康定中学2022-2023学年高一下学期3月月考
物 理
考试时间:75分钟 总分:100分
第I卷(选择题,共43分)
一、单选题(每小题4分,共28分)
1.下列说法正确的是( )
A.两个直线运动的合运动一定是直线运动
B.平抛运动的物体相同时间内的速度改变量一定相同
C.第谷通过大量运算分析总结出了行星运动的三条规律
D.牛顿发现了万有引力定律,并通过实验测定了引力常量G
2.2022北京冬奥会自由式滑雪女子U型场地技巧决赛,中国队选手谷爱凌夺得冠军。如把U型场地近似看作半圆型轨道,则谷爱凌在滑至轨道最低点时,下列说法正确的是( )
A.处于平衡状态
B.处于超重状态
C.受到的支持力和重力是一对作用力和反作用力
D.受到重力、支持力、摩擦力和向心力四个力作用
3.如图所示,转盘甲、乙具有同一转轴,转盘丙的转轴为,用一皮带按如图的方式将转盘乙和转盘丙连接,分别为转盘甲,乙、丙边缘的点,且,。让转盘丙绕转轴做匀速圆周运动,皮带不打滑。则下列说法正确的是( )
A.的角速度之比为
B.的向心加速度大小之比为
C.如果转盘丙沿顺时针方向转动,则转盘乙沿顺时针方向转动
D.的线速度大小之比为
4.跑马射箭是民族马术中的一个比赛项目,如图甲所示,运动员需骑马在直线跑道上奔跑,弯弓射箭,射击侧方的固定靶标,该过程可简化为如图乙(俯视图)所示的物理模型:假设运动员骑马以大小为的速度沿直线跑道匀速奔驰,其轨迹所在直线与靶心的水平距离为。运动员应在合适的位置将箭水平射出,若运动员静止时射出的弓箭速度大小为(大于),不计空气阻力。下列说法正确的是( )
A.运动员应瞄准靶心放箭
B.为保证箭能命中靶心且在空中运动的时间最短,箭射中靶心的最短时间为
为保证箭能命中靶心且在空中运动的时间最短,箭射中靶心的最短时间为
为保证箭能命中靶心且在空中运动的距离最短,箭射中靶心的时间为
5.如图所示,“日地拉格朗日点”位于太阳和地球连线的延长线上,一飞行器处于该点,在几乎不消耗燃料的情况下与与地球同步绕太阳做匀速圆周运动。则此飞行器的( )
A.线速度小于地球的线速度 B.向心加速度大于地球的向心加速度
C.向心力仅由太阳的引力提供 D.向心力仅由地球的引力提供
6.如图甲为某同学转动自己手中的笔的过程,该过程可视为圆心为O的圆周运动,如图乙所示。已知笔长为L,当笔尖M的线速度大小为v1时,笔帽N的线速度大小为v2,则笔帽N做圆周运动的加速度大小为( )
A. B. C. D.
7.如图所示,水平转台上一个质量为m的物块用长为L的细绳连接到转轴上,此时细绳刚好伸直但无拉力,与转轴的夹角为。已知物块与转台间的动摩擦因数为,且,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。现让物块随转台一起转动,在转台的角速度从零逐渐增大到的过程中,下列说法不正确的是( )
A.物块在转台上所受的摩擦力先增大后减小
B.当转台角速度为时物块将脱离转台
C.从转台开始转动到物块将要脱离转台时物块的速率为
D.当转速增至时细绳与竖直方向的夹角满足
二、多选题(每小题5分,共15分)
8.(本题5分)如图所示,两个小球从水平地面上方同一点O分别以初速度、水平抛出,落在地面上的位置分别是A、B,是O在地面上的竖直投影,且,若不计空气阻力,则两小球( )
A.在空中运动的时间之比为 B.在空中运动的时间之比为
C.抛出的初速度大小之比为 D.落地时的速度大小之比为
9.(本题5分)质量为的质点在平面上做曲线运动,在方向的速度—时间图像和方向的位移—时间图像如图所示,下列说法中正确的是( )
A.质点的初速度为
B.质点所受的合外力为,做匀变速曲线运动
C.末质点速度大小为
D.内质点的位移大小约为
10.(本题5分)2022年左右我国将建成载人空间站,轨道高度距地面约400km,在轨运营10年以上,它将成为中国空间科学和新技术研究实验的重要基地。设该空间站绕地球做匀速圆周运动,其运动周期为T,轨道半径为r,万有引力常量为G,地球半径为R,地球表面重力加速度为g。下列说法正确的是(同步卫星的高度约为36000km)( )
A.地球的质量为 B.空间站的线速度大小为
