山东省枣庄市第二中学2023-2024学年高一下学期3月月考物理试题（原卷版+解析版）

这是一份山东省枣庄市第二中学2023-2024学年高一下学期3月月考物理试题（原卷版+解析版），文件包含山东省枣庄市第二中学2023-2024学年高一下学期3月月考物理试题原卷版docx、山东省枣庄市第二中学2023-2024学年高一下学期3月月考物理试题解析版docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共28页， 欢迎下载使用。

2.选择题答案必须使用2B铅笔（按填涂样例）正确填涂；非选择题答案必须使用0.5mm黑色签字笔书写，字体工整，笔迹清楚。
3.请按照题号在各题目的答题区域内答题，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试卷上答题无效。保持卷面清洁。
第Ⅰ卷（选择题共40分）
一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1. 以下关于行星运动及万有引力的描述正确的是( )
A. 开普勒认为行星绕太阳运行的轨道是椭圆，行星在椭圆轨道上各个地方的速率均相等
B. 太阳对行星的引力与地球对月球的引力属于不同性质的力
C. 牛顿提出的万有引力定律只适用于天体之间
D. 卡文迪许利用扭称实验测出了引力常量的数值
【答案】D
【解析】
【详解】试题分析：根据开普勒第二定律，太阳和行星的连线在相等的时间内扫过的面积相等，可知行星在近日点的线速度大于行星在远日点的线速度，故A错误；太阳对行星的引力与地球对月球的引力都属于万有引力，故B错误；万有引力是普遍存在的，有质量的两物体间都存在万有引力，万有引力定律的适用于宇宙万物任意两个物体之间的引力，故C错误；1798年，卡文迪许利用扭秤，采用微小量放大法，由实验测出了万有引力常量G的数值，证明了万有引力定律的正确，故D正确．
考点：开普勒行星定律，万有引力定律．
2. 如图所示，用起瓶器开启瓶盖时，起瓶器上A、B两点绕O点转动的角速度分别为和，线速度的大小分别为vA和vB，向心加速度的大小分别为aA和aB，下列说法正确的是（ ）
A. ，vAB. ，vA>vB，aAC. ，vA=vB，aA>aB
D. ，vA【答案】A
【解析】
【详解】同轴转动，角速度相等，故
ωA=ωB
由于rA＜rB，根据v=rω
vA＜vB
根据a=ω2r可知
aA故选A。
3. 已知两个物体之间的万有引力大小为F，下列哪种方法能使它们之间的万有引力减小到（ ）
A. 使距离和两个物体的质量都减为原来的
B. 使距离和两个物体的质量都增大到原来的2倍
C. 保持质量不变，使两物体之间的距离增大到原来的2倍
D. 保持距离不变，使两个物体的质量都减小到原来的
【答案】C
【解析】
【详解】A．根据可知，使距离和两个物体的质量都减为原来的，则F不变，选项A错误；
B．根据可知，使距离和两个物体的质量都增大到原来的2倍，则F不变，选项B错误；
C．根据可知，保持质量不变，使两物体之间的距离增大到原来的2倍，则F变为原来的，选项C正确；
D．根据可知，保持距离不变，使两个物体的质量都减小到原来的，则F变为原来的，选项D错误。
故选C。
4. 一城市绿化洒水车停在路边，其横截面积为S的水龙头喷嘴持续水平喷出速度恒定的水流。水流从刚离开喷嘴到落地经历的时间为t，水流落地点与喷嘴的连线与水平地面间的夹角为．忽略空气阻力及水滴在空中运动的细微差别，重力加速度大小为g，以下说法正确的是（ ）
A. 水流刚离开喷嘴时的速度为B. 空中水柱的水量为
C. 水流在空中运动过程中的位移大小为D. 水流落地时的速度为
【答案】B
【解析】
