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文档简介
邹城二中高一下学期3月份月考物理试题一、单项选择题:本题共8小题,每小题3分,共24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.如图所示,一圆盘可绕过圆盘的中心O且垂直于盘面的竖直轴转动,在圆盘上放一小木块A,它随圆盘一起运动——做匀速圆周运动,则关于木块A的受力,下列说法中正确的是()A.木块A受重力、支持力和向心力B.木块A受重力、支持力和静摩擦力,摩擦力的方向与木块运动方向相反C.木块A受重力、支持力和静摩擦力,摩擦力的方向指向圆心D.木块A受重力、支持力和静摩擦力,摩擦力的方向与木块运动方向相同【答案】C【解析】【详解】由于圆盘上的木块A在竖直方向上没有加速度,所以,它在竖直方向上受重力和支持力的作用而平衡。而木块在水平面内做匀速圆周运动,由于没有发生相对滑动,所以其所需向心力由静摩擦力提供,且静摩擦力的方向指向圆心O。故选C。2.洗衣机是现代家庭常见的电器设备。它是采用转筒带动衣物旋转的方式进行脱水的,下列有关说法中错误的是()A.脱水过程中,衣物是紧贴筒壁的B.加快脱水筒转动的角速度,脱水效果会更好C.水能从筒中甩出是因为水滴与衣物间的作用力不能提供水滴需要的向心力D.靠近中心的衣物脱水效果比四周的衣物脱水效果好【答案】D【解析】【详解】A.脱水过程中,衣物由于离心作用而紧贴筒壁,A正确,不符合题意;B.加快脱水筒转动的角速度,脱水效果会更好,B正确,不符合题意;C.水能从筒中甩出是因为水滴与衣物间的作用力不能提供水滴需要的向心力而做离心运动,C正确,不符合题意;D.四周的衣物脱水效果比靠近中心的衣物脱水效果好,D错误,符合题意。故选D.3.下列有关运动的说法正确的是()A.图甲A球在水平面内做匀速圆周运动,A球角速度越大则偏离竖直方向的θ角越小B.图乙质量为m的小球到达最高点时对上管壁的压力大小为3mg,则此时小球的速度大小为C.图丙皮带轮上b点的加速度大于a点的加速度D.图丙皮带轮上c点的线速度等于d点的线速度【答案】B【解析】【分析】考查竖直面、水平面内的圆周运动,主要是寻找向心力来源,利用圆周运动知识、规律解答.同轴转动,角速度相同;皮带连接边缘位置线速度相同.【详解】对图甲小球受力分析如图所示,则有:得:由上式可知,ω越大,越小,则θ越大,不符合题意;B图乙中小球到达最高点时,若对上管壁压力为3mg,则管壁对小球作用力向下,有:得:符合题意;C图丙中,,由:得:又,由:得:可得:不符合题意;D图丙中,c和d在同一个轴上,属于同轴转动,所以:,由:得:不符合题意.4.火车转弯时,如果铁路弯道的内、外轨一样高,则外轨对轮缘(如左图所示)挤压的弹力F提供了火车转弯的向心力(如图中所示),但是靠这种办法得到向心力,铁轨和车轮极易受损。在修筑铁路时,弯道处的外轨会略高于内轨(如右图所示),当火车以规定的行驶速度转弯时,内、外轨均不会受到轮缘的侧向挤压,设此时的速度大小为v,重力加速度为g,以下说法中正确的是()A.该弯道半径B.当火车质量改变时,规定的行驶速度也将改变C.当火车速率大于v时,外轨将受到轮缘的挤压D.按规定速度行驶时,支持力小于重力【答案】C【解析】【详解】A.令弯道处的坡度倾角为θ,当火车以规定的行驶速度转弯时,由垂直于坡面的支持力与重力的合力提供向心力,如图所示则有解得故A错误;B.根据上述,解得可知,规定速度与火车质量无关,即当火车质量改变时,规定的行驶速度不会改变,故B错误;C.当火车速率大于v时,垂直于坡面的支持力与重力的合力已经不足以提供向心力,此时,外轨将受到轮缘的挤压,故C正确;D.根据上述,解得可知,按规定速度行驶时,支持力大于重力,故D错误。故选C5.如图所示,飞行器P绕某星球做匀速圆周运动,星球相对飞行器的张角为θ,下列说法正确的是()A.轨道半径越大,周期越长 B.轨道半径越大,速度越大C.若测得周期和张角,可得到星球的平均密度 D.