四川省成都外国语学校2024-2025学年高一下学期3月月考物理试卷（Word版附解析）

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一、单选题（本题包括 7 小题，每小题 4 分，共 28 分，每小题只有一个选项符合题意）
1. 凤仙花的果实成熟后会突然裂开，将种子以弹射的方式散播出去。如图所示，多粒种子同时以相同速率
向不同方向弹射，不考虑叶子的遮挡，忽略种子运动过程所受的空气阻力。下列说法正确的是（ ）
A. 沿 方向弹出的种子，经过最高点 时速度为零
B. 若沿 方向弹出的种子与沿 方向水平弹出的种子运动轨迹相交于 点，则两颗种子在 点相撞
C. 沿不同方向弹出的种子到达地面时的速度大小相等
D. 位置越高的果实，弹射出的种子落地点离凤仙花越远
【答案】C
【解析】
【详解】A．斜向上抛运动，在最高点速度方向水平，为初速度在水平方向的分量，不是零，故 A 错误；
B．同时沿 方向弹出的种子与沿 方向水平弹出的种子运动轨迹相交于 点，沿 方向弹出的种子用时长，
二者不能相撞，故 B 错误；
C．无论初速度 方向如何，由动能定理，有
落地速度均为
故 C 正确；
D．位置越高的果实，弹射出的种子落地时间越长，但初速度方向未知，所以落地点离凤仙花的距离不一定
越远，故 D 错误。
故选 C。
2. 四个完全相同的小球 A、B、C、D 均在水平面内做圆锥摆运动。如图甲所示，其中小球 A、B 在同一水
平面内做圆锥摆运动（连接 B 球的绳较长）；如图乙所示，小球 C、D 在不同水平面内做圆锥摆运动，但是
连接 C、D 的绳与竖直方向之间的夹角相同（连接 D 球的绳较长），则下列说法正确的是（ ）
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A. 小球 A、B 角速度不相等
B. 小球 A、B 线速度大小相同
C. 小球 C、D 向心加速度大小相同
D. 小球 D 受到绳的拉力大于小球 C 受到绳的拉力
【答案】C
【解析】
【详解】AB．对题图甲中小球 A、B 分析，设绳与竖直方向的夹角为θ，小球的质量为 m，小球 A、B 到悬
点 O 的竖直距离为 h，则有
解得
可知小球 A、B 的角速度相等，由于轨道运动半径不相等，所以小球 A、B 线速度大小不相同，故 AB 错误；
CD．对题图乙 C、D 分析，设绳与竖直方向的夹角为θ，小球的质量为 m，绳长为 L，绳上拉力为 FT，则有
，
解得 ，
可知小球 C、D 向心加速度大小相同，受到绳的拉力大小也相同，故 C 正确，D 错误。
故选 C。
3. 要使两质点间 万有引力减小到原来的 ，下列说法正确的是（ ）
A. 使两物体的质量各减小一半，距离变为原来的 2 倍
B. 使两物体的质量和两物体间的距离都减小到原来的
C. 使其中一个物体的质量减小到原来的 ，距离变为原来的 2 倍
D. 使两物体间的距离增大到原来的 4 倍，质量均变为原来的 2 倍
【答案】D
【解析】
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【详解】A．根据 可知，使两物体的质量各减小一半，距离变为原来的 2 倍，则两质点间的万
有引力减小到原来的 ，故 A 错误；
B．根据 可知，使两物体的质量和两物体间的距离都减小到原来的 ，则两质点间的万有引力
不变，故 B 错误；
C．根据 可知，使其中一个物体的质量减小到原来的 ，距离变为原来的 2 倍，则两质点间的
万有引力减小到原来的 ，故 C 错误；
D．根据 可知，使两物体间的距离增大到原来的 4 倍，质量均变为原来的 2 倍，则两质点间的
万有引力减小到原来的 ，故 D 正确。
故选 D。
4. 在太阳系中，哈雷彗星是人一生中唯一以裸眼可能看见两次的彗星，哈雷彗星上一次回归在 1986 年，下
一次回归将在 2061 年。如图所示，哈雷彗星和另一个行星 A 围绕太阳运动的轨道分别为椭圆和圆，若已知
哈雷彗星的运动周期为 T，其轨道长轴为 2a，行星 A 的轨道半径为 R，则行星 A 的运动周期为（ ）
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】由开普勒第三定律：
