1、四川省三台中学实验学校2017-2018学年高一4月月考物理试题一、本大题12小题,每小题3分,共36分.每小题只有一个选项符合题意1. 下列说法中正确的是A. 哥白尼提出了地心说B. 卡文迪许提出了日心说C. 开普勒第三定律中，T表示环绕天体的公转周期D. 牛顿利用扭秤装置比较准确地测出了引力常量，体现了放大和转换的思想【答案】C【解析】【详解】托勒密提出了“地心说”，哥白尼最早提出了日心说，故AB错误；开普勒第三定律中，a为半长轴，T为环绕天体的公转周期，故C正确；卡文迪许利用扭称装置比较准确地测出了引力常量，体现了放大和转换的思想，故D错误。故选C。2. 若人造地球卫星绕地球做匀速圆周运
2、动，则离地面越远的卫星A. 线速度越小 B. 角速度越大C. 向心力越小 D. 自转周期越大【答案】A【解析】根据万有引力提供向心力， ，得： ， ， 可知r越小，向心加速度越大，线速度越大，角速度越大，周期越小故ACD错误，B正确故选B点睛：解决本题的关键利用万有引力提供向心力这一知识点，即分析向心加速度、线速度、角速度、周期与轨道半径之间存在什么关系.3. 已知地球半径为R，将一物体从地面发射至离地面高h处时，物体所受万有引力减少到原来的1/9，则h为A. R B. 2R C. 3R D. 4R【答案】B【解析】【分析】此题考查万有引力随两质点距离延长而产生的变化，直接利用万有引力公式分别
3、求出距离延长前后的状态，进行比较即可得到答案【详解】在地面上万有引力为：，在高度为h处万有引力为：，由题知，则有：，解得：，故选B。【点睛】主要考查了万有引力定律的应用，解题的关键在于灵活处理不同状态下的物理量的变化，列出万有引力表达式即可分析求解。4. 如图所示，当汽车驶向一凸形桥时，为使在通过桥顶时，减小汽车对桥的压力，司机应A. 增大速度快速通过桥顶B. 以任何速度匀速通过桥顶都可以C. 以尽可能小的速度通过桥顶D. 使通过桥顶的向心加速度尽可能小【答案】A【解析】在桥顶，根据牛顿第二定律有：，解得：，要减小压力大小，即适当增大速度通过桥顶，故AC错误，B正确；在桥顶，根据牛顿第二定律有
4、：，解得：，要减小压力大小，使得在桥顶的向心加速度大一些，故D错误。所以B正确，ACD错误。5. 一辆汽车在水平公路上转弯，沿曲线由P向Q行驶，速率逐渐增大下列四图中画出了汽车转弯所受合力F，则符合条件的是A. B. .C. D. 【答案】C【解析】汽车从M点运动到N做曲线运动，速度沿切线方向，速度的大小越来越大，故合力有两个分力的效果，一个分力提供向心力，改变速度的方向，故此分力的方向与沿切线方向垂直，另一个分力是增加速度的大小，故此分力的方向与切线方向同向，故合力与速度的方向的夹角要小于，故ACD错误，B正确，故选B.6. 如图所示，在匀速转动的洗衣机脱水桶内壁上，有一件湿衣服随圆桶一起转
5、动而未滑动，则A. 衣服随圆桶做圆周运动的向心力由静摩擦力提供B. 圆桶转速足够大时，衣服上的水滴将做离心运动C. 圆桶转速增大，衣服对桶壁的压力始终不变D. 圆桶转速增大以后，衣服所受摩擦力也增大【答案】B【解析】ACD、衣服受到重力、筒壁的弹力和静摩擦力的作用，共3个力作用，由于衣服在圆筒内壁上不掉下来，竖直方向上没有加速度，重力与静摩擦力二力平衡，靠弹力提供向心力；随着圆桶转速的增加，弹力增加，但静摩擦力不变，故ACD错误；B、对于水而言，衣服对水滴的附着力提供其做圆周运动的向心力，随着圆桶转速的增加，需要的向心力增加，当附着力不足以提供需要的向心力时，衣服上的水滴将做离心运动，故B正确
