山东省青岛市平度第一名校2023-2024学年高一下学期物理4月月考试题

1. 关于物体运动加速度的方向，下列说法正确的是（　　）

A . 物体做直线运动时，其加速度的方向一定与速度方向相同 B . 物体做变速率曲线运动时，其加速度的方向一定改变 C . 物体做圆周运动时，其加速度的方向指向圆心 D . 物体做匀速率曲线运动时，其加速度的方向与速度方向垂直

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2. 如图所示，下列有关生活中圆周运动实例分析，其中说法正确的是（　　）

A . 汽车通过凹形桥的最低点时，汽车处于失重状态 B . “水流星”匀速转动过程中，在最高点处水对碗底压力小于其在最低处水对碗底的压力 C . 在铁路的转弯处，通常要求外轨比内轨高，目的是利用轮缘与外轨的侧压力助火车转弯 D . 脱水桶的脱水原理是水滴受到的离心力大于它受到的向心力，从而沿切线方向甩出

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3. 明代出版的《天工开物》一书中记载：“其湖池不流水，或以牛力转盘，或聚数人踏转。”并附有牛力齿轮翻车的图画如图所示，翻车通过齿轮传动，将湖水翻入农田。已知A、B齿轮啮合且齿轮之间不打滑，B、C齿轮同轴，若A、B、C三齿轮半径的大小关系为 $\text{[math]}$ ，则（）

A . 齿轮A的角速度比齿轮C的角速度大 B . 齿轮A、B的角速度大小相等 C . 齿轮B、C边缘的线速度大小相等 D . 齿轮A边缘的线速度比齿轮C边缘的线速度大

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4. 2020年8月1日，北斗三号全球卫星导航系统建成暨开通仪式在北京人民大会堂举行，宣布北斗三号全球卫星导航系统正式开通。北斗导航系统中部分卫星的轨道示意图如图所示，已知a、b、c三颗卫星均做圆周运动，a是地球同步卫星。下列说法正确的是（　　）

A . 卫星a的角速度小于c的角速度 B . 卫星a的加速度大于b的加速度 C . 卫星a的运行速度大于第一宇宙速度 D . 卫星b的周期大于24h

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5. 一物体在地球表面重100N，某时刻它在以4m/s²的加速度加速上升的火箭中的视重为65N，则此时火箭离地球表面的高度为地球半径的（地球表面g＝10m/s²）（　　）

A . 1倍 B . 2倍 C . 3倍 D . 4倍

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6. 如图所示，是卡文迪什测量万有引力常数的实验示意图，根据胡克定律及转动理论可知，两平衡球受到的等大反向且垂直水平平衡杆的水平力F与石英丝N发生扭转的角度 $\text{[math]}$ 成正比，即 $\text{[math]}$ ， k的单位为 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 可以通过固定在T形架上平面镜M的反射点在弧形刻度尺上移动的弧长求出来，弧形刻度尺的圆心正是光线在平面镜上的入射点，半径为R。已知两平衡球质量均为m ，两施力小球的质量均为 $\text{[math]}$ ，与对应平衡球的距离均为r ，施加给平衡球的力水平垂直平衡杆，反射光线在弧形刻度尺上移动的弧长为 $\text{[math]}$ ，则测得万有引力常数为（平面镜M扭转角度为 $\text{[math]}$ 时，反射光线扭转角度为 $\text{[math]}$ ）（）

A . $\text{[math]}$ B . $\text{[math]}$ C . $\text{[math]}$ D . $\text{[math]}$

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7. 如图是内燃机中一种传动装置，车轮和滑块上分别设置可以绕轴 $\text{[math]}$ 转动的轻杆， $\text{[math]}$ 轴固定，工作时高压气体驱动活塞在汽缸中做往复运动，再通过连杆驱动滑块在斜槽中做往复运动，最终驱动车轮做角速度为 $\text{[math]}$ 的匀速圆周运动．已知轻杆 $\text{[math]}$ 长度为 $\text{[math]}$ ，运动到图示位置时 $\text{[math]}$ 垂直， $\text{[math]}$ ，那么此时活塞的速度大小为（）

A . $\text{[math]}$ B . $\text{[math]}$ C . $\text{[math]}$ D . $\text{[math]}$

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8. 如图所示，光滑圆轨道固定在竖直面内， $\text{[math]}$ 是轨道的水平直径， $\text{[math]}$ 为圆心，一个小球静止在轨道的最低点 $\text{[math]}$ 。现给小球水平向左的初速度，小球沿圆轨道向上运动到 $\text{[math]}$ 点时刚好离开圆轨道，此后小球恰能通过 $\text{[math]}$ 点， $\text{[math]}$ 为 $\text{[math]}$ 点上方与 $\text{[math]}$ 等高的位置， $\text{[math]}$ 与水平方向的夹角为 $\text{[math]}$ ，不计小球的大小，则（　　）

