2022-2023学年辽宁省葫芦岛市四校高一下学期4月月考 物理

2022-2023学年度下学期高一年级四校四月联考试题

物理学科试卷

一、选择题：本题10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8~10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。

1. “神舟十号”飞船绕地球的运行可视为匀速圆周运动，神舟十号航天员在“天宫一号” 展示了失重环境下的物理实验或现象，下列四个实验可以在“天宫一号”舱内完成的有(    )

A. 用台秤称量重物的质量

B. 用水杯喝水

C. 用沉淀法将水与沙子分离

D. 给小球一个很少的初速度，小球即可以竖直平面内做圆周运动

【答案】D

【解析】

【分析】

【详解】A．重物处于完全失重状态，对台秤的压力为零，无法通过台秤测量物体的质量，故A错误；

B．水杯中的水处于完全失重状态，水不会因重力而倒入嘴中，故B错误；

C．沙子处于完全失重状态，不能通过沉淀法与水分离，故C错误；

D．小球处于完全失重状态，给小球很小的初速度，小球在拉力作用下在竖直平面内做匀速圆周运动，故D正确。

故选D。

2. 如图所示，小船沿直线AB过河，船头始终垂直于河岸。若水流速度减小，为保持航线不变，下列措施与结论正确的是（    ）

A. 减小船速，过河时间变长 B. 减小船速，过河时间不变

C. 增大船速，过河时间不变 D. 增大船速，过河时间缩短

【答案】A

【解析】

【详解】设小船在静水中速度为，水流速度为，直线AB与河岸的夹角为，河岸宽度为，则有

渡河时间为

若水流速度减小，保持航线不变，可知减小，渡河时间变长。

故选A。

3. 以下关于行星运动及万有引力的描述正确的是（    ）

A. 开普勒认为行星绕太阳运行的轨道是椭圆，行星在椭圆轨道上各个地方的速率均相等

B. 太阳对行星的引力与地球对月球的引力属于不同性质的力

C. 已知月地距离约为地球半径60倍，要检验“使月球绕地球运动的力”与“使苹果落地的力”遵循同样的规律，只需验证地球吸引月球的加速度约为地球吸引苹果的加速度的

D. 卡文迪许利用扭秤实验测出了引力常量的数值

【答案】C

【解析】

【详解】A．开普勒认为行星绕太阳运行的轨道是椭圆，行星在椭圆轨道上各个地方的速率不相等，故A错误；

B．太阳对行星的引力与地球对月球的引力属于同种性质的力，故B错误；

C．已知月地距离约为地球半径60倍，要检验“使月球绕地球运动的力”与“使苹果落地的力”遵循同样的规律，根据

只需验证地球吸引月球的加速度约为地球吸引苹果的加速度的，故C正确；

D．卡文迪许利用扭秤实验测出了引力常量的数值，故D错误。

故选C。

4. 在冬奥会短道速滑项目中，运动员绕周长仅111米的短道竞赛．运动员比赛过程中在通过弯道时如果不能很好地控制速度，将发生侧滑而摔离正常比赛路线．图中圆弧虚线Ob代表弯道，即正常运动路线，Oa为运动员在O点时的速度方向（研究时可将运动员看做质点）．下列论述正确的是（     ）

A. 发生侧滑是因为运动员受到的合力方向背离圆心

B. 发生侧滑是因为运动员受到的合力大于所需要的向心力

C. 若在O发生侧滑，则滑动的方向在Oa左侧

D. 若在O发生侧滑，则滑动的方向在Oa右侧与Ob之间

【答案】D

【解析】

【详解】试题分析：发生侧滑是因为运动员的速度过大，所需要的向心力过大，运动员受到的合力小于所需要的向心力，而受到的合力方向仍指向圆心，故AB错误．若运动员水平方向不受任何外力时沿Oa线做离心运动，实际上运动员要受摩擦力作用，所以滑动的方向在Oa右侧与Ob之间，故C错误，D正确．故选D．

考点：圆周运动的实例分析

5. 如图所示，摩天轮悬挂的座舱在竖直平面内做匀速圆周运动，这个过程简化为下图的情景，水平板上放一个物体，使水平板和物体一起在竖直平面内做匀速圆周运动，为水平直径，为竖直直径，在运动过程中木板始终保持水平，物块相对木板始终静止，下列说法正确的是（　　）

