江苏省苏州市苏州大学实验学校2024-2025学年高一下学期3月月考物理试题（原卷版+解析版）

这是一份江苏省苏州市苏州大学实验学校2024-2025学年高一下学期3月月考物理试题（原卷版+解析版），共21页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
考试时间：75分钟 总分：100分
一、选择题（共11题，每题4分，共44分，每题只有一个选项最符合题意）
1. 物体做匀速圆周运动的过程中，保持不变的物理量是（ ）
A. 线速度B. 位移C. 周期D. 向心加速度
2. 中国糖画是非物质文化遗产之一，游客转动指针，指针最后停在哪里，便可得到对应糖画作为奖励。指针上两点P、Q距中心点O的距离分别为r和2r，如图所示。以下关于P、Q两点在转动时各物理量之比，正确的是（ ）
A. 周期之比为2：1
B. 角速度大小之比为1：2
C. 线速度大小之比为1：1
D. 向心加速度大小之比为1：2
3. 如图所示，在下列四个节气时，地球绕太阳公转速度最大的是（ ）
A. 春分B. 夏至C. 秋分D. 冬至
4. 火星的质量约为地球质量的，半径约为地球半径的，则同一物体在火星表面与在地球表面受到的引力的比值约为（ ）
A 0.2B. 0.4C. 2.0D. 2.5
5. 一个人乘电梯从1楼到20楼，在此过程中经历了先加速、后匀速、再减速的运动过程，则电梯支持力对人做功情况是（ ）
A 加速时做正功，匀速时不做功，减速时做负功
B. 加速时做正功，匀速和减速时做负功
C. 加速和匀速时做正功，减速时做负功
D. 始终做正功
6. 离心现象有很多应用，下列选项中利用离心现象的是（ ）
A. 汽车转弯时要降低速度
B. 从血液样本中分离血液的不同成分
C. 砂轮不得超过允许的最大转速
D. 铁路弯道处的内轨要低于外轨
7. 如图，一个内壁光滑的弯管处于竖直平面内，其中管道半径为R。现有一个半径略小于弯管横截面半径的光滑小球在弯管内运动，当小球通过最高点时速率为v0，则下列说法正确的是（ ）
A. 若v0=0，则小球对管内壁无压力
B. 若，则小球对管内上壁有压力
C. 若，则小球对管内下壁没有压力
D. 不论v0多大，小球对管内壁都有压力
8. 如图所示，内壁光滑的竖直圆桶绕中心轴做匀速圆周运动，一物块用不可伸长的细绳系着，绳子的另一端系于圆桶上表面圆心，且物块贴着圆桶内表面随圆桶一起转动，则（ ）

A. 绳子的拉力可能为零
B. 桶对物块的弹力不可能为零
C. 若它们以更大的角速度一起转动，绳子的拉力一定增大
D. 若它们以更大的角速度一起转动，绳子的拉力仍保持不变
9. 如图所示，甲为赤道上空的近地卫星，乙为放置在赤道处地面上的待发射卫星。若以T表示圆周运动周期，v表示线速度大小，a表示向心加速度大小，F表示受到的合力大小，下列判断一定正确的是（ ）
A. B. C. D.
10. 2024年9月6日2时30分，我国在太原卫星发射中心使用长征六号运载火箭，成功将吉利星座03组卫星发射升空，10颗卫星顺利进入预定轨道，发射任务获得圆满成功。假设某颗卫星先在椭圆轨道Ⅰ上运动，经过P点启动变轨后进入圆轨道Ⅱ上做匀速圆周运动。轨道上的P、Q、S三点与地球中心位于同一直线上，P、Q两点分别是椭圆轨道的远地点和近地点，且（R为地球的半径）。卫星在轨道Ⅰ、Ⅱ上经过P点的速度分别为，在轨道Ⅱ上的运行周期为T，引力常量为G，下列说法正确的是（ ）
A.