【详解】A．水流做平抛运动，可知
由题意可知
解得
A错误；
B．空中水柱的水量为
B正确；
C．水流在空中运动过程中的位移大小
C错误；
D．根据速度的合成
水流落地时的速度
D错误。
故选B。
5. 随着科技的发展，人类必将揭开火星的神秘面纱.如图所示，火星的人造卫星在火星赤道的正上方距离火星表面高度为处环绕火星做匀速圆周运动，已知卫星的运行方向与火星的自转方向相同，点为火星赤道上的点，该点有一接收器，可接收到卫星发出信号。已知火星的半径为，火星同步卫星的周期为，近火卫星的线速度为，引力常量为。则下列说法正确的是（ ）
A. 火星的质量为B. 卫星的环绕周期为
C. 点连续收到信号的最长时间为D. 火星同步卫星到火星表面的高度为
【答案】D
【解析】
【详解】A.对于近火卫星，由
解得
故A错误；
B.由万有引力提供向心力可得
结合
可解得卫星围绕火星做圆周运动的周期
故B错误；
C.以火星为参考系，则卫星围绕火星做圆周运动的角速度为
点能够连续接收到的卫星信号范围如图所示，由几何关系可知圆弧所对应的圆心角为120°，故点能够连续接收到卫星信号的最长时间为
解得
故C错误；
D.由于同步卫星的周期与火星自转的周期相同，设同步卫星的轨道半径为，则有
又
解得
故D正确。
故选D。
6. 已知甲、乙两行星的半径之比为a，它们各自的第一宇宙速度之比为b，则下列结论不正确的是（ ）
A. 甲、乙两行星的质量之比为b2a：1
B. 甲、乙两行星表面的重力加速度之比为b2：a
C. 甲、乙两行星各自卫星的最小周期之比为a：b
D. 甲、乙两行星各自卫星的最大角速度之比为a：b
【答案】D
【解析】
【详解】B．由
可得第一宇宙速度
则行星表面的重力加速度为
由于甲、乙两行星的半径之比为a、各自的第一宇宙速度之比为b，故甲乙两行星的表面重力加速度之比为b2：a，B正确；
A．由
得
则由半径之比为a、重力加速度之比为b2：a，可得甲乙两行星的质量之比为b2a：1，故A正确；
C．由
得
可知轨道半径越小，周期越小，故最小周期
结合甲乙两行星的质量之比为b2a：1、半径之比为a，可得最小周期之比为a：b，故C正确；
D．根据
可知轨道半径越小，角速度最大，由于最小周期之比为a：b，则最大角速度之比为b：a，故D错误。
本题选不正确的，故选D。
7. 如图，质量、半径的内表面光滑细圆管轨道用轻质细绳悬挂在天花板上，位于管内的小球A和B的直径略小于细圆管的内径，A、B两球的质量分别为、．某时刻，小球A、B分别位于圆管的最低点和最高点，A的速度大小为，此时细线上的拉力恰好为0．重力加速度，此时B球的速度大小为（ ）

A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】对A球，合外力提供向心力，设环对A的支持力为，由牛顿第二定律可得
解得
由牛顿第三定律可得，A球对环的力向下，大小为28N；设B球对环的力为，由环的受力平衡可得
解得
由牛顿第三定律可得，环对B球的力为44N，方向竖直向下，对B球由牛顿第二定律可得
解得
故选B。
8. 如图所示，质点a、b在同一平面内绕质点c沿逆时针方向做匀速圆周运动，它们的周期之比Ta∶Tb＝1∶k（k＞1，为正整数）。从图示位置开始，在b运动一周的过程中（ ）
A. a、b距离最近的次数为k次
B. a、b距离最近的次数为k－1次
C. a、b、c共线的次数为2k次
D. a、b、c共线的次数为2k＋2次
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】在b转动一周过程中，a转动k周，a、b距离最远的次数为k-1次，a、b距离最近的次数为k-1次，故a、b、c共线的次数为2k-2，选项B正确，ACD错误。
