高中试卷答案网2022-2023学年湖北省武汉市著名中学高一（下）月考物理试卷
1. 下列关于离心现象的说法正确的是( )
A. 当物体所受的离心力大于向心力时产生离心现象
B. 做匀速圆周运动的物体，当它所受的一切力都突然消失后，物体将做背离圆心的圆周运动
C. 做匀速圆周运动的物体，当它所受的一切力都突然消失后，物体将沿切线做匀速直线运动
D. 做匀速圆周运动的物体，当它所受的一切力都突然消失后，物体将做曲线运动
2. 关于功率，下列说法正确的是( )
A. 根据可知，机器做功越多，其功率越大
B. 根据可知，汽车牵引力一定与速度成反比
C. 根据可知，只要知道时间内机器所做的功，可求得这段时间内任一时刻机器做功的功率
D. 根据可知，发动机功率一定时，交通工具的牵引力与运动速度成反比
3. 如图所示为“铁笼飞车”的特技表演，其抽象出来的理想模型为如图所示的内壁光滑的圆球，其中、、分别表示做圆周运动时的不同轨道，轨道与轨道均水平，轨道竖直，一个质点在球内绕其光滑内壁做圆周运动时，下列有关说法正确的是( )
A. 沿轨道可能做变速圆周运动
B. 沿轨道运动的最小速度为
C. 沿轨道运动的速度比沿轨道运动的速度大
D. 沿轨道运动的周期比沿轨道运动的周期大
4. 如图所示，长为的轻杆一端固定一个质量为的小球，另一端固定在水平转轴上，杆绕转轴在竖直平面内匀速转动，角速度为，重力加速度为某时刻杆对球的作用力恰好与杆垂直，则此时杆与水平面的夹角满足( )
A. B. C. D.
5. 假定太阳系一颗质量分布均匀、可看成球体的小行星，自转原来可以忽略。现若该星球自转加快，角速度为时，该星球表面的“赤道”上物体对星球的压力减为原来的。已知引力常量为，则该星球密度为( )
A. B. C. D.
6. 年月日时分，长征五号遥五运载火箭在中国海南文昌航天发射场成功发射，飞行约秒后，顺利将探月工程嫦娥五号探测器送入预定轨道，开启中国首次地外天体采样返回之旅。嫦娥五号飞行轨迹可以简化为如图所示，首先进入圆轨道Ⅰ，在点进入椭圆轨道Ⅱ，到达远地点后进入地月转移轨道，到达月球附近后进入环月轨道。圆轨道Ⅰ的半径为，周期为，椭圆轨道Ⅱ的半长轴为，周期为，环月轨道Ⅲ的半径为，周期为，地球半径为，地球表面重力加速度为。忽略地球自转，忽略太阳引力的影响。下列说法正确的是( )
A.
B. 嫦娥五号在轨道Ⅰ运行速度等于
C. 嫦娥五号在椭圆轨道Ⅱ的点运行速度小于在圆轨道Ⅰ的运行速度
D. 嫦娥五号沿地月转移轨道做无动力飞行时，速度不变
7. 投壶是从先秦延续至清末的中国传统礼仪和宴饮游戏，礼记传中提到：“投壶，射之细也。宴饮有射以乐宾，以习容而讲艺也。”如图所示，甲、乙两人在不同位置沿水平方向各射出一支箭，箭尖插入壶中时与水平面的夹角分别为和；已知两支箭质量相同，竖直方向下落的高度相等。忽略空气阻力、箭长，壶口大小等因素的影响，下列说法正确的是：( )
A. 甲、乙两人所射箭的初速度大小之比为：
B. 甲、乙两人所射箭落入壶口时的速度大小之比为：
C. 甲、乙两人投射位置与壶口的水平距离之比为：
D. 甲、乙两人所射箭落入壶口时的动能之比为：
8. 如图所示，一个竖直的光滑圆形管道固定在水平面上，管道内有一个直径略小于管道内径的小球，小球在管道内做圆周运动，下列说法中正确的是
A. 小球通过管道最低点时，小球对管道的压力可能为零
B. 小球通过管道最低点时，管道对地的压力不可能为零
C. 小球通过管道最高点时，小球对管道的压力不可能为零
D. 小球通过管道最高点时，管道对地的压力可能为零
9. 如图所示，甲为一倾角为的斜面固定于水平面上，一可视为质点的小物块从斜面的顶端由静止滑下，物块与斜面之间的动摩擦因数为，物块运动到斜面底端时无能量损失地进入水平面继续运动，其和水平面之间的动摩擦因数为。图乙为物块运动的动能与水平位移的关系图像，则下列判断正确的是( )