B. 地球的密度为
C. 卫星在轨道Ⅰ上运动时，经过P点的加速度为
D. 卫星在轨道Ⅱ上经过S点的速度大于地球的第一宇宙速度
D，卫星在轨道II上经过S点的速度大于地球的第一宇宙速度
11. 如图，在匀速转动的水平盘上，沿半径方向放着用细线相连的质量相等的两个物体A和B，它们分居圆心两侧，与圆心距离分别为RA=r，RB=2r，与盘间的动摩擦因数μ相同，当圆盘转速加快到两物体刚好还未发生滑动时，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，下列说法正确的是（ ）
A. 此时绳子张力为FT=2μmg
B. 此时圆盘的角速度为
C. 此时A所受摩擦力方向沿半径指向圆心
D 此时烧断绳子，A仍相对盘静止，B将做离心运动
二、非选择题（共5题，共56分。解答时写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位）
12. 用如图甲所示的向心力演示器探究向心力的表达式，已知小球在挡板A、B、C处做圆周运动的轨迹半径之比为。
（1）在这个实验中，利用了__________来探究向心力的大小与小球质量、角速度和半径之间的关系。
A．理想实验法 B.等效替代法 C.控制变量法
（2）探究向心力大小与质量的关系时，选择两个质量__________（选填“相同”或“不同”）的小球，分别放在挡板__________（选填“A”或“B”）和挡板C处。
（3）如图乙所示，一类似于实验装置的皮带传动装置，A、B、C三点到各自转轴的距离分别为、、，已知，若在传动过程中，皮带不打滑。则A点与C点的角速度之比__________，B点与C点的向心加速度大小之比__________。
13. 在用高级沥青铺设的高速公路上．对汽车的设计限速是30m/s。汽车在这种路面上行驶时，它的轮胎与地而的最大静摩擦力等于车重的0.6倍。
（1）如果汽车在这种高速路的水平弯道上拐弯，假设弯道的路面是水平的，其弯道的最小半径为多大？
（2）如果弯道的路面设计为倾斜（外高内低），弯道半径为360m，要使汽车以30m/s的速度通过此弯道时不产生侧向摩擦力，则弯道路面的倾斜角度正切为多大？
14. 嫦娥六号进入环月轨道，如图所示，在椭圆轨道1上经过近月点P的速度为，在P点启动点火装置，完成变轨后进入圆形轨道2，再次经过P点时速度为。已知万有引力常量为G，圆形轨道到月球表面距离为h，月球半径为R。求：
（1）月球的质量M；
（2）嫦娥六号在轨道1上经过P点时加速度大小a。
15. 如图甲所示为一种叫“魔力陀螺”的玩具，其结构可简化为图乙所示。质量为M、半径为R的铁质圆轨道用支架固定在竖直平面内，陀螺在轨道内、外两侧均可以旋转。陀螺的磁芯质量为m，其余部分质量不计。陀螺磁芯对轨道的吸引力始终沿轨道的半径方向，大小恒为6mg。不计摩擦和空气阻力，重力加速度为g。
（1）若陀螺在轨道内侧运动到最高点时的速度为，求此时轨道对陀螺的弹力大小。
（2）要使陀螺在轨道外侧运动到最低点时不脱离轨道，求陀螺通过最低点时的最大速度。
（3）若陀螺在轨道外侧运动到与轨道圆心等高处时速度为，求固定支架对轨道的作用力大小。
16. 如图所示，装置BO′O可绕竖直轴O′O转动，可视为质点的小球A与两细线连接后分别系于B、C两点，装置静止时细线AB水平，细线AC与竖直方向的夹角θ＝37°．已知小球的质量m＝1 kg，细线AC长l＝1 m，B点距C点的水平和竖直距离相等。(重力加速度g取10 m/s2，，)
