2020-2021学年山东省莱州市第一中学高一下学期3月月考 物理

这是一份2020-2021学年山东省莱州市第一中学高一下学期3月月考 物理，共12页。试卷主要包含了单项选择题，多项选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
高一下学期3月月考 物理
一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的，
1．如图所示，一圆盘可绕过圆盘的中心O且垂直于盘面的竖直轴转动，在圆盘上放一小木块A，它随圆盘一起运动——做匀速圆周运动，则关于木块A的受力，下列说法中正确的是（ ）
A．木块A受重力、支持力和向心力
B．木块A受重力、支持力和静摩擦力，摩擦力的方向与木块运动方向相反
C．木块A受重力、支持力和静摩擦力，摩擦力的方向指向圆心
D．木块A受重力、支持力和静摩擦力，摩擦力的方向与木块运动方向相同
2．洗衣机是现代家庭常见的电器设备。它是采用转筒带动衣物旋转的方式进行脱水的，下列有关说法中错误的是（ ）
A．脱水过程中，衣物是紧贴筒壁的
B．加快脱水筒转动的角速度，脱水效果会更好
C．水能从筒中甩出是因为水滴与衣物间的作用力不能提供水滴需要的向心力
D．靠近中心的衣物脱水效果比四周的衣物脱水效果好
3．下列有关运动的说法正确的是( )
A．图甲A球在水平面内做匀速圆周运动，A球角速度越大则偏离竖直方向的θ角越小
B．图乙质量为m的小球到达最高点时对上管壁的压力大小为3mg，则此时小球的速度大小为
C．图丙皮带轮上b点的加速度大于a点的加速度
D．图丙皮带轮上c点的线速度等于d点的线速度
4．火车转弯时，如果铁路弯道的内、外轨一样高，则外轨对轮缘（如左图所示）挤压的弹力F提供了火车转弯的向心力（如图中所示），但是靠这种办法得到向心力，铁轨和车轮极易受损。在修筑铁路时，弯道处的外轨会略高于内轨（如右图所示），当火车以规定的行驶速度转弯时，内、外轨均不会受到轮缘的侧向挤压，设此时的速度大小为v，重力加速度为g，以下说法中正确的是（ ）
A．该弯道的半径R＝
B．当火车质量改变时，规定的行驶速度也将改变
C．当火车速率大于v时，外轨将受到轮缘的挤压
D．按规定速度行驶时，支持力小于重力
5．如图所示,飞行器绕某星球做匀速圆周运动,星球相对飞行器的张角为,下列说法正确的是( )
A．轨道半径越大,周期越小
B．轨道半径越大,速度越大
C．若测得周期和轨道半径,可得到星球的平均密度
D．若测得周期和张角,可得到星球的平均密度
6．已知某星球的平均密度是地球的m倍，半径是地球的n倍，地球的第一宇宙速度是v，该星球的第一宇宙速度为（ ）
A．B．C．D．
7．地球赤道地面上有一物体随地球的自转而做圆周运动,所受的向心力为F1, 向心加速度为a1,线速度为v1,角速度为ω1;绕地球表面附近做圆周运动的人造卫星(高度忽略)所受的向心力为F2,向心加速度为a2,线速度为v2,角速度为ω2;地球同步卫星所受的向心力为F3,向心加速度为a3,线速度为v3,角速度为ω3;地球表面重力加速度为g,第一宇宙速度为v,假设三者质量相等,则下列结论正确的是( )
A．B．
C．D．
8．小明撑一雨伞站在水平地面上，伞面边缘点所围圆形的半径为R，现将雨伞绕竖直伞杆以角速度ω匀速旋转，伞边缘上的水滴落到地面，落点形成一半径为2R的圆形，当地重力加速度大小为g，根据以上数据可推知伞边缘距地面的高度为
A．B．C．D．
二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
9．如图所示，一内壁光滑的圆形细管竖直放置，其半径为R，质量为m的小球在该管内做圆周运动，小球可视为质点．下列说法中正确的是
A．小球能够通过光滑圆形细管最高点时的速度可以为
B．小球能够通过光滑圆形细管最高点时的最小速度为
C．如果小球在光滑圆形细管最高点时的速度大小为2，则此时小球对管道有向上的作用力
D．如果小球在光滑圆形细管最低点时的速度大小为，则小球通过该点时与管道间无相互作用力
10．探月工程中，“嫦娥三号”探测器的发射可以简化如下：卫星由地面发射后，进入地月转移轨道，经过P点时变轨进入距离月球表面100公里圆形轨道1，在轨道1上经过Q点时月球车将在M点着陆月球表面，正确的是（ ）
A．“嫦娥三号”在轨道1上的速度比月球的第一宇宙速度小
B．“嫦娥三号”在地月转移轨道上经过P点的速度比在轨道1上经过P点时大
C．“嫦娥三号”在轨道1上运动周期比在轨道2上小
D．“嫦娥三号”在轨道1上经过Q点时的加速度小于在轨道2上经过Q点时的加速度
11．2019年1月3日，“嫦娥四号”在月球背面成功着陆。它是嫦娥探月工程计划中嫦娥系列的第四颗人造探月卫星，主要任务是更深层次、更加全面地科学探测月球地貌、资源等方面的信息，完善月球档案资料。已知月球的半径为R，月球表面的重力加速度为g，引力常量为G，“嫦娥四号”离月球中心的距离为r，绕月周期为T。根据以上信息可求出（ ）
