2021-2022学年湖北省十堰市竹溪县第二高级中学高一（下）第一次月考物理试题（解析版）

2022年高一年级下学期第一次月考物理试卷一、单选题（本大题共8小题，共32.0分）1.如图所示，一小物块以大小为的向心加速度做匀速圆周运动，半径，则下列说法正确的是（）A.小物块做圆周运动的周期为 B.小物块运动的角速度为C.小物块在内通过的路程为零 D.小物块在内通过的位移大小为【1题答案】【答案】B【解析】【分析】【详解】A．根据向心加速度的公式有an=代入数据有T=πsA错误；B．根据向心加速度的公式有an=ω2R代入数据有ω=2rad/sB正确；C．路程为物体运动轨迹的长度，而πs内小物块刚好走过一圈，则小物块的路程为2πm，C错误；D．小物块在内刚好走过90°，则位移为m，D错误。故选B。2.如图所示的皮带转动中小轮半径是大轮半径的一半，a、b分别是小轮和大轮边缘上的点，大轮上c点到轮心O的距离恰好等于，若皮带不打滑，则图中a、b、c三点（）

A.线速度之比为 B.角速度之比为C.转动周期之比为 D.向心加速度大小之比为【2题答案】【答案】D【解析】【分析】【详解】AB．皮带传动的两轮边缘的线速度相等，即，同一轮上的b、c两点角速度相等，即，由可得，b、c两点的线速度之比为故a、b、c三点的线速度之比为由可得，a、b的角速度之比为故a、b、c三点的角速度之比为AB错误；CD．由可得，a、b、c三点的周期之比为C错误；D．由可得，a、b、c三点的向心加速度大小之比为D正确。故选D。3.如图所示是利用圆锥摆粗略验证向心力表达式的实验装置图，已知小球质量为m，小球距悬点的竖直高度为h，小球在水平面内做圆周运动的半径为r，用秒表测得小球运动n圈的时间为t，则下列说法正确的是A小球受到重力、拉力、向心力B.向心力的表达式Fn=mC.小球所受的合外力为F合=mgD.小球转动越快，细线与竖直方向的夹角越小【3题答案】【答案】C【解析】【详解】A．做圆锥摆的小球只受到重力和绳的拉力，向心力是效果力，不是小球受的力，A项错误；B．根据小球做匀速圆周运动的周期为故向心力大小为故B项错误；C．设细绳与竖直方向的夹角为，根据两受力重力、拉力和合力提供向心力构成的直角三角形，有：而由几何关系可得：故C项正确；D．根据向心力可知小球转动越快，周期T越小，则h越小，则细绳与竖直方向的夹角越大，故D项错误．4.如图，波轮洗衣机中的脱水筒在脱水时，有一质量m＝6g的硬币被甩到筒壁上，随筒壁一起做匀速圆周运动。已知洗衣机脱水转速为600r/min，脱水筒直径为300mm，下列说法正确的是（）A.硬币的角速度约为20rad/sB.硬币的线速度大小约为0.94m/sC.硬币的向心加速度大小约为60m/s2D.筒壁对硬币的弹力大小约为3.55N【4题答案】【答案】D【解析】【详解】A．根据题意可知脱水筒的转速为由匀速圆周运动的角速度和转速的关系可得硬币的角速度为故A错误；B．硬币做匀速圆周运动的半径为则线速度大小为故B错误；C．硬币做匀速圆周运动的向心加速度大小为故C错误；D．筒壁对硬币的弹力提供硬币做匀速圆周运动的向心力故D正确。故选D。5.如图所示是地球的两颗卫量a和b，其中b是地球的同步卫星，下列说法正确的是（）A.卫星a所受的向心力大于b所受的向心力B.卫星a运行周期小于24hC.在地面附近发射卫星b的速度为D.卫星a的运行速度可能大于【5题答案】【答案】B【解析】【详解】据，由于不知道ab两颗卫星的质量，故仅根据r的大小不能判定向心力的大小，故A错误；据可得卫星的周期，所以a的半径小于b的半径，故a的周期小于b的周期24h，故B正确；11.2km/s是发射脱离地球束缚航天器的最小发射速度，同步卫星仍围绕地球圆周运动，故其发射速度小于11.2km/s，故C错误；7.9km/s是第一宇宙速度是围绕地球圆周运动的最大速度，故卫星a的运行速度小于7.9km/s，故D错误．6.关于天体的运动，下列说法正确的是（）A.日心说是哥白尼提出的，观点是行星绕太阳做椭圆运动B.开普勒第一定律认为：行星绕太阳运动时太阳在轨道的中心C.k=中r代表轨道半长轴，T代表公转周期，比值k只与中心天体有关D.行星绕太阳运动时，所有行星都在同一轨道上【6题答案】【答案】C【解析】【详解】A．哥白尼提出“日心说”，认为行星绕太阳做匀速圆周运动，故A错误；B．开普勒第一定律认为：行星绕太阳运动时太阳在椭圆轨道的一个焦点上，故B错误；C．开普勒第三定律的公式中r代表轨道半长轴，T代表公转周期，比值k只与中心天体有关，故C正确；D．行星绕太阳运动时，所有行星都在不同轨道上，故D错误。故选C。7.天文学家新发现了太阳系外的一颗行星，这颗行星的体积是地球的a倍，质量是地球的b倍已知某一近地卫星绕地球运动的周期约为T，已知引力常量为G，则该行星的平均密度为A.B.C.D.条件不足，无法判断【7题答案】【答案】C【解析】【详解】对于近地卫星，设其质量为m，地球的质量为M，半径为R，根据万有引力提供向心力：，得地球的质量，地球的密度为，密度公式为，已知行星的体积是地球的a倍，质量是地球的b倍，则得行星的平均密度是地球的倍，所以该行星的平均密度为，故C正确．8.假设地球可视为质量分布均匀的球体，地球表面重力加速度在两极的大小为，在赤道的大小为g，已知地球自转的周期为T，引力常量为G，则地球的质量为（）A. B. C. D.【8题答案】【答案】B【解析】【详解】在两极有：，在赤道有：，联立两式解得，故选B．二、多选题（本大题共3小题，共12.0分）9.、、三个小物块放在旋转圆台上，最大静摩擦力均为重力的倍，的质量为，、质量为，离轴为，、离轴为，则当圆台旋转时（设、、都没有滑动，如图所示）（）A.的向心加速度最大B.所受的静摩擦力最小C.当圆台转速增加时，比先滑动D.当圆台转速增加时，比先滑动【9题答案】【答案】ABC【解析】【详解】A.三个小物块转动角速度相等，根据知，C的半径大，则C的向心加速度最大，故A项符合题意；B.根据静摩擦力提供向心力，得：A所受的摩擦力，B所受的摩擦力，C所受的摩擦力为，可知A、C所受的摩擦力大小相等，B物块的静摩擦力最小，故B项符合题意；CD.根据，发生相对滑动的临界角速度，A、B的半径相同，则一起滑动，C的半径大，临界角速度小，则当圆台转速增加时，C最先滑动，AB同时滑动；故C项符合题意，D项不符合题意．10.一质量为2.0×103kg的汽车在水平公路上行驶，路面对轮胎的总的径向最大静摩擦力为1.4×104N，当汽车经过半径为100m的弯道时，下列判断正确的是（）