(1)若装置匀速转动的角速度为ω1时，细线AB上的张力为0而细线AC与竖直方向的夹角仍为37°，求角速度ω1的大小；
（2）若装置匀速转动的角速度为，求细线AC与竖直方向的夹角和细线AB的张力。
（3）装置可以以不同的角速度匀速转动，请在坐标图中画出细线AC上张力T随角速度的平方变化的关系图像。（可以不写，分析计算过程。）
苏大附中2024-2025学年第二学期检测
高一年级 物理试卷
考试时间：75分钟 总分：100分
一、选择题（共11题，每题4分，共44分，每题只有一个选项最符合题意）
1. 物体做匀速圆周运动的过程中，保持不变的物理量是（ ）
A. 线速度B. 位移C. 周期D. 向心加速度
【答案】C
【解析】
【详解】ABD．在描述物体做匀速圆周运动的物理量中，线速度、位移、向心加速度这几个物理量都是矢量，线速度与向心加速度各自的大小不变，可方向时刻变化；位移大小和方向都时刻在变，因此都是变化的物理量，ABD错误；
C．周期是标量，因此物体做匀速圆周运动的周期是不变的物理量，C正确。
故选C。
2. 中国糖画是非物质文化遗产之一，游客转动指针，指针最后停在哪里，便可得到对应的糖画作为奖励。指针上两点P、Q距中心点O的距离分别为r和2r，如图所示。以下关于P、Q两点在转动时各物理量之比，正确的是（ ）
A. 周期之比为2：1
B. 角速度大小之比为1：2
C. 线速度大小之比为1：1
D. 向心加速度大小之比为1：2
【答案】D
【解析】
【详解】AB．因P、Q两点同轴转动，可知角速度和周期相等，选项AB错误；
C．根据可知P、Q两点线速度大小之比为1：2，选项C错误；
D．根据可知P、Q两点向心加速度大小之比为1：2，选项D正确。
故选D。
3. 如图所示，在下列四个节气时，地球绕太阳公转速度最大的是（ ）
A. 春分B. 夏至C. 秋分D. 冬至
【答案】D
【解析】
【详解】地球绕太阳做椭圆运动时，根据开普勒第二定律可知，地球在近日点的公转速度最大，所以地球绕太阳公转速度最大的是冬至。
故选D。
4. 火星的质量约为地球质量的，半径约为地球半径的，则同一物体在火星表面与在地球表面受到的引力的比值约为（ ）
A. 0.2B. 0.4C. 2.0D. 2.5
【答案】B
【解析】
【详解】设物体质量为m，则在火星表面有
在地球表面有
由题意知有
故联立以上公式可得
故选B。
5. 一个人乘电梯从1楼到20楼，在此过程中经历了先加速、后匀速、再减速的运动过程，则电梯支持力对人做功情况是（ ）
A. 加速时做正功，匀速时不做功，减速时做负功
B. 加速时做正功，匀速和减速时做负功
C. 加速和匀速时做正功，减速时做负功
D. 始终做正功
【答案】D
【解析】
【详解】在整个上升的过程中，电梯对人的支持力始终竖直向上，而人始终向上运动，根据功的定义，支持力对人始终做正功。
故选D。
6. 离心现象有很多应用，下列选项中利用离心现象的是（ ）
A. 汽车转弯时要降低速度
B. 从血液样本中分离血液的不同成分
C. 砂轮不得超过允许的最大转速
D. 铁路弯道处的内轨要低于外轨
【答案】B
【解析】
【详解】A．汽车转弯时要降低速度是防止离心现象，选项A错误；
B．从血液样本中分离血液的不同成分是利用离心现象，选项B正确；
C．砂轮不得超过允许的最大转速是防止离心现象，选项C错误；
