内蒙古自治区通辽市第一中学2023-2024学年高一下学期4月月考物理试题

这是一份内蒙古自治区通辽市第一中学2023-2024学年高一下学期4月月考物理试题，共18页。试卷主要包含了答卷前，考生务必将自己的姓名等内容，欢迎下载使用。


注意事项：
1、答卷前，考生务必将自己的姓名、考生号涂写在答题卡上。本试卷满分100分，考试时间75分钟。
2、做选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。写在本试卷上无效。
3、回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。
一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。每小题只有一项是符合题目要求。
1．下列说法中正确的是（ ）
A．亚里士多德否定了托勒密提出的地心说，提出了日心说
B．卡文迪什利用扭秤装置，第一次比较准确地测定了万有引力常量
C．天王星是通过计算发现的新天体，被人们称为“笔尖下发现的行星”
D．已知月地距离约为地球半径60倍，要检验“使月球绕地球运动的力”与“使苹果落地的力”遵循同样的规律，只需验证地球吸引月球的加速度大小约为地球吸引苹果的加速度大小的
2．关于曲线运动，下列说法正确的是（ ）
A．物体做曲线运动时所受的合外力一定不为零
B．做曲线运动的物体速度可能不变
C．两个互成角度的匀变速直线运动的合运动一定为曲线运动
D．曲线运动不可能是匀变速运动
3．如图甲是滚筒式洗衣机。洗衣机脱水完成前的某段时间内，可认为水已脱干，衣物紧贴着滚筒壁在竖直平面内做匀速圆周运动，如图乙所示。若一件小衣物在此过程中随滚筒转动经过最高位置a、最低位置c、与滚筒圆心等高位置b、d，则该件小衣物在（ ）
A．衣物a、b、c、d四点的线速度相同
B．衣物在整个运动过程中所受的合外力不变
C．衣物在c位置对滚筒壁的压力大小等于重力
D．衣物在b位置受到的摩擦力和在d位置受到的摩擦力方向相同
4．如图所示，一光滑宽阔的斜面，倾角为，高为h，重力加速度为g。现有一小球在A处贴着斜面以水平速度射出，最后从B处离开斜面。下列说法中正确的是（ ）
A．小球的运动轨迹不是抛物线
B．小球所受合力始终与速度垂直
C．小球到达B点的时间为
D．小球的加速度大小为
5．2023 年华为隆重推出搭载我国自主研发的麒麟9000s芯片的 Mate60 手机，该手机可以与地球同步轨道的“天通一号01”实现卫星通信。 已知地球半径为 R，“天通一号01”离地高度约为6R，以下关于该卫星的说法正确的是（ ）
A．卫星在地球同步轨道上处于平衡状态
B．卫星的发射速度小于近地卫星的环绕速度
C．卫星的加速度约为静止在赤道上物体加速度的36 倍
D．若地球自转加快，卫星为保持与地面同步，轨道高度应降低
6．跳台滑雪是冬奥会的重要项目之一。如图所示，某次比赛中，运动员以速度从跳台顶端水平飞出，经过一段时间后落在倾斜赛道上，赛道的倾角为，重力加速度为g，空气阻力忽略不计，运动员（包括滑雪板）视为质点。则运动员在空中运动的过程中下列说法正确的是（ ）
A．后一半时间内速度的变化量大于前一半时间内速度的变化量
B．运动员在空中运动的时间是
C．运动员离开倾斜赛道至垂直赛道最远处所用的时间是
D．运动员离开倾斜赛道至垂直赛道最远处的水平位移是
7．如图所示，小物块A、B、C与水平转台相对静止，B、C间通过原长为1.5r、劲度系数的轻弹簧连接，已知A、B、C的质量均为m，A与B之间的动摩擦因数为2μ，B、C与转台间的动摩擦因数均为μ，A和B、C离转台中心的距离分别为r、1.5r，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，以下说法正确的是（ ）
A．逐渐增大转台角速度，B先相对于转台滑动
B．当B与转台间摩擦力为零时，C受到的摩擦力方向沿半径背离转台中心
C．当B与转台间摩擦力为零时，A受到的摩擦力为
D．当A、B及C均相对转台静止时，允许的最大角速度为
二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
