江苏省南通市如皋市2024-2025学年高一下学期3月月考物理试题（含解析）

这是一份江苏省南通市如皋市2024-2025学年高一下学期3月月考物理试题（含解析），共12页。试卷主要包含了单选题，计算题等内容，欢迎下载使用。
1.下列说法中正确的是( )
A. 真空中的光速在不同的惯性参考系中大小是不同的
B. 卡文迪什扭秤实验利用了微小量放大的思想，测出了引力常量的值
C. 静止卫星的轨道平面与赤道平面重合，运动方向与地球自转方向相反
D. 当探测器的速度达到第二宇宙速度时，可绕地球做轨迹是椭圆的运动
2.如图所示，飞机场通过传送带将行李箱送入飞机货舱.已知传送带与水平面夹角为θ，某行李箱的质量为m，与传送带间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，则此行李箱与传送带一起斜向上匀速运动过程中( )
A. 行李箱受到的摩擦力与运动方向相反
B. 行李箱受到的摩擦力大小为mgsinθ
C. 行李箱受到的摩擦力大小为μmgcsθ
D. 传送带速度越小，行李箱受到的摩擦力也越小
3.如图甲所示，翻滚过山车越高速度越慢、越低速度越快.小明所坐的过山车正在上行中，小明位置的简化图如图乙所示，则小明此时所做的运动性质、所受合力的可能方向为( )
A. 匀速圆周运动、沿F1方向B. 匀速圆周运动、沿F2方向
C. 减速圆周运动、沿F3方向D. 加速圆周运动、沿F2方向
4.运动员投掷出的铅球运动轨迹如图所示，不计空气阻力.则铅球在空中运动的整个过程中( )
A. 重力做负功B. 重力的功率先变大后变小
C. 速度的变化率先变大后变小D. 末动能大于运动员对铅球做的功
5.2024年10月30日，“神舟十九号”飞船成功与在轨的“天宫”空间站核心舱对接.已知对接后的飞船与空间站组合体在轨做匀速圆周运动，运行周期为T，地球半径为R，地球表面的重力加速度g，仅利用上述给的数据可以求得( )
A. 组合体在轨运行的高度B. 组合体受到的万有引力
C. 地球的质量D. 地球的平均密度
6.质量为m的汽车在平直路面上的速度图像如图所示，Oa为过原点的直线，从t1时刻起汽车以额定功率P行驶，bc是与ab相切的水平直线.已知汽车所受阻力恒定，则( )
A. 0∼t1时间内，汽车的牵引力等于mv1t1
B. t2∼t3时间内，汽车的牵引力大于Pv2
C. t1∼t2时间内，汽车克服阻力所做的功为P(t2−t1)
D. t1∼t2时间内，汽车的合力的功率随速率均匀减小
7.质量相同的两个小球，分别在地球和火星表面以相同的初速度竖直上抛.已知地球表面的重力加速度大于火星表面的重力加速度，若不计空气阻力，则( )
A. 地球表面的小球比火星表面的小球的惯性大
B. 整个上升过程中，地球表面小球克服重力做的功多
C. 整个上升过程中，地球表面小球重力的平均功率大
D. 落回抛出点时，两小球重力的瞬时功率相等
8.如图所示，斜面上用固定的竖直挡板挡住一个光滑的球.当整个装置沿水平面向左减速运动的过程中，关于球所受各力做功情况的说法中错误的是( )
A. 重力不做功B. 挡板对球的弹力可能不做功
C. 挡板对球的弹力一定做负功D. 斜面对球的弹力一定做正功
9.如图所示，足够长的木板静止在光滑的水面上，滑块静止在木板上.现给滑块一向右的初速度，木板和滑块间粗糙，则在滑块、木板相对运动的过程中( )
A. 滑块的加速度比木板的加速度大B. 滑块的加速度比木板的加速度小
C. 摩擦力对滑块做的功比对木板做的功多D. 摩擦力对滑块做的功比对木板做的功少
10.假如哪吒飞行全靠脚下的风火轮，如图所示.质量为m的哪吒(含装备)在风火轮作用下沿竖直方向匀速上升的高度为h，然后水平匀速移动距离x.空气阻力不能忽略，重力加速度为g.下列说法中正确的是( )
A. 匀速上升时，哪吒处于完全失重状态
B. 整个上升过程中，风火轮对哪吒的支持力做功mgh
C. 水平匀速移动过程中，风火轮对哪吒做正功
D. 水平匀速移动过程中，风火轮对哪吒不做功
11.宇宙中有一种如图所示的三星系统，三颗质量均为M的星位于等边三角形的三个顶点，三角形边长为L.如果每一颗星仅在相互的引力作用下沿外接于等边三角形的圆轨道运行，且保持等边三角形不变.已知引力常量为G.下列说法中正确的是( )
A. 每颗星受到的合力为 3GM22L2
B. 每颗星运行的轨道半径为 32L
C. 每颗星做圆周运动的加速度与质量M无关
D. 若系统的距离L和质量M均变为原来的2倍，则每颗星的运行周期变为原来的2倍
12.如图所示，水平轨道的PQ段粗糙且长度为L，其余部分光滑，质量为m、长度为2L的均匀软绳静止在轨道上.现用水平向右的恒力作用在软绳的右端，软绳左端恰能停止在P点.已知软绳与PQ段间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g.则恒力大小为( )
A. 3μmg8B. μmg2C. 3μmg4D. μmg
二、计算题：本大题共6小题，共60分。
13.如图所示，质量为m的小球用细线悬于P点，使小球在水平面内做匀速圆周运动，重力加速度为g.
