湖南省岳阳市临湘市第二中学2023-2024学年高一下学期6月月考物理试题（含解析）

临湘市第二中学2023-2024学年高一下学期6月月考物理试题
一．选择题（共8小题，每题4分，共32分）
1．科学的发展离不开科学家的不断探索。关于科学家的贡献，下列说法正确的是（　　）
A．卡文迪什首次通过实验测出了引力常量
B．牛顿根据万有引力定律测出了地球的质量
C．开普勒总结了行星运动的规律，并指出这是万有引力作用的结果
D．伽利略提出了惯性概念，卫星保持匀速率做圆周运动的性质就是惯性
2．如图所示，质量分别为mA和mB（mA＞mB）的A、B两球固定在同一轻直杆上，A球在杆的一端，B球在杆的中点，杆可以绕另一端点O在竖直面内做圆周运动。若当A球通过最高点时，B球受到杆的作用力恰好为零，重力加速度大小为g，两球均视为质点，则此时A球受到杆的作用力大小为（　　）
A．0 B．mAg C．mBg D．（mA﹣mB）g
3．如图所示，一块橡皮用细线悬挂于O点，现用一支铅笔贴着细线的左侧水平向右以速度v0匀速移动，运动过程中保持铅笔的高度不变，悬挂橡皮的那段细线始终保持竖直。当细线与竖直方向夹角为θ＝30°时，橡皮的速度大小为（　　）
A． B．2v0 C．v0 D．
4．如图是在牛顿著作里画出的一幅原理图．图中表示出从高山上用不同的水平速度抛出的物体的轨迹．物体的速度越大，落地点离山脚越远．当速度足够大时，物体将环绕地球运动，成为一颗人造地球卫星．若卫星的运动可视为匀速圆周运动，已知：①引力常数；②地球质量；③地球半径；④地球表面处重力加速度；⑤地球自转周期，则由上述数据可以计算出第一宇宙速度的是（　　）
A．①②③ B．①②⑤ C．①④ D．③⑤
5．如图所示，用起瓶器打开瓶盖，起瓶器上A、B两点绕O点转动的角速度分别为ωA和ωB，线速度大小分别为vA和vB，则（　　）
A．ωA＝ωB，vA＜vB B．ωA＝ωB，vA＞vB
C．ωA＜ωB，vA＝vB D．ωA＞ωB，vA＝vB
6．如图所示，发射同步卫星时是先将卫星发射至近地轨道，在近地轨道的A点加速后进入转移轨道，在转移轨道上的远地点B加速后进入同步轨道，已知近地轨道半径为r1，同步轨道半径为r2，则下列说法正确的是（　　）
A．卫星在转移轨道上运动时，A、B两点的线速度大小之比为r2：r1
B．卫星在近地轨道与同步轨道上运动的向心加速度大小之比为r1：r2
C．卫星在近地轨道与同步轨道上运动的周期之比为
D．卫星在转移轨道上从A运动到B的过程中，引力做负功，机械能减小
7．生活中的很多现象往往都可从物理的角度进行解释。在如图的四幅图中，甲图展示的是正在脱水的衣物，乙图展示的是火车正在水平面内转弯，丙图展示的是儿童正在荡秋千，丁图展示的是摩托车骑于正在球形铁笼竖直面内沿内壁进行“飞车走壁”表演。下列对四幅图中有关现象的说法正确的是（　　）
A．甲图衣物中的水分因受到离心力的作用而被甩出
B．乙图中外轨高于内轨，但是火车的轮缘可能对外轨产生侧向挤压
C．丙图中秋千摆至最低点时，儿童处于失重状态
D．丁图中在竖直面内做圆周运动的麾托车，在最高点时的速度可以为零
8．如图所示，质量为4kg，半径为0.5m的光滑细圆管用轻杆固定在竖直平面内，小球A和B的直径略小于细圆管的内径，它们的质量分别为mA＝1kg、mB＝2kg。某时刻，小球A，B分别位于圆管最低点和最高点，且A的速度大小为vA＝3m/s，此时杆的下端受到向上的压力，大小为56N。则B球的速度大小vB为（取g＝10m/s2）（　　）
A．2m/s B．4m/s C．6m/s D．8m/s
二．多选题（共4小题，每题5分，共20分）
9．关于在恒定阻力作用下，做竖直上抛运动的物体，下列说法正确的是（　　）