C.空间站的向心加速度为 D.空间站运行周期小于同步卫星的周期
第II卷(非选择题,共57分)
三、实验题(本题共16分)
11.(本题6分)用如图所示的实验装置探究影响向心力大小的因素。已知长槽上的挡板B到转轴的距离是挡板A的2倍,长槽上的挡板A和短槽上的挡板C到各自转轴的距离相等。转动手柄使长槽和短槽分别随变速塔轮匀速转动,槽内的球就做匀速圆周运动。挡板对球的压力提供了向心力,球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力筒下降,从而露出标尺,根据标尺上的等分格可以粗略计算出两个球所受向心力的比值。
(1)当传动皮带套在两塔轮半径不同的轮盘上,塔轮边缘处的________大小相等;(选填“线速度”或“角速度”)
(2)探究向心力和角速度的关系时,应将皮带套在两塔轮半径不同的轮盘上,将质量相同的两个小球各自放在挡板________处(选填“A和B”或“A和C”或“B和C”)
(3)皮带套左右两个塔轮的半径分别为,。某次实验使,则A、C两处的角速度之比为_______。
12.(本题10分)采用如下图所示的实验装置做“探究平抛运动的特点”的实验。
(1)实验时不需要下列哪个器材__________。(填器材前的字母)
A.弹簧测力计 B.重垂线 C.打点计时器 D.坐标纸
(2)以下是实验过程中的一些做法,其中合理的有__________。
A.要求斜槽轨道保持水平且光滑
B.每次小球释放的初始位置可以任意选择
C.每次小球应从同一高度由静止释放
D.为描出小球的运动轨迹,描绘的点可以用折线连接
(3)如图为一小球做平抛运动时用闪光照相的方法获得的相片的一部分,图中背景小方格的边长为1.25cm,取,则:
①图中A点___________平抛的起点(选填“是”或“不是”);
②小球运动的初速度__________m/s;
③小球过B点的竖直方向速度__________m/s。
四、解答题(共41分)
13.(本题12分)在一次抗洪救灾工作中,一架直升机A用长H=25m的悬索(重力可忽略不计)系住一质量m=60kg的被困人员B,直升机A和被困人员B一起沿水平方向匀速运动,当飞机突然在空中悬停寻找最近的安全目标时,致使被困人员B在空中做水平面内的圆周运动,如图乙所示,此时悬索与竖直方向成37°角,不计空气阻力,(sin37°=0.6,cos37°=0.8,g取10m/s2)求:
(1)被困人员B做圆周运动的半径r;
(2)悬索对被困人员B的拉力大小;
(3)被困人员B做圆周运动的角速度。
14.(本题15分)如图所示,长为的细线拴住一质量为的小球在竖直平面内做圆周运动,已知圆周最低点距水平地面高度h为,g取求:
(1)若小球通过最低点时,细线中的弹力为5N,则小球在最低点的速度大小为多少?
(2)若物体在最低点时的速度增大到某一值,细线恰好被拉断,测得小球平抛水平位移x大小为,求细线拉断时物体的速度大小?细线能承受的最大拉力为多少?
15.(本题14分)如图所示,宇航员站在某质量分布均匀的星球表面一斜坡上点沿水平方向以初速度抛出一个小球,测得小球经时间落到斜坡上另一点,斜面的倾角为,已知该星球半径为,万有引力常量为,求:
(1)该星球表面的重力加速度;
(2)该星球的密度;
(3)该星球的第一宇宙速度。
参考答案:
1.B 2.B 3.D 4.B 5.B 6.C 7.B 8.AC 9.ABD 10.ACD
11线速度 A和C 1:2 12.AC C 不是 0.75 1
13.(1)r=15m【2分】;(2)T=750N【4分】;(3)rad/s【6分】
14.(1)4m/s;(2)6m/s 10N
15.(1);(2);(3)
【详解】(1)设该星球表面的重力加速度为g,根据平抛运动规律,水平方向
x=v0t
竖直方向
平抛位移与水平方向的夹角的正切值
解得
(2)在星球表面万有引力等于重力
该星球的密度
解得
(3)根据万有引力提供圆周运动向心力
在星球表面万有引力等于重力
联立解得第一宇宙速度
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