江西省南昌市第二中学2024-2025学年高一下学期3月月考物理试题（Word版附解析）

这是一份江西省南昌市第二中学2024-2025学年高一下学期3月月考物理试题（Word版附解析），共15页。试卷主要包含了选择题，实验题，解答题等内容，欢迎下载使用。
命题人：
一、选择题：本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1～7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8～10小题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
1．1798年英国物理学家卡文迪什精确地测出了引力常量G的数值。若用国际单位中的基本单位表示引力常量G的单位，下列选项正确的是（ ）
A．B．C．D．
2．如图为修正带的内部结构，由大小两个相互咬合的齿轮组成，修正带芯固定在大齿轮的转轴上。当按压并拖动其头部时，齿轮转动，从而将遮盖物质均匀地涂抹在需要修改的字迹上。若图中大小齿轮的半径之比为2∶1，A、B分别为大齿轮和小齿轮边缘上的一点，C为大齿轮上转轴半径的中点，则（ ）
A．A与B的角速度大小之比为1∶2 B．B与C的线速度大小之比为1∶1
C．A与C的向心加速度大小之比为4∶1 D．大小齿轮的转动方向相同
3．如图所示，物体在与水平方向成60°角斜向上的500N拉力作用下，沿水平面向右前进了10m，撤去拉力后，物体又前进了20m才停下来，此过程中拉力做的功为（ ）
A．5000J B．2500J C．D．
4．a、b、c、d四颗地球卫星，a还未发射，在地球赤道上随地球一起转动，向心加速度为a1，b处于地面附近近地轨道上，运行速度为v1，c是地球静止卫星，离地心距离为r，运行速度为v2，加速度为a2，d是高空探测卫星，各卫星排列位置如图所示，地球的半径为R，则有（地球表面的重力加速度为g）（ ）
A．a的向心加速度等于重力加速度g B．d的运动周期有可能是20小时
C．＝ D．＝
5．一位同学做飞镖游戏，已知圆盘的直径为d，飞镖距圆盘的水平距离为L。将飞镖对准A点以初速度水平抛出，在飞镖抛出的同时，圆盘以角速度绕垂直圆盘过盘心O的水平轴匀速转动.要使飞镖恰好击中A点，则飞镖的初速度和圆盘的角速度应满足（ ）
A．， （1，2，3，……）
B．， （0，1，2，……）
C．， （1，2，3，……）
D．只要，就一定能击中圆盘上的A点
6．甲图是质量为m的小球，在竖直平面内绕O点做半径为R的圆周运动（OA为细绳）；乙图是质量为m的小球，在竖直平面内绕O点做半径为R的圆周运动（OB为轻质杆）；丙图是质量为m的小球，在半径为R的竖直光滑圆轨道内侧做圆周运动；丁图是质量为m的小球在竖直放置的半径为R的光滑圆形管道内做圆周运动。则下列说法正确的是（ ）
A．甲丙图中，小球通过最高点的最小速度都是
B．乙丁图中，小球通过最高点的最小速度都是
C．在丁图中，小球在水平线ab以下管道中运动时，外侧管壁对小球一定无作用力
D．在丁图中，小球在水平线ab以上管道中运动时，内侧管壁对小球一定有作用力
7．宇宙中有一孤立星系，中心天体周围有三颗行星，如图所示。中心天体质量远大于行星质量，不考虑行星之间的万有引力，三颗行星的运动轨道中，有两个为圆轨道，半径分别为r1、r3，一个为椭圆轨道，半长轴为a，。在时间内，行星Ⅱ、行星Ⅲ与中心天体连线扫过的面积分别为S2、S3；行星Ⅰ的速率为v1、行星Ⅱ在B点的速率为、行星Ⅱ在E点的速率为、行星Ⅲ的速率为v3，下列正确的是（ ）
A．
B．行星Ⅱ与行星Ⅲ的运行周期相等
C．行星Ⅱ与行星Ⅲ在P点时的向心加速度大小相等
D．
8．如图所示，一个内壁光滑圆锥筒的轴线垂直于水平面，圆锥筒固定不动，小球A紧贴内壁在图中所示的水平面内做匀速圆周运动，下列说法正确的是（ ）
A．小球受到重力、内壁的弹力和向心力
