重庆八中高2024级高一（下）第一次月考物理试题一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。1.关于匀速圆周运动的向心力，下列说法正确的是（ ）A.向心力整个过程中始终不变B.向心力是根据力的性质命名的C.向心力的效果不能改变质点的线速度大小，只能改变质点的线速度方向D.向心力可以是多个力的合力，也可以是其中一个力，但不可能是一个力的分力【1题答案】【答案】C【解析】【详解】A.匀速圆周运动，向心力指向圆心，方向时刻改变，A错误；B．向心力是能使物体产生向心加速度，使物体做圆周运动的力，是效果命名的力，B错误；C．向心力的方向始终与质点的速度方向垂直，向心力的效果不能改变质点的线速度大小，只能改变质点的线速度方向，C正确；D．向心力作用是产生向心加速度，它不是什么特殊的力，可以是多个力的合力，也可以是其中一个力，也可能是一个力的分力，D错误。故选C。2.如图所示，转笔深受广大中学生的喜爱，其中也包含了许多的物理知识，假设小李同学是转笔高手，能让笔绕其手上的某一点O做匀速圆周运动，下列叙述正确的是（ ）A.笔杆上各点的线速度方向沿着笔杆指向O点B.除了O点，笔杆上其他点的角速度大小都一样C.笔杆上各点的线速度大小与到O点的距离成反比D.笔杆上的点离O点越近，做圆周运动的向心加速度越大
【2题答案】【答案】B【解析】【详解】A．笔杆上各点绕O点匀速转动，各点的线速度方向垂直于笔杆，A错误；B．笔杆上的各个点都做同轴转动，除O点不转动外，其它点的角速度是相等的，B正确；C．笔杆上各个点的角速度相等，根据可知，笔杆上各点的线速度的大小与到O点的距离成正比，C错误；D．笔杆上的各个点都做同轴转动，所以角速度相等，根据向心加速度的公式可知，离O点越近，向心加速度越小，D错误；故选B。3.随着神舟十三号的成功发射，宇航员翟志刚、王亚平、叶光富将在中国空间站驻留半年从而为我国空间站的建设揭开新的篇章。已知空间站离地高度约为350公里，月球离地球约为38万公里，关于宇航员和空间站，下列说法正确的是（ ）A.宇航员在空间站不受重力的作用B.空间站绕地球做匀速圆周运动的周期比月球绕地运行的周期大C.空间站绕地球做圆周运动的过程中，加速度不变D.空间站绕地球做圆周运动的运行速度小于7.9km/s【3题答案】【答案】D【解析】【详解】A．宇航员在空间站仍受重力的作用，由重力提供向心力，故A错误；B．空间站绕地球做匀速圆周运动的轨道半径比月球绕地球运行的轨道半径小，由开普勒第三定律知空间站绕地球做匀速圆周运动的周期比月球的周期小，故B错误；C．空间站绕地球做圆周运动的过程中，加速度大小不变，方向改变，故C错误；D．7.9km/s是近地卫星的运行速度，是卫星绕地球做匀速圆周运动最大的运行速度，可知空间站绕地球做圆周运动的运行速度小于7.9km/s，故D正确。故选D。4.如图所示，一小物块被夹子夹紧，夹子通过长度为L的轻绳悬挂在小环上，小环套在水平
光滑细杆上。物块质量为M，其两侧面与夹子间的最大静摩擦力均为F。小环和物块以速度v向右匀速运动，小环碰到杆上的钉子P后立刻停止，物块向上摆动。整个过程中，物块与夹子没有相对滑动。小环和夹子的质量均不计，物块与夹子的尺寸相较于绳长可忽略，重力加速度为g。下列说法正确的是（ ）A.物块向右匀速运动时，绳中的张力等于2FB.小环碰到钉子P时，绳中的张力等于MgC.小环碰到钉子P时，物块运动速度立即减小D.速度不能超过【4题答案】【答案】D【解析】【详解】A．把夹子和物块看成整体，设绳中的张力为，根据平衡条件可知整个过程中，物块与夹子没有相对滑动，则物块向右匀速运动时，夹子与物块间得摩擦力没有达到最大静摩擦力，则则故A错误；B．小环碰到钉子P时，物块和夹子整体做圆周运动，根据牛顿第二定律有解得
