江苏省射阳中学2022-2023学年高一下学期3月月考物理试卷(含答案)

这是一份江苏省射阳中学2022-2023学年高一下学期3月月考物理试卷(含答案)，共13页。试卷主要包含了单选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。


一、单选题
1．如图所示，三个质量均为M的球分别位于圆环、半圆环和完整圆环的圆心，圆环、半圆环分别是由与丙图中相同的完整圆环截去和一半所得，环的粗细忽略不计，若甲图中环对球的万有引力大小为F，则乙图、丙图中环对球的万有引力大小分别为( )
A.B.C.D.
2．如图是关于地球表面发射卫星时的三种宇宙速度的示意图，椭圆轨道为某卫星的运动轨道，下列说法正确的是( )
A.此卫星的发射速度大于第一宇宙速度
B.此卫星在远地点的速度大于第一宇宙速度
C.若想让卫星进入月球轨道，发射速度需大于第二宇宙速度
D.若想让卫星进入太阳轨道，发射速度需大于第三宇宙速度
3．2019年春节电影《流浪地球》热播，观众分析《流浪地球》中的发动机推动地球的原理：行星发动机通过逐步改变地球绕太阳运行的轨道，达到极限以后通过引力弹弓效应弹出地球，整个流浪时间长达几十年。具体过程如图所示，轨道1为地球公转的近似圆轨道，轨道2、3为椭圆轨道，P、Q为椭圆轨道3长轴的端点。以下说法正确的是( )
A.地球在1、2、3轨道的运行周期分别为、、，则
B.地球在1、2、3轨道运行时经过P点的速度分别为、、，则
C.地球在3轨道运行时经过P、Q点的速度分别为、，则
D.地球在1轨道P点加速后进入2轨道，在2轨道P点再加速后进入3轨道
4．如图，一质量为m、长度为l的均匀柔软细绳PQ竖直悬挂。用外力将绳的下端Q缓慢地竖直向上拉起至M点，M点与绳的上端P相距。重力加速度大小为g。在此过程中，外力做的功为( )
A.B.C.D.
5．如图所示，小物块位于光滑的斜面上，斜面固定在地面上，在小物块沿斜面下滑的过程中斜面对小物块支持力( )
A.垂直于接触面，做功为零B.垂直于接触面，做功不为零
C.不垂直于接触面，做功为零D.不垂直于接触面，做功不为零
6．半径不同的光滑半圆形槽，其圆心均在同一水平面上，如图所示，质量相等的两小球可看成质点，分别自半圆形槽左边缘的最高点无初速度地释放。以水平面为零势能面，在两小球下滑到最低点时( )
A.机械能不同，动能相同，对轨道压力不同
B.机械能相同，动能相同，对轨道压力不同
C.机械能不同，动能不同，对轨道压力相同
D.机械能相同，动能不同，对轨道压力相同
7．一质量为m的小球从高度为H的平台上以速度水平抛出，落在松软路面上，砸出一个深度为h的坑，如图所示。不计空气阻力，重力加速度为g，对小球从抛出到落至坑底的过程，以下说法正确的是( )
A.外力对小球做的总功为
B.小球的机械能减少量为
C.路面对小球做的功为
D.路面对小球做的功为
8．如图所示，质量为M的半圆柱体放在粗糙水平面上，一可视为质点、质量为m的光滑物块在大小可变、方向始终与圆柱面相切的拉力F作用下从A点沿着圆弧匀速运动到最高点B，整个过程中半圆柱体保持静止，重力加速度为g。则( )
A.物块克服重力做功的功率先增大后减小
B.拉力F的功率逐渐减小
C.当物块在A点时，半圆柱体对地面有水平向左的摩擦力
D.当物块运动到B点时，半圆柱体对地面的压力为
9．如图所示，某人站在距水平地面高h处的山顶用球拍水平击出一个质量为m的小球（不计空气阻力），球刚好落在图中L处的A点，则下列说法正确的是( )
A.球被击出后在水平方向做匀加速直线运动
B.该球从被击出到落至A点所用的时间仅由L决定
C.球被击出时的初速度大小为
D.击球时球拍对球做的功为
10．如图，半圆形光滑轨道固定在水平地面上，半圆的直径与地面垂直，一小物块以速度v从轨道下端滑入轨道，并从轨道上端水平飞出，小物块落地点到轨道下端的距离与轨道半径有关，此距离最大时，对应的轨道半径为（重力加速度为g）( )
A.B.C.D.
