四川省成都市郫都区名校2022-2023学年高一下学期3月月考物理试题（PDF版含答案）

高一物理月考试卷
考试时间 90 分钟，满分 100 分
一、单选题（共 8 小题，每题 3 分，共 24 分）
1. 如图所示，两根长度相同的细线分别系有两个完全相同的小球，细线的上端都系于 O
点，设法让两个小球均在水平面上做匀速圆周运动．已知 L1跟竖直方向的夹角为 60°，
L2跟竖直方向的夹角为 30°，下列说法正确的是( )
A．细线 L1和细线 L2所受的拉力之比为 3∶1
B．小球 m1和 m2的角速度大小之比为 3∶1
C．小球 m1和 m2的向心力大小之比为 1∶3
D．小球 m1和 m2的线速度大小之比为 3 3∶1
2. 铁路在弯道处的内外轨道高度是不同的，已知内外轨道平面与水平面的夹角为
θ，如图所示，弯道处的圆弧半径为 R，若质量为 m的火车转弯时速度大于 tan ，
则( )
A. 这时内轨对内侧车轮轮缘有挤压
B. 这时铁轨对火车的支持力等于cos
C. 这时铁轨对火车的支持力小于cos
D. 这时铁轨对火车的支持力大于cos
3．长度为 L 1.0m的轻质细绳 OA，A端有一质量为m 2.0kg的小球，如图所示。若小
球通过最高点时绳上的拉力大小为 20N，则通过最高点时小球的速率是（g取10m/s2）
（ ）
A． 2 5m/s
B． 10m/s
C． 4 5m/s
D． 3 5m/s
4．下列对天体的认识正确的是（ ）
m m
A．由 F G 1 2 可知，两物体间距离 r增大时，它们间的引力减小，距离 r趋于无穷
r 2
大时，万有引力将趋于零
B．开普勒行星运动三定律只适用于行星绕太阳的运动，不适用于卫星绕行星的运动
C．宇宙飞船内的宇航员处于失重状态是由于没有受到重力的作用
D．根据开普勒第二定律可知，行星在近日点的速度小于在远日点的速度
试卷第 1页，共 8页
5．如图所示为皮带传动装置，轴O1上两轮的半径分别为 4r和 r，轴O2上轮的半径为
3r，A、B、C分别为轮缘上的三点，皮带不打滑，下列说法正确的是（ ）
A．A、B、C三点周期之比TA :TB :TC 1:1: 4
B．A、B、C三点线速度之比 vA : vB : vC 4 :1: 3
C．A、B、C三点角速度之比 A : B : C 4 : 4 :1
D．A、B、C三点加速度之比aA : aB : aC 12 : 3 :1
6．如图所示，洗衣机的圆形滚筒可绕水平轴沿逆时针方向转动。用该洗衣机对衣物进
行脱水，当湿衣服贴着滚筒内壁随滚筒一起做匀速圆周运动时，下列分析正确的是
（ ）
A．当衣服到达最高点时，水最容易脱离衣服
B．当衣服到达最右侧的位置向上运动时，衣服可能不受摩
擦力的作用
C．当衣服到达最低点时，衣服受到的合力最大
D．衣服到达最低点时受到的弹力一定大于在其他位置受到的弹力
7．如图所示，为地球沿椭圆轨道绕太阳运动过程中的五个位置，分别对应我国的五个
节气，下列说法正确的是（ ）
A．夏至时地球公转的速度最大
B．冬至到夏至，地球公转的速度先增大再减小
C．从冬至到春分的时间小于地球公转周期的四分之一
D．从冬至到春分的时间等于春分到夏至的时间
8．2022年11月27日，我国在西昌卫星发射中心使用“长征二号”丁运载火箭，成功将“遥
感三十六号”卫星发射升空，卫星顺利进入预定轨道，发射任务获得圆满成功。若已知
该卫星在预定轨道上绕地球做匀速圆周运动，其线速度大小为v，角速度大小为 ，引
力常量为G，则地球的质量为（ ）
v3 2 3 2A． 2 B
v
． C v v． D．
G G G G 2
试卷第 2页，共 8页
二、多选题（共 5 小题，每题 4 分，共 20 分。每题有多个选项，选全得 4 分，选对但
不全得 2 分。）
L
9．如图所示，长为 L的悬线固定在 O点，在 O点正下方有一钉子 C，O、C的距离为 ，
2
把悬线另一端的小球 A拉到跟悬点在同一水平面处无初速度释放，小球运动到悬点正下
