江西省景德镇市乐平中学2023-2024学年高一下学期3月月考物理试题

高一物理月考试卷第I卷（选择题）一、单选题（每题4分，共28分）1.如图所示，一个内壁光滑的圆锥形筒的轴线竖直，圆锥筒固定不动，两个质量相同的球甲、乙紧贴着内壁分别在图中所示的水平面内做匀速圆周运动，半径R甲＞R乙，则（）A.线速度 B.对筒壁的弹力C.加速度 D.角速度【答案】B【解析】【详解】AB．两球所受的重力大小相等，支持力方向相同，合力的方向都沿水平方向。根据力的合成，知两球所受的支持力大小、合力大小均相等。根据得合力、质量相等，r越大线速度大，所以球甲的线速度大于球乙的线速度。故A错误，B正确。

C．根据F=ma可知，由于合力相同，故向心加速度相同，故C错误；

D．根据F合=mrω2，得r大则角速度小。所以球甲的角速度小于球乙的角速度。故D错误。

故选B。2.如图所示，长为L的细轻绳一端固定，另一端系一质量为m的小球．给小球一个合适的初速度，小球便可在水平面内做匀速圆周运动，这样就构成了一个圆锥摆．不计空气阻力，关于小球受力，下列说法中正确的是（）A.小球只受重力和向心力作用B.小球只受重力、绳的拉力和向心力作用C.小球只受重力和绳的拉力作用D.小球只受重力、绳的拉力和离心力作用【答案】C【解析】【分析】【详解】小球只受重力和绳的拉力作用，二者合力提供向心力。故选C。3.如图所示，一个质量为m的小球穿在半径为R的光滑圆环上，圆环绕竖直方向的轴以角速度匀速转动，球和圆心的连线与转轴的夹角为，重力加速度为g。下列说法正确的是（）A.小球受到重力、圆环的弹力和向心力三个力作用B.小球的线速度大小为C.圆环对球的弹力大于球的重力D.小球做圆周运动的向心力大小为【答案】C【解析】【详解】A．向心力为效果力，小球只受重力和圆环的弹力，A错误；B．小球的线速度大小为C．重力和弹力的合力沿水平方向，则圆环对球的弹力大于球的重力，C正确；D．根据向心力为D错误。故选C。4.如图所示，、为某小区门口自动升降杆上的两点，在杆的顶端，在杆的中点处．杆从水平位置匀速转至竖直位置的过程中，、两点（）A.角速度大小之比B.周期大小之比C.向心加速度大小之比D.线速度大小之比【答案】D【解析】【详解】A．因为A、B两点是同轴转动，所以A、B两点的角速度相同，选项A错误；B．A、B两点的角速度相同，根据可得A、B两点的周期相同，选项B错误；C．A、B两点的角速度相同，由可知加速度之比等于半径之比，故A、B两点向心加速度大小之比2：1，选项C错误；D．A、B两点的角速度相同，由可知其线速度之比等于半径之比，故A、B两点线速度大小之比为2：1，选项D正确。故选D。5.如图所示，地球的两颗人造卫星甲、乙分别在圆轨道、椭圆轨道上运动，A、B分别是椭圆轨道的近地点、远地点，与地心的距离分别为r、3r，两轨道相切于A点，则甲、乙的周期之比为（）A.1:2 B. C. D.1:4【答案】C【解析】【详解】由题图可得甲的圆轨道半径为乙的椭圆轨道的半长轴为由开普勒第三定律可得综合可得故选C。6.如图所示，细杆的一端与小球相连，可绕过O点的水平轴自由转动，细杆长0.5m，小球质量为3kg，现给小球一初速度使它做圆周运动，若小球通过轨道最低点a的速度为va＝4m/s，通过轨道最高点b的速度为vb＝2m/s，取g＝10m/s2，则小球通过最低点和最高点时对细杆作用力的情况是（）A.在a处为拉力，方向竖直向下，大小为120NB.