8．陶瓷是中华瑰宝，是中华文明的重要名片。在陶瓷制作过程中有一道工序叫利坯，如图（a）所示，将陶瓷粗坯固定在绕竖直轴转动的水平转台上，用刀旋削，使坯体厚度适当，表里光洁。对应的简化模型如图（b）所示，粗坯的对称轴与转台转轴重合。当转台转速恒定时，关于粗坯上P、Q两质点，下列说法正确的是（ ）
A．P的角速度大小比Q的大B．P的线速度大小比Q的大
C．P的向心加速度大小比Q的大D．同一时刻P所受合力的方向与Q的相同
9．2020年7月23日我国首个独立火星探测器“天问一号”在文昌航天发射场成功升空并进入预定轨道，已于今年5月15日成功着陆火星表面， 对我国持续推进深空探测、提升国家软实力和国际影响力具有重要意义。已知火星半径为R且质量分布均匀，火星两极表面的重力加速度大小为g，火星赤道表面重力加速度大小为ng（n<1），引力常量为G。则下列说法正确的是（ ）
A．在火星赤道上质量m的探测器对火星表面的压力大小为mg
B．火星的平均密度为
C．探测器在近火轨道上的绕行速度为
D．火星的自转周期为
10．如图1所示一个光滑的圆锥体固定在水平桌面上，其轴线竖直，母线与轴线之间夹角为，一条长度为l的轻绳，一端固定在圆锥体的顶点O处，另一端拴着一个质量为m的小球（可看作质点），小球以角速度绕圆锥体的轴线做匀速圆周运动，细线拉力F随变化关系如图2所示。重力加速度g取，由图2可知（ ）
A．小球的角速度为时，小球刚离开锥面
B．母线与轴线之间夹角
C．小球质量为
D．绳长为
三、实验题：共两小题，共16分
11．如图所示是探究向心力的大小F与质量m、角速度和半径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“A、C”或者“B、C”）
12．在“探究平抛运动的特点”实验中，某学习小组用如图所示装置研究平抛运动。将白纸和复写纸对齐重叠并固定在竖直的硬板上。钢球沿斜槽轨道PQ滑下后从Q点飞出，落在水平挡板MN上。由于挡板靠近硬板一侧较低，钢球落在挡板上时，钢球侧面会在白纸上挤压出一个痕迹点。移动挡板，重新释放钢球，如此重复，白纸上将留下一系列痕迹点。
(1)下列实验条件必须满足的有__________。
A．斜槽轨道光滑
B．斜槽轨道末段水平
C．每次从斜槽上相同位置无初速度释放钢球
D．图中档条MN每次必须等间距下移
(2)为了得到平抛物体的运动轨迹，同学们还提出了以下三种方案，其中不可行的是__________。
A．从细管水平喷出稳定的细水柱，拍摄照片，即可得到平抛运动轨迹
B．将铅笔垂直于竖直的白纸板放置，笔尖紧靠白纸板，铅笔以一定初速度水平抛出，将会在白纸上留下笔尖的平抛运动轨迹
C．用频闪照相在同一底片上记录平抛小球在不同时刻的位置，平滑连接各位置，即可得到平抛运动轨迹
(3)在某次实验中，甲同学每次都将小球从斜槽的同一位置无初速释放，并从斜槽末端水平飞出。改变水平挡板的高度，就改变了小球在板上落点的位置，从而可描绘出小球的运动轨迹。某同学设想小球先后三次做平抛，将水平板依次放在如图中1、2、3的位置，且1与2的间距等于2与3的间距。若三次实验中，小球从抛出点到落点的水平位移依次为、、忽略空气阻力的影响，下面分析正确的是__________。
A．B．
C．D．无法判断
(4)乙同学利用图所示装置研究平抛运动的规律。实验时该同学使用频闪仪和照相机对做平抛运动的小球进行拍摄，频闪仪每隔发出一次闪光，某次拍摄后得到的照片如图所示（图中未包括小球刚离开轨道的影像）。图中的背景是放在竖直平面内的带有方格的纸板，纸板与小球轨迹所在平面平行，其上每个方格的边长为。该同学在实验中测得的小球影像的高度差已经在图中标出。则小球运动到图中位置A时，其速度的水平分量大小为 ；根据图中数据可得，当地重力加速度的大小为 。（结果保留两位有效数字）
计算题：本题共3个小题，共38分，要有必要的文字说明和解题步骤。
13．（12分）2021年2月10日19时52分，我国首次火星探测任务“天问一号”探测器实施近火捕获制动，成功实现环绕火星运动，成为我国第一颗人造火星卫星，在“天问一号”环绕火星做匀速圆周运动时，周期为T。已知火星的半径为R，火星表面的重力加速度的大小为g，引力常量为G，不考虑火星的自转。求：
（1）火星的质量M；
（2）火星的第一宇宙速度v；