方时悬线碰到钉子，则小球的（ ）
A．线速度突然增大为原来的 2倍 B．角速度突然增大为原来的 2倍
C．向心力突然增大为原来的 2倍 D．向心力突然增大为原来的 4倍
10．如图甲所示，轻杆一端固定在 O点，另一端固定一小球，现让小球在竖直平面内
做半径为 R的圆周运动，小球运动到最高点时，杆与小球间弹力大小为 FN，小球在最
高点的速度大小为 v，其 FN-v2图像如图乙所示，则（ ）
aR
A．小球的质量为
b
R
B．当地的重力加速度大小
b
C． v2 c时，在最高点杆对小球的弹力方向向上
D． v2 2b时，在最高点杆对小球的弹力大小为 a
11．如图所示，一倾斜的匀质圆盘可绕通过圆心、垂直于盘面的固定轴以不同的角速度
匀速转动，盘面上离转轴距离为 l＝5cm处有一可视为质点的小物体始终相对静止在圆
3
盘上。已知物块与盘面间的动摩擦因数为 ，盘面与水平面的夹角 30 ，重力加速
2
度大小为 g 10m/s2 ，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，下列说法正确的是（ ）
试卷第 3页，共 8页
A．小物体运动到最高点时所受静摩擦力可能为零
B．小物体运动过程中静摩擦力方向始终都是通过圆盘中心，但不一定指向圆盘中心，
也可能是背离圆盘中心
C．圆盘做匀速圆周运动，小物体运动到与圆盘圆心等高点时摩擦力方向并不指向圆盘
中心
D．若要小物体与圆盘始终保持相对静止，圆盘角速度的最大值为5 2rad / s
12．2021 年 5 月 15 日，天问一号火星探测器所携带的祝融号火星车及其着陆组合体
成功着陆于火星，这标志着我国首次火星探测任务火星车着陆火星取得圆满成功。假设
火星为质量分布均匀的球体，已知火星质量是地球质量的 a 倍，火星半径是地球半径
的 b倍，地球表面的重力加速度为 g，质量均匀的球壳对其内部物体的引力为零， 则
（ ）
ag
A．火星表面重力加速度为
b2
B b
2g
．火星表面重力加速度为
a
C 1
ag
．火星表面正下方距表面距离为火星半径 2 处的重力加速度为 2b2
1 agD．火星表面正下方距表面距离为火星半径 2 处的重力加速度为 4b2
13．如图所示，三个完全相同的物体 A、B和 C放在水平圆盘上，它们分居圆心两侧，
用两根不可伸长的轻绳相连。物块质量均为 1kg，与圆心距离分别为 rA、 rB和 rC，其中
rA rC 且 rA 1.5m 。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，当圆盘以不同角速度ω绕轴 OO＇
匀速转动时，A、B绳中弹力T 21和 B、C绳中弹力T2随 的变化关系如图所示，取
g 10m / s 2，下列说法正确的是（ ）
试卷第 4页，共 8页
A．物体 B与圆心距离 rB 1m ，rc 2m
B．物体与圆盘间的动摩擦因数 0.2
C．当角速度为 1rad/s时，圆盘对 A的静摩擦力方向背离圆心
D．当角速度为 2 rad/s时，A、B恰好与圆盘发生滑动
第 II 卷（非选择题）
三、实验题
14．（8分）
（1）如图所示，小铁球 A、B完全相同，用小锤打击弹性金
属片，金属片把球 A沿水平方向弹出，同时 B球被松开，自
由下落，观察到两球同时落地，改变小锤打击的力度，即改变
球 A被弹出时的速度，两球仍然同时落地，改变装置与地面间
距离，重复上述实验，两球仍然同时落地，根据此实验探究平
抛运动的特点，可得到的结论是( )
A．平抛运动在竖直方向的分运动是自由落体运动
B．平抛运动在水平方向的分运动是匀速直线运动
C．平抛运动可以分解为竖直运动和水平运动
（2）应用如图所示实验装置探究平抛运动的特点，下列关于此实验的说法正确的是
( )
A．斜槽轨道必须光滑
试卷第 5页，共 8页
B．斜槽轨道末端可以不水平
C．应使小球每次从斜槽上相同的位置自由滑下
D．要使描出的轨迹更好地反映真实运动，记录的点应适当多一些