若测得周期和轨道半径,可得到星球的平均密度【答案】AC【解析】【详解】A.对飞行器,根据可知轨道半径越大,周期越大,故选项A正确;B.根据可知道轨道半径越大,速度越小,故选项B错误;C.若测得周期T,且由A中方程可得如果知道张角θ,则该星球半径为所以可得到星球的平均密度,故选项C正确;D.若测得周期和轨道半径,无法得到星球半径,则无法求出星球的平均密度,故选项D错误。故选AC。6.已知某星球的平均密度是地球的m倍,半径是地球的n倍,地球的第一宇宙速度是v,该星球的第一宇宙速度为()A. B. C. D.【答案】C【解析】【分析】【详解】根据得第一宇宙速度根据知,星球和地球的质量之比为则第一宇宙速度之比为所以星球的第一宇宙速度ABD错误,C正确。故选C。7.地球赤道上有一物体随地球自转而做圆周运动,所受到的向心力为F1,向心加速度为a1,线速度为v1,角速度为ω1;绕地球表面附近做圆周运动的人造卫星(高度忽略)所受到的向心力为F2,向心加速度为a2,线速度为v2,角速度为ω2;地球同步卫星所受到的向心力为F3,向心加速度为a3,线速度为v3,角速度为ω3;地球表面的重力加速度为g,第一宇宙速度为v,假设三者质量相等,则()A.F1=F2>F3 B.a1=a2=g>a3 C.ω1=ω3<ω2 D.v1=v2=v>v3【答案】C【解析】【详解】A.由于卫星做圆周运动,万有引力提供向心力有则轨道半径越大的卫星所受到的向心力越小,有由于随地球自转的物体与同步卫星具有相同的周期及角速度,根据则则轨道半径越大的向心力越小,所以有则A错误;B.由于卫星做圆周运动,万有引力提供向心力有则轨道半径越大的卫星所受到的向心加速度越小,有由于随地球自转的物体与同步卫星具有相同的周期及角速度,根据则则轨道半径越大的向心加速度越小,所以有则B错误;C.由于卫星做圆周运动,万有引力提供向心力有解得则轨道半径越大的卫星的角速度越小,有由于随地球自转的物体与同步卫星具有相同的周期及角速度,所以有则C正确;D.由于卫星做圆周运动,万有引力提供向心力有解得则轨道半径越大的卫星的线速度越小,有由于随地球自转的物体与同步卫星具有相同的周期及角速度,根据则则轨道半径越大的向心力越小,所以有则D错误;故选C。8.小明撑一雨伞站在水平地面上,伞面边缘点所围圆形的半径为R,现将雨伞绕竖直伞杆以角速度ω匀速旋转,伞边缘上的水滴落到地面,落点形成一半径为2R的圆形,当地重力加速度大小为g,根据以上数据可推知伞边缘距地面的高度为()A. B. C. D.【答案】A【解析】【详解】水滴离开伞边缘时的速度,此后水滴由于只受重力的作用而做平抛运动;俯视图如图所示:由图可知,水滴平抛的水平距离为,小球平抛运动的时间则由平抛运动的竖直方向的自由落体可知,.A.与计算结果相符,A正确.B.与计算结果不符,B错误.C.与计算结果不符,C错误.D.与计算结果不符,D错误.二、多项选择题: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,有多项符合题目要求,全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。9.如图所示,一内壁光滑的圆形细管竖直放置,其半径为R,质量为m的小球在该管内做圆周运动,小球可视为质点.下列说法中正确的是A.小球能够通过光滑圆形细管最高点时的速度可以为B.小球能够通过光滑圆形细管最高点时的最小速度为C.如果小球在光滑圆形细管最高点时的速度大小为2,则此时小球对管道有向上的作用力D.如果小球在光滑圆形细管最低点时的速度大小为,则小球通过该点时与管道间无相互作用力【答案】AC【解析】【详解】AB.小球在最高点,由于细管对小球的弹力可以向上,也可以向下,则v的最小值为零,故A正确,B错误;CD.小球在最低点,不管小球的速度是多少,向心力由轨道向上的支持力和向下重力提供,且支持力大于重力,根据牛顿第三定律可知,小球对管道有向上的作用力,故C正确,D错误.10.