故行星 A 的运动周期为
故选 C。
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5. 某校的物理兴趣小组设计了如图所示的玩具轨道，内壁光滑的细圆管用轻杆固定在竖直平面内，小球（可
视为质点）直径略小于细圆管的内径，小球运动到圆管最高点时，杆对圆管的作用力为零，已知细圆管和
小球的质量相等，细圆管半径为 ，重力加速度大小 取 ，不计空气阻力，则小球在最高点的
速度大小为（ ）
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】根据题意，对圆管受力分析，由平衡条件可知，小球在最高点给圆管竖直向上的作用力，大小等
于圆管的重力，由牛顿第三定律可知，圆管给小球竖直向下的作用力，大小等于圆管的重力，在最高点，
对小球，由牛顿第二定律有
代入数据解得
故选 B。
6. 在电影《流浪地球 2》中地球最后成为“比邻星”的一颗行星。在地球飞向“比邻星”的过程中，科学
家测出距“比邻星”表面高为 、 时，由比邻星产生的引力加速度大小分别为 和 。若认为“比邻
星”是密度均匀的球体，已知引力常量 ，则“比邻星”的质量为（ ）
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】设“比邻星”质量为 M，半径为 R，设质量为 m 的物体在距“比邻星”表面高为 3h 处，则有
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在距“比邻星”表面高为 h 处有
联立解得“比邻星”质量
故选 B。
7. 如图所示，质量分别为 、 物块 A、B 分居圆心两侧放在水平圆盘上，用不可伸长
的轻绳相连，与圆心距离分别为 和 ，其中 。A、B 与圆盘的动摩擦因数相同，最大静摩擦力等
于滑动摩擦力。当圆盘以不同角速度 轴 匀速转动时，绳中弹力 F 随 的变化关系如图所示。当角
速度为 时，A 物块恰好不受摩擦力作用，取 。下列说法正确的是（ ）
A.
B.
C. 物块与圆盘间的动摩擦因数
D. 当角速度为 时，物块恰好与圆盘相对滑动
【答案】C
【解析】
【详解】ABC．当角速度较小时，绳中没有拉力，对 A、B 有
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由于
所以，随着角速度增大，B 所受摩擦力先达到最大，此后
随着角速度增大，B 所受摩擦力不变，则有
结合图像可得
解得
当角速度为 时，A 物块恰好不受摩擦力，则有
联立解得
故 AB 错误，C 正确；
D．当物块恰好与圆盘相对滑动时，A 所受摩擦力达到最大，且沿半径向外，则有
联立解得
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D 错误。
故选 C。
二、多选题（本题包括 3 小题，每小题 6 分，共 18 分。在每小题给出的四个选项中，有多项
符合题目要求。全部选对得 6 分，选对但不全得 3 分，有选错的得 0 分）
8. 关于行星运动的规律，下列说法符合史实和事实的是（ ）
A. 开普勒结合第谷的观测数据，总结出行星运动的三大定律
B. 开普勒进行“月—地检验”，并总结出了天上、地上物体所受的引力遵从相同的规律
C. 牛顿通过扭秤实验结合“理想模型”物理思想测得引力常量 G
D. 海王星是亚当斯和勒维耶各自独立研究推算出来的，后人称其为“笔尖下发现的行星”
【答案】AD
【解析】
【详解】A．开普勒结合第谷的观测数据，总结出行星运动的三大定律，选项 A 正确；
B．牛顿进行“月—地检验”，并总结出了天上、地上物体所受的引力遵从相同的规律，选项 B 错误；
C．卡文迪许通过扭秤实验结合“理想模型”物理思想测得引力常量 G，选项 C 错误；
D．海王星是亚当斯和勒维耶各自独立研究推算出来的，后人称其为“笔尖下发现的行星”，选项 D 正确。
故选 AD。
9. 如图所示，斜面倾角为θ，位于斜面底端 A 正上方的小球以初速度 v0 正对斜面顶点 B 水平抛出，小球到
达斜面经过的时间为 t，重力加速度为 g，则下列说法中正确的是（ ）
A. 若小球以最小位移到达斜面，则
B. 若小球垂直击中斜面，则 t＝
