山东省泰安市泰安一中青年路校区2024-2025学年高一下学期3月月考物理试题（Word版附解析）

这是一份山东省泰安市泰安一中青年路校区2024-2025学年高一下学期3月月考物理试题（Word版附解析），共16页。试卷主要包含了0N的拉力 B．受到6等内容，欢迎下载使用。
注意事项：
1.答卷前，考生务必将自己的姓名、考场号、座位号、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，用铅笔把答题卡上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，写在本试卷上无效。
考试时间为90分钟，满分100分
一、单项选择题：本题共10小题，每小题3分，共30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. 下列有关生活中圆周运动实例分析中说法正确的是（ ）
A. 甲图中，汽车通过拱桥最高点时，速度不能超过
B. 乙图中，杂技演员表演“水流星”，在通过最高处时，水与桶之间可以没有作用力
C. 丙图中，当火车转弯超过规定速度行驶时，内轨对内轮缘会有挤压作用
D. 丁图中，洗衣机脱水原理是水滴受到的离心力大于它受到的向心力，水沿切线方向甩出
2. 某种变速自行车，与后轮相连的飞轮有五个齿轮，齿数分别为：16、18、21、24、28，与踏板相连的链轮有三个齿轮，齿数分别为：28、38、48，前后车轮的直径为，当人骑着车行进的速度为时，脚踩踏板做匀速圆周运动的最小角速度为（ ）
A. B. C. D.
3．为了探测引力波，“天琴计划”预计发射地球卫星P，其轨道半径约为地球半径的16倍；另一地球卫星Q的轨道半径约为地球半径的4倍。P与Q的周期之比约为( )
A.2:1 B.4:1 C.8:1 D.16:1
4．如图，一质量为的小朋友由高，倾角的滑梯顶端静止滑下，已知滑到底端时的速度大小为，重力加速度，下列说法正确的是（ ）
A．重力做功B．支持力做功
C．阻力做功D．合力做功
5. 如图所示，在某外高内低的弯道测试路段上汽车向左转弯，把汽车的运动看作是在水平面内做半径为R的匀速圆周运动。设路面内外高度相差h，路基的水平宽度为d，路面的宽度为L，已知重力加速度为g。要使车轮与路面之间垂直前进方向的横向摩擦力等于零，则汽车转弯时的车速应等于（ ）
A. B.
C. D.
6．如图所示，长度l=0.50m的轻质杆OA，A端固定一个质量m=3.0kg的小球，小球以O为圆心在竖直平面内做圆周运动。通过最高点时小球的速率是2.0m/s，g取10m/s2，则此时细杆OA（ ）
A. 受到6.0N的拉力 B．受到6.0N的压力
C．受到24N的拉力 D．受到54N的拉力
7. 如图所示，Ⅰ为北斗卫星导航系统中的静止轨道卫星，其对地张角为；Ⅱ为地球的近地卫星。已知地球的自转周期为，万有引力常量为G，根据题中条件，可求出（ ）
A. 地球的平均密度为
B. 卫星Ⅰ和卫星Ⅱ的加速度之比为
C. 卫星Ⅱ的周期为
D. 卫星Ⅱ运动的周期内无法直接接收到卫星发出电磁波信号的时间为
8.如图所示，高速公路上汽车定速巡航(即保持汽车的速率不变)通过路面abcd，其中ab段为平直上坡路面，bc段为水平路面，cd段为平直下坡路面。不考虑整个过程中空气阻力和摩擦阻力的大小变化。下列说法正确的是( )
A．在ab段汽车的输出功率逐渐减小
B．汽车在ab段的输出功率比bc段的大
C．在cd段汽车的输出功率逐渐减小
D．汽车在cd段的输出功率比bc段的大
9．如图所示，天文观测中观测到有三颗星体位于边长为l的等边三角形三个顶点上，并沿等边三角形的外接圆做周期为T的匀速圆周运动。已知引力常量为G，不计其他星体对它们的影响，关于这个三星系统，下列说法正确的是( )