（3）下图为某同学在做平抛运动实验时得出的小球的运动轨迹，a、b、c三点表示小
球运动过程中经过的三个位置，g取10m/s2，空气阻力不计，则小球做平抛运动的初速
度为________m/s，抛出点坐标________（以 cm为单位）。
15．（6分）
用如图所示的实验装置来探究小球作圆周运动所需向心力的大小 F与质量 m、角速度
和半径 r之间的关系，转动手柄使长槽和短槽分别随变速轮塔匀速转动，槽内的球就做
匀速圆周运动。横臂的挡板对球的压力提供了向心力，球对挡板的反作用力通过横臂的
杠杆作用使弹簧测力筒下降，从而露出标尺，标尺上的红白相间的等分格显示出两个小
球所受向心力的比值。某次实验图片如下，请回答相关问题：
（1）在研究向心力的大小 F与质量 m、角速度 和半径 r之间的关系时，我们主要用
到了物理学中___________的方法；
A．理想实验法 B．等效替代法 C．控制变量法
（2）图中是在研究向心力的大小 F与___________的关系。
A．质量 m B．角速度 C．半径 r
（3）若图中标尺上红白相间的等分格显示出两个小球所受向心力的比值为 4 :9，运用
圆周运动知识可以判断与皮带连接的变速轮塔对应的半径之比为___________。(假设这
样的实验装置存在)
A．1: 4 B． 2 :1 C．3: 2 D．1:1
试卷第 6页，共 8页
四、解答题（4 小题，共 42 分）
16．(8分)如图所示，宇航员站在某质量分布均匀的星球表面一斜坡上 P点沿水平方向
以初速度 v0抛出一个小球，测得小球经时间 t落到斜
坡上另一点Q，斜面的倾角为 ，已知该星球半径
为 R，万有引力常量为G，求：
（1）该星球表面的重力加速度；
（2）该星球的密度；
17．（8分）如图所示，质量为m 2kg的小球在竖直平面内的光滑圆形轨道内侧运动，
小球经过最高点时恰好不脱离轨道的速度 v0 2m / s，重力加速度大小为 g 10m / s 2。
求：
（1）圆形轨道半径 r。
（2）若小球经过轨道最高点时对轨道的压力为 60N，此时小球的速度。
（3）若小球以 2 5m / s 经过轨道最低点时，小球对轨道的压力。
18．（12分）万有引力定律揭示了天体运动规律与地上物体运动规律具有内在的一致性。
用弹簧测力计称量一个相对于地球静止的物体的重力，随称量位置的变化可能会有不同
结果。已知地球质量为 M，自转周期为 T，引力常量为 G。将地球视为半径为 R、质量
分布均匀的球体，不考虑空气的影响。设在地球北极地面称量时，弹簧测力计的读数是
F0。若在北极上空高出地面 h处称量，弹簧测力计读数为 F1，
F
1 1（ ）求比值 F 的表达式，并就 h 2.0%R的情形算出具体数值（计算结果保留两位有0
效数字）。
F F
（2 0 2）若在赤道表面称量时，弹簧测力计读数为 F2，求比值 F 的表达式；0
（3）设想地球绕太阳公转的圆周轨道半径 r减小为现在的 8.0%、太阳半径 Rs减小为现
在的 2.0%和地球的半径 R减小为现在的 4.0%，而太阳和地球的密度均匀且不变。仅考
虑太阳与地球之间的相互作用，以现实地球的 1年为标准，计算“设想地球”的 1年将变
为多长？
试卷第 7页，共 8页
19．(14分)2022年北京冬奥会上，中国花样滑冰队的隋文静、韩聪不负众望，在双人滑
项目上强势夺冠，这也是中国队时隔 12年之后再次登上奥运会最高领奖台。该项目有
一项技术动作叫双人螺旋线，如图（a）所示，以男选手成为轴心，女选手围绕男选手
旋转。将这一情景抽象成，如图（b）所示：一细线一端系住一小球，另一端固定在一
竖直细杆上，小球以一定大小的速度随着细杆在水平面内作匀速圆周运动，细线便在空
中划出一个圆锥面，这样的模型叫“圆锥摆”。圆锥摆是研究水平面内质点作匀速圆周运
动动力学关系的典型特例。小球（可视为质点）质量为 m，细线 AC长度为 L，重力加
速度为 g。（sin370=0.6,cos370=0.8，计算结果可用根号或分数表示）