C. 若小球能击中斜面中点，则 t＝
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D. 无论小球怎样到达斜面，运动时间均为 t＝
【答案】AB
【解析】
【详解】A. 小球 位移与斜面垂直时，小球以最小位移到达斜面，分解小球的位移可知
解得
故 A 正确；
B．小球的速度与斜面垂直时，小球垂直击中斜面，分解小球速度可得
解得
故 B 正确；
C．若小球能击中斜面中点，分解位移，由几何关系可得 ， ，
解得
故 C 错误；
D．小球到达斜面的位置不一样，在空中运动的时间也不一样，故 D 错误。
故选 AB。
10. 如图所示，半径为 的光滑金属圆环悬挂在竖直面内，可绕过圆心的竖直轴转动。质量为 的带孔小球
穿于环上，同时有一长为 的轻绳一端系于球上，另一端系于圆环最低点。绳能承受的最大拉力为 ，重
力加速度的大小为 。当圆环转动的角速度 逐渐增大时，下列说法正确的是（ ）
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A. 圆环角速度 等于 时，小球受到 2 个力的作用
B. 圆环角速度 等于 时，小球受到 2 个力的作用
C. 圆环角速度 等于 时，圆环对小球的弹力大小为
D. 圆环角速度 足够大，小球能达到与圆环圆心等高处
【答案】AC
【解析】
【详解】A．设角速度 在 0～ 范围时绳处于松弛状态，球受到重力与环的弹力两个力的作用，弹力与
竖直方向夹角为 ，则有
即
当绳恰好伸直时有 ，则
可知圆环角速度 等于 时，小球受到 2 个力的作用。故 A 正确；
BC．设在 时绳中有张力且小于 mg，此时有
当 取最大值 mg 时代入可得
即当 时绳将断裂，小球又只受到重力、环的弹力两个力的作用，由此可知圆环角速度 等于
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时，小球受到 3 个力的作用。圆环角速度 等于 时，绳已断裂，小球又只受到重力、环的弹力
两个力的作用，则有
解得
即圆环对小球 弹力大小为 。故 B 错误；C 正确；
D．依题意，小球能达到与圆环圆心等高处时，圆环的弹力沿水平方向指向圆环的圆心，此外小球还受重力
作用，二者的合力不可能指向圆心了，即圆环角速度 不论增大到多少，小球均不能达到与圆环圆心等高
处。故 D 错误。
故选 AC。
三、实验题（本题包括 2 小题，每空 2 分，共 14 分）
11. 在“探究影响向心力大小的因素”实验中，所用向心力演示器如图所示，固定在转臂上的挡板 A、B、
C，可与转臂上做圆周运动的实验球产生挤压，从而提供向心力。小球位于挡板 A、B、C 处时，做稳定圆
周运动的半径之比为 2:1:1。标尺 1、2 可以显示出两球所受向心力的大小关系。
手柄可供选择的实验球有：质量均为 2m 的球 1 和球 2，质量为 m 的球 3。
（1）为探究向心力与小球质量的关系时，将皮带调整到变速塔轮半径相等的位置，若将球 1 放到挡板 C 处，
应将球__________（填：2 或 3）放在挡板__________处（填：“A”或“B”）；
（2）某次实验时将球 1 放在 A 挡板处，球 3 放在 C 挡板处，发现标尺 1 和 2 表示的向心力之比为 1:1，由
此可知皮带连接的左侧和右侧塔轮半径之比为__________。
【答案】（1） ①. 3 ②. B
（2）2：1
【解析】
【小问 1 详解】
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[1][2]该实验应用控制变量法，为了探究向心力与小球质量的关系，由公式
可知，需要控制小球旋转半径和角速度不变；故应该选择质量不同的球 1 和球 3，两球放在长度相同的 C
挡板和挡板 B 处。
【小问 2 详解】
球 1 的质量为 2m，球 3 的质量为 m，由半径之比为 2：1，向心力之比为 1:1，根据
得
两个塔轮边缘的线速度相等，根据
知两个变速塔轮的半径之比为
12. 某实验小组用如图甲所示的装置研究平抛运动及其特点，他的实验操作是：在小球 A、B 处于同一高度
时，用小锤轻击弹性金属片，使 A 球水平飞出，同时 B 球被松开下落.
