辽宁省鞍山市2024-2025学年高一下学期月考（B）物理试卷（解析版）

这是一份辽宁省鞍山市2024-2025学年高一下学期月考（B）物理试卷（解析版），共16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。
时间：75分钟分数：100分
考试范围：必修二到第八章第二节结束
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. 如图所示，某质点受到恒力F的作用，以某一初速度从A点沿曲线运动到B点。到达B点后，F的大小不变，方向突然变成与原来相反，则从B点开始，该质点的运动轨迹可能是（ ）
A. aB. bC. cD. d
【答案】A
【解析】从A点沿曲线运动到B点，曲线是向下弯曲的，由合力应该指向轨迹内侧，可知恒力F的方向应该是斜向右下方的，改变F的方向之后就应该是斜向左上方的，又由于曲线运动的合力是指向轨迹内侧的，所以把F反向之后，物体的运动轨迹应该是向上弯曲，从B点开始，该质点的运动轨迹可能是a。
故选A。
2. 如图所示的两幅图景表示的是有关生活中的圆周运动，下列说法正确的是（ ）
A. 图a中汽车通过凹形路面的最低点时处于失重状态
B. 图a中汽车通过凹形路面的最低点时处于超重状态
C. 图b中火车转弯超过规定速度行驶时会侧向挤压内轨
D. 图b中火车转弯小于规定速度行驶时会侧向挤压外轨
【答案】B
【解析】AB．当汽车通过最低点时，需要向上的向心力，，处于超重状态，故A错误，B正确；
CD．火车转弯超过规定速度行驶时重力与支持力的合力不足以提供向心力，会挤压外轨产生向内的力，火车转弯小于规定速度行驶时会侧向挤压内轨，故CD错误。
故选B。
3. 生活中人们通常利用定滑轮来升降物体。如图所示，一根轻质不可伸长的细绳绕过光滑的定滑轮，绳的一端系着质量为的重物，绳的另一端由人握着向左以速度匀速移动，经过图示位置时绳与水平方向的夹角为，则此时重物的速度为（ ）
A B. C. D.
【答案】A
【解析】绳子被人握的一端速度分解如图所示
重物经过图示位置的速度为
故选A。
4. 抗震救灾国之大事，2025年1月7日，西藏定日县发生6.8级地震，为保障灾民生命财产安全，消防队员利用直升机为灾民配送物资。某次在执行任务时，直升机距离地面高度，水平飞行速度，所配送物资的质量为（含包装材料），物资投出后恰好垂直落在一倾角为的斜坡上的预定地点。不计空气阻力，重力加速度取，下列说法正确的是（ ）
A. 物资投出后下落的高度为
B. 物资投出后运动的时间为
C. 物资落到斜坡上的速度大小为
D. 从物资释放到落到斜坡上发生的水平位移为
【答案】C
【解析】货物落到斜坡上的竖直速度
根据vy=gt
可知资投出后运动的时间为
物资投出后下落的高度为
物资落到斜坡上的速度大小为
从物资释放到落到斜坡上发生的水平位移为
故选C。
5. 如图所示，一质量m=2kg的小球，从离地面高度h=5m的A点自由下落到地面上的B点。小球可看成质点，取重力加速度g=10m/s2。下列说法正确的是（ ）
A. 小球在B点时的重力势能一定为0
B. 小球在A点时的重力势能一定为100J
C. 小球从A点下落到B点的过程中，重力势能增加100J
D. 小球从A点下落到B点的过程中，重力做功为100J
【答案】D
【解析】AB．由于没有确定零势能面，所以无法确定物体在A、B两点时的重力势能的大小，故AB错误；