A．三颗星体的质量可能不相等
B．某颗星体的质量为eq \f(4πl2,3GT2)
C．它们的线速度大小均为eq \f(2\r(3)πl,T)
D．它们两两之间的万有引力大小为eq \f(16π4l4,9GT4)
10.如图甲所示，一物块以一定初速度沿倾角为30°的固定斜面上滑，运动过程中摩擦力大小f恒定，物块动能Ek与运动路程s的关系如图乙所示。重力加速度大小取10 m/s2，物块质量m和所受摩擦力大小f分别为( )
A．m＝0.7 kg，f＝0.5 N
B．m＝0.7 kg，f＝1.0 N
C．m＝0.8 kg，f＝0.5 N
D．m＝0.8 kg，f＝1.0 N
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。
11.用力F拉着一个物体从空中的a点运动到b点的过程中，重力做功－3 J，拉力F做功8 J，空气阻力做功－0.5 J，则下列判断正确的是( )
A．物体的重力势能增加了3 J B．物体的重力势能减少了3 J
C．物体的动能增加了4.5 J D．物体的动能增加了8 J
12.如图所示，摩天轮悬挂的座舱在竖直平面内做匀速圆周运动。座舱的质量为m，运动半径为R，角速度大小为ω，重力加速度为g，则座舱( )
A．运动周期为eq \f(2πR,ω)
B．线速度的大小为ωR
C．受摩天轮作用力的大小始终为mg
D．所受合力的大小始终为mω2R
13. 2022年11月30日，神舟十五号载人飞船与“天和核心舱”完成对接，航天员费俊龙、邓清明、张陆进入“天和核心舱”，对接过程的示意图如图所示，“天和核心舱”处于半径为的圆轨道III；神舟十五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B处与“天和核心舱”对接。则神舟十五号飞船（ ）
A. 由轨道I进入轨道II需A点加速
B. 沿轨道Ⅱ运行的周期为
C. 在轨道I上A点的加速度大于在轨道II上A点的加速度
D. 在轨道III上B点的线速度小于在轨道II上B点的线速度
14．如图10所示，两个质量均为m的小木块a和b(可视为质点)放在水平圆盘上，a与转轴OO′的距离为l，b与转轴的距离为2l。木块与圆盘的最大静摩擦力为木块所受重力的k倍，重力加速度大小为g。若圆盘从静止开始绕转轴缓慢地加速转动，用ω表示圆盘转动的角速度，下列说法正确的是 ( )
A．b一定比a先开始滑动
B．a、b所受的摩擦力始终相等
C．ω＝eq \r(\f(kg,2l))是b开始滑动的临界角速度
D．当ω＝eq \r(\f(2kg,3l))时，a所受摩擦力的大小为kmg
三、非选择题：本题共6小题，共60分。
15. (8分）某实验小组学习了用向心力演示器“探究向心力大小的表达式”实验后，考虑用传感器探究物体做圆周运动的向心力大小与角速度的关系。如图，将带孔的小滑块套在可绕转轴做匀速圆周运动的光滑水平细杆上，小滑块通过细线与固定在转轴上的拉力传感器相连，每经过光电门一次，通过力传感器和光电门就同时获得一组向心力F和挡光时间。已知小滑块到转轴的距离为R，小滑块上固定的挡光片宽度为d。
（1）该实验小组采用的实验方法主要是_______；
A. 理想模型法B. 微元法
C. 控制变量法D. 等效替代法
（2）以F为纵坐标，为横坐标，可在坐标纸中描出数据点作一条直线，从而验证向心力大小与角速度的平方成正比；若所得图像斜率为k，则滑块质量为________（用题干中物理量表示）；
（3）若水平杆不光滑，根据（2）得到图线的斜率将________。（选填“增大”“不变”或“减小”）