（3）求“天问一号”绕火星飞行时轨道半径r。
14．（12分）长、质量可忽略的轻杆，其一端用铰轮固定于O点，另一端固定质量的小球，现使小球绕O点在竖直平面内做圆周运动（如图所示）。g取10m/s2；
（1）若小球恰好能通过最高点，那么小球在最高点的速度是多少？
（2）若小球通过最高点A时速率为，此时小球受到的轻杆的力是拉力还是支持力？大小是多少呢？
（3）若小球做匀速圆周运动，通过与O点等高的C点时速率为，此时小球受到的轻杆的力的大小是多少呢？
15．（14分）如图所示，一个小球从O点正上方h=3.2m处的M点，以初速度v0抛出，AP、BQ为两块足够高的竖直挡板，B点右侧水平地面上有一点N，已知AO=OB=BN=2m，小球与挡板碰撞时会“对称式”反弹（即水平速度等值反向、竖直速度不变），碰撞时间不计，挡板厚度不计，重力加速度g=10m/s2，则：
（1）若小球水平向右抛出，与挡板碰撞一次后，恰好落到O点，求v0的大小；
（2）若小球向右上方抛出，与挡板垂直碰撞后，恰好落到A点，过程中只有一次碰撞，求小球从抛出到落地的总时间t；
（3）若在挡板BQ上开一个略大于球的小孔，将小球水平抛出，小球与挡板碰撞3次后从小孔飞出，并恰好击中N点，小球与小孔不碰撞，求小孔距离B点的高度H。
参考答案：
1．B
【详解】A．哥白尼否定了托勒密提出的地心说，提出日心说，故A错误；
B．卡文迪什利用扭秤装置，第一次比较准确地测定了万有引力常量，故B正确；
C．海王星是通过计算发现的新天体，被人们称为“笔尖下发现的行星”，故C错误；
D．已知月地距离约为地球半径60倍，要检验“使月球绕地球运动的力”与“使苹果落地的力”遵循同样的规律，只需验证地球吸引月球的加速度大小约为地球吸引苹果的加速度大小的，故D错误。
故选B。
2．A
【详解】A．根据做曲线运动的条件合外力的方向与速度方向不在同一直线上，得物体做曲线运动时所受的合外力一定不为零，故A正确；
B．做曲线运动的物体速度方向肯定发生变化，所以速度一定变化，故B错误；
C．两个互成角度的匀变速直线运动的合运动可能为直线运动，可能为曲线运动，故C错误；
D．曲线运动可能是匀变速运动，如平抛运动，故D错误。
故选A。
3．D
【详解】A．小衣物在a、b、c、d位置的线速度大小相等，但方向不同，故A错误；
B．衣物在整个运动过程中所受的合外力大小不变，但方向一直在变，故B错误；
C．在a点时，根据牛顿第二定律，在c点时
并根据牛顿第三定律可知，衣物在c位置对滚筒壁的压力大于重力，故C错误；
D．在b、d两位置受到的摩擦力方向都竖直向上，与重力平衡，方向相同，故D正确。
故选D。
4．C
【详解】AB．对小球受力分析，竖直向下的重力、垂直于斜面斜向上的支持力。其合力大小为重力的下滑分力，即
方向沿斜面向下，依题意可知小球合力方向与初速度方向垂直，且为恒力，随着时间的变化，合外力方向与速度方向夹角变小，所以运动轨迹为抛物线，故AB错误；
C．把小球的实际运动分解为水平方向的匀速直线运动和沿合力方向的初速度为零的匀加速直线运动，根据运动的等时性，可得
解得
故C正确；
D．根据牛顿第二定律，可得
故D错误；
故选C。
5．D
【详解】A．卫星在地球同步轨道上做匀速圆周运动，不是处于平衡状态，故A错误；
B．同步卫星轨道高于近地轨道卫星，故发射速度大于最小发射速度，即最大环绕速度，故B错误；
C．同步轨道上卫星与赤道上物体运动的角速度相同，由，卫星在同步轨道上的向心加速度约是赤道上物体向心加速度的7倍，故C错误；
D．若地球自转加快，卫星为保持与地面同步，应当具有更大的角速度，更小的周期，根据可知轨道高度应降低，故D正确。
故选D。
6．C
【详解】A．由
可知，后一半时间内速度的变化量与前一半时间内速度的变化量相等，故A错误；
B．由平抛运动的水平和竖直位移关系
可得
故B错误；
C．距离赛道最远时，速度与斜面平行，有
得
故C正确；
D．运动员离开倾斜赛道至垂直赛道最远处的水平位移是
故D错误。
故选C。
7．B
【详解】A．当AB刚好要滑动时，弹簧弹力与最大最大静摩擦力的合力提供向心力，则对AB整体有
解得
假设B不动，当C刚好要滑动时，则有
解得
因为
可知C先滑动，而A受到的摩擦力为
故A相对B静止，故A错误；
D．A、B及C均相对转台静止时允许的最大角速度为