A. 在最低点时，物块所受支持力等于物块的重力

B. 物块所受合外力不变

C. 除c、d两点外，物块都要受摩擦力

D. c、d两点，物块所受支持力相同

【答案】C

【解析】

【详解】AD．物块做匀速圆周运动，向心力大小始终不变，根据牛顿第二定律，在c点有

解得

在d点有

解得

故AD错误；

B．物块所受合外力提供向心力，大小不变，但方向始终变化，故B错误；

C．物体所受重力和支持力始终在竖直方向，而向心力方向始终指向圆心，只有在c、d两点，仅靠重力和支持力的合力就可以提供向心力，而在c、d两点外，物块都要受摩擦力，才能使合外力满足指向圆心，故C正确。

故选C。

6. 如图所示，两个质量相同的物体a、b，在同一高度处，a自由下落，b沿光滑斜面由静止下滑，则下列说法正确的是（　　）

A. 从开始运动到落地前瞬间，重力的平均功率

B. 从开始运动到落地前瞬间，重力的平均功率

C. 落地前瞬间重力的瞬时功率Pa<Pb

D. 落地前瞬间重力的瞬时功率Pa=Pb

【答案】A

【解析】

【分析】

【详解】AB．根据

WG=mgh

可知，两物体落地时重力功相同，a物体做自由落体运动，则有

解得

b沿斜面向下运动，则有

解得

对比可得

根据

可知，重力的平均功率

A正确，B错误；

CD．根据机械能守恒定律可知

mgh=mv2

则两物体落地前的速度大小相同，a物体竖直方向的速度为，b物体竖直方向的速度为，根据

PG=mgvy

可知落地前瞬间重力的瞬时功率

Pa>Pb

CD错误。

故选A。

7. 2021年8月19日，金、木、水，火、土五颗行星同现天空，但它们并没有真正地连成一条线。只是都运行到了地日连线的同一侧，若某时刻，五颗行星在一条直线上，它们绕太阳的公转可视为匀速圆周运动，位置关系如图所示，下列说法正确的是（    ）

A. 由于金、木、水、火，土五颗行星在一条直线上，则运行周期一定相等

B. 地球的向心加速度小于火星的向心加速度

C. 水星的线速度最大，土星的线速度最小

D. 经过相同时间，土星距离地球的距离一定大于木星和地球间的距离

【答案】C

【解析】

【详解】ABC．行星绕太阳做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力可得

解得

可知五颗行星的运行周期不相等；地球的向心加速度大于火星的向心加速度；水星的线速度最大，土星的线速度最小；故AB错误，C正确。

D．由于行星运行周期不相等，经过相同时间，可能土星与地球位移太阳的同一侧，木星与地球位于太阳的两侧，则土星距离地球的距离不一定大于木星和地球间的距离，故D错误。

故选C。

8. 如图所示，倾角的直角斜面体ABC固定在水平地面上，在A点正上方与B点等高处以初速度水平抛出一个小球，小球落在斜面上时在空中运动的位移最小，已知斜面体高，，，，下列说法正确的是（    ）

A. 位移最小时，小球末速度刚好垂直斜面 B. 小球在空中运动的最小位移

C. 小球在空中运动的时间 D. 小球刚抛出时的初速度

【答案】CD

【解析】

【详解】A．位移最小时，位移方向垂直于斜面，此时小球末速度方向与斜面不垂直，故A错误；

B．由几何关系可知，最小位移为

故B错误；

C．竖直方向，根据

解得小球在空中运动的时间为

故C正确；

D．小球刚抛出时的初速度为

故D正确。

故选CD。

9. 如图，在水平转台上放一个质量M＝2 kg木块，它与转台间的最大静摩擦力Fmax＝6.0 N，绳的一端系挂木块，通过转台的中心孔O(孔光滑)，另一端悬挂一个质量m＝1.0 kg的物体，当转台以角速度ω＝5 rad/s匀速转动时，木块相对转台静止，则木块到O点的距离可以是(g取10 m/s2，M、m可看成质点)(　　)

