河北省张家口市第一中学2024-2025学年高二下学期第一次月考物理试卷（原卷版+解析版）

这是一份河北省张家口市第一中学2024-2025学年高二下学期第一次月考物理试卷（原卷版+解析版），共20页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
满分100分，考试时间75分钟
一、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. 关于物理学的发展史，下列说法正确的是（ ）
A. 开普勒分析第谷的观测数据之后认为天体的运动是最完美、最和谐的匀速圆周运动
B. 第谷分析开普勒的观测数据之后发现了行星运动的规律，并总结概括为三大定律
C. 牛顿发现了万有引力定律，并测出了引力常量的大小
D. 人们利用万有引力定律不仅能够计算天体的质量，还能发现未知天体
2. 如图所示，下列有关生活中圆周运动实例分析，其中说法正确的是（ ）
A. 图甲中，自行车行驶时大齿轮上A点和小齿轮上B点的线速度大小相等
B. 图乙中，做圆锥摆运动的物体，受重力、绳的拉力和向心力作用
C. 图丙中，脱水桶的脱水原理是水滴受到的离心力大于它受到的向心力
D. 图丁中，如果火车转弯时行驶速度超过设计速度，轮缘会挤压内轨
3. 如图所示，一质量为小滑块从半径为的固定的粗糙圆弧形轨道的点匀速率滑到点，则下列说法中正确的是（ ）
A. 向心加速度不变B. 向心力的大小逐渐增大
C. 向心力的大小逐渐减小D. 它所受的合力的大小是恒定的
4. 如图所示，微信启动页是我国“风云四号”卫星拍摄地球的动态图。“风云四号”卫星是第二代地球静止轨道遥感气象卫星，关于“风云四号”下列说法正确的是 （ ）
A. 发射速度大于11.2km/sB. 运行速度小于7.9km/s
C. 加速度约9.8m/s2D. 每24h经过杭州上空一次
5. 双星系统由两颗恒星组成，两恒星在相互引力的作用下，分别围绕其连线上的某一点做周期相同的匀速圆周运动．研究发现，双星系统演化过程中，两星的总质量、距离和周期均可能发生变化．若某双星系统中两星做圆周运动的周期为T，经过一段时间演化后，两星总质量变为原来的k倍，两星之间的距离变为原来的n倍，则此时圆周运动的周期为（ ）
A. B. C. D.
6. 如图，小球A以初速度v0从高为h、倾角为θ的光滑斜面顶端下滑；与此同时，将小球B在与斜面顶端等高处以速度v0竖直上抛。空气阻力忽略不计。已知两小球质量相等，则（ ）

A. 两小球到达水平面时的速度相等
B. 两小球到达水平面时重力做功瞬时功率相等
C. 从开始运动至到达水平面的过程中，重力对两小球做的功相等
D. 从开始运动至到达水平面的过程中，重力对两小球做功的平均功率相等
7. 如图所示，斜面AB、DB动摩擦因数相同．可视为质点的物体分别沿AB、DB从斜面顶端由静止下滑到底端，下列说法正确的是

A. 物体沿斜面 DB滑动到底端时动能较大
B. 物体沿斜面 AB滑动到底端时动能较大
C. 物体沿斜面 DB滑动过程中克服摩擦力做的功较多
D. 物体沿斜面 AB滑动过程中克服摩擦力做的功较多
二、选择题：本题共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，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
8. 如图所示，斜面固定在水平地面上，一滑块从底端冲上斜面，到达某一高度后返回，滑块与斜面间存在摩擦。以地面为零势能面，它在斜面上运动的速度v随时间t变化的图像、重力势能随位移x变化的图像，可能正确的是（ ）
