山东省聊城颐中外国语学校2022-2023学年高一下学期4月月考物理试题（Word版含答案）

颐中外国语学校2022-2023学年高一下学期4月月考
物理试题
本试题共4页，满分100分，考试时间90分钟，所有试题的答案均在答题卡的指定位置作答，在试卷上作答不得分．
第Ⅰ卷（选择题）
一、单项选题：本题共15个小题，每小题3分，共45分．每小题只有一个选项符合题目要求．
1．匀速圆周运动是一种（ ）．
A．匀速运动 B．匀加速运动 C．匀加速曲线运动 D．变加速曲线运动
2．做匀速圆周运动的物体，不变的物理量是（ ）．
A．线速度 B．周期 C．向心加速度 D．向心力
3．一辆电动玩具小车，可以在水平桌面上做匀速直线运动．现将小车用轻绳系在水平桌面上O点，如图所示的轻绳的长为L，小车转一圈的时间为t．小车角速度大小可表示为（ ）．
A． B． C． D．
4．自行车靠一条链子将两个齿轮连接起来，一辆自行车的齿轮转动示意图如图所示，、是自行车的两个转动齿轮1和2的中心，A和B分别是齿轮1和齿轮2边上一点，其中齿轮1上有一点C，C点到齿轮1中心的距离为齿轮1半径的一半，则（ ）．
A．A点和B点的线速度相同 B．B点和C点的向心加速度相等
C．B点和C点的线速度大小之比为 D．B点和C点的向心加速度之比为
5．如图所示，用长为L的细线拴住一个质量为m的小球，使小球在水平面内做匀速圆周运动，细线与竖直方向的夹角为，重力加速度为g，关于小球的受力情况，下列说法正确的是（ ）．
A．小球受到重力、细线的拉力和向心力三个力
B．向心力由细线对小球的拉力提供
C．向心力的大小等于细线对小球拉力的水平分力
D．向心力的大小等于
6．如图是生活中的圆周运动实例，下列选项说法正确的是（ ）．
A．图甲中，火车转弯超过规定速度行驶时，内轨对轮缘会有挤压作用
B．图乙中，汽车通过拱桥的最高点时，无论汽车速度多大，汽车对桥始终有压力
C．图丙中，汽车通过凹形路面的最低点时受到的支持力大于重力
D．图丁中，“水流星”可以在竖直平面内以任意大小的速度做完整的圆周运动
7．如题图所示，两个质量相同的小球A、B用长度不等的细线拴在同一点，并在离地面某一高度的同一水平面内做匀速圆周运动，则小球A、B的（ ）．
A．细线对A球的拉力大于对B球的拉力
B．A球的向心加速度等于B球的向心加速度
C．A球的角速度小于B球的角速度
D．A球的线速度小于B球的线速度
8．一质量为的汽车在水平公路上行驶，路面对轮胎的径向最大静摩擦力为，当汽车经过半径为的弯道时，下列判断正确的是（ ）．
A．汽车转弯时所受的力有重力、弹力、摩擦力和向心力
B．汽车转弯的速度为时所需的向心力为
C．汽车转弯的速度为时汽车不会发生侧滑
D．汽车能安全转弯的向心加速度可以超过
9．国产科幻巨作《流浪地球》开创了中国科幻电影的新纪元，引起了人们对地球如何离开太阳系的热烈讨论．其中有一种思路是不断加速地球使其围绕太阳做半长轴逐渐增大的椭圆轨道运动，最终离开太阳系．假如其中某一过程地球刚好围绕太阳做椭圆轨道运动，地球到太阳的最近距离仍为R，最远距离为（R为加速前地球与太阳间的距离），则在该轨道上地球公转周期将变为（ ）．
A．8年 B．6年 C．4年 D．2年
10．假设地球是一个球体，其半径为R．某航天器距地面的距离为R时，它们的相互作用力为F，当航天器距地面的距离为时，则它们的相互作用力大小为（ ）．
A． B． C． D．
11．如图所示，同一质量为m物块分别沿三条不同的轨道由A点滑到同一水平面上，其中轨道1是粗糙的，轨道2、3是光滑的，A离地面的高度为H，则（ ）．
A．沿轨道1下滑重力做功最多
B．沿轨道2下滑重力做功等于
C．沿轨道3下滑重力势能改变量为
D．沿三条轨道下滑重力势能改变量都为
12．如图所示，物体在大小为、方向与水平地面成角的拉力F作用下，内水平向右运动，此过程中拉力F对物体做的功和平均功率分别是（ ）．
A．、 B．、 C．、 D．、
13．假设在轨运行的“高分一号”卫星、同步卫星和月球都绕地球做匀速圆周运动，它们在空间的位置示意图如图所示．下列有关“高分一号”卫星的说法正确的是（ ）．
A．其发射速度可能小于
