焦作市第十一中学2022-2023学年高一下学期3月月考物理试卷(含答案)

焦作市第十一中学2022-2023学年高一下学期3月月考物理试卷学校：___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．关于运动的合成与分解，下列说法不正确的是( )
A.两个直线运动的合运动不一定是直线运动
B.两个互成角度的匀速直线运动的合运动一定是直线运动
C.两个匀加速直线运动的合运动可能是曲线运动
D.两个初速度为零的匀加速直线运动互成角度，合运动一定不是匀加速直线运动2．某质点沿光滑水平面在水平恒力F作用下，从A点运动到B点，轨迹如图所示。

若经过B点时，力F突然撤去，则它从B点开始可能沿图中的哪条虚线运动( )
A.a
B.b
C.c
D.d
3．如图所示，从地面上方某处将一小球以一定的初速度沿水平方向抛出，小球经过1s时间落地，且落地时竖直分速度为水平分速度的4倍。

不计空气阻力，g取2
10m/s。

则小球落地时的水平位移为( )
A.5m
B.10m
C.2.5m
D.0.5m
4．下列各图能表示出汽车在转弯时的速度方向和所受合力方向的是（图中曲线表示汽车的运动轨迹）( )
A. B. C. D.
5．2022年2月15日，北京冬奥会单板滑雪男子大跳台决赛中，中国选手苏翊鸣夺得冠军。

单板滑雪大跳台是选手从高处滑行而下通过大跳台一飞冲天，表演各种空翻、回转等空中绝技，关于这项运动，下列说法正确的是( )
A.苏翊鸣从高处滑下的过程中（忽略空气阻力），受到了重力、斜坡的支持力、斜坡的摩擦力和下滑力四个力的共同作用
B.苏翊鸣通过大跳台飞到空中最高点时处于平衡状态
C.苏翊鸣从高空落回地面的运动在忽略空气阻力的情况下可以看作是自由落体运动
D.裁判在评判苏翊鸣的动作并打分时，不能把苏翊鸣看作质点
6．如图所示，A 、B 是电风扇叶片上的两点。

电风扇工作时A 、B 两点的角速度大小分别为A ω、B ω，线速度大小分别为A v 、B v ，则( )
A.A B ωω>
B.A B ωω<
C.A B v v >
D.A B v v <
7．如图所示，A 、B 两点分别位于大、小轮的边缘上，C 点位于大轮半径的中点，大轮的半径是小轮的2倍，它们之间靠摩擦传动，接触面上没有滑动。

下列说法正确的是( )
A.A 、B 周期之比为1:2
B.A 、B 向心加速度大小之比为2:1
C.B、C线速度大小之比为2:1
D.B、C角速度大小之比为1:2
8．在2022年3月23日天宫课堂中，叶光富老师利用手摇离心机将水油分离。

手摇离心机可简化为在空间站中手摇小瓶的模型，如图乙所示，假设小瓶（包括小瓶中的油和水）的质量为m，P为小瓶的质心，OP长度为L，小瓶在t时间内转动了n圈，以空间站为参考系，当小瓶转动到竖直平面内最高点时，下列说法正确的是( )
22
4πt mL
B.如果松手释放绳子，瓶子会沿抛物线落向空间站的“地面”
C.水、油能分离的原因是小瓶里的水和油做圆周运动产生了离心现象，密度较大的水集中于小瓶的底部
D.水和油成功分层后，水做圆周运动的向心力完全由瓶底对水的弹力提供
9．铁路在弯道处的内、外轨道高度是不同的，已知内、外轨道平面与水平面的夹角为θ，如图所示，弯道处的圆弧半径为R，若质量为m的火车转弯时速度等于
A.内轨对内侧车轮轮缘有挤压
B.外轨对外侧车轮轮缘有挤压
10．2022年11月30日，神舟十五号3名航天员顺利进驻中国空间站。

已知地球质量为M，地球半径为R，空间站在距地面高度为h的轨道上做匀速圆周运动，引力常量为G。

下列说法正确的是( )
B.空间站做匀速圆周运动的周期为2
C.空间站的线速度大于第一宇宙速度
D.空间站的加速度大于地球表面的重力加速度
11．已知某人造卫星围绕地球做匀速圆周运动，卫星质量为m，轨道半径为r，地球质量为M，半径为R，引力常量为G。

