广东省肇庆市肇庆中学高一下学期第一次月考物理试题（解析版）-A4

这是一份广东省肇庆市肇庆中学高一下学期第一次月考物理试题（解析版）-A4，共15页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，解答题等内容，欢迎下载使用。
一、单选题（本题共7小题，每小题4分，共28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. 以下叙述中符合物理史实的是（ ）
A. 伽利略通过观测、分析和计算发现了行星绕太阳运动的规律
B. 第谷经过多年的天文观测，发现行星绕太阳运动的轨道是椭圆
C. 开普勒利用扭秤实验测出了引力常量，成为第一个计算出地球质量的人
D. 牛顿通过月地检验证明了地球对月球的引力与地球吸引苹果的力是同一种力
【答案】D
【解析】
【详解】AB．伽利略通过研究第谷多年的天文观测数据，发现了行星绕太阳运动的规律，故AB错误；
C．卡文迪许利用扭秤实验测出了引力常量，成为第一个计算出地球质量的人，故C错误；
D．牛顿通过月地检验证明了地球对月球的引力与地球吸引苹果的力是同一种力，故D正确。
故选D。
2. 2025年1月13日11时，我国太原卫星发射中心成功将微厘空间01组卫星发射升空，卫星顺利进入预定轨道。已知卫星绕地球做圆周运动的周期为，轨道半径为；地球绕太阳做圆周运动的周期为，轨道半径为，引力常量为G，下列说法正确的是（ ）
A. B. 由、和G能求太阳的质量
C. 由、和G能求太阳的质量D. 地球质量与太阳质量的比值为
【答案】C
【解析】
【详解】A．开普勒第三定律是针对同一中心天体才成立，卫星绕地球运动与地球绕太阳运动的中心天体不相同，开普勒第三定律不成立，即不能够认为
故A错误；
BC．地球绕太阳做圆周运动的周期为，轨道半径为，则有
解得
故B错误，C正确；
D．卫星绕地球做圆周运动的周期为，轨道半径为，则有
解得
结合上述解得
故D错误。
故选C。
3. 在皮划艇赛事上成绩卓越的庆元籍运动员王楠，在某次训练中以恒定速率横渡一条河，已知越接近河流中间水流速度越大，若她要以最短时间过河，则下列图像中，皮划艇渡河轨迹和皮划艇朝向可能正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】若她要以最短时间过河，则船头总是指向正对岸，因河水流速先增加后减小，即小船在平行河岸方向先加速后减速，根据加速度方向指向轨迹的凹向可知，图像A是正确的。
故选A。
4. 如图所示，打夯机通过硬质轻杆带动末端的重锤绕轴O在竖直面内做匀速圆周运动，A点为圆周最低点、B点与O点等高，不计空气阻力。则重锤（ ）
A. 在B点受重力、弹力和向心力三个力作用
B. 在一个周期内所受向心力始终保持不变
C. 在A点所受杆的作用力可能等于其重力
D. 在B点所受杆的作用力一定大于其重力
【答案】D
【解析】
【详解】A．在B点受重力、弹力作用，两个力的合力提供向心力，向心力并非真正受力，故A错误；
B．在一个周期内所受向心力始终保持大小不变，但方向始终指向圆心，一直改变，故B错误；
C．因为做匀速圆周运动，合力提供向心力，所以在A点所受杆的作用力一定大于其重力，故C错误；
D．在B点所受杆的作用力竖直分力平衡重力，水平分力提供向心力，所以在B点所受杆的作用力一定大于其重力，故D正确。
故选D。
5. 中国的二十四节气是中华民族优秀的文化传统与祖先广博智慧的世代传承， 被国际气象界誉为中国“第五大发明”。如图所示为地球沿椭圆轨道绕太阳运动所处的四个位置， 分别对应我国的四个节气。冬至和夏至时地球中心与太阳中心的距离分别为r1、r2，下列说法正确的是（ ）
A. 冬至时地球的运行速度最小
B. 地球运行到冬至和夏至时，运行速度之比为
C. 地球从秋分到冬至的运行时间为公转周期的
D. 地球在冬至和夏至时， 所受太阳的万有引力之比为
【答案】B
【解析】
【详解】A．由开普勒第二定律可知，地球绕太阳做椭圆运动时，近地点的速度大于远地点的速度，所以冬至时运行速度大，A错误；
B．行星从轨道的冬至位置经足够短的时间t，与太阳的连线扫过的面积可看作很小的扇形，其面积；同理行星从轨道的夏至位置经足够短的时间t，与太阳的连线扫过的面积可看作很小的扇形，其面积，；根据开普勒第二定律，得，即速度之比为，B正确；