A. B.
C. D.
10. 如图所示，在水平转台上放置有轻绳相连的质量相同的滑块和滑块，转台绕转轴以角速度匀速转动过程中，轻绳始终处于水平状态，两滑块始终相对转台静止，且与转台之间的动摩擦因数相同，滑块到转轴的距离小于滑块到转轴的距离。关于滑块和滑块受到的摩擦力和与的关系图线，可能正确的是( )
A. B.
C. D.
11. 如图，火星与地球近似在同一平面内，绕太阳沿同一方向做匀速圆周运动，火星的轨道半径大约是地球的倍。地球上的观测者在大多数的时间内观测到火星相对于恒星背景由西向东运动，称为顺行；有时观测到火星由东向西运动，称为逆行。当火星、地球、太阳三者在同一直线上，且太阳和火星位于地球两侧时，称为火星冲日。忽略地球自转，只考虑太阳对行星的引力，下列说法正确的是( )
A. 火星的公转周期大约是地球的倍
B. 在冲日处，地球上的观测者观测到火星的运动为顺行
C. 在冲日处，地球上的观测者观测到火星的运动为逆行
D. 在冲日处，火星相对于地球的速度最小
12. 某同学用如图所示器材做探究向心力影响因素的实验。在点有一力传感器可以记录细线的拉力，点正下方有光电门，可以记录重锤通过光电门时的挡光时间。他现在进行的是在运动半径和重锤质量不变的情况下探究向心力和速度的关系。
他将重锤在某位置由静止释放此时细绳处于拉直状态，重锤向下运动，记录光电门的挡光时间，在电脑屏幕上发现此过程中力传感器的示数是变化的，则他应该记录力传感器示数的______填“最小值”“最大值”或“平均值”；
该同学改变重锤释放的初始位置，重复，得到挡光时间和对应传感器示数的多组数据；
该同学以为纵坐标，以______为横坐标，若得到一条倾斜直线，则表明在物体质量和运动半径不变的情况下，向心力的大小与速度的平方成正比；
该同学分析如果重锤向下运动过程中受到的空气阻力不能忽略，这个因素对实验结果______填“有”或“没有”影响。
13. 在用打点计时器验证机械能守恒定律的实验中，使质量为的重物自由下落，打点计时器在纸带上打出一系列的点，选取一条符合实验要求的纸带如图甲所示．为第一个点，、、为从合适位置开始选取连续点中的三个点．已知打点计时器每隔打一个点，当地的重力加速度为，那么：
根据图甲所示的数据，应取图中点到__________点来验证机械能守恒定律；
从点到问中所取的点，重物重力势能的减少量__________，动能增加量__________结果取三位有效数字由此可得出结论：______________________________________________________________________________．
若测出纸带上各点到点之间的距离，根据纸带算出各点的速度及重物下落的高度，则以为纵轴，以为横轴画出的图像是图乙中的__________．
14. 如图所示，水平放置的圆桶绕中心轴匀速运动，桶上有一小孔，桶壁很薄，当小孔运动到桶的上方时，在孔的正上方处有一个小球由静止开始下落，已知圆孔的半径略大于小球的半径，为了让小球下落时不受任何阻碍，与桶的半径之间应满足什么关系不考虑空气阻力重力加速度为
15. 北京联合张家口申办年冬奥会，其中高山滑雪项目可以在张家口崇礼云顶乐园滑雪场比赛，如图为简化的赛道，比赛运动员可以从的四分之一圆弧轨道段加速，经水平滑道，再在点飞出水平轨道后做出美丽的空中动作，最后落至点。一滑雪运动员质量，经过段加速滑行后进入轨道过程中没有能量损失，在段运动员的运动时间是，运动员的滑板与轨道间的动摩擦因数，运动员可以看成质点，取，结果保留三位有效数字，求：
若在由圆弧轨道进入水平轨道之前对点的压力是体重的倍，则在段运动员克服摩擦力做的功是多少？
若轨道比点高，离开点后不计空气阻力，则落地点距的水平距离是多少？
16. 宇宙空间有两颗相距较远、中心距离为的星球和星球。在星球上将一轻弹簧竖直固定在水平桌面上，把物体轻放在弹簧上端，如图所示，由静止向下运动，其加速度与弹簧的压缩量间的关系如图中实线所示。在星球上用完全相同的弹簧和物体完成同样的过程，其关系如图中虚线所示。已知两星球密度相等。星球的质量为，引力常量为。假设两星球均为质量均匀分布的球体。
求星球和星球的表面重力加速度的比值；
若将星球看成是以星球为中心天体的一颗卫星，求星球的运行周期；
若将星球和星球看成是远离其他星球的双星模型，这样算得的两星球做匀速圆周运动的周期为。求此情形中的周期与上述第问中的周期的比值。
答案和解析
1.【答案】
