2021-2022學年湖北省十堰市竹溪縣第二高級中學高一（下）第一次月考物理試題（解析版）

2022年高一年級下學期第一次月考物理試卷一、單選題（本大題共8小題，共32.0分）1.如圖所示，一小物塊以大小為的向心加速度做勻速圓周運動，半徑，則下列說法正確的是（）A.小物塊做圓周運動的周期為 B.小物塊運動的角速度為C.小物塊在內(nèi)通過的路程為零 D.小物塊在內(nèi)通過的位移大小為【1題答案】【答案】B【解析】【分析】【詳解】A．根據(jù)向心加速度的公式有an=代入數(shù)據(jù)有T=πsA錯誤；B．根據(jù)向心加速度的公式有an=ω2R代入數(shù)據(jù)有ω=2rad/sB正確；C．路程為物體運動軌跡的長度，而πs內(nèi)小物塊剛好走過一圈，則小物塊的路程為2πm，C錯誤；D．小物塊在內(nèi)剛好走過90°，則位移為m，D錯誤。故選B。2.如圖所示的皮帶轉(zhuǎn)動中小輪半徑是大輪半徑的一半，a、b分別是小輪和大輪邊緣上的點，大輪上c點到輪心O的距離恰好等于，若皮帶不打滑，則圖中a、b、c三點（）