（1）甲实验的现象是小球 A、B 同时落地，说明______________________；
（2）现将 A、B 球恢复初始状态后，用比较大的力敲击弹性金属片，A 球落地点变远，则在空中运动的时
间____________（填“变大”、“不变”或“变小”）；
（3）安装图乙研究平抛运动实验装置时，保证斜槽末端水平，斜槽____________（填“需要”或“不需要”）
光滑；
（4）然后小明用图乙所示方法记录平抛运动的轨迹，由于没有记录抛出点，如图丙所示，数据处理时选择
A 点为坐标原点（0，0），丙图中小方格的边长均为 20cm，重力加速度 g 取 10m/s2，则小球平抛初速度的大
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小为________m/s，小球在 B 点速度的大小为________m/s。
【答案】（1）小球 A 在竖直方向的分运动是自由落体运动
（2）不变 （3）不需要
（4） ①. 3 ②. 5
【解析】
【小问 1 详解】
甲实验时，小球 A 做平抛运动，小球 B 做自由落体运动，则实验现象是小球 A、B 同时落地，说明小球 A
在竖直方向的分运动是自由落体运动。
【小问 2 详解】
将 A、B 球恢复初始状态后，用比较大的力敲击弹性金属片，A 球落地点变远，可下落的高度不变， 由自
由落体运动下落时间 可知，则在空中运动的时间不变。
【小问 3 详解】
安装图乙研究平抛运动实验装置时，保证斜槽末端水平，使小球每次都做平抛运动，由于小球每次都是从
斜槽上同一位置开始释放，小球在轨道上运动时克服阻力做功都相同，因此斜槽不需要光滑。
【小问 4 详解】
[1]由题图丙可知，两计数点间，小球在水平方向 位移相等，可知两计数点间的时间间隔相等，小球在竖
直方向做自由落体运动，因此由匀变速直线运动的推论 可得
则小球平抛初速度的大小为
[2] 小球在 y 轴方向由匀变速直线运动在某段时间内中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度，可得
小球在 B 点 y 轴方向速度的大小为
小球在 B 点速度的大小为
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13. 2024 年 4 月 26 日，神舟十八号三名航天员成功入驻“天宫”空间站。空间站绕地球的运动可视为匀速
圆周运动，已知地球半径为 R，万有引力常量为 G，空间站的运行周期为 T，轨道高度为 h，忽略地球自转
的影响。求：
（1）空间站的运行速率 v；
（2）地球的质量
【答案】（1） ；（2）
【解析】
【详解】（1）根据速度与周期的关系有
解得
（2）根据万有引力提供向心力，可得
解得
14. 跳台滑雪是一项勇敢者的运动，运动员穿专用滑雪板，在滑雪道上获得一定的速度后从跳台飞出，在空
中飞行一段距离后着陆。现有质量为 60kg 的某运动员从跳台 a 处沿水平方向飞出，在斜坡 b 处着陆，如图
所示，测得 a、b 间的竖直距离 ，斜坡与水平方向的夹角为 30°，不计空气阻力，重力加速度 g 取
。求：
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（1）运动员在空中飞行的时间 t；
（2）运动员在斜坡 b 处着陆时的速度大小；
（3）运动员在飞行过程中，离坡面的最大距离。
【答案】（1）
（2）
（3）
【解析】
【小问 1 详解】
由平抛运动规律可知 ，解得
【小问 2 详解】
运动员水平方向位移为
运动员竖直方向的速度大小为
故运动员在斜坡 b 处着陆时的速度大小为
联立可得
【小问 3 详解】
将平抛运动沿斜面、垂直斜面方向正交分解，垂直斜面方向的初速度为
垂直斜面方向的加速度为
离坡面的最大距离为
联立可得
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15. 如图所示，倾角为 的斜面体 ABC 固定在水平面上，一质量为 m 的小球（视为质点）用长为 L 的轻质
细线悬挂在天花板上的 M 点，小球静止在 N 点，N 点正好位于 B 点的正上方。现让小球在竖直面内摆动，
当小球运动到 N 点时，突然剪断细线，小球从 N 点水平向右飞出落到斜面上的 P 点。已知 N、P 两点的连
线与斜面垂直，且 N、B 两点间的高度差为 H，重力加速度大小为 g，忽略空气阻力。
（1）求 N、P 两点间的距离以及小球从 N 点运动到 P 点的平均速度的大小；
（2）求小球刚到达 N 点还未剪断细线时细线拉力的大小；
（3）让小球以不同的速度从 N 点水平飞出落到斜面上，落点不一定为 P 点，若 ，求
小球落到斜面上的速度最小时，小球平抛运动过程下落的高度。
【答案】（1） ，
（2）
（3）
【解析】
【小问 1 详解】
设 N、P 两点间的距离为 s，即为小球做平抛运动的位移，根据几何关系可得
， ，
联立解得
， ，
则小球从 N 点运动到 P 点的平均速度的大小为
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【小问 2 详解】
小球平抛的水平速度为
在 N 点，根据牛顿第二定律有
解得
【小问 3 详解】
设小球落在斜面上的速度为 v，则有
又根据
， ，
联立可得
可知当 ，即 时，v 有最小值；
又根据几何关系可得
解得
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