6、；故选：B【点睛】衣服随脱水桶一起做匀速圆周运动，靠合力提供向心力，在水平方向上的合力提供向心力，竖直方向合力为零，根据牛顿第二定律分析弹力的变化情况。7. 某人划船渡一条河，船在静水中划行速度v1和水流速度v2始终保持不变，已知v1v2若过河的最短时间为t1，若以最小距离过河，需要时间为t2，则v1：v2为A. t2t1 B. t1t2C. t1 D. t2【答案】D【解析】【分析】小船过河解题技巧为：（1）当船速垂直河岸时，用时最少；（2）当船速大于水速时，合速度垂直河岸，位移最小分别列式即可求解【详解】设河宽为d，当小船以最短时间过河时，船头的方向与河岸垂直，则时间：，得：，当小船以最小
7、位移过河时，已知，则合速度的方向与河岸垂直，其运动合成，如图所示：根据运动的合成与分解得：，则过河时间，解得：，故，故选D。【点睛】解决本题的关键知道当静水速的方向与河岸垂直时，渡河时间最短；当静水速大于水流速，静水速与水流速的合速度方向与河岸垂直时，渡河位移最小8. 如图所示，B和C是一组塔轮，即B和C半径不同，但固定在同一转动轴上，其半径之比为RB：RC3：2，A轮的半径大小与C轮相同，它与B轮紧靠在一起，当A轮绕过其中心的竖直轴转动时，由于摩擦作用，B轮也随之无滑动地转动起来 a、b、c分别为三轮边缘的三个点，则a、b、c三点在运动过程中的 A. 线速度大小之比为3：2：2B. 角速度之
8、比为3：3：2C. 转速之比为2：3：2D. 向心加速度大小之比为9：6：4【答案】D【解析】轮A、轮B靠摩擦传动，边缘点线速度相等，故：va：vb=1：1根据公式v=r，有：a：b=4：3根据=2n，有：na：nb=4：3根据a=v，有：aa：ab=4：3轮B、轮C是共轴传动，角速度相等，故：b：c=1：1根据公式v=r，有：vb：vc=4：3根据=2n，有：nb：nc=1：1根据a=v，有：ab：ac=4：3综合得到：va：vb：vc=4：4：3；a：b：c=4：3：3；na：nb：nc=4：3：3；aa：ab：ac=16：12：9故选C。点睛：本题关键是明确同轴传动和同源传动的区别，然后
9、根据公式v=r、=2n、a=v列式分析，注意两两分析；再找出共同项得出最后的表达式.9. 一种玩具的结构如图所示，竖直放置的光滑铁圆环的半径为R20cm，环上有一穿孔的小球m，且小球仅能沿环做无摩擦滑动如果圆环绕通过环心的竖直轴O1O2以10rad/s的角速度旋转，g取10m/s2，则小球相对环静止时球与圆心O的连线与O1O2的夹角为A. 30B. 45C. 60D. 75【答案】C【解析】小球转动的半径为，小球所受的合力垂直指向转轴，根据平行四边形定则，解得，C正确10. 如图所示，甲、乙两个小球从竖直面内的半圆轨道的左侧A开始做平抛运动，甲球落在轨道最低点B，乙球落在B点右侧的轨道上设甲乙
10、球的初速度分别为v1、v2，在空中运动的时间分别为t1、t2，则下列判断正确的是A. t1t2B. t1t2C. v1v2D. v1v2【答案】D【解析】AB：甲、乙两小球从竖直面内的半圆轨道的左端A开始做平抛运动，甲球落在轨道最低点D，乙球落在D点右侧的轨道上；甲球下落的距离大于乙球下落的距离。据得，则。故AB两项均错误。CD：甲、乙两小球从竖直面内的半圆轨道的左端A开始做平抛运动，甲球落在轨道最低点D，乙球落在D点右侧的轨道上；甲球水平方向上运动的距离小于乙球水平方向上运动的距离。据得，又 ，则。故C项错误，D项正确。 11. 如图为某同学玩飞镖游戏，先后将两只飞镖a、b由同一位置水平投出
11、，已知飞镖投出的初速度vavb，不计空气阻力，则两支飞镖插在竖直靶上的状态（侧视图）可能是 A. B. C. D. 【答案】A【解析】两只飞镖a、b都做平抛运动，在水平方向上做匀速直线运动，则有，据题它们的水平位移大小相等，所以运动时间关系为，由知，所以插在竖直靶上时a镖在b的上面；设飞镖插在竖直靶上前瞬间速度与竖直方向的夹角为，则，因为，所以有，C正确【点睛】解决本题的关键知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，知道平抛运动的时间由高度决定，初速度和时间共同决定水平位移12. 一根轻质细绳一端缠绕在一半径为R的圆盘边缘，另一端与一放在水平面上的物体相连如图所示，圆盘在电动机的带动下以角