A.線速度之比為 B.角速度之比為C.轉(zhuǎn)動周期之比為 D.向心加速度大小之比為【2題答案】【答案】D【解析】【分析】【詳解】AB．皮帶傳動的兩輪邊緣的線速度相等，即，同一輪上的b、c兩點角速度相等，即，由可得，b、c兩點的線速度之比為故a、b、c三點的線速度之比為由可得，a、b的角速度之比為故a、b、c三點的角速度之比為AB錯誤；CD．由可得，a、b、c三點的周期之比為C錯誤；D．由可得，a、b、c三點的向心加速度大小之比為D正確。故選D。3.如圖所示是利用圓錐擺粗略驗證向心力表達式的實驗裝置圖，已知小球質(zhì)量為m，小球距懸點的豎直高度為h，小球在水平面內(nèi)做圓周運動的半徑為r，用秒表測得小球運動n圈的時間為t，則下列說法正確的是A小球受到重力、拉力、向心力B.向心力的表達式Fn=mC.小球所受的合外力為F合=mgD.小球轉(zhuǎn)動越快，細線與豎直方向的夾角越小【3題答案】【答案】C【解析】【詳解】A．做圓錐擺的小球只受到重力和繩的拉力，向心力是效果力，不是小球受的力，A項錯誤；B．根據(jù)小球做勻速圓周運動的周期為故向心力大小為故B項錯誤；C．設(shè)細繩與豎直方向的夾角為，根據(jù)兩受力重力、拉力和合力提供向心力構(gòu)成的直角三角形，有：而由幾何關(guān)系可得：故C項正確；D．根據(jù)向心力可知小球轉(zhuǎn)動越快，周期T越小，則h越小，則細繩與豎直方向的夾角越大，故D項錯誤．4.如圖，波輪洗衣機中的脫水筒在脫水時，有一質(zhì)量m＝6g的硬幣被甩到筒壁上，隨筒壁一起做勻速圓周運動。已知洗衣機脫水轉(zhuǎn)速為600r/min，脫水筒直徑為300mm，下列說法正確的是（）A.硬幣的角速度約為20rad/sB.硬幣的線速度大小約為0.94m/sC.硬幣的向心加速度大小約為60m/s2D.筒壁對硬幣的彈力大小約為3.55N【4題答案】【答案】D【解析】【詳解】A．根據(jù)題意可知脫水筒的轉(zhuǎn)速為由勻速圓周運動的角速度和轉(zhuǎn)速的關(guān)系可得硬幣的角速度為故A錯誤；B．硬幣做勻速圓周運動的半徑為則線速度大小為故B錯誤；C．硬幣做勻速圓周運動的向心加速度大小為故C錯誤；D．筒壁對硬幣的彈力提供硬幣做勻速圓周運動的向心力故D正確。故選D。5.如圖所示是地球的兩顆衛(wèi)量a和b，其中b是地球的同步衛(wèi)星，下列說法正確的是（）A.衛(wèi)星a所受的向心力大于b所受的向心力B.衛(wèi)星a運行周期小于24hC.在地面附近發(fā)射衛(wèi)星b的速度為D.衛(wèi)星a的運行速度可能大于【5題答案】【答案】B【解析】【詳解】據(jù)，由于不知道ab兩顆衛(wèi)星的質(zhì)量，故僅根據(jù)r的大小不能判定向心力的大小，故A錯誤；據(jù)可得衛(wèi)星的周期，所以a的半徑小于b的半徑，故a的周期小于b的周期24h，故B正確；11.2km/s是發(fā)射脫離地球束縛航天器的最小發(fā)射速度，同步衛(wèi)星仍圍繞地球圓周運動，故其發(fā)射速度小于11.2km/s，故C錯誤；7.9km/s是第一宇宙速度是圍繞地球圓周運動的最大速度，故衛(wèi)星a的運行速度小于7.9km/s，故D錯誤．6.關(guān)于天體的運動，下列說法正確的是（）A.日心說是哥白尼提出的，觀點是行星繞太陽做橢圓運動B.開普勒第一定律認為：行星繞太陽運動時太陽在軌道的中心C.k=中r代表軌道半長軸，T代表公轉(zhuǎn)周期，比值k只與中心天體有關(guān)D.行星繞太陽運動時，所有行星都在同一軌道上【6題答案】【答案】C【解析】【詳解】A．哥白尼提出“日心說”，認為行星繞太陽做勻速圓周運動，故A錯誤；B．開普勒第一定律認為：行星繞太陽運動時太陽在橢圓軌道的一個焦點上，故B錯誤；C．開普勒第三定律的公式中r代表軌道半長軸，T代表公轉(zhuǎn)周期，比值k只與中心天體有關(guān)，故C正確；D．行星繞太陽運動時，所有行星都在不同軌道上，故D錯誤。故選C。7.天文學家新發(fā)現(xiàn)了太陽系外的一顆行星，這顆行星的體積是地球的a倍，質(zhì)量是地球的b倍已知某一近地衛(wèi)星繞地球運動的周期約為T，已知引力常量為G，則該行星的平均密度為A.B.C.D.條件不足，無法判斷【7題答案】【答案】C【解析】【詳解】對于近地衛(wèi)星，設(shè)其質(zhì)量為m，地球的質(zhì)量為M，半徑為R，根據(jù)萬有引力提供向心力：，得地球的質(zhì)量，地球的密度為，密度公式為，已知行星的體積是地球的a倍，質(zhì)量是地球的b倍，則得行星的平均密度是地球的倍，所以該行星的平均密度為，故C正確．8.假設(shè)地球可視為質(zhì)量分布均勻的球體，地球表面重力加速度在兩極的大小為，在赤道的大小為g，已知地球自轉(zhuǎn)的周期為T，引力常量為G，則地球的質(zhì)量為（）A. B. C. D.【8題答案】【答案】B【解析】【詳解】在兩極有：，在赤道有：，聯(lián)立兩式解得，故選B．二、多選題（本大題共3小題，共12.0分）9.、、三個小物塊放在旋轉(zhuǎn)圓臺上，最大靜摩擦力均為重力的倍，的質(zhì)量為，、質(zhì)量為，離軸為，、離軸為，則當圓臺旋轉(zhuǎn)時（設(shè)、、都沒有滑動，如圖所示）（）A.的向心加速度最大B.所受的靜摩擦力最小C.當圓臺轉(zhuǎn)速增加時，比先滑動D.當圓臺轉(zhuǎn)速增加時，比先滑動【9題答案】【答案】ABC【解析】【詳解】A.三個小物塊轉(zhuǎn)動角速度相等，根據(jù)知，C的半徑大，則C的向心加速度最大，故A項符合題意；B.根據(jù)靜摩擦力提供向心力，得：A所受的摩擦力，B所受的摩擦力，C所受的摩擦力為，可知A、C所受的摩擦力大小相等，B物塊的靜摩擦力最小，故B項符合題意；CD.根據(jù)，發(fā)生相對滑動的臨界角速度，A、B的半徑相同，則一起滑動，C的半徑大，臨界角速度小，則當圓臺轉(zhuǎn)速增加時，C最先滑動，AB同時滑動；故C項符合題意，D項不符合題意．10.一質(zhì)量為2.0×103kg的汽車在水平公路上行駛，路面對輪胎的總的徑向最大靜摩擦力為1.4×104N，當汽車經(jīng)過半徑為100m的彎道時，下列判斷正確的是（）

