北京市2023_2024学年高一物理下学期3月月考鸭试题含解析

这是一份北京市2023_2024学年高一物理下学期3月月考鸭试题含解析，共11页。试卷主要包含了实验题，论述等内容，欢迎下载使用。
1. 物体受到几个恒力的作用而处于平衡状态，若再对物体施加一个恒力，则物体不可能（ ）
A. 做静止或做匀速直线运动B. 做匀变速直线运动
C. 做曲线运动D. 做匀变速曲线运动
【答案】A
【解析】
【详解】物体受到几个恒力的作用而处于平衡状态，此时合力为0，物体处于静止或匀速直线运动状态，若再对物体施加一个恒力，物体所受外力的合力不为0，物体不可能再处于静止或做匀速直线运动，当物体初速度不为0，合力方向与速度在同一直线上时，物体做匀变速直线运动，当物体初速度不为0，合力方向与速度不在同一直线上时，物体做匀变速曲线运动，即物体不可能做静止或做匀速直线运动。
故选A。
2. 如图所示，水平转台上放着一枚硬币，当转台匀速转动时，硬币没有滑动，关于这种情况下硬币的受力情况，下列说法正确的是（ ）
A. 重力和台面的持力
B. 重力、台面的支持力和向心力
C. 重力、台面的支持力和静摩擦力
D. 重力、台面的支持力、静摩擦力和向心力
【答案】C
【解析】
【详解】硬币受重力，台面的支持力和静摩擦力，其中重力和支持力平衡，静摩擦力提供向心力。
故选C。
3. 火星和木星沿各自的椭圆轨道绕太阳运行，根据开普勒行星运动定律可知：
A. 太阳位于木星运行轨道的中心
B. 火星和木星绕太阳运行速度的大小始终相等
C. 火星与木星公转周期之比的平方等于它们轨道半长轴之比的立方
D. 相同时间内,火星与太阳连线扫过的面积等于木星与太阳连线扫过的面积
【答案】C
【解析】
【详解】太阳位于木星运行轨道的焦点位置，选项A错误；根据开普勒行星运动第二定律可知，木星和火星绕太阳运行速度的大小不是始终相等，离太阳较近点速度较大，较远点的速度较小，选项B错误；根据开普勒行星运动第三定律可知，木星与火星公转周期之比的平方等于它们轨道半长轴之比的立方，选项C正确；根据开普勒行星运动第二定律可知，相同时间内，火星与太阳连线扫过的面积相等，但是不等于木星与太阳连线扫过面积，选项D错误；故选C.
4. 火车在弯道转弯时，对于其向心力的分析正确的是（ ）
A. 由于火车本身作用而产生了向心力
B. 主要是由于内、外轨的高度差的作用，车身略有倾斜，车身所受重力的分力产生了向心力
C. 火车在拐弯时的速率小于规定速率时，内轨将给火车侧压力，侧压力就是向心力
D. 火车在拐弯时的速率大于规定速率时，外轨将给火车侧压力，侧压力作为火车拐弯时向心力的一部分
【答案】D
【解析】
【详解】AB．火车正常转弯时，重力和支持力的合力提供向心力，故AB错误；
CD．当转弯速率大于规定速率时，外轨对火车有侧压力的作用，当火车在拐弯时的速率小于规定速率时，内轨将给火车侧压力，火车转弯所需的向心力是由重力、支持力和侧压力的合力提供的，故D正确，C错误。
故选D。
5. 地球绕着太阳公转，其运动可看成匀速圆周运动．已知万有引力常量为G，如果要通过观测求得太阳的质量，还需要测量下列哪些量
A. 地球公转的轨道半径和公转周期B. 地球公转的轨道半径和自转周期
C. 地球半径和地球的公转周期D. 地球半径和地球的自转周期
【答案】A
【解析】
【分析】由题意可知，考查中心天体质量的计算，根据万有引力提供向心力计算可得．
【详解】设地球质量为m，太阳质量为M，地球公转半径为r，万有引力提供向心力，
解得
A.
B.
C.
D.
【点睛】在公式中，r表示轨道半径，T表示环绕天体的公转周期．
6. 一小船在静水中速率是5m/s，要渡过宽120m的河流，水流的速度为3m/s，下列说法正确的是
A. 小船渡河的最短时间是30 sB. 小船渡河的最短时间是40 s
C. 小船渡河的最短位移是120mD. 小船渡河的最短位移是200m
【答案】C
【解析】
【详解】AB、当船速的方向与河岸垂直时,渡河时间最短 ，故AB错；
C、由于船速大于水速，所以小船可以到达正对岸，则最短位移为120m，故C对；D错
故选C
7. 如图所示，两个啮合齿轮，小齿轮半径为10 cm，大齿轮半径为20 cm，大齿轮中C点离圆心O2的距离为10 cm，A、B分别为两个齿轮边缘上的点，则A、B、C三点的( )
A. 线速度之比为1∶1∶1B. 角速度之比为1∶1∶1
C. 向心加速度之比为4∶2∶1D. 转动周期之比为2∶1∶1
【答案】C
【解析】
【详解】A、同缘传动时，边缘点的线速度相等，故vA=vB；同轴传动时，角速度相等，故ωB=ωC；
根据题意，有：rA:rB:rC=1:2:1；根据v=ωr，由于ωB=ωC，故vB：vC=rB：rC=2：1；故vA:vB:vC=2:2:1，故A错误；
B、根据v=ωr，由于vA=vB，故ωA：ωB=rB：rA=2：1；故ωA：ωB：ωC=2:1:1，故B错误；
C、向心加速度之比为：，故C正确；
D、转动周期之比为：，故D错误；
故选C.
