河北省张家口市张垣联盟2022-2023学年高一下学期4月月考物理试题（Word版含答案）

张家口市张垣联盟2022-2023学年高一下学期4月月考
物理
注意事项：1．考试时间为75分钟，满分100分。
2．答题前，考生务必将自己的姓名，准考证号填写在答题卡相应的位置。
一、选择题：本题共7小题，每小题4分，共28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．有关开普勒对于行星运动的描述，下列说法中正确的是（ ）
A．所有的行星绕太阳运动的轨道都是圆，太阳处在圆心上
B．某行星在近日点运行的线速度小于远日点的线速度
C．所有的行星轨道的半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都与太阳的质量有关
D．不同的行星绕太阳运动的椭圆轨道是相同的
2．2016年9月25日世界最大的有着“超级天眼”之称的500米口径球面射电望远镜（FAST）在我国贵州省平塘的喀斯特洼坑中顺利“睁眼”。该望远镜将可能搜寻到更多的奇异天体，用来观测河外星系脉冲星，探索宇宙起源和演化、星系与银河系的演化等，甚至可以搜索星际信号，开展对地外文明的探索。下列物体中，属于天体的是（ ）
A．落在地球上的陨石 B．星际空间的废弃卫星
C．卫星基地上的人造卫星 D．天空中的飞机
3．如图甲所示是古代用牛车灌溉时的场景，其简化图如图乙所示，已知A、B、C三个圆的半径分别为，已知牛每分钟牵引中柱转动n圈，C的转速为（ ）
A． B． C． D．
4．如图，短道速滑比赛中，把运动员在弯道滑行的过程看作轨道为半圆的匀速圆周运动，若观察到甲、乙两名运动员同时进入弯道，甲乙同时滑出弯道，则下列关系式一定成立的是（ ）
A．向心加速度 B．线速度
C．角速度 D．周期
5．游乐场的秋千深受人们的喜欢，该项目会让游客体会到超重与失重带来的刺激。以下说法正确的是（ ）
A．当秋千摆动到最高点时，速度为零 B．当秋千摆动到最低点时，加速度为零
C．秋千下摆过程中，游客体会到的是失重 D．秋千上摆过程中，游客体会到的是超重
6．如图所示，用手掌平托一苹果，保持这样的姿势在竖直平面内按顺时针方向做匀速圆周运动。关于苹果的运动。（ ）
A．苹果在最高点c时所受到的支持力大于对手的压力
B．苹果在b位置和d位置时受到的弹力相同
C．苹果在b位置和d位置时受到的摩擦力相同
D．苹果在运动过程中所受合外力不变
7．如图所示，两个均匀球体A、B，质量分别为M、m，半径分别为，引力常量为G。当A、B两球面间距为r时，它们之间的万有引力大小为（ ）
A． B． C． D．
二、选择题：本题共3小题，每小题6分，共18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6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
8．下列说法正确的是（ ）
A．火车转弯时，内轨往往高于外轨，这样做的目的是为了减小内轨的磨损
B．汽车通过凹形桥的最低点时，速度越大，对桥面的压力越大
C．绕地球匀速圆周运动的航天器里天平将不能正常工作
D．洗衣机脱水桶甩干衣服是利用了向心运动的原理
9．某卫星可以在地球与月球的共同作用下绕地球做匀速圆周运动，并且地球、卫星、月球三者始终在同一条直线上。如图所示，月球绕地球的运行半径是卫星绕地球运行半径的n倍，卫星对地球和月球的影响都忽略不计，以下说法正确的是（ ）
A．月球和卫星绕地球转动的线速度相同 B．月球和卫星绕地球转动的角速度相同卫星月球
C．月球的向心加速度是卫星向心加速度的n倍 D．月球的向心力是卫星向心力的倍
10．如图所示，一个圆盘在水平面内绕轴做匀速转动，角速度为，圆盘上离圆盘中心的位置有一个质量为的小物块A在随圆盘一起做匀速圆周运动，以下说法正确的是（ ）
A．物块做匀速圆周运动的线速度大小为