故B错误；C．小环碰到钉子P瞬间，由于惯性，物块的速度保持不变，故C错误；D．速度最大时，夹子和物块间的摩擦力达到最大静摩擦力，对物块有解得故D正确。故选D。5.科学家发现，距离地球2764光年的宇宙空间存在适合生命居住的双星系统。假设构成双星系统的恒星a、b距离其他天体很远，它们都绕着二者连线上的某点做匀速圆周运动。其中恒星a不断吸附宇宙中的尘埃而使得质量缓慢增大，恒星b的质量和二者之间距离均保持不变，两恒星均可视为质量分布均匀的球体，则下列说法正确的是（ ）A.恒星b的加速度大小缓慢增大B.恒星b的线速度大小缓慢减小C.恒星a的角速度大小缓慢减小D.恒星a的轨道半径缓慢增大【5题答案】【答案】A【解析】【详解】设恒星a的质量为，恒星b的质量为，两恒星之间的距离为，构成双星的轨道半径为、，由万有引力提供匀速圆周运动的向心力，有，，联立解得
A．恒星b的加速度大小为故随着增大，不变，不变，恒星b的加速度大小缓慢增大，故A正确；B．恒星b的线速度大小为故随着增大，不变，不变，恒星b的线速度大小缓慢增大，故B错误；C．恒星a由于不断吸附宇宙中的尘埃而使得质量缓慢的均匀增大，恒星b的质量和二者之间的距离均保持不变，即增大，不变，不变，则由，可得双星系统的角速度缓慢增大，故C错误；D．由双星的运动规律有，可得增大，不变，不变，则恒星a的轨道半径缓慢减小，故D错误。故选A。6.纳米材料的抗拉强度几乎比钢材还高出100倍，使人们设想的太空电梯成为可能．其工作原理是从同步卫星高度的太空站竖直放下由纳米材料做成的太空电梯，固定在赤道上，这样太空电梯随地球一起旋转，如图所示．关于太空电梯仓停在太空电梯中点P时，下列对于太空电梯仓说法正确的是()A.处于平衡状态B.速度比第一宇宙速度大C.向心加速度比同高度卫星的小
D.角速度比近地卫星大【6题答案】【答案】C【解析】【详解】A．电梯做圆周运动，有加速度，受力不平衡，故A错误；B．根据知速度比同步卫星小，根据同步卫星比第一宇宙速度小，故B错误；C．根据知向心加速度比同高度卫星的小，故C正确；D．根据同步卫星比近地卫星角速度小，所以角速度比近地卫星小，故D错误；故选C．7.在星球P和星球Q的表面，以相同的初速度竖直上抛一小球，小球在空中运动时的图像分别如图所示。假设两星球均为质量均匀分布的球体，星球P的半径是星球Q半径的3倍，下列说法正确的是（ ）A.星球Q和星球P的质量之比为B.星球Q和星球P的密度之比为C.星球Q和星球P的第一宇宙速度之比为D.星球Q和星球P的近地卫星周期之比为【7题答案】【答案】B【解析】【详解】A．由v﹣t图可知星球表面的重力加速度大小
g＝二者△v大小相等，故重力加速度的关系＝＝根据在星球表面物体所受的万有引力等于重力有，M＝故＝代入数据得＝故A错误；B．根据密度公式M＝ρV，V＝可得ρ＝故＝代入数据得＝1故B正确；C．第一宇宙速度是绕星球表面做匀速圆周运动的线速度，由
＝m得v＝故＝代入数据得＝故C错误；D．近地卫星周期T＝故＝代入数据得＝1故D错误；故选B。二、多项选择题：本题共3小题，每小题5分，共15分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有错选得0分。8.为了得到火星全球的地形、地貌数据，“天问一号”在近火点不变的情况下需要不断变轨。如图所示，依次从III轨道变轨到II轨道，再变到I轨道，在实施第三次近火制动后，成功着陆火星。关于“天问一号”，以下说法正确的是（ ）
A.“天问一号”在不同轨道近火点的加速度相同B.“天问一号”在II轨道上近火点的速度小于I轨道上近火点的速度C.“天问一号”在III轨道运行的周期大于在II轨道上运行的周期D.“天问一号”在I轨道近火点的运行速度小于在该轨道远火点的运行速度【8题答案】【答案】AC【解析】【详解】A．根据牛顿第二定律得因为“天问一号”在不同轨道的近火点完全相同，所以加速度相同，A正确；B．II轨道近火点需要减速变到I轨道，所以“天问一号”在II轨道上近火点的速度大于I轨道上近火点的速度，B错误；C．根据开普勒第三定律，半长轴越大，周期越大，所以III轨道周期更大，C正确；D．根据开普勒第二定律，近火点的速度大于远火点的速度，D错误。故选AC。9.三颗人造卫星A、B、C都在赤道正上方同方向绕地球做匀速圆周运动，A、C为地球同步卫星，某时刻A、B相距最近，如图所示。已知地球自转周期为T1，B的运行周期为T2，则下列说法正确的是（ ）A.A、C受到的万有引力大小相等