16. （8分）宇航员在月球表面附近自h高处以初速度水平拋出一个小球，测出小球的水平射程为L。若在月球上发射一颗卫星，它绕月球做圆周运动。已知月球半径为R，万有引力常量为G，卫星做圆周运动的周期为T。求：
（1）月球表面的重力加速度；
（2）卫星离月球表面的高度。
17.（12分） 如图所示，装置BOO′可绕竖直轴OO′转动，可视为质点的小球与两细线AB、AC连接后分别系于B、C两点，装置静止时细线AB水平，细线AC与竖直方向的夹角θ＝37°。已知小球的质量为m，细线AC长为l，sin37°＝0.6，cs37°＝0.8，重力加速度为g。求：
（1）当装置处于静止状态时，细线AB的拉力和AC的拉力的大小；
（2）当细线AB拉力的大小等于小球重力的四分之一时，该装置绕OO′轴转动的角速度的大小；
（3）当细线AB的拉力为零时，该装置绕OO′轴转动的角速度的最小值。
18.（12分） 新能源电动车额定功率为，电动车在平直路面上由静止开始以的加速度启动，达到额定功率后，保持该额定功率继续行驶达到最大速度，电动车运动过程中受到的阻力恒定。已知电动车质量为，阻力大小始终为车重的0.1倍，重力加速度。求：
（1）电动车的最大速度；
（2）电动车匀加速运动的时间；
（3）电动车由静止开始至达到最大速度过程中行驶位移大小。
19.（14分） 如图甲所示，游乐场的过山车可以底朝上在竖直圆轨道上运行，可抽象为图乙所示的模型。倾角为45°的直轨道AB、半径R＝10 m的光滑竖直圆轨道和倾角为37°的直轨道EF，分别通过水平光滑衔接轨道BC、C′E平滑连接，另有水平减速直轨道FG与EF平滑连接，EG间的水平距离l＝40 m。现有质量m＝500 kg的过山车，从高h＝40 m 处的A点由静止下滑，经BCDC′EF最终停在G点。过山车与轨道AB、EF间的动摩擦因数均为μ1＝0.2，与减速直轨道FG间的动摩擦因数μ2＝0.75。过山车可视为质点，运动中不脱离轨道，g取10 m/s2。求：
(1)过山车运动至圆轨道最低点C时的速度大小；
(2)过山车运动至圆轨道最高点D时对轨道的作用力大小；
(3)减速直轨道FG的长度x(已知sin 37°＝0.6，cs 37°＝0.8)。
2024级高一下学期阶段性检测
物理试题
考试时间为90分钟，满分100分
一、单项选择题：本题共8小题，每小题3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.【答案】C
【解析】A．1687年牛顿在他的传世之作《自然哲学的数学原理》中，发表了科学史上最伟大的定律之一---万有引力定律，故A正确；
B．英国物理学家卡文迪许在实验室里通过几个铅球之间万有引力的测量，得出了引力常量G的数值，因此被称为能称量地球质量的人，故B正确；
C．开普勒第三定律中的常量k只与中心天体质量有关，故C错误；
D．开普勒根据第谷对行星运动观察记录的数据，应用严密的数学运算和椭圆轨道假说，得出行星运动规律，D正确。
故选C。
2.【答案】B
【解析】A．汽车通过拱桥最高点时，汽车受重力和支持力，则
当F=0时，汽车速度最大
此时汽车是“飞车”状态，所以汽车通过拱桥最高点时，速度不能超过，故A错误；
B．当“水流星”通过最高点时，临界状态为速度是，水的向心力恰好等于水的重力，所以水对桶底的作用力可能为零，故B正确；
C．当火车转弯超过规定速度行驶时，外轨对外轮缘有挤压作用，故C错误；
D．洗衣机脱水原理是水滴所受的支持力不足以提供向心力，故沿切线方向甩出，故D错误。
3．c
4．D
5.【答案】A
【解析】要使车轮与路面之间垂直前进方向的横向摩擦力等于零，则满足
其中
解得
故选A。
6．B
