福建省福州市闽侯县2022-2023学年高一下学期5月月考物理试题（含答案）

闽侯县2022-2023学年高一下学期5月月考
物理试题
完卷时间：75分钟 满分：100分
一、单项选择题（本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。）
1. 关于曲线运动，下列说法正确的是（ ）
A. 物体在恒力作用下不可能做曲线运动
B. 平抛运动是一种匀变速曲线运动
C. 做匀速圆周运动的物体，所受合力是恒定的
D. 做圆周运动的物体，所受合力总是指向圆心的
2. 三颗人造卫星A、B、C都在赤道正上方同方向绕地球做匀速圆周运动，A、C为地球同步卫星，某时刻A、B相距最近，如图所示。已知地球自转周期为，B的运行周期为，则下列说法正确的是（ ）
A. C加速可追上同一轨道上的A
B. A、C向心加速度大小相等，且大于B的向心加速度
C. 经过时间，A、B相距最远
D. A、C的线速度大小相等，且大于B的线速度
3. 2022年10月9日，我国将卫星“夸父一号”成功送入太阳同步晨昏轨道。从宇宙中看，卫星一方面可视为绕地球做匀速圆周运动，轨道平面与地球的晨昏分界线共面，卫星轨道离地高度，周期分钟。另一方面卫星随地球绕太阳做匀速圆周运动，周期年，卫星轨道平面能保持垂直太阳光线，如图所示。已知地球的半径为R，引力常量为G，则下列表述正确的是（ ）
A. 晨昏轨道平面与地球同步卫星轨道平面重合
B. 根据以上信息可以估算出地球的质量
C. “夸父一号”的发射速度大于11. 2km/s
D. 根据，可估算出地球到太阳的距离r
4. 如图，一质量为0. 05kg的小球通过长为0. 5m的轻绳悬挂在钉子O上，用锤子敲击小球，使小球获得水平初速度v，已知轻绳能承受的最大拉力为4N，g取10m/s2，空气阻力不计，欲使小球在竖直面内做完整的圆周运动，小球的初速度v大小可能为（ ）
A. 3m/s B. 4m/s C. 5. 5m/s D. 7m/s
二、多项选择题（本题共4小题，每小题6分，共24分。在每小题给出的四个选项中，不只一项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。）
5. 如图所示，下列有关生活中圆周运动实例分析，其中说法正确的是（ ）
A. 甲图中，汽车通过拱桥的最高点时处于失重状态
B. 乙图中，“水流星”转动过程中，在最低点时，水与水桶之间可以没有相互作用力
C. 丙图中，火车转弯超过规定速度行驶时，外轨对车轮缘会有挤压作用
D. 丁图中，脱水桶的脱水原理是水滴受到的离心力大于它受到的向心力，水从而沿切线方向甩出
6. 发射地球同步卫星时，先将卫星发射至近地圆轨道1，然后经点火，使其沿椭圆轨道2运行，最后再次点火，将卫星送入同步轨道3。轨道1、2相切于Q点，2、3相切于P点，M、N为椭圆轨道短轴的端点，则当卫星分别在1、2、3轨道上正常运行时（如图所示），以下说法正确的是（ ）
A. 在三条轨道中周期从大到小的顺序是3轨道、2轨道、1轨道
B. 卫星在轨道1上经过Q点时的加速度大于它在轨道2上经过Q点时的加速度
C. 卫星在轨道2上从M-P-N运动所需的时间大于从N-Q-M的时间
D. 三条轨道中速率最大的时刻为经过2轨道的Q点，速率最小的时刻为经过2轨道上P点
7. 中国“雪龙号”南极科考船上的科研人员，在经过赤道时测量的重力加速度大小为g，到达南极后，在南极附近测得的重力加速度大小为，已知地球的自转周期为T，引力常量为G，假设地球是均匀球体。则下列说法正确的是（ ）
A. 地球的密度为
B. 地球的半径为
C. 地球的第一宇宙速度为
D. 若地球的自转角速度变为原来的倍时，地球赤道上的物体对地面的压力为零
8. 如图a，在竖直平面内固定一光滑半圆形轨道ABC，B为轨道的中点，质量为m的小球以一定的初动能从最低点A冲上轨道。图b是小球沿轨道从A运动到C的过程中，动能与其对应高度h的关系图像。已知小球在最高点C受到轨道的作用力大小为25N，空气阻力不计，重力加速度g取，由此可知（ ）
A. 小球的质量
B. 初动能
C. 小球在C点时重力的功率为60W
D. 小球在B点受到轨道的作用力大小为85N
三、填空题（本大题2小题，每空2分，共8分。）
9. 宇宙中两颗相距较近的天体称为“双星”，它们以两者的连线上的某一点为圆心做匀速圆周运动，而不至因万有引力的作用吸引到一起。已知在某一“双星”系统中，两星球的质量比为1：2，则其半径之比_________，角速度之比_________.
10. 如图所示，一位同学玩飞镖游戏，圆盘最上端有一P点，飞镖抛出时与P等高，且距离P点为L. 当飞镖以初速度垂直盘面瞄准P点抛出的同时，圆盘以经过盘心O点的水平轴在竖直平面内匀速转动。忽略
空气阻力，重力加速度为g，若飞镖恰好击中P点，则飞镖从飞出到击中P点所需的时间为_________，圆盘转动角速度的表达式为_________.