(1)若悬挂小球的绳长为l，小球做匀速圆周动的角速度为ω，求绳对小球的拉力大小F;
(2)若保持轨迹圆的圆心O到悬点P的距离h不变，改变绳长，求小球做匀速圆周运动的角速度ω.
14.质量为m的物体从距地面h高处由静止下落，由于空气阻力，物体下落的加速度a=56g，g为重力加速度.求物体
(1)下落过程中阻力做的功Wf;
(2)落地时合力的瞬时功率P.
15.如图所示，滑雪运动员以一速度由倾角θ=37∘山坡顶部的A点沿水平方向飞出，在空中飞行一段距离后到山坡上的B点着陆.测得AB距离s=75m，山坡可以看成一个斜面，不计空气阻力，g取10m/s2，sin37∘=0.6，cs37∘=0.8.求运动员在空中
(1)运动的时间t;
(2)离坡面的最大距离H.
16.如图所示，圆形轨道Ⅰ和椭圆转移轨道Ⅱ、Ⅱ和圆形轨道Ⅲ分别相切于A、B两点，且轨道均处在同一水平面内，地球位于椭圆轨道的一个焦点O上.载人飞船在轨道Ⅰ上运行，并伺机瞬间加速至轨道Ⅱ上，与轨道Ⅲ上绕行方向相同的天和核心舱在B点相遇和对接.已知轨道Ⅰ、Ⅲ的半径之比r1:r2=1:2，核心舱的周期为T.
(1)求飞船在轨道Ⅱ上A、B点的速度大小之比vA:vB;
(2)若飞船从轨道Ⅱ上的A点飞行半个椭圆轨道至B点时与核心舱相遇，求上述过程中核心舱绕地球转过的角度θ.
17.如图甲所示为一滑草场.某条滑道由上、下两段滑道平滑连接，如图乙所示，上段滑道长s1=25m，与水平面倾角为53∘;下段滑道长s2=50m，与水平面倾角为37∘.质量m=50kg的滑草车从坡顶以助滑速度v0=1m/s开始下滑，经过上、下两段滑道后，最后恰好静止于下段滑道的底端.滑草车与草地之间的粗糙程度处处相同，不计滑草车在两段滑道交接处的能量损失， g取10m/s2，sin37∘=cs53∘=0.6，cs37∘=sin53∘=0.8.求：
(1)整个下滑过程中，滑草车克服摩擦力做功W克f;
(2)滑草车与草地之间的动摩擦因数μ.
18.如图所示，轻质弹簧一端固定在O点，另一端自由伸长到A点，O、A间的水平面光滑，B点是水平面的右端，A、B间的距离d=1m，质量m=1kg的小物块静止在B点，足够长的水平传送带以v=5m/s逆时针匀速转动，水平面与传送带上表面理想连接.现物块以Ek0=42.5J的初动能从B点向左运动，第一次返回到B点时的动能Ek1=40.5J.g取10m/s2.求：
(1)物块与水平面AB间的动摩擦因数μ;
(2)在物块运动的过程中，弹簧具有的最大弹性势能Ep;
(3)物块从开始运动到停止的整个过程，物块在AB段上运动的路程s.
