河北省张家口市2023-2024学年高一下学期3月阶段测试物理试卷

2023-2024学年第二学期3月高一阶段测试卷物理注意事项：1.考试时间为75分钟，满分100分。2.答题前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡相应的位置。一、选择题：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.关于做匀速圆周运动的物体，下列说法中正确的是（）A.所受合外力为零 B.线速度恒定C.任意相等时间内速度变化量相等 D.任意相等时间内通过的路程相等2.关于向心力与向心加速度，下列说法中不正确的是（）A.向心力可以是物体受到的某一个力，也可以是物体受到的合力，还可以是某一个力的分力B.向心力和重力、弹力、摩擦力一样，都是根据力的性质命名的C.向心加速度是描述物体运动方向变化快慢的物理量D.匀速圆周运动的向心加速度的方向时刻指向圆心，大小不变3.如图所示是地球绕太阳运行情况的示意图，A点是远日点，B点是近日点，CD是椭圆轨道的短轴，运行的周期为T。则地球从A经C、B到D的运动过程中（）A.地球运动到A点时速度最大B.地球从A点到C点所用的时间等于C.地球从A点到B点的过程中先做加速运动后做减速运动D.地球从A点到B点所用时间等于4.有一种叫“旋转飞椅”的游乐项目（如图所示）。钢绳的一端系着座椅，另一端固定在水平转盘上。转盘可绕穿过其中心的竖直轴转动。当转盘匀速转动时，钢绳与转轴在同一竖直平面内。将游客和座椅看作质点，不计钢绳的重力，以下分析正确的是（）A.无论飞椅在什么位置，钢绳长短如何，做圆周运动的飞椅周期都相同B.旋转过程中，游客受到重力、飞椅的支持力和向心力C.根据可知，旋转过程中坐在外侧的游客旋转的角速度更小D.根据可知，旋转过程中坐在外侧的游客所需向心力更大5.已知火星质量为地球质量的k倍，其半径为地球半径的p倍,由此可知同一物体在火星表面与在地球表面受到的引力的比值为（）A. B. C. D.6.如图甲所示是中学物理实验室常用的感应起电机，它是由两个大小相等且直径约为30cm的感应玻璃盘起电的，其中一个玻璃盘通过从动轮与手摇主动轮连接，如图乙所示，现玻璃盘以100r／min的转速旋转，已知主动轮的半径约为8cm，从动轮的半径约为2cm，P和Q是玻璃盘边缘上的两点，若转动时皮带不打滑，下列说法正确的是（）A.P、Q的向心加速度相同B.玻璃盘的转动方向与摇把转动方向相同C.主动轮边缘的线速度大小为D.摇把的周期为0.6s7.如图甲，滚筒洗衣机脱水时，衣物紧贴着滚筒壁在竖直平面内做顺时针的匀速圆周运动。如图乙，一件小衣物（可理想化为质点）的质量为m，滚筒半径为R，周期为T，重力加速度为g，a、b分别为小衣物经过的最高位置和最低位置。下列说法正确的是（）A.衣物所受合力的大小始终为B.衣物转到b位置时的脱水效果最好C.脱水过程中衣物上的水做向心运动D.衣物在a位置和b位置对滚筒壁的压力都大于mg二、选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。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.关于万有引力定律的表达式，下列说法正确的是（）A.公式中G为引力常量，它是由卡文迪什通过实验测得，其大小与单位制的选择有关B.当r趋近于零时，万有引力定律不再适用，两物体间不存在相互作用的引力C.万有引力大小与两物体质量的乘积成正比，与两物体间距离成反比D.对的引力与对的引力是一对作用力与反作用力9.2021年11月5日，占全球市场份额70％的无人机巨头大疆，发布迄今为止影像质量最优异的消费级无人机Mavic3。如图是该型号无人机绕拍摄主体时做水平匀速圆周运动的示意图。已知无人机的质量为m，无人机的轨道距拍摄对象高度为h，无人机与拍摄对象距离为r，无人机飞行一周的时间为T，则无人机做匀速圆周运动时（）A.角速度为 B.所受空气作用力为mgC.向心加速度为 D.线速度大小为10.如图所示，一根细线下端拴一个金属小球Q，细线穿过小孔（小孔光滑），另一端连接在金属块P上，若不计空气阻力，小球在某一水平面内做匀速圆周运动（圆锥摆）。