河北省邯郸市育华中学2023-2024学年高一下学期第一次月考物理试卷

这是一份河北省邯郸市育华中学2023-2024学年高一下学期第一次月考物理试卷，共14页。试卷主要包含了选择题，填空题，解答题等内容，欢迎下载使用。
1．如图所示，物体在力F作用下沿速度方向发生了一段位移，其中力F对物体做负功的是（ ）
A． B． C． D．
2．质量为的物体做自由落体运动，经过落地。取。关于重力做功、功率，下列说法正确的是（ ）
A．下落过程中重力做功是 B．下落过程中重力的平均功率是
C．落地前的瞬间重力的瞬时功率是 D．落地前的瞬间重力的瞬时功率是
3．一质量为的汽车在水平公路上行驶，路面对轮胎的最大静摩擦力为，当汽车经过半径为的水平弯道时，下列判断正确的是（ ）
A．汽车转弯时所受的力有重力、弹力、摩擦力和向心力
B．汽车转弯时所受的合外力可能为零
C．汽车转弯的最大速度为
D．当汽车转弯的速度为时，汽车做离心运动
4．地球半径为R，距地面高为h处有一颗同步卫星。另一星球半径为3R，距该星球球面高度为3h处也有一颗同步卫星，它的周期为72小时，则该星球的平均密度与地球的平均密度之比为（ ）
A． B． C． D．
5．有一质量为m、半径为R、密度均匀的球体，在距离球心O为2R的地方有一质量为的质点。现从m中挖去半径为0.5R的球体，如图所示，则剩余部分对的万有引力大小为（ ）
A． B． C． D．
6．如图所示，海王星绕太阳沿椭圆轨道运动，P为近日点，Q为远日点，M、N为轨道短轴的两个端点，运行的周期为，若只考虑海王星和太阳之间的相互作用，则海王星在从P经过M、Q到N的运动过程中（ ）
A．海王星运行轨道半长轴的三次方与其运行周期的平方之比等于月球运行轨道半长轴的三次方与其运行周期的平方之比
B．卫星在Q点的角速度大于P点的角速度
C．从P到M所用时间小于
D．从P到Q阶段，速率逐渐变大
7．某质量为的遥控汽车（可视为质点）沿如图所示的路径进行性能测试，半径为的半圆弧BC与长的直线路径AB相切于B点，与半径为的半圆弧CD相切于C点。若小车从A点由静止开始，以的加速度驶入路径，到达B点后保持速率不变依次经过BC和CD，则（ ）
A．小车到达B点时的速度大小为
B．小车从A到D所需时间为
C．小车在BC段的向心加速度大小为
D．小车在CD段所受向心力大小为
（多选）8．下列叙述中正确的是（ ）
A．做匀速圆周运动的物体的加速度不变
B．做圆周运动的物体，合外力一定指向圆心
C．开普勒第三定律，K为常数，此常数的大小只与中心天体有关
D．做平抛运动的物体在任意一段运动时间内速度变化的方向都是相同的
（多选）9．在银河系中，双星的数量非常多，研究双星，对于了解恒星形成和演化过程的多样性有重要的意义。如图所示为由A、B两颗恒星组成的双星系统，A、B绕连线上一点O做圆周运动，测得A、B两颗恒星间的距离为L，恒星A的周期为T，其中一颗恒星做圆周运动的向心加速度是另一颗恒星的2倍，则（ ）
A．恒星B的周期为T B．A、B两颗恒星质量之比为
C．恒星B的线速度是恒星A的2倍 D．A、B两颗恒星质量之和为
（多选）10．质量为的物体置于水平面上，在运动方向上受到水平拉力F的作用，沿水平方向做匀变速直线运动，后撤去F，其运动的速度图像如图所示，g取，则下列说法中正确的是（ ）
A．拉力F对物体做功 B．拉力F对物体做功
C．摩擦力对物体做功 D．第时力F的瞬时功率为
二、填空题（每空2分，共14分。）
11．某物理小组的同学设计了一个粗测玩具小车通过凹形桥最低点时的速度的实验。所用器材有：玩具小车、压力式托盘秤、凹形桥模拟器（圆弧部分的半径为）。完成下列填空：

图（a） 图（b）
（1）将凹形桥模拟器静置于托盘秤上，如图（a）所示，托盘秤的示数为。
（2）将玩具小车静置于凹形桥模拟器最低点时，托盘秤的示数如图（b）所示。则玩具小车的质量为________。
（3）将小车从凹形桥模拟器某一位置释放，小车经过最低点后滑向另一侧。此过程中托盘秤的最大示数为m；多次从同一位置释放小车，记录各次的m值如下表所示。