探月工程中,“嫦娥三号”探测器的发射过程可以简化如下:卫星由地面发射后,进入地月转移轨道,经过P点时变轨进入距离月球表面100公里的圆形轨道1,在轨道1上经过Q点时变轨进入椭圆轨道2,轨道2与月球表面相切于M点,月球车将在M点着陆月球。下列说法正确的是()A.“嫦娥三号”在轨道1上的速度比月球的第一宇宙速度小B.“嫦娥三号”在地月转移轨道上经过P点的速度比在轨道1上经过P点时大C.“嫦娥三号”在轨道1上的运动周期比在轨道2上的小D.“嫦娥三号”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【答案】AB【解析】【详解】A.月球的第一宇宙速度是环绕月球的最大速度,故“嫦娥三号”在轨道1上的速度比月球的第一宇宙速度小,故A正确;B.“嫦娥三号”在地月转移轨道P点减速降轨至轨道1,故“嫦娥三号”在地月转移轨道上经过P点的速度比在轨道1上经过P点时大,故B正确;C.根据开普勒第三定律由于轨道1的半径大于轨道2的半轴长,故“嫦娥三号”在轨道1上的运动周期比在轨道2上的大,故C错误;D.根据牛顿第二定律可知可知“嫦娥三号”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D错误。故选AB。11.2019年1月3日,“嫦娥四号”在月球背面成功着陆。它是嫦娥探月工程计划中嫦娥系列的第四颗人造探月卫星,主要任务是更深层次、更加全面地科学探测月球地貌、资源等方面的信息,完善月球档案资料。已知月球的半径为R,月球表面的重力加速度为g,引力常量为G,“嫦娥四号”离月球中心的距离为r,绕月周期为T。根据以上信息可求出()A.月球的平均密度为B.“嫦娥四号”绕月运行的速度为C.月球的平均密度为D.“嫦娥四号”绕月运行的速度为【答案】AD【解析】【详解】AC.“嫦娥四号”绕月运行时,设月球的质量为,万有引力提供向心力,则有解得月球的平均密度为故A正确,C错误;BD.对于月球表面任意一物体,所受重力等于万有引力,则有则有“嫦娥四号”绕月运行时,万有引力提供向心力,则有解得故B错误,D正确。故选AD。12.如图所示,两个可视为质点的、相同的木块A和B放在转盘上,两者用长为L的细绳连接,木块与转盘的最大静摩擦力均为各自重力的K倍,A放在距离转轴L处,整个装置能绕通过转盘中心的转轴O1O2转动,开始时,绳恰好伸直但无弹力,现让该装置从静止开始转动,使角速度缓慢增大,以下说法正确的是A.当时,A、B相对于转盘会滑动B.当时,绳子一定有弹力C.ω在范围内增大时,B所受摩擦力变大D.ω在范围内增大时,A所受摩擦力不变【答案】AB【解析】【分析】【详解】开始角速度较小,两木块都靠静摩擦力提供向心力,B先到达最大静摩擦力,角速度继续增大,则绳子出现拉力,角速度继续增大,A的静摩擦力增大,当增大到最大静摩擦力时,开始发生相对滑动。A.当A所受的摩擦力达到最大静摩擦力时,A、B相对于转盘会滑动,对A有对B有解得当时,A、B相对于转盘会滑动,A正确;B.当B达到最大静摩擦力时,绳子开始出现弹力解得知时,绳子具有弹力,B正确;C.角速度,B所受的摩擦力变大,在范围内增大时,B所受摩擦力不变,C错误;D.当在范围内增大时,A所受摩擦力一直增大,D错误。故选AB。三、非选择题:本题共6小题,共60分。13.如图甲为探究向心力的大小与质量、角速度和半径之间关系的实验装置,图乙为示意图,图丙为俯视图。图乙中A、B槽分别与a、b轮同轴固定,a、b两轮在皮带的带动下匀速转动。(1)在该实验中应用了__________(选填“理想实验法”、“控制变量法”、“理想模型法”)来探究向心力的大小与质量,角速度和半径之间的关系。(2)如图乙所示,如果两个钢球质量相等,且a、b轮半径相同,则是在验证向心力的大小与______。A.质量B.半径C.角速度(3)现有两个质量相同的钢球,①球放在槽的边缘,②球放在槽的边缘,a、b轮半径相同,它们到各自转轴的距离之比为2:1。则钢球①、②的线速度之比为______。【答案】①.控制变量法②.B③.2:1【解析】【详解】(1)[1]在该实验中应用了控制变量法来探究向心力的大小与质量,角速度和半径之间的关系。