二、本题共4小题，在每小题给出的四个选项中，至少有一个选项是符合题意的。（每小题4分，共16分，选错不得分，漏选给2分）
8. 下列物理量中属于矢量的是（ ）
A. 线速度B. 周期C. 转速D. 向心加速度
【答案】AD
【解析】
【详解】矢量是指即有大小又有方向，相加时遵从平行四边形定则物理量，如线速度、向心加速度；标量是指只有大小没有方向，相加时遵从算术法则的物理量，如周期、转速。
故选AD。
9. 关于万有引力定律的建立，下列说法中正确的是（ ）
A. 卡文迪什根据牛顿第三定律推出了行星与太阳间引力大小跟行星与太阳间距离的平方成反比的关系
B. 牛顿接受了胡克等科学家关于“吸引力与两中心距离的平方成反比”的猜想
C. “月—地检验”表明地面物体所受地球引力与月球所受地球引力遵从同样的规律
D. 引力常量G的大小是牛顿根据大量实验数据得出的
【答案】BC
【解析】
【详解】A．牛顿探究天体间作用力，得到了行星间引力与距离的平方成反比的结论，并进一步扩展为万有引力定律，并不是卡文迪什提出的，故A项错误；
B．在创建万有引力定律的过程中，牛顿根据地球上一切物体都以相同加速度下落的事实，得出物体受地球的引力与其质量成正比，同时牛顿接受了胡克等科学家关于“吸引力与两中心距离的平方成反比”的猜想，故B项正确；
C．“月—地检验”表明地面物体所受地球引力与月球所受地球引力遵从同样的规律，故C项正确；
D．引力常量G是卡文迪什根据实验测得的，故D项错误。
故选BC。
10. 如图所示，以10m/s的水平速度抛出的物体，飞行一段时间后垂直撞在倾角为θ=30°的斜面上，g取10m/s2，以下结论正确的是（ ）
A. 物体的飞行时间是
B. 物体撞击斜面时的速度大小为20m/s
C. 物体飞行的时间是2s
D. 物体下降的距离是10m
【答案】AB
【解析】
【详解】AC．将小球撞击斜面时的速度分解成水平方向和竖直方向，据几何关系可得
解得
故A正确，C错误；
B．将小球撞击斜面时的速度分解成水平方向和竖直方向，据几何关系可得
解得
故B正确；
D．物体下降的距离
解得
故D错误。
故选AB。
11. 一个圆锥摆由长为l的摆线、质量为m的小球构成，小球在水平面内做匀速圆周运动、摆线与竖直方向的夹角为，如图所示。已知重力加速度大小为g，空气阻力忽略不计。下列选项正确的是（ ）
A. 小球受到重力、拉力的作用
B. 小球的向心加速度大小为
C. 小球做圆周运动周期为
D. 某时刻剪断摆线，小球将做平抛运动
【答案】AD
【解析】
【详解】A．对小球受力分析，小球共受重力、绳的拉力两个力的作用，故A正确；
BC．小球做圆锥摆运动，由牛顿第二定律有
联立解得
，
故BC错误；
D．某时刻剪断摆线，小球具有沿着圆周的切线方向的速度，此后只受重力，则小球做平抛运动，故D正确。
故选AD。
三、实验题（每空3分，共21分）
12. 在“探究影响向心力大小的因素”的实验中。
（1）我们主要使用的实验方法是_______。
（2）某同学做了如图所示实验，本实验可以探究向心力与________（选“质量”、“半径”、“角速度”）的关系
【答案】（1）控制变量法
（2）质量
【解析】
【小问1详解】
在“探究影响向心力大小的因素”的实验中，每次实验只能研究两个物理量的关系，此时需要确保其他物理量不变，所以该实验的实验方法采取的是控制变量法。
【小问2详解】
如图所示，两小球的质量不同，半径相同，所以如图所示的实验探究向心力与质量的关系。
13. 为了探究平抛运动的规律，老师做了如下两个演示实验：
（1）为了说明平抛运动的竖直分运动是自由落体运动，用如图所示装置进行实验。小锤打击弹性金属片，A球水平抛出，同时B球被松开自由下落。关于该实验，下列说法正确的是________。
A.所用两球的质量必须相等
B.只做一次实验发现两球同时落地，即可以得到实验结论
C.应改变裝置的高度多次实验
D.本实验也能说明A球在水平方向上做匀速直线运动
