重庆市七校联考2024-2025学年高一下学期第一次月考物理试卷（解析版）

这是一份重庆市七校联考2024-2025学年高一下学期第一次月考物理试卷（解析版），共16页。试卷主要包含了单项选择题，多项选择题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
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，只有一项是符合题目要求的。
1. 下列物理学史正确的是（ ）
A. 开普勒提出行星运动规律，并发现了万有引力定律
B. 牛顿发现了万有引力定律，并通过精确的计算得出引力常量
C. 引力常量是卡文迪许通过实验测量并计算得出的
D 伽利略发现万有引力定律并得出引力常量
【答案】C
【解析】AB．牛顿发现了万有引力定律，卡文迪许通过实验测出了万有引力常量，开普勒提出行星运动规律，故AB错误；
CD．万有引力常量G是卡文迪许通过实验测量并计算得出的，故C正确，D错误．
故选C．
2. 如图，用细绳系着一个小球，使小球在水平面内做匀速圆周运动，不考虑空气阻力。则以下说法正确的是（ ）
A. 球受到重力、拉力、向心力
B. 若球转动加快，绳子的拉力不变
C. 球所受的合力指向悬点O
D. 球的向心加速度时刻在变化
【答案】D
【解析】A．球受到重力、拉力作用，两个力的合力充当向心力，选项A错误；
B．设细线与竖直方向的夹角为θ，根据
若球转动加快，ω变大，则绳子的拉力变大，选项B错误；
C．球做匀速圆周运动，则所受的合力指向圆心，不是指向悬点O，选项C错误；
D．球的向心加速度指向圆心，方向时刻在变化，即向心加速度时刻在变化，选项D正确。
故选D。
3. 乘坐游乐园的翻滚过山车时，质量为m的人随车在竖直平面内旋转，下列说法正确的是（ ）
A. 过山车在过最高点时人处于倒坐状态，全靠保险带拉住，没有保险带，人就会掉下来
B. 人在最高点时对座位可能产生大小为mg的压力
C. 人在最低点时对座位的压力等于mg
D. 人在最低点时对座位的压力小于mg
【答案】B
【解析】A．在最高点时，当人与保险带间恰好没有作用力时，由重力提供向心力
解得临界速度为
当人在最高点时的速度大于临界速度时，人与座椅产出外侧挤压，没有保险带，人也不会掉下来，故A错误；
B．当人在最高点的速度时，有
解得
可知人在最高点时对座位可能产生大小为mg的压力，故B正确；
CD．人在最低点时，根据牛顿第二定律
可得
由牛顿第三定律可知人对座位的压力大于mg，故CD错误。
故选B。
4. 一轻绳一端固定在O点，另一端拴一小球，拉起小球使轻绳水平，然后无初速释放小球.如图所示，小球从开始运动至轻绳达竖直位置的过程中，小球重力的瞬时功率的变化情况是（ ）
A. 一直增大B. 一直减小
C. 先增大，后减小D. 先减小，后增大
【答案】C
【解析】小球在初位置重力做功的功率为零，在最低点，由于重力的方向与速度方向垂直，则重力做功的功率也为零，因为初末位置都为零，则初始位置到末位置过程中重力做功的功率先增大后减小，故选C。
5. 2023年11月1日，我国在太原卫星发射中心成功将“天绘五号”卫星发射升空，并顺利进入预定轨道。“天绘五号”在距离地球表面500km附近环绕地球做匀速圆周运动，其运行周期约为个小时，某时刻“天绘五号”、静止卫星、地球的连线在同一直线上，如图所示，则下列说法正确的是（ ）
A. “天绘五号”的发射速度大于第二宇宙速度
B. “天绘五号”的线速度小于静止卫星的线速度
C. “天绘五号”的向心力一定大于静止卫星的向心力
D. 到下一次“天绘五号”、静止卫星与地球共线的时间约为0.8h
【答案】D
【解析】A．第二宇宙速度为脱离地球吸引的最小发射速度，“天绘五号”的发射速度小于第二宇宙速度，A错误；
B．根据
得
“天绘五号”的运动半径较小，则线速度较大，B错误；
