山东省菏泽市鄄城县第一名校2023-2024学年高一下学期4...

更新时间：2024-07-05 浏览次数：12 类型：月考试卷

一、单选题

1. 关于向心力，下列说法正确的是( )

A . 物体由于做圆周运动还受到一个向心力 B . 向心力可以是任何性质的力 C . 做匀速圆周运动的物体的向心力是恒力 D . 做圆周运动的物体所受各力的合力一定指向圆心

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2. 如图为公路自行车赛中运动员在水平路面上急转弯的情境，运动员在通过弯道时如果控制不当会发生侧滑而摔离正常比赛路线，将运动员与自行车看作一个整体，下列论述正确的是( )

A . 运动员转弯所需向心力由地面对车轮的摩擦力提供 B . 运动员转弯所需向心力由地面对车轮的支持力与重力的合力提供 C . 发生侧滑是因为运动员受到的合力方向背离圆心 D . 发生侧滑是因为运动员受到的合力大于所需的向心力

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3. 如图所示，在匀速转动的圆盘圆心处通过一个光滑小孔把质量相等(均为m)的两物块用轻绳连接，物块A到转轴的距离为 $\text{[math]}$ ，与圆盘间的动摩擦因数为 $\text{[math]}$ ，且最大静摩擦力等于滑动摩擦力(已知 $\text{[math]}$ )，则( )

A . 物块A一定会受圆盘的摩擦力 B . 当转速 $\text{[math]}$ 时，A不受摩擦力 C . A受摩擦力方向一定与线速度方向在一条直线上 D . 当圆盘转速 $\text{[math]}$ 时，摩擦力方向沿半径背离圆心

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4. (2018·全国Ⅲ卷) 为了探测引力波，“天琴计划”预计发射地球卫星P，其轨道半径约为地球半径的16倍；另一地球卫星Q的轨道半径约为地球半径的4倍。P与Q的周期之比约为（）

A . 2：1 B . 4：1 C . 8：1 D . 16：1

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5. 若想检验“使月球绕地球运动的力”与“使苹果落地的力”遵循同样的规律，在已知月地距离约为地球半径60倍的情况下，需要验证( )

A . 月球公转的加速度约为苹果落向地面加速度的 $\text{[math]}$ B . 地球吸引月球的力约为地球吸引苹果的力的 $\text{[math]}$ C . 自由落体在月球表面的加速度约为地球表面的 $\text{[math]}$ D . 苹果在月球表面受到的引力约为在地球表面的 $\text{[math]}$

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6. 设在地球上和某天体上以相同的初速度竖直上抛一物体的最大高度比为k(均不计阻力)，且已知地球与该天体的半径之比也为k ，则地球与此天体的质量之比为( )

A . 1 B . $\text{[math]}$ C . k D . $\text{[math]}$

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7. 已知地球赤道处的重力加速度为g ，物体在赤道上随地球自转的向心加速度为a假设要使赤道上的物体恰好“飘”起来，则地球的转速应该变为原来的( )

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

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8. (2023高二上·湖南月考) 有a、b、c、d四颗地球卫星：a还未发射，在地球赤道上随地球表面一起转动；b在地球的近地圆轨道上正常运行；c是地球同步卫星；d是高空探测卫星。各卫星排列位置如图，则下列说法正确的是（　　）

A . a的向心加速度大于b的向心加速度 B . 四颗卫星的速度大小关系是： $\text{[math]}$ C . 在相同时间内b转过的弧长最长 D . d的运动周期可能是20h

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二、多选题

9. 在修筑铁路时，弯道处的外轨会略高于内轨。如图所示，当火车以规定的行驶速度转弯时，内、外轨均不会受到轮缘的挤压，设此时的速度大小为v ，重力加速度为g ，两轨所在平面的倾角为θ ，则( )

A . 该弯道的半径 $\text{[math]}$ B . 当火车质量改变时，规定的行驶速度大小不变 C . 当火车速率大于v时，内轨将受到轮缘的挤压 D . 当火车速率大于v时，外轨将受到轮缘的挤压

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10. (2022·福建) 火星与地球的质量比为a，半径比为b，则它们的第一宇宙速度之比和表面的重力加速度之比分别是（　　）

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

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11. 如图所示，行星绕太阳的公转可以看成匀速圆周运动。在地图上容易测得地球一水星连线与地球一太阳连线夹角α ，地球一金星连线与地球一太阳连线夹角β ，两角最大值分别为 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 。则( )

A . 水星的公转周期比金星的大 B . 水星的公转向心加速度比金星的大 C . 水星与金星的公转轨道半径之比为 $\text{[math]}$ D . 水星与金星的公转线速度之比为 $\text{[math]}$