B．物块做匀速圆周运动的向心加速度大小为
C．物块做匀速圆周运动的向心力大小为
D．物块做匀速圆周运动的周期为
三、非选择题：本题共5小题，共54分。解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。
11．（6分）某实验小组用如题图甲所示的实验装置来探究小球做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，塔轮自上而下有三层，每层左右半径之比由上至下分别是1∶1，2∶1和3∶1（如题图乙所示）。左右塔轮通过不打滑的传动皮带连接，并可通过改变传动皮带所处的层来改变左右塔轮的角速度之比，实验时，将两个小球分别放在短槽的C处和长槽的A（或B）处，A、C分别到左右塔轮中心的距离相等，B到左塔轮中心的距离是A到左塔轮中心距离的2倍，转动手柄使长槽和短槽分别随变速塔轮一起匀速转动，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套筒下降，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。请回答相关问题：
（1）在实验中，运用的思想方法是_________．
A．微元法 B．放大法 C．控制变量法 D．化曲为直法
（2）若传动皮带套在塔轮第二层，则塔轮转动时，A、C两处的角速度之比为_________．
（3）在另一次实验中，同学把两个质量相等的钢球放在A、C位置。传动皮带位于第三层，转动手柄，则当塔轮匀速转动时，左右两标尺露出的格子数之比为_________．
12．（9分）如图所示为研究曲线运动的实验装置，在光滑水平桌面中间O处有一转轴，转轴上安有力传感器，力传感器与一根不可伸长的轻绳连接，轻绳另一端拴着一小物体，小物体可视为质点。现让小物体绕转轴O做匀速圆周运动，小物体刚运动到A点时，令绳子断裂，然后经过桌面边缘B点飞出做平抛运动，落到沙坑中的D处，AB与桌面边缘垂直。不计空气阻力，重力加速度为g。
（1）沙坑平面到桌面间的距离为h，D点到桌面边缘B点正下方的距离为x，小物体离开桌面时的速度_________．
（2）测出小物体质量为m，做匀速圆周运动时小物体到O点间的距离为r，请推导出小物体做匀速圆周运动时力传感器的示数F的表达式_________．
（3）使桌面部分存在摩擦，保持力传感器F读数不变，细绳仍然在A点断裂，则D点到桌面边缘B点正下方的距离x将_________．（选填“变大”“变小”或“不变”）
13．（10分）月-地检验结果表明，地面物体所受地球的引力、月球所受地球的引力，与太阳、行星间的引力遵从相同的规律。一切物体都存在这样的引力。求：
（1）假若你与同桌的质量均为，相距。粗略计算你与同桌间的引力（已知，结果保留两位有效数字）；
（2）一粒芝麻的质量大约是，其重力约为，是你和你同桌之间引力的多少倍？
14．（13分）如图所示，半径为R的光滑半圆形轨道固定在竖直平面内，A、B两点连线为半圆形轨道的竖直直径，一小球以某一速度从最低点A冲上轨道，运动到最高点B时，小球对轨道的压力大小为自身重力的一半。空气阻力不计，小球可视为质点，重力加速度为g。求：
（1）小球在最高点B时的速度v；
（2）小球落地点C到轨道最低点A的距离。
15．（16分）如图所示，质量为杯子里盛有的水，用绳子系住水杯在竖直平面内做“水流星”表演，转动半径为，水杯通过最高点的速度为，重力加速度．求：在最高点时，杯底对水的压力和此时绳子的拉力。
张家口市张垣联盟2022-2023学年高一下学期4月月考
物理 参考答案
1．C 【解析】由开普勒第一定律可知，行星分别沿不同的椭圆轨道绕太阳运动，太阳处于椭圆的一个焦点上，故AD错误；由开普勒第二定律可知，某行星在近日点运行的线速度大于远日点的线速度，B错误；由开普勒第三定律可知，所有行星的轨道的半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等且与太阳的质量有关，故C正确。