A．动能Ek随时间t变化的快慢随时间均匀变化
B．动量p随时间t变化的快慢随时间均匀增大
C．重力势能Ep随位移x变化的快慢随时间保持不变
D．机械能E随位移x变化的快慢随时间均匀减小
10．宇航员在空气稀薄的某星球上用一根不可伸长轻绳一端连接固定的拉力传感器，另一端连接质量为200g的小钢球，如图甲所示。多次拉起小钢球使绳伸直至不同位置并由静止释放，每次释放后小球均在竖直平面内摆动，拉力传感器分别记录下每次释放小钢球后，小钢球在竖直平面内摆动过程中绳子拉力的最大值F1和最小值F2。作出F1﹣F2图像，如图乙所示，根据图像判断下列说法正确的是（　　）
A．增大小球质量，F1﹣F2图像斜率会变大
B．随着释放高度增加，F1与F2的差值变大
C．该星球表面的重力加速度为8m/s2
D．若该星球半径是地球半径的一半，则其第一宇宙速度约为4km/s
11．一质量为m的汽车原来在平直路面上以速度v匀速行驶，发动机的输出功率为P。从某时刻开始，司机突然加大油门将汽车发动机的输出功率提升至某个值并保持不变，结果汽车在速度到达2v之后又开始匀速行驶。若汽车行驶过程所受路面阻力保持不变，不计空气阻力。下列说法正确的是（　　）
A．汽车加速过程的最大加速度为
B．汽车加速过程的平均速度大于
C．汽车速度从v增大到2v过程做变加速运动
D．汽车速度增大时发动机产生的牵引力随之不断增大
12．2019年春节期间，中国科幻电影《流浪地球》热播，影片中为了让地球逃离太阳系，人们在地球上建造特大功率发动机，使地球完成一系列变轨操作，假设其逃离过程如图所示，地球现在绕太阳在圆轨道I上运行，运动到A点加速变轨进入椭圆轨道Ⅱ，在椭圆轨道Ⅱ上运动到远日点B时再次加速变轨，从而摆脱太阳的束缚，下列说法正确的是（　　）
A．地球从A点运动到B点的时间大于半年
B．沿椭圆轨道II运行时，由A点运动到B点的过程中，速度逐渐增大
C．沿椭圆轨道II运行时，在A点的加速度大于在B点的加速度
D．在轨道I上通过A点的速度大于在轨道Ⅱ上通过A点的速度
三．解答题（共4小题，共48分）
13．用如图所示的实验装置探究影响向心力大小的因素。已知长槽上的挡板B到转轴的距离是挡板A的2倍，长槽上的挡板A和短槽上的挡板C到各自转轴的距离相等，转动手柄使长槽和短槽分别随塔轮匀速转动，槽内的球就做匀速圆周运动。挡板对球的支持力提供了向心力，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，根据标尺上的等分格可以粗略估算出两个球所受向心力的比值。
（1）本实验所采用的实验探究方法是 　 　。
（2）探究向心力和角速度的关系时，应将皮带套在两塔轮半径不同的轮盘上，将质量相同的两个小球各自放在挡板 　 　处。（选填“A和B”或“A和C”或“B和C”）
（3）皮带套左右两个塔轮的半径分别为R1、R2，某次实验使R1＝3R2，则A、C两处的角速度之比为 　 　
。
14．如图1所示，水平转盘上放有质量为m＝1kg的小物块，小物块到转轴的距离为r＝0.5m，连接小物块和转轴的绳刚好被拉直（绳中张力为零），小物块和转盘间的最大静摩擦力是其重力的k＝0.2倍．g＝10m/s2，求：
（1）绳无拉力的情况下，转盘的最大角速度为ω0多大？
（2）若绳能承受的拉力足够大，当转盘的角速度从零开始增大的过程中，在图2中画出拉力T随角速度ω的变化关系图象．（要求写出分析过程）
15．风洞是研究空气动力学的实验设备。如图所示，将刚性杆水平固定在风洞内距地面高度H＝1.8m处，杆上套一可沿杆滑动、质量为m＝1kg的小球，将小球所受的风力调节为方向水平向左、大小为F＝5N，小球以大小为v0＝6m/s的初速度向右离开杆端。假设小球所受风力不变，重力加速度g取10m/s2，求：