D．铁路弯道处的内轨要低于外轨是防止离心现象，选项D错误。
故选B。
7. 如图，一个内壁光滑的弯管处于竖直平面内，其中管道半径为R。现有一个半径略小于弯管横截面半径的光滑小球在弯管内运动，当小球通过最高点时速率为v0，则下列说法正确的是（ ）
A. 若v0=0，则小球对管内壁无压力
B. 若，则小球对管内上壁有压力
C. 若，则小球对管内下壁没有压力
D. 不论v0多大，小球对管内壁都有压力
【答案】C
【解析】
【详解】A．设小球在最高点时管内下壁对小球有竖直向上的支持力，则有
若v0=0，可得小球所受的支持力
根据牛顿第三定律，可知小球对管内下壁有竖直向下的压力，故A错误；
B．设小球在最高点时管内上壁对小球有竖直向下的压力，则有
若，可得小球所受的压力
负号说明管内下壁对小球有竖直向上的支持力，根据牛顿第三定律，可知小球对管内下壁有竖直向下的压力，故B错误；
C．设小球在最高点时管内上壁对小球有竖直向下的压力，则有
若，可得小球所受的压力
即管内上壁对小球有竖直向下的压力，大小为，根据牛顿第三定律，可知小球对管内上壁有竖直向上的压力，小球对管内下壁没有压力，故C正确；
D．设小球在最高点时管内壁对小球没有力的作用，则有
解得
此时小球对管内壁没有压力，故D错误。
故选C。
8. 如图所示，内壁光滑的竖直圆桶绕中心轴做匀速圆周运动，一物块用不可伸长的细绳系着，绳子的另一端系于圆桶上表面圆心，且物块贴着圆桶内表面随圆桶一起转动，则（ ）

A. 绳子的拉力可能为零
B. 桶对物块的弹力不可能为零
C. 若它们以更大的角速度一起转动，绳子的拉力一定增大
D. 若它们以更大的角速度一起转动，绳子的拉力仍保持不变
【答案】D
【解析】
【详解】A．当物块随圆桶做圆周运动时，绳的拉力的竖直分力与物块的重力保持平衡，不可能为零，故A错误；
B．由于桶的内壁光滑，绳的拉力沿竖直向上的分力与重力平衡，若绳的拉力沿水平方向的分力恰好提供向心力，则桶对物块的弹力可能为零，故B错误；
CD．若它们以更大的角速度一起转动，绳子与竖直方向的夹角不变，竖直方向根据受力平衡可得
解得绳子拉力大小为
可知绳子的拉力仍保持不变，故C错误，D正确。
故选D。
9. 如图所示，甲为赤道上空近地卫星，乙为放置在赤道处地面上的待发射卫星。若以T表示圆周运动周期，v表示线速度大小，a表示向心加速度大小，F表示受到的合力大小，下列判断一定正确的是（ ）
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】ABC．乙为放置在赤道处地面上的待发射卫星，其周期等于地球静止卫星的周期，根据，
可知乙的线速度和向心加速度都小于地球静止卫星的；
根据万有引力提供向心力有
解得，，
则甲的周期小于地球静止卫星的周期，线速度大于地球静止卫星的，则，，
故AB错误，C正确；
D．两卫星质量未知，无法比较所受合力大小，故D错误；
故选C
10. 2024年9月6日2时30分，我国在太原卫星发射中心使用长征六号运载火箭，成功将吉利星座03组卫星发射升空，10颗卫星顺利进入预定轨道，发射任务获得圆满成功。假设某颗卫星先在椭圆轨道Ⅰ上运动，经过P点启动变轨后进入圆轨道Ⅱ上做匀速圆周运动。轨道上P、Q、S三点与地球中心位于同一直线上，P、Q两点分别是椭圆轨道的远地点和近地点，且（R为地球的半径）。卫星在轨道Ⅰ、Ⅱ上经过P点的速度分别为，在轨道Ⅱ上的运行周期为T，引力常量为G，下列说法正确的是（ ）
A.