人造卫星受到地球的万有引力大小为( )
12．为检验使月球绕地球运动的力与使地面附近苹果下落的力遵循同样的规律，牛顿进行了月—地检验.已知月球的轨道半径约为地球半径的60倍，月—地检验需要验证( )
C.地球吸引月球的力约为地球吸引苹果的力的2
60倍
D.月球公转的加速度约为苹果下落时加速度的2
60倍
二、实验题
13．用如图所示的装置可以探究做匀速圆周运动的物体需要的向心力的大小与哪些因素有关。

（1）本实验采用的科学方法是_____。

A.控制变量法
B.累积法
C.微元法
D.放大法
（2）图示情景正在探究的是_____。

A.向心力的大小与半径的关系
B.向心力的大小与线速度大小的关系
C.向心力的大小与角速度大小的关系
D.向心力的大小与物体质量的关系
（3）通过本实验可以得到的结果是_____。

A.在质量和半径一定的情况下，向心力的大小与角速度成正比
B.在质量和半径一定的情况下，向心力的大小与线速度的大小成正比
C.在半径和角速度一定的情况下，向心力的大小与质量成正比
D.在质量和角速度一定的情况下，向心力的大小与半径成反比
14．在“研究平抛运动”的实验中，记录了如图所示的一段轨迹OAB C 。

以物体被水平抛出的位置为O 为坐标原点，C 点的坐标为（60cm ，45cm ）。

（1）物体在竖直方向做_______运动；物体在水平方向做_______运动
（2）物体从O 点运动到C 点所用的时间为________s （210m /s g =）。

三、计算题
15．在水平路面上骑摩托车的人，遇到一个壕沟，壕沟两侧的宽度为L ，高度差为h ，如图所示，摩托车后轮离开地面后失去动力，可以视为平抛运动，摩托车后轮落到壕沟对面才算安全，已知重力加速度g ，求：
（1）摩托车越过这个壕沟的时间t ；
（2）摩托车越过这个壕沟的最小速度v 。

16．如图所示，半径为R 的半球形陶罐，固定在可以绕竖直轴转动的水平转台上，转台转轴与过陶罐球心O 的对称轴OO '重合。

转台以一定角速度0ω匀速转动，一质量为
m 的小物块落入陶罐内，经过一段时间后，小物块随陶罐一起转动且相对罐壁静止，此时小物块受到的摩擦力恰好为0，且它和O 点的连线与OO '之间的夹角θ为60°，重力加速度为g 。

（1）求转台转动的角速度0ω；
（2）若改变转台的角速度，当01.4ωω=时，小物块仍与罐壁相对静止，求此时小物块
受到的摩擦力的大小和方向。

17．中国科技工作者如期完成了“绕、落、回”三步走的无人月球探测规划，一步一步将“上九天揽月”的神话变成现实！已知月球半径为R ，引力常量为G 。

（1）探测器环绕月球运行的某段时间内，只在月球引力作用下做匀速圆周运动，距月球表面高度为h ，运动周期为T 。

求：
①探测器环绕月球运行的速度大小；
②月球的质量。

（2）如果有一天你站在月球表面，手边有细绳、小石块、尺子、计时器，请你从中选择所需器材设计一个实验估测月球的质量。

简要说明实验步骤、需要测量的物理量，并求出计算月球质量的表达式。

（所需字母自行设定）
18．小李同学站在水平地面上，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，使球恰好能在竖直平面内做完整的圆周运动。

再次加速甩动手腕，当球某次运动到最低点A 时，绳恰好断掉，如题图所示。

已知握绳的手离地面高度为2L ，手与球之间的绳长为L ，绳能承受的最大拉力为9mg ，重力加速度为g ，忽略手的运动半径和空气阻力。

求：
（1）为使小球能在竖直平面内作完整的圆周运动，小球过最高点B时的最小速度；（2）绳断时球的速度大小；
（3）绳断后，小球落地点与抛出点A的水平距离。

参考答案 1．答案：D
解析：A.两个直线运动的合运动不一定是直线运动。

如平抛运动，故A 正确，不满足题意要求；
B.匀速直线运动的速度不变，两个互成角度的匀速直线运动的合运动，速度一定不变，一定是匀速直线运动，故B 正确，不满足题意要求；
C.两个匀加速直线运动的合运动，若合速度的方向与合加速度的方向不在同一条直线上，则合运动为曲线运动，故C 正确，不满足题意要求；
D.两个初速为零的匀加速直线运动互成角度，由于合初速度为0，所以合运动一定是匀加速直线运动，故D 错误，满足题意要求。