A. B.
C. D.
9. 某科研小组通过速度传感器和计算机得到了一段时间内某款电动车的瞬时速度（v）以及对应的牵引力的倒数（）的多组数据，作出图像如图所示，该电动车最终以大小为的速度做匀速直线运动。电动车的质量为m，运动过程中受到的阻力恒定。下列说法正确的是（ ）
A. 电动车的功率为F0v0
B. 电动车在BC段的加速度大小不变
C. 电动车受到的阻力大小为
D. 当电动车的速度大小为v0时，其加速度大小为
10. 如图甲所示，轻杆的一端固定一小球（可视为质点），另一端套在光滑的水平轴O上，水平轴的正上方有一速度传感器（图中未画出），可以测量小球通过最高点时的速度大小v，水平轴O处有一力传感器（图中未画出），可以测量小球通过最高点时水平轴受到的杆的作用力F，若取竖直向下为F的正方向，在最低点时给小球不同的初速度，得到的F﹣v2（v为小球在最高点时的速度）图像如图乙所示，取重力加速度大小g＝10m/s2。下列说法正确的是（ ）

A. 小球的质量为10kg
B. 轻杆长度为1.8m
C. 若小球通过最高点时的速度大小为3.6m/s，则轻杆对小球的作用力大小为6.4N
D. 若小球通过最高点时的速度大小为6m/s，则小球受到的合力为10N
三、非选择题：本题共S小题；共54分。
11. 用如图所示的装置来探究小球做圆周运动所需向心力的大小F与质量m、角速度和半径，之间的关系。两个变速轮塔通过皮带连接，转动手柄使长槽和短槽分别随变速轮塔匀速转动。槽内的钢球就做匀速圆周运动。横臂的挡板对钢球的压力提供向心力，钢球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力筒下降，从而露出标尺，标尺上的黑白相间的等分格显示出两个钢球所受向心力的比值。如图是探究过程中某次实验时装置的状态。
①在研究向心力的大小F与质量m关系时，要保持______相同；
A．和r B．和m C．m和r D．m和F
②当传动皮带套在两塔轮半径不同的轮盘上，两个塔轮边缘处的_______大小相等；（选填“线速度”或“角速度”）
③图中所示，两个钢球质量和运动半径相等，图中标尺上黑白相间的等分格显示出两个小球所受向心力的比值为，与皮带连接的两个变速轮塔的半径之比为___________。
12. 一位同学利用直尺设计了可以测量水平加速度的加速度计，如图（a）所示。将一总刻度长为20cm的直尺水平固定在一个T型架的竖直杆上，将一端系有小球的细线悬于T型架上的O点，O点位于直尺中央刻度的正上方，O点距直尺上沿10cm。将该装置底座平放在车上，当细线与直尺的交点位置不变时，根据直尺的刻度，便可得到车水平运动时的加速度。
（1）图（b）中P刻度应该标记的加速度为___________；该装置可测加速度最大值是___________。（结果由g表示）
（2）为了制作加速度计的刻度盘，需要测量当地的重力加速度，该同学用图（c）中圆锥摆进行测量，将一细线上端固定，下端连接一小球。让小球某段时间内在某一水平面做匀速圆周运动，测出小球做N次完整圆周运动的时间为t，又测出悬点到小球做圆周运动平面的高为h，则当地重力加速度大小g=___________（用题中所给物理量符号表示）。
（3）该加速度计的刻度___________（选填“均匀”或“不均匀”）。
13. 我国计划在2030年前实现载人登月计划，该计划各项工作进展顺利。假设我国航天员登陆月球后，从月表以初速度竖直向上抛出一颗小球（可视为质点），经过时间t小球落回到抛出点。已知月球半径为R，引力常量为G，月球无空气且不考虑月球自转。求：
（1）月球表面的重力加速度；