答案和解析
1.【答案】B
【解析】A、真空中的光速在不同的惯性参考系中大小是相同的。A错误；
B、卡文迪什扭秤实验利用了微小量放大的思想，测出了引力常量的值。B正确；
C、静止卫星的轨道平面与赤道平面重合，运动方向与地球自转方向相同。C错误；
D、当探测器的速度达到第二宇宙速度时，会脱离地球的吸引。D错误。
2.【答案】B
【解析】A.依题意，行李箱与传送带一起斜向上匀速运动，其受力平衡。行李箱受到的摩擦力方向沿传送带方向向上，与运动方向相同，故A错误；
BCD.对行李箱受力分析，行李箱受到的摩擦力为静摩擦力，由受力平衡可得f=mgsinθ，可知行李箱受到的摩擦力大小与传送带速度大小无关。故B正确，CD错误；
3.【答案】C
【解析】该同学所坐的翻滚过山车正在上行中，根据题意他正在做减速圆周运动，合力切向的分力应与速度方向相反，使速度减小，故合力沿F3方向，选C。
4.【答案】D
【解析】A、末位置低，重力做正功，A错误；
B、功率等于重力与竖直方向速度的乘积，竖直方向速度先减小再增加，重力的功率先变小后变大，B错误；
C、速度的变化率是加速度，加速度为g，不变，C错误；
D、根据动能定理，球受运动员的力做功和重力做功的代数和等于末动能，所以末动能大于运动员对铅球做的功，D正确。
5.【答案】A
【解析】根据黄金代换GM=gR2和GMm(R+h)2=m4π2T2(R+h)可以得到组合体在轨运行的高度。A正确。
由于不知道组合体的质量，无法得到它受到的万有引力。B错误。
仅利用题干给的数据，没有万有引力常量G，所以无法求得地球质量及平均密度。CD错误。
6.【答案】D
【解析】A.0∼t1时间内，汽车做匀加速直线运动，加速度a=v1t1，则汽车的合力F合=ma=mv1t1，但是牵引力不等于合力，汽车还受到阻力作用，故A错误；
B.t2∼t3时间内汽车做匀速直线运动，牵引力等于阻力，牵引力等于Pv2，故B错误；
C.根据动能定理t1∼t2时间内，P(t2−t1)−Wf=12mv22−12mv12，因此汽车克服阻力所做的功为P(t2−t1)−(12mv22−12mv12)，故C错误
D.t 1时刻起汽车的功率保持不变，则t 1∼t 2时间内，汽车牵引力的功率等于P，阻力的功率Pf=fv，P合=P−Pf=P−fv。由图像可知，t 1∼t 2时间内速率v增大，P合与v是一次函数关系，因此t1∼t2时间内，汽车的合力的功率随速率均匀减小，故D正确。
故选D。
7.【答案】C
【解析】惯性大小的唯一量度是物体的质量，故可知选项A错误；
整个上升过程中，根据动能定理有：WG=0−12mv02，可知：两个小球克服重力做的功一样多，故选项 B错误；
整个上升过程中，根据匀变速直线运动规律：0= v0 −gt，因为地球表面的重力加速度大于火星表面的重力加速度，初速度v0 相同，可知：地球表面上抛的小球运动时间短，根据公式：P=−WGt ，可得：地球表面小球重力的平均功率大，故选项 C正确；
根据瞬时功率公式：P=Fv 有，落回抛出点时，小球重力的瞬时功率P=mgv，小球从抛出到落回抛出点的过程中，由于只有重力做功，所以小球机械能守恒，可知小球回到抛出点时的速率与初速度相等，即v=v0 ，结合地球表面的重力加速度大于火星表面的重力加速度，可知：落回抛出点时，地球表面的小球重力的瞬时功率大，故选项D错误。所以本题选 C 。
8.【答案】B
【解析】解析：对小球进行受力分析如图：小球受到竖直向下的重力mg，斜面的垂直斜面向上的弹力N 2，挡板对它水平向右的弹力N 1，
而小球位移方向水平向左，根据做功公式：W=FLcsθ，因为重力方向与位移方向垂直，，故重力不做功，A选项正确；
挡板对球的弹力N1的方向与位移方向相反，故做负功， B选项错误， C选项正确；
斜面对球的弹力N2的方向与位移方向的夹角为锐角，故做正功，D选项正确。
本题选错误的，故选B 。
9.【答案】C
【解析】滑块和木板都受到滑动摩擦力，但是没有质量大小关系，所以无法确定加速度大小关系，AB错误。
