精品解析：山东省日照市日照国开中学2022-2023学年高一下学期3月月考物理试题（解析版）

日照国开中学2022级月考物理试题

一、单项选择题：本题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. 发现万有引力定律和测出引力常量的科学家分别是（　　）

A. 开普勒、卡文迪许 B. 牛顿、伽利略

C. 牛顿、卡文迪许 D. 开普勒、伽利略

【答案】C

【解析】

【详解】万有引力定律是由牛顿发现的，而万有引力常量是由卡文迪许通过扭秤实验测定的。

故选C。

2. 对于做匀速圆周运动的物体，下列物理量中不变的是（　　）

A. 速度 B. 加速度 C. 周期 D. 受到的合外力

【答案】C

【解析】

【详解】做匀速圆周运动的物体线速度大小不变，方向不断变化，则线速度变化；加速度和受到的合外力都是大小不变，方向始终指向圆心，即方向不断变化，即加速度和向心力不断变化；周期是不变的。

故选C。

3. 一质点由A向C做曲线运动，运动轨迹如图所示，关于它通过B点时的速度v方向和加速度a方向正确的是（　　）

A.  B.  C.  D.

【答案】B

【解析】

【详解】经过B点时，速度的方向沿着运动轨迹的切线方向，而加速度的方向应指向曲线运动的凹侧，因此B正确，ACD错误。

故选B。

4. 匀速圆周运动中，线速度v、角速度ω、周期T、半径R之间的关系，正确的是（    ）

A. ω=vR B. ω=2πT C. v=ωR D.

【答案】C

【解析】

【详解】根据角速度定义：

线速度定义：

可知：

A．ω=vR，与分析不符，故A错误；

B．ω=2πT，与分析不符，故B错误；

C．v=ωR ，与分析相符，故C正确；

D．，与分析不符，故D错误．

5. “套圈儿”是许多人喜爱的一种游戏。如图所示，小孩和大人直立在界外同一位置，在同一竖直线上不同高度先后水平抛出小圆环，并恰好套中前方同一物体，假设圆环的运动可视为平抛运动，则：（　　）

A. 小孩抛出的圆环速度大小较小 B. 两人抛出的圆环速度大小相等

C. 大人抛出的圆环运动时间较短 D. 小孩抛出的圆环运动时间较短

【答案】D

【解析】

详解】CD．竖直方向由位移公式可得

大人抛出的圆环，竖直位移较大，故运动时间较长，小孩抛出的圆环运动时间较短，故C错误，D正确；

AB．水平方向由位移公式可得

两人扔出的圆环水平位移相等，可知小孩抛出的圆环速度大小较大，故AB错误。

故选D。

6. 自行车的大齿轮、小齿轮、后轮的半径不一样，它边缘有三个点A、B、C，如图所示。当大齿轮匀速运动时，下列说法中正确的是（　　）

A. A、B、C的线速度

B. A、B、C的角速度

C. A、B、C的运动周期

D. A、B、C的向心加速度

【答案】D

【解析】

【详解】A．AB两点在传送带上，是同缘传动的边缘点，所以两点的线速度相等，即

BC两点属于同轴转动，故角速度相等，即

根据，由于rC＞rB，则

所以可知A、B、C的线速度

故A错误；

B．BC两点属于同轴转动，故角速度相等，即

又由于vA=vB，根据，根据题意rA＞rB，可知

ωA＜ωB

所以A、B、C的角速度

故B错误；

C．由于，根据可知，A、B、C的运动周期

故C错误；

D．BC两点的角速度是相等的，根据，由于C点的半径比较大，所以

由于AB两点线速度相等，根据，由于A点的半径比较大，所以

则A、B、C的向心加速度

故D正确。

故选D。

7. 如图所示，细绳的一端固定于O点，另一端系一个小球，在O点的正下方钉一个钉子A，小球从一定高度摆下。当细绳与钉子相碰的瞬间，则（　　）

A. 小球的线速度变大

B. 小球的角速度不变

C. 细绳对小球的拉力变小

D. 钉子的位置越靠下，细绳越容易被拉断

【答案】D

【解析】

【详解】AB．细绳与钉子相碰前后线速度大小不变，半径变小，根据

得知，角速度增大，AB错误；

CD．根据

则拉力

可知钉子的位置越靠下，半径越小，向心力越大，则拉力越大，绳子越容易断，C错误D正确。

故选D。

8. 火车转弯时，如果铁路弯道内外轨一样高，则外轨对轮缘（如图甲所示）挤压的弹力F提供火车转弯的向心力（如图乙所示），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（如图丙所示），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挤压，此时的速度称为安全行驶速度，设其大小为v，以下说法中正确的是（　　）