B．绕地球运行的角速度比月球绕地球运行的角速度小
C．绕地球运行的周期比同步卫星绕地球运行的周期小
D．在运行轨道上完全失重，重力加速度为0
14．“轨道康复者”航天器可在太空中给“垃圾”卫星补充能源，延长卫星使用寿命．如图所示，“轨道康复者”航天器在圆轨道1上运动，一颗能源即将耗尽的地球同步卫星在圆轨道3上运动，椭圆轨道2与圆轨道1、3分别相切于Q点和P点，则下列说法正确的是（ ）．
A．卫星若要由轨道1进入轨道2，需要在Q点加速
B．卫星在轨道3上的速率大于在轨道1上的速率
C．根据可知“轨道康复者”在轨道1上经过Q点时的加速度大于在轨道2上经过Q点时的加速度
D．“轨道康复者”在三个轨道上的正常运行的周期满足
15．2022年11月30日，我国六名航天员在空间站首次“太空会师”，向世界展示了中国航天工程的卓越能力．载人空间站绕地运动可视为匀速圆周运动，已知空间站距地面高度为h，运行周期为T，地球半径为R．忽略地球自转，则（ ）．
A．空间站的线速度大小为 B．地球的质量可表示为
C．地球表面重力加速度为 D．空间站的向心加速度大小为
二、多项选择题：本题共5个小题，每小题4分，共20分．每题有多个选项符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或者不选的得0分．
16．有关圆周运动的基本模型如图所示，下列说法正确的是（ ）．
A．甲图火车转弯超过规定速度行驶时，外轨对轮缘会有挤压作用
B．乙图中汽车通过凹形桥的最低点时，速度越大，汽车对桥面的压力越小
C．丙图光滑固定的竖直倒立圆锥筒内在不同水平面做匀速圆周运动的两小球，周期相同
D．丁图直径刚好略小于管的内径的小球在竖直放置的光滑管型轨道中能做完整圆周运动，在最高点小球的最小速度可以为零
17．如图所示，长为的轻杆一端固定质量为m的小球（可视为质点），另一端与水平转轴（垂直于纸面）于O点连接．现使小球在竖直面内绕O点做匀速圆周运动，已知转动过程中轻杆对小球的最大作用力为，轻杆不变形，重力加速度．下列判断正确的是（ ）．
A．小球转动的角速度为
B．小球通过最高点时对杆的作用力为零
C．转动过程中杆对小球的作用力总是沿杆的方向
D．若将题目中的杆换成绳，则小球不能完成圆周运动
18．金星是夜空中最亮的行星，也叫启明星，《诗经·小雅·大东》中写道：“东有启明，西有长庚．”已知金星绕太阳公转的周期约为224天，可以判定（ ）．
A．金星的质量大于地球的质量 B．金星的轨道半径大于地球的轨道半径
C．金星公转的线速度大于地球公转的线速度 D．金星的向心加速度大于地球的向心加速度
19．2022年6月5日，神舟十四号载人飞船成功对接空间站，在神舟十四号任务期间，中国空间站将建成国家太空实验室．中国空间站在离地高度约为轨道运行，在轨运行时，可看成做匀速圆周运动．已知地球半径，地球表面重力加速度，引力常量，地球同步卫星离地面高度约为，下列说法正确的是（ ）．
A．中国空间站在轨运行的线速度大于
B．中国空间站运行的角速度大于地球同步卫星运行的角速度
C．根据题中已知条件可求出中国空间站的质量
D．根据题中已知条件可求出中国空间站的运行周期
20．在银河系中，双星的数量非常多，估计不少于单星．研究双星，对于了解恒星形成和演化过程的多样性有重要的意义．如图所示为由A、B两颗恒星组成的双星系统，A、B绕连线上一点O做圆周运动，测得A、B两颗恒星间的距离为L，恒星A的周期为T，其中一颗恒星做圆周运动的向心加速度是另一颗恒星的2倍，则（ ）．
A．恒星B的周期为T B．恒星A的向心加速度是恒星B的2倍
C．A、B两颗恒星质量之比为 D．A、B两颗恒星质量之和为
第Ⅱ卷（非选择题）
三、解答题：本题包括3个小题，共35分．解答时应写出必要的文字说明、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，只写出最后结果的不得分．
21．（7分）如图甲所示，有一辆质量为的小汽车驶上圆弧半径为的拱桥．g取，求：
（1）汽车到达桥顶的速度为时对桥的压力是多大；
（2）如果把地球看作一个巨大的拱形桥如图乙所示，桥面的半径就是地球的半径R，汽车要在地面上腾空，速度最小值（地球半径）．