B．若仅降低小球做匀速圆周运动的高度，小球受到的合力不变
C．若仅降低小球做匀速圆周运动的高度，则小球的线速度不变
D．若仅降低小球做匀速圆周运动的高度，则小球受到的弹力不变
9．双中子星合并会产生引力波。根据科学家们复原的过程，在两颗中子星合并前约100s时，它们相距约400km，绕二者连线上的某点每秒转动12圈；将两颗中子星都看作是质量均匀分布的球体，由这些数据、万有引力常量并利用牛顿力学知识，可以估算出这一时刻两颗中子星（ ）
A．各自质量B．质量之和C．速率之和D．各自的自转角速度
10．如图所示示，用一根长为L的细线，一端系一质量为m的小球（可视为质点），另一端固定在一光滑锥体顶端，锥面与竖直方向的夹角为θ，当小球在水平面内绕锥体的轴做匀速圆周运动的角速度为ω时，细线的张力为T。的图像如图所示，已知g=10m/s2，sin30°=0.5，sin37°=0.6，sin60°=．则下列说法正确的是（ ）
A．小球的质量为0.8kg B．小球的质量为1kg
C．夹角θ为37° D．细线的长度L=1m
二、实验题（14分）
11．（6分）用如图所示的实验装置研究影响向心力大小的因素。长槽上的挡板B到转轴的距离是挡板A的2倍，长槽上的挡板A和短槽上的挡板C到各自转轴的距离相等。转动手柄使长槽和短槽分别随变速塔轮匀速转动，槽内的球就做匀速圆周运动。挡板对球的压力提供了向心力，球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧力筒下降，从而露出标尺，根据标尺上的等分格可以粗略计算出两个球所受向心力的比值。
(1)在该实验中应用了“控制变量法”来探究向心力的大小Fn与质量m、角速度ω和半径r的关系。
(2)当传动皮带套在两塔轮半径不同的轮盘上，塔轮边缘处的 大小相等；（选填“线速度”或“角速度”）；若皮带连接两轮的半径之比R1：R2=3∶1，则两塔轮的角速度之比∶= ，标尺1和标尺2的向心力之比F1：F2=
12．（8分）某同学用如图甲所示装置结合频闪照相研究平抛运动。重力加速度g=10m/s2。
（1）关于实验要点，下列说法正确的是 。
A．选用的斜槽越光滑越好
B．调节斜槽，使斜槽槽口切线水平
C．调节纸板，使纸板面竖直且与小球运动轨道所在平面平行
D．画平抛运动轨迹时，将小球放到槽口末端，球心在纸板上的水平投影作为平抛运动的起点
（2）让小球从斜槽上合适的位置由静止释放，频闪照相得到小球的位置如图乙所示，A、B、C是相邻三次闪光小球成像的位置，坐标纸每小格边长为5cm，则小球从槽口抛出的初速度大小为v0= m/s，小球从槽口抛出到运动到B点位置所用的时间为t= s；B点离槽口的水平距离x= m。
四、解答题
13．（10分）在某个半径为地球半径0.8倍的行星表面，用一个物体做自由落体实验。从自由下落开始计时，经过，物体运动了，已知地球半径取为，不考虑星球自转影响，求：
（1）该行星表面的重力加速度；
（2）该行星的第一宇宙速度。
14．（14分）我国空间站第三批空间科学实验样品2022年12月4日晚随神舟十四号飞船返回舱返回地面，5日凌晨运送抵达北京中科院空间应用中心，已顺利交接相关实验科学家.空间站绕地球做圆周运动时，由于地球遮挡阳光，会经历“日全食”过程，如图所示，太阳光可看作平行光，航天员在A点测出地球的张角为α=60°，已知地球半径为R，地球表面的重力加速度为g，不考虑地球公转的影响.求：（最后结果用g、R表示）
(1)空间站的线速度多大？
(2)空间站绕地球一周经历“日全食”的时间多大？
15．（16分）如图，半径为5r的水平圆形转盘可绕竖直轴转动，圆盘上放有质量均为m的小物体A、B。A、B到转盘中心的距离分别为、，A、B间用一轻质细线相连，圆盘静止时，细线刚好伸直无拉力。已知与圆盘间的动摩擦因数为，与圆盘间的动摩擦因数为。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为，A、B均可视为质点，现让圆盘从静止开始逐渐缓慢加速：