A．月球的平均密度为
B．“嫦娥四号”绕月运行的速度为
C．月球的平均密度为
D．“嫦娥四号”绕月运行的速度为
12．如图所示，两个可视为质点的、相同的木块A和B放在转盘上，两者用长为L的细绳连接，木块与转盘的最大静摩擦力均为各自重力的K倍，A放在距离转轴L处，整个装置能绕通过转盘中心的转轴O1O2转动，开始时，绳恰好伸直但无弹力，现让该装置从静止开始转动，使角速度缓慢增大，以下说法正确的是
A．当时，A、B相对于转盘会滑动
B．当时，绳子一定有弹力
C．ω在范围内增大时，B所受摩擦力变大
D．ω在范围内增大时，A所受摩擦力不变
三、非选择题：本题共6小题，共60分。
13（6分）．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))如图丙所示，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______。
14．（8分）某物理小组的同学设计了一个粗制玩具小车通过凹形桥最低点时的速度的实验.所用器材有：玩具小车、压力式托盘秤、凹形桥模拟器（圆弧部分的半径为R=0.20m）.
完成下列填空：
(1)将凹形桥模拟器静置于托盘秤上，如图（a）所示，托盘秤的示数为1.00kg；
(2)将玩具小车静置于凹形桥模拟器最低点时，托盘秤的示数如图（b）所示，该示数为_____kg;
(3)将小车从凹形桥模拟器某一位置释放，小车经过最低点后滑向另一侧，此过程中托盘秤的最大示数为m；多次从同一位置释放小车，记录各次的m值如下表所示：
(4)根据以上数据，可求出小车经过凹形桥最低点时对桥的压力为_____N；小车通过最低点时的速度大小为_______m/s.（重力加速度大小取9.80m/s2 ，计算结果保留2位有效数字）
15．（8分）如图所示，水流星是中国传统杂技的保留项目，是中华文化的重要传承．结实的绳子系着装有水的水桶，使水桶在竖直平面内做圆周运动，为了研究问题方便，可以把水桶当做质点，设桶内水的质量为0.5kg，水桶做圆周运动的半径R＝0.4m，重力加速度g＝10m/s2．
(1)若在最高点时水不流出，求此时水桶的最小速率；
(2)若在最高点时水桶的速率为4m/s，求此时水对桶底的压力；
(3)若在最低点时桶底承受的压力为桶内水重力的6倍，求此时水桶的速率．
（8分）如图，质量分别为m和M的两个星球A、B在引力作用下都绕O点做匀速圆周运动，星球A和B两者中心之间的距离为L.已知A、B的中心和O三点始终共线，A和B分别在0的两侧.引力常量为G.
(1)求AO之间的距离；
(2)两星球做圆周运动的周期T；
(3)在地月系统中，若忽略其他星球的影响，可以将月球和地球看成上述星球A和B，月球绕其轨道中心运行的周期记为，但在近似处理问题时，常常认为月球是绕地心做圆周运动的，这样算得的运行周期记为.已知地球和月球的质量分别为㎏和.求与两者二次方之比(结果保留3位小数).
（14分）如图所示，内壁粗糙、半径为R的半球形容器固定在水平转台上，转台可以绕过容器球心O的竖直轴线以角速度匀速转动。半球形容器的直径水平，与轴线的夹角，与轴线的夹角，小物块质量为m，重力加速度为g，则：
（1）若转台静止不动，小物块从M处由静止释放，到达A点时速率为，求小物块到达A点时对轨道的压力大小；
（2）若转台以角速度匀速转动时，小物块恰好在A处随容器一起转动，且所受摩擦力恰好为0，求角速度的值；
（3）保持转台以第（2）问中的角速度值转动，当小物块在B处时也可以随容器一起匀速转动，求小物块在B处时所受支持力的大小及摩擦力的大小和方向。
18．（16分）太阳系各行星几乎在同一平面内沿同一方向绕太阳做圆周运动。当地球恰好运行到某地外行星和太阳之间，且三者几乎排成一条直线的现象，天文学称为“行星冲日”。已知地球及各地外行星绕太阳运动的轨道半径如下表所示。
根据题中信息，试计算（1）火星相邻两次冲日的时间间隔。
（2）哪颗地外行星相邻两次冲日的时间间隔最长。
物理参考答案
1．C 2．D 3．B 4．C 5．D 6．C 7．B 8．A 9．AC 10．AB 11．AD 12．AB
13．控制变量法 B 2：1
(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)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)钢球①、②的角速度相等，则根据v=ωr可知，线速度之比为2:1。
14．1.40 7.9 1.4
第一空.根据量程为10kg，最小分度为0.1kg，注意估读到最小分度的下一位，为1.40kg；
第二空.根据表格知最低点小车和凹形桥模拟器对秤的最大压力平均值为：
解得：FN=(1.81-1)×9.8N=7.9N
第三空.根据牛顿运动定律知：，
代入数据解得:v=1.4m/s.
15．（1）2m/s；（2）15N，方向竖直向上（3）
【详解】
(1)水跟着水桶一起做圆周运动，要让水不掉出水桶，则在最高点处有：