C．由于质量未知，向心力大小不能比较，C错误；
D．静止卫星的运动周期为24h。当“天绘五号”比静止卫星多转动半周时，三者再次共线，则
得
D正确。
故选D。
6. 如图所示，质量相等的A、B两个小球悬于同一悬点O，且在O点下方垂直距离h=1m处的同一水平面内做匀速圆周运动，悬线长L1＝3m，L2＝2m，则A、B两小球（ ）
A. 周期之比T1：T2＝2：3
B. 角速度之比ω1：ω2＝1：1
C. 线速度之比v1：v2＝8：3
D. 向心加速度之比a1：a2＝8：3
【答案】B
【解析】AB．设细线与竖直方向的夹角为，则
根据牛顿第二定律有
联立得
所以两球的周期之比为
角速度之比为
故A错误，B正确；
C．两球做匀速圆周运动的半径分别为，
两球的线速度之比为
故C错误；
D．两球的向心加速度之比为
故D错误。
故选B。
7. 2015年9月，美国的探测设施接收到一个来自GW150914的引力波信号，此信号是由两个黑洞的合并过程产生的。如果将某个双黑洞系统简化为如图所示的圆周运动模型，两黑洞绕O点做匀速圆周运动。在相互强大的引力作用下，两黑洞间的距离缓慢减小，在此过程中，两黑洞做圆周运动的（ ）
A. 向心力均逐渐减小
B. 角速度均逐渐减小
C. 周期均不变
D. 线速度均逐渐增大
【答案】D
【解析】A．向心力由万有引力提供，根据万有引力定律可得
两黑洞间的距离逐渐减小，万有引力增大，所以向心力均逐渐增大，故A错误；
BC．根据牛顿第二定律可得，，
解得
所以
两黑洞间的距离L逐渐减小，周期均减小，角速度增大，故BC错误；
D．根据可得，
由于两黑洞间的距离L逐渐减小的过程中，L3的减小量大于r12、r22的减小量，所以线速度均增大，故D正确。
故选D。
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，有错选的得0分。
8. 关于如图所示的四种圆周运动模型，下列说法正确的是（ ）
A. 图a中，圆形拱桥半径为R，若最高点车速为时，车对桥顶压力为零
B. 图b中，在固定圆锥筒（内壁光滑）内做匀速圆周运动的小球，受重力、弹力和向心力
C. 图c中，传送带运动过程中b、d两点的角速度相等
D. 图d中，火车以大于规定速度经过外轨高于内轨的弯道，外轨对火车有侧压力
【答案】AD
【解析】A．图a圆形桥半径R，若最高点车速为时，桥面对车支持力为N，则
解得
N = 0
根据牛顿第三定律可得对桥面的压力为零。故A正确；
B．图b中，由于向心力是球做匀速圆周运动时所受的几个力的合力，是效果力，故对球受力分析可知，在固定圆锥筒(内壁光滑) 内做匀圆周运动的小球，只受重力、弹力。故B错误；
C．图c中，传送带运动过程中b、d两点的线速度相等。故C错误；
D．图d中，火车以规定的速度经过外轨高于内轨的弯道时，受到的重力和轨道的支持力的合力恰好等于向心力时，车轮对内外轨均无侧向压力，若火车以大于规定速度经过外轨高于内轨的弯道，火车有做离心运动的趋势，则外轨对火车有侧压力。故D正确。
故选AD。
9. “嫦娥六号”月球探测器在月球背面南极附近软着陆，如图所示，“嫦娥六号”从环月圆形轨道Ⅰ上的P点实施变轨，进入环月椭圆形轨道Ⅱ，由近月点Q落月，关于“嫦娥六号”，下列说法正确的是（ ）
A. 沿轨道Ⅰ运行至P点时，需减速才能进入轨道Ⅱ
B. 沿轨道Ⅱ运行的周期小于沿轨道Ⅰ运行的周期
C. 沿轨道Ⅱ运行经P点时的加速度大于沿轨道Ⅰ运行经P点时的加速度
D. 若已知“嫦娥六号”轨道Ⅰ的半径、运动周期和引力常量，可算出月球的密度
【答案】AB
【解析】A．卫星从高轨道变轨到低轨道，需要在变轨处点火减速；则“嫦娥六号”沿轨道Ⅰ运行至P点时，需减速才能进入轨道Ⅱ，故A正确；
B．根据开普勒第三定律，轨道Ⅱ的半长轴小于轨道Ⅰ的半径，则“嫦娥六号”沿轨道Ⅱ运行的周期小于沿轨道Ⅰ运行的周期，故B正确；