（2）月球的质量M；
14. 如图所示，某车的车厢顶部用细线悬挂了一质量的小球（可视为质点），车厢的水平底部放置有质量的物块。当车厢在水平地面上拐弯时可视为车厢在做匀速圆周运动，小球、物块均与车厢相对静止，此时细线与竖直方向的夹角。已知车厢做匀速圆周运动的轨道半径且远大于车厢宽度，取重力加速度大小，求：
（1）细线上的弹力大小；
（2）物块受到的摩擦力大小；
（3）车厢的线速度大小。
15. 如图甲所示，长为4m的水平轨道AB与半径为R=0.5m的竖直半圆弧轨道BC在B处相连接，有一质量为1kg的滑块（大小不计），从A处由静止开始受水平向右的力F作用，F的大小随位移x变化的关系如图乙所示，滑块与AB间的动摩擦因数为=0.25，取g =10m/s2.求：
（1）滑块到达B处时的速度大小；
（2）滑块刚滑上圆弧轨道时，对圆弧轨道的压力；
（3）若到达B点时撤去力F，滑块沿半圆弧轨道内侧上滑，并恰好能到达最高点C，则滑块在半圆弧轨道上克服摩擦力所做的功是多少？
张家口市第一中学2024~2025学年第二学期高一年级4月考试
物理试题
满分100分，考试时间75分钟
一、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. 关于物理学的发展史，下列说法正确的是（ ）
A. 开普勒分析第谷的观测数据之后认为天体的运动是最完美、最和谐的匀速圆周运动
B. 第谷分析开普勒的观测数据之后发现了行星运动的规律，并总结概括为三大定律
C. 牛顿发现了万有引力定律，并测出了引力常量的大小
D. 人们利用万有引力定律不仅能够计算天体的质量，还能发现未知天体
【答案】D
【解析】
【详解】A．开普勒分析第谷的观测数据之后认为天体的运动轨迹是椭圆。故A错误；
B．开普勒分析第谷的观测数据之后发现了行星运动的规律，并总结概括为开普勒三大定律。故B错误；
C．牛顿发现了万有引力定律，卡文迪什测出了引力常量的大小。故C错误；
D．人们利用万有引力定律不仅能够计算天体的质量，还能发现未知天体。故D正确。
故选D。
2. 如图所示，下列有关生活中的圆周运动实例分析，其中说法正确的是（ ）
A. 图甲中，自行车行驶时大齿轮上A点和小齿轮上B点的线速度大小相等
B. 图乙中，做圆锥摆运动的物体，受重力、绳的拉力和向心力作用
C. 图丙中，脱水桶的脱水原理是水滴受到的离心力大于它受到的向心力
D. 图丁中，如果火车转弯时行驶速度超过设计速度，轮缘会挤压内轨
【答案】A
【解析】
【详解】A．图甲中，自行车行驶时大齿轮与小齿轮通过链条传动，则大齿轮上A点和小齿轮上B点的线速度大小相等，故A正确；
B．图乙中，做圆锥摆运动的物体，受重力、绳的拉力作用，重力和绳的拉力合力提供向心力，故B错误；
C．图丙中，脱水桶的脱水原理是水滴受到的附着力不足以提供所需的向心力，故C错误；
D．图丁中，如果火车转弯时行驶速度超过设计速度，则火车有离心运动的趋势，轮缘会挤压外轨，故D错误。
故选A。
3. 如图所示，一质量为的小滑块从半径为的固定的粗糙圆弧形轨道的点匀速率滑到点，则下列说法中正确的是（ ）
A. 向心加速度不变B. 向心力的大小逐渐增大
C. 向心力大小逐渐减小D. 它所受的合力的大小是恒定的
【答案】D
【解析】
【详解】小滑块做匀速圆周运动，根据牛顿第二定律和向心加速度表达式
，
可知，小滑块匀速率下滑过程中，向心力大小不变，向心加速度大小不变，方向时刻指向圆心，物体做匀速圆周运动时合外力等于向心力，则合外力大小不变，ABC错误，D正确。
故选D。
