1、2023届高一年级第四次月考物理试题命题：王志龙一、选择题（1-7为单选题，8-10为多选题，每题4分，共40分）1.如图所示,旋转秋千装置中的两个座椅A、B质量相等,通过相同长度的缆绳悬挂在旋转圆盘上.不考虑空气阻力的影响,当旋转圆盘绕竖直的中心轴匀速转动时,下列说法正确的是()A. A的速度比B的大B. A与B的向心加速度大小相等C. 悬挂A、B的缆绳与竖直方向的夹角相等D. 悬挂A的缆绳所受的拉力比悬挂B的小2假设航天飞机在太空绕地球作匀速圆周运动宇航员利用机械手将卫星举到机舱外，并相对航天飞机静止释放该卫星，则被释放的卫星将(不计空气阻力)（）A停留在轨道的被释放处 B随航天飞机同步绕
2、地球作匀速圆周运动C向着地球做自由落体运动 D沿圆周轨道的切线方向做直线运动3、2019年4月10日全球六地召开新闻发布会，“事件视界望远镜”项目发布了近邻巨椭圆星系M87中心捕获的首张黑洞照片。假设某一黑洞的半径R约为45km，其质量M和半径R的关系满足史瓦西半径公式，其中c为光速，G为万有引力常量；由此可得出该黑洞（实为一个天体）表面的重力加速度的数量级为（ ）A. 106m/s2B. 108m/s2C. 1010m/s2D. 1012m/s2.火星有两颗卫星,分别是火卫一和火卫二,它们的轨道近似为圆.已知火卫一的周期为7小时39分,火卫二的周期为30小时18分,则两颗卫星相比()A. 火
3、卫一距火星表面较近 B. 火卫二的角速度较大C. 火卫一的运行速度较小 D. 火卫二的向心加速度较大、2018年10月23日，港珠澳跨海大桥正式通车为保持以往船行习惯，在航道处建造了单面索（所有钢索均处在同一竖直面内）斜拉桥，其索塔与钢索如图所示下列说法正确的是（ ）A. 增加钢索的数量可减小索塔受到的向下的压力B. 为了减小钢索承受的拉力，可以适当降低索塔的高度C. 索塔两侧钢索对称且拉力大小相同时，钢索对索塔的合力竖直向下D. 为了使索塔受到钢索的合力竖直向下，索塔两侧的钢索必须对称分布6、如图所示，在光滑杆上穿着两个质量分别为m1、m2的小球，且m12m2，用细线把两球连起来，当杆匀速转
4、动时，两小球刚好能与杆保持无相对滑动，此时两小球到转轴的距离r1与r2之比为()A11 B1 C21 D12、未来的星际航行中，宇航员长期处于零重力状态，为缓解这种状态带来的不适，有人设想在未来的航天器上加装一段圆柱形“旋转舱”，如图所示。当旋转舱绕其轴线匀速旋转时，宇航员站在旋转舱内圆柱形侧壁上，可以受到与他站在地球表面时相同大小的支持力。为达到上述目的，下列说法正确的是()A旋转舱的半径越大，转动的角速度就应越大B旋转舱的半径越大，转动的角速度就应越小C宇航员质量越大，旋转舱的角速度就应越大D宇航员质量越大，旋转舱的角速度就应越小8、如图所示，质量相等的A、B两物体紧贴在匀速转动的圆筒的竖
5、直内壁上，随圆筒一起做匀速圆周运动，则下列关系中正确的有()A线速度vAvBB运动周期TATBC它们受到的摩擦力fAfBD筒壁对它们的弹力NANB9、如图所示，一小球用细绳悬挂于O点，将其拉离竖直位置一个角度后释放，则小球以O点为圆心做圆周运动，运动中提供小球所需向心力的是()A绳的拉力B重力和绳拉力的合力C重力和绳拉力的合力沿绳方向的分力D绳的拉力和重力沿绳方向分力的合力10、如图所示，飞行器P绕某星球做匀速圆周运动。测得该星球对飞行器的最大张角为，飞行器离星球表面的高度为h，绕行周期为T.已知引力常量为G，由此可以求得（ ）A. 该星球的半径B. 该星球的平均密度C. 该星球的第一宇宙速度