12、速度顺时针匀速转动，此过程中物体沿水平面向右移动，则在绳子变为竖直之前A. 物体沿水平面加速运动，速度始终小于RB. 物体沿水平面加速运动，速度始终大于RC. 物体沿水平面减速运动，速度始终大于RD. 物体沿水平面减速运动，速度始终小于R【答案】B【解析】【分析】物体的运动是实际的运动，也就是合运动，只需要将物体的运动分解为沿绳子的运动和垂直于绳子方向的运动，利用角度的变化进行判断【详解】将物体的运动分解，如图所示：圆盘在电动机的带动下以角速度逆时针匀速转动，所以绳子的速度为：，由几何关系得：物体的速度，所以v大于，当物体向前运动时：变大，将变小，所以物体的速度逐渐变大，物体做加速运动，故选B
13、。【点睛】进行运动的合成与分解时，一定要找准那个是合运动，合运动是物体实际的运动，然后按平行四边形定则分解计算即可二、本大题6小题,每小题3分,共18分.每小题给出的四个选项中,有的只有一个选项正确,有的有多个选项正确,全部选对的得3分,选对但不全的得1分,有选错的得0分.13. 如图所示，不计空气阻力，将湿透的雨伞水平匀速旋转，将观察到水滴被抛出后的俯视轨迹是A. 每个水滴继续做匀速圆周运动B. 每个水滴沿切线方向做直线运动C. 许多水滴落地后排在一个圆周上D. 许多水滴落地后排在一条直线上【答案】C【解析】【分析】水滴离开伞面后，结合水滴的受力，分析水滴的运动规律，抓住雨伞做匀速旋转，结合
14、几何关系分析水滴落地后的轨迹【详解】水滴离开伞面后，仅受重力，有水平初速度，做平抛运动，由于伞做匀速旋转，可知许多水滴落地后排在一个圆周上，故ABD错误，C正确。故选C。【点睛】本题考查了圆周运动和平抛运动的基本运用，不能误认为雨滴离开伞面后做圆周运动，而是做平抛运动14. 一质点做匀速直线运动，现对其施加一恒力，且原来作用在质点上的力不发生改变，则质点A. 可以继续做匀速直线运动B. 可能做匀变速曲线运动C. 速度的方向总是与该恒力的方向相同D. 速度的方向不可能总是与该恒力的方向垂直【答案】BD【解析】当所施加的外力方向与物体运动方向相同，则物体做匀加速直线运动，但如果力与初速度不在同一直
15、线上，则不可能做直线运动，故A错误；由牛顿第二定律可知，质点加速度的大小、方向总是恒定，所以可能是匀变速曲线运动，故B正确；质点的加速度恒定，速度的变化量在单位时间内是相同的，故C正确；如果力与初速度不在同一直线上，则不可能做直线运动，速度的方向不能总是与该恒力的方向相同，故D错误。所以BC正确，AD错误。15. 通过观察冥王星的卫星，可以推算出冥王星的质量假设卫星绕冥王星做匀速圆周运动，已知引力常量G如果要计算冥王星的质量，还需要知道哪些物理量A. 卫星的运行周期和轨道半径B. 卫星的质量和距离冥王星的高度C. 卫星的线速度和角速度D. 卫星在环绕轨道上的重力加速度g和冥王星的半径R【答案】
16、AC【解析】【分析】人造卫星绕地球做匀速圆周运动时，万有引力充当向心力，由万有引力定律结合牛顿第二定律列式求中心天体的质量，然后由选项条件判断正确的答案【详解】卫星围绕冥王星做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，根据，可知卫星的运行周期和轨道半径可求解冥王星质量M，故A正确；根据，可知，卫星的质量可以约去，只知道高度不能求出冥王星质量，故B错误；已知卫星的速度和角速度，则轨道半径，根据，即可求解冥王星质量M，故C正确；根据，r为卫星的轨道半径，故不能求冥王星质量，故D错误；故选AC。【点睛】解答万有引力定律在天体运动中的应用时要明确天体做匀速圆周运动，其受到的万有引力提供向心力，会用线速度、角速
