江苏省苏州市震川高中2023-2024学年高一下学期3月月考物理试题（原卷版+解析版）

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一、单选题（本大题共11小题，每小题4分，共44分）
1. 在万有引力定律的发现历程中，下列叙述符合史实的是（ ）
A. 卡文迪许通过实验推算出来引力常量G的值，被誉为第一个能“称量地球质量”的人
B. 丹麦天文学家第谷经过多年的天文观测和记录，提出了“日心说”的观点
C. 开普勒通过分析第谷的天文观测数据，发现了万有引力定律
D. 伽利略利用“地—月系统”验证了万有引力定律的正确性，使得万有引力定律得到了推广和更广泛的应用
【答案】A
【解析】
【详解】A．卡文迪许通过实验推算出引力常量G的值，被誉为第一个能“称量地球质量”的人，故A正确；
B．哥白尼提出了“日心说”的观点，故B错误；
C．开普勒通过分析第谷的天文观测数据，总结出行星运动规律的三大定律，但万有引力定律是牛顿发现的，故C错误；
D．牛顿利用“地—月系统”验证了万有引力定律的正确性，使得万有引力定律得到了推广和更广泛的应用，故D错误。
故选A。
2. 如图，一同学表演荡秋千。已知秋千的两根绳长均为10 m，该同学和秋千踏板的总质量约为50 kg。绳的质量忽略不计，当该同学荡到秋千支架的正下方时，速度大小为8 m/s，此时每根绳子平均承受的拉力约为（ ）
A 200 NB. 400 NC. 600 ND. 800 N
【答案】B
【解析】
【详解】在最低点由
知
T=410N
即每根绳子拉力约为410N，故选B。
3. 某场地自行车比赛圆形轨道的路面与水平面间有一夹角，运动员骑自行车在同一赛道上分别以速率、做匀速圆周运动，已知速率为时，自行车恰不受摩擦力，则速率为时自行车所受摩擦力（ ）
A. 仍为零B. 沿路面指向内侧
C. 为滑动摩擦力D. 指向轨道的圆心
【答案】B
【解析】
【详解】设圆形轨道的路面与水平面间的夹角为θ，运动员骑自行车在同一赛道上分别以速率、做匀速圆周运动，当以速率做匀速圆周运动时，由重力和倾斜路面的支持力的合力提供向心力，由牛顿第二定律，则有
此时自行车恰不受摩擦力。由上式可知，当运动员骑自行车以速率做匀速圆周运动时，所需向心力增大，此时重力和倾斜路面的支持力的合力提供的向心力不再满足所需向心力，则自行车有沿倾斜路面向外侧滑动的趋势，则有自行车受到沿路面指向内侧的摩擦力，ACD错误，B正确。
故选B。
4. 如图所示，高速公路上汽车定速巡航（即保持汽车的速率不变）沿拱形路面上坡，空气阻力和摩擦阻力的大小不变。此过程中（ ）
A. 汽车处于平衡状态B. 汽车的牵引力逐渐增大
C. 汽车的输出功率逐渐减小D. 汽车定速的速度越大，轮胎越容易爆胎
【答案】C
【解析】
【详解】A．汽车做匀速圆周运动，所受合力指向圆心，提供做圆周运动的向心力，并不是处于平衡状态，A错误；
B．随着向上运动，重力的下滑分力逐渐减小，而空气阻力和摩擦阻力的大小不变，因此牵引力逐渐减小，B错误；
C．输出功率
由于牵引力逐渐减小，从而输出功率逐渐减小，C正确；
D．汽车定速的速度越大，所需要的向心力越大，对地面间的压力越小，也就是地面对轮胎的支持力越小，轮胎越不容易爆胎，D错误。
故选C。
5. 嫦娥五号是中国探月工程三期发射的月球探测器，是中国首个实施无人月面取样返回的探测器，助力了月球成因和演化历史等科学研究。为了了解相关信息，小明同学通过网络搜索获取了地月系统的相关数据资料如下表：
已知万有引力常量G，根据这些数据可以估算出的物理量是（ ）
A. 月球半径B. 月球质量C. 月球的第一宇宙速度D. 地月之间的距离
【答案】D
【解析】
【详解】ABC．根据题给条件，无法计算出月球的半径，根据月球表面物体重力等于万有引力，即
得月球质量
因月球半径未知，所以无法求出月球的质量；月球的第一宇宙速度即月球的近地卫星的环绕速度，根据万有引力提供向心力有
解得
因为月球半径未知，所以月球的第一宇宙速度无法计算出，故ABC错误；
D．根据
结合表格条件，即可求出地月之间的距离，故D正确。
故选D。
6. 2021年4月29日，天和核心舱用火箭成功送入预定轨道，开启了中国航天的新篇章。火箭在点以速度进入椭圆轨道Ⅰ，之后立即关闭发动机沿轨道Ⅰ运动到点，此时速度为，然后在点点火加速，以速度进入半径为的圆形轨道Ⅱ，如图所示，则（ ）