7. 如图所示，Ⅰ为北斗卫星导航系统中的静止轨道卫星，其对地张角为；Ⅱ为地球的近地卫星。已知地球的自转周期为，万有引力常量为G，根据题中条件，可求出（ ）
A.卫星Ⅱ的周期为
B. 卫星Ⅰ和卫星Ⅱ的加速度之比为
C. 地球的平均密度为
D. 卫星Ⅱ运动的周期内无法直接接收到卫星发出电磁波信号的时间为
【答案】C
【解析】AC．设地球质量为M，卫星Ⅰ、Ⅱ的轨道半径分别为r和R，卫星Ⅰ为同步卫星，周期为，近地卫星Ⅱ的周期为T。根据开普勒第三定律
由题图得
可得卫星Ⅱ的周期为
对于卫星Ⅱ
对于地球
联立以上各式，可得地球的平均密度为
B．对于不同轨道卫星，根据牛顿第二定律得
所以卫星Ⅰ和卫星Ⅱ加速度之比为
故B错误；
D．当卫星Ⅱ运行到与卫星Ⅰ的连线隔着地球的区域内，其对应圆心角为时，卫星Ⅱ无法直接接收到卫星Ⅰ发出电磁波信号，设这段时间为t。若两卫星同向运行，则有
，
解得
若两卫星相向运行，则有
，
解得
故D错误。
8答案 B
解析 汽车的输出功率等于牵引力的功率P＝Fv，汽车的速率不变，在ab段的牵引力大小不变，故汽车在ab段的输出功率不变，A错误；同理，选项C错误；汽车在ab段受到的牵引力比bc段的大，又两段的速率相等，由P＝Fv可知汽车在ab段的输出功率比bc段的大，B正确；汽车在cd段的牵引力比bc段的小，所以在cd段的输出功率比bc段的小，选项D错误。
9．解析：D 轨道半径等于等边三角形外接圆的半径，r＝eq \f(\f(l,2),cs 30°)＝eq \f(\r(3),3)l。根据题意可知其中任意两颗星体对第三颗星体的合力指向圆心，所以这两颗星体对第三颗星体的万有引力等大，由于这两颗星体到第三颗星体的距离相同， 故这两颗星体的质量相同，所以三颗星体的质量一定相同，设为m，则2Geq \f(m2,l2)cs 30° ＝m·eq \f(4π2,T2)·eq \f(\r(3),3)l，解得m＝eq \f(4π2l3,3GT2)，它们两两之间的万有引力F＝Geq \f(m2,l2)＝Geq \f(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(4π2l3,3GT2)))\s\up12(2),l2)＝eq \f(16π4l4,9GT4)，A、B错误，D正确；线速度大小为v＝eq \f(2πr,T)＝eq \f(2π,T)·eq \f(\r(3),3)l＝eq \f(2\r(3)πl,3T)，C错误。
10.
答案 A
解析 0～10 m内物块上滑，由动能定理得－mgsin 30°·s－fs＝Ek－Ek0，整理得Ek＝Ek0－(mgsin 30°＋f)s，结合0～10 m内的图像得，斜率的绝对值|k|＝mgsin 30°＋f＝4 N；10～20 m内物块下滑，由动能定理得(mgsin 30°－f)(s－s1)＝Ek，整理得Ek＝(mgsin 30°－f)s－(mgsin 30°－f)s1，结合10～20 m内的图像得，斜率k′＝mgsin 30°－f＝3 N。联立解得f＝0.5 N、m＝0.7 kg，A正确，B、C、D错误。
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。
11.
答案 AC
解析 因为重力做负功时重力势能增加，所以重力势能增加了3 J，A正确，B错误；根据动能定理W合＝ΔEk，得ΔEk＝－3 J＋8 J－0.5 J＝4.5 J，C正确，D错误。
12
解析 座舱的周期T＝eq \f(2πR,v)＝eq \f(2π,ω)，A错误；根据线速度与角速度的关系v＝ωR知，B正确；座舱做匀速圆周运动，摩天轮对座舱的作用力与重力大小不相等，其合力提供向心力，合力大小为F合＝mω2R，C错误，D正确。
13.