在a处为压力，方向竖直向上，大小为120NC.在b处为拉力，方向竖直向上，大小为6ND.在b处为压力，方向竖直向下，大小为6N【答案】D【解析】【详解】AB．在最低点，杆子一定表现为拉力，有则故AB错误；CD．在最高点，有则所以杆子表现为支持力，方向向上，大小为6N，故球对杆的作用力为压力，大小为6N，方向竖直向下，故C错误，D正确。故选D。7.关于匀速圆周运动，下列说法中正确的是（）A.做匀速圆周运动物体的加速度大小不改变 B.做匀速圆周运动物体的速度大小不断改变C.做匀速圆周运动物体的角速度不断改变 D.物体只有在恒力作用下，才能做匀速圆周运动【答案】A【解析】【分析】【详解】A．，做匀速圆周运动物体的加速度大小不改变，故A正确；B．做匀速圆周运动物体的速度大小不改变，故B错误；C．，做匀速圆周运动物体的角速度不改变，故C错误；D．做匀速圆周运动需要向心力，向心力方向时刻改变，故不可能是恒力，故D错误；故选A。二、多选题（每题6分，共18分）8.如图所示，在光滑水平面上钉有两个钉子A和B，一根长细绳的一端系一个小球，另一端固定在钉子A上，开始时小球与钉子A、B均在一条直线上(图示位置)，且细绳的一大部分沿俯视顺时针方向缠绕在两钉子上，现使小球以初速度v0在水平面上沿俯视逆时针方向做匀速圆周运动，使两钉子之间缠绕的绳子逐渐释放，在绳子完全被释放后与释放前相比，下列说法正确的是()A.小球的线速度变大B.小球的角速度变小C.小球的向心加速度不变D.细绳对小球的拉力变小【答案】BD【解析】【详解】在绳子完全被释放后与释放前相比，小球所受的拉力与速度垂直，不改变速度大小，故A错误．由v=ωr，v不变，r变大，则角速度ω变小，故B正确．小球的加速度a=，r变大，向心加速度变小，故C错误．细绳对小球的拉力F=ma=m，r变大，细绳对小球的拉力变小，故D正确．故选BD．9.如图甲所示，A、B两颗卫星在同一平面内围绕中心天体做匀速圆周运动，且绕行方向相同，t=0时刻A、B两颗卫星相距最近，图乙是两颗卫星的间距随时间t的变化图像。已知卫星A的周期，结合图像给出的信息可知（）A.B卫星的周期B.A卫星的轨道半径是B卫星轨道半径的C.A卫星向心加速度是B卫星的4倍D.A、B两颗卫星轨道半径在单位时间内扫过的面积之比为【答案】AB【解析】【详解】A．，A、B卫星转过的角度关系为又解得故A正确；B．根据开普勒第三定律有可得故B正确；C．根据向心加速度可得故C错误；D．根据可得根据扇形面积公式A、B两颗卫星轨道半径在单位时间内扫过的面积之比为故D错误。故选AB。10.一小球被细线拴着做匀速圆周运动，若其轨道半径为R，向心加速度为a，则下列说法正确的是（）A.小球相对于圆心的位移不变 B.小球的线速度大小为C.小球在时间t内通过的路程为 D.小球做圆周运动的周期为【答案】BCD【解析】【详解】A.小球做匀速圆周运动，各时刻相对圆心的位移大小不变，但方向时刻在变．故A错误；B.由a＝得所以v＝故B正确；C.在时间t内通过的路程故C正确；D.做圆周运动的周期T＝＝＝＝2π故D正确故选BCD。三、实验题（11题8分，12题6分，共14分）11.一水平放置的圆盘绕竖直固定轴转动，在圆盘上沿半径开有一条宽度为2mm的均匀狭缝，将激光器与传感器上下对准，使二者间连线与转轴平行，分别置于圆盘的上下两侧，且可以同步地沿圆盘半径方向匀速移动，激光器连续向下发射激光束．在圆盘转动过程中，当狭缝经过激光器与传感器之间时，传感器接收到一个激光信号，并将其输入计算机，经过处理后画出相应图线．