河北省沧州市泊头市第一名校2023-2024学年高一下学期3月考物理试题

试卷更新日期：2024-07-04 类型：月考试卷

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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. 下列四幅图是有关生活中的圆周运动的实例分析，其中说法正确的是（　　）

A、汽车通过凹形桥的最低点时，速度越快越容易爆胎 B、铁路的转弯处，外轨比内轨高是为了利用轮缘与内轨的侧压力来帮助火车转弯 C、图中所示是圆锥摆，减小 $θ$ ，但保持圆锥的高不变，则圆锥摆的角速度变大 D、洗衣机的脱水是利用了失重现象

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2. 关于万有引力公式 $F = G \frac{m_{1} m_{2}}{r^{2}}$ 的理解，以下说法中正确的是（　　）

A、牛顿首先得到了万有引力定律，并且用实验测定了引力常量G的数值 B、由公式 $F = G \frac{m_{1} m_{2}}{r^{2}}$ 可知，两物体紧靠在一起时万有引力无穷大 C、可看作质点的两物体间的引力可用公式 $F = G \frac{m_{1} m_{2}}{r^{2}}$ 计算 D、两个质点质量不变，距离变为原来的2倍，则它们之间的万有引力将变为原来的 $\frac{1}{2}$

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3. 一辆货车利用跨过光滑定滑轮的轻质缆绳提升一箱货物，已知货箱的质量为M ，货物的质量为m ，货车以速度 $v$ 向左做匀速直线运动，重力加速度为 $g$ ，货车前进了一小段距离，将货物提升到如图所示的位置，此过程中下列说法正确的是（　　）

A、此过程中货物对货箱底部的压力比重力大 B、此时货箱向上运动的速率大于 $v$ C、此时货箱向上运动的速率等于 $v s i n θ$ D、此过程中缆绳中的拉力小于 $(M + m) g$

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4. 假设地球可视为质量均匀分布的球体，已知地球表面的重力加速度在两极的大小为g₀ ，在赤道的大小为g；地球自转的周期为T，引力常数为G，则地球的密度为（）

A、 $\frac{3 π}{G T^{2}} \frac{g_{0} - g}{g_{0}}$ B、 $\frac{3 π}{G T^{2}} \frac{g_{0}}{g_{0} - g}$ C、 $\frac{3 π}{G T^{2}}$ D、 $ρ = \frac{3 π}{G T^{2}} \frac{g_{0}}{g}$

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5. 发射地球同步卫星时，先将卫星发射至近地圆轨道1，变轨使其沿椭圆轨道2运行，最后变轨将卫星送入同步圆轨道3，轨道1、2相切于Q点，轨道2、3相切于P点，则当卫星分别在1、2、3轨道上正常运行时，以下说法正确的是（）

A、卫星在轨道1上运行的速率小于赤道上随地球自转物体的速率 B、卫星在轨道3上经过P点时的加速度大于它在轨道2上经过P点时的加速度 C、三条轨道中速率最大时刻为经过2上的Q点，速率最小时刻为经过2上的P点 D、周期关系为T₂>T₃>T₁

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6. 地球的两颗卫星绕地球在同一平面内做匀速圆周运动，环绕方向如图所示。已知卫星一运行的周期为 $T_{1} = T_{0}$ ，地球的半径为 $R_{0}$ ，卫星一和卫星二到地球中心的距离分别为 $R_{1} = 2 R_{0}$ ， $R_{2} = 8 R_{0}$ ，引力常量为G ，某时刻两卫星与地心连线之间的夹角为 $\frac{2}{3} π$ ，下列说法正确的是（　　）

A、卫星二围绕地球做圆周运动的周期 $T_{2} = 4 T_{0}$ B、地球的质量 $M = \frac{30 π^{2} R_{0}^{3}}{G T_{0}^{2}}$ C、卫星一、二各自与地球的连线在相同的时间内扫过的面积相等 D、从图示时刻开始，经过 $t = \frac{16}{21} T_{0}$ 时间两卫星第一次相距最近

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7. 一滑雪运动员以一定的初速度从一平台上滑出，刚好落在一斜坡上的B点，且与斜坡没有撞击，则A、B两点连线与竖直方向所成夹角α和斜坡倾角θ的关系为（）

A、 $t a n θ \cdot \frac{1}{t a n α} = 2$ B、 $t a n θ \cdot t a n α = 2$ C、 $t a n α \cdot \frac{1}{t a n θ} = 2$ D、 $t a n θ \cdot t a n α = 1$

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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. 如图所示，一质量m=2kg小球以某一速度沿水平轨道向右运动，在水平轨道最右端有一半径为R=0.5m的竖直的半圆形轨道与其相切，小球经过圆形轨道最低点A、圆心等高点B、圆形轨道最高点C时的速度分别为v_A=6m/s、v_B=5m/s、v_C=3m/s，取g=10m/s²。下列说法正确的是（　　）

A、小球经过圆形轨道的最低点A时对轨道的压力是144N B、小球经过与圆心等高点B时对轨道的压力是100N C、小球经过圆形轨道最高点C时对轨道的压力是36N D、如果改变小球在水平轨道上的速度，小球能以不同的速度通过圆形轨道的最高点C ，小球从C点飞出到落到水平面上，则其着地点与A点相距的最短距离是1m

