云南省三校联考2023-2024学年高一下学期3月第一次月考物理试卷(含答案)

这是一份云南省三校联考2023-2024学年高一下学期3月第一次月考物理试卷(含答案)，共15页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。


一、单选题
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．如图所示，风力发电机叶片上有P、Q两点，其中P在叶片的端点，Q在另一叶片的中点，叶片转动一圈，下列说法正确的是( )
A.P、Q两点路程一样B.P、Q两点角速度相等
C.P、Q两点平均速率相等D.P点平均速度大于Q点平均速度
3．如图所示，小物块A与圆盘保持相对静止，跟着圆盘一起做匀速圆周运动。下列关于A的受力情况说法正确的是( )
A.受重力、支持力
B.受重力、支持力和指向圆心的摩擦力
C.受重力、支持力、与运动方向相反的摩擦力和向心力
D.受重力、支持力和与运动方向相反的摩擦力
4．若将地球与“高分十三号”卫星看成质点，他们之间万有引力的大小为F，如果将这两个质点之间的距离变为原来的2倍，那么它们之间万有引力的大小变为( )
A.B.C.D.
5．2022年2月4日北京冬奥会开幕式以二十四节气为倒计时，最后定格于立春节气，惊艳全球，二十四节气代表着地球在公转轨道上的二十四个不同的位置。从天体物理学可知，地球沿椭圆轨道绕太阳运动所处如图所示的四个位置分别对应我国的四个节气，以下关于地球的运行正确的说法是( )
A.冬至时地球公转速度最小
B.从夏至到秋分的时间大于地球公转周期的四分之一
C.地球做匀速率椭圆轨道运动
D.地球绕太阳运行方向是顺时针方向
6．某物体的运动分解为相互垂直的x方向和y方向的图像如图所示。在0~1s内，下列判断正确的是( )
A.物体的初速度大小为10m/s，物体的加速度大小为，做匀变速直线运动
B.物体的初速度大小为10m/s，物体的加速度大小为，做匀变速曲线运动
C.物体的初速度大小为14m/s，物体的加速度大小为，做匀变速直线运动
D.物体的初速度大小为14m/s，物体的加速度大小为，做匀变速曲线运动
7．运动会中，某同学以5米82的成绩获得高一年组跳远比赛冠军。他从开始助跑到落地用时2.91s，在空中划出一条美丽弧线，落点不偏不倚在起跳点正前方，动作堪称完美。图为其运动简化示意图，忽略空气阻力，设起跳点和落点在同一水平面，若将该同学看成一个质点，则下列说法正确的是( )
A.在空中时，该同学做的是变加速曲线运动
B.该同学助跑是为了增加自身的惯性
C.从开始助跑到落地，该同学的平均速度大小为2m/s
D.从起跳到落地，该同学在最高点时的速度最小
8．铁路在弯道处的内外轨高低是不同的。如图所示，已知轨道平面的倾角为θ，弯道处的轨道圆弧半径为R，火车以轨道的设计速度行驶时，车轮轮缘与内外轨恰好没有挤压。质量为m的火车转弯时，下列说法正确的是( )
A.轨道的设计速度为
B.轨道的设计速度为
C.火车实际速度大于设计速度时，内轨与轮缘之间有挤压
D.火车实际速度大于设计速度时，铁轨对火车的作用力等于
二、多选题
9．关于行星的运动，下列说法正确的是( )
A.牛顿在实验室利用扭称实验测量出了万有引力常量的准确值
B.同一行星沿椭圆轨道绕太阳运动，靠近太阳时速度增大，远离太阳时速度减小
C.所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳在椭圆的中心
D.开普勒第三定律中的常数k与行星无关，与太阳有关
10．如图甲所示,小球用不可伸长的轻绳连接后绕固定点O在竖直面内做圆周运动,小球经过最高点时的速度大小为v,此时绳子的拉力大小为,拉力与速度的平方的关系如图乙所示.已知重力加速度为g,以下说法正确的是( )
A.圆周运动半径
B.小球的质量
C.图乙图线的斜率只与小球的质量有关,与圆周运动半径无关
D.若小球恰好能做完整圆周运动,则经过最高点的速度
11．质点通过位置P时的速度v、加速度a及P附近的一段轨迹都已标出，其中可能正确的是( )
A.B.C.D.