A. 0.04 m

B. 0.08 m

C. 0.16 m

D. 0.32 m

【答案】BCD

【解析】

【详解】物体的摩擦力和绳子的拉力的合力提供向心力，根据向心力公式得：mg+f=Mω2r，解得：；当f=fmax=6.0N时，r最大，，当f=-6N时，r最小，则，故BCD正确，A错误。

10. 如图所示，一质量为m的小球，用长为l的轻绳悬挂于O点的正下方P点。小球在水平拉力的作用下，第一次保持速率不变从P点运动到Q点，下列说法中正确的是（    ）

A. 小球的合力不变

B. 水平拉力的功率逐渐增加

C. 小球在水平拉力的作用下，第二次保持速率（）不变从P点运动到Q点，第二次水平拉力做功更多

D. 小球在水平拉力的作用下，第二次保持速率（）不变从P点运动到Q点，与经过同一位置A两次水平拉力相等

【答案】BD

【解析】

【详解】A．根据题意可知，小球做匀速圆周运动，小球的合力大小不变，方向总是指向圆心，故A错误；

B．小球做匀速圆周运动，对小球进行受力分析，如图所示

沿速度方向根据受力平衡可得

则水平拉力的功率为

则随着的增大，增大，水平拉力的功率逐渐增加，故B正确；

CD．由于小球在水平拉力的作用下，第二次保持速率（）不变从P点运动到Q点，由于小球做匀速圆周运动，则沿速度方向根据受力平衡可得

由于小球经过同一位置A的相同，可知小球从P点运动到Q点，经过同一位置A，第二次水平拉力与第一次水平拉力相等；小球经过每个相同位置，两次拉力均相等，则第二次水平拉力做功与第一次水平拉力做功相等，故C错误，D正确。

故选BD。

二、非选择题：本题共5小题，共54分．

11. 如图甲所示是某同学探究做圆周运动的物体的质量、向心力、轨道半径及线速度关系的实验装置，圆柱体放置在水平光滑圆盘上做匀速圆周运动。力传感器测量向心力F，速度传感器测量圆柱体的线速度大小v，该同学通过保持圆柱体质量和运动半径不变，来探究向心力F与线速度大小v的关系。

（1）该同学采用的实验方法为______。

A．等效替代法        B．控制变量法       C．理想化模型法        D．微元法

（2）改变线速度大小v，多次测量，该同学测出了五组F、v数据，如下表所示：

该同学对数据分析后，在图乙坐标纸上描出了五个点。

①在以上图乙中作出图线______；

②若圆柱体运动半径，由作出的的图线可得圆柱体的质量______kg。（保留两位有效数字）

【答案】    ①. B    ②. 见解析    ③.

【解析】

【详解】（1）[1]实验中研究向心力和速度的关系，保持圆柱体质量和运动半径不变，采用的是控制变量法。

故选B。

（2）①[2]针对题目中坐标纸上描出的五个点，连线得到如下图所示

②[3]根据向心力的公式可知图线的斜率

代入图线上随意两点坐标，例如和以及可得

12. 在“探究平抛运动的运动规律”的实验中，可以描绘出小球平抛运动的轨迹，实验简要步骤如下：

（1）让小球多次从______位置自由滚下，在一张印有小方格的纸记下小球碰到铅笔笔尖的一系列位置，如图中a、b、c、d所示：

（2）按图安装好器材，注意调节斜槽末端切线______，记下平抛初位置O点和过O点的竖直线;

（3）取下白纸以O为原点，以竖直线为y轴建立坐标系，用平滑曲线画平抛运动物体的轨迹；已知图中正方形小方格的边长，则小球平抛的初速度为______m/s；______m/s（取）