（4）根据以上数据，可求出小车经过凹形桥最低点时对桥的压力为________；小车通过最低点时的速度大小为________。（重力加速度大小取）
12．月地检验是验证地球与月球间的吸引力与地球对树上苹果的吸引力是同一种性质的力的最初证据。月地检验可以这样思考，地球可以看成质量均匀、半径为R的均匀球体，质量为的物体静止在地面上时对地面的压力大小为F。
（1）地面上的重力加速度大小g可以表示为________（用和F表示）。
（2）若已知引力常量为G，地球的质量为M，忽略地球的自转，则________（用、F和R表示）。月球和地球之间的距离为r，月球绕地球的运动可以看成是匀速圆周运动，月球绕地球运动的周期为T。
（3）则月球的向心加速度大小可表示为________（用r和T表示）。
（4）月球绕地球做匀速圆周运动的向心力由地球对其吸引力提供，据此可以得到________（用r和T表示）。
三、解答题（13题12分，14题13分，15题15分，共40分。）
13．2020年12月19日，中国“嫦娥五号”任务月球样品正式交接。一位勤于思考的同学，为未来探月宇航员设计了如下的实验：在月球表面以初速度竖直向上抛出一个物体，上升的最大高度为h（远小于月球半径）。通过查阅资料知道月球的半径为R，引力常量为G，若物体只受月球引力的作用，请你求出：
（1）月球表面的重力加速度；
（2）月球的平均密度；
（3）宇宙飞船环绕月球表面运行时的速率。
14．如图甲，质量的物体静止在水平面上，物体跟水平面间的动摩擦因数。从时刻起，物体受到一个水平力F的作用而开始运动，F随时间t变化的规律如图乙，后撤去拉力F。（取）求：

甲 乙
（1）第末物体的速度；
（2）物体在第4-6秒内运动的位移；
（3）物体运动过程中拉力F做的功。
15．如图，长为的细绳一端拴一质量为的小球，另一端固定在O点。现使小球在竖直平面内做完整的圆周运动，转轴O离地高，绳所能承受的最大张力为。（取）

（1）求小球通过最高点时最小速度的大小；
（2）分析小球在何位置绳最易被拉断？求出在此位置绳恰被拉断时小球的角速度大小；
（3）在（2）的情况下，求小球落地点距转轴O的水平距离及落地速度的大小和方向。
参考答案：
1．D
【详解】A．图中F的方向与速度方向相同，力F对物体做正功，故A错误；
B．图中F的方向与速度方向夹角小于90°，力F对物体做正功，故B错误；
C．图中F的方向与速度方向垂直，力F不做功，故C错误；
D．图中F的方向与速度方向夹角大于90°，力F对物体做负功，故D正确；
故选D。
2．D
【详解】A．物体下落的高度为
则下落过程中重力做的功是
故A错误；
B．重力做功的平均功率为
故B错误；
CD．落地时物体的速度
则重力做功的瞬时功率
故C错误，D正确。
故选D。
3．C
【详解】A．汽车转弯时所受的力有重力、弹力、摩擦力，摩擦力提供向心力，故A错误；
B．汽车转弯时做曲线运动，是变速运动，所受的合外力一定不为零，故B错误；
CD．设汽车转弯的最大速度为，则有
解得
则当汽车转弯的速度为8m/s时，不会做离心运动，故D错误，C正确。
故选C。
4．C
【详解】万有引力提供向心力
得
密度
因为地球的同步卫星和星球A的同步卫星的轨道半径比为1:3，地球和星球A的半径比为1:3，两同步卫星的周期比1:3，所以地球和A星球的密度比为9:1，故该星球的平均密度与地球的平均密度之比为1:9。
故选C。
5．A
【详解】挖去小球前，球与质点的万有引力大小为
设挖去的球体的质量为，球体的密度为，则有
，
可得
被挖部分对质点的引力大小为
则剩余部分对质点的万有引力大小为
故选A。
6．C
【详解】A. 海王星运行围绕的中心天体是太阳，而月球运行围绕的中心天体是地球，中心天体不同，运行轨道半长轴的三次方与其运行周期的平方之比就不同，故A错误；
B. 由开普勒第二定律（面积定律）和角速度的定义知，海王星在Q点的角速度小于P点的角速度，故B错误；