【解析】解：、离心力是一种效果力，实际是不存在的，所以物体不会受到离心力，故A错误。
中、当物体不受力或受到的合外力为零时，物体保持静止或匀速直线运动状态。所以做匀速圆周运动的物体，当它所受的一切力都消失时，由于惯性，物体继续保持该速度做匀速直线运动。故BD错误，C正确。
故选：。
2.【答案】
【解析】由功率公式可知，在相同时间内，做功多的机器，功率一定大，选项A无“相同时间”这一条件，故A错误；根据可知，发动机功率一定时，交通工具的牵引力与速度成反比，故B错误，D正确；公式求的是一段时间内的平均功率，故C错误．
3.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查水平面内的圆周运动。解决问题关键是对质点进行受力分析，找出质点的向心力的来源和大小，再根据匀速圆周运动的向心力的公式分析可以得出结论。
【解答】
设弹力与竖直方向的夹角为，根据牛顿第二定律得， ，解得 ，沿轨道一定做匀速圆周运动，越小，越小，沿轨道运动的速度比沿轨道的速度小，故AC错误；
B.在最高点，根据牛顿第二定律得 ，解得，沿轨道运动，在最高点的最小速度为，故B错误；
D.根据牛顿第二定律得，，解得 ，越小，周期越大，沿轨道运动的周期比沿轨运动的周期大，故D正确。
故选D。
4.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查牛顿第二定律，匀速圆周运动向心力。解题的关键知道小球做匀速圆周运动向心力的来源，运用牛顿第二定律进行求解．
小球做匀速圆周运动，靠合力提供向心力，根据重力、杆子的作用力的合力指向圆心，求出杆与水平面的夹角。
【解答】
小球所受重力和杆子的作用力的合力提供向心力，根据牛顿第二定律有：，解得，故A正确，BCD错误。
故选A。
5.【答案】
【解析】忽略行星的自转影响时，质量为的近地卫星做匀速圆周运动，有，
自转角速度为时，地面上质量为的物体受力为，
行星的密度，解得。
故选D。
6.【答案】
【解析】
【分析】
开普勒第三定律适用于同一个中心天体，由此分析选项；
根据万有引力提供向心力分析线速度大小；
根据卫星的运动规律判断嫦娥五号在椭圆轨道Ⅱ的点运行速度与在圆轨道Ⅰ的运行速度的关系；由卫星的变轨运动判断其速度变化。
本题主要是考查了万有引力定律、开普勒定三定律及卫星变轨质量的理解与应用，难度一般。
【解答】
解：、开普勒第三定律适用于同一个中心天体，所以有：，故A错误；
B、对“嫦娥五号”在轨道Ⅰ上，根据万有引力提供向心力得：，
在地球表面，根据万有引力等于重力得：，
联立解得：，，故B错误；
C、通过点构建圆轨道，由万有引力提供向心力有：，解得：，所以卫星在轨道运行的线速度小于卫星在Ⅰ轨道上运行的线速度；
而Ⅱ轨道的点相对于轨道做向心运动，所以Ⅱ轨道点的速度小于轨道的速度，所以嫦娥五号在椭圆轨道Ⅱ的点运行速度小于在圆轨道Ⅰ的运行速度，故C正确；
D、嫦娥五号沿地月转移轨道做无动力飞行时，该过程，由于其所受万有引力发生改变，速度大小和方向改变，故速度改变，故D错误。
故选C。
7.【答案】
【解析】A.箭做平抛运动，两支箭竖直方向下落的高度相等，则两支箭在空中的运动时间相同，速度变化量相同。设箭尖插入壶中时与水平面的夹角为，箭射出时的初速度为，则，即。两支箭射出时的初速度大小之比为，故A错误；
B.设箭尖插入壶中时的速度大小为，则，即，则两支箭落入壶口时的速度大小之比为，故B正确；
C.因两支箭在空中的运动时间相同，甲、乙两人投射位置与壶口的水平距离之比，即初速度大小之比，等于，故C错误；
D.根据动能的表达式可知，甲、乙两人所射箭落入壶口时的动能之比等于箭落入壶口时速度的平方之比，为，故D错误。
故选B。
8.【答案】
【解析】小球通过管道最低点时，由牛顿第二定律可得
可得管道对小球的支持力
管道对小球向上的支持力不可能为零，即小球对管道向下的压力不可能为零。
对圆形管道分析可得．
由牛顿第三定律可得，管道对地的压力也不可能为零，A错误，B正确；
小球通过管道最高点时，由牛顿第二定律可得
可得
当时
故管道对小球向下的压力可能为零，小球对管道的压力可能为零，当足够大时，使与圆形管道的重力相等，圆形管道对地的压力就为零，C错误，D正确。
故选BD。
9.【答案】
【解析】根据题意，物块在斜面上可以自由滑下，则有，解得，A错误，B正确；
由乙图可知，物块在水平面上的位移是在斜面上运动的水平位移的倍，根据全程运动的动能定理得，解得，C正确，D错误。
