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    江苏省苏州市吴江高级中学2023-2024学年高一下学期3月月考物理试题(原卷版+解析版)

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    一、单项选择题:共11题,每题4分,共44分,每题只有一个选项最符合题意)
    1. 关于运动的性质,以下说法中正确的是( )
    A. 匀速圆周运动一定是变速运动B. 曲线运动一定是加速度变化的运动
    C. 匀速圆周运动是匀速运动D. 匀速圆周运动是匀变速运动
    2. 洗衣机水桶示意图如图所示,它是以转桶带动衣物高速旋转的方式将湿衣服甩干的。甩干过程中的某一时段,湿衣服紧贴在匀速旋转的转筒的竖直筒壁上,与桶壁相对静止,在湿衣服的水被逐渐甩出的过程中,关于湿衣服的受力情况,下列判断正确的是( )
    A. 受筒壁的弹力减小B. 受筒壁的弹力不变
    C. 受筒壁的摩擦力增大D. 受筒壁的摩擦力不变
    3. 如图所示,t时刻神舟十六号载人飞船从A点开始沿顺时针方向运动,运动半个椭圆到B点变轨,恰好与天和核心舱成功对接,则t时刻,天和核心舱可能在轨道II上的( )

    A. B点B. C点C. D点D. E点
    4. 如图所示为某型汽车无极变速器工作原理简化图。主动带轮和被动带轮均有若干同轴轮组成,金属带不打滑,车轮与被动带轮一侧的输出轴同轴,甲、乙、丙三图所示为变速器的三个工作挡位,若主动轮转速恒定不变,车轮与路面之间不打滑,则下列说法正确的是( )
    A. 甲图所示挡位,车速最快
    B. 乙图所示挡位,车速最快
    C. 丙图所示挡位,车速最快
    D. 甲、乙、丙三图所示挡位车速从大到小顺序为甲、丙、乙
    5. 下列物理情景中,经典的牛顿力学不再适用的是( )
    A. 电子以接近光的速度运动B. 射击场上,从枪膛射出的子弹
    C. 在校园内散步的人D. 体育课上,被小明同学抛出的篮球
    6. 如图所示,竖直平面内固定有一个半径为R光滑圆环形细管,现给小球(直径略小于管内径)一个初速度,使小球在管内做圆周运动,小球通过最高点时的速度为v。已知重力加速度为g,则下列叙述中正确的是( )
    A. v的最小值为
    B. 当时,小球处于完全失重状态,不受力的作用
    C. 当时,轨道对小球的弹力方向竖直向下
    D. 当v由逐渐减小的过程中,轨道对小球的弹力也逐渐减小
    7. 如图所示,A为地球表面赤道上随地球自转的物体,B为轨道在赤道平面内的气象卫星,C为在赤道上空的地球同步卫星,两卫星的环绕方向与地球自转方向相同。下列关于三个物体的线速度v、角速度、向心加速度和圆周运动周期T的说法正确的是( )
    A. B.
    C. D.
    8. 关于地球的第一宇宙速度,下列说法正确的是( )
    A. 第一宇宙速度与地球的质量无关
    B. 第一宇宙速度大小11.2km/s
    C. 达到第一宇宙速度的物体就脱离太阳系的束缚
    D. 第一宇宙速度是物体在地球表面附近环绕地球做匀速圆周运动速度
    9. 如图所示为恒星A、B组成的双星系统,A、B的质量关系为,A和B的中心相距为L,引力常量为G,下列说法正确的是( )
    A. A和B的线速度大小之比为1∶3B. A和B的线速度大小之比为2∶1
    C. A运动的周期为D. B运动的周期为
    10. 《流浪地球》讲述了人类为保全地球家园,驱动地球脱离太阳系去遥远的比邻星安家的科幻故事,其中蕴含了不少物理知识。下列说法正确的是( )
    A. 根据故事描述,首先使地球停止自转,这会导致地球两极的物体所受重力变大
    B. 根据故事描述,首先使地球停止自转,这会导致地球赤道上的重力加速度变大
    C. 为使地球脱离太阳系,地球的公转速度应被加速到大于11.2 km/s
    D. 《流浪地球2》中地球停止自转前建设的太空电梯可看作地球同步卫星,其绕地球做匀速圆周运动的线速度大小小于赤道上随地球自转的物体的线速度大小
    11. 如图所示,竖直放置一光滑的大圆环,圆心为O,半径为R。一根轻质细绳一端固定在大圆环的最高点,另一端连接一质量为M且套在大圆环上的小圆环,静止时细绳与竖直轴之间的夹角为30°,现让大圆环绕过圆心O的竖直轴O1O2,从静止开始缓慢增加转动的角速度,直至小圆环将要沿着大圆环向上滑动,重力加速度为g,下列说法正确的是( )
    A. 细绳拉力先减小后增大,大圆环对小圆环的弹力一直减小
    B. 细绳对小圆环的拉力比大圆环对小圆环的弹力先达到零
