辽宁省沈阳市和平区部分高中协作联考2023-2024学年高一下学期4月月考物理试题（含答案）

沈阳市和平区部分高中协作联考2023-2024学年高一下学期4月月考
物理
一、单选题（每题4分，共28分）
1.在科学发展中，许多科学家对物理学的发展作出了巨大贡献.下列表述正确的是（ ）
A.笛卡尔通过分析第谷观测的天文数据得出行星运动规律
B.伽利略的理想斜面实验说明物体的运动不需要力来维持
C.牛顿进行了著名的“月―地检验”并通过实验测出了引力常量
D.牛顿认为惯性是物体的固有属性，速度大的物体惯性大
2.如图所示，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，受到的弹力大小为F.则下列说法中正确的是（ ）
A.小球在最高点时受到的弹力F的方向一定竖直向下
B.小球在最高点时受到的弹力F的大小一定不能与小球的重力等大
C.小球在最高点时受到的弹力F的大小一定不能为零
D.小球在最高点时受到的弹力F的方向可能竖直向上
3.如图所示，一直径为d纸质圆筒以角速度绕轴o高速转动.现有一颗子弹沿直径穿过圆筒.若子弹在圆筒转动不到半周时，在筒上留下a，b两个弹孔，已知、间夹角为，则子弹的速率为（ ）
A. B. C. D.
4.在地球上观察、月球和太阳的角直径（直径对应的张角）近似相等，如图所示，若月球绕地球运动的周期为，地球绕太阳运动的周期为，地球半径是月球半径的k倍，则地球与太阳的平均密度之比约为（ ）
A. B. C. D.
5.已知物体在地球赤道上的重力加速度为g，在极点处的重力加速度为，引力常量为G，地球自转周期为T，将地球视为质量均匀分布的球体，则地球的平均密度为（ ）
A. B. C. D.
6.如图所示，传送带以恒定速率顺时针运行.一个小物体无初速放在传送带底端，第一阶段物体被加速到与传送带具有相同的速度，第二阶段与传送带相对静止.匀速运动到达传送带顶端.下列说法中正确的是（ ）
A.第一阶段摩擦力对小物体做正功，第二阶段摩擦力对小物体不做功
B.第一阶段摩擦力对小物体做功的功率逐渐减少
C.第一阶段传送带克服摩擦力做功的功率恒定
D.第一阶段滑动摩擦力对小物体和传送带做的总功为正
7.汽车在平直路面上由静止启动，阻力恒定，达到速度后以额定功率匀速行驶，、平行于v轴，反向延长线过原点O，汽车质量为M，已知M、、、，下列说法不正确的是（ ）
A.汽车额定功率为；
B.汽车从b到c过程作变加速运动
C.汽车从a到b过程克服阻力做功
D.汽车匀加速运动持续的时间为
二、多选题（每题6分共18分）
8.质量相等的两个小球A和B紧贴倒圆锥筒的光滑内壁做水平面内的匀速圆周运动，则（ ）
A.A球受到的支持力较大 B.A球与B球向心加速度大小相同
C.A球与B球线速度大小相同 D.A球运动的角速度较小
9.如图所示，两个星球A和B在引力作用下都绕O点做匀速圆周运动。星球A和B的距离为L，已知A、B和O点三点始终共线，A和B分别在O点的两侧，引力常量为G，星球A的质量为，星球A的轨道半径为，两星球均可视为质点，则（ ）
A.星球B的质量为 B.星球B的质量为
C.两星球做圆周运动的周期为
D.两星球做圆周运动的周期为.
10.如图所示，两木块A、B的质量分别为和，两轻质弹簧的劲度系数分别为和，两弹簧分别连接A、B，整个系统处于平衡状态.现缓慢向上提木块A，直到下面的弹簧对地面的压力恰好为零，在此过程中以下说法正确的有（ ）.
A.A的重力势能增加了
B.A的重力势能增加了
C.B的重力势能增加了
D.B的重力势能增加了
三、实验题（其余每空2分共14分）
11.用如图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，转动手柄使长槽和短槽分别随变速塔轮匀速转动，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。实验用球分为钢球和铝球，请回答相关问题：
（1）在探究向心力与半径、质量、角速度的关系时，用到的实验方法是______.
A.理想实验 B.等效替代法 C.微元法 D.控制变量法
（2）在某次实验中，某同学把两个质量相等的钢球放在A、C位置，A、C到塔轮中心距离相同，将皮带处于左右塔轮的半径不等的层上，转动手柄，观察左右露出的刻度，此时可研究向心力的大小与____的关系.