C．根据牛顿第二定律可得
可得加速度大小为
可知“嫦娥六号”沿轨道Ⅱ运行经P点时的加速度等于沿轨道Ⅰ运行经P点时的加速度，故C错误；
D．“嫦娥六号”在轨道Ⅰ运行时，由万有引力提供向心力可得
可得月球的质量为
又
由于不知道月球的半径，所以无法算出月球的密度，故D错误。
故选AB。
10. 如图所示，在匀速转动的水平圆盘上，沿直径方向上放置以细线相连的A、B两个质量相等的小物块。A离轴心距离r=10cm，B离轴心距离2r=20cm，A、B与盘面间动摩擦因数均为0.5，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g=10m/s2。当圆盘转动的角速度ω从零开始逐渐增大的过程中，下列说法正确的是（ ）
A. 当ω=5rad/s时，绳子没有拉力
B. 当ω=5rad/s时，A所受的静摩擦力为零
C. ω在5rad/s＜ω＜5rad/s范围内增大时，A所受的摩擦力一直增大
D. 当ω=10rad/s时，A、B两物体刚好开始相对桌面滑动
【答案】ABD
【解析】当圆盘转动的角速度ω从零开始逐渐增大，A和B均由静摩擦力提供向心力，但B物体侧滑的临界角速度较小，设角速度为时，绳子拉直出现拉力，对B物体有
解得
当角速度继续增大后，A所受的静摩擦力向右逐渐减小，当静摩擦力为零的角速度为，有
，
解得
再增大角速度，A所受的静摩擦力沿半径向外，当角速度达到时，A所受的摩擦力达到最大，A先内侧滑，B跟着向外侧滑，有
，
解得
A．当ω1=5rad/s时，绳子即将出现拉力，故A正确；
B．当ω2=5rad/s时，A所受的静摩擦力刚好为零，故B正确；
C．当ω在5rad/s＜ω＜5rad/s范围内增大时，A所受的摩擦力向内一直减小，故C错误；
D．当ω3=10rad/s时，A、B两物体刚好开始相对桌面滑动，故D正确；
故选ABD。
三、实验题：本题共2小题，11题6分，12题10分，共16分。
11. 某实验小组利用向心力演示仪进行“探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系”实验。实验时，将两个小球分别放在短槽C处和长槽的A或B处，A、C到左、右塔轮中心的距离相等，两个小球随塔轮做匀速圆周运动，向心力大小关系可由标尺露出的等分格的格数判断。
（1）在探究向心力与半径、质量、角速度的关系时，用到的实验方法是（ ）
A. 理想实验B. 等效替代法C. 微元法D. 控制变量法
（2）探究向心力F与半径r的关系时，应将质量相同的小球分别放在挡板C和挡板___________处（选填“A”或“B”），将传动皮带套在两塔轮半径___________（选填“相同”或“不同”）的轮盘上。
【答案】（1）D （2） B 相同
【解析】
【小问1解析】
探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系实验，每次只改变一个变量，控制其他变量不变，运用的是控制变量法。
故选D。
【小问2解析】
探究向心力与半径的关系，应保证小球质量相等、圆周运动的角速度相等、半径不相等，因此质量相同的小球分别放在挡板C和挡板B处；
根据可知，两球做圆周运动的角速度相同，则应将传送皮带套在两塔轮半径相同的轮盘上。
12. 图甲是研究平抛物体的运动的实验装置图：
（1）下列说法正确的是___________
A. 通过调节使斜槽的末端保持水平
B. 每次释放小球的位置可以不同
C. 应使小球每次从斜槽上相同的位置自由滑下
D. 斜槽必须光滑
（2）图乙是正确实验取得的数据，其中O点为抛出点，则此小球做平抛运动的初速度为________ m/s（g=9.8m/s2）。
（3）在另一次实验中将白纸换成方格纸，每个格的边长L=5cm，通过频闪照相机，记录了小球在运动途中的三个位置，如图丙所示，则照相机的闪光时间间隔为_____s，该小球做平抛运动的初速度为_____m/s；抛出点距A点的竖直距离_______cm（g=10m/s2）。