4. 如图所示，微信启动页是我国“风云四号”卫星拍摄地球的动态图。“风云四号”卫星是第二代地球静止轨道遥感气象卫星，关于“风云四号”下列说法正确的是 （ ）
A. 发射速度大于11.2km/sB. 运行速度小于7.9km/s
C. 加速度约9.8m/s2D. 每24h经过杭州上空一次
【答案】B
【解析】
【详解】A．该卫星是地球的静止卫星，所以发射速度大于7.9km/s而小于11.2km/s。A错误；
B．7.9km/s是近地卫星的线速度，根据可知，轨道半径越大，线速度越小。“风云四号”运行速度小于7.9km/s ，B正确；
C．该卫星是地球的静止卫星，轨道半径大于近地卫星，根据可知，加速度小于近地卫星加速度的9.8m/s2。C错误；
D．杭州区域不在赤道，所以该卫星不会经过其上空。D错误。
故选B。
5. 双星系统由两颗恒星组成，两恒星在相互引力的作用下，分别围绕其连线上的某一点做周期相同的匀速圆周运动．研究发现，双星系统演化过程中，两星的总质量、距离和周期均可能发生变化．若某双星系统中两星做圆周运动的周期为T，经过一段时间演化后，两星总质量变为原来的k倍，两星之间的距离变为原来的n倍，则此时圆周运动的周期为（ ）
A B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】两恒星之间的万有引力提供各自做圆周运动的向心力，则有：
又，
联立以上各式可得
故当两恒星总质量变为，两星间距变为时，圆周运动的周期变为，B正确，ACD错误。
故选B。
6. 如图，小球A以初速度v0从高为h、倾角为θ的光滑斜面顶端下滑；与此同时，将小球B在与斜面顶端等高处以速度v0竖直上抛。空气阻力忽略不计。已知两小球质量相等，则（ ）

A. 两小球到达水平面时速度相等
B. 两小球到达水平面时重力做功的瞬时功率相等
C. 从开始运动至到达水平面的过程中，重力对两小球做的功相等
D. 从开始运动至到达水平面的过程中，重力对两小球做功的平均功率相等
【答案】C
【解析】
【详解】A．根据动能定理知，两球下降的高度相同，初动能相同，则末动能相等，可知两球到达水平面时的速率相等，但速度方向不同，则速度不相等，故A错误；
B．A球到达水平面时，重力做功的瞬时功率为
P = mgvsinθ
两球速率相等，B球速度方向与重力方向相同，可知B球到达地面时重力的瞬时功率大于A球，故B错误；
C．两球运动的初末两点的高度差相等，则重力做功相等，故C正确；
D．两球运动时间不同，根据知，重力做功相等，则重力做功的平均功率不等，故D错误。
故选C。
7. 如图所示，斜面AB、DB动摩擦因数相同．可视为质点的物体分别沿AB、DB从斜面顶端由静止下滑到底端，下列说法正确的是

A. 物体沿斜面 DB滑动到底端时动能较大
B. 物体沿斜面 AB滑动到底端时动能较大
C. 物体沿斜面 DB滑动过程中克服摩擦力做的功较多
D. 物体沿斜面 AB滑动过程中克服摩擦力做的功较多
【答案】B
【解析】
【详解】设底边的长度为L，斜面的倾角为θ，根据动能定理得
整理得
知高度越高，到达底端的动能越大。
克服摩擦力做功
知克服摩擦力做功相等。故B正确，ACD错误；
故选B。
二、选择题：本题共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，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
8. 如图所示，斜面固定在水平地面上，一滑块从底端冲上斜面，到达某一高度后返回，滑块与斜面间存在摩擦。以地面为零势能面，它在斜面上运动速度v随时间t变化的图像、重力势能随位移x变化的图像，可能正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】AC