故选B。
二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
9. （多选）关于向心加速度，下列说法正确的是（ ）
A. 向心加速度是描述线速度变化的物理量
B. 向心加速度只改变线速度的方向，不改变线速度的大小
C. 向心加速度大小恒定，方向时刻改变
D. 物体做非匀速圆周运动时，向心加速度的大小也可用来计算
【答案】BD
【解析】
【详解】AB．向心加速度是描述线速度方向变化快慢的物理量。向心加速度只改变线速度的方向，不改变线速度的大小，故A错误；B正确；
C．只有匀速圆周运动的向心加速度大小才恒定。故C错误；
D．向心加速度是瞬时加速度，所以物体做非匀速圆周运动时，向心加速度的大小也可用
来计算。故D正确。
故选BD。
10. 如图所示，将篮球从同一位置斜向上抛出，其中有两次篮球垂直撞在竖直墙上，不计空气阻力，则下列说法中正确的是（ ）
A. 从抛出到撞墙，第二次球在空中运动的时间较短
B. 篮球两次撞墙的速度不相等
C. 篮球两次抛出时速度的竖直分量可能相等
D. 篮球两次抛出时速度水平分量可能相等
【答案】AB
【解析】
【分析】
【详解】A．将运动倒过来看成平抛运动，第二次下落的高度较小，第二次在空中运动的时间较短，A正确；
BD．两次水平方向运动位移相等，而第二次运动的时间短，因此第二次抛出时速度的水平分量较大，也就是第二次撞墙的速度较大，B正确，D错误；
C．由于第一次上升的高度大，因此第一次抛出时速度的竖直分量较大，C错误。
故选AB。
11. 我国发射的“嫦娥四号”登月探测器已登陆月球表面，如图所示，嫦娥四号在环月圆轨道Ⅰ上的A点实施变轨，进入近月的椭圆轨道Ⅱ，由近月点成功落月。下列关于“嫦娥四号”的说法，正确的是（ ）
A. 沿轨道Ⅱ运行至点时，需向前喷气才能成功落月
B. 沿轨道Ⅰ运行的周期等于沿轨道Ⅱ运行的周期
C. 沿轨道Ⅱ运行时在A点的加速度等于沿轨道Ⅰ运行时在A点的加速度
D. 沿轨道Ⅱ运行时在A点的速度大于沿轨道Ⅰ运行时在A点的速度
【答案】AC
【解析】
【详解】A．嫦娥四号沿轨道Ⅱ运行至B点时要减速做近心运动才能成功落月，则需向前喷气，故A正确；
B．根据开普勒第三定律知，在轨道I上运动时的半径大于在轨道II上运行时的半长轴，故在轨道I上运行的周期要大，故B错误；
C．“嫦娥四号”运动过程中万有引力产生加速度，根据牛顿第二定律有
得
则沿轨道Ⅱ运行时在点的加速度等于沿轨道Ⅰ运行时在点的加速度，故C正确；
D．“嫦娥四号”从轨道II的A点进入轨道I应加速做离心运动，则沿轨道Ⅱ运行时在点的速度小于沿轨道Ⅰ运行时在点的速度，故D错误。
故选AC。
12. 如图所示，两个质量均为的小球A、B套在半径为R的圆环上，圆环可绕竖直方向的直径旋转，两小球随圆环一起转动且相对圆环静止。已知与竖直方向的夹角， 与垂直，小球与圆环间恰好没有摩擦力，重力加速度为g，，。下列说法正确的是（ ）
A. 圆环旋转角速度的大小为
B. 圆环旋转角速度的大小为
C. 小球A与圆环间摩擦力的大小为
D. 小球A受到的重力和弹力合力水平向左
【答案】AC
【解析】
【详解】AB．小球B与圆环间恰好没有摩擦力，由支持力和重力的合力提供向心力，有
解得
故A正确，B错误；
C．对小球A受力分析如图所示：
水平方向
竖直方向
联立解得
故C正确；
D．小球A受到向心力由重力、弹力和摩擦力的合力提供；摩擦力与水平方向夹角斜向右上方，而向心力水平向左，可知小球A受到的重力和弹力合力必向左下方，故D错误。
故选AC。
第II卷（非选择题共60分）
三、填空题：本题共2小题，计14分。
