2022-2023学年安庆市重点中学高一（下）质量监测物理试卷（5月）
注意事项:
1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在试卷上无效。
3.考试结束后，本试卷和答题卡一并交回。
第I卷（选择题）
一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分.在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1. 曲线运动是常见的运动形式。图甲中投出的篮球在空中做曲线运动，图乙是中国珠海航展中飞机飞行表演的精彩镜头。关于做曲线运动的物体，在运动过程中，一定变化的物理量是( )
A. 加速度 B. 速度方向 C. 速度大小 D. 合外力
2. 牛顿以他伟大的工作把天空中的现象和地面的现象统一起来，成功的解释了天体运动的规律，时至今日，上千颗人造卫星正在按照万有引力定律为他们设定的轨道绕地球运转着，以下有关说法正确的是( )
A. 第谷通过观察行星的运动，得出了行星的运动规律，他认为行星的轨道都是椭圆
B. 开普勒通过对行星运动规律的研究，总结出了万有引力定律
C. 牛顿利用扭秤装置测出了万有引力常量的数值
D. 牛顿总结前人的成果得出了牛顿三大定律
3. 如图所示的传动装置，在大齿轮盘内嵌有三个等大的小齿轮。若齿轮的齿很小，大齿轮半径内径是小齿轮半径的倍，则当大齿轮顺时针匀速转动时，下列说法正确的是( )
A. 小齿轮逆时针匀速转动
B. 小齿轮的每个齿的线速度均一样
C. 小齿轮的角速度是大齿轮角速度的倍
D. 小齿轮每个齿的向心加速度是大齿轮每个齿的向心加速度的倍
4. 要使两物体间的万有引力减小到原来的，不能采用的方法是( )
A. 使两物体的质量各减小一半，距离保持不变
B. 使两物体间的距离增至原来的倍，质量不变
C. 使两物体的质量及它们之间的距离都减为原来的
D. 使其中一个物体的质量减为原来的一半，距离变为原来的倍。
5. 共享单车给人们的出行带来了便捷，张山学习圆周运动后明白了自行车提速的原理如图所示，自行车的大齿轮与小齿轮通过链条相连，而后轮与小齿轮是绕共同的轴转动的。设大齿轮、小齿轮和后轮的半径分别为、、，在它们的边缘分别取一点、、。设点的线速度大小为，则下列判断正确的是( )
A. 点的线速度大小为 B. 点的线速度大小为
C. 大齿轮转动的角速度 D. 自行车前进的速度等于
6. 图甲所示的“太极球”是较流行的健身器材。现将太极球拍和球简化成如图乙所示的平板和球，熟练的健身者让球在竖直面内始终不脱离板而做匀速圆周运动，且在运动到图中的四个位置时球与板间无相对运动趋势。为圆周的最高点，为最低点，、与圆心等高。设球的质量为，不计球拍的质量和球与球拍间的摩擦。下列说法正确的是( )
A. 球运动到最高点时的最小速度为零
B. 球在处对板的作用力比在处对板的作用力大
C. 增大球的运动速度，当球运动到点时板与水平面的夹角变小
D. 球运动到点，时，板对球的作用力大小
二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
7. 如图所示，一轻绳穿过水平桌面上的小圆孔，上端拴物体，下端拴物体。若物体在桌面上做半径为的匀速圆周运动时，角速度为，线速度大小为，物体处于静止状态，则不计摩擦( )
A. 所需向心力大小等于所受重力的大小
B. 所需向心力大小大于所受重力的大小
C. 与成正比
D. 与成正比
8. 一只小船在静水中的速度为，它要渡过一条宽为的河，河水流速为，则这只船：
A. 过河时间不可能小于
B. 不能沿垂直于河岸方向过河
C. 可以渡过这条河，而且所需时间可以为
D. 不可能渡过这条河
9. 年月日，神舟十二号载人飞船与天和核心舱完成对接，航天员聂海胜，刘伯明、汤洪波进入天和核心舱，标志着中国人首次进入了自己的空间站。对接过程如图所示，天和核心舱处于半径为的圆轨道Ⅲ，神舟十二号飞船处于半径为的圆轨道Ⅰ，运行周期为，通过变轨操作后，沿椭圆轨道Ⅱ运动到处与天和核心舱对接。则神舟十二号飞船( )
A. 需要加速才能由轨道Ⅰ进入轨道Ⅱ
B. 沿轨道Ⅰ运行的周期大于天和核心舱沿轨道Ⅲ运行的周期
C. 沿轨道Ⅱ运动到对接点过程中，速度不断增大
D. 沿轨道Ⅱ运行的周期为
10. 如图所示，水平放置的网球发球机正对着竖直墙面发射网球，两次发射的网球分别在墙上留下、两点印迹。测得，为水平线，若忽略网球在空中受到的阻力，下列说法正确的是( )
A. 两球发射的初速度：：