B. 地球的密度为
C. 卫星在轨道Ⅰ上运动时，经过P点的加速度为
D. 卫星在轨道Ⅱ上经过S点的速度大于地球的第一宇宙速度
【答案】B
【解析】
【详解】A．卫星在P点变轨由椭圆轨道到圆轨道，需要加速，故，故A错误；
B．圆轨道Ⅱ的半径为
卫星在Ⅱ轨道上做圆周运动，由万有引力提供向心力得
计算得地球质量为
地球体积为
地球的密度为密度为
计算得
故B正确；
C．卫星在Ⅱ轨道上做匀速圆周运动，经过P点时，加速度为
在Ⅰ轨道上卫星经过P点时所受万有引力和Ⅱ轨道上经过P点时相同，由牛顿第二定律，卫星在轨道Ⅱ上运动时，经过P点的加速度与在Ⅰ轨道上卫星经过P点时加速度相同，为，故C错误；
D．由万有引力提供向心力得
可得
第一宇宙速度为轨道半径等于地球半径时的线速度，轨道Ⅱ上做匀速圆周运动时半径大于地球半径，故卫星在轨道Ⅱ上经过S，点的速度比第一宇宙速度小，故D错误。
故选B。
D，卫星在轨道II上经过S点的速度大于地球的第一宇宙速度
11. 如图，在匀速转动的水平盘上，沿半径方向放着用细线相连的质量相等的两个物体A和B，它们分居圆心两侧，与圆心距离分别为RA=r，RB=2r，与盘间的动摩擦因数μ相同，当圆盘转速加快到两物体刚好还未发生滑动时，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，下列说法正确的是（ ）
A. 此时绳子张力为FT=2μmg
B. 此时圆盘的角速度为
C. 此时A所受摩擦力方向沿半径指向圆心
D. 此时烧断绳子，A仍相对盘静止，B将做离心运动
【答案】B
【解析】
【详解】ABC．两物体刚好还未发生滑动时，B有沿半径向外运动趋势，则B受静摩擦力指向圆心，A受静摩擦力背离圆心，则对B，
对A，
解得FT=3μmg，
选项AC错误，B正确；
D．此时烧断绳子，则A受摩擦力
B受摩擦力
则AB都将做离心运动，选项D错误。
故选B。
二、非选择题（共5题，共56分。解答时写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位）
12. 用如图甲所示的向心力演示器探究向心力的表达式，已知小球在挡板A、B、C处做圆周运动的轨迹半径之比为。
（1）在这个实验中，利用了__________来探究向心力的大小与小球质量、角速度和半径之间的关系。
A．理想实验法 B.等效替代法 C.控制变量法
（2）探究向心力大小与质量的关系时，选择两个质量__________（选填“相同”或“不同”）的小球，分别放在挡板__________（选填“A”或“B”）和挡板C处。
（3）如图乙所示，一类似于实验装置的皮带传动装置，A、B、C三点到各自转轴的距离分别为、、，已知，若在传动过程中，皮带不打滑。则A点与C点的角速度之比__________，B点与C点的向心加速度大小之比__________。
【答案】 ①. C ②. 不同 ③. A ④. ⑤.