B.经过时间，A、B再次相距最近C经过时间，A、B相距最远D.在相同时间内，A与地心连线扫过的面积大于B与地心连线扫过的面积【9题答案】【答案】CD【解析】【详解】A．卫星A和C的角速度与地球赤道物体自转的角速度相等，轨道半径大于地球半径，根据可知，卫星A和C的向心加速度相等，但A、C质量未知，无法得出向心力大小，故A错误；B．卫星A、B由相距最近到再次相距最近，圆周运动转过的角度差为2π，所以可得ωBt﹣ωAt＝2π其中ωB＝ωA＝则经历的时间故B错误；C．卫星A、B由相距最近到相距最远，圆周运动转过的角度差为π，所以可得ωBt﹣ωAt＝π其中ωB＝ωA＝
则经历的时间t’＝故C正确；D．绕地球运动的卫星与地心的连线在相同时间t内扫过的面积S＝vtr由万有引力提供向心力，可知整理解得S＝vtr＝可知，在相同时间内，A与地心连线扫过的面积大于B与地心连线扫过的面积，故D正确。故选CD。10.现有一根长0.4m的刚性轻绳，其一端固定于O点，另一端系着一个可视为质点且质量为1kg的小球，将小球提至O点正上方的A点处，此时绳刚好伸直且无张力，如图所示。不计空气阻力，g＝10m/s2，则（ ）A.小球以4m/s的速度水平抛出的瞬间，绳中的张力大小为30NB.小球以2m/s的速度水平抛出的瞬间，绳子的张力大小为0C.小球以1m/s的速度水平抛出的瞬间，绳子的张力大小为7.5ND.小球以1m/s的速度水平抛出到绳子再次伸直时所经历的时间为s【10题答案】【答案】ABD【解析】
【详解】A．要使小球在竖直面内能够做完整的圆周运动，在最高点时重力恰好提供的向心力，根据牛顿第二定律可得mg＝m解得v＝＝2m/s小球以4m/s的速度水平抛出的瞬间，对小球受力分析，由牛顿第二定律得T+mg＝m解得T＝30N故A正确；B．小球以2m/s的速度水平抛出的瞬间，轻绳刚好有拉力，张力为0，B正确；C．小球以1m/s的速度水平抛出的瞬间，1m/s＜2m/s，此时轻绳处于松弛状态，绳上拉力为0，故C错误；D．小球将做平抛运动，经时间t绳拉直，如图所示：在竖直方向有y＝在水平方向有x＝v2t由几何知识得l2＝(y﹣l）2+x2联立并代入数据解得t＝s故D正确；故选ABD。
三、非选择题：共57分11.如图甲所示为测量电动机转动角速度的实验装置，圆形卡纸固定在电动机转轴上，在电动机的带动下在竖直面随转轴匀速转动。在圆形卡纸的旁边竖直安装一个改装了的电火花计时器，该电火花计时器可以在卡纸上每隔相同的时间间隔打一个点。（1）请将下列实验步骤按先后排序：________；①启动电动机，使圆形卡纸转动起来，并接通电火花计时器的电源，使它工作起来②使电火花计时器与圆形卡纸保持良好接触③关闭电动机，拆除电火花计时器；研究卡纸上留下的一段点迹，如图乙所示，写出角速度的表达式，代入数据，得出的测量值。（2）要得到角速度的测量值，还缺少一种必要的工具，它是________；A.秒表 B.细线 C.量角器 D.重锤（3）为了避免在卡纸连续转动过程中出现打点重叠，在电火花计时器与盘面保持良好接触的同时，可以缓慢地将电火花计时器沿圆形卡纸半径方向向卡纸中心移动。则卡纸上打下的点的分布曲线不是一个圆，而是类似一种螺旋线，如图丙所示。这对测量结果________(选填“有”或“无”)影响。【11题答案】【答案】①.②①③②.C③.无【解析】【详解】（1）[1]本实验中应先使电火花计时器与圆形卡纸保持良好接触，然后使卡片转动起来，再接通电火花计时器，因此顺序为②①③。