6、D. 该星球对飞行器的引力大小二、实验题（32+25=16分）11（6分）某实验小组利用如图所示的装置进行“探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系”实验。转动手柄，可使塔轮、长槽和短槽随之匀速转动。塔轮至上而下有三层，每层左、右半径比分别是1：1、2：1和3：1。左、右塔轮通过皮带连接，并可通过改变皮带所处层来改变左、右塔轮的角速度之比。实验时，将两个小球分别放在短槽C处和长槽的A（或B）处，A、C到左、右塔轮中心的距离相等，两个小球随塔轮做匀速圆周运动，向心力大小关系可由标尺露出的等分格的格数判断。(1)该实验用到的方法是 。A理想实验 B等效替代法 C微元法 D控制变量法(2) 在某次实
7、验中，某同学把两个质量相等的小球分别放在A、C位置，将皮带连接在左、右塔轮半径之比为2：1的塔轮上，实验中匀速转动手柄时，得到左、右标尺露出的等分格数之比为1：4；随后又将皮带连接在左、右塔轮半径之比为3：1的塔轮上，实验中匀速转动手柄时，得到左、右标尺露出的等分格数之比为1：9；则实验说明。A. 做匀速圆周运动的物体，在质量和转动半径一定时，向心力与转动角速度的平方成正比。B. 做匀速圆周运动的物体，在质量和转动角速度一定时，向心力与转动半径成正比。12、（10分）在做“研究平抛运动”的实验时，通过描点法画出小球平抛运动的轨迹，并求出平抛运动的初速度，实验装置如图甲所示。(1)实验时将固定有
8、斜槽的木板放在实验桌上，实验前要检查木板是否水平，请简述你的检查方法：_。(2)关于这个实验，下列说法正确的是_。A小球释放的初始位置越高越好B每次小球要从同一高度由静止释放C实验前要用重锤线检查坐标纸上的竖线是否竖直D小球的平抛运动要靠近木板但不接触(3)在做“研究平抛运动”的实验时，坐标纸应当固定在竖直的木板上，图中坐标纸的固定情况与斜槽末端的关系正确的是_。(4)某同学在描绘平抛运动轨迹时，得到的部分轨迹曲线如图乙所示。在曲线上取A、B、C三个点，测量得到A、B、C三点间竖直距离h110.20 cm，h220.20 cm，A、B、C三点间水平距离x1x2x12.40 cm，g取10 m/
9、s2，则小球平抛运动的初速度v0的计算式为_(用字母h1、h2、x、g表示)，代入数据得其大小为_ m/s。三、计算题（8+10+12+14=44分）13.在如图所示的圆锥摆中，已知小球质量为m，绳子长度为L，绳子转动过程中与竖直方向的夹角为，试求：（1）小球做圆周运动的向心力大小；（2）小球做圆周运动的周期14.如图是小型电动打夯机的结构示意图，电动机带动质量为m=50kg的重锤(重锤可视为质点)绕转轴O匀速运动，重锤转动半径为R=0.5m。电动机连同打夯机底座的质量为M=25kg，重锤和转轴O之间连接杆的质量可以忽略不计，重力加速度g取10m/s2.求：(1)重锤转动的角速度为多大时，才能
10、使打夯机底座刚好离开地面？(2)若重锤以上述的角速度转动，当打夯机的重锤通过最低位置时，打夯机对地面的压力为多大？15.一宇航员在半径为R、密度均匀的某星球表面，做如下实验，用不可伸长的长为l轻绳栓一质量为m的小球，上端固定在O点，如图所示，在最低点给小球某一初速度，使其绕O点恰好能在竖直面内做圆周运动，已知最高点速度为v0引力常量为G，忽略各种阻力，求：（1）该行星的平均密度；（2）该行星的第一宇宙速度v。16.2019年1月3日，我国“嫦娥四号”探测器在月球背面成功着陆并发回大量月背影像。如图所示为位于月球背面“嫦娥四号”探测器A通过“鹊桥”中继站B向地球传输电磁波信息的示意图。拉格朗日L