【解析】
【详解】AB．设斜面的倾角为，物体上滑时，根据牛顿第二定律可得
解得
方向沿斜面向下，物体下滑时，同理可得
方向沿斜面向下，可见上滑时的加速度大于下滑时的加速度，由于克服摩擦力做功，机械能减小，返回到出发点的速度应小于物体的初速度，A正确，B错误；
CD．根据重力势能
可知重力势能与位移成正比，C正确，D错误。
故选AC。
9. 某科研小组通过速度传感器和计算机得到了一段时间内某款电动车的瞬时速度（v）以及对应的牵引力的倒数（）的多组数据，作出图像如图所示，该电动车最终以大小为的速度做匀速直线运动。电动车的质量为m，运动过程中受到的阻力恒定。下列说法正确的是（ ）
A. 电动车的功率为F0v0
B. 电动车在BC段的加速度大小不变
C. 电动车受到的阻力大小为
D. 当电动车的速度大小为v0时，其加速度大小为
【答案】AD
【解析】
【分析】
【详解】A．电动车的功率等于图像的斜率
A正确；
B．根据牛顿第二定律
解得
电动车在BC段的加速度随着速度的增大而减小，B错误；
C．根据最大速度公式
根据题意
解得
C错误；
D．根据
解得
D正确。
故选AD。
10. 如图甲所示，轻杆的一端固定一小球（可视为质点），另一端套在光滑的水平轴O上，水平轴的正上方有一速度传感器（图中未画出），可以测量小球通过最高点时的速度大小v，水平轴O处有一力传感器（图中未画出），可以测量小球通过最高点时水平轴受到的杆的作用力F，若取竖直向下为F的正方向，在最低点时给小球不同的初速度，得到的F﹣v2（v为小球在最高点时的速度）图像如图乙所示，取重力加速度大小g＝10m/s2。下列说法正确的是（ ）

A. 小球的质量为10kg
B. 轻杆的长度为1.8m
C. 若小球通过最高点时的速度大小为3.6m/s，则轻杆对小球的作用力大小为6.4N
D. 若小球通过最高点时的速度大小为6m/s，则小球受到的合力为10N
【答案】CD
【解析】
【详解】AB．设杆的长度为L，水平轴受到的杆的作用力F与杆对小球的作用力大小相等、方向相反，因此对小球受力分析则有
整理可得
对比题图乙可知m＝1kg，L＝3.6m
AB错误；
CD．当v＝3.6m/s时，代入上式得F＝6.4N，即杆对小球的作用力大小为6.4N，若小球通过最高点时的速度大小为6m/s，则小球受到的合力
CD正确。
故选CD。
三、非选择题：本题共S小题；共54分。
11. 用如图所示的装置来探究小球做圆周运动所需向心力的大小F与质量m、角速度和半径，之间的关系。两个变速轮塔通过皮带连接，转动手柄使长槽和短槽分别随变速轮塔匀速转动。槽内的钢球就做匀速圆周运动。横臂的挡板对钢球的压力提供向心力，钢球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力筒下降，从而露出标尺，标尺上的黑白相间的等分格显示出两个钢球所受向心力的比值。如图是探究过程中某次实验时装置的状态。
①在研究向心力的大小F与质量m关系时，要保持______相同；
A．和r B．和m C．m和r D．m和F
②当传动皮带套在两塔轮半径不同的轮盘上，两个塔轮边缘处的_______大小相等；（选填“线速度”或“角速度”）
③图中所示，两个钢球质量和运动半径相等，图中标尺上黑白相间的等分格显示出两个小球所受向心力的比值为，与皮带连接的两个变速轮塔的半径之比为___________。
【答案】 ①. A ②. 线速度 ③.