12．如图所示，长为l的轻杆，一端固定一个小球；另一端固定在光滑的水平轴上，使小球在竖直平面内做圆周运动，小球过最高点的速度为v，下列叙述中正确的是( )
A.v的值必须大于等于
B.当v由零逐渐增大时，小球在最高点所需向心力也逐渐增大
C.当v由值逐渐增大时，杆对小球的弹力逐渐增大
D.当v由值逐渐减小时，杆对小球的弹力逐渐减小
三、实验题
13．如图所示是探究向心力的大小F与质量m、角速度ω和半径r之间关系的实验装置。
（1）下列实验的实验方法与本实验相同的是___________；
A.探究平抛运动的特点
B.探究加速度与力、质量的关系
C.探究两个互成角度的力的合成规律
（2）当探究向心力的大小F与半径r的关系时需调整传动皮带的位置使得左右两侧塔轮轮盘半径___________（选填“相同”或“不同”）；
（3）当探究向心力的大小F与角速度的关系时，需要把质量相同的小球分别放在挡板___________（填“”或者“”）。
14．某实验小组的同学利用如图甲所示的实验装置“研究平抛物体运动”，通过描点画出平抛小球的运动轨迹。
（1）下列关于实验步骤的说法错误的是___________。
A.将斜槽的末端切线调成水平
B.通过重垂线将木板校准到竖直方向，并使木板平面与小球下落的竖直平面平行
C.小球每次必须从斜面上的同一位置由静止开始释放
D.斜槽轨道必须光滑
（2）某同学做实验时，忘记了标记平抛运动的抛出点O，只记录了A、B、C三点，于是就取A点为坐标原点，建立了如图乙所示的坐标系。运动轨迹上的这三点坐标值图中已标出。那么小球平抛的初速度大小为___________m/s（保留三位有效数字），经过B点时速度大小为___________m/s（可保留根号），小球抛出点的坐标为___________（单位cm）。（重力加速度g取）
四、计算题
15．若已知“嫦娥一号”卫星的质量为m，月球的质量为M，万有引力恒量为G，月球半径为R，当“嫦娥一号”与月球表面的距离为h时，求：
（1）它受到月球的万有引力大小的表达式。
（2）若“嫦娥一号”在半径为r的圆周上绕月球做周期为T的圆周运动，求它运行的线速度大小。
16．如图所示，质量的小球在长为的细绳作用下，恰能在竖直平面内做圆周运动，细绳能承受的最大拉力，转轴离地高度，不计阻力，。
（1）小球经过最高点的速度v是多少？
（2）若小球在某次运动到最低点时细绳恰好被拉断，求细绳被拉断后小球运动的水平位移x。
17．如图所示，轻质棒一端固定有质量为m的小球，棒长为R，今以棒的另一端O为圆心，使之在竖直平面内做圆周运动，那么当球至最高点，求：
（1）ω等于多少时，小球对棒的作用力为零；
（2）ω等于多少时，小球对棒的压力为；
（3）ω等于多少时，小球对棒的拉力为。
参考答案
1．答案：A
解析：ACD.匀速圆周运动的速度方向时刻改变，向心力方向时刻改变，是变加速曲线运动，A正确，CD错误；
B.当物体所受恒力与速度不共线时，曲线运动的加速度保持不变，B错误。
故选A。
2．答案：B
解析：A.叶片转动一圈，P、Q两点路程都为圆的周长，根据
P、Q两点到圆心的距离不同，所以P、Q两点路程不同，故A错误；
B.P、Q两点属于同轴转动，因此P、Q两点转动周期相等，根据