（2）[2]要得到角速度的测量值，由角速度定义式可知需要测出两个点之间的时间间隔和对应的圆心角，时间间隔可由打点计时器的打点周期求得，圆心角可用量角器测量，所以缺少的工具为量角器。故选C。（3）[3]电火花计时器沿圆形卡纸半径方向向卡纸中心移动，打出的点向圆心靠近，由于角速度不变，因此两点之间所对应的圆心角保持不变，因此对实验结果无影响。12.某学校兴趣小组的同学们设计了用圆锥摆粗略验证向心力表达式的实验，备有以下实验器材：A.秒表，B.天平，C.小钢球（质量未知），D.刻度尺，E.铁架台和细线（1）用天平测出小钢球的质量m。（2）如图甲所示，细线上端固定在铁架台上。将画着几个同心圆的白纸置于水平桌面上，使圆心位于悬挂点O正下方。用手带动小钢球，设法使它刚好沿纸上某个半径r的圆周运动。①若用秒表记录运动n圈的总时间为t，那么小钢球做圆周运动的向心力表达式为___________；（用题中所给物理量符号表示）②若用刻度尺测得圆心距悬点的高度为h，那么小钢球做圆周运动的向心力表达式为___________；（用题中所给物理量符号表示）③改变小钢球做圆周运动的半径，多次实验，得到如图乙所示的关系图像，则图线的斜率表达式为___________。（用题中所给物理量符号表示）
④依据图像上的数据，计算出图线斜率的数值，若计算出的数值等于第③问中表达式的数值，则验证向心力表达式的正确。【12题答案】【答案】①.②.③.【解析】【分析】【详解】（2）[1]小钢球做圆周运动的周期为因此向心力表达式为[2]小钢球所受的合力提供向心力，因此向心力为[3]小球所受的合力提供向心力，有整理得整理得图线的斜率13.北京时间2019年4月10日21时，人类首张黑洞照片面世。某黑洞质量和半径的之比为（其中为光速，为引力常量），且观测到距黑洞中心距离为r的天体以速度绕该黑洞做匀速圆周运动，求：
（1）该黑洞的质量M；（2）该黑洞的半径R。【13题答案】【答案】（1）；（2）【解析】【详解】（1）距黑洞中心距离为r的天体以速度绕该黑洞做匀速圆周运动，则得（2）由得14.如图所示，AB是在竖直平面内的圆弧轨道，半径为，在B点轨道的切线是水平的。在圆弧轨道的下面有一半径为R的水平圆盘，绕垂直于盘面的中心轴BO2匀速转动，C点为轮盘边缘上一点。一可视为质点且质量为的小球从圆弧轨道上某处下滑，达到B点时速度为，此时速度方向恰与O2C平行，且C点与B球的位置关系如图所示，重力加速度为。求：（1）小球到达点时对圆弧轨道的压力大小；（2）要使小球刚好落在圆盘边缘，BO2间的距离h；
（3）要使小球刚好落在C点，圆盘转动的转速n。【14题答案】【答案】（1）；（2）；（3），、、【解析】【详解】（1）由向心加速度公式有根据牛顿第二定律可得可得由牛顿第三定律（2）球从点起做平抛运动，设飞行时间为，水平方向有竖直方向有由以上两式
（3）由得圆板转动的周期球刚好落在点应满足的条件是由以上三式可得，、、15.如图所示，在水平圆盘上放有质量分别为2kg、1kg、1kg可视为质点的三个物体A、B、C。圆盘可绕其中心轴线OO＇转动，三个物体与圆盘间动摩擦因数均为μ=0.1，最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力，三个物体与中心轴线的O点共线，且OC=OB=AB=r=0.1m，现将三个物体分别用两根轻质细线相连，保持两根细线都伸直且绳中恰无张力，若圆盘从静止开始转动，且角速度在极其缓慢的变化，重力加速度g=10m/s2，则在这一过程中求：（1）A、B之间的绳子即将出现拉力时，圆盘转动的角速度；（2）B、C之间的绳子即将出现拉力时，圆盘转动的角速度以及此时、之间绳上的张力；（3）当C所受摩擦力的大小为时，圆盘转动的角速度可能的值。【15题答案】【答案】（1）；（2）；；（3）见解析【解析】
【详解】（1）A、B之间的绳子即将出现拉力时，对A得（2）B、C之间的绳子即将出现拉力时，对A对B得（3）当绳BC上拉力为0时：对C得当绳BC上拉力不为0，且圆盘对C摩擦力沿径向向圆心时：对A对B对C得
当绳BC上拉力不为0，且圆盘对C摩擦力沿径向向半径的延长线时：对A对B对C得