B. 两球发射的初速度：：
C. 两球从点发射到碰到墙面所用的时间：：
D. 两球从点发射到碰到墙面所用的时间：：
第II卷（非选择题）
三、实验题：本大题共2小题，共16分。把答案写在答题卡中指定位置处，不要求写出演算过程。
11. 用甲图所示的装置来探究钢球做圆周运动所需向心力的大小与质量、角速度和半径之间的关系探究过程中某次实验时装置的状态如图所示。
运用的实验方法是 法。
若两个钢球质量和转动半径相等，且标尺上红白相间的等分格显示出两个钢球所受向心力的比值为，则转动的角速度之比为 此时与皮带连接的两个变速塔轮的俯视图如乙图所示，此时两变速塔轮的半径之比为 。
12. 三个同学根据不同的实验装置，进行了“探究平抛运动的特点”的实验：
甲同学采用如图甲所示的装置．用小锤击打弹性金属片，金属片把球沿水平方向弹出，同时球被松开自由下落，观察到两球同时落地，改变小锤打击的力度，即改变球被弹出时的速度，两球仍然同时落地，这说明__________________________。
乙同学采用频闪摄影的方法拍摄到如图乙所示的小球做平抛运动的照片，小球在平抛运动中的几个位置如图中的、、、所示，图中每个小方格的边长为，则该小球经过点时的速度大小______结果保留三位有效数字，取
丙同学采用如图丙所示的装置．关于该实验方法，下列选项中与误差无关的是________．
A.槽与小球间有摩擦
B.槽末端切线不水平
C.小球每次自由滚下的位置不同
四、计算题：本大题共4小题，共44分。把答案写在答题卡中指定位置处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。
13. 年月日时分，“天宫课堂”第二课在中国空间站天和核心舱开讲，满足了孩子们对空间科学知识的好奇。已知天和核心舱距离地面高度为，其运动可视为匀速圆周运动，环绕周期为，万有引力常量为，地球半径为。求：
地球的质量；
地球的第一宇宙速度。
14. 如图所示，半径为、内径很小的光滑圆管竖直放置。现让可视为质点的小球在竖直平面内做圆周运动，小球质量为，取重力加速度为。试分析：
若小球通过最低点时的速率为，此时小球对圆管的作用力大小为多少？
若小球在最高点时对圆管的作用力大小为，此时小球的速率为多少？
15. 如图所示，一个质量为的小球可视为质点以某一初速度从点水平抛出，恰好从圆管的点沿切线方向进入圆弧，经从圆管的最高点射出，恰好又落到点。已知圆弧的半径为且与在同一水平线上，弧对应的圆心角，不计空气阻力。求：
小球从点做平抛运动的初速度的大小；
小球在点时的速度大小
在点处小球对管壁的作用力的大小和方向；
16. 水平抛出的一个石子，经过落到水平地面，落地时的速度方向跟水平方向的夹角是，，取试求：
石子的抛出点距地面的高度；
石子的水平位移的大小．
答案和解析
1.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查了物体做曲线运动的条件；曲线运动的速度的方向必定是改变的，所以曲线运动一定是变速运动，它的速度肯定是变化的。
【解答】
曲线运动是指物体所受的合外力和它速度方向不在同一直线上的运动，所以做曲线运动的物体受到的合力，加速度可以是不变的，故AD不合题意；
B.物体既然做曲线运动，那么它的速度方向肯定是不断变化的，所以速度一定在变化，故B符合题意；
C.做曲线运动的物体所受的合外力和它速度方向不在同一直线上的运动，即一直在改变物体运动的方向，但物体运动的速率可以是不变的，故C不合题意。
2.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查物理学史和物理学家，应熟记相关人物及其事迹。
解答
A.第谷观察行星并记录数据，开普勒根据第谷的数据得出行星运动规律，错；
B.牛顿总结出万有引力定律，错；
C.卡文迪许测出万有引力常量，错；
D.牛顿总结前人的成果得出了牛顿三大定律，D正确．
3.【答案】
【解析】解：、小齿轮的运动方向和大齿轮的运动方向相同，所以小齿轮也是顺时针匀速转动，故A错误；
B、由于线速度为矢量，小齿轮的每个齿的线速度大小相等、方向不同，故B错误；
C、根据可知，线速度大小相等，大齿轮半径内径是小齿轮半径的倍时，小齿轮的角速度是大齿轮角速度的倍，故C错误；
D、根据向心加速度公式可知，大齿轮半径内径是小齿轮半径的倍，可知小齿轮每个齿的向心加速度是大齿轮每个齿的向心加速度的倍，故D正确。
故选：。
大齿轮和小齿轮的线速度大小相等，小齿轮的运动方向和大齿轮的运动方向相同，根据判断角速度的关系；根据公式判断向心加速度的关系。