2．B 【解析】陨石已经降落在地球上，成为地球一部分，因此不属于天体，故A错误；星际空间的废弃卫星是天体，故B正确；人类发射并在太空中运行的人造卫星、宇宙飞船、空间实验室、探测器等则被称为人造天体，卫星基地上的人造卫星为地球的一部分，不属于天体，故C错误；天空中的飞机，不是天体，故D错误。
3．A 【解析】根据图乙可知，中柱和A的转速相同，有，A和B边缘的线速度大小相等，有，B和C的角速度相同，则有，则C的转速为。A正确。
4．B 【解析】若观察到甲、乙两名运动员同时进入弯道，同时出弯道，弧度相同，所用时间相同，故甲、乙的角速度相同，由可知，甲、乙的周期相同，C、D错误；乙的半径大于甲的半径，所以乙的线速度大于甲的线速度，由可知，乙的向心加速度大于甲的向心加速度。A错误，B正确。
5．A 【解析】当秋千摆动到最高点时，速度为零，当秋千摆动到最低点时，向心加速度不为零，故A正确，B错误；秋千下摆过程中，游客先有向下的加速度分量，后有向上的加速度分量，所以先体会失重，后体会超重，秋千上摆过程中，先体会超重，后体会失重。CD错误。
6．B 【解析】苹果在最高点c时所受到的支持力和苹果对手的压力是作用力和反作用力，大小相等，A错误。苹果在b位置和d位置时受到的弹力大小相等，方向均竖直向上；受到的摩擦力大小相等，方向相反。B正确，C错误；苹果做匀速圆周运动，合力大小不变方向一直在变化，D错误。
7．D 【解析】质量分布均匀的球体间的距离指球心间距离，故两球间的万有引力大小为，故选D。
8．BC 【解析】火车转弯处通常是外轨高于内轨，让重力与支持力的合力提供向心力，减小对外轨的径向挤压，减小磨损，A错误；汽车通过拱形桥的最低点时，有，速度越大，对桥面的压力越大，B正确；绕地球匀速圆周运动的航天器里的物体处于失重状态，天平将不能正常工作，C正确；洗衣机的脱水桶是利用离心运动把湿衣服甩干的，D错误。
9．BC 【解析】月球绕地球转动的角速度与卫星绕地球转动的角速度相同，月球绕地球转动的线速度是卫星绕地球转动的线速度的n倍；月球的向心加速度是卫星向心加速度的n倍，由于质量未知，不知道月球的向心力和卫星向心力间的关系。BC正确。
10．AB 【解析】物块做匀速圆周运动的线速度为，向心加速度为，向心力为，周期．AB正确，CD错误。
11．（1）C；（2）1∶2；（3）1∶9。
【解析】（1）在实验的过程中应用控制变量的方法。故选C。
（2）若传动皮带套在塔轮第二层，同一皮带的线速度相等，而两轮的半径之比为2∶1，由可知，两塔轮的角速度之比为1∶2。
（3）两个球的质量m相等，传动皮带位于第三层时因两轮的半径R之比为3∶1，则由可知，两塔轮的角速度之比为1∶3；A、C分别到左右塔轮中心的距离相等，即转动时的半径r相等，根据可知，向心力之比为1∶9，左右两标尺露出的格子数显示向心力的大小关系，则格子数之比为1∶9。
12．（1）；（2）；（3）变小。
【解析】（1）小物体从离开桌面到落到沙坑的运动中，做平抛运动，在水平方向有，在竖直方向有，可得。
（2）小物体在桌面上做匀速圆周运动时，则有，联立解得力传感器的示数F的表达式为。
（3）若桌面部分粗糙，小物体在部分运动时要受摩擦力的阻碍作用，小物体运动的速度将减小，由平抛运动的规律可知，小物体在沙坑中的落点到桌面边缘B点正下方的距离x将变小。
13．（1）；（2）100
【解析】（1）由万有引力公式得
（2）芝麻的重力是你和你同桌之间引力的倍。
14．（1）；（2）。
【解析】（1）小球在B点时，由牛顿第二定律，
解得。
（2）小球从B到C做平抛运动，则有，，
联立解得。
15．，
【解析】设在最高点杯对水的压力为F，选择杯子中的水为研究对象，则在最高点由圆周运动向心力公式，解得，选水和杯子整体为研究对象，由圆周运动向心力公式，解得。