（2）如图所示，两个相同的弧形轨道M、N位于同一竖直面内，其中N轨道的末端与光滑的水平地面相切。两个完全相同的小钢球P、Q，以相同的水平初速度同时从轨道M、N的末端射出，观察到P落地时与Q相遇。只改变弧形轨道M的高度，多次重复实验，仍能观察到相同的现象。这说明：_______。
（3）在“探究平抛运动”的实验中，用一张印有小方格的纸记录小球的轨迹，若小球在平抛运动中的几个位置如图中a，b，c，d所示，图中经过a点、b点的时间，经过b点、c点的时间，经过c点、d点的时间。，，，________（填“是”或“不是”）相等，原因________。
（4）图中每一小格的长度为0.1m，则小球抛出的初速度为______（结果保留两位有效数字，）
【答案】（1）C（2）平抛运动在水平方向做匀速直线运动
（3） ①. 是 ②. 小球在水平方向做匀速直线运动，各点之间间距相等，故时间间隔相等
（4）2
【解析】
【小问1详解】
A.小球在空中运动空气阻力的影响可以忽略，所以两球质量可以不相等，故A错误；
BC．只做一次实验发现两球同时落地，得到的实验结论可能是偶然现象，应改变装置的高度多次实验，故B错误，C正确；
D．两球同时落地，本实验只能证明平抛运动在竖直方向上做自由落体运动，不能得出水平方向上的运动规律，故D错误。
故选C。
【小问2详解】
两个完全相同的小钢球P、Q，以相同的水平初速度同时从轨道M、N的末端射出，Q在光滑水平面上做匀速直线运动，观察到P落地时与Q相遇，说明做平抛运动的P在相同时间内水平移动的位移与Q相同，只改变弧形轨道M的高度，多次重复实验，仍能观察到相同的现象，这说明平抛运动在水平方向上做匀速直线运动。
【小问3详解】
[1][2]由平抛运动规律知，小球在水平方向做匀速直线运动，由图可知，各点之间间距相等，故。
【小问4详解】
由平抛运动规律知，小球在竖直方向上做自由落体运动，由逐差法知
代入得
小球在水平方向做匀速直线运动
代入得
四、论述、计算题（共35分）解题要求：写出必要的文字说明、方程式、演算步骤和答案。有数值计算的题，重力加速度取，答案必须明确写出数值和单位。
14. 无人机在距离水平地面高度h处，以速度水平匀速飞行并释放一包裹，不计空气阻力，重力加速度为g。
（1）求包裹释放点到落地点的时间t；
（2）求包裹落地的速度大小v和与水平方向的夹角；
（3）以释放点为坐标原点，初速度方向为x轴方向，竖直向下为y轴方向，建立平面直角坐标系，写出该包裹运动的轨迹方程。
【答案】（1）；（2），；（3）
【解析】
【详解】（1）包裹脱离无人机后做平抛运动，在竖直方向做自由落体运动，则
解得
（2）包裹落地时，竖直方向速度为
落地时速度为
落地速度与水平方向的夹角为，有
（3）包裹做平抛运动，分解位移
两式消去时间得包裹的轨迹方程为
15. 某同学设计了一个粗测玩具小车经过凹形桥模拟器最低点时的速度的实验．所用器材有：玩具小车（可视为质点）、压力式托盘秤、凹形桥模拟器（圆弧部分的半径为R=0.20m）将凹形桥模拟器静置于托盘秤上，如图所示，托盘秤的示数为1.00kg；将玩具小车静置于凹形桥模拟器最低点时，托盘秤的示数为1.40kg；将小车从凹形桥模拟器某一位置释放，小车经过最低点后滑向另一侧，此过程中托盘秤的最大示数为1.80kg，凹形桥模拟器与托盘间始终无相对滑动。取重力加速度g＝10 m/s2，求：
（1）玩具小车的质量m；
（2）玩具小车经过凹形桥模拟器最低点时对其压力的大小F；
（3）玩具小车经过最低点时速度的大小v。
【答案】（1）0.40kg；（2）8.0N；（3）1.4m/s。
【解析】
【详解】（1）由题中数据可知小车的质量
（2）由题中数据可知凹形桥模拟器的质量
设秤盘对凹形桥模拟器的支持力为N支，凹形桥模拟器对秤盘的压力为N压，根据力的平衡条件，对凹形桥模拟器有
根据牛顿第三定律可得
而
其中
代入数据可得
（3）小车通过最低点时，凹形桥模拟器对小车的支持力F´与小车重力的合力提供向心力，有
根据牛顿第三定律可得
代入数据可得