2023-2024年山西省三重教育高一下学期4月联考物理试题（解析版）

山西2023~2024高一4月份期中调研测试物理试题一、单选题1.关于曲线运动，下列说法中正确是（）A.变速运动一定是曲线运动 B.物体在恒力的作用下，不可能做曲线运动C.物体在变力的作用下，不一定做曲线运动 D.物体做曲线运动，合外力和速度方向可能共线【答案】C【解析】变速运动不一定是曲线运动，例如自由落体运动，选项A错误；物体在恒力的作用下可能做曲线运动，例如匀变速曲线运动，选项B错误；物体在变力的作用下，不一定做曲线运动，当变力的方向与速度共线时做直线运动，选项C正确；物体做曲线运动，合外力和速度方向一定不共线，选项D错误。故选C。2.下列现象中，与离心现象无关的是（）A.汽车紧急刹车时，乘客身体向前倾斜 B.旋转伞柄把伞边缘的水滴甩出去C.利用棉花糖机制作棉花糖 D.用洗衣机脱水筒将湿衣服脱水【答案】A【解析】汽车紧急刹车时，乘客身体向前倾斜，这是由于惯性造成的，与离心现象无关，选项A符合题意；旋转伞柄把伞边缘的水滴甩出去，这是离心现象造成的，选项B不符合题意；利用棉花糖机制作棉花糖，这是离心现象造成的，选项C不符合题意；用洗衣机脱水筒将湿衣服脱水，这是离心现象造成的，选项D不符合题意。故选A。3.下列说法正确的是（）A.开普勒通过观察天象以及深入研究第谷的数据提出了万有引力定律B.牛顿发现了万有引力定律并测出了引力常量C.卡文迪什在利用扭秤实验装置测量引力常量时，应用了微元法D.牛顿进行了“月地检验”，他比较的是月球绕地球公转的向心加速度和地球表面上物体的重力加速度【答案】D【解析】开普勒通过观察天象以及深入研究第谷的数据提出了行星运动三大定律，选项A错误；牛顿发现了万有引力定律，卡文迪什测出了引力常量，选项B错误；卡文迪什在利用扭秤实验装置测量引力常量时，应用了放大法，选项C错误；牛顿进行了“月地检验”，他比较的是月球绕地球公转的向心加速度和地球表面上物体的重力加速度，选项D正确。故选D。4.如图所示，内壁光滑的锥形圆筒固定在水平地面上，小球沿内壁在某一水平面内做匀速圆周运动，该小球的向心力（）A.由重力和支持力的合力提供 B.由重力、支持力和摩擦力的合力提供C.只由重力提供 D.只由支持力提供【答案】A【解析】圆筒内壁光滑，小球做匀速圆周运动，合力完全提供向心力，因此小球所受重力和支持力的合力来提供向心力。故选A。5.人造地球卫星的质量是的倍，某时刻，、同时位于各自椭圆轨道的近地点，此时、所受到地球的万有引力大小相等。此后当第四次经过其轨道的近地点时，恰好第一次经过其轨道的远地点。已知的近、远地点到地球球心距离分别为和，则的远地点到地球球心的距离为（）A. B. C. D.【答案】C【解析】设的近点距离地心的距离为，远点距离地心的距离为，则由题意可知，，由开普勒第三定律，联立解得，，故选C。6.质量为的质点在平面上运动，方向的速度—时间图像和方向的位移—时间图像分别如图甲、乙所示，下列说法正确的是（）A.质点的初速度大小为 B.质点所受的合力为C.质点做直线运动 D.末质点的速度大小为【答案】B【解析】由甲图可知，方向的初速度为，加速度为，方向的速度为，故质点的初速度大小为，错误；由牛顿第二定律质点所受的合力为，B正确；因为质点的加速度与初速度方向不共线，所以质点做匀变速曲线运动，C错误；由甲图可知末质点轴方向的速度为，故质点速度为，D错误。故选B。7.在光滑水平面上，用长为的细线拴一质量为的小球，以角速度做匀速圆周运动，下列说法正确的是（）A.