（4）由图判断a点______（填“是”或“不是”）抛出点。

【答案】    ①. 同一##相同    ②. 水平    ③. 0.8    ④. 1.0    ⑤. 不

【解析】

【详解】（1）[1]为了使小球每次抛出时的初速度相同，实验时让小球多次从同一位置自由滚下。

（2）[2]为了使小球抛出时的速度处于水平方向，应调节斜槽末端切线水平。

（3）[3]由图可知a、b、c、d之间的时间间隔是相同的，则竖直方向有

可知

则小球平抛的初速度为

[4]竖直方向自由落体运动，根据匀变速直线运动中时间中点的瞬时速度等于该过程中的平均速度，则有

则有

（4）[5]a点的竖直分速度为

故a点不是抛出点。

13. 2021年2月10日19时52分，我国首次火星探测任务“天问一号”探测器实施近火捕获制动，成功实现环绕火星运动，成为我国第一颗人造火星卫星。在“天问一号”环绕火星做匀速圆周运动时，周期为T，轨道半径为r。已知火星的半径为R，引力常量为G，不考虑火星的自转。求：

（1）“天问一号”环绕火星运动的线速度的大小v；

（2）火星的质量M；

（3）火星表面的重力加速度的大小g。

【答案】（1）；（2）；（3）

【解析】

【分析】

【详解】（1）由线速度定义可得

（2）设“天问一号”的质量为m，引力提供向心力有

得

（3）忽略火星自转，火星表面质量为的物体，其所受引力等于重力

得   

14. 目前，上海有若干辆超级电容车试运行，运行中无需连接电缆，只需在乘客上车间隙充电30秒到1分钟，就能行驶3到5千米。现有一辆超级电容车，质量，额定功率，假设该超级电容车启动时与机动车启动模式相同，它在平直水平路面上行驶时，受到的阻力是车重的0.1倍，g取；

（1）超级电容车在此路面上行驶所能达到最大速度是多少？

（2）若超级电容车从静止开始，保持以的加速度做匀加速直线运动，这一过程中牵引力为多大？能维持多长时间？

【答案】（1）30m/s；（2）3000N，40s

【解析】

【详解】（1）当超级电容车速度达到最大时，超级电容车的牵引力与阻力平衡，即

根据

解得

 （2）超级电容车做匀加速运动，由牛顿第二定律得

解得

N

设超级电容车刚达到额定功率时的速度为

解得

设超级电容车匀加速运动的时间为t，则

解得

15. 某电视台正在策划的“快乐向前冲”节目的场地设施如图所示，AB为水平直轨道，上面安装有电动悬挂器，可以载人运动，下方水面上漂浮着一个半径为R铺有海绵垫的转盘，转盘轴心离平台的水平距离为L，平台边缘与转盘平面的高度差为H．选手抓住悬挂器后，按动开关，在电动机的带动下从A点沿轨道做初速为零、加速度为a的匀加速直线运动．起动后2s悬挂器脱落．设人的质量为m看作质点)，人与转盘间的最大静摩擦力为μmg，重力加速度为g．

（1）假设选手落到转盘上瞬间相对转盘速度立即变为零，为保证他落在任何位置都不会被甩下转盘，转盘的角速度ω应限制在什么范围？

（2）若H＝3.2m，R ＝0.9m，取g＝10m/s2，当a＝2m/s2时选手恰好落到转盘的圆心上，求L．

（3）若H＝2.45m，R＝0.8m，L＝6m，取g＝10m/s2，选手要想成功落在转盘上，求加速度a的范围．

【答案】（1）（2）7.2 m（3）a1 =" 1.75" m/s2或者a2 =" 2.25" m/s2

【解析】

【详解】试题分析：（1）设人落在圆盘边缘处不至被甩下，临界情况下，最大静摩擦力提供向心力

则有：μmg=mω2R

解得

故转盘的角速度

（2）匀加速过程m=4m

vc =at=4m/s

平抛过程得t2=0．8s

x2= vc t2 = 4×0．8m=3．2m

故L=x1 + x2=7．2m

（3）分析知a最小时落在转盘左端，a最大时落在转盘右端

得

解得

解得a2=2m/s2

考点：牛顿第二定律、平抛运动

【名师点睛】解决本题的关键理清选手的运动过程，结合牛顿第二定律、平抛运动的分位移公式、运动学公式灵活求解：根据静摩擦力提供向心力，结合牛顿第二定律求出转盘角速度的范围．抓住平抛运动的水平位移和匀加速直线运动的位移等于L，结合位移公式和速度公式求出匀加速运动的时间；根据平抛运动的分位移公式列式求解．