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12. 2021年5月15日“祝融号”火星车成功着陆火星表面，是我国航天事业发展中具有里程碑意义的进展。此前我国“玉兔二号”月球车首次实现月球背面软着陆，若“祝融号”的质量是“玉兔二号”的K倍，火星的质量是月球的N倍，火星的半径是月球的P倍，火星与月球均视为球体，则( )

A . 火星的平均密度是月球的 $\text{[math]}$ 倍 B . 火星的第一宇宙速度是月球的 $\text{[math]}$ 倍 C . 火星的重力加速度大小是月球表面的 $\text{[math]}$ 倍 D . 火星对“祝融号”引力的大小是月球对“玉兔二号”引力的 $\text{[math]}$ 倍

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三、实验题

13. 在探究向心力大小F与小球质量m、角速度ω和半径r之间关系实验中：
1. （1）小明同学用如图甲所示装置，转动手柄，使变速塔轮、长槽和短槽随之匀速转动。皮带分别套在塔轮的圆盘上，可使两个槽内的小球分别以不同角速度做匀速圆周运动。小球做圆周运动的向心力由横臂的挡板提供，同时，小球对挡板的弹力使弹簧测力筒下降，从而露出测力筒内的标尺，标尺上露出的红白相间的等分格数之比即为两个小球所受向心力的比值。已知小球在挡板A、B、C处做圆周运动的轨道半径之比为 $\text{[math]}$ ，在探究向心力的大小与圆周运动半径的关系时，应选择两个质量(选填“相同”或“不同”)的小球，分别放在挡板B与挡板C处，同时选择半径(选填“相同”或“不同”)的两个塔轮进行实验。
2. （2）小王同学用如图乙所示的装置进行实验。滑块套在水平杆上，随水平杆一起绕坚直杆做匀速圆周运动，力传感器通过一细绳连接滑块，用来测量向心力F的大小。滑块上固定一遮光片，宽度为d ，光电门记录遮光片通过的时间，滑块的旋转半径为r ，滑块随杆一起做匀速圆周运动。
  ①某次旋转过程中，遮光片经过光电门时的遮光时间为 $\text{[math]}$ ，则角速度 $\text{[math]}$ 。（用相关物理量符号表示)
  ②以F为纵坐标，以 $\text{[math]}$ 为横坐标，在坐标纸中描出数据点作出一条倾斜的直线，若图像的斜率为k ，则滑块的质量为(用k、r、d表示)。
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14.
1. （1）在“研究平抛物体的运动”实验中，已备有下列器材：白纸、图钉、薄木板、铅笔、弧形斜槽、小球、刻度尺、铁架台，还需要下列器材中的____。
  
  A . 秒表 B . 天平 C . 重垂线 D . 弹簧测力计
2. （2）图甲是“研究平抛物体的运动”的实验装置简图，在该实验中，应采取下列哪些措施减小实验误差____。
  
  A . 斜槽轨道末端必须水平 B . 斜槽轨道必须光滑 C . 每次实验要平衡摩擦力 D . 小球每次都从斜槽上同一高度由静止释放
3. （3）图乙是正确实验取得的数据，其中O为抛出点，则此小球做平抛运动的初速度为 $\text{[math]}$ 。
4. （4）在另一次实验中，将白纸换成方格纸，每个格的边长 $\text{[math]}$ 。通过实验，记录了小球在运动途中的三个位置，如图丙所示，则该小球做平抛运动的初速度为 $\text{[math]}$ ，经过B点时的速度为 $\text{[math]}$ ，抛出点的坐标为。(此问g取 $\text{[math]}$ )
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四、计算题

15. 已知地球半径为R ，地球表面的重力加速度为g ，地球自转的周期为T ，试求地球同步卫星的向心加速度大小。

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16. 某恒星的两颗行星P、Q在同一轨道平面沿同一方向绕恒星做匀速圆周运动，行星Q的轨道半径为行星P的轨道半径的4倍.
1. （1）求P、Q两行星的运行周期之比 $\text{[math]}$ ；
2. （2）若某时刻两行星和恒星正好在一条直线上，求两行星再次与恒星在一条直线上所需的最小时间与P行星周期的比值k
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17. 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m的质点，求：
1. （1） m对M的万有引力大小；
2. （2）现从M中挖去半径为 $\text{[math]}$ 的球体，(两球心和质点在同一直线上，且两球表面相切)如图所示，则剩余部分对m的万有引力大小。
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18. 我国计划在2030年前后完成载人登月计划，若宇航员登月后站在一斜坡上，从P点沿水平方向以初速度 $\text{[math]}$ 抛出一小石块，测得小球经时间t落到斜坡另一点Q上，斜坡的倾角为a ，已知月球的半径为R ，引力常量为G。求：
1. （1）月球表面的重力加速度g；
2. （2）月球的质量M；
3. （3）月球的第一宇宙速度v。
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