四、实验题（本大题2小题，每空2分，共14分。）
11. 在“探究平抛运动的运动规律”的实验中，可以描绘出小球平抛运动的轨迹，实验简要步骤如下：
让小球多次从同一位置自由滚下，在一张印有小方格的纸记下小球碰到铅笔笔尖的一系列位置，如图中a、b、c、d所示；按图安装好器材，注意调节斜槽末端切线水平，记下平抛初位置O点和过O点的竖直线；
（1）取下白纸以O为原点，以竖直线为y轴建立坐标系，用平滑曲线画平抛运动物体的轨迹；已知图中正方形小方格的边长，则小球平抛的初速度为_________m/s；_________m/s（取）
（2）由图判断a点_________（填“是”或“不是”）抛出点。
12. 向心力演示器如图（a）所示.
（1）在这个实验中，利用了_________（选填“理想实验法”、“等效替代法”或“控制变量法”）来探究向心力的大小与小球质量m、角速度ω和半径r之间的关系，在进行下列实验时采用的方法与本实验相同的是_________.
A. 探究两个互成角度的力的合成规律
B. 探究加速度与力、质量的关系
C. 伽利略对自由落体的研究
（2）图（b）显示了左右两标尺上黑白相间的等分格，则左右两处钢球所受向心力大小之比约为_________
A. 1：2 B. 1：3 C. 1：4
（3）在探究向心力和角速度的关系实验中，若标尺上黑白相间的等分格恰如图（b）所示，那么如图（c）中左右变速塔轮半径之比_________.
五、计算题（本题共3小题，共38分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写最后答案不得分，有数值计算的题，答案应明确写出数值和单位。）
13. （10分）假设未来的人类登上某一地外行星。一小球在距离该星球表面h处自由下落，经过时间t落到星球表面，无空气阻力。设这个行星的半径为R，万有引力常量为G，回答下面问题：
（1）该行星表面的重力加速度大小；
（2）该行星的平均密度；
（3）如果将来要在这颗行星上发射环绕卫星，环绕这个行星的第一宇宙速度大小约为多少？
14. （12分）如图所示，水平转台上有一个质量为m的物块处于静止状态，用长为L的细绳将物块连接在转轴上，细线与竖直转轴的夹角为θ，绳子刚好拉直且绳中张力为零。物块与转台间的动摩擦因数为μ（），最大静摩擦力可近似等于滑动摩擦力，物块随转台由静止开始缓慢加速转动。求：
（1）当绳中刚出现拉力时，转台的角速度大小；
（2）若物块的角速度增大到时，保持角速度不变，求此时绳子的拉力？
15. （16分）如图是娱乐项目示意图，OA为两半径均为的半圆细管道组成的竖直光滑“S型”轨道，OA与长的水平轨道SO平滑连接，A点为管道的最高点。OA右侧是一片水域，水面上有一半径的水平圆盘，N点是圆盘的圆心，MN是圆盘的竖直转轴（与OA共面），S、O、M共线。质量的装备（可视为质点，未画出）被弹射系统水平贴地弹出后即刻进入SO. 已知装备与SO间的动摩擦因数，OM距离，MN高度，不计空气阻力，g取.
（1）某次弹射装备恰好能到达A点，求装备经过O点时的速度大小；
（2）若装备恰好落到N点，求装备通过A点时对管道的作用力大小；
（3）为使装备能落到水平圆盘上，求弹射系统提供给装备的能量范围。
闽侯县2022-2023学年高一下学期5月月考
物理答案
一、单选题
1. B 2. C 3. B 4. C
二、多选题
5. AC 6. ACD 7. BC 8. AD
三、填空题
9. 2：1 1：1
10. ；
四、实验题
11. 0. 8 1. 0 不是
12. 控制变量法 B C 2：1
五、解答题
13. （10分）【答案】（1）；（2）；（3）
【详解】（1）根据得 （3分）
（2）根据得 （4分）
（3）根据得 （4分）
14. （12分）【答案】（1）；（2）
【详解】（1）转台由静止加速时，静摩擦力提供向心力，且逐渐增大，当静摩擦力达到最大时，绳中刚要出现拉力，此时最大静摩擦力提供向心力，有
（2分）
解得 （2分）
（2）当转台对物块的支持力为零时，摩擦力为零，重力和拉力的合力提供向心力，设此时物块的角速度为，有
（2分）
得 （2分）
所以当角速度增大到时物块已经离开转台。
设绳子与竖直方向的夹角为α，设绳子的拉力为T，则有
（3分）
解得 （1分）
15. （14分）【答案】（1）；（2）；（3）
【详解】（1）装备恰好能安全到达A点，在最高点A有
从O→A根据机械能守恒定律可得
解得 （3分）
（2）A→N根据平抛运动得
竖直方向上
水平方向上 （2分）
在A点，根据牛顿第二定律得
得 （2分）
根据牛顿第三定律得 （1分）
（3）为使装备能落到水平圆盘上，由几何关系得装备落到水平圆盘的水平位移范围为
从被弹射到A点的过程，根据功能关系有
解得弹射系统提供给装备的能量范围 （6分）