湖南省常德市汉寿县第一中学2022-2023学年高一物理下学期3月月考试题（Word版附答案）

湖南省常德市汉寿县第一中学2022-2023学年

高一下学期第一次月考物理试题

时量75分钟  总分100分

一、单选题

1．如图所示，有一种娱乐设施“魔盘”当“魔盘”高速旋转时，下列说法正确的是（　　）

A．当盘对人的摩擦力不足以提供人做圆周运动的向心力时，人会逐渐远离圆心

B．当盘对人的摩擦力不足以提供人做圆周运动的向心力时，人会逐渐靠近圆心

C．人受到的向心力的作用应该向中心靠拢

D．人受到的向心力的作用应该向边缘运动

2．如图所示，转笔深受广大中学生的喜爱，其中也包含了许多的物理知识。小李同学是转笔高手，能让笔绕其手上的某一点O做匀速圆周运动，下列叙述正确的是（　　）

A．笔杆上各点的线速度方向沿着笔杆指向O点

B．除了O点，笔杆上不同点的角速度大小是不一样的

C．笔杆上各点的线速度大小与到O点的距离成反比

D．笔杆上的点离O点越近，做圆周运动的向心加速度越小

3．如图所示，质量为的小物块在粗糙圆盘上随圆盘转动而做匀速圆周运动，物块相对圆盘始终静止，关于物块受力分析，以下正确的是（　　）

A．物块受重力、支持力、向心力作用 B．物块受重力、支持力、摩擦力作用

C．物块受重力、支持力、向心力作用 D．物块受重力、支持力作用

4．游戏是父子之间进行有效交流的方式之一，通过游戏的形式，能增进父子间的情感交流，同时父亲在游戏中的机智表现又能促使幼儿的心智和情感得到进一步的发展。如图甲爸爸抓住孩子的双手，使孩子离开地面做圆周运动，可以简化为一长为L的细线，拴一质量为m的小球，一端固定于O点，让小球在水平面内做匀速圆周运动的模型，如图乙所示。当摆线L与竖直方向的夹角为α时，下列说法正确的是（　　）

A．小球质量越大向心加速度越大 B．小球质量越大角速度越大

C．摆线L越长周期越大 D．摆线L越长线速度小

5．“投圈”游戏中的投圈可以看成是平抛运动。一位同学第一次刚好投中了一件物品，第二次想投中一件稍远一点的物品，他应该（　　）

A．在原投抛点增大一点投抛速度 B．在原投抛点减小一点投抛速度

C．在原投抛点上方增大2倍投抛速度 D．在原投抛点下方减小一点投抛速度

6．已知地球半径为R，月球半径为r，地球与月球之间的距离（两球中心之间的距离）为L。月球绕地球公转的周期为，地球自转的周期为，地球绕太阳公转周期为，假设公转运动都视为圆周运动，万有引力常量为G，由以上条件可知（　　）

A．月球运动的加速度为 B．月球的质量为

C．地球的密度为 D．地球的质量为

7．如图所示，建筑工人用轻质动滑轮和定滑轮将质量为m的货物匀速拉到高处，某时刻动滑轮两侧绳的夹角为θ，人竖直向下拉绳的速度为v。设物体向上匀速运动的速率为u，不计一切摩擦和阻力，则（　　）

A．货物匀速上升的速率为

B．货物匀速上升的速率为

C．为使货物匀速上升，则人需要匀速拉绳

D．为使货物匀速上升，则入需要加速拉绳

二、多选题

8．如图所示，两人各自用吸管吹黄豆，甲黄豆从吸管末端P点水平射出的同时乙黄豆从另一吸管末端M点斜向上射出，经过一段时间后两黄豆在N点相遇，曲线1和2分别为甲、乙黄豆的运动轨迹。若M点在P点正下方，M点与N点位于同一水平线上，且PM长度等于MN的长度，不计空气阻力，可将黄豆看成质点，则（    ）