C．由开普勒第二定律可知，冬至附近速度快，时间短，所以周期小于公转的，C错误；
D．由万有引力公式 可知，与成反比，所以引力之比为，D错误。
故选B。
6. 小球由倾角为斜面上的O点以不同的初速度v0水平抛出，都能落到斜面上，则（ ）
A. 小球做平抛运动飞行时间与平抛的初速度无关
B. 小球落到斜面上时的速度与平抛的初速度成正比
C. 小球做平抛运动位移与平抛的初速度成正比
D. 小球平抛初速度越大，落到斜面时速度与水平方向夹角越大
【答案】B
【解析】
【详解】A．根据平抛运动的规律可知
解得
小球做平抛运动飞行时间与平抛的初速度有关，选项A错误；
B．落到斜面上的速度
小球落到斜面上时的速度与平抛的初速度成正比，选项B正确；
C．小球做平抛运动位移
与平抛的初速度平方成正比，选项C错误；
D．落到斜面时速度与水平方向夹角
则小球平抛的初速度越大，落到斜面时速度与水平方向夹角不变，选项D错误。
故选B。
7. 如图所示，用长为L的轻绳（轻绳不可伸长）连接的甲、乙两物块（均可视为质点）放置在水平圆盘上，甲、乙连线的延长线过圆盘的圆心O，甲与圆心O的距离也为L，甲、乙两物块的质量均为m，与圆盘间的动摩擦因数均为μ，物块与圆盘间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，甲、乙始终相对圆盘静止，则下列说法正确的是（ ）
A. 圆盘转动的角速度最大为 B. 圆盘转动的角速度最大为
C. 轻绳弹力恒为μmgD. 轻绳最大弹力为μmg
【答案】B
【解析】
【详解】当ω较小时，甲、乙均由静摩擦力充当向心力，ω增大时，由F=mω2r可知，它们受到的静摩擦力也增大，而r甲=L，r乙=2L，r甲 时，细线b才受到拉力
D. 细线a中的拉力随角速度的增大而增大
【答案】AC
【解析】
【详解】A.小球做匀速圆周运动,在竖直方向上的合力为零,水平方向上的合力提供向心力,所以a绳在竖直方向上的分力与重力相等,可以知道a绳的张力不可能为零,故A正确；
BC. 当b绳拉力为零时,有:
,
计算得出
,
可以知道当角速度 时,b绳出现弹力．故B错误，C正确；
D.根据竖直方向上平衡得,
,
计算得出
,
可以知道a绳的拉力不随角速度的变化而变化．故D错误；
三、实验题（本题共两小题，每空2分，第9题8分，第10题6分，共14分。）
11. 某位同学探究平抛运动规律时，进行如下操作，先采用甲图的方式定性研究平抛运动竖直方向的运动规律，然后再采用乙图的方式定量研究平抛运动，得到了如图丙坐标系中的几个点。
（1）甲图所示的实验说明了平抛的小球在竖直方向上做________运动。
（2）乙图所示的实验中以下操作必要的是 。
A 实验过程中必须让斜槽光滑
B. 将小球放于斜槽下方末端任意位置，看其是否滚动从而检验斜槽末端是否水平
C. 同一次实验过程，小球可以不用从斜槽上同一位置静止释放
D. 可以在小球上涂上墨汁，让小球平抛过程在坐标纸上与纸接触画出运动轨迹
（3）同学得到了丙图结果后，测得坐标纸的方格边长为9mm，由此可得到平抛运动的初速度为________m/s，平抛的初位置坐标为________（坐标表达中需标明单位，以mm为单位），。
【答案】（1）自由落体
（2）B （3） ①. ②. （）
【解析】
【小问1详解】
甲图两球同时落地，说明了平抛的小球在竖直方向上做自由落体运动。
【小问2详解】
A．斜槽不一定必须光滑，只要小球到达底端时的速度相同即可，A错误；
B．为保证小球做平抛运动，安装有斜槽的木板时，一定要注意检查斜槽末端切线是否水平，可以将小球放于斜槽下方末端任意位置，看其是否滚动从而检验叙槽末端是否水平，B正确；
C．每次实验都要把小球从同一位置由静止释放，从而保证小球到达底端时的速度相同，C错误；
D．如果小球在运动过程中与木板上的白纸相接触就会改变它的运动轨迹，使其不是平抛运动，D错误。
故选B。
【小问3详解】
[1]竖直方向上，根据
△y=L=gT2
解得
小球抛出时的水平速度
[2]b点竖直方向的速度
解得
则
所以抛出点
则抛出点的坐标为（）。
12. 某实验小组用如图甲所示的装置来探究小球做匀速圆周运动时所需向心力的大小与质量、角速度和半径之间的关系。
（1）在探究向心力与角速度的关系时，若图中标尺上红白相间的等分格显示出两个小球所受向心力之比为，则与皮带连接的两个变速塔轮的半径之比为______（填选项前的字母）。