CD．小球从A点下落到B点的过程中，重力做的功为
由于重力做正功，所以重力势能减小，减少量为100J，故C错误，D正确。
故选D。
6. 地球公转轨道的半径在天文学上常用来作为长度单位，叫作天文单位，用来量度太阳系内天体与太阳的距离。在天文学中，天文单位有严格的定义，用符号表示，即地球到太阳的距离为1。已知海王星公转的轨道半径是30，地球绕太阳的公转周期为1年，取，则海王星绕太阳的公转周期最接近（ ）
A. 165年B. 200年C. 270年D. 810年
【答案】A
【解析】根据开普勒第三定律可得
解得
故选A。
7. 一辆质量为20kg的玩具赛车在水平直跑道上由静止开始匀加速启动，达到额定功率后保持功率不变，其加速度a随时间t变化的规律如图所示。已知赛车在跑道上运动时受到的阻力恒为40N，赛车从起点到终点所用的时间为35s，赛车到达终点前已达到最大速度，下列说法正确的是（ ）
A. 赛车匀加速行驶的距离是20m
B. 赛车5s末的速度是10m/s
C. 赛车5s末的功率是1000W
D. 赛车匀速行驶的时间是30s
【答案】B
【解析】A．图像可知赛车匀加速了，加速度，则赛车匀加速行驶的距离
故A错误；
B．由于赛车从静止开始匀加速启动，则赛车5s末的速度
故B正确；
C．前5s内，对赛车，由牛顿第二定律有
而功率
代入题中数据，联立解得
故C错误；
D．由题中图像可知，赛车匀加速了5s，且还有一段变加速运动过程，则赛车匀速行驶的时间应小于30s，选D错误。
故选B。
8. 如图所示，、是皮带传动的两轮，半径是的2倍，上的C点到轴心的距离等于其半径的一半，则（ ）
A. B.
C. D.
【答案】AC
【解析】AC．、两轮边缘点的线速度大小都等于皮带速度，则有
根据
可得
故AC正确；
BD．A、C两点在同一轮子上，则角速度相等，则有
根据
可得
故BD错误。
故选AC。
9. 载人航天进行宇宙探索过程中，经常要对航天器进行变轨。某次发射Z卫星时，先将Z卫星发射至近地圆轨道Ⅰ，Z卫星到达轨道Ⅰ的A点时实施变轨进入椭圆轨道Ⅱ，到达轨道Ⅱ的远地点B时，再次实施变轨进入轨道半径为4R（R为地球半径）的圆形轨道Ⅲ绕地球做圆周运动。下列判断正确的是（ ）

A. Z卫星可能是一颗地球静止卫星
B. Z卫星在轨道Ⅱ上运动的周期大于在轨道Ⅲ上运动的周期
C. Z卫星在轨道Ⅲ上经过B点时的速度大于在轨道Ⅱ上经过B点时的速度
D. Z卫星在圆形轨道Ⅲ上运行时的加速度小于它在圆轨道Ⅰ上运行时的加速度
【答案】CD
【解析】A．地球半径为，该卫星的离地高度为
而地球静止卫星的离地高度约为，故Z卫星不是地球静止卫星，故A错误；
B．根据开普勒第三定律
轨道Ⅱ半长轴小于轨道Ⅲ的半径，则Z卫星在轨道Ⅱ上运行的周期小于在轨道Ⅲ上运行的周期，故B错误；
C．卫星从轨道II上点进入圆轨道Ⅲ，需要点火加速，则Z卫星在轨道Ⅲ上经过点时的速度大于在轨道Ⅱ上经过点时的速度，故正确；
D．卫星绕地球做匀圆周运动时，根据万有引力提供向心力可得
解得
可见离地越远（越大），加速度越小，故Z卫星在圆形轨道Ⅲ上运行时的加速度小于它在圆轨道Ⅰ上运行时的加速度，故D正确。
故选CD。
10. 如图所示，圆心为O的半圆形轨道ACB固定在水平地面上，轨道最低点为C点，AB是水平直径，D点为半圆轨道上一点，O、D连线与水平方向的夹角为53°。现让小球甲、乙（均可视为质点，质量分别为m、2m）从A点同时以水平向左的初速度抛出，甲落到C点，乙落在D点，忽略空气阻力，sin53°=0.8，则（ ）