故D错误；
B．当B与转台间摩擦力为0时，对AB整体由弹簧弹力提供向心力，则有
解得
此时C受到的向心力
故C受到的摩擦力方向背离中心，故B正确；
C．A受到的摩擦力为
故C错误。
故选B。
8．BC
【详解】A．由题意可知，粗坯上P、Q两质点属于同轴转动，故
即P的角速度大小跟Q的一样大，故A错误；
B．根据，且
，
所以
即P的线速度大小比Q的大，故B正确；
C．根据，且
，
所以
即P的向心加速度大小比Q的大，故C正确；
D．因为当转台转速恒定，所以同一时刻P所受合力的方向与Q的所受的合力方向均指向中心轴，故合力方向不相同，故D错误。
故选BC。
9．BD
【详解】A．火星赤道表面重力加速度大小为ng（n<1），则在火星赤道上质量m的探测器对火星表面的压力大小为nmg，A错误；
B．根据
，
得火星的平均密度为
B正确；
C．根据
得探测器在近火轨道上的绕行速度为
C错误；
D．根据
，
得火星的自转周期为
D正确。
故选BD。
10．AD
【详解】A．根据图乙可知，当小球的角速度满足
小球恰好要离开锥面，此时角速度为
可知小球的角速度为时，小球刚离开锥面，故A正确；
BCD．当小球将要离开锥面时，绳子拉力与小球重力的合力提供向心力，有
即
当小球离开锥面后，设绳子与竖直方向的夹角为，绳子拉力与小球重力的合力提供向心力，有
即
则根据图乙，结合所得绳子拉力与的函数关系可知，当小球离开锥面后
当小球未离开锥面时，分析小球受力情况，水平方向，根据牛顿第二定律有
竖直方向根据平衡条件有
联立可得
根据图乙，结合所得函数关系可得
，
联立解得
，，
故D正确，BC错误。
故选AD。
11．(1)B
(2)相同
(3)A、C
【详解】（1）探究向心力的大小F与质量m、角速度和半径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A、C。
12．(1)BC
(2)B
(3)A
(4) 1.0 9.7
【详解】（1）AC．为了获得相同的初速度，需要每次从斜槽上相同的位置无初速度释放钢球，斜槽轨道不需要光滑，故A错误，C正确；
B．为保证小球飞出时速度水平，所以斜槽轨道末段需要水平，故B正确；
D．挡板只要能记录下小球在不同高度时的不同位置，不需要等间距变化，故D错误。
故选BC。
（2）A．从细管水平喷出稳定的细水柱，拍摄照片，即可得到平抛运动轨迹，此方案是可行的，不满足题意要求；
B．将铅笔垂直于竖直的白纸板放置，笔尖紧靠白纸板，铅笔以一定初速度水平抛出，由于铅笔和纸之间没有压力，故不会形成运动轨迹，此方案是不可行的，满足题意要求；
C．用频闪照相在同一底片上记录平抛小球在不同时刻的位置，平滑连接各位置，即可得到平抛运动轨迹，此方案是可行的，不满足题意要求。
故选B。
（3）因为平抛运动在竖直方向上做自由落体运动，下落的速度越来越快，则下落相等位移的时间越来越短，水平方向上做匀速直线运动，所以
故选A。
（4）[1][2]由题意，根据图中数据可得，小球运动到图中位置A时，水平方向上有
可得其速度的水平分量大小为
根据图中数据可得在竖直方向上，根据逐差法可得
13．（1）；（2）；（3）
【详解】（1）忽略火星自转，火星表面质量为的物体，其所受引力等于重力
解得
（2）忽略火星自转，火星近地卫星的质量为，根据第一宇宙速度的定义有
解得
（3）设天问一号质量为，根据万有引力提供向心力有
解得
14．（1）0；（2），拉力；（3）
【详解】（1）若小球恰好能通过最高点，在最高点处
向心力为零，小球在最高点的速度为0。
（2）假设此时小球受到轻杆的是拉力，有
解得
所以此时小球受到轻杆的力是拉力，大小是。
（3）其中一个分力提供向心力
水平向右，另一个分力与重力平衡，即
竖直向上，小球受到轻杆的力的大小为
15．（1）；（2）；（3）
【详解】（1）若小球水平向右抛出，与挡板碰撞一次后，恰好落到O点，则
解得初速度为
（2）设小球向右上方抛出，与挡板垂直碰撞时，所用时间为，小球运动过程中的竖直方向上最大位移为，则
小球从抛出到落地的总时间
小球从抛出到落地的总时间为
（3）小球与挡板碰撞3次后从小孔飞出，可知小球水平向左抛出，设小球抛出至与挡板第一次碰撞所经历的时间为，则有
解得
小孔距离B点的高度