A.汽车转弯时所受的力有重力、弹力、摩擦力和向心力B.汽车转弯的速度为20m/s时，所需的向心力为8×103NC.汽车转弯的速度为25m/s时会发生侧滑D.汽车能安全转弯的向心加速度不超过7.0m/s2【10题答案】【答案】BD【解析】【详解】A．汽车在水平面转弯时做圆周运动，重力与支持力平衡，侧向静摩擦力提供向心力，故A项错误；B．如果车速达到，则汽车需要的向心力故B项正确；C．当汽车转弯速度为时，汽车需要的向心力所以汽车不会发生侧滑，故C项错误；D．最大加速度故D项正确。故选BD。11.2017年1月23日，我国首颗1米分辨率频段多极化合成孔径雷达（SAS）卫星“高分三号”正式投入使用，某天文爱好者观测卫星绕地球做匀速圆周运动时，发现该卫星每经过时间通过的弧长为l，该弧长对应的圆心角为θ弧度，已知万有引力常量为G，则下列说法正确的是（）A.卫星绕地球做匀速圆周运动的线速度大小为B.卫星绕地球做匀速圆周运动的角速度为C.地球的质量为D.卫星的质量为【11题答案】【答案】AC【解析】【详解】AC．由圆周运动公式可得该卫星做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，有解得AC正确；B．角速度故B错误；D．卫星的万有引力提供向心力，由于中的可以约去，故无法求解卫星的质量，故D错误；故选AC。三、实验题（本大题共2小题，共18.0分）12.某小组的同学设计了一个研究汽车通过凹形桥最低点时的速度与其对桥面压力关系的实验装置。所用器材有小钢球、压力式托盘秤、凹形桥模拟器（圆弧部分的半径R=0.30m）。完成下列填空：