故选BC。
10.【答案】
【解析】
【分析】
抓住两物块角速度相等，根据牛顿第二定律判断哪一个物块先达到最大静摩擦力，然后角速度增大，通过拉力的变化判断两物块摩擦力的变化。
本题考查了牛顿第二定律在圆周运动中的应用；本题是匀速圆周运动中连接体问题，既要隔离研究，也要抓住它们之间的联系：角速度相等、绳子拉力大小相等。
【解答】
解：两滑块的角速度相等，根据向心力公式，考虑到两滑块质量相同，且与转台之间的动摩擦因数相同，则两滑块所受的最大静摩擦力相同。滑块的运动半径较大，摩擦力较大，所以角速度增大时，滑块先达到最大静摩擦力；继续增大角速度，滑块所受的摩擦力不变，绳子拉力增大，滑块的摩擦力减小，当滑块的摩擦力减小到零后，又反向增大，当滑块摩擦力达到最大值时，再增大角速度，将发生相对滑动；故滑块的摩擦力先增大达到最大值不变；滑块的摩擦力先增大后减小，再反向增大，故A正确，BCD错误。
故选A。
11.【答案】
【解析】A.根据开普勒第三定律可知：，火星轨道半径大约是地球轨道半径的倍，则可得：，故错误；
根据，可得：，因，故火星运行线速度小于地球运行线速度，所以在冲日处火星相对于地球由东向西运动，即逆行，故错误，正确；
D.由由矢量得运算法则，在冲日处火星和地球速度方向相同，故相对速度最小，故正确。
故选：。
12.【答案】最大值；
；
没有
【解析】重锤到最低点时经过光电门，此时重锤做圆周运动的速度最大，细线拉力最大，所以他应该记录力传感器示数的最大值。
由向心力公式，可得，可知在物体质量和运动半径不变的情况下，以为纵坐标，以为横坐标，得到一条倾斜直线，说明向心力的大小与速度的平方成正比。
重锤在最低点受到的空气阻力与速度反向，即在水平方向，不提供向心力，所以对实验结果没有影响。
13.【答案】 ；；在实验误差允许的范围内，重物动能的增加量等于重力势能的减少量
【解析】根据匀变速直线运动中，物体在某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度可以求出打点时重物的速度，所以取图中点到点来验证机械能守恒定律．
从点到点，重物重力势能的减少量打点时重物的速度，则打点时重物的动能
所以从点到点，重物动能的增加量由此得出结论：在实验误差允许的范围内，重物动能的增加量等于重力势能的减少量．
根据得，，即与成正比．故A正确．
14.【答案】解：设小球下落所用时间为，穿过圆桶所用时间为，
则 ，，
小球到达圆桶表面时，圆孔也应该到达同一位置，所以有
，
由以上解得；，，，。
【解析】本题考查自由落体运动与圆周运动的结合，解决本题的关键在于找出小球能够穿过圆桶的条件，注意由于圆桶的转动引起的多解问题，难度适中
小球下落过程中做自由落体运动， 根据自由落体运动位移时间公式分别求出小球下落和的时间，要使小球通过圆孔，则小球下落到圆筒下表面时， 圆孔也正好到达同一位置， 根据角速度和时间的关系列式， 联立方程即可求解。
．
15.【答案】解：设在段运动员克服摩擦力做功为，由动能定理得。
对运动员在点受力分析，由牛顿第二定律得，
其中，
解得，；
在段的运动过程，对运动员受力分析，由牛顿第二定律得，
则，
由，得，
运动员从点到点做平抛运动，由，得，
水平位移，
所以点与点的水平距离是。
【解析】见答案
16.【答案】解：对物体受力分析，
根据牛顿第二定律：
可得：
结合图像可知，纵截距表示星球表面重力加速度，
则有：
设星球的质量为。
根据黄金替换公式：
根据质量与体积关系式：
联立得：
由于星球和星球密度相等，可见
则星球与星球的质量比：
联系以上各式可得：
星球以星球为中心天体运行时，受到星球的万有引力作用做匀速圆周运动。
研究星球，根据向心力公式：
解得：；
将星球和星球看成双星模型时，它们在彼此的万有引力作用下做匀速圆周运动。
研究星球
研究星球
又：
联立可得
则。
【解析】分析图像，求解星球表面重力加速度之比
物体在星球表面受到的重力近似等于万有引力，据此求星球的运行周期
星球和星球看成是远离其他星球的双星模型，它们之间的万有引力提供各自的向心力，和有相同的周期，结合牛顿第二定律和万有引力定律解决问题。
本题以弹簧为模型考查重力加速度、天体质量和密度的计算、双星系统问题等，综合性较强，难度较大。
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