17、度、周期表示向心力，同时注意公式间的化简16. 火车在铁轨上转弯可以看成是做匀速圆周运动，火车速度提高易使外轨受损为解决火车高速转弯时使外轨受损这一难题，你认为理论上可行的措施是 A. 减小弯道半径B. 增大弯道半径C. 适当减小内外轨道的高度差D. 适当增加内外轨道的高度差【答案】BD【解析】火车转弯时为减小外轨所受压力，可使外轨略离于内轨，使轨道形成斜面，若火车速度合适，内外轨均不受挤压。此时，重力与支持力的合力提供向心力，如图。，当火车速度增大时，应适当增大转弯半径或增加内外轨道的高度差，BC正确17. 如图所示，细绳的一端固定于O点，另一端系一小球，在O点的正下方钉一个钉子A，小球从一
18、定高度摆下，当细绳碰到钉子后的瞬间(设细绳没有断) A. 线速度大小不变B. 角速度大小不变C. 如果钉子A的位置越远离O点，绳就越容易断D. 如果钉子A的位置越靠近O点，绳就越容易断【答案】AC【解析】试题分析：小球摆下后由机械能守恒可知，因小球下降的高度相同，故小球到达最低点时的速度相同，故小球的线速度不变，A错误；根据公式可得，速度不变，半径减小，所以角速度增大，B正确；根据，知，r变小，拉力变大如果钉子的位置越靠近小球，绳就越容易断。C错误D正确故选BD考点：牛顿第二定律在圆周运动中的应用点评：本题中要注意细绳碰到钉子前后转动半径的变化，线速度大小不变，再由向心力公式分析绳子上的拉力变
19、化18. 如图所示，一小球以初速度v0沿水平方向射出，恰好垂直地射到一倾角为30的固定斜面上，则这段飞行过程中 A. 所用时间为B. 所用时间为C. 小球在竖直方向下落的距离与在水平方向通过的距离之比为D. 小球在竖直方向下落的距离与在水平方向通过的距离之比为【答案】BD【解析】【分析】小球撞在斜面上，抓住速度关系，结合平行四边形定则求出竖直分速度，根据速度时间公式求出运动的时间根据运动的时间和初速度求出水平位移，结合位移时间公式求出竖直位移，从而得出竖直位移和水平位移之比【详解】小球垂直撞到斜面上，其速度的分解如图所示：根据几何关系可知：，解得：，故A错误，B正确。小球在水平方向上的距离，竖
20、直方向上的距离，则小球在竖直方向下落的距离与在水平方向通过的距离之比为，故C错误，D正确。故选BD。【点睛】解决本题的关键知道平抛运动在水平方向上和竖直方向上的运动规律，结合平抛运动的公式灵活求解。三、本大题4小题,每空2分，共16分.把答案写在答题卷中对应题号后的横线上. 19. 把装有水的水杯系在长L的绳子上，使水杯在竖直平面绕绳的另一端做圆周运动，使水杯运动到最高点时水恰好不流出，则水杯此时的速度为_（重力加速度为g）【答案】【解析】【分析】要使桶在最高点时水不流出，细绳的拉力恰好为零，由重力提供水桶的向心力，此时水桶的角速度最小，根据牛顿第二定律求解此时水桶速度的最小值【详解】以水桶为
21、研究对象，要使桶在最高点时水不流出，细绳的拉力恰好为零，由重力提供水桶的向心力，则有：，解得：。【点睛】本题是竖直平面内圆周运动的临界问题，关键是分析临界条件对于细绳模型，当物体恰好到达最高点时，细绳的拉力为零，由重力提供向心力20. 两颗人造卫星A、B绕地球做匀速圆周运动，线速度大小之比为vA：vB2：1，则环绕的周期之比为_【答案】1:8【解析】【分析】人造卫星A、B绕地球做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力，根据牛顿第二定律列式表示出线速度与轨道半径的关系，求得A、B两卫星的轨道半径之比，再由圆周运动的规律求周期之比【详解】卫星绕地球做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力，则得：，得卫星的