A . $\text{[math]}$ B . $\text{[math]}$ C . $\text{[math]}$ D . $\text{[math]}$

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9. 如图所示，竖直平面内固定有一个半径为R的光滑圆环形细管，现给小球（直径略小于管内径）一个初速度，使小球在管内做圆周运动，小球通过最高点时的速度为v ，已知重力加速度为g ，则下列叙述中正确的是（　　）

A . v的最小值为 $\text{[math]}$ B . v由零逐渐增大的过程中，轨道对球的弹力先减小再增大 C . 当v由 $\text{[math]}$ 值逐渐增大的过程中，轨道对小球的弹力也逐渐增大 D . 当v由 $\text{[math]}$ 值逐渐减小的过程中，轨道对小球的弹力也逐渐减小

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10. 2023年10月26日11时14分，搭载神舟十七号载人飞船的长征二号F遥十七运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射。17时46分，神舟十七号载人飞船与空间站组合体完成自主快速交会对接。飞船的发射过程可简化为：飞船从预定轨道Ⅰ的A点第一次变轨进入椭圆轨道Ⅱ，到达椭圆轨道的远地点B时，再次变轨进入空间站的运行轨道Ⅲ，与变轨空间站实现对接。假设轨道Ⅰ和Ⅲ都近似为圆轨道，不计飞船质量的变化，空间站轨道距地面的高度为h ，地球半径为R ，地球表面的重力加速度为g ，下列说法正确的是（　　）

A . 飞船在椭圆轨道Ⅱ经过A点的速度大于飞船在圆轨道Ⅰ经过A点的速度 B . 飞船在椭圆轨道Ⅱ经过A点的速度一定大于7.9km/s C . 飞船在椭圆轨道Ⅱ经过A点的加速度与飞船在圆轨道Ⅰ经过A点的加速度大小相等 D . 飞船沿轨道Ⅱ由A点到B点的时间为 $\text{[math]}$

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11. 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 $\text{[math]}$ ，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 $\text{[math]}$ 绕圆锥体的轴线做匀速圆周运动，细线拉力F随 $\text{[math]}$ 变化关系如图2所示。重力加速度g取 $\text{[math]}$ ，由图2可知（　　）

A . 小球的角速度为 $\text{[math]}$ 时，小球刚离开锥面 B . 母线与轴线之间夹角 $\text{[math]}$ C . 小球质量为 $\text{[math]}$ D . 绳长为 $\text{[math]}$

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12. 如图所示，粗糙圆盘沿同一直径放置正方体A、C，及侧面光滑的圆柱体B，一轻绳绕过B连接A、C，初始时轻绳松弛。已知 $\text{[math]}$ ， A、B、C与圆盘的动摩擦因数分别为 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 。现使圆盘从静止开始缓慢加速转动，转动过程中A、B、C始终未倾倒，重力加速度为g ，下列说法中正确的是（　　）

A . 物体与圆盘相对滑动前，A物体所受的向心力最大 B . 细绳最初绷紧时，圆盘的角速度 $\text{[math]}$ C . 圆盘上恰好有物块开始滑动时 $\text{[math]}$ D . 物体与圆盘相对滑动前，C所受的摩擦力先减小后增大

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13. 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 $\text{[math]}$ （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“ $\text{[math]}$ ”、“ $\text{[math]}$ ”、“ $\text{[math]}$ ”或“ $\text{[math]}$ ”）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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14. 用如图甲所示的装置研究平抛运动。将白纸和复写纸对齐重叠并固定在硬板上，钢球沿斜槽轨道 $\text{[math]}$ 滑下后从 $\text{[math]}$ 点飞出，落在水平挡板 $\text{[math]}$ 上，由于挡板靠近硬板一侧较低，钢球落在挡板上时，钢球侧面会在白纸上挤压出一个痕迹点，在如图乙所示的白纸上建立以抛出点为坐标原点、水平方向为 $\text{[math]}$ 轴、竖直方向为 $\text{[math]}$ 轴的坐标系。（已知当地重力加速度为 $\text{[math]}$ ）

（1）以下是实验过程中的一些做法，其中合理的是____。

A . 安装斜槽轨道，使其末端保持水平 B . 每次小球释放的初始位置可以任意选择 C . 实验时应先确定 $\text{[math]}$ 轴再确定 $\text{[math]}$ 轴 D . 为描出小球的运动轨迹，描绘的点可以用折线连接

（2）如图乙所示，根据印迹描出平抛运动的轨迹。在轨迹上取C、D两点， $\text{[math]}$ 与 $\text{[math]}$ 的水平间距相等且均为 $\text{[math]}$ ，测得 $\text{[math]}$ 与 $\text{[math]}$ 的竖直间距分别是 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ ；重复上述步骤，测得多组数据，计算发现始终满足 $\text{[math]}$ ，由此可初步得出结论：平抛运动的水平分运动是匀速直线运动。