滑块和木板受到的滑动摩擦力大小相等，对地位移滑块更大，因此摩擦力对滑块做的功更多，C正确D错误。
10.【答案】C
【解析】解析： 匀速上升时，对哪吒受力分析有：F−mg−F阻 =0，由于加速度为0 ，所以哪吒既不超重也不失重，故选项A错误；
整个上升过程中，风火轮对哪吒的支持力做功：WF =Fh=(mg+F阻)h，故选项B错误；
水平匀速移动过程中，根据动能定理有：WG +W阻 + WF =0，由于重力方向与速度方向垂直，所以WG=0，由于空气阻力的方向与速度方向相反，所以W阻 0 ，故选项C正确，选项D错误。
11.【答案】D
【解析】A、根据万有引力定律，任意两颗星球之间的万有引力为 F 1= G M2L2，方向沿着它们的连线，其中一个星球受到另外两个星球的万有引力的合力为 F=2 F 1cs30∘= 3 G M2L2，方向指向圆心 O，选项A错误；
B、由 rcs30∘= L2，解得它们运行的轨道半径 r= 33 L，选项B错误；
C、根据 3GM2L2=Ma得：a= 3GML2，故加速度与它们的质量有关，故C错误;
D、根据 3GM2L2=M4π2rT2解得：T=23π 3L3GM，若距离L和每颗星的质量M都变为原来的2倍，则周期变为原来的2倍，故D正确。
12.【答案】A
【解析】软绳穿过PQ段所受摩擦力随位移x变化，设软绳右端距P点距离为x，则f=μx2Lmg，当x=L时，摩擦力最大为fm=12μmg，摩擦力与位移线性变化，则全程摩擦力做功：Wf=L+2L2×12μmg=34μmgL，根据动能定理有：L+2L2×μmg2=F×2L，则F=38μmg，故A正确。
13.【答案】解：(1)设绳与竖直方向的夹角为θ，小球在水平面内做圆周运动，则Fsinθ=mω2r，
其中r=lsinθ，
解得：F=mω2l；
(2)小球在水平面内做圆周运动，则Fsinθ=mω2lsinθ，
Fcsθ=mg，h=lcsθ，
解得：ω= gh。
【解析】详细解答和解析过程见【答案】
14.【答案】 解：(1)由牛顿第二定律mg−f=ma
阻力做的功Wf=fhcs180∘
解得Wf=−16mgh
(2)v2−0=2ah
瞬时功率P=mav
解得P=5mg18 15gh
【解析】详细解答和解析过程见【答案】
15.【答案】 解：(1)竖直位移h=12gt2
位移关系h=ssinθ
解得t=3s
(2)水平方向scsθ=v0t
解得v0=20m/s
垂直于坡面方向02−(v0sinθ)2=2(−gcsθ)H
解得H=9m
【解析】详细解答和解析过程见【答案】
16.【答案】解：(1)开普勒第二定律12vA△t⋅r1=12vB△t⋅r2
解得
vA:vB=2:1
(2)设椭圆轨道周期为T2，由开普勒第三定律(2r1)3T2=(1.5r1)3T22
解得T2=3 38T
角度θ=ωt=2πT⋅12T2
解得θ=3 38π
【解析】详细解答和解析过程见【答案】
17.【答案】 解：(1)对车，整个过程，动能定理
mg(s1sin⁡53∘+s2sin⁡37∘)−W克f=0−12mv02
解得W克f=25025J
(2)由W克f=μmg(cs⁡53∘⋅s1+cs⁡37∘⋅s2)
解得μ=0.91
【解析】详细解答和解析过程见【答案】
18.【答案】解：(1)对物块，从开始到第一次返回到 B过程，由动能定理
−μmg⋅2d=Ek1−Ek0
解得μ=0.1
(2)对物块，初始位置B→最左端，由动能定理−μmg⋅d+W弹=0−Ek0
由弹簧弹力做功与弹性势能的关系W弹=0−Ep
解得Ep=41.5J
(3)物块第一次滑到传送带上时速度大于传送带的速度，返回到B点时速度等于传送带的速度，此后滑上传送带和离开传送带的速度始终相等
对物块，从滑回传送带到停止，由动能定理−μmgs′=0−12mv2
在AB段上运动的路程s=s′+2d
解得s=14.5m
【解析】详细解答和解析过程见【答案】