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9. 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 $θ$ ，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 $ω$ 绕圆锥体的轴线做匀速圆周运动，细线拉力F随 $ω^{2}$ 变化关系如图2所示。重力加速度g取 $10 m / s^{2}$ ，由图2可知（　　）

A、小球的角速度为 $2.5 r a d / s$ 时，小球刚离开锥面 B、母线与轴线之间夹角 $θ = 30 °$ C、小球质量为 $0.6 k g$ D、绳长为 $l = 2 m$

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10. 如图所示，用汽车可将质量为m的工件由河底的M点运送到地面上的O点，整个过程中汽车对轻绳的拉力大小始终为F ，工件始终没离开接触面，忽略轻绳与滑轮的摩擦。已知 $M N = N O = s$ ，工件在M点时轻绳与水平面的夹角为 $α$ ，工件与接触面之间的动摩擦因数为 $μ$ ，重力加速度为 $g$ 。则整个运动过程中（　　）

A、工件克服重力所做的功为 $m g s s i n 2 α$ B、接触面对工件的支持力做功为 $m g s$ C、轻绳的拉力对工件做功为 $2 F s c o s α$ D、工件克服摩擦力做功为 $μ m g s (1 + c o s 2 α)$

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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. 某同学采用如图装置完成“探究平抛运动的特点”实验。

(1)、下列说法正确的是；
A. 实验所用斜槽轨道必须光滑
B. 小球运动时与白纸有摩擦不影响实验结果
C. 实验中小球须从同一位置静止释放
D. 挡板高度必须等间距变化
E. 将球的位置记录在白纸上后，取下白纸，用直尺将点连成折线

(2)、实验时得到了如下图所示的物体的部分运动轨迹，A、B、C三点的位置在运动轨迹上已标出，若以A为坐标原点建立直角坐标系，g取 $10 m / s^{2}$ ，则小球平抛的初速度 $v_{0} =$ $m / s$ ，经过B点时的速度 $v_{B} =$ $m / s$ 。

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12. 为“探究向心力大小与角速度的关系”，某实验小组通过如图甲所示的装置进行实验。滑块套在水平杆上，可随水平杆一起绕竖直杆做匀速圆周运动，力传感器通过细绳连接滑块，可测绳上拉力大小。滑块上固定一遮光片，宽度为d ，光电门可以记录遮光片通过的时间，测出滑块中心到竖直杆的距离为l。实验过程中细绳始终被拉直。

(1)、滑块随杆转动做匀速圆周运动时，每经过光电门一次。力传感器和光电门就同时获得一组拉力F和遮光时间t ，则滑块的角速度 $ω =$ （用t、l、d表示）。

(2)、为探究向心力大小与角速度的关系，得到多组实验数据后，应作出F与（填“ $t$ ”、“ $\frac{1}{t}$ ”、“ $t^{2}$ ”或“ $\frac{1}{t^{2}}$ ”）的关系图像。若作出图像是一条过原点的倾斜直线，表明此实验过程中向心力与成正比（选填“角速度”、“角速度平方”或“角速度二次方根”）。

(3)、若作出图像如图乙所示，图线不过坐标原点的原因是。

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13. 一个质量m=150kg的雪橇，受到与水平方向成 $θ$ =37°角斜向左上方500N的拉力F作用，在水平地面上由静止开始移动了5m的距离（如图所示）。物体与地面间的滑动摩擦力F_阻=100N，（已知sin37°=0.6，cos37°=0.8）求：

(1)、此过程力F对物体所做的功以及摩擦力对物体所做的功；

(2)、合力对物体所做的功；

(3)、移动到5m位置时力F对物体做功的功率。

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14. 汽车发动机的额定功率P=60kW，若其总质量为m=5t，在水平路面上行驶时，所受阻力恒为F=5.0×10³N，则：

(1)、汽车保持恒定功率启动时：
①求汽车所能达到的最大速度 $v_{m a x}$ 。
②当汽车加速度为2m/s²时，速度是多大？
③当汽车速度是6m/s时，加速度是多大？

(2)、若汽车以a=0.5m/s²的加速度由静止开始做匀加速运动，这一过程能维持多长时间？

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15. 如图所示，一个半径为R的圆盘浮在水面上，圆盘表面保持水平且与水平道路AB的高度差为h，C为圆盘边缘上一点。某时刻，将一小球从B点水平向右抛出，初速度 v₀的方向与圆盘半径OC在同一竖直平面内。已知圆盘的圆心O与B点之间的水平距离为2R，重力加速度为g，不计空气阻力，小球可看做质点。

(1)、若小球正好落在圆盘的圆心O处，求此次平抛小球的初速度v₀；

(2)、若小球要能落在圆盘上，求小球初速度 $v_{0}$ 的范围；

(3)、若小球从B点以最大初速度抛出的同时，圆盘绕过其圆心O的竖直轴以角速度ω匀速转动，要使小球落到C点，求圆盘转动的角速度ω。

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