A.质量m B.角速度 C.半径r
（3）在（2）的实验中，某同学匀速转动手柄时，左边标尺露出1格，右边标尺露出4格，则皮带连接的左、右塔轮半径之比为______；
（4）在（2）的实验中，其他条件不变，若增大手柄转动的速度，则下列符合实验实际的是______.
A.左右两标尺的示数将变大，两标尺示数的比值变小
B.左右两标尺的示数将变大，两标尺示数的比值不变
C.左右两标尺的示数将变小，两标尺示数的比值变小
D.左右两标尺的示数将变大，两标尺示数的比值变大
12.某实验小组通过如图所示的装置验证向心力公式.一个体积较小，质量为m的滑块套在水平杆上（不会翻倒），力传感器通过一根细绳连接滑块，用来测量绳中拉力F的大小，最初整个装置静止，细绳刚好伸直但无张力，然后让整个装置逐渐加速转动，最后滑块随杆一起绕竖直杆做匀速圆周运动。滑块的中心固定一块挡光片，宽度为d，滑块的中心到转轴的距离为L，每经过光电门一次，通过力传感器和光电计时器就同时获得一组细绳拉力F和挡光片经过光电门时的挡光时间的数据.
（1）某次旋转过程中挡光片经过光电门时的挡光时间为，则滑块转动的线速______；
（2）认为绳的张力充当向心力，如果_______（用已知量和待测量的符号表示），则向心力的表达式得到验证.
（3）该小组验证向心力的表达式时，经多次实验，仪器正常，操作和读数均没有问题，发现拉力F的测量值与滑块的向心力的理论值相比_______（填“偏大”或“偏小”）.
四、解答题（13题10分，14题12分，15题18分）
13.若千年后，某同学成为宇航员，在该同学登上月球后，站在一斜坡上，从P点沿水平方向以初速度抛出一小石块，测得小球经时间t落到斜坡另一点Q上，斜坡的倾角为，已知月球的半径为R，引力常量为G.求：
（1）月球表面的重力加速度g；
（2）月球的质量M；
（3）月球的第一宇宙速度v.
14.如图所示，为竖直转轴，细绳和的结点C系一质量为m的小球，两绳能承担的最大拉力均为，当和均拉直时，，的长，能绕竖直轴匀速转动，因而C球在水平面内做匀速圆周运动，当小球线速度增大时，两绳均会被拉断，求：
（1）哪根绳最先被拉断，被拉断时线速度的大小；
（2）另一根绳被拉断时小球的线速度的大小.（已知，，）
15.一建筑工地在建设一高楼时，利用升降机将建筑材料运到高的地方，已知建筑材料的质量为，所用的时间为，重力加速度.
（1）当以恒定的速度将建筑材料运到目的地时，升降机做功的平均功率是多少
（2）当升降机在10s的时间内由静止开始匀加速将建筑材料运到目的地时，升降机做功的平均功率是多少
（3）由以上分析求出升降机额定功率应满足的条件.
沈阳市和平区部分高中协作联考2023-2024学年高一下学期4月月考
物理
参考答案：
1-5 BDCDA 6-7 CD 8.BD 9.BD 10.AD
11.DB 2:1 B
12.（1）（2）（3）偏小
13.（1）；（2）；（3）
【详解】（1）小石块做平抛运动，水平方向有
（1）
竖直方向有
（1）
根据几何关系有
（1）
月球表面的重力加速度为
（1）
（2）根据万有引力与重力的关系
（2）
月球的质量为
（1）
（3）根据万有引力提供向心力
（2）
月球的第一宇宙速度为
（1）
14.（1）绳先断，；（2）
【详解】（1）当小球线速度增大时，逐渐被拉直，当被拉直后，设细绳、的拉力分别为、，根据牛顿第二定律得
（1）
对小球有
（2）
可求得绳中的拉力
（1）
当线速度再增大些，不变而增大，所以绳先断（2），当绳刚要断时，拉力为，
代入解得
（1）
（2）当线断后，与竖直方向夹角设为，当小球角速度再增大时，角随小球速度增大而增大，当时，此时也断开，则有
（1），（2）（也可）
代入数据解得
（1），
（l）
15.（1）；（2）；（3）
【详解】（1）建筑材斜匀速上升时，升降机对建筑材料向上的拉力
拉力做的功
升降机做功的平均功率
（2）建筑材料匀加速上升时，由运动学公式可得加速度
（2）
升降机对建筑材料的拉力
（1）
拉力做的功
（3）
升降机做功的平均功率
（3）
（3）额定功率应大于升降机正常工作时实际功率的最大值，也就是末的实际功率
末的速度
（1）
建筑材料上升阶段的最大功率
（2）
所以该升降机的额定功率的最小值是，则升降机的额定功率应
（1）