    C. 角速度增大到时,大圆环对小圆环的弹力为零
    D. 角速度增大到时,细绳对小圆环的拉力为零
    二、实验题(每空3分,共15分)
    12. 如图所示,用向心力演示器探究向心力大小F与小球质量m、角速度ω和半径r之间关系。皮带套在左、右两塔轮的圆盘上,匀速转动手柄,可使变速塔轮、长槽和短槽随之匀速转动,转动时皮带和圆盘间不打滑。小球做圆周运动的向心力由挡板对小球的弹力提供。小球对挡板的弹力使弹簧测力筒下降,从而露出测力筒内的标尺。左、右标尺上露出的红白相间的等分标记就粗略反映向心力大小。已知小球在挡板A、B、C处做圆周运动的轨迹半径分别记为r、2r、r。左侧塔轮上三个圆盘的半径从上到下依次增大,右侧塔轮上三个圆盘的半径从上到下依次减小,左、右两塔轮最上面圆盘的半径大小相同。实验中提供两个质量相同的重球、一个质量为重球一半的轻球。
    (1)通过本实验探究向心力大小F与小球质量m、角速度ω和半径r之间关系,应用的思想方法是___________。(填选项前字母序号)
    A. 理想实验法 B. 等效替代法
    C. 控制变量法 D. 模型建构法
    (2)探究向心力大小F与圆周运动半径r的关系时,选用两个质量相同的重球,还应选择___________。(填选项前字母序号)
    A. 半径相同的两个圆盘
    B. 半径不同的两个圆盘
    C. 两球分别放在挡板B、挡板C处
    D. 两球分别放在挡板A、挡板B处
    (3)按(2)中正确选择后,两次以不同的转速匀速转动手柄,左、右测力筒露出等分标记如图所示。则向心力大小F与球做圆周运动半径r的关系是___________。
    A. F与r成正比 B. F与r成反比
    C. F与成正比 D. F与成反比
    (4)皮带均放在左、右塔轮的中间圆盘,转动手柄,发现当长槽转动一周时,短槽刚好转动两周。则这种皮带放置方式时,长槽与短槽转动的角速度之比___________。保持皮带放在中间圆盘,将重球放在档板B处、轻球放在档板C处,匀速转动手柄,左、右测力筒内露出等分标记的格子数之比的理论值为___________。
    三、计算题(4题,共41分,给出必要计算过程,只有答案不得分,数值计算有单位必须给出单位)
    13. 一次飞镖比赛中,为了增加比赛的难度,在运动员与圆形靶之间放入一个在竖直面以角速度ω匀速旋转的圆盘,圆盘盘面与圆形靶面平行且它们圆心通过同一中心轴,圆盘上有三个狭缝将圆盘均匀分成三个扇形,圆盘半径足够大,忽略圆盘的厚度和飞镖的长度,当圆盘的一个狭缝处于竖直方向时,运动员将飞镖在中心轴正上方且距离圆盘左侧6m的位置以速度水平射出,飞镖射出恰好能穿过圆盘的狭缝,最终射到靶心O处,圆盘的圆心与靶心间的距离为6m重力加速度g=10m/s2,射出的飞镖做平抛运动,求:
    (1)圆盘的ω角速度是多少?
    (2)飞镖射出时距中心轴线高度?
    14. “登月工程”一直是我国航天事业的重要目标,也是一代代航天人的梦想。我国自主研制的“玉兔号”月球车与月球表面的第一次接触实现了中国人“奔月”的伟大梦想。假设玉兔号”月球车在月球表面做了一个实验,将物体以速度v0竖直上抛,落回原抛出点的时间为t,已知月球半径为R,自转周期为T,引力常量为G。求:
    (1)月球表面重力加速度的大小:
    (2)月球的质量和月球的第一宇宙速度的大小:
    (3)月球同步卫星离月球表面高度。
    15. 如图所示是飞球调速器模型,它由两个质量的球通过4根长m的轻杆与竖直轴的上、下两个套筒铰接,上面套筒固定,下面套筒质量为kg,可沿轴上下滑动。不计一切摩擦。重力加速度为,当整个装置绕竖直轴以恒定的角速度ω匀速转动时,轻杆与竖直轴之间的夹角θ为60°,求:
    (1)下方一根杆对套筒M的弹力大小:
    (2)飞球角速度ω大小。
    16. 如图所示在足够大的转盘中心固定一个小物块B,距离中心为m处放置小物块A,A,B质量均为kg,A与转盘之间的动摩擦因数为,现在用原长为m、劲度系数N/m弹簧将两者拴接,重力加速度m/s,假设弹簧始终处于弹性限度以内,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,则:
    (1)若弹簧处于原长,缓慢增加转盘转动的角速度,求A即将打滑时的;
    (2)若转盘的角速度rad/s,A可以放置在离中心距离不同的位置上,且A始终不打滑,求满足条件的A转动半径的大小范围:
    (3)若小物块B解除固定状态,B和转盘间动摩擦因数为,现将转盘角速度从0开始缓慢增大,为了保证B不打滑,求满足条件的转盘角速度的大小范围。
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