【解析】
【详解】①[1]在研究向心力的大小与质量关系时，须保持角速度和转动半径不变，故选A。
②[2]当传动皮带套在两塔轮半径不同的轮盘上，属于皮带传动，两个塔轮边缘处的线速度大小相同。
③[3]由题意，两钢球质量和运动半径相等，向心力之比是，根据可知两钢球角速度之比为又因为两变速塔轮的线速度相等，根据可知可知两个变速轮塔的半径之比是。
12. 一位同学利用直尺设计了可以测量水平加速度的加速度计，如图（a）所示。将一总刻度长为20cm的直尺水平固定在一个T型架的竖直杆上，将一端系有小球的细线悬于T型架上的O点，O点位于直尺中央刻度的正上方，O点距直尺上沿10cm。将该装置底座平放在车上，当细线与直尺的交点位置不变时，根据直尺的刻度，便可得到车水平运动时的加速度。
（1）图（b）中P刻度应该标记的加速度为___________；该装置可测加速度最大值是___________。（结果由g表示）
（2）为了制作加速度计的刻度盘，需要测量当地的重力加速度，该同学用图（c）中圆锥摆进行测量，将一细线上端固定，下端连接一小球。让小球某段时间内在某一水平面做匀速圆周运动，测出小球做N次完整圆周运动的时间为t，又测出悬点到小球做圆周运动平面的高为h，则当地重力加速度大小g=___________（用题中所给物理量符号表示）。
（3）该加速度计的刻度___________（选填“均匀”或“不均匀”）。
【答案】（1） ①. 0.3g ②. g
（2）
（3）均匀
【解析】
【小问1详解】
[1]设图（b）中细线与竖直方向的夹角为，根据牛顿第二定律可得
根据几何关系可得
可得图（b）中P刻度应该标记的加速度为
[2]该装置可测加速度最大值是
【小问2详解】
测出小球做N次完整圆周运动的时间为t，则小球做圆周运动的周期为
设细线与竖直方向夹角为，以小球为对象，根据牛顿第二定律可得
联立解得当地重力加速度大小为
【小问3详解】
设直尺中央刻度为，刻度为时，对应的加速度为，则有
其中，，可知加速度与刻度成线性关系，则该加速度计的刻度均匀。
13. 我国计划在2030年前实现载人登月计划，该计划各项工作进展顺利。假设我国航天员登陆月球后，从月表以初速度竖直向上抛出一颗小球（可视为质点），经过时间t小球落回到抛出点。已知月球半径为R，引力常量为G，月球无空气且不考虑月球自转。求：
（1）月球表面的重力加速度；
（2）月球的质量M；
【答案】（1）
（2）
【解析】
【小问1详解】
根据竖直上抛运动规律可得
解得
【小问2详解】
在月球表面，万有引力提供向心力，设一绕月球表面运动的近地卫星的质量为，则有
解得
14. 如图所示，某车的车厢顶部用细线悬挂了一质量的小球（可视为质点），车厢的水平底部放置有质量的物块。当车厢在水平地面上拐弯时可视为车厢在做匀速圆周运动，小球、物块均与车厢相对静止，此时细线与竖直方向的夹角。已知车厢做匀速圆周运动的轨道半径且远大于车厢宽度，取重力加速度大小，求：
（1）细线上的弹力大小；
（2）物块受到的摩擦力大小；
（3）车厢的线速度大小。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）对小球受力分析，竖直方向上有
解得
（2）对小球受力分析，水平方向上有
对物块受力分析，水平方向上有
解得
（3）由向心加速度定义式有
解得
15. 如图甲所示，长为4m的水平轨道AB与半径为R=0.5m的竖直半圆弧轨道BC在B处相连接，有一质量为1kg的滑块（大小不计），从A处由静止开始受水平向右的力F作用，F的大小随位移x变化的关系如图乙所示，滑块与AB间的动摩擦因数为=0.25，取g =10m/s2.求：
（1）滑块到达B处时的速度大小；
（2）滑块刚滑上圆弧轨道时，对圆弧轨道的压力；
（3）若到达B点时撤去力F，滑块沿半圆弧轨道内侧上滑，并恰好能到达最高点C，则滑块在半圆弧轨道上克服摩擦力所做的功是多少？
【答案】（1）2m/s；（2）90N；（3）7.5J
【解析】
【分析】
【详解】（1）对滑块从A到B的过程，由动能定理得
代入数据解得
（2）滑块刚滑上圆弧轨道时，根据牛顿第二定律得
可得
由牛顿第三定律知，滑块对轨道的压力为90N；
（3）当滑块恰好能到达最高点C时，由牛顿第二定律有
对滑块从B到C的过程，由动能定理得
代入数值得
W ＝－7.5 J
即克服摩擦力做的功为7.5J。