A. B.
C. 火箭刚到点的加速度为D. 火箭从运动到的时间大于
【答案】C
【解析】
【详解】A．火箭不脱离地球的引力仍绕地球运动，可知其发射速度小于第二宇宙速度，即，选项A错误；
B．根据开普勒第二定律可知，轨道Ⅰ上从A到B时速度减小，即；从B点进入圆轨道Ⅱ要加速做离心运动，可知，选项B错误；
C．火箭在圆轨道Ⅱ时的加速度为
则刚到点的加速度也为，选项C正确；
D．根据开普勒第三定律可知
因在轨道Ⅰ上的半长轴a小于轨道Ⅱ的圆半径r，可知在轨道Ⅰ上的周期小于轨道Ⅱ的周期，则火箭从运动到的时间小于轨道Ⅱ周期的一半，即小于，选项D错误。
故选C。
7. 智能呼啦圈轻便美观，深受大众喜爱。腰带外侧带有轨道，将带有滑轮短杆穿入轨道，短杆的另一端悬挂一根带有配重的轻绳，其简化模型如图所示。可视为质点的配重质量为0.5kg，绳长为0.5m，悬挂点P到腰带中心点O的距离为0.2m。水平固定好腰带，通过人体微小扭动，使配重随短杆做水平匀速圆周运动，绳子与竖直方向夹角为，运动过程中腰带可看作不动，重力加速度g取10m/s2，sin37°=0.6，下列说法正确的是（ ）
A. 匀速转动时，配重受到的合力恒定不变
B. 若增大转速，腰带受到的合力变大
C. 当稳定在37°时，配重的角速度为5rad/s
D. 若以=53°匀速转动，则此时周期比37°时的周期小
【答案】D
【解析】
【详解】A．匀速转动时，由配重所受外力的合力提供向心力，大小一定，方向始终指向圆心，方向不断发生变化，故A错误；
B．腰带可看作不动，所以增大转速，腰带受到的合力仍然为零，故B错误；
C．当稳定在37°时，根据题意，结合上述，对配重进行分析有
解得
故C错误；
D．根据题意，结合上述，对配重进行分析有
解得
可知，越大，周期越小，即若以=53°匀速转动，则此时周期比37°时的周期小，故D正确。
故选D。
8. 神舟十三号载人飞船入轨后经历多次机动变轨，与空间站组合体成功实现自主快速交会对接，顺利完成入轨状态设置，成功对接于天和核心舱径向端口。如图所示，假设神舟十三号载人飞船A与天和核心舱B（均可看成质点）对接前分别在轨道1和轨道2上做圆周运动。神舟十三号载人飞船A在适当位置经短时加速变轨后与轨道2上运行的天和核心舱B于P点实现对接，不计飞船发动机喷气的质量损耗，下列说法错误的是（ ）
A. A在轨道1上运行时的加速度大于在轨道2上运行时的加速度
B. 即使航天技术得到的发展，也不能实现飞船与空间站的同轨加速追及对接
C. A与B对接后在高轨道的运行速度比A在原轨道的运行速度小
D. A、B在圆轨道运动时，在相同时间内A与地心连线扫过的面积等于B与地心连线扫过的面积
【答案】D
【解析】
【详解】A．根据牛顿第二定律有
解得
轨道2在高轨道，轨道半径大，可知A在轨道1上运行时的加速度大于在轨道2上运行时的加速度，故A正确，不符合题意；