可知，P、Q两点角速度相等，故B正确；
C.叶片转动过程，P、Q两点运动时间相同，根据
可知P、Q两点平均速率不同，故C错误；
D.叶片转动一圈，P、Q两点位移都为零，所以P、Q两点平均速度相等，故D错误。
故选B。
3．答案：B
解析：物块A随圆盘一起做匀速圆周运动，受重力、支持力和指向圆心的静摩擦力，重力和支持力平衡，靠静摩擦力提供向心力，故B正确。
故选B。
4．答案：A
解析：依题意，有
距离变为原来的2倍，则有
联立，解得
故选A。
5．答案：B
解析：A.因为地球在近日点最快，远日点最慢，冬至时地球在近日点，所以冬至时地球公转速度最大，故A错误。
B.因为地球在近日点最快，远日点最慢，地球从夏至到秋分的时间大于地球公转的周期的四分之一，故B正确；
C.地球绕太阳做椭圆轨道运动，不是匀速率，地球在近日点最快，远日点最慢，故C错误；
D.一年四季的顺序是春夏秋冬，所以地球绕太阳运行方向（正对纸面）是逆时针方向，故D错误。
故选B。
6．答案：A
解析：在0~1s内，由速度—时间图像可知，x方向初速度为，加速度为，y方向初速度为，加速度为，根据平行四边形定则可以得到合初速度为
合加速度为
而且二者方向在同一直线上，可知合运动为匀变速直线运动。
故选A。
7．答案：D
解析：A.该同学在空中只受重力，故加速度恒定，该同学做的是匀变速曲线运动，故A错误；
B.惯性只与物体的质量有关，该同学助跑，惯性不变，故B错误；
C.5米82为跳远成绩，加上助跑距离，位移应大于5米82，故平均速度大于2m/s，故C错误；
D.该同学从起跳到落地做斜抛运动，故该同学在最高点时速度最小，故D正确。
故选D。
8．答案：A
解析：AB.火车以某一速度v通过某弯道时，内、外轨道均不受侧压力作用，其所受的重力和支持力的合力提供向心力
由图可以得出
（θ为轨道平面与水平面的夹角），
合力等于向心力，故
解得：
故A正确，B错误；
C.当转弯的实际速度大于规定速度时，火车所受的重力和支持力的合力不足以提供所需的向心力，火车有离心趋势，故其外侧车轮轮缘会与铁轨外轨相互挤压，故C错误；
D.根据几何关系可知当火车为设计速度时，铁轨对火车的作用力等于，火车实际速度大于设计速度时，铁轨对火车的作用力不等于，故D错误。故选A。
9．答案：BD
解析：A.卡文迪许在实验室利用扭称实验测量出了万有引力常量的准确值，故A错误；
B.由开普勒行星第二定律可知，行星在靠近太阳时速度增大，远离时速度减小，故B正确；
C.所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳在椭圆的一个焦点上，故C错误；
D.开普勒第三定律中的常数k与中心天体的质量有关，与环绕行星无关，故D正确。
故选BD。
10．答案：AB
解析：当时,此时绳子的拉力为零,物体的重力提供向心力,则,解得,则,可得圆周运动半径为,故A正确；当时,对物体受力分析,根据向心力公式得,解得小球的质量为,故B正确；小球经过最高点时,根据向心力公式得,解得,则图乙图线的斜率为,与小球的质量和圆周轨道半径有关,故C错误；若小球恰好能做完整圆周运动,即小球在最高点有,由图知,即,故D错误.
