重力加速度，D错误；
B、当v2=2a时，对物体受力分析，有，又因为重力加速度，解得小球的质量为，故B错误；
C、当F=0时，有v2=gR，即a=gR，所以小球质量不变，换绳长更长的轻绳做实验，a变大，图线a点的位置将会发生变化，C错误。
二、计算题(3小题，共40分)
16．【答案】(1)3s；(2)20m/s
【详解】(1)运动员的竖直位移大小为
解得
(2)运动员的水平位移大小为
运动员在A处水平飞出时速度大小为
17．【答案】(1)；(2)；(3)
【详解】(1)月球表面附近的物体做自由落体运动，有h＝eq \f(1,2)g月t2，
所以月球表面的自由落体加速度大小g月＝
(2)因不考虑月球自转的影响，则有Geq \f(Mm,R2)＝mg月，
月球的质量M＝
(3)月球的密度ρ＝eq \f(M,V)＝eq \f(\f(2hR2,Gt2),\f(4,3)πR3)＝eq \f(3h,2πRGt2)
18．【答案】(1)5 rad/s；(2)0.872N；(3)
【详解】(1)当小球刚要离开圆锥表面时，支持力为零，根据牛顿运动定律有
，其中r＝Lsin 37
解得ω0＝5 rad/s
(2)当小球的角速度为2 rad/s时，小球在圆锥表面上运动，根据牛顿运动定律有
Fsin 37°－FNcs 37°＝mω2Lsin 37°
Fcs 37°＋FNsin 37°＝mg
解得F＝0.872N
(3)当轻绳断裂时，设绳子与竖直方向的夹角为θ，根据牛顿运动定律有
Fmcs θ＝mg
解得θ＝53°，