A．甲黄豆在P点的速度与乙黄豆在最高点的速度不相等

B．两黄豆相遇时甲的速度与水平方向的夹角的正切值为乙的两倍

C．两黄豆相遇时甲、乙的速度大小之比为：

D．若仅改变乙黄豆从M点射出时的速度方向，则当其运动到MN所在水平面时，可能位于N点的右侧

9．如图是某行星绕太阳运行的椭圆轨道示意图，下列说法正确的是（　　）

A．太阳处在椭圆轨道的一个焦点上

B．图中行星与太阳的连线在相等的时间内扫过的面积相等

C．对于任意一个行星，在近日点的速率小于在远日点的速率

D．距离太阳越远的行星运行周期越长

10．如图所示，在匀速转动的水平盘上，沿半径方向放着用细线相连的质量为m的两个物体A和B，它们分居圆心两侧，与圆心距离分别为，，A和B与盘间的动摩擦因数分别为和，当圆盘转速加快到两物体刚好还未发生滑动时，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。下列说法错误的是（　　）

A．此时A所受摩擦力方向沿半径指向圈外

B．此时烧断绳子，A仍相对盘静止，B将做离心运动

C．此时绳子张力为

D．此时圆盘的角速度为

11．如图所示，三个质点a、b、c的质量分别为、、M（M远大于及），在万有引力作用下，a、b在同一平面内绕c沿逆时针方向做匀速圆周运动，已知a、b运动的周期之比为，下列说法中正确的有（　　）

A．a、b轨道半径之比为

B．a、b轨道半径之比为

C．从图示位置开始，在b转动一周的过程中，a、b、c共线次

D．从图示位置开始，在b转动一周的过程中，a、b、c共线次

三、实验题

12．小明用如图甲所示的装置“研究平抛运动及其特点”，他的实验操作是：在小球、处于同一高度时，用小锤轻击弹性金属片使球水平飞出，同时球被松开。

（1）他观察到的现象是：小球、 ___________填“同时”或“先后”落地；

（2）如图乙，为了能较准确地描绘运动轨迹，下面列出了一些操作要求，正确的是___________

A．调节斜槽使其末端保持水平

B．每次释放小球的位置可以不同

C．每次释放小球的速度可以不同

D．将小球的位置记录在纸上后，取下纸，用直尺将点连成折线

（3）小明用图乙所示方法记录平抛运动的轨迹，如图丙所示，小方格的边长均为取，则小球水平抛出的初速度的大小为___________，若A点坐标为（0，0），则小球抛出点的坐标为___________为单位）。

13．如图所示是“DIS向心力实验器”，当质量为的砝码随旋转臂一起在水平面内做圆周运动时，所需的向心力可通过牵引杆由力传感器测得；旋转臂另一端的挡光杆每经过光电门一次，通过力传感器和光电门就同时获得一组向心力F和挡光时间的数据。

（1）用游标卡尺测得挡光杆的宽度为，某次旋转过程中挡光杆的旋转半径为，经过光电门时的挡光时间为，则角速度________。

（2）保持挡光杆的旋转半径不变，以F为纵坐标，以________（选填“”、“”、“”或“”为横坐标，可在坐标纸中描出数据点作一条直线。作出的直线斜率，由此可得砝码做圆周运动的半径为________（结果保留2位有效数字）。

四、解答题

14．如图所示，高为、倾角为的斜面AB放置在水平地面上，左侧高台上有一人向斜面多次投掷小球以练习准确性，小球每次出手时的速度方向都是水平向右，出手点位于高台边缘且距地面高度为2H，重力加速度g取，忽略空气阻力。

（1）如果斜面底端A点到高台的水平距离也为H，为了使小球能够投掷到斜面上，求小球的初速度的取值范围；

（2）如果落在A点的小球与落在B点的小球速度大小相等，求A点距高台的水平距离。

15．人造地球卫星P绕地球球心做匀速圆周运动，距地球球心的距离为，地球的质量为，引力常量为，求：

（1）卫星P绕地球运行周期；

（2）现有另一地球卫星Q，Q绕地球运行的周期是卫星P绕地球运行周期的8倍，且P、Q的运行轨迹位于同一平面内，如图所示，求卫星P、Q在绕地球运行过程中，两星间相距最近时的距离多大；

（3）若第（2）问的卫星Q与卫星P在某时刻相距最近，求P、Q再次相距最近所需的最短时间。

16．如图所示，在水平桌面上离桌面右边缘处放着一质量为的小铁球（可看作质点），运动过程中铁球与水平桌面间的摩擦力为0.2N。现用水平向右推力作用于铁球，作用一段时间后撤去。铁球继续运动，到达水平桌面边缘A点飞出，恰好落到竖直圆弧轨道BCD的B端沿切线进入圆弧轨道，且铁球恰好能通过圆弧轨道的最高点D。已知，A、B、C、D四点在同一竖直平面内，水平桌面离B端的竖直高度，圆弧轨道半径，C点为圆弧轨道的最低点，求：（取）