（1）求细线上开始产生拉力时，圆盘角速度；
（2）圆盘角速度时，求与水平圆盘之间的摩擦力大小；
（3）圆盘角速度时，剪断绳子，同时让转盘立即停止转动，若圆盘距离水平地面高为，求A、B落地时两者间的距离d。

《高一月考试卷》参考答案
1．C
【详解】根据万有引力定律可得
所以G的单位为
故选C。
2．A
【详解】AD．同缘传动时，边缘点的线速度大小相等，方向相反，根据
可知线速度一定时，与r成反比，由于大小齿轮的半径之比为2∶1，所以A与B的角速度大小之比为1∶2，故A正确，D错误；
B．AC同轴转动，角速度相同，线速度与半径成正比，题意知AC半径比为2：1，则AC线速度之比为2：1，即B与C的线速度大小之比为2：1，故B错误；
C．A与C的向心加速度大小之比
故C错误。
故选A。
3．B
【详解】根据恒力做功公式得
WF＝Fscs60°＝500×10×J＝2500J
故选B。
4．D
【详解】A．地球静止卫星c的周期必与地球自转周期相同，角速度相同，则知a与c的角速度相同，根据
a＝ω2r
知，c的向心加速度大，由
G＝ma
解得
a＝
卫星的轨道半径越大，向心加速度越小，则静止卫星的向心加速度小于b的向心加速度，而b的向心加速度约为g，故a的向心加速度小于重力加速度g，故选项A错误；
B．由开普勒第三定律
＝k
知，卫星的轨道半径越大，周期越大，所以d的运动周期大于c的运动周期（24h），故选项B错误；
C．a和c的角速度相同，根据公式
a＝ω2r
解得
＝
故选项C错误；
D．根据
G=m
可得
＝
故选项D正确。
故选D。
5．B
【详解】飞镖做平抛运动，则有
解得
飞镖做平抛运动的同时，圆盘上A点做匀速圆周运动，恰好击中A点，说明A点正好在最低点被击中，则A点转动的时间
（0，1，2，……）
联立解得
（0，1，2，……）
故B正确，ACD错误；
故选B。
6．A
【详解】A．甲丙图原理相同，小球恰好到最高点时，刚好由重力充当向心力，满足
解得
小球通过最高点的最小速度都是，故A正确；
B．乙丁图原理相同，由于杆或者内侧轨道的支持，所以小球通过最高点的最小速度为零，故B错误；
C．在丁图中，小球在水平线ab以下管道中运动时，小球的向心力为外轨的支持力和重力沿半径方向分力的合力，故外侧管壁对小球一定作用力，故C错误；
D．在丁图中，小球在水平线ab以上管道中运动时，如果在最高点的速度大于，小球有做离心运动的趋势，所以只有外侧管壁对小球有作用力，如果在最高点的速度小于，小球有做近心运动的趋势，只有内侧管壁对小球有作用力，故D错误。
故选A。
7．B
【详解】AB．根据题意可知，行星Ⅱ椭圆轨道的半长轴与行星Ⅲ的轨道半径相等，由开普勒第三定律可得，行星Ⅱ与行星Ⅲ的运行周期相等，令等于一个周期，它们与中心天体连线扫过的面积为椭圆面积和圆面积，由于行星Ⅱ椭圆轨道的半长轴与行星Ⅲ的轨道半径相等，则椭圆面积小于圆面积，即
故A错误B正确；
C．根据牛顿第二定律有
可知，行星Ⅱ与行星Ⅲ在P点时加速度相等，向心加速度为垂直于速度方向的加速度，则行星Ⅲ在P点时加速度即为向心加速度，而行星Ⅱ在该点的向心加速度为此加速度沿P至椭圆圆心方向的分量，则行星Ⅱ在该点的向心加速度小于行星Ⅲ在P点的向心加速度，故C错误；
D．根据万有引力提供向心力有
可得
设行星在E点绕中心天体匀速圆周运动所需的速度，则有
行星从Ⅰ到Ⅱ的过程中，做离心运动，则需在B点点火加速，则
若行星从轨道Ⅱ椭圆轨道到E点开始做圆周运动，则需在E点点火加速，即
则有
故D错误。
故选B。
8．BD
【详解】A．小球受到重力和内壁的弹力，两个力的合力提供向心力。故A错误；
BD．对小球受力分析
由图可知，若仅降低小球做匀速圆周运动的高度，重力、弹力大小和方向均不变，小球受到的合力即向心力也不变，故BD正确；
C．由得，向心力不变时，仅降低小球做匀速圆周运动的高度，半径变小，线速度变小，故C错误。