13. 如图甲为探究向心力的大小与质量、角速度和半径之间关系的实验装置，图乙为示意图，图丙为俯视图。图乙中A、B槽分别与a、b轮同轴固定，a、b两轮在皮带的带动下匀速转动。
(1)在该实验中应用了__________（选填“理想实验法”、“控制变量法”、“理想模型法”）来探究向心力的大小与质量，角速度和半径之间的关系。
(2)如图乙所示，如果两个钢球质量相等，且a、b轮半径相同，则是在验证向心力的大小与______。
A．质量 B．半径 C．角速度
(3)现有两个质量相同的钢球，①球放在槽的边缘，②球放在槽的边缘，a、b轮半径相同，它们到各自转轴的距离之比为2：1。则钢球①、②的线速度之比为______。
【答案】 ①. 控制变量法 ②. B ③. 2：1
【解析】
【详解】(1)[1]在该实验中应用了控制变量法来探究向心力的大小与质量，角速度和半径之间的关系。
(2)[2]如图乙所示，如果两个钢球质量m相等，且a、b轮半径相同，两球转动的角速度ω相同，则是在验证向心力的大小与转动半径r的关系。
(3)[3]钢球①、②角速度相等，则根据v=ωr可知，线速度之比为2:1。
14. 以下为某学习小组在“探究平抛运动规律”时的实验操作：
（1）先用如图甲所示装置研究平抛物体的竖直分运动，最终听到两小球同时落地，改变H大小，重复实验，a、b仍同时落地，该实验结果可表明______。
A.两小球落地时的速度大小相同
B.两小球在空中运动的时间相等
C.a小球在竖直方向的分运动与b小球的运动相同
D.a小球在水平方向的分运动是匀速直线运动
（2）接着用如图乙所示装置获得钢球的平抛轨迹，为了能较准确地描绘运动轨迹，下面列出的操作要求正确的是______。
A.斜槽的末端必须调节成水平
B.每次释放小球的位置必须相同
C.记录小球位置时，每次必须严格地等距离下降
D.小球运动时不应与木板上的白纸相接触
（3）按正确的操作步骤得到了如图丙所示的物体运动轨迹，在轨迹上取A、B、C三点，以A点为坐标原点，B、C坐标如图，则小球平抛的初速度______；在B点的速度______（g取，结果均保留两位有效数字）。
【答案】 ①. BC##CB ②. ABD##ADB##BAD##BDA##DAB##DBA ③. 2.0 ④. 2.5
【解析】
【详解】（1）[1]改变H大小，重复实验，a、b总能同时落地，这说明两小球在空中运动时间相等，两小球在竖直方向的运动是相同的，而仅通过甲装置无法判定水平方向的运动，故AD错误，BC正确。
（2）[2]A．斜槽的末端必须调节成水平，以保证小球做平抛运动，故A正确；
B．每次释放小球的位置必须相同，以保证小球到达斜槽末端的速度相同，故B正确；
C．只要小球做平抛运动，记录小球位置时，不需要严格地等距离下降，故C错误；
D．小球运动时不应与木板上的白纸相接触，避免因摩擦而使运动轨迹改变，故D正确。
故选ABD。
（3）[3]由乙图知，ABC相邻两点的时间间隔相等，设为T，在竖直方向上，根据
解得
小球平抛的初速度
[4] 在B点的竖直分速度
由平行四边形定则知，B点的速度
四、计算题：本大题共4小题，计46分。解答应写出必要的文字、方程式和重要的演算步骤，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。
15. 某条高速公路的一段水平拐弯路段的圆弧半径｡某种型号的汽车在该路面行驶时，路面对汽车轮胎产生的指向圆心的最大静摩擦力等于车重的0.64倍，忽略空气阻力，取｡
(1)如果拐弯路段的路面也是水平的，该汽车以的速率行驶，能否安全通过?
(2)事实上，在高速公路的拐弯路段，其路面通常修得外高内低｡如果该拐弯路段的路面跟水平面之间的夹角为，且，要使该汽车的轮胎沿路面向内侧和外侧均不受静摩擦力，那么，车速的大小应为多少?