（1）在紧贴着小球运动的水面上加一光滑平板，使球在板上作匀速圆周运动，此时细
线与竖直方向所成夹角为θ，如图（c）所示，当小球的角速度ω大于某一值ω1时，小球
将脱离平板，则ω1为多大？
（2）撤去光滑平板，让小球在空中旋转，再用一根细线，同样一端系在该小球上，另
一端固定在细杆上的 B点，且当两条细线均伸直时，如图（e）所示，各部分长度之比
| AB |:| AC |:|BC | 5: 4 : 3 2g。则当小球以 2 匀速转动时，两细线的对小球的拉力3L
大小分别多大？
3 5g（ ）在（2）情境下，当小球以 3 匀速转动时，两细线对小球的拉力大小分别2L
为多大？
试卷第 8页，共 8页
参考答案：
选择题部分
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
答案 A D A A D D C C BC AD CD AC AD
实验题部分
14. （1）A （2）CD （3）2m/s （-10cm,-1.25cm）
15. （1）C （2）B （3）C
2v tan 3v tan
16．（1） 0 ；（2） 0 ；
t 2GR t
【详解】（1）设该星球表面的重力加速度为 g，根据平抛运动规律，水平方向
x=v0t
竖直方向
y 1 gt2
2
平抛位移与水平方向的夹角的正切值
tan y
x
解得
g 2v0 tan
t
（2）在星球表面万有引力等于重力
G Mm2 mgR
该星球的密度
M M
V 4 R3
3
解得
3v0 tan
2GR t
17．（1）0.4m；（2）4m / s；（3）120N
【详解】（1）小球经过最高点时恰好不脱离轨道，重力提供向心力，根据牛顿第二定律有
2
mg =m v0
r
代入数据解得
r 0.4m
答案第 1页，共 3页
（2）若小球经过轨道最高点时对轨道的压力为 60N时，根据牛顿第二定律有
2
F mg m v 1
r
代入数据解得
v1 4m/s
（3）若小球以 2 5m / s 经过轨道最低点时，根据牛顿第二定律有
2
F mg m v2
r
代入数据解得
F 120N
根据牛顿第三定律可知小球对轨道的压力大小为 120N，方向竖直向下。
F 21 R 0.96 F0 F2 4πR
3
18．（1） 2 ；（2） 2 ；（3）“设想地球”的 1年与现实地球的F0 (R h) F0 GMT
8年时间相同
【详解】（1）在地球北极点不考虑地球自转，则秤所称得的重力则为其万有引力，于是
F Mm0 G R 2
F G Mm1 (R h)2
解得
F1 R
2
2 =0.96F0 R h
（2）在赤道表面称量，弹簧测力计读数为 F2
F Mm Mm 4
2
2 G 2 m
2R G 2 m 2 RR R T
解得
F0 F2 4πR
3

F0 GMT
2
（3）设太阳的质量 Ms，根据万有引力定律，有
M M 4 2G S
r2
M
T 2
r
解得
答案第 2页，共 3页
2 3
T 4 r
GM s
又因为
M s V
4
R 3
3 s
解得
T 3 r
3

G R 3s
从上式可知“设想地球”的 1年与现实地球的 8年时间相同。
19．（1 g） 1 ；（2）T
2 3
AC mg ，T
17 3
Lcos BC
0（3）TAC= mg T = mg
3 10
BC 5
【详解】（1）当平板对小球支持力为零时，小球恰好脱离平板，此时重力和绳子拉力的合力
提供向心力，根据牛顿第二定律得
mgtan m 21L sin
解得
g1 Lcos
（2）当细线 BC恰好伸直时，有几何关系得，AC与竖直方向所成夹角为 37°，同理可得，
此时小球的角速度为
g 5g
Lcos37 4L
则
2g
时细线 BC未伸直，即TBC 0，设此时细线 AC与竖直方向的夹角为β，由上3L
得
g
Lcos
解得
cos g 3
L 2 2
根据平衡条件得
T mg 2 3AC mgcos 3
答案第 3页，共 3页