二、实验题
11．在“探究向心力大小的表达式”实验中，所用向心力演示仪如图1、2所示。图3是部分原理示意图：其中皮带轮①、④的半径相同，轮②的半径是轮①的2倍，轮④的半径是轮⑤的2倍，两转臂上黑白格的长度相等。为三根固定在转臂上的短臂，可与转臂上做圆周运动的实验球产生挤压，从而提供向心力，图2中的标尺1和2可以显示出两球所受向心力的大小关系。可供选择的实验球有：质量均为的球Ⅰ和球Ⅱ，质量为m的球Ⅲ。
（1）为探究向心力与圆周运动轨道半径的关系，实验时应将皮带与轮①和轮______相连，同时应选择球Ⅰ和球______（填Ⅱ或Ⅲ）作为实验球。
（2）若实验时将皮带与轮②和轮⑤相连，这是要探究向心力与______（填物理量的名称）的关系，此时轮②和轮⑤的这个物理量值之比为______，应将两个实验球分别置于短臂C和短臂______处（填A或B）。
（3）下列实验采用的实验方法与本实验采用的实验方法相同的是( )
A.探究平抛运动的特点B.探究小车速度与时间的关系
C.探究加速度与力和质量的关系D.探究两个互成角度的力的合成规律
三、计算题
12．如图所示，质量的皮球（视为质点），从A点被运动员踢出后沿曲线ABC运动，AC在同一水平面上，最高点B距地面的高度，皮球在B点的速度，重力加速度，取皮球在地面的重力势能为零，不计空气阻力。求：
（1）皮球在B点的机械能E；
（2）运动员对皮球做的功W。
13．如图，在距地面高的光滑平台上有一个粗糙的圆弧槽，槽口水平，一质量的小球从槽上距地面高度处无初速度释放，已知小球从槽口飞离时的速度。求：
（1）小球沿圆弧槽下滑过程中，阻力做的功W；
（2）小球落地时的动能。
14．如图所示，甲、乙、丙是位于同一直线上的离其他恒星较远的三颗恒星，甲、丙围绕乙在半径为R的圆轨道上运行，若三颗星质量均为M，万有引力常量为G，求：
（1）甲星所受合外力；
（2）甲星的线速度；
（3）甲星和丙星的周期。
15．如图所示，光滑曲面AB与水平面BC平滑连接于B点，BC右端连接内壁光滑、半径为r的细圆管CD，管口D端正下方直立一根劲度系数为k的轻弹簧，轻弹簧下端固定，上端恰好与管口D端齐平，质量为m的小球在曲面上距BC的高度为2r处从静止开始下滑，进入管口C端时与管壁间恰好无作用力，通过CD后压缩弹簧，在压缩弹簧过程中速度最大时弹簧的弹性势能为，已知小球与BC间的动摩擦因数求：
（1）小球达到B点时的速度大小；
（2）水平面BC的长度s；
（3）在压缩弹簧过程中小球的最大速度。
参考答案
1．答案：B
解析：将甲图圆环看成是三个圆环的组合，关于圆心对称的两个圆环对球的万有引力的合力为零，由题知圆环对球的万有引力大小为F，所以圆环对球的万有引力大小为F；将乙图半圆环看成是两个圆环的组合，根据平行四边形定则，乙图半圆环对球的万有引力大小为，方向向上；将丙图完整圆环看成是4个圆环的组合，关于圆心对称的两个圆环对球的万有引力的合力为零，因此丙图整个圆环对球的引力为0。故选B。
2．答案：A
解析：第一宇宙速度是最小的发射速度。此卫星为在椭圆轨道运行的卫星，则发射速度大于第一宇宙速度，A正确；此卫星在远地点的速度小于同高度做圆周运动的卫星的速度，同高度做圆周运动的卫星的速度小于第一宇宙速度，所以此卫星在远地点的速度小于第一宇宙速度，B错误；若想让卫星进入月球轨道，由于还不能脱离地球的束缚，所以发射速度不能超过第二宇宙速度，所以C错误；第三宇宙速度是脱离太阳系所需要的最小发射速度，所以，若想让卫星进入太阳轨道，发射速度不能大于第三宇宙速度，D错误。
3．答案：D