解得：

(2)设在最高点时桶底对水的压力为FN1，由牛顿第二定律有：
mg+FN1＝
解得：
FN1＝15N
由牛顿第三定律知水对桶底的压力为15N，方向竖直向上；
(3)在最低点时桶底承受的压力为桶内水重力的6倍，则桶底对水的支持力为桶内水的重力的6倍，桶底对水的支持力为FN2，由牛顿第二定律有：
FN2﹣mg＝
解得：
16．（1）；（2）；（3）
（1）由题可知，A、B两星球角速度相同
；L=rAO+rBO
解得：
（2）设星球A做圆周运动的半径为rAO ，星球B做圆周运动的半径为rBO ，两星球运动的周期为T.
根据万有引力定律得 ；
解得：
（3）在地月系统中，由于地月系统旋转所围绕的中心O不在地心，月球做圆周运动的周期可得出
式中，M′和m′分别是地球与月球的质量，L′是地心与月心之间的距离.若认为月球在地球的引力作用下绕地心做匀速圆周运动，则：
式中为月球绕地心运动的周期:
联立代入题给数据得：.
17．（1）；（2）；（3），方向垂直于OB向下
（1）若转台静止不动，对小物块到达A点时进行受力分析，如图所示
则小物块受的指向圆心O的合力提供向心力，即

代入数据解得

（2）若转台以角速度匀速转动时，对小物块在A处进行受力分析
则小物块所受的合力提供其在水平方向做匀速圆周运动的向心力，即
代入数据解得
（3）假设小物块在B处受的摩擦力方向垂直于OB向上，则其受力情况如下所示
则小物块所受的合力提供其在水平方向做匀速圆周运动的向心力，即
小物块在竖直方向的合力为0，即
联立两式解得
所以小物块在B处受的摩擦力大小为
摩擦力的方向垂直于OB向下。
（1）2.2年（2）火星
由开普勒第三定律，其轨道半径的三次方与周期T的平方的比值都相等，
设地球外另一行星的周期为，则两次冲日时间间隔为t，则
解得
则越小，t越大，故地外行星中，火星相邻两次冲日的时间间隔最长。序号
1
2
3
4
5
m（kg）
1.80
1.75
1.85
1.75
1.90
地球
火星
木星
土星
天王星
海王星
轨道半径
1.0
1.5
5.2
9.5
19
30