A. B. C. D.
（2）为验证做匀速圆周运动物体的向心力的定量表达式，某同学设计了如图乙所示的实验装置电动机带动转轴匀速转动；端固定的压力传感器可测出小球对其压力的大小，端固定一宽度为。的挡光片，光电门可测量挡光片每一次的挡光时间。
实验步骤：
①测出挡光片与转轴的距离为；
②将小钢球紧靠传感器放置在凹槽上，测出此时小钢球球心与转轴的距离为；
③启动电动机，使凹槽绕转轴匀速转动；
④记录下此时压力传感器示数和挡光时间。
（a）小钢球转动的角速度______（用表示）；
（b）该同学为了探究向心力大小与角速度的关系，多次改变转速后，记录了一系列力与对应角速度的数据，作出图像如图丙所示，若忽略小钢球所受摩擦且小钢球球心与转轴的距离为，则小钢球的质量______。（结果保留2位有效数字）
【答案】（1）B （2） ①. ②.
【解析】
【小问1详解】
根据
可知小球的角速度之比为
装置靠皮带传动，变速塔轮的线速度相同，根据
可得皮带连接的两个变速塔轮的半径之比为
故选B。
【小问2详解】
（a）[1]小钢球转动的角速度
（b）[2]根据并结合图像可得
已知小钢球球心与转轴的距离为
则小钢球质量
四、解答题（本题共两小题第13题12分，第14题12分，第15题16分，共40分）
13. 炎炎盛夏，人们盼来了一场消减暑气的大雨。雨后雨伞上会沾有雨滴，转动雨伞时边缘的雨滴可视为随伞做水平面的圆周运动，当雨伞的角速度达到某值时，雨滴会从伞面边缘沿圆周切线甩出，如图所示。某同学拟通过该现象估算出雨伞转动的角速度大小，他测出雨伞边缘距离地面的高度h=1.8m，转动半径R=0.6m，假设图示雨滴甩出瞬间的速度与雨伞边缘的速度相等，在地面上形成一个“水圈”，“水圈”半径为r，重力加速度大小g=10m/s2。
（1）用R和r表示该雨滴的水平位移大小x；
（2）若x=1.44m，，计算该雨滴刚离开雨伞边缘时的水平速度大小；
（3）由（2）的结果计算雨伞转动的角速度ω。

【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）由题图及数学知识知

（2）雨滴离开雨伞后做平抛运动，竖直方向上
解得
水平方向上
解得
（3）由
解得
14. 如图所示，沙滩排球比赛中，球员将球在边界中点正上方沿中线水平向右击出，空气阻力忽略不计。
（1）若球刚好过网落在对方场地中间位置，求击球高度H与球网高度h之比；
（2）若已知击球高度、球网高度、半个球场的长度x，重力加速度为g，球既不出界又不触网，求其初速度大小的范围。
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）由平抛运动规律有
排球落在对方场地中间位置，水平位移为
排球刚好过网，则
联立解得
（2）球若不出界，则
解得初速度最大值
球若不触网，则
解得初速度最小值
球既不出界又不触网，其初速度大小的范围为
15. 如图所示，倾角为的斜面体固定放置在水平地面上，在斜面上固定放置一个半圆管轨道AEB，圆管的内壁光滑，半径为r，最低点A、最高点B的切线水平，AB是半圆管轨道的直径，现让质量为m的小球（视为质点）从A点以一定的水平速度滑进圆管，圆管的内径略大于小球的直径，重力加速度为g，、，求：
（1）若小球在A的加速度大小为4.4g，到达B时的加速度大小为2g，则A点对小球沿斜面向上弹力大小与B点对小球沿斜面向下的弹力大小之差为多少；
（2）若小球到达B点时沿斜面上下侧受到的弹力刚好为0，则小球的落地点与B点间的距离为多少；
（3）若小球到达B点受到的弹力大小为0.4mg，则在此弹力作用下的两种平抛运动的水平位移之差的绝对值为多少。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）小球在A的加速度大小为4.4g时
到达B时的加速度大小为2g时
解得
（2）小球到达B点时沿斜面上下侧受到的弹力刚好为0，则有
小球从B点飞出后有
，
小球的落地点与B点间的距离为
解得
（3）小球到达B点受到的弹力大小为0.4mg，当该弹力方向沿斜面向下时
当该弹力方向沿斜面向上时
由于平抛高度一定，此两种情况下小球飞出至落地时间与（2）中相同，则水平位移之差的绝对值为
解得