【解析】
【详解】（1）[1] 本实验采用的科学方法是控制变量法，故选C。
（2）[2] [3]探究向心力大小与质量的关系时，两小球的质量应不同，而旋转半径应相同，故分别放在挡板A和挡板C处。
（3）[4]因为皮带不打滑，所以A点与C点的线速度相等，即
则
所以
[5]而B点与A点的角速度相同，则B点与C点的向心加速度大小之比为
13. 在用高级沥青铺设的高速公路上．对汽车的设计限速是30m/s。汽车在这种路面上行驶时，它的轮胎与地而的最大静摩擦力等于车重的0.6倍。
（1）如果汽车在这种高速路的水平弯道上拐弯，假设弯道的路面是水平的，其弯道的最小半径为多大？
（2）如果弯道的路面设计为倾斜（外高内低），弯道半径为360m，要使汽车以30m/s的速度通过此弯道时不产生侧向摩擦力，则弯道路面的倾斜角度正切为多大？
【答案】（1）150 m；（2）
【解析】
【详解】（1）汽车在水平路面上拐弯，可认为汽车做匀速圆周运动，由静摩擦力提供向心力可得
可得
可知其弯道的最小半径为150 m。
（2）设弯道路面的倾斜角度为，要使汽车通过此弯道时不产生侧向摩擦力，汽车受到的重力和支持力的合力提供向心力，则有
可得
14. 嫦娥六号进入环月轨道，如图所示，在椭圆轨道1上经过近月点P的速度为，在P点启动点火装置，完成变轨后进入圆形轨道2，再次经过P点时速度为。已知万有引力常量为G，圆形轨道到月球表面距离为h，月球半径为R。求：
（1）月球的质量M；
（2）嫦娥六号在轨道1上经过P点时的加速度大小a。
【答案】（1）
（2）
【解析】
【详解】（1）在圆轨道上运行时
解得
（2）P点
解得
15. 如图甲所示为一种叫“魔力陀螺”的玩具，其结构可简化为图乙所示。质量为M、半径为R的铁质圆轨道用支架固定在竖直平面内，陀螺在轨道内、外两侧均可以旋转。陀螺的磁芯质量为m，其余部分质量不计。陀螺磁芯对轨道的吸引力始终沿轨道的半径方向，大小恒为6mg。不计摩擦和空气阻力，重力加速度为g。
（1）若陀螺在轨道内侧运动到最高点时的速度为，求此时轨道对陀螺的弹力大小。
（2）要使陀螺在轨道外侧运动到最低点时不脱离轨道，求陀螺通过最低点时的最大速度。
（3）若陀螺在轨道外侧运动到与轨道圆心等高处时速度为，求固定支架对轨道的作用力大小。
【答案】（1）10mg；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）当陀螺在轨道内侧最高点时，设轨道对小球的吸引力为，轨道对陀螺的支持力为，小球所受的重力为mg，最高点的速度为，受力分析可知：
可得
（2）设陀螺在轨道外侧运动到最低点时，轨道对小球的吸引力为，轨道对陀螺的支持力为，小球所受的重力为mg，最高点的速度为，受力分析可知：
由题意可知，当时，陀螺通过最低点时的速度为最大值，可知
（3）设陀螺在轨道外侧运动到与轨道圆心等高处时，轨道对小球的吸引力为，轨道对陀螺的支持力为，小球所受的重力为mg。则：
可得
固定支架对轨道的作用力为
可得
16. 如图所示，装置BO′O可绕竖直轴O′O转动，可视为质点的小球A与两细线连接后分别系于B、C两点，装置静止时细线AB水平，细线AC与竖直方向的夹角θ＝37°．已知小球的质量m＝1 kg，细线AC长l＝1 m，B点距C点的水平和竖直距离相等。(重力加速度g取10 m/s2，，)
(1)若装置匀速转动的角速度为ω1时，细线AB上的张力为0而细线AC与竖直方向的夹角仍为37°，求角速度ω1的大小；
（2）若装置匀速转动的角速度为，求细线AC与竖直方向的夹角和细线AB的张力。
（3）装置可以以不同的角速度匀速转动，请在坐标图中画出细线AC上张力T随角速度的平方变化的关系图像。（可以不写，分析计算过程。）
【答案】(1) (2)，53° (3)
【解析】
【分析】
【详解】（1）细线AB上张力恰为零时有
有上式得
解得
（2）因为
有几何关系可得，
可得
此时细线AB恰好竖直，张力为0。
（3）当
时，细线AB水平，细线AC上张力的竖直分量等于小球的重力
解得
当
时，细线AB松弛，细线AC上张力的水平分量等于小球做圆周运动需要的向心力
解得
综上所述
时，不变，当时
关系图象如图所示