(2)[2]如图乙所示,如果两个钢球质量m相等,且a、b轮半径相同,两球转动的角速度ω相同,则是在验证向心力的大小与转动半径r的关系。(3)[3]钢球①、②的角速度相等,则根据v=ωr可知,线速度之比为2:1。14.某物理小组的同学设计了一个粗制玩具小车通过凹形桥最低点时的速度的实验.所用器材有:玩具小车、压力式托盘秤、凹形桥模拟器(圆弧部分的半径为R=0.20m).完成下列填空:(1)将凹形桥模拟器静置于托盘秤上,如图(a)所示,托盘秤的示数为1.00kg;(2)将玩具小车静置于凹形桥模拟器最低点时,托盘秤示数如图(b)所示,该示数为_____kg;(3)将小车从凹形桥模拟器某一位置释放,小车经过最低点后滑向另一侧,此过程中托盘秤的最大示数为m;多次从同一位置释放小车,记录各次的m值如下表所示:序号12345m(kg)1.801.751.851.751.90(4)根据以上数据,可求出小车经过凹形桥最低点时对桥的压力为_____N;小车通过最低点时的速度大小为_______m/s.(重力加速度大小取9.80m/s2,计算结果保留2位有效数字)【答案】①.1.40②.7.9③.1.4【解析】【分析】【详解】(1)[1]根据量程为10kg,最小分度为0.1kg,注意估读到最小分度的下一位,为1.40kg(2)[2]根据表格知最低点小车和凹形桥模拟器中质量的平均值解得[3]根据牛顿运动定律知代入数据解得15.如图所示,水流星是中国传统杂技的保留项目,是中华文化的重要传承。结实的绳子系着装有水的水桶,使水桶在竖直平面内做圆周运动,为了研究问题方便,可以把水桶当作质点,设桶内水的质量为0.5kg,水桶做圆周运动的半径R=0.4m,重力加速度g=10m/s2。(1)若在最高点时水不流出,求此时水桶的最小速率;(2)若在最高点时水桶的速率为4m/s,求此时水对桶底的压力;(3)若在最低点时桶底承受的压力为桶内水重力的6倍,求此时水桶的速率。【答案】(1)2m/s;(2)15N,方向竖直向上(3)【解析】【详解】(1)水跟着水桶一起做圆周运动,要让水不掉出水桶,则在最高点处有解得:(2)设在最高点时桶底对水的压力为FN1,由牛顿第二定律有:解得:FN1=15N由牛顿第三定律知水对桶底的压力为15N,方向竖直向上;(3)在最低点时桶底承受的压力为桶内水重力的6倍,则桶底对水的支持力为桶内水的重力的6倍,桶底对水的支持力为FN2,由牛顿第二定律有:解得:16.如图,质量分别为m和M的两个星球A、B在引力作用下都绕O点做匀速圆周运动,星球A和B两者中心之间的距离为L。已知A、B的中心和O三点始终共线,A和B分别在O的两侧,引力常量为G。(1)求AO之间的距离;(2)两星球做圆周运动的周期T;(3)在地月系统中,若忽略其他星球的影响,可以将月球和地球看成上述星球A和B,月球绕其轨道中心运行的周期记为,但在近似处理问题时,常常认为月球是绕地心做圆周运动的,这样算得的运行周期记为。已知地球和月球的质量分别为和。求与两者二次方之比(结果保留3位小数)。【答案】(1);(2);(3)【解析】【详解】(1)设星球A做圆周运动的半径为,星球B做圆周运动的半径为,由题可知,A、B两星球角速度相同,则有又联立解得,则AO之间的距离为。(2)设两星球运动的周期为;由万有引力提供向心力得,解得(3)在地月系统中,若忽略其他星球的影响,可以将月球和地球看成上述星球A和B,月球绕其轨道中心运行的周期为式中,和分别是地球与月球的质量,是地心与月心之间的距离;若认为月球在地球的引力作用下绕地心做匀速圆周运动,则有可得联立可得17.如图所示,内壁粗糙、半径为R的半球形容器固定在水平转台上,转台可以绕过容器球心O的竖直轴线以角速度匀速转动。半球形容器的直径水平,与轴线的夹角,与轴线的夹角,小物块质量为m,重力加速度为g,则:(1)若转台静止不动,小物块从M处由静止释放,到达A点时速率为,求小物块到达A点时对
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