（1）将凹形桥模拟器静置于托盘秤上，如图甲所示，托盘秤的示数为1.10kg。（2）将小钢球静置于凹形桥模拟器最低点时，托盘秤的示数如图乙所示，则该小钢球的重力为______N（重力加速度取10m/s2）。（3）将小钢球从凹形桥模拟器某一位置释放，小钢球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钢球，记录各次的m值如表所示：序号（4）根据以上数据，可求出小钢球经过凹形桥最低点时对桥的压力为______N（重力加速度取10m/s2）；小钢球通过最低点时的速度大小为______m/s；小钢球处于______（选填“超重”或“失重”）状态。【12题答案】【答案】①.3.0②.7.0③.2④.超重【解析】【详解】（1）[1]托盘秤的示数是，则小钢球的质量是，小钢球的重力是；（4）[2][3][4]将组实验数据取平均值为，则小钢球对桥的压力结合牛顿第三定律，根据可得小钢球对桥的压力大于自身重力，处于超重状态。13.飞船飞近某一新发现的行星，并进入靠近行星表面的圆形轨道，在引力的作用下绕行数圈后着陆，飞船上备有以下实验器材：A.精确秒表一个B.已知质量为m的物体一个C.弹簧测力计一只D.天平一台（附砝码）已知宇航员在绕行时和着陆后各做了一次测量，依据测量数据，可求出该行星的半径R、行星质量M。（已知万有引力常量为G）（1）两次测量所选用的器材分别为_____、______（填写仪器前的字母代号）；（2）两次测量的物理量分别是_____、______（用文字和符号表示）；（3）用以上数据写出半径R的表达式：______（用以上的物理量符号表示）。【13题答案】【答案】①.A②.BC③.周期T④.物体重力FG⑤.【解析】分析】【详解】(1)[1][2]在星球表面重力等于万有引力，有在靠近行星表面的圆形轨道，卫星运动过程中，万有引力等于向心力由以上两式解得，由弹簧秤测量物体的重力，平衡条件可得弹簧秤的示数，因而需要用秒表测量周期T，用弹簧秤测量质量为m物体的重力；故选择：A；BC；(2)[3][4]由第一问分析可知，需要要用秒表测量周期T；用弹簧秤测量质量为m物体的重力FG；(3)[5]由第一问分析可知四、计算题（本大题共3小题，共38.0分）14.有一辆质量为的小汽车驶上圆弧半径为的拱桥。（1）汽车到达桥顶时速度为v=5m/s，汽车的向心加速度多大？（2）上一问中，汽车受到拱桥的支持力多大？（3）如果拱桥的半径增大到与地球半径R（约为6400km）一样，汽车要在“桥面”上腾空，速度至少要多大？（g=10m/s2）【14题答案】【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【分析】【详解】（1）由向心加速度公式得（2）当汽车在桥顶时，汽车受到竖直向下的重力mg和竖直向上的支持力，由牛顿第二定律，得解得

（3）汽车在“桥面”上腾空时，受到桥面的支持力为零，设速度至少为，

只有重力充当向心力，由牛顿第二定律，得

解得15.如图所示，长度为L=0.4m的轻绳，系一小球在竖直平面内做圆周运动，小球的质量为m=0.5kg，小球半径不计，g取10m/s2，求：(1)小球刚好通过最高点时的速度大小；(2)小球通过最高点时的速度大小为4m/s时，绳的拉力大小；(3)若轻绳能承受的最大张力为45N，小球运动过程中速度大小的最大值。

【15题答案】【答案】(1)2m/s；(2)15N；(3)4m/s【解析】【详解】(1)小球刚好通过最高点时，恰好只由重力完全提供向心力，故有解得(2)小球通过最高点时的速度大小为4m/s时，拉力和重力的合力提供向心力，有解得FT=15N(3)分析可知小球通过最低点时绳张力最大，在最低点由牛顿第二定律得将FT′=45N代入解得即小球的速度不能超过。16.已知地球质量为M，万有引力常量为G。将地球视为半径为R、质量均匀分布的球体。忽略地球自转影响。（1）求地面附近的重力加速度g；（2）求地球第一宇宙速度v；（3