22、轨道半径为，已知，由上式可得A、B轨道半径之比为，由周期公式，得环绕的周期之比为。【点睛】对于卫星问题，关键要抓住万有引力提供向心力这一基本思路，同时要明确各运动量与半径的关系，从而会判断各量的大小关系21. 在做“研究平抛物体的运动”实验时（1）除了木板、钢球、坐标纸、铅笔、重锤线、图钉之外，下列器材中还需要的是_A斜槽 B秒表 C弹簧秤 D天平（2）实验中，下列说法正确的是_A斜槽轨道末端可以不水平B斜槽轨道粗糙对实验有一定的影响C应使小球每次从斜槽上相同的位置自由释放D要使描出的轨迹更好地反映真实运动，记录的点应适当多一些（3）实验时某同学得到了如图所示的物体运动轨迹，a、b、c是轨迹上
23、的三个点，以a点为坐标原点，建立xOy坐标系，则小球从a点运动到b点所用的时间t_s，小球经过b点时的速度大小vb_m/s（g10m/s2）【答案】 (1). A (2). CD (3). 0.1 (4). 2.5【解析】【分析】（1）根据实验的原理确定所需测量的物理量，从而确定所需的物理器材（2）根据实验的原理以及操作中的注意事项确定正确的操作步骤（3）根据竖直方向上连续相等时间内的位移之差是一恒量求出相等的时间间隔，结合水平位移和时间间隔求出初速度，根据竖直方向上某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出b点的竖直分速度，结合平行四边形定则求出b点的速度【详解】（1）在做“研究平抛物体
24、的运动”实验时，除了木板、钢球、坐标纸、铅笔、重锤线、图钉之外，下列器材中还需要斜槽，不需要小球的质量以及小球运动的时间，所以不需要秒表、天平和弹簧秤，故A正确故选A（2）为了能画出平抛运动轨迹，首先保证小球做的是平抛运动，所以斜槽轨道不一定要光滑，但必须是水平的，即斜槽轨道粗糙对实验没有影响同时要让小球总是从同一位置释放，这样才能找到同一运动轨迹上的几个点，不需要把所有的点都连接起来，而是让更多的点分布在曲线两边要使描出的轨迹更好地反映真实运动，记录的点应适当多一些故CD正确，AB错误故选CD。（3）由图可知，ab、bc的水平位移相等，则ab段和bc段的时间相等，根据，得，小球平抛运动的初速
25、度，b点竖直分速度，根据平行四边形定则知，b点的速度。【点睛】解决本题的关键知道实验的原理以及注意事项，知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，结合运动学公式和推论灵活求解22. 在“探究向心力的大小与质量、角速度和半径之间的关系”的实验中（1）如图所示，A、B都为钢球，图中所示是在研究向心力的大小F与_的关系 A质量m B半径r C角速度（2）如图所示，若图中标尺上黑白相间的等分格显示出两个小球所受向心力的比值为14，由圆周运动知识可以判断与皮带连接的变速轮塔相对应的半径之比为_A12 B21 C14 D41【答案】 (1). C (2). B【解析】【分析】该实验采用控制变量法，图中
26、抓住角速度不变、半径不变，研究向心力与质量的关系，根据向心力之比求出两球转动的角速度之比，结合，根据线速度大小相等求出与皮带连接的变速轮塔对应的半径之比【详解】（1）由图可知，图中两球的质量相同，转动的半径相同，则研究的是向心力与角速度的关系故AB错误，C正确；故选C（2）根据，两球的向心力之比为1：4，半径和质量相等，则转动的角速度之比为1：2，因为靠皮带传动，变速轮塔的线速度大小相等，根据，知与皮带连接的变速轮塔对应的半径之比为2：1故B正确，ACD错误故选B【点睛】本实验采用控制变量法，即要研究一个量与另外一个量的关系，需要控制其它量不变知道靠皮带传动，变速轮塔的线速度大小相等四、本大题