B．飞船与空间站在同轨上时，若飞船加速，则飞船将做离心运动到达高轨道，可知，即使航天技术得到发展，也不能实现飞船与空间站的同轨加速追及对接，故B正确，不符合题意；
C．根据牛顿第二定律有
解得
轨道半径越大，线速度越小，可知，A与B对接后在高轨道的运行速度比A在原轨道的运行速度小，故C正确，不符合题意；
D．根据开普勒第二定律可知，行星在同一轨道上运动时，相等时间内扫过的面积相等，但在不同轨道上相等时间内扫过的面积不相等，即A、B在圆轨道运动时，在相同时间内A与地心连线扫过的面积不等于B与地心连线扫过的面积，故D错误，符合题意。
故选D。
9. 如图甲所示，轻杆一端与一小球相连，另一端连在光滑固定轴上，可在竖直平面内自由转动。现使小球在竖直平面内做圆周运动，到达某一位置开始计时，取水平向右为正方向，小球的水平分速度随时间t的变化关系如图乙所示，不计空气阻力。下列说法正确的是（ ）
A. 小球在最高点时，轻杆对小球的作用力可能比小球在最低点时大
B. 小球在最低点时，轻杆对小球的作用力恰好提供向心力
C. 时刻小球通过最高点
D. 图乙中和的面积相等
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】A．小球在最高点时，杆可能提供沿杆的拉力或者沿杆的支持力，有
小球在最低点时，有
由图像可知，在最高点的速度小于在最低点的速度，故A错误；
B．小球在最低点时，轻杆对小球的作用力与小球自身重力的合力恰好提供向心力，故B错误；
C．小球通过最高点后，水平速度先增加后减小，经过四分之一圆周，水平速度变为零。由乙图可知，时刻小球没有通过最高点。故C错误；
D．由题意可知，图中两块阴影面积分别表示从最低点经过四分之一圆周，然后再经过四分之一圆周到最高点的水平位移大小，可知和的面积相等。故D正确。
故选D。
10. 如图所示，细线的一端固定于O点，另一端系一小球。 在水平拉力作用下，小球以恒定速率在竖直平面内由A 点运动到B 点。 在此过程中拉力的瞬时功率变化情况是（ ）
A. 逐渐增大B. 逐渐减小
C. 先增大，后减小D. 先减小，后增大
【答案】A
【解析】
【详解】试题分析：因为小球是以恒定速率运动，即它是做匀速圆周运动，那么小球受到的重力G、水平拉力F、绳子拉力T三者的合力必是沿绳子指向O点．设绳子与竖直方向夹角是，则（F与G的合力必与绳子拉力在同一直线上），解得，而水平拉力F的方向与速度v的方向夹角也是，所以水平力F的瞬时功率是，则，故从A到B的过程中，是不断增大的，所以水平拉力F的瞬时功率是一直增大的，故A正确
考点：考查了功率的计算
【名师点睛】根据小球做圆周运动，合力提供向心力，即合力指向圆心，求出水平拉力和重力的关系，根据得出拉力瞬时功率的表达式，从而判断出拉力瞬时功率的变化
11. 一圆盘可以绕其竖直轴在水平面内转动，圆盘半径为R，甲、乙两物体质量分别为M和m（M>m），它们与圆盘之间的最大静摩擦力均为压力的倍，两物体用一根长为L（L