实际上，小球Q在运动过程中不可避免地受到空气阻力作用。因阻力作用，小球Q的运动轨道发生缓慢的变化（可视为一系列半径不同的圆周运动），P始终静止在水平桌面上。下列判断正确的是（）A.小球Q做圆周运动的周期变小B.小球Q做圆周运动所需向心力变小C.小球Q做圆周运动的线速度变小D.P受到桌面的静摩擦力变小三、非选择题：本题共5小题，共54分。解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。11.（8分）向心力演示器如图所示，用来探究小球做圆周运动所需向心力的大小F与质量m、角速度ω和半径r之间的关系。两个变速塔轮通过皮带连接，匀速转动手柄使长槽和短槽分别随左塔轮和右塔轮匀速转动，槽内的钢球就做匀速圆周运动。横臂的挡板对钢球的压力提供向心力，钢球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力套筒下降，从而露出标尺，标尺上的红白相间的等分格显示出两个钢球所受向心力的比值。如图是探究过程中某次实验时装置的状态，已知小球在挡板A、B、C处做圆周运动的轨迹半径之比为1:2:1。（1）在研究向心力的大小F与角速度ω关系时，要保持________相同。A.ω和r B.ω和m C.m和r D.m和F（2）在某次实验中，一同学把两个质量相等的小球分别放在A、C位置，将皮带连接在左、右半径之比为2:1的塔轮上，匀速转动手柄时，此时可研究向心力的大小F与________的关系，则放在挡板A处的小球与C处的小球周期大小之比为________。（3）在某次实验中，一同学把两个质量相同的小球分别放在挡板B、C位置，皮带套在半径之比为3:1的左、右两边塔轮上，则转动时左、右标尺上露出的红白相间的等分格数之比为________。12.（6分）利用如图所示装置验证向心力的大小与线速度大小v的关系。四分之一圆弧轨道固定在水平桌面上，末端与上表面很小的压力传感器表面相切，水平地面上依次铺放好木板、白纸、复写纸。将小球从圆弧轨道某一点由静止释放，经轨道末端飞出，落到铺着复写纸和白纸的木板上，在白纸上留下点迹，由同一位置重复释放几次，记录每次压力传感器的示数；改变小球在圆弧轨道上的释放位置，重复上述实验步骤。（当地的重力加速度为g）（1）为了完成实验，下列操作不必要的是________。A.必须选择光滑的圆弧轨道B.固定圆弧轨道时，末端必须水平C.实验中应选择密度大的小球D.确定小球在白纸上的落点时，用尽可能小的圆把所有落点圈住，圆心即为平均落点（2）某次实验时记录的压力传感器示数为F，并测出小球的质量为m，小球的向心力大小________。（3）实验除了记录压力传感器示数F，测量小球的质量m外，还需要测量轨道末端距地面的高度h、水平位移x、圆弧轨道半径R，若要验证向心力与线速度大小v的关系，则需要验证压力传感器示数F＝________即可（用测量的数据的物理量写出表达式）。13.（10分）随着我国载人航天事业的飞速发展，越来越多的宇航员实现了太空旅行，某次飞船返回地面过程的示意图如图所示，飞船到地心的距离为R，其绕地球做圆周运动周期为T，可以在轨道上的某一点A处，将速率降低到适当数值，从而使飞船沿着以地心为焦点的特殊椭圆轨道运动，椭圆和地球表面在B点相切。已知地球半径为，万有引力常量为G，地球的质量为M，飞船的质量为m，飞船由A点运动到B点所需的时间为。求：（1）飞船在A处对地球的万有引力的大小；（2）地球半径为与飞船到地心的距离R的比值。14.（14分）如图所示，一个固定在竖直平面上的光滑半圆形管道，管道里有一个直径略小于管道内径的小球，小球在管道内做圆周运动，小球经过管道的B点时受到管道上壁6N的作用力，从B点脱离后做平抛运动，恰好与倾角为45°的斜面垂直相碰。已知半圆形管道的半径R＝1m，小球可看作质点且其质量为m＝1kg，重力加速度g取。求：（1）小球在B点的速度大小；（2）小球在C点的速度大小；（3）C点与B点的高度差。15.（16分）如图所示，餐桌中心是一个半径为r＝1.5m的圆盘，圆盘可绕中心轴转动，近似认为圆盘与餐桌在同一水平面内且两者之间的间隙可忽略不计。已知放置在圆盘边缘的小物体与圆盘间的动摩擦因数为，与餐桌间的动摩擦因数为，餐桌离地面的高度为h＝0.8m。设小物体与圆盘以及餐桌之