【答案】（1）AC （2）1.6 （3）0.1 1.5 5
【解析】
【小问1解析】
A．为了保证小球抛出的初速度处于水平方向，通过调节使斜槽的末端保持水平，故A正确；
BCD．为了保证小球每次抛出的初速度相同，应使小球每次从斜槽上相同的位置自由滑下，但斜槽不需要光滑，故BD错误，C正确。
故选AC。
小问2解析】
根据平抛运动规律有，
可得小球做平抛运动的初速度为
【小问3解析】
由图丙，竖直方向有
可得照相机的闪光时间间隔为
水平方向有
可得小球做平抛运动的初速度为
小球经过B点竖直分速度为
小球经过A点的竖直分速度为
则抛出点距A点的竖直距离为
四、计算题：本题共3小题，13题10分，14题13分，15题18分，共41分。
13. 质量为m=10kg的物体放在粗糙的水平面上，物体与水平面间的动摩擦因数为µ=0.25，现在大小为F=45N的水平拉力作用下从静止开始运动，通过一段时间t=2s（g=10m/s2）求：
（1）该过程中拉力做的功；
（2）该过程中拉力做功的平均功率。
【答案】（1）180J （2）90W
【解析】
【小问1解析】
根据牛顿第二定律可得
解得加速度大小为
根据运动学公式可得
则该过程中拉力做的功为
【小问2解析】
该过程中拉力做功的平均功率为
代入数据解得
14. 如图所示，水平转台上有一个质量为的物块，用长为的轻质细绳将物块连接在转轴上，细绳与竖直转轴的夹角，此时细绳伸直但无张力，物块与转台间的动摩擦因数为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，物块随转台由静止开始缓慢加速转动，重力加速度为，则
（1）当水平转盘以角速度匀速转动时，绳上恰好有张力，求的值；
（2）当水平转盘以角速度匀速转动时，求物体所受的摩擦力大小；
（3）当水平转盘以角速度匀速转动时，求细绳拉力大小。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】（1）当最大静摩擦力满足所需要向心力时，由牛顿第二定律得
代入数据解得
（2）当水平转盘以角速度匀速转动时，由于，摩擦力提供向心力
（3）当支持力为零时，物块所需要的向心力由重力和细绳拉力的合力提供，由牛顿第二定律得
解得
当水平转盘以角速度匀速转动时，由于，物块已经离开转台在空中做圆周运动。设细绳与竖直方向夹角为，有
代入数据解得
则绳上的拉力为
15. 动画片《熊出没》中有这样一个情节：某天熊大和熊二中了光头强设计的陷阱，被挂在了树上（如图甲），聪明的熊大想出了一个办法，让自己和熊二荡起来使绳断裂从而得救，其过程可简化如图乙所示，设悬点为O，离地高度为2L，两熊可视为质点且总质量为m，绳长为且保持不变，绳子能承受的最大张力为3mg，不计一切阻力，重力加速度为g，求：
(1)设熊大和熊二刚好在向右摆到最低点时绳子刚好断裂，则他们的落地点离O点的水平距离为多少；
(2)改变绳长，且两熊仍然在向右到最低点绳子刚好断裂，则绳长为多长时，他们的落地点离O点的水平距离最大，最大为多少；
(3)若绳长改为L，两熊在水平面内做圆锥摆运动，如图丙，且两熊做圆锥摆运动时绳子刚好断裂，则他们落地点离O点的水平距离为多少。
【答案】(1)；(2)时，；(3)
【解析】(1)在最低点
绳子断后，两熊做平抛运动，则
两熊落地点离O点的水平距离
联立可得
(2)设绳长为d 则在最低点
绳子断后，两熊做平抛运动，则
两熊落地点离O点的水平距离

即
则当时，两熊落地点离O点水平距离最远，此时最大值
(3)两熊做圆锥摆运动时，设绳子与竖直方向的夹角为时，绳子被拉断。
竖直方向
水平方向
此时两熊离地面的高度为
此后两熊做平抛运动

水平位移
由几何关系：落地点到O点的水平距离

联立可求得