22．（14分）已知我国“天问一号”火星探测器绕火星做匀速圆周运动的周期为T，距火星表面的高度为h，火星的半径为R，引力常量为G．求：
（1）“天问一号”火星探测器的运行速度大小；
（2）火星的质量M与火星密度；
（3）火星表面的重力加速度的大小．
23．（14）如图，某同学用与水平方向成角斜向上的拉力F拉动箱子由静止开始向右滑动，已知箱子质量m为，拉力F为，箱子与地面间的动摩擦因数为0.4，重力加速度g取，，，求：
（1）箱子的加速度大小；
（2）内拉力F做的功和摩擦力f对箱子做的功；
（3）前内拉力的平均功率．
颐中外国语学校2022-2023学年高一下学期4月月考
物理试题参考答案
1．D
【详解】A．匀速圆周运动是速度大小不变，方向随时改变的运动，故A错误；
BCD．匀速圆周运动的加速度大小不变，方向指向圆心，所以加速度随时在改变，故BC错误，D正确．
故选D．
2．B
【详解】A．匀速圆周运动线速度是矢量，大小不变，方向为切线方向，时刻变化，故A错误；
BCD．周期是标量，匀速圆周运动的周期固定匀速圆周运动向心力和向心加速度都是矢量，大小不变，但方向都指向圆心，时刻变化，故CD错误；故选B．
3．B
【详解】小车转一圈的时间为t，则小车角速度大小可表示为，故选B．
4．C
【详解】A．A点和B点是链条传动，线速度大小相等，方向不同，故A错误；
D．A点和C点是同轴传动，角速度相同，即，
根据，可得，
因为，所以，故C正确；
BD．因为小齿轮的半径未知，无法比较B、C两点向心加速度的大小，故BD错误．故选C．
5．C
【详解】ABC．对小球受力分析可知，小球受到重力、细线的拉力两个力，这两个力的合力提供向心力，也可把拉力分解，拉力的水平分力提供向心力，如图所示，AB错误，C正确；
D．向心力的大小，D错误．故选C．
6．C
【详解】A．分析可知火车转弯时，火车自身受到的重力和轨道对其的支持力的合力提供向心力，当超过规定速度行驶时，此时该合力不足以提供此时所需的向心力大小，火车有离心运动的趋势，此时外轨对轮缘会有挤压作用，A错误；
B．汽车通过拱桥的最高点时，有，当，有，结合牛顿第三定律可得当速度大于等于时，此时汽车对桥没有压力，B错误；
C．图丙中，汽车通过凹形路面的最低点时竖直向上支持力与竖直向下的重力的合力提供向心力，所以此时受到的支持力大于重力，C正确；
D．“水流星”在竖直平面内做完整的圆周运动，在最高点时当重力充当向心力时有，即可知“水流星”可以在竖直平面内做完整的圆周运动时速度不能小于，D错误．故选C．
7．D
【详解】A．令连接A、B球体的细线与竖直方向夹角为，，对球体分析则有，，
由于小于，可知细线对A球的拉力小于对B球的拉力，A错误；
B．根据受力分析有，，解得，，
由于小于，可知A球的向心加速度小于B球的向心加速度，B错误；
C．根据受力分析有，，
解得，可知A球的角速等于B球的角速度，C错误；
D．根据受力分析有，，
解得，，
由于小于，可知A球的线速度小于B球的线速度，D正确．故选D．
8．B
【详解】A．向心力是一种效果力，是由其他力或其他力的合力沿半径方向的分力提供，可知汽车转弯时所受的力有重力、弹力、摩擦力，A错误；
B．根据向心力表达式，汽车转弯的速度为时所需的向心力为，B正确；
C．根据向心力表达式，汽车转弯的速度为时所需的向心力为，
由于，则此时汽车将发生侧滑，C错误；
D．由分析可知，当摩擦力达到最大静摩擦力时，向心加速度最大，
解得，则汽车能安全转弯的向心加速度不能超过，D错误．
故选B．
9．A 【详解】由开普勒第三定律得，解得年．故选A．
10．B
【详解】设地球质量为M，航天器质量为m，
某航天器距地面的距离为R时，它们的相互作用力为F，则有，
当航天器距地面的距离为时，则它们的相互作用力大小为，故选B．
11．D
【详解】由图可知，沿三条轨道下滑重力做功均为，则重力势能的改变量为，故D正确，ABC错误．故选D．
12．A
【详解】由力对物体做功的计算公式可得，拉力F对物体做的功为，
由功率的定义式，可得平均功率，故选A．
13．C
【详解】A．因是最小发射速度，所以“高分一号”卫星的发射速度一定大于，A错误；