【答案】AB
【解析】AD．神舟十五号飞船在A点由轨道I进入轨道II时，做离心运动，需要使万有引力不足以继续提供其在原轨道上运行的向心力，所以需要加速；同理可知神舟十五号飞船在B点由轨道II进入轨道III时也需要加速，所以神舟十五号飞船在轨道III上B点的线速度大于在轨道II上B点的线速度，故A正确，D错误；
B．根据开普勒第三定律可得
解得
故B正确；
C．根据可知舟十五号飞船在轨道I上A点的加速度与在轨道II上A点的加速度相同，故C错误。
故选AB。
14．
答案 AC
解析 小木块a、b做圆周运动时，由静摩擦力提供向心力，即Ff＝mω2R。当角速度增加时，静摩擦力增大，当增大到最大静摩擦力时，发生相对滑动，对木块a：Ffa＝mωeq \\al(2,a)l，当Ffa＝kmg时，kmg＝mωeq \\al(2,a)l，ωa＝eq \r(\f(kg,l))；对木块b：Ffb＝mωeq \\al(2,b)·2l，当Ffb＝kmg时，kmg＝mωeq \\al(2,b)·2l，ωb＝eq \r(\f(kg,2l))，所以b先达到最大静摩擦力，选项A正确；两木块滑动前转动的角速度相同，则Ffa＝mω2l，Ffb＝mω2·2l，Ffa＜Ffb，选项B错误；当ω＝eq \r(\f(kg,2l))时，b刚开始滑动，选项C正确；ω＝eq \r(\f(2kg,3l))＜ωa＝eq \r(\f(kg,l))，a没有滑动，则Ffa＝mω2l＝eq \f(2,3)kmg，选项D错误。
三、非选择题：本题共6小题，共60分。
【答案】（1）C （2） （3）不变
【解析】
【小问1详解】
该实验小组采用的实验方法主要是控制变量法。
故选C。
【小问2详解】
小滑块经过光电门的速度为
则小滑块的角速度为
根据
可得
可知图像的斜率为
解得滑块的质量为
【小问3详解】
若水平杆不光滑，则有
可得
可知图像的斜率将不变。
15.
【答案】（1）；（2）
【解析】（1）起飞前
在高处时根据牛顿第二定律得
由于
联立得到
在地面时
在空中
联立得到
（2）设星球半径为，质量为，密度为，则
而
则联立可以得到
17.
【答案】（1），；（2）；（3）
【解析】（1）对小球进行受力分析如图
由平衡条件得
（2）根据牛顿第二定律得
其中
解得
（3）由题意，当 最小时，绳AC与竖直方向的夹角仍为37°，对小球受力分析
则有
解得
18.
【解析】（1）电动车速度最大时，牵引力与阻力相等
电动车在平直路面上行驶的最大速度为，有
解得
（2）电动车匀加速启动阶段有
根据牛顿第二定律有
电动车的额定功率
代入数据得
（3）电动车由静止开始匀加速有
设电动车由静止开始达到最大速度所行驶的位移为x，由动能定理得
解得
19.
答案 (1)8eq \r(10) m/s (2)7×103 N (3)30 m
解析 (1)设过山车在C点的速度大小为vC，
由动能定理得
mgh－μ1mgcs 45°·eq \f(h,sin 45°)＝eq \f(1,2)mveq \\al(2,C)
代入数据得vC＝8eq \r(10) m/s。
(2)设过山车在D点速度大小为vD，由动能定理得
mg(h－2R)－μ1mgcs 45°·eq \f(h,sin 45°)＝eq \f(1,2)mveq \\al(2,D)
F＋mg＝meq \f(veq \\al(2,D),R)，解得F＝7×103 N
由牛顿第三定律知，过山车在D点对轨道的作用力大小为7×103 N。
(3)全程应用动能定理
mg[h－(l－x)tan 37°]－μ1mgcs 45°·eq \f(h,sin 45°)－μ1mgcs 37°·eq \f(l－x,cs 37°)－μ2mgx＝0
解得x＝30 m。