（1）铁球运动到圆弧轨道最高点D点时的速度大小vD；

（2）铁球运动到B点时的速度大小以及此时轨道对铁球的支持力大小；

（3）水平推力F作用的时间t。

参考答案：

1．A

【详解】CD．人做圆周运动，靠静摩擦力提供向心力，当提供的力小于所需要的力，做离心运动，当提供的力大于所需要的力，做近心运动。向心力不是物体受到的力，CD错误；

AB．人随圆盘做圆周运动，靠静摩擦力提供向心力，当转速较大时，静摩擦力不够提供向心力，人将做离心运动，A正确、B错误。

故选A。

2．D

【详解】A．笔杆上各点的线速度方向垂直于笔杆，沿运动轨迹的切线方向，A错误；

B．除了O点，笔杆上不同点的角速度大小相同，B错误；

C．根据

可知笔杆上各点的线速度大小与到O点的距离r成正比，C错误；

D．根据

可知笔杆上的点离O点越近，做圆周运动的向心加速度越小，D正确。

故选D。

3．B

【详解】A C．受力分析不能分析向心力，AC错误；

B D．物块受重力、支持力、摩擦力作用。B正确，D错误。

故选B。

4．C

【详解】对小球受力分析可得

解得

所以向心加速度、角速度与小球质量无关；摆线L越长，周期越大，线速度越大。

故选C。

5．A

【详解】AB．平抛运动水平方向是匀速直线运动，竖直方向是自由落体运动，则

，

解得

第二次想投中一件稍远一点的物品，他应该在原投抛点增大一点投抛速度，故A正确，B错误；

C．第二次想投中一件稍远一点的物品，他应该在原投抛点上方减小投抛速度，故C错误；

D．第二次想投中一件稍远一点的物品，他应该在原投抛点下方增大投抛速度，故D错误。

故选A。

6．A

【详解】由月球绕地球做圆周运动有

解得

故A正确；

B．根据万有引力定律而列出的公式可知月球质量将会约去，所以无法求出，故B错误；

CD．由月球绕地球做圆周运动有

求得地球质量

又知体积

则密度为

故CD错误。

故选A。

7．A

【详解】AB．滑轮在极短时间内上升的距离为

作出示意图，如图所示

此极短时间内人收绳的长度为

解得

A正确，B错误；

CD．根据上述有

可知，当货物上升过程，锐角增大，u一定时，v减小，即为使货物匀速上升，则人需要减速拉绳，CD错误。

故选A。

8．BC

【详解】A．甲黄豆在P点的速度与乙黄豆在最高点的速度都等于各自运动过程中水平方向的分速度，而二者整个运动过程的水平位移和时间均相同，所以水平分速度相等，则甲黄豆在P点的速度与乙黄豆在最高点的速度相等，故A错误；

B．设PM=MN=h，甲、乙两黄豆自射出后经时间t相遇，则有

对于乙黄豆，根据斜抛运动的对称性可知其从最高点（设为Q）到N的运动时时间为，Q、N两点之间的水平距离为，竖直距离为

根据平抛运动规律的推论可知，甲黄豆到达N点时速度方向与水平方向的夹角α1的正切值为位移方向与水平方向的夹角θ1的正切值的2倍，即

乙黄豆到达N点时速度方向与水平方向的夹角α2的正切值为相对于Q点的位移方向与水平方向的夹角θ2的正切值的2倍，即

所以

故B正确；

C．根据B项分析，设甲、乙两黄豆在N点时的水平分速度大小均为v0，速度大小分别为v1、v2，则根据速度的合成规律，有

所以

故C正确；

D．而当速度一定时，斜抛物体的射程为

当θ=45°时射程最远，由以上分析可知，乙黄豆射出时速度方向与水平方向的夹角为45°，此时射程最远，则当仅改变乙黄豆从M点射出时的速度方向，则当其运动到MN所在水平面时，一定位于N点的左侧，选项D错误。