图（a）为该装置示意图，图（b）为所接收的光信号随时间变化的图线，横坐标表示时间，纵坐标表示接收到的激光信号强度．图中△t1=1.0×103s，△t2=0.8×103s，利用图b中的数据可以知道，圆盘转动的角速度______rad/s，激光器和传感器沿半径方向移动的速度大小是______m/s【答案】①.②.【解析】【详解】由图像可知圆盘的转动周期为0.8s，则角速度；由于电脉冲的信号宽度在变窄，说明通过狭缝的时间在减少，即圆盘对应的探测器的位置的线速度在增加，可知探测器向圆盘的边缘运动，因此0.2s的速度，1s时的速度，则激光器的径向速度，联立解得速度为12.在“探究向心力大小的表达式”实验中，所用向心力演示器如图（a）所示。图（b）是演示器部分原理示意图：皮带轮①、④的半径相同，轮②的半径是轮①的1.5倍，轮③的半径是轮①的2倍，轮④的半径是轮⑤的1.5倍，轮④的半径是轮⑥的2倍；两转臂上黑白格的长度相等；A、B、C为三根固定在转臂上的挡板，可与转臂上做圆周运动的实验球产生挤压，从而提供向心力。图（a）中的标尺1和2可以显示出两球所受向心力的大小关系。可供选择的实验球有：质量均为2m的球1和球2，质量为m的球3.（1）在研究向心力的大小F与质量m、角速度ω和半径r之间的关系时，我们主要用到了物理学中的___________。A．等效替代法B．控制变量法C．理想实验法D．转化法（2）实验时将球1、球2分别放在挡板B、C位置，将皮带与轮①和轮④连接，转动手柄观察左右两个标尺，此过程是验证向心力的大小与___________的关系。（3）实验时将皮带与轮②和轮⑤相连，将球1、3分别放在挡板B、C位置，转动手柄，则标尺1和标尺2显示的向心力之比为___________。【答案】①.B②.半径##r③.64：81【解析】【详解】解：（1）[1]在研究向心力的大小F与质量m、角速度ω和半径r之间的关系时，因涉及的变量较多，所以要先保持其中的两个物理量不变，探究向心力的大小F与第三个变量的关系，用的是控制变量法，ACD错误，B正确。故选B（2）[2]实验时将球1、球2分别放在挡板B、C位置，说明球1、球2的转动半径不同，球1、球2质量相等，即控制质量m不变；将皮带与轮①和轮④连接，因轮①和轮④的半径相同，即控制角速度ω不变，此过程是验证向心力的大小与半径r之间的关系。（3）[3]实验时将皮带与轮②和轮⑤相连，因是皮带传动，则有两轮边缘的线速度v大小相等，设轮1的半径为R，则轮2的半径为1.5R，轮5的半径为R，则有球1的角速度球3的角速度为设每个黑白格的长度为l，由牛顿第二定律可知，球1的向心力为球3的向心力为则标尺1和标尺2显示的向心力之比为四、解答题13.摩擦力使汽车能在水平圆形赛道上行驶，若赛道的半径为，动摩擦因数为0.40，则汽车能安全行驶的最大速度为多大？【答案】【解析】【详解】最大静摩擦力提供向心力解得最大速度14.如图，在光滑的圆锥顶用长为L的细线悬挂一质量为m的小球，圆锥顶角2θ。当圆锥和球一起以角速度匀速转动时，球恰好对锥面无压力，此时绳的拉力是多少？角速度为多大？【答案】，【解析】【详解】设绳对球的拉力为F，小球做圆周运动的半径为R，由几何关系拉力F和小球重力G提供小球做圆周运动的向心力，则有由以上式子解得15.如图，水平桌面中心O处有一个小孔，用细绳穿过光滑小孔，绳两端各系质量M=0.6kg的物体A和m=0.