（3）如图丙所示，若实验过程中遗漏记录平抛轨迹的起始点，也可按下述方法处理数据：在轨迹上取A、B、C三点， $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 的水平间距相等且均为 $\text{[math]}$ ，测得 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 的竖直间距分别是 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ ，可求得钢球平抛的初速度大小为， $\text{[math]}$ 点距离抛出点的高度差为。（用已知量和测量量的字母符号表示）

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15. “MarsOne”研究所推出了2025年让志愿者登陆火星、建立人类聚居地的计划。如果让小球从火星上一定高度自由下落，测得它在第 $\text{[math]}$ 内的位移是 $\text{[math]}$ ，已知火星的半径约为地球半径的 $\text{[math]}$ ，地球表面的重力加速度g取 $\text{[math]}$ ，求：

（1）火星表面的重力加速度 $\text{[math]}$ 的大小；

（2）火星质量 $\text{[math]}$ 和地球质量M之比；

（3）火星的第一宇宙速度 $\text{[math]}$ 和地球第一宇宙速度 $\text{[math]}$ 之比。

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16. 如图所示，在水平桌面上离桌面右边缘 $\text{[math]}$ 处放着一质量为 $\text{[math]}$ 的小铁块（可看作质点），铁块与水平桌面间的动摩擦因数 $\text{[math]}$ 。现用方向水平向右、大小为1.0N的推力F作用于铁块，作用一段时间后撤去F ，铁块继续运动，到达水平桌面边缘A点时飞出，恰好从竖直圆弧轨道BCD的B端沿切线进入圆弧轨道，碰撞过程速度不变，且铁块恰好能通过圆弧轨道的最高点D。已知 $\text{[math]}$ ， A、B、C、D四点在同一竖直平面内，水平桌面离B端的竖直高度 $\text{[math]}$ ，圆弧轨道半径 $\text{[math]}$ ， C点为圆弧轨道的最低点。（取 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ）

（1）求铁块运动到圆弧轨道最高点D点时的速度大小 $\text{[math]}$ ；

（2）若铁块以 $\text{[math]}$ 的速度经过圆弧轨道最低点C ，求此时铁块对圆弧轨道的压力 $\text{[math]}$ ；

（3）求铁块运动到B点时的速度大小 $\text{[math]}$ 。

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17. 如图所示，水平面内某短道速滑训练场的测试区域由一段长为 $\text{[math]}$ ，左右两边界线 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 间宽为 $\text{[math]}$ 的直道和一段相同宽度的半圆环形弯道组成，半圆环形弯道两边界线 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 均以 $\text{[math]}$ 点为圆心，其内侧边界圆半径 $\text{[math]}$ 。为确保安全，运动员训练时所允许的最大滑行速率为 $\text{[math]}$ ，在直道上变速滑行时所允许的最大加速度大小为 $\text{[math]}$ ，而在弯道上允许的最大加速度大小为 $\text{[math]}$ 。现要求运动员以最大速度由 $\text{[math]}$ 入口滑入测试区域，经历直道测试区域和半圆形弯道测试区后从 $\text{[math]}$ 出口离开便完成了一次测试。

（1）若要求运动员沿着测试道路的内侧边界线滑行完成测试，求运动员在弯道区域滑行的最大速度；

（2）若要求运动员沿着测试道路的外侧边界线滑行完成测试，求运动员在直道区域运动的最短时间；

（3）若某次测试中要求运动员能精准地由 $\text{[math]}$ 点滑入弯道区域，经圆周运动从 $\text{[math]}$ 点滑出弯道区域，求运动员在弯道区域运动的最短时间。（结果可保留根号和 $\text{[math]}$ ）

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18. 小华站在水平地面上，手握不可伸长的轻绳一端，绳的另一端系有质量为m的小球，甩动手腕，使球在竖直平面内做圆周运动。当球某次运动到最低点时，绳突然断掉，球飞行水平距离d后落地，如图所示。已知握绳的手离地面高度为d ，手与球之间的绳长为 $\text{[math]}$ ，重力加速度为g。忽略手的运动半径和空气阻力。

（1）求绳断时球的速度多大？

（2）问绳能承受的最大拉力多大？

（3）改变绳长，绳能承受的最大拉力不变。使球重复上述运动，若绳仍在球运动到最低点时断掉，要使球抛出的水平距离最大，绳长应为多少？最大水平距离为多少？

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山东省青岛市平度第一名校2023-2024学年高一下学期物理4月月考试题

一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。

二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。

三、实验题（本题共2个小题，13题6分，14题8分，共12分）

四、计算题（共4个小题，共46分）

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山东省青岛市平度第一名校2023-2024学年高一下学期物理4月月考试题

一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。

二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。

三、实验题（本题共2个小题，13题6分，14题8分，共12分）

四、计算题（共4个小题，共46分）

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