A. 当火车以速度v通过此弯道时，火车重力与轨道支持力和摩擦力的合力提供向心力

B. 当不同的火车通过此弯道时，重力不同的火车所对应的安全行驶速度不同

C. 当火车速率大于v时，外轨将受到轮缘的挤压

D. 当火车速率小于v时，外轨将受到轮缘的挤压

【答案】C

【解析】

【详解】A．当火车以速度v通过此弯道时，火车重力与轨道支持力的合力提供向心力，故A错误；

B．根据牛顿第二定律

解得安全行驶速度为

与质量无关，故B错误；

C．若速度大于规定速度，重力和支持力的合力不够提供所需的向心力，此时外轨对火车有侧压力，轮缘挤压外轨。故C正确；

D．若速度小于规定速度，重力和支持力的合力提供偏大，此时内轨对火车有侧压力，轮缘挤压内轨。故D错误。

故选C。

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. 对生活中圆周运动，下列说法错误的是（　　）

A. 洗衣机甩干衣服的道理就是利用了水在高速旋转时会做离心运动

B. 火车转弯时，若行驶速度超过规定速度，则内轨与车轮会发生挤压

C. 汽车过凸形桥时要减速行驶，而过凹形桥时可以较大速度行驶

D. 游乐园里的摩天轮转得很慢，人坐在吊箱里面受到的合外力为零

【答案】BCD

【解析】

【详解】A．洗衣机甩干衣服的道理就是利用了水在高速旋转时会做离心运动，故A正确；

B．火车转弯时，向心力由重力与铁轨的支持力的合力提供，若行驶速度超过规定速度，重力与铁轨的支持力的合力不足以提供向心力，不足的向心力由外轨提供，则外轨与车轮会发生挤压，故B错误；

C．当汽车过凸形桥速度很快时，重力不足以提供所需向心力，汽车会飞出，因此需要减速，当汽车通过凹形桥时，在底部若速度很大，所需向心力要大，此时压力增大，容易爆胎，因此也需要减速，故C错误；

D．游乐园里的摩天轮做圆周运动，人坐在吊箱里面随着摩天轮一起转动，需要向心力，所以合外力不可能为零，故D错误。

本题选错误项，故选BCD。

10. 如图，海王星绕太阳沿椭圆轨道运动，P为近日点，Q为远日点，M、N为轨道短轴的两个端点，运行的周期为T0。若只考虑海王星和太阳之间的引力作用，则海王星在从P经过M、Q到N的运动过程中（　　）

A. 从P到M所用的时间等于

B 从Q到N阶段，速率逐渐减小

C. 从P到Q阶段，速率逐渐变小

D. 从M到N阶段，引力对它先充当阻力后充当动力

【答案】CD

【解析】

【详解】A．从P到Q为半个周期，根据开普勒第二定律可知，从P到M的速率大于从M到Q的速率，所以从从P到M所用的时间小于，故A错误；

BC．海王星在运动过程中只受太阳的引力作用，从P到Q是远离太阳的过程，引力是阻力，速率是减小的；从Q到N阶段是靠近太阳的过程，引力是动力，速率会增大，故B错误，C正确；

D．从M到Q阶段是远离太阳的过程，引力是阻力，从从Q到N阶段是靠近太阳的过程，引力是动力，故D正确。

故选CD。

11. 如图甲所示，在光滑水平转台上放一木块A，用细绳的一端系住木块A，另一端穿过转台中心的光滑小孔O悬挂另一木块B。当转台以角速度匀速转动时，A恰能随转台一起做匀速圆周运动，图乙为其俯视图，则（    ）