不变，减半且加倍时，细线的拉力大小不变 B.不变，减半且加倍时，细线的拉力大小不变C.不变，减半且加倍时，细线的拉力大小不变 D.不变，减半且加倍时，细线的拉力大小不变【答案】B【解析】根据可知：不变，减半且加倍时，细线的拉力大小变为原来的一半，选项A错误；不变，减半且加倍时，细线的拉力大小不变，选项B正确；不变，减半且加倍时，细线的拉力大小变为原来的一半，选项C错误；不变，减半且加倍时，细线的拉力大小变为原来的倍，选项D错误。故选B。8.如图，一质点做平抛运动，依次经过、两点。、两点间的竖直高度为，质点经过、两点时速度方向与水平方向的夹角分别为、，重力加速度大小为，则物体的初速度大小为（）A. B. C. D.【答案】D【解析】设水平速度为，则在点的竖直速度，在点竖直速度，而，解得，故选D。二、多选题9.如图所示的传动装置，皮带轮和上有三点、、，和半径之比为，是上某半径的中点，则皮带轮转动时，关于、、三点的线速度、角速度、周期、向心加速度大小之比，正确的是（）A. B. C. D.【答案】A、B、D【解析】、两点同缘转动，线速度相等，即，、两点同轴转动，角速度相等，根据可得，即，因，根据，可得，根据，可得，根据，可得，故选A、B、D。10.如图所示，半径为的水平圆盘绕中心点做匀速圆周运动，圆盘最左端点正上方处有一小球沿圆心方向被水平抛出，此时半径恰好与小球初速度方向垂直，从上向下看圆盘沿顺时针方向转动，小球恰好落在点，重力加速度大小为不计空气阻力，下列说法正确的是（）A.小球的初速度大小为 B.小球的初速度大小为C.圆盘的角速度大小可能为 D.圆盘的角速度大小可能为【答案】B、C【解析】小球做平抛运动，竖直方向自由落体，由公式得小球平抛运动的时间，小球水平方向匀速直线运动，即，解得小球的初速度大小，小球落在点时，点运动的时间与小球运动时间相等，此时点转过的角度为，其中，，，，由有角速度公式得，，，，整理得，，，，由上式可知，当时，圆盘的角速度大小为故选B、C。三、实验题11.为了“探究向心力大小与角速度的关系”，某班级同学分成两个实验小组：第一小组采用甲图所示的装置进行探究，两个变速塔轮通过皮带连接，转动手柄使长槽和短槽分别随变速塔轮匀速转动，槽内的钢球就做匀速圆周运动。横臂的挡板对钢球的压力提供向心力，钢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，标尺上的红白相间的等分格显示出两个钢球所受向心力的比值。第二小组采用乙图所示的装置进行探究，滑块套在水平杆上，可随水平杆一起绕竖直杆做匀速圆周运动，力传感器通过细绳连接滑块，可测绳上拉力的大小。滑块上固定一遮光片，宽度为，光电门可以记录遮光片通过的时间，测得旋转半径为。滑块随杆匀速圆周运动，每经过光电门一次，通过力传感器和光电门就同时获得一组拉力和角速度的数据。（1）通过本实验可以得到的结论有______（选填正确答案标号）；A.在质量和半径一定的情况下，向心力的大小与角速度成反比B.在半径和角速度一定的情况下，向心力的大小与质量成正比C.在质量和半径一定的情况下，向心力的大小与角速度成正比D.在质量和角速度一定的情况下，向心力的大小与半径成反比（2）若在某次第一小组实验时，两个钢球质量和转动半径相等，图中标尺上红白相间的等分格显示出两个小球所受向心力的比值为，与皮带连接的两个变速塔轮的半径之比为______；（3）某次第二小组实验时，某次旋转过程中遮光片经过光电门时的遮光时间为，则滑块的角速度______（用、、表示）。