故选BD。
9．BC
【详解】ABC．两颗中子星为双星系统，二者周期相同，设为T，设二者的轨道半径分别为r1和r2，则两颗中子星相距
①
两颗双子星之间的万有引力分别提供各自的向心力，则
②
联立①②可得
③
④
两颗中子星的速率分别为
⑤
⑥
联立①⑤⑥解得
⑦
根据题给条件，T可求得，且L已知，所以这一时刻两颗中子星的质量之和与速率之和可以求得。若要求解各自质量，需要知道两颗中子星的轨道半径之比，故A不符合题意，BC符合题意；
D．由题意，根据可求得两颗中子星公转的角速度，无法求得各自的自转角速度，故D不符合题意。
故选BC。
10．BCD
【详解】C．小球未脱离圆锥时，有
联立两式解得
可知图线1的斜率
由图像可得当时，小球即将脱离圆锥，此时其所受锥面的支持力为零，绳子拉力，代入
联立斜率k1可得
所以夹角θ为37°，C正确；
AB．当角速度为零时，受力分析则有
可解得小球的质量为
故A错误，B正确；
D．当时，小球即将脱离圆锥，此时其所受锥面的支持力为零，绳子拉力，代入
可得细线的长度
故D正确。
故选BCD。
11．(1)控制变量法
(2) 线速度 1:3 1:9
【详解】（1）在探究向心力的大小Fn与质量m、角速度ω和半径r的关系时，我们主要用到了物理学中的控制变量法。
（2）[1]当传动皮带套在两塔轮半径不同的轮盘上，是皮带传动，因此两个塔轮边缘处的线速度大小相等；
[2]根据
则,角速度之比为
[3]根据向心力计算公式
可得
12． BCD 1.5 0.2 0.3
【详解】（1）[1]A.由于小球每次都从同一位置由静止开始运动，到达斜槽末端速度相同，与斜槽是否光滑无关，A错误；
B．由于本实验研究平抛运动，因此斜槽槽口切线必须水平，B正确；
C．调节纸板，使纸板面竖直且与小球运动轨道所在平面平行，以便于在白纸上描点，C正确；
D．画平抛运动轨迹时，将小球放到槽口末端，球心在纸板上的水平投影作为平抛运动的起点。
（2）[2]由于平抛运动在水平方向时匀速运动，由于AB与BC水平距离相等，因此时间间隔相等，在竖直方向上，根据
可得相邻两点间的时间间隔
因此抛出的水平速度
[3]运动到B点时的竖直速度
而
因此小球从槽口抛出到运动到B点位置所用的时间
[4] B点离槽口的水平距离
13．（1）；（2）
【详解】（1）下落过程由位移与时间关系知
代入得
（2）在星球表面及其附近：设星球质量为，星球半径为，则根据万有引力提供向心力知
不考虑星球自转影响，在星球表面万有引力等于重力知
代入得
14．(1)
(2)
【详解】（1）由
解得
又
解得
（2）由
得
由
可得
即
15．（1）；（2）；（3）
【详解】（1）当A刚要产生滑动时，则
解得
同理，当B刚要产生滑动时，则
解得
由于A、B角速度相等，故求细线上开始产生拉力时，圆盘角速度为
（2）圆盘角速度时，A所需的向心力为
B所需的向心力为
由于B所需向心力更大，因此B受到的摩擦力方向沿B指向圆心，故绳子的拉力为
对A
故与水平圆盘之间的摩擦力大小
（3）剪断绳子，同时让转盘立即停止转动，B沿转盘边缘飞出，A在盘上减速运动到盘边缘后飞出，如下图

根据平抛运动规律可得A、B下落的时间都为
对B，飞出时的速度为
故B沿速度方向运动的水平距离为
转盘停止时A的速度为
根据几何知识可得转盘停止后A在转盘上匀减速运动的距离为
A做匀减速运动的加速度大小为
设A飞出时的速度为，则
解得
故A沿速度方向运动的水平距离为
故A落地点距转盘停止时A所在位置的水平距离为
以飞出方向为纵轴，垂直速度方向过圆心为横轴，转盘圆心在地面投影点为原点在地面建立坐标系，可得B落地点的坐标为（5r，10r），A落地点的坐标为（-3r，-6r），根据数学知识可得求A、B落地时两者间的距离为
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
C
A
B
D
B
A
B
BD
BC
BCD