A. 当转台的角速度变为时，木块A将沿图乙中的a方向运动

B. 当转台的角速度变为时，木块A将沿图乙中的b方向运动

C. 当转台的角速度变为时，木块A将沿图乙中的b方向运动

D. 当转台的角速度变为时，木块A将沿图乙中的c方向运动

【答案】BD

【解析】

【详解】AB．由题意知，当转台以角速度匀速转动时，A恰能随光滑转台一起做匀速圆周运动，绳的拉力等于A所需要的向心力，等于B的重力大小；当转台的角速度变为时，A所需向心力大于B的重力，A将做离心运动，由于绳子拉力不为零，故不可能做匀速直线运动，故轨迹可能为b，A错误，B正确；

CD．当转台的角速度变为时，A所需向心力小于B的重力，A将做近心运动，木可能将沿图乙中的c方向运动，C错误，D正确。

故选BD。

12. 如图所示，直径为d纸筒以角速度绕中心轴匀速转动，将枪口垂直指向圆筒轴线，使子弹穿过圆筒，结果发现圆筒上只有一个弹孔，若忽略空气阻力及子弹自身重力的影响，则子弹的速度可能是（　　）

A.  B.  C.  D.

【答案】AC

【解析】

【分析】

【详解】在子弹飞行的时间内，圆筒转动的角度为（2n－1）π，n=1、2、3……，则时间为

所以子弹的速度为

n=1、2、3……

当n=1时，

当n=2时，

当n=3时，

故选AC。

三、实验题：13题8分，14题6分，共14分。

13. 图甲是“研究平抛物体的运动”的实验装置图

（1）实验前应对实验装置反复调节，直到斜槽末端切线______，每次让小球从同一位置由静止释放，是为了使每次小球平抛的______相同。

（2）实验时，除了木板、小球、斜槽、铅笔、图钉之外，下列器材中还需要的是________

A.游标卡尺　　B.秒表　　C.坐标纸　　D.天平　　E.弹簧秤　　F.重锤线

（3）图乙是正确实验取得的数据，其中O为抛出点，则此小球做平抛运动的初速度为______m/s。（g取9.8m/s2）

（4）在“研究平抛物体运动”的实验中，如果小球每次从斜槽滚下的初始位置不同，则下列说法中正确的是______；

A.小球平抛的初速度相同

B.小球每次做不同的抛物线运动

C.小球在空中运动的时间均相同

D.小球通过相同的水平位移所用时间相同

【答案】    ①. 保持水平    ②. 初速度    ③. CF##FC    ④. 1.6    ⑤. BC##CB

【解析】

【详解】（1）[1][2]为了让小球能做平抛运动，需要实验前应对实验装置反复调节，直到斜槽末端切线保持水平，每次让小球从同一位置由静止释放，是为了使每次小球平抛的初速度相同。

（2）[3]在做“研究平抛物体的运动”实验时，除了木板、小球、斜槽、铅笔、图钉之外，下列器材中还需要重锤线，确保小球抛出是在竖直面内运动，还需要坐标纸，便干确定小球间的距离，故选CF；

（3）[4]根据得

则初速度

（4）[5]AB．在“研究平抛物体运动”的实验中，如果小球每次从斜槽滚下的初始位置不同，则小球平抛运动的初速度不同，抛物线的轨迹不同，故A错误，B正确；

CD．平抛运动的时间与初速度无关，由高度决定，可知小球在空中运动的时间相同，由于初速度不同，则相同水平位移所用的时间不同，故C正确，D错误。

14. 在“探究向心力的大小与质量、角速度和半径之间的关系”的实验中，所用实验器材如图所示。

（1）某次实验时，选择A、B两个体积相等的铝球和钢球，变速塔轮的半径之比为，如图所示，是探究哪两个物理量之间的关系_____。

A．研究向心力与质量之间的关系    B．研究向心力与角速度之间的关系

C．研究向心力与半径之间的关系    D．研究向心力与线速度之间的关系

（2）在研究向心力的大小F与质量m、角速度和半径r之间的关系时，我们主要用到了物理学中的______。

A．累积法    B．等效替代法    C．控制变量法    D．微小量放大法

（3）某次实验保证小球质量和圆周运动半径相等，若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，由圆周运动知识可以判断与皮带连接的变速塔轮相对应的半径之比为______。