故选BC。

9．ABD

【详解】A．根据开普勒第一定律，所有行星绕太阳运动的轨道均为椭圆，太阳处在椭圆轨道的一个焦点上，故A正确；

B．根据开普勒第二定律，某一行星与太阳的连线在相等的时间内扫过的面积相等，故B正确；

C．对于任意一个行星，在近日点的速率大于在远日点的速率，故C错误；

D．根据开普勒第三定律，距离太阳越远的行星，轨道的半长轴越大，所以运行周期越长，故D正确。

故选ABD。

10．BC

【详解】两物块A和B随着圆盘转动时，始终与圆盘保持相对静止。当圆盘转速加快到两物体刚好还未发生滑动时，AB都到达最大静摩擦力，由牛顿第二定律求出A、B两物块与圆盘保持相对静止的最大角速度及绳子的拉力。两物块A和B随着圆盘转动时，合外力提供向心力，则

B的半径比A的半径大，所以B所需向心力大，绳子拉力相等，所以当圆盘转速加快到两物体刚好还未发生滑动时，B的静摩擦力方向指向圆心，A的最大静摩擦力方向指向圆外，根据牛顿第二定律得

解得

故AD正确；

此时烧断绳子，AB的最大静摩擦力均不足以提供向心力，则AB均做离心运动，故B错误。

此题选择错误的选项，故选BC。

11．BD

【详解】AB．根据万有引力公式可得

，

联立解得

A错误，B正确；

CD．设每隔时间t，ab共线一次，可得

b转动一周的过程中，a、b、c共线的次数为

C错误，D正确。

故选BD。

12．     同时     A     1.5     (，)

【详解】（1）[1]他观察到的现象是：小球A、B同时落地；

（2）[2] A．调节斜槽使其末端保持水平，以保证小球能做平抛运动，选项A正确；

BC．每次释放小球的位置必须相同，以保证小球做平抛运动的速度相同，选项BC错误；

D．将小球的位置记录在纸上后，取下纸，用平滑的曲线连接各点，选项D错误。

故选A。

（3）[3]竖直方向根据

可得

则小球做平抛运动的初速度为

[4]小球在B点时竖直方向的分速度为

则可得小球从起抛点到B点时的时间为

设起抛点的位置坐标为可得小球从起抛点到B点的水平距离为

可得

小球从起抛点到B点的竖直距离为

求得

故起抛点的位置坐标为。

13．     8.0          0.14

【详解】（1）挡光杆的宽度，在挡光过程的极短时间内，挡光杆的平均线速度为

因为时间极短，可以认为此平均速度大小等于挡光杆的瞬时线速度的大小。

挡光杆的旋转半径，则其角速度

（2）[1]由上可知，挡光杆的挡光时间与挡光杆旋转角速度之间的关系为

砝码与挡光杆具有相同的角速度，设砝码旋转半径为r，根据向心力公式有

所以，F与成线性关系，以F为纵坐标，以为横坐标，相关数据点应可拟合得到一条直线。

[2]直线斜率

解得

14．（1）；（2）

【详解】（1）当初速度为时，小球经时间落到点，则有

解得

当初速度为时，小球经时间落到点，则有

解得

为使得小球能够投掷到斜面上，小球的初速度应介于、之间，即

（2）设A点距高台的水平距离为，落在和的小球初速度分别为、，则对于落在点的小球有

对于落在点的小球有

落在A点的小球与落在B点的小球速度大小相等，则有

解得

15．（1）；（2）；（3）或

【详解】（1）对卫星P有

解得

（2）根据开普勒第三定律有

两星间相距最近时的距离

解得

（3）令P、Q再次相距最近所需的最短时间为，若两卫星同向转动，则有

解得

若两卫星反向转动，则有

解得

16．（1）m/s；（2）5m/s，5.8N；（3） 0.6s

【详解】（1）小球恰好通过D点时，重力提供向心力，由牛顿第二定律可得

可得

（2）小球从A点到B点的过程中做平抛运动，根据平抛运动规律有

解得

小球沿切线进入圆弧轨道，则

小球在B点的向心力由支持力和重力在半径方向的分力的合力提供，则有

（3）小球从A点到B点的过程中做平抛运动，水平方向的分速度不变，可得

小球在水平面上做加速运动时

可得

小球做减速运动时

可得

由运动学的公式可知最大速度

又

联立可得