11、2点位于地月连线延长线上，“鹊桥”的运动可看成如下两种运动的合运动：一是在地球和月球引力共同作用下，“鹊桥”在L2点附近与月球以相同的周期T0一起绕地球做匀速圆周运动；二是在与地月连线垂直的平面内绕L2点做匀速圆周运动。已知地球的质量为月球质量的n倍，地球到L2点的距离为月球到L2点的距离的k倍，地球半径、月球半径以及“鹊桥”绕L2点做匀速圆周运动的半径均远小于月球到L2点的距离（提示：“鹊桥”绕L2点做匀速圆周运动的向心力由地球和月球对其引力在过L2点与地月连线垂直的平面内的分量提供）。（1）若月球到L2点的距离r=6.5107m，k=7，“鹊桥”接收到“嫦娥四号”传来的信息后需经t0=60
12、.0s处理才能发出，试估算“嫦娥四号”从发出信息到传回地球的最短时间（保留三位有效数字）；（2）试推导“鹊桥”绕L2点做匀速圆周运动的周期T的（近似）表达式。若k=7，n=81，T0=27.3天，求出T的天数（取整数）.2023届高一年级第四次月考物理试卷答题卡一、选择题(本题共10小题，每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，第1-7题只有一个选项符合题目要求，第8-10题有多个选项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。)题号12345678910答案二、实验题（32+25=16分）11、（6分）（1）（2）12、（10分）（1）（2）（3） （4） 三
13、、计算题（本大题共4小题，10+10+12+14 = 46分）13、（8分）14、（10分）15.（12分）16.（14分）2023届高一年级第四次月考物理试卷答案一选择题（40分）12345678910DBDACDBADCDABC11（1）D （2）A 12.(1)将小球放在木板的任意位置，小球静止不动，则木板水平(或用水平仪检查木板是否水平等)(2)BCD(3)C(4)x1.2413.解：（1）向心力为拉力和重力的合力提供F向=F合=mgtan（2）根据mgtan=，R=Lsin，解得：T=214.(1) rad/s(2)1 500 N（1）当拉力大小等于电动机连同打夯机底座的重力时，才能
14、使打夯机底座刚好离开地面。即：T=Mg对重锤根据牛顿第二定律有：mg+T=mR2代入数据解得：（2）在最低点，对重锤根据牛顿第二定律有：T-mg=mR2解得：T=Mg+2mg对打夯机有：N=T+Mg=2（M+m）g=2（50+25）10N=1500N。15.（1）；（2）【解析】设行星表面的重力加速度为g，对小球最高点，有 解得对行星表面的物体m，有 故行星质量故行星的密度研究 （2）对处于行星表面附近做匀速圆周运动的卫星m，由牛顿第二定律，有 故第一宇宙速度为16.（1）；（2）（天）（1）由电磁波的传播速度，信息先从A传到B的时间为，在B处理的时间为，再从B传到地球的时间为，即“嫦娥四号”从发出信息到传回地球的最短时间： （2）设地球、月球和“鹊桥”B的质量分别为、；由题意可知，B绕地球运动时可看着质点，B以周期绕地球做匀速圆周运动的向心力为，有： 又由B绕地球做匀速圆周运动的向心力由地球、月球对它的万用引力提供得： 另设B在绕点做匀速圆周运动的半径为R，且做圆周运动的向心力由地球、月球对它的万有引力的一个分力提供,有： 再由公式： 联立解得得： （天）