A.汽車轉(zhuǎn)彎時所受的力有重力、彈力、摩擦力和向心力B.汽車轉(zhuǎn)彎的速度為20m/s時，所需的向心力為8×103NC.汽車轉(zhuǎn)彎的速度為25m/s時會發(fā)生側(cè)滑D.汽車能安全轉(zhuǎn)彎的向心加速度不超過7.0m/s2【10題答案】【答案】BD【解析】【詳解】A．汽車在水平面轉(zhuǎn)彎時做圓周運動，重力與支持力平衡，側(cè)向靜摩擦力提供向心力，故A項錯誤；B．如果車速達到，則汽車需要的向心力故B項正確；C．當汽車轉(zhuǎn)彎速度為時，汽車需要的向心力所以汽車不會發(fā)生側(cè)滑，故C項錯誤；D．最大加速度故D項正確。故選BD。11.2017年1月23日，我國首顆1米分辨率頻段多極化合成孔徑雷達（SAS）衛(wèi)星“高分三號”正式投入使用，某天文愛好者觀測衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動時，發(fā)現(xiàn)該衛(wèi)星每經(jīng)過時間通過的弧長為l，該弧長對應(yīng)的圓心角為θ弧度，已知萬有引力常量為G，則下列說法正確的是（）A.衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動的線速度大小為B.衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動的角速度為C.地球的質(zhì)量為D.衛(wèi)星的質(zhì)量為【11題答案】【答案】AC【解析】【詳解】AC．由圓周運動公式可得該衛(wèi)星做勻速圓周運動，萬有引力提供向心力，有解得AC正確；B．角速度故B錯誤；D．衛(wèi)星的萬有引力提供向心力，由于中的可以約去，故無法求解衛(wèi)星的質(zhì)量，故D錯誤；故選AC。三、實驗題（本大題共2小題，共18.0分）12.某小組的同學設(shè)計了一個研究汽車通過凹形橋最低點時的速度與其對橋面壓力關(guān)系的實驗裝置。所用器材有小鋼球、壓力式托盤秤、凹形橋模擬器（圓弧部分的半徑R=0.30m）。完成下列填空：