故选D 。

2．答案：B
解析：根据曲线运动速度方向总是沿轨迹切线方向，则力F 突然撤去，质点将做匀速直线运动，所以它从B 点开始可能沿图中的b 虚线运动，所以B 正确；ACD 错误； 故选B 。

3．答案：C
解析：落地时竖直分速度为
10m /s y v gt ==
则水平分速度为
2.5m /s 4y
x v v ==
球落地时的水平位移为
2.5m x x v t ==
故选C 。

4．答案：C
解析：物体做曲线运动的轨迹一定夹在合外力方向与速度方向之间，速度方向与轨迹相切，合外力方向指向轨迹的“凹”侧。

故选C 。

5．答案：D
解析：A.苏翊鸣从高处滑下的过程中（忽略空气阻力），受到了重力、斜坡的支持力、斜坡的摩擦力三个力的作用，故A 错误；
B.飞到空中最高点时，受到重力的作用，所以苏翊鸣通过大跳台飞到空中最高点时处于非平衡状态，故B 错误；
C.苏翊鸣从高空落回地面时，仍有一个水平方向的速度，所以苏翊鸣从高空落回地面的运动在忽略空气阻力的情况下可看作是平抛运动，故C 错误；
D.裁判在评判苏翊鸣的动作并打分时，动作不可忽略，故不能把苏翊鸣看作质点，故D 正确。

故选D 。

6．答案：C
解析：由图可知A 、B 是电风扇叶片上的两点，同轴转动，则角速度相等，即 A B ωω=
根据
v r ω=，A B r r >
可知
A B v v >
故选C 。

7．答案：C
解析：由题意可知，同缘传动边缘点线速度相等，故A 与B 的线速度的大小相同，即 A B v v =
A 、C 两点为同轴转动，角速度相等，即
A C ωω=
ABD.根据
v r ω=
结合题意可得
::2:1:1B A C ωωω=
由
2π
T ω=
可得
:2:1A B T T =
由
2v a r
= 可得A 、B 向心加速度大小之比为
:1:2A B a a =
故ABD 错误；
C.根据
v r ω=
可得
:2:1B C v v =
故C 正确。

故选C 。

8．答案：C
解析：A.小瓶转动的周期为
t T n
= 细线的拉力大小为
22222
4π4πn mL F m L T t == A 错误；
B.瓶子受到的地球引力全部用来提供其随空间站绕地球做圆周运动的向心力，瓶子经过最高点时松手，以空间站为参考系，瓶子会离心飞出，沿切线方向做匀速直线运动，B 错误；
C.水油能分离的原因是混合物做圆周运动时，需要的向心力不一样，由于水和油的密度不同产生了离心现象，密度较大的水集中于小瓶的底部，C 正确；
D.水对油有指向圆心的作用力，水做圆周运动的向心力由瓶底对水的弹力和油对水的作用力的合力提供，D 错误。

故选C 。

9．答案：C
解析：CD.火车在水平面内运动，所以在竖直方向上受力平衡，所以铁轨对火车的支
持力N F 的竖直分量与重力平衡，即N cos F mg θ=，所以，N F =
错误； AB.铁轨对火车的支持力N F 的水平分量为N sin tan F mg θθ=，火车在弯道半径为R 的
转弯处的速度v =2tan mv mg R
θ==；支持力的水平分量正好等于向心力，故火车轮缘对内外轨道无挤压，故AB 错误； 10．答案：A
解析：A.由人造卫星的速度公式有
()22Mm
v G m R h
R h =++ 解得
v =故A 正确；
B.由v =
(2π2πr T R h v ==+ 故B 错误；
C.第一宇宙速度是环绕天体圆周运动的最大速度。

地面物体速度小于第一宇宙速度，将无法完成圆周，也就是要掉回地面。

要想把人造天体送上太空绕地球做圆周运动，初速度需要超过第一宇宙速度，在远离地面过程中，速度不断减小，并最终小于第一宇宙速度，同时万有引力势能不断增加，这实际上是一个动能转化为势能的过程，空间站是离地较高的人造卫星，线速度小于第一宇宙速度，故C 错误；
D.根据2Mm G ma r
=，解得 ()
2M h a G R =+空 若不考虑地球的自转影响，则地面的物体的重力加速度为 2a R M G
=地
由上可得
a a >地空
故D 错误。