【答案】（1）B；（2）；（3）【解析】（1）在质量和半径一定的情况下，向心力的大小与角速度平方成正比，选项A、C错误；在半径和角速度一定的情况下，向心力的大小与质量成正比，选项B正确；在质量和角速度一定的情况下，向心力的大小与半径成正比，选项D错误。故选B。（2）标尺上红白相间的等分格显示出两个小球所受向心力的比值为，则向心力之比为；根据可得角速度之比为；因两个塔轮边缘的线速度相等，根据可知，与皮带连接的两个变速塔轮的半径之比为；（3）线速度，角速度。12.某兴趣小组在做“探究平抛物体的运动”实验。（1）图甲是“探究平抛物体的运动”的实验装置简图，下面做法可以减小实验误差的是______（选填选项前的字母）；A.尽量减小钢球与斜槽间的摩擦 B.平抛小球使用密度大、体积小的钢球C.实验时，让小球每次都从同一位置由静止滚下 D.使斜槽末端保持切线水平（2）小球离开斜槽末端后，在水平方向上做的是______，在竖直方向上做的是______（均选填选项前的字母）；A.匀速直线运动 B.匀变速直线运动 C.变加速直线运动 D.曲线运动（3）如图乙所示，为一次实验记录中的一部分，图中背景方格的边长为。从图像上分析，记录间隔______；小球做平抛运动的水平初速度大小是______，小球在点的速度大小是______（取）。【答案】（1）B、C、D；（2）A；B；（3）；；【解析】（1）钢球与斜槽间的摩擦不影响每次斜槽末端的速度大小相等。故A错误；小球使用密度大、体积小的钢球可以减小空气阻力，故B正确；让小球每次都从同一位置由静止滚下保证小球每次平抛的初速度相同，故C正确；使斜槽末端保持切线水平，使小球初速度沿水平方向，做平抛运动，故D正确。故选B、C、D。（2）小球离开斜槽末端后做平抛运动，水平方向做匀速直线运动，竖直方向做自由落体运动。（3）由逐差公式，竖直方向，解得。水平初速度大小。点的竖直分速度，。四、解答题13.质量为的物块沿半径为的轨道做匀速圆周运动，转速为，计算结果保留，求：（1）物块做匀速圆周运动的线速度大小；（2）物块做匀速圆周运动的向心加速度大小；（3）物块在内的位移大小及转过的圆心角大小。【答案】（1）；（2）；（3）；【解析】（1）因为，物块做匀速圆周运动的线速度大小。（2）物块做匀速圆周运动的向心加速度大小。（3）物块在内转过的圆心角大小，位移大小。14.中国宇航员计划在2030年前登上月球，假设宇宙飞船落到月面前绕月球表面做角速度为的匀速圆周运动，运动半径可近似看为月球半径。宇航员登上月球后，做了一次斜上抛运动的实验。如图所示，在月面上，小球从点斜向上抛出，经过最高点运动到点，已知小球在、两点的速度与竖直方向的夹角分别为，，小球在点的速度为，小球从到的运动时间为，引力常量为，，忽略月球的自转影响，求：（1）月球的密度（假设月球为均匀物体）以及月面的重力加速度；（2）宇宙飞船绕月球表面做匀速圆周运动的线速度以及月球的质量。【答案】（1）；；（2）；【解析】（1）根据，，可得，在点时的竖直速度，在点时的竖直速度，向上为正，则从到由运动公式，解得。（2）根据，可得，宇宙飞船绕月球表面做匀速圆周运动的线速度，月球的质量。15.如图所示，倾角均为的两个斜面体固定放置，粗糙斜面与光滑斜面均是正方形且在同一倾斜面上，的边长为，的边长未知，是的中点，是的中点，是的中心，、、在同一条直线上。质量为的小球（视为质点）用长为的轻细线系于点，让小球在最低点获得一个初速度，小球可绕点做