A．     B．     C．     D．

【答案】    ①. A    ②. C    ③. B

【解析】

【详解】（1）[1]铝球与钢球的质量不同，转速相同，本实验研究向心力与质量之间的关系，A正确。

（2）[2]在研究向心力的大小F与质量m、角速度ω和半径r之间的关系时，需先控制某些量不变，研究另外两个物理量的关系，该方法为控制变量法，C正确。

（3）[3]根据

两球的向心力之比为，半径和质量相等，则转动的角速度之比为，因为靠皮带传动，变速塔轮的线速度大小相等，根据

知，与皮带连接的变速塔轮对应的半径之比为，B正确。

四、计算题：15题8分，16题12分，17题11分，18题15分，共46分。

15. 如图所示，用长为2m的轻质细线拴一质量为2kg的小球，让小球在水平面内做匀速圆周运动，摆线与竖直方向的夹角θ是37°，不计空气阻力。（g＝10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8）求:

（1）小球的轨道半径；

（2）细线的拉力大小；

（3）小球的线速度大小。

【答案】（1）1.2m；（2）25N；（3）3m/s.

【解析】

【详解】（1）小球的轨道半径

（2，3）对小球，水平方向

竖直方向

解得细线的拉力大小

T=25N

小球的线速度大小

v=3m/s

16. 如图所示，质量m=2.0×104kg的汽车以不变的速率先后驶过凹形桥面和凸形桥面，两桥面的圆弧半径均为60 m，如果桥面承受的压力不得超过3.0×105N，重力加速度g=10m/s2，则：

（1）分析汽车以相同速率分别通过凹形桥面最低点和凸形桥面最高点时，哪种情况对桥面压力较大？

（2）汽车允许的最大速率是多少？

（3）若以所求速度行驶，汽车对桥面的最小压力是多少？

【答案】（1）汽车过凹形桥面最低点时，汽车对桥面的压力较大；（2）；（3）

【解析】

【详解】（1）汽车以相同速率分别通过凹形桥面最低点和凸形桥面最高点时，受力分析如图

通过凹形桥面最低点由牛顿第二定律可知

解得

通过凸形桥面最高点由牛顿第二定律可知

解得

由此可知汽车过凹形桥面最低点时，汽车对桥面的压力较大；

（2）汽车过在凹形桥面最低点时，汽车对桥面的压力较大，如果桥面承受的压力不得超过3.0×105N，则

解得

（3）当汽车过凸形桥面最高点时，支持力最小，由（1）知

根据牛顿第三定律得，最小的压力为

17. 质量为 M 的均匀实心球体半径为 R，球心为 O 点，在球的右侧挖去一个半径为的小球，将该小球置于OO′连线上距 O 为 L 的 P 点，O′为挖去小球后空腔部分的中心，如图所示，则大球剩余部分对 P 点小球的引力为多大？

【答案】

【解析】

【详解】假设小球没有被挖去，完整的球对L处的小球引力为F1，放在被挖去的位置的小球对L处的小球引力大小为F2，大球剩余部分对P点的小球的引力为

由万有引力定律有

由

解得

所以大球剩余部分对 P 点小球的引力为

18. 某高速公路的一个出口路段如图所示，情景简化：轿车从出口A进入匝道，先匀减速直线通过下坡路段至B点（通过B点前后速率不变），再匀速率通过水平圆弧路段至C点，最后从C点沿平直路段匀减速到D点停下。已知轿车在A点的速度，AB长；BC为四分之一水平圆弧段，限速（允许通过的最大速度），轮胎与BC路段间的动摩擦因数，最大静摩擦力可认为等于滑动摩擦力，CD段为平直路段，长为，重力加速度g取。

（1）若轿车到达B点速度刚好为，求轿车在AB下坡段加速度的大小；

（2）为保证行车安全，车轮不打滑，求水平圆弧段BC半径R的最小值；

（3）轿车从A点到D点全程的最短时间。

【答案】（1）；（2）20m；（3）。

【解析】

【详解】（1）初速度，AB长，，对AB段匀减速直线运动有

代入数据解得。

（2）轿车在BC段做圆周运动，静摩擦力提供向心力，有

为了确保安全，则要满足，解得，即。

（3）设AB段时间为，BC段时间为，CD段时间为，全程所用最短时间为t。则通过L1

而

联立解得。