27、3小题，共30分.要求在答卷上写出必要的文字说明，重要的公式和明确的答案.23. 如图所示，长为L0.5m的轻杆OA绕O点在竖直平面内做匀速圆周运动，A端连着一个质量为m2kg的小球，取g10m/s2，求：（1）若在最低点时小球的速率为v3m/s，则杆对小球的拉力F为多大；（2）若在最高点时杆对小球的支持力为N4N，则杆旋转的角速度为多大【答案】（1）56N （2）4rad/s【解析】（1）小球在最低点，根据向心力公式得：T-mg=m解得：T=2+20=56N（2）小球在最高点，根据向心力公式得：mg-N=m2L解得：=4rad/s点睛：此题主要考查了向心力公式的直接应用，知道杆子带着在竖直平
28、面内的圆周运动，最高点，杆子可能表现为拉力，也可能表现为推力，取决于速度的大小，在最低点，杆子只能表现为拉力24. 假如将来的某一天你成为了一名优秀的宇航员，并成功登上了月球当你乘宇宙飞船绕月球表面附近做匀速圆周运动时，测得宇宙飞船绕月球的周期为T；当你站在月球上，距离月球表面高为h处自由释放一个小球，测得小球经过时间t后落到月球表面上；已知引力常量为G，忽略月球的自转根据以上信息，求：（1）月球表面的重力加速度；（2）月球的质量【答案】（1） （2）【解析】【分析】（1）根据小球做自由落体运动，由位移时间公式关系求解；（2）根据月球表面物体重力等于万有引力和宇宙飞船做圆周运动，万有引力做向心
29、力分别求得月球质量的表达式，即可联立消去半径R，进而求得质量M【详解】（1）设月球质量为M，半径为R，月球表面重力加速度为g，小球做自由落体运动则有：解得：月球表面重力加速度（2）根据月球表面物体重力等于万有引力可得：解得：宇宙飞船做圆周运动，由万有引力提供向心力，有：解得：联立则有：解得：故月球的质量为【点睛】万有引力的应用问题一般由重力加速度求得中心天体质量，或由中心天体质量、轨道半径、线速度、角速度、周期中两个已知量，根据万有引力做向心力求得其他物理量25. 如图所示，一个可视为质点的质量为m1kg的小球，以某一初速度从A点水平抛出，恰好从竖直圆管BCD的B点沿切线方向进入圆管，经BCD
30、后从圆管的最高点D水平射出，恰好又落到B点已知圆弧的半径为R0.3m，且A与D在同一水平线上，BC弧对应的圆心角60，不计空气阻力，g10m/s2求：（1）AB两点间的水平距离；（2）小球第一次落在B点时，小球对管壁的作用力大小；（3）试判断圆弧管道是否光滑，并简要说明理由【答案】（1）0.52m （2）45N （3）不光滑，原因见解析。【解析】【分析】（1）由A到B做平抛运动且在B处的速度方向沿切线方向求解；（2）对小球在B处进行受力分析，在径向应用牛顿第二定律求解；（3）根据从D到B为平抛运动求得在D点的速度，然后分别求得在B和D的机械能，根据机械能是否相等得到管道是否光滑【详解】（1）小
31、球从A到B做平抛运动，在竖直方向上有：解得：则小球在B处的竖直分速度为：在B点，由几何关系得：解得：水平初速度为 所以AB两点间的水平距离为：小球在B处的速度为：（2）对小球进行受力分析可知，管壁对小球的作用力F指向圆心在径向方向上应用牛顿第二定律可得：解得：由牛顿第三定律可得：小球第一次落在B点时，小球对管壁的作用力大小为45N（3）小球从D到B做平抛运动，竖直方向上有：，水平方向上有：解得：以B的为零势能面，则小球在B处的机械能为：在D处的机械能为：所以，小球从B到D机械能减少，故圆弧管道不光滑【点睛】经典力学问题一般先对物体进行受力分析，求得合外力及运动过程做功情况，然后根据牛顿定律、动能定理及几何关系求解，机械能是否相等来判断管道是否光滑