C. 海王星在PM段的速度大小大于MQ段的速度大小，则PM段的时间小于MQ段的时间，所以海王星从P到M所用的时间小于，故C正确；
D. 由开普勒第二定律（面积定律）知，海王星从近日点P到远日点Q阶段，速率逐渐变小，故D正错误。
故选C。
7．C
【详解】A.小车做直线运动时，有
联立解得
故A错误；
B.小车在BCD段运动的时间
则小车从A到D所需时间
故B错误；
C.小车在BC段的向心加速度大小为
故C正确；
D.小车在CD段所受向心力大小为
故D错误。
故选C。
8．CD
【详解】A．做匀速圆周运动的物体的加速度大小不变，但方向时刻改变，故A项错误；
B．圆周运动分为匀速圆周运动和变速圆周运动，匀速圆周运动的合外力一定指向圆心。而变速圆周运动的合外力不指向圆心，故B项错误；
C．开普勒第三定律
K为常数，此常数的大小只与中心天体有关，故C项正确；
D．平抛运动的加速度不变，做匀变速曲线运动，根据
可知
所以做平抛运动的物体在任意一段时间内速度变化的方向都是相同，竖直向下，故D项正确。
故选CD。
9．AD
【详解】A．由于A、B两恒星连线始终过O点，运动周期相同，均为T，故A正确；
B．根据
可知
又由于
联立可得
故B错误；
C．根据
又
故C错误；
D．由于
得
得
又
得
故D正确。
故选AD。
10．AC
【详解】AB．图像的斜率表示加速度，则内加速度大小为
2-6s内的加速度大小
根据牛顿第二定律有
解得
图像中，图像与时间轴所围几何图形的面积表示位移，则内位移为
内位移为
根据功的定义式，拉力F对物体做功
故A正确，B错误；
C．根据功的定义式，摩擦力对物体做功
即物体克服摩擦力做功350J，故C正确；
D．2s后撤去F，4s末拉力的功率为0, D错误。
故选AC。
11．
【详解】（1）[1]根据牛顿第三定律可知地面对物体的支持力大小为F，根据平衡条件可知物体的重力大小为，则地面上的重力加速度大小g可以表示为
（2）[2]根据
结合
可得
（3）[3]根据向心加速度与周期的关系可得月球的向心加速度大小表示为
（4）[4]根据
可得
12． 0.40 12 2.0
【详解】（2）[1]托盘秤的最小刻度为0.1kg，则读数为1.40kg，玩具小车的质量为1.40kg-1.00kg=0.40kg。
（4）[2]根据以上数据，可求出小车经过凹形桥最低点时对桥的压力为
[3]根据
解得
v=2.0m/s
13．（1）；（2）；（3）
【详解】（1）设月球表面的重力加速度为g月，则由题意，根据运动学规律有
①
解得
②
（2）设月球质量为M，则月球表面质量为m0的物体所受重力等于万有引力，即
③
月球的体积为
④
根据密度公式有
⑤
联立②③④⑤解得月球的平均密度为
⑥
（3）设宇宙飞船绕月球表面运行时的速率为v，则根据牛顿第二定律有
⑦
联立②③⑦解得
⑧
14．（1）12m/s；（2）24m；（3）336J
【详解】（1）由图可知前4s物体的加速度为
m/s2
第4s末物体的速度为
m/s
（2）物体在第4-6秒内
=4N
所以物体做匀速直线运动，位移为
m=24m
（3）物体在前4s的位移为
m
物体运动过程中拉力F做的功为
J
15．（1）；（2）最低点，；（3）4.8m，10m/s，与水平面成角向下
【详解】（1）小球要做完整圆周运动，在最高点当重力提供向心力时，速度最小，则有
其中，解得
（2）当小球运动到最低点时，小球速度最大，此时根据牛顿第二定律有
可知此时绳子的张力最大，所以小球最低点时绳最易被拉断。此时有
解得，绳恰被拉断时小球的角速度大小为
（3）绳断后小球做平抛运动，平抛运动的初速度为
根据平抛规律，竖直方向上有
解得，绳断后小球落到地面的时间为
则小球落地点距转轴的水平距离为
小球落到地面时，竖直方向的分速度大小为
则落地速度的大小为
而小球速度偏转角的正切值为
则小球落地速度的方向为与水平面成角向下。
序号
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2
3
4
5
m（）
2.20
2.19
2.20
2.21
2.20