（1）將凹形橋模擬器靜置于托盤秤上，如圖甲所示，托盤秤的示數(shù)為1.10kg。（2）將小鋼球靜置于凹形橋模擬器最低點時，托盤秤的示數(shù)如圖乙所示，則該小鋼球的重力為______N（重力加速度取10m/s2）。（3）將小鋼球從凹形橋模擬器某一位置釋放，小鋼球經(jīng)過最低點后滑向另一側(cè)，此過程中托盤秤的最大示數(shù)為m；多次從同一位置釋放小鋼球，記錄各次的m值如表所示：序號（4）根據(jù)以上數(shù)據(jù)，可求出小鋼球經(jīng)過凹形橋最低點時對橋的壓力為______N（重力加速度取10m/s2）；小鋼球通過最低點時的速度大小為______m/s；小鋼球處于______（選填“超重”或“失重”）狀態(tài)。【12題答案】【答案】①.3.0②.7.0③.2④.超重【解析】【詳解】（1）[1]托盤秤的示數(shù)是，則小鋼球的質(zhì)量是，小鋼球的重力是；（4）[2][3][4]將組實驗數(shù)據(jù)取平均值為，則小鋼球?qū)虻膲毫Y(jié)合牛頓第三定律，根據(jù)可得小鋼球?qū)虻膲毫Υ笥谧陨碇亓Γ幱诔貭顟B(tài)。13.飛船飛近某一新發(fā)現(xiàn)的行星，并進入靠近行星表面的圓形軌道，在引力的作用下繞行數(shù)圈后著陸，飛船上備有以下實驗器材：A.精確秒表一個B.已知質(zhì)量為m的物體一個C.彈簧測力計一只D.天平一臺（附砝碼）已知宇航員在繞行時和著陸后各做了一次測量，依據(jù)測量數(shù)據(jù)，可求出該行星的半徑R、行星質(zhì)量M。（已知萬有引力常量為G）（1）兩次測量所選用的器材分別為_____、______（填寫儀器前的字母代號）；（2）兩次測量的物理量分別是_____、______（用文字和符號表示）；（3）用以上數(shù)據(jù)寫出半徑R的表達式：______（用以上的物理量符號表示）?！?3題答案】【答案】①.A②.BC③.周期T④.物體重力FG⑤.【解析】分析】【詳解】(1)[1][2]在星球表面重力等于萬有引力，有在靠近行星表面的圓形軌道，衛(wèi)星運動過程中，萬有引力等于向心力由以上兩式解得，由彈簧秤測量物體的重力，平衡條件可得彈簧秤的示數(shù)，因而需要用秒表測量周期T，用彈簧秤測量質(zhì)量為m物體的重力；故選擇：A；BC；(2)[3][4]由第一問分析可知，需要要用秒表測量周期T；用彈簧秤測量質(zhì)量為m物體的重力FG；(3)[5]由第一問分析可知四、計算題（本大題共3小題，共38.0分）14.有一輛質(zhì)量為的小汽車駛上圓弧半徑為的拱橋。（1）汽車到達橋頂時速度為v=5m/s，汽車的向心加速度多大？（2）上一問中，汽車受到拱橋的支持力多大？（3）如果拱橋的半徑增大到與地球半徑R（約為6400km）一樣，汽車要在“橋面”上騰空，速度至少要多大？（g=10m/s2）【14題答案】【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【分析】【詳解】（1）由向心加速度公式得（2）當汽車在橋頂時，汽車受到豎直向下的重力mg和豎直向上的支持力，由牛頓第二定律，得解得

（3）汽車在“橋面”上騰空時，受到橋面的支持力為零，設(shè)速度至少為，

只有重力充當向心力，由牛頓第二定律，得

解得15.如圖所示，長度為L=0.4m的輕繩，系一小球在豎直平面內(nèi)做圓周運動，小球的質(zhì)量為m=0.5kg，小球半徑不計，g取10m/s2，求：(1)小球剛好通過最高點時的速度大??；(2)小球通過最高點時的速度大小為4m/s時，繩的拉力大?。?3)若輕繩能承受的最大張力為45N，小球運動過程中速度大小的最大值。

【15題答案】【答案】(1)2m/s；(2)15N；(3)4m/s【解析】【詳解】(1)小球剛好通過最高點時，恰好只由重力完全提供向心力，故有解得(2)小球通過最高點時的速度大小為4m/s時，拉力和重力的合力提供向心力，有解得FT=15N(3)分析可知小球通過最低點時繩張力最大，在最低點由牛頓第二定律得將FT′=45N代入解得即小球的速度不能超過。16.已知地球質(zhì)量為M，萬有引力常量為G。將地球視為半徑為R、質(zhì)量均勻分布的球體。忽略地球自轉(zhuǎn)影響。（1）求地面附近的重力加速度g；（2）求地球第一宇宙速度v；（3