本题以传动装置为情景载体，考查了匀速圆周运动中线速度、角速度、向心加速度与半径的关系，知道大齿轮和小齿轮的线速度大小相等，同时注意线速度是矢量，难度适中。
4.【答案】
【解析】
【分析】
根据万有引力定律的内容万有引力是与质量乘积成正比，与距离的平方成反比解决问题，变量有质量、距离，要考虑全面。
本题主要考查万有引力定律，要注意万有引力是与质量乘积成正比，与距离的平方成反比， 不能考虑一个变量而忽略了另一个变量的变化。
【解答】
根据万有引力定律的表达式：
A.使两物体的质量各减少一半，距离保持不变，万有引力减小到原来的，故A能采用；
B.使两物体间距离增至原来的倍，质量不变，万有引力减小到原来的，故B能采用；
C.使两物体的质量及它们之间的距离都减为原来的，万有引力不变，故 C不能采用；
D.使其中一个物体的质量减为原来的一半，距离变为原来的倍，万有引力减小到原来的，故D能采用。
故选C。
5.【答案】
【解析】
【分析】
本题在链条传动中考查线速度、角速度、半径等之间的关系，解决这类问题的关键是弄清哪些地方线速度相等，哪些位置角速度相等。
对于链条传动装置问题要把握两点一是同一链条上线速度相等，二是同一转盘上角速度相等。
【解答】
A、传动过程中，同一链条上的、两点的线速度相等，故B点的速度为，故A错误；
B、与是同轴转动，则角速度相等，根据得，故B正确；
C、点的线速度大小为，所以大齿轮转动的角速度是，故C错误；
D、自行车前进的速度等于后轮的线速度，即，故D错误；
故选：。
6.【答案】
【解析】解：、当球恰好能做圆周运动时，在最高点处有：
可得球通过最高点的最小速度为：，故A错误；
B、设球做匀速圆周运动的速度为，在处有处板对球的作用力分别为和，根据牛顿第二定律可知，在处有：
在处有：
可得：，故B正确；
C、当球运动到点时，受力分析如图所示
有：，增大球的运动速度，则板与水平面的夹角增大，故C错误；
D、当球运动到点，时，板对球的作用力大小为：，故D错误。
故选：。
球在运动过程中受重力和支持力，合外力提供做圆周运动的向心力。然后对球在、、各点运用向心力的公式进行分析求解。
本题主要考查向心力公式的应用和匀速圆周运动的受力特征，重点要对物体的受力做出正确的分析，运用牛顿第二定律列式即可解决此类问题。
7.【答案】
【解析】
【分析】
物体做匀速圆周运动，绳子的拉力提供所需的向心力，拉力又等于物体的重力，根据向心力公式，可解本题。
解决本题的关键知道绳子的拉力提供做圆周运动的向心力，结合受力分析进行求解，注意研究对象的灵活选择。
【解答】
、物体静止不动，受重力和绳子拉力，二力平衡，物体做匀速圆周运动，绳子的拉力提供所需的向心力，，所以所需向心力大小等于所受重力的大小，故A正确，B错误；
C、根据向心力公式和牛顿第二定律得：，则与成正比，故C正确；
D、根据向心力公式和牛顿第二定律得：，则与成反比，故D错误；
故选：。
8.【答案】
【解析】解：当静水速与河岸垂直时，过河时间最短，最短时间为，故A正确，C错误；根据平行四边形定则，由于静水速小于水流速，则合速度不可能垂直于河岸，即船不可能垂直到达对岸．故B正确．只要静水速与河岸不平行，船就能渡过河．故D错误．故选AB
本题考查运动的合成与分解，小船过河问题。
9.【答案】
【解析】
【分析】
由低轨道进入高轨道，需要加速做离心运动，根据开普勒第三定律绕同一中心天体的行星轨道半径的三次方与周期平方成正比。
本题考查万有引力的应用，解题关键在于理解卫星的变轨问题，从低轨道进入高轨道需要加速，从高轨道到低轨道要减速。
【解答】
A.卫星由低轨道进入高轨道，即由轨道Ⅰ进入轨道Ⅱ需要加速做离心运动，故A正确；
B.根据开普勒第三定律，轨道Ⅰ的轨道半径小于轨道Ⅲ的轨道半径，则沿轨道Ⅰ运行的周期小于天和核心舱沿轨道Ⅲ运行的周期，故B错误；
C.神舟十二号载人飞船沿轨道Ⅱ运动到对接点过程中，根据开普勒第二定律，速度越来越小，故C错误；
D.根据开普第三定律，神舟十二号飞船沿轨道Ⅰ运行和沿轨道Ⅱ运行：
解得，故D正确。
故选：。
10.【答案】
【解析】解：设，忽略空气阻力，网球做平抛运动
竖直方向：，
水平方向：
解得：：：，：：
故BC正确，AD错误。
故选：。
通过竖直方向位移的比值求时间的比值，通过水平方向位移相等求初速度的比值。
本题考查了平抛运动的运动规律，平抛运动的常规处理方法是运动的合成与分解，即把平抛运动分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动。
11.【答案】控制变量法；；