11．答案：BC
解析：A.由于加速度方向与质点所受外力的合力方向相同，而合力方向应该指向轨迹的内侧，即加速度方向亦应该指向轨迹的内侧，而图中，加速度方向指向轨迹的外侧，该图形不可能，A错误；
B.由于加速度方向与质点所受外力的合力方向相同，而合力方向应该指向轨迹的内侧，即加速度方向亦应该指向轨迹的内侧，而图中，加速度方向指向轨迹的内侧，速度方向沿轨迹的切线方向，该图形可能，B正确；
C.由于加速度方向与质点所受外力的合力方向相同，而合力方向应该指向轨迹的内侧，即加速度方向亦应该指向轨迹的内侧，而图中，加速度方向指向轨迹的内侧，速度方向沿轨迹的切线方向，该图形可能，C正确；
D.速度方向应该沿轨迹的切线方向，加速度方向应该指向轨迹的内侧，图中加速度方向应该沿轨迹的切线方向，速度方向应该指向轨迹的内侧，该图形不可能，D错误。
故选BC。
12．答案：BC
解析：A.由于是轻杆，则小球经过最高点的速度v的值只要大于等于零即可，选项A错误；
B.根据
可知，当v由零逐渐增大时，小球在最高点所需向心力也逐渐增大，选项B正确；
C.当轻杆受弹力为零时
此时
当v由值逐渐增大时，杆对小球有向下的拉力，则由
可知，杆对小球的弹力逐渐增大，选项C正确；
D.当v由值逐渐减小时，杆对小球有向上的支持力，由
可知，杆对球的弹力逐渐增加，选项D错误。
故选BC。
13．答案：（1）B（2）相同（3）
解析：（1）探究向心力的大小F与质量m、角速度ω和半径r之间关系，采用的实验方向是控制变量法。
A.探究平抛运动的特点，采用的是等效思想，故A错误；
B.探究加速度与力、质量的关系采用的实验方法是控制变量法，故B正确；
C.探究两个互成角度的力的合成规律采用的实验方法是等效替代法，故C错误。
故选B。
（2）当探究向心力的大小F与半径r的关系时，需要控制质量和角速度相同，两侧塔轮边缘的线速度大小相等，根据
可知需调整传动皮带的位置使得左右两侧塔轮轮盘半径相同。
（3）当探究向心力的大小F与角速度的关系时，需要控制质量和半径相同，则需要把质量相同的小球分别放在挡板。
14．答案：（1）D（2）1.00；；
解析：（1）A.为了保证小球做平抛运动，将斜槽的末端切线调成水平，所以A正确；
B.将木板校准到竖直方向，并使木板平面与小球下落的竖直平面平行，能准确记录小球在竖直平面上的运动，所以B正确；
C.小球每次必须从斜面上的同一位置由静止开始释放，样子才能保证小球能具有相同的初速度做平抛运动，所以C正确；
D.斜槽轨道不需要光滑，只要从同一位置滑下小球就具有相同初速度，所以D错误。
本题选择错误的，故选D。
（2）由题图乙可知中相邻两点间水平距离相等，所以运动时间相等，均设为T，根据运动学公式有
解得
小球平抛的初速度大小
小球经过B点时竖直方向上的速度大小为
则经过B点的速度大小为
小球从抛出点运动到B点的时间
则抛出点的横坐标为
纵坐标
故小球抛出点的坐标为
15．答案：（1）（2）
解析：（1）根据万有引力定律可得它受到月球的万有引力大小的表达式为
（2）根据圆周运动公式
16．答案：（1）（2）
解析：（1）依题意，小球恰能在竖直平面内做圆周运动，在最高点根据牛顿第二定律有
代入数据可得小球经过最高点的速度大小为
（2）小球运动到最低点时细绳恰好被拉断，则绳的拉力大小恰好为，设此时小球的速度大小为。小球在最低点时由牛顿第二定律有
解得
此后小球做平抛运动，设运动时间为t，则对小球在竖直方向上
代入数据求得
在水平方向上水平位移为
17．答案：（1）（2）（3）
解析：（1）在最高点，如果小球对棒作用力为零。小球做圆周运动的向心力由重力充当，由牛顿第二定律有
解得
（2）在最高点，小球对棒的压力为时，由牛顿第三定律可知，棒对小球的支持力为，则由牛顿第二定律有
解得
（3）在最高点，小球对棒的拉力为时，由牛顿第三定律可知，棒对小球的拉力为，则由牛顿第二定律有
解得