（1）小球在空中运动的时间；
（2）小球落地时的水平位移大小；
（3）小球落地时的速度。
16．如图所示，一个半径为R＝0.4m的圆盘浮在水面上。圆盘表面保持水平且与水平道路AB的高度差为h＝0.8m，C、D为圆盘直径边缘的两点。某时刻将小球以一定的初速度v0从B点水平向右抛出，初速度方向与圆盘直径CD在同一竖直平面内，重力加速度g取10m/s2，不计空气阻力，小球可看作质点。求：
（1）若v0＝3m/s，小球恰好能落到圆盘的C点，则B点与圆盘左边缘C点的水平距离x；
（2）若小球正好落在圆盘的圆心O处，则小球落到O处的速度；
（3）若小球从B点水平抛出的同时，圆盘绕过其圆心O的竖直轴以角速度ω匀速转动，要使小球能落到D点，则圆盘转动的角速度ω。
参考答案与试题解析
一．选择题（共8小题）
1-5：ABAAA 6-8:ABC
二．多选题（共4小题）
9：AC。10：BD。11：ABC。12：AC。
13．【解答】解：（1）实验装置是为了探究影响向心力大小的因素，因此实验所采用的实验探究方法是控制变量法。
（2）探究向心力和角速度的关系时，应控制圆周运动的半径不变，即应将皮带套在两塔轮半径不同的轮盘上，将质量相同的两个小球各自放在挡板A和C处。
（3）皮带连接的边缘的线速度相等，根据
v＝ω1R1＝ω2R2
解得
故答案为：（1）控制变量法；（2）A和C；（3）1：3。
14．【解答】解：（1）设角速度为ω1时，物块所受静摩擦力为最大静摩擦力，也是绳子刚好出现拉力，有：
kmg＝mω02r
得：ω0＝＝2rad/s
（2）当角速度小于等于2rad/s时，绳子拉力等于零，
当角速度大于等于2rad/s时，
根据牛顿第二定律得
T＝kmg＝mω2r
T＝mω2r﹣kmg＝ω2﹣2
作出拉力T随角速度ω的变化关系图象：
答：（1）绳无拉力的情况下，转盘的最大角速度为2rad/s
（2）如图．
15．【解答】解：（1）小球在竖直方向只受到重力做自由落体运动，有
解得
t＝0.6s
（2）小球在水平方向，由牛顿第二定律有
小球落地时的水平位移大小为
（3）小球落地前瞬间，竖直分速度大小为
vy＝gt＝10×0.6m/s＝6m/s
水平分速度大小为
vx＝v0﹣axt＝6m/s﹣5×0.6m/s＝3m/s
小球落地时的速度大小为
设落地速度方向与水平方向的夹角为α，则有
答：（1）小球在空中运动的时间为0.6s；
（2）小球落地时的水平位移大小为2.7m；
（3）小球落地时的速度为，水平方向的夹角的正切值为2。
16．【解答】解：（1）小球从B点抛出后做平抛运动，竖直方向上有
解得：t＝0.4s
B点与圆盘左边缘C点的水平距离为：
x＝v0t
代入数据得：x＝1.2m
（2）小球刚好落在圆盘的圆心O处，水平方向有
x+R＝v1t
解得：v1＝4m/s
竖直方向有
vy＝gt
代入数据得：vy＝4m/s
则小球落到O处的速度大小为：
代入数据得：
设速度方向与水平方向夹角为θ，则
解得：θ＝45°
（3）圆盘做匀速圆周运动的周期为：
要使小球落到D点，D点在右边时有
t＝nT（n＝1，2，3， ）
D点在左边时有
t＝nT+（n＝1，2，3，…）
联立解得：ω＝5πnrad/s（n＝1，2，3， ）
或ω＝5π（n+0.5）rad/s（n＝1，2，3， ）
答：（1）B点与圆盘左边缘C点的水平距离x大小为1.2m；
（2）小球落到O处的速度大小为，方向与水平方向的夹角为45°；
（3）圆盘转动的角速度ω大小为5πnrad/s（n＝1，2，3， ）或ω＝5π（n+0.5）rad/s（n＝1，2，3， ）。