【解析】
【分析】
本题考查探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系的实验，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；另外需明确靠皮带传动，变速轮塔边缘的线速度大小相等，由此分析解答。
【解答】
研究向心力的大小与质量、角速度和半径之间的关系，就要保持质量、角速度和半径中的两个量不变，研究力与其他一个量的关系，因此实验采用的是控制变量法，
根据，两球的向心力之比为，半径和质量相等，则转动的角速度之比为，因为靠皮带传动，两变速塔轮的线速度大小相等，根据知，与皮带连接的变速塔轮对应的半径之比为．
12.【答案】平抛运动在竖直方向上是自由落体运动；；
【解析】
【分析】
解决本题的关键知道实验的原理和注意事项，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。
抓住两球始终同时落地，得出球竖直方向上的运动规律与球相同；
根据竖直方向上连续相等时间内的位移之差是一恒力求出相等的时间间隔，结合水平位移和时间间隔求出水平分速度，根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出点的竖直分速度，结合平行四边形定则求出点的速度；
根据实验的原理和注意事项确定与误差无关的操作步骤。
【解答】
平抛运动的小球与自由落体运动的小球总是同时落地，平抛运动在竖直方向上是自由落体运动；
取、、三点分析，水平方向间隔均为，所以小球从点到点、从点到点的时间相同，设均为，在竖直方向上，由得：，
根据水平方向匀速运动有，解得：，
点是、的时间中点，小球经过点时竖直方向上的速度为：，
小球经过点时的速度大小为：；
弧形槽与小球间有摩擦，对本实验没有直接影响，只要小球每次从同一位置静止释放，小球做平抛运动的初速度都相同，故A正确，BCD错误。
13.【答案】解：根据万有引力提供向心力可得：，
解得：。
由万有引力提供向心力有：，
解得：，
代入可得：。
答：地球的质量为；
地球的第一宇宙速度为。
【解析】根据万有引力提供向心力进行解答；
由万有引力提供向心力结合向心力的计算公式求解第一宇宙速度。
本题主要是考查了万有引力定律及其应用；解答此类题目一般要把握两条线：一是在星球表面，忽略星球自转的情况下，万有引力等于重力；二是根据万有引力提供向心力列方程进行解答。
14.【答案】解：
当球经过最低点时，由牛顿第二定律可得：，解得小球受圆管的支持力大小为：；
根据牛顿 第三定律小球对圆管的作用力大小为；
在最高点时对圆管的作用力大小为，由于球的重力为，故圆轨道对球的作用力必向下，由牛顿第二定律可得：，，解得此时小球的速率为。
【解析】本题主要考查竖直平面内的圆周运动，知道由合力提供向心力是解题的关键，难度一般。
在最低点，对球受力分析，由牛顿第二定律解得小球对圆管的作用力大小；
由球的重力大小与作用力相对比，由此确定轨道对其作用力的方向，再在最高点时，由牛顿第二定律解得求的速度大小。
15.【答案】解：小球从到的过程做平抛运动。如图所示，
由几何关系可得
联立解得：；
小球从到的过程做平抛运动解得： ；
处小球做圆周运动，设管壁对小球的支持力为，由牛顿第二定律有解得：由牛顿第三定律可得，小球在处对管壁的压力大小为，方向竖直向下。
【解析】根据几何关系求出平抛运动下降的高度，从而求出竖直方向上的分速度，根据运动的合成和分解求出初速度的大小；根据平抛运动知识求出小球在点的速度，再根据牛顿第二定律求出管壁对小球的弹力作用。
本题综合考查了平抛运动和圆周运动的基础知识，难度不大，关键搞清平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，以及圆周运动向心力的来源。
16.【答案】解：石子做平抛运动，在竖直方向上做自由落体运动，所以：。
石子水平方向做匀速运动，水平速度
竖直方向自由落体速度为：，
由得：
石子水平位移为：
【解析】平抛运动在竖直方向上做自由落体运动，根据位移时间公式求出石子抛出点距离地面的高度。
根据速度时间公式求出石子落地时竖直分速度，结合平行四边形定则求出初速度，从而求出水平位移。
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，结合运动学公式灵活求解，难度不大。
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