BC．由，得，，
又，所以，，B错误，C正确；
D．在运行轨道上，万有引力提供向心力，处于完全失重状态，但重力加速度不为0，D错误．故选C．
14．A
【详解】A．卫星若要由轨道1进入轨道2，做离心运动，故需要在Q点加速，故A正确；
B．轨道1和轨道3都是圆轨道，卫星在两个轨道上都做匀速圆周运动，
根据牛顿第二定律，解得，
轨道3的轨道半径比轨道1的轨道半径大，所以卫星在轨道3上的速率小于在轨道1上的速率，故B错；
C．根据牛顿第二定律，解得
可知“轨道康复者”在轨道1上经过Q点时的加速度等于在轨道2上经过Q点时的加速度，故C错；
D．根据开普勒第三定律，看成圆轨道，则有，
“轨道康复者”在三个轨道上的轨道半径和半长轴的关系为，
正常运行的周期满足，故D错．故选A．
15．C
【详解】A．由题意可知，空间站绕地球做匀速圆周运动的轨道半径为，周期为T，
因此空间站的线速度大小为，A错误；
B．由地球的吸引力提供向心力，可得，
解得，B错误；
C．由地球的万有引力等于地球表面的重力，
可得，解得，C正确；
D．由向心加速度公式，可得空间站的向心加速度大小为，D错误．
故选C．
16．AD
【详解】A．火车刚好由重力和支持力的合力提供向心力时，
有，解得，
当速度大于此速度时，重力和支持力的合力小于所需要的向心力，则火车有远离圆心的趋势，所以车轮的轮缘对外轨有挤压，由牛顿第三定律可知，外轨对轮缘也有挤压作用，故A项正确；
B．汽车通过凹形桥的最低点时，对汽车有，由上述公式可知，汽车的速度越大，桥给汽车的支持力就越大，根据牛顿第三定律可知，其汽车对桥面的压力就越大，故B项错；
C．对小球有，解得，
由公式可知，小球的半径越大，其周期就越大．由图丙可知，A球的半径大，即A球的周期大，故C项错；
D．由图丁可知，小球在管中运动，所以在最高点，当小球的速度较小时，其管的内壁可以给小球提供支持力，所以小球在最高点时速度可以为零，故D项正确．故选AD．
17．AD
【详解】A．当小球转至最低点时，轻杆对小球的作用力最大，
则根据牛顿第二定律有带入数据可得，小球转动的角速度为，故A正确；
BD．小球在最高点时，根据牛顿第二定律可得，小球通过最高点时对杆的作用力为，负号表示作用力方向与重力相反，即方向竖直向上，则小球在最高点受到杆竖直向上的支持力．若将杆换成绳，绳子在最高点不能提供支持力，则小球不能完成圆周运动，故B错误，D正确；
C．由于小球是做匀速圆周运动，则转动过程中，杆对小球的作用力不一定沿杆方向，小球的合外力提供向心力才一定沿杆方向，故C错误．故选AD．
18．CD
【详解】A．根据数据无法比较环绕天体即金星和地球的质量，A错误；
B．由开普勒第三定律知金星的轨道半径小于地球半径，B错误；
C．根据万有引力提供向心力有得
可知金星公转的线速度大于地球公转的线速度，C正确；
D．根据万有引力提供向心力有得，金星的向心加速度大于地球的向心加速度，D正确．故选CD．
19．BD
【详解】A．中国空间站在轨运行做匀速圆周运动时，
由万有引力提供向心力，
在地球表面有，解得，A错；
B．根据，中国空间站的轨道半径小于地球同步卫星的轨道半径，则中国空间站运行的角速度大于地球同步卫星运行的角速度，B正确；
C．由于在万有引力提供向心力的表达式中，环绕天体的质量消去了，只能求中心天体的质量，即根据题中已知条件不能求出中国空间站的质量，C错；
D．根据可知，根据题中已知条件可求出中国空间站的运行周期，D正确．故选BD．
20．ABC
【详解】A．双星周期相等，恒星B的周期为T，A正确；
B．根据，恒星A的运动半径大，则恒星A的向心加速度是恒星B的2倍，B正确；
C．由B可知，恒星A的运动半径是恒星B运动半径的2倍，
根据，得，C正确；
D．由，得，D错误．
故选ABC．
【标准步骤】
21．（1）； （2）
解：（1）由，，得．
（2）由，得，
22．（1）； （2）； （3）
解：（1）由，，得．
（2）由，得，
由，，得．
（3）由，得，
23．（1）； （2）；； （3）
解：（1）对箱子分析：
水平方向：，
竖直方向：，
其中：，
联立解得，．
（2）由，，，
得，．
（3）由，得．