解析：A.根据题图结合开普勒第三定律，可知地球在1、2、3轨道的运行周期关系为，选项A错误。BD.地球从轨道1上的P点进入轨道2要做离心运动，需点火加速，可知；同理，地球从轨道2上的P点进入轨道3要做离心运动，需点火加速，可知；所以有，选项B错误，D正确。C.根据开普勒第二定律可知，地球在近日点的速度比在远日点的速度大，即，选项C错误。故选D。
4．答案：A
解析：QM段绳的质量为，未拉起时，QM段绳的重心在QM中点处，与M点距离为，绳的下端Q拉到M点时，QM段绳的重心与M点距离为，此过程重力做功，对绳的下端Q拉到M点的过程，应用动能定理，可知外力做功，可知A项正确，BCD项错误。
5．答案：A
解析：在小物块沿斜面下滑的过程中斜面对小物块的支持力垂直于物块的运动方向，即垂直于接触面，根据
可知，做功为零。
故选A。
6．答案：D
解析：ABCD、圆形槽光滑，下滑过程中，均只有重力做功，机械能守恒，所以最低点时两小球机械能相同；根据动能定理得：，左边半圆形槽半径r小，所以最低点时左边小球的动能小；由，可得，根据牛顿第三定律可知小球对轨道的压力为3mg，与半径无关。由上分析可知，两小球下滑到最低点时机械能相同，动能不同，对轨道压力相同，故ABC错误，D正确。
7．答案：B
解析：A.对小球从抛出到落至坑底的过程，根据动能定理，故A错误；
CD.设路面对小球做的功为，则由动能定理，解得，故C、D错误；
B.根据能量守恒定律可知，小球机械能的减小量等于小球克服路面阻力做的功，故B正确。
故选B。
8．答案：B
解析：设物块与圆心的连线与竖直方向的夹角为θ，物块克服重力做功的功率为，物块从A到B过程中，θ逐渐减小，则P减小，故A错误；拉力大小，拉力的功率，故拉力的功率逐渐减小，故B正确；当物块在A点时，对物块和半圆柱体整体受力分析，可知地面对半圆柱体的摩擦力水平向左，即半圆柱体对地面有水平向右的摩擦力，故C错误；当物块在B点时，对物块有，地面对半圆柱的支持力，故D错误。
9．答案：D
解析：A.球被击出后做平抛运动，水平方向做匀速直线运动，故A错误；
B.球击出后做平抛运动，根据，得
所以该球从被击出到落至A点所用的时间仅由竖直高度h决定，故B错误；
C.根据，得
故C错误；
D.根据动能定理
所以击球时球拍对球做的功为，故D正确；
故选D。
10．答案：B
解析：以速度v从轨道下端滑入轨道，并从轨道上端水平飞出，根据机械能守恒定律有
物块从轨道上端水平飞出做平抛运动
联立解得水平距离
由数学知识可知，当
水平位移最大，所以对应的轨道半径为。
故选B。
11．答案：（1）④；Ⅱ（2）角速度；1:4；A（3）C
解析：（1）探究向心力与圆周运动轨道半径的关系时，应控制两球的角速度和质量相同，所以实验时应将皮带与轮①和轮④相连，同时应选择球Ⅰ和球Ⅱ作为实验球。
（2）若实验时将皮带与轮②和轮③相连，则两转臂的角速度不同，因此是要探究向心力与角速度的关系。轮②和轮⑤的线速度相同，由题意可知，则。探究向心力与角速度的关系时，需要控制两球的运动半径相同，故应将两个实验球分别置于短臂C和短臂A。
12．答案：（1）4.9J（2）4.9J
解析：（1）皮球在B点的机械能
代入数据得
（2）根据动能定理
运动员对皮球做的功
13．答案：（1）（2）20J
解析：（1）根据动能定理
得阻力做的功为
（2）根据机械能守恒
小球落地时的动能为
14．答案：（1）（2）（3）
解析：（1）根据万有引力得
（2）根据牛顿第二定律得
得
（3）甲星和丙星的周期相同
得
15．答案：（1）（2）3r（3）
解析：（1）小球在曲面上下滑的过程，由机械能守恒定律，得
解得
（2）小球在C端时与管壁间恰好无作用力，结合牛顿第二定律和向心力公式，有
可得
由A至C，由动能定理，得
解得
（3）设在压缩弹簧过程中小球速度最大时离D端的距离为x，则有
由功能关系，得
解得