故选A 。

11．答案：B 解析：根据万有引力定律，两物体之间万有引力大小与两物体的质量乘积成正比，与两物体间的距离的平方成反比，人造卫星受到的万有引力为
2
F GMm r =万 故选B 。

12．答案：B
解析：设物体质量为m ，地球质量为M ，地球半径为R ，月球轨道半径60r R =，物体
ma ；月球表面物体重
mg ；联立得 a g 加速度约为苹果下落时加速度的()2
1/60，故B 正确，D 错误；因月球与苹果的质量关系不确定，则不能确定地球与月球以及地球与苹果之间的万有引力关系，故AC 错误；故选B.
13．答案：（1）A （2）C （3）C
解析：（1）在探究“向心力的大小与哪些因素有关”的实验中，需要保证某些物理量不变（例如：钢球的质量m 及钢球做圆周运动的半径r ），从而便于研究其中两个物理量之间（例如：向心力n F 及钢球做圆周运动的角速度ω）的关系，这种研究方法在物
理中称为控制变量法。

故选A 。

（2）从图中可以看出，控制半径和小球质量不变，只改变左右塔轮半径，来探究向心力的大小与角速度大小的关系。

故选C 。

（3）A.由公式2F mr ω=可得，在质量和半径一定情况下，向心力大小与角速度的二次方成正比。

故A 错误；
B.在质量和半径一定的情况下，向心力的大小与线速度二次方的大小成正比，故B 错误；
C.由公式2F mr ω=可得，在半径和角速度一定的情况下，向心力的大小与质量成正比，故C 正确；
D.由公式2F mr ω=可得，在质量和角速度一定的情况下，向心力的大小与半径成正比，故D 错误。

故选C 。

14．答案：（1）自由落体；匀速直线（2）0.3
解析：（1）物体在做平抛运动时，竖直方向上是自由落体运动，水平方向做匀速直线运动。

（2）根据
212
h gt = 可得
0.3s t ===
15．答案：（1）t ==解析：（1）摩托车在空中做平抛运动，竖直方向做自由落体运动，则有
212
h gt = 解得摩托车越过这个壕沟的时间为
t =（2）摩托车在水平方向做匀速直线运动，为了越过这个壕沟，水平方向有 min x vt L ==
解得摩托车越过这个壕沟的最小速度为
v =
，方向与罐壁相切斜向下
解析：（1）根据
20tan 60sin 60mg m R ω︒=︒
解得
0ω=（2）设支持力N ，摩擦力f F ，物块在竖直方向平衡，水平方向做匀速圆周运动，则
f cos 60sin 60N m
g F ︒=+︒
2f 0sin 60cos 60(1.4)sin 60N F m R ω︒+︒=︒
解得
f F =
方向与罐壁相切斜向下。

=解析：（1）①探测器环绕月球运行的速度大小
()2π2πR h r v T T
+== ②根据牛顿第二定律，万有引力提供向心力
()
()2
22πGMm
m R h T R h ⎛⎫=+ ⎪⎝⎭+ 解得 ()3
22
4πR h M GT += （2）根据细绳、小石块制作单摆，可以通过单摆实验测当地的重力加速度。

将一小石块系于细绳的下端制成单摆，让单摆在竖直平面内做小角度摆动；当小石块通过平衡位置时启动计时器（记为第1次），在小球第n 次通过平衡位置时止动计时器，读出计时器时间为t ；即可得到单摆运动的周期T 。

用尺子量出摆长L ，根据单摆周期公式
2T = 变形可得
224πg L T
= 月球表面的万有引力提供重力加速度得
2GMm mg R
= 联立得
22
224πg T R R M G L G ==
L
解析：（1）为使小球能在竖直平面内作完整的圆周运动，小球过最高点B 时，当
2v mg m L
= 得
v =
（2）绳断时
29A v mg mg m L
-= 绳断时球的速度大小
A v =（3）绳断后，小球做平抛运动，竖直方向
2122
L L gt -= 得
t =小球落地点与抛出点A 的水平距离
4A x v t L ===。