【答案】(1)汽车能安全通过；(2)90km/h
【解析】
【分析】汽车在水平路面转弯的向心力由路面对汽车的摩擦力提供，在高速公路的拐弯路段，其路面通常修得外高内低，要使该汽车的轮胎沿路面向内侧和外侧均不受静摩擦力，则向心力由汽车的重力和路面对汽车的支持力的合力提供。
【详解】由题意知
设汽车的质量为m，受到地面对它的指向圆心的最大静摩擦力为，则
(1)汽车以的速率转弯时，设需要的向心力为，则由向心力公式得
解得
因为，所以汽车能安全通过｡
(2)设路面对汽车的支持力为，由题意可知，汽车受力如图所示
由牛顿第二定律结合向心力公式可得
其中
整理得
解得
16. 关于火星生命存在的传闻一直不绝于耳，随着科技的发展，人类探索火星的脚步从未停止，探测火星也将成为我国航天事业的重点。假设人类发射的探测卫星绕火星做匀速圆周运动的轨道半径为，它到火星表面的距离为，已知卫星质量为，运行周期为，引力常量为，忽略其他天体对卫星的引力作用。求：
(1)火星的质量；
(2)火星表面处的重力加速度。
【答案】(1)；(2)
【解析】
【详解】(1)由万有引力定律得
解得
(2)根据火星表面物体重力等于万有引力可得
由
代入得
17. 如图，一半径为R＝4m的圆盘水平放置，在其边缘E点固定一个小桶（可视为质点），在圆盘直径DE的正上方平行放置一水平滑道BC，水平滑道BC右端C点与圆盘的圆心O在同一竖直线上，高度差为h＝5m；AB为一竖直平面内的光滑圆弧轨道，半径为r＝1m，且与水平滑道BC相切于B点。一质量为m＝0.2kg的滑块（可视为质点）从A点以一定的初速度释放，当滑块经过B点时的速度大小为5m/s，最终滑块由C点水平抛出，恰在此时，圆盘从图示位置以一定的角速度绕通过圆心的竖直轴匀速转动，滑块恰好落入圆盘边缘E点的小桶内。已知滑块与水平滑道BC间的动摩擦因数为0.2，重力加速度大小为。求：
（1）滑块到达B点时对切面的压力大小；
（2）水平滑道BC的长度；
（3）圆盘转动的角速度应满足的条件。
【答案】（1）7N；（2）2.25m；（3）
【解析】
【详解】（1）设滑块到达B点时所受切面的支持力大小为FN，由牛顿第二定律得
解得
由牛顿第三定律可知滑块到达B点时对切面的压力大小为7N。
（2）从C点到E点，滑块做平抛运动的时间为
滑块从C点抛出时的速度大小为
从B点到C点，滑块做匀减速直线运动，加速度大小为
设水平滑道BC的长度为x，根据运动学规律有
解得
x＝2.25m
（3）由匀速圆周运动的周期性可得
解得
18. 如图甲所示是一个滑雪赛道的示意图，运动员沿倾斜雪道从A点由静止滑下，经过一段时间后从C点沿水平方向飞出，落在雪道上的D点。已知C点是第二段雪道CD的起点，第二段雪道与水平面的夹角θ=37°，C、D间的距离s=25m，运动员的质量m=60kg，可视为质点，第二段雪道足够长，不计空气阻力，sin37°=0.60，cs37°=0.80，求：
（1）运动员从C点水平飞出到落在D点所用的时间t；
（2）运动员从C点水平飞出时的速度大小v0
（3）运动员飞行过程中，离雪道斜面最远时的速度大小v；
（4）如图乙，若在C点安装一斜向上θ=37°光滑直轨道（长度忽略），以相同速率v0在C点滑出并落至等高平台MN上的E点，求落点E与C点之间的距离s，。
【答案】（1）；（2） ；（3） ；（4）
【解析】
【详解】（1）平抛运动竖直方向上做自由落体运动
，
解得
（2）水平方向有
，
解得
（3）离斜面最远时，速度方向与斜面平行，有
解得
则
（4）由竖直方向分运动可得飞行时间
则水平方向
代入数据可得