A. 乙在D点的速度沿半径方向
B. 甲、乙落在轨道前瞬间重力的功率之比为
C. 甲从A到C与乙从A到D所用时间之比为
D. 甲、乙的初速度之比为
【答案】CD
【解析】A．物体做平抛运动过程中，速度的反向延长线过水平位移的中点，所以乙在D点的速度不可能沿半径方向，故A错误；
C．设半圆轨道的半径为R，则由几何关系可知甲下落的距离为R，乙下落的距离为
在竖直方向上由匀加速直线运动规律可知
故甲从A到C与乙从A到D所用时间之比为
故C正确；
B．在竖直方向上，由
可知，甲、乙落在轨道前瞬间竖直方向的速度之比为
则甲、乙落在轨道前瞬间重力的功率之比为
故B错误；
D．甲在水平方向的位移为R，乙在水平方向的位移为1.6R，在水平方向有
可得甲、乙的初速度之比为
故D正确。
故选CD。
二、实验题（18分。每空各2分）
11. 小明做“探究向心力大小的表达式”的实验，装置如图所示，图中长槽上的挡板B到转轴的距离是挡板到转轴距离的2倍，长槽上的挡板和短槽上的挡板到各自转轴的距离相等。
（1）本实验所采用的实验探究方法与下列哪些实验是相同的_____。
A. 探究平抛运动的特点
B. 探究两个互成角度的力的合成规律
C. 探究加速度与物体受力、物体质量的关系
D. 伽利略对自由落体的研究
（2）探究向心力和角速度的关系时，若将传动皮带套在两半径之比等于的轮盘上，将质量相同的小球分别放在挡板A和挡板_____处（均选填“A”“B”或“C”），则标尺露出红白相间的等分格数的比值约为_____。
【答案】（1）C （2） C
【解析】
【小问1解析】
本实验是探究一个物理量与多个物理量之间的关系，采用控制变量法。
A．探究平抛运动的特点时，选用两个小球，其中一个平抛，另一个自由落体，结果两个小球同时落到，说明平抛运动在竖直方向上时自由落体运动，应用了等效的思想，A错误；
B．探究两个互成角度的力的合成规律时，利用合力与分力效果相同，采用等效替代的思想，B错误；
C．探究加速度与物体受力、物体质量的关系，保持物体的质量不变，探究加速度与力的关系，然后再保持力不变，探究加速度与质量的关系，采用控制变量法，C正确；
D．伽利略斜面实验的卓越之处不是实验本身，而是实验所使用的独特的方法在实验的基础上，进行理想化推理；伽利略对自由落体运动的研究方法是猜想与假说和实验验证的方法，是理想实验，故D错误。
故选C。
【小问2解析】
探究向心力和角速度的关系时，需要保证两小球的质量和运动半径相等，角速度不同，即将质量相同的小球分别放在挡板A和挡板C处；
将传动皮带套在两半径之比等于的轮盘上，根据可得两边的角速度之比为，根据可得标尺露出红白相间的等分格数的比值约为。
12. 如图甲，用小锤轻击弹簧金属片，A球向水平方向飞出，同时B球被松开，竖直向下运动。
（1）用不同的力击打弹簧金属片，可以观察到______。
A. A、B两球同时落地
B. A、B两球的运动路线相同
C. A球的运动路线不同，B球的运动路线相同
D. 击打的力越大，A、B两球落地时间间隔越大
（2）改变此装置距地面的高度，重复实验，仍然看到相同的实验现象，据此现象分析可知______。
A. 小球A在水平方向做匀速直线运动
B. 小球A在水平方向做匀加速直线运动
C. 小球B在竖直方向做匀速直线运动
D. 小球A、B在竖直方向的运动规律相同
（3）某学生在做“研究平抛物体运动”的实验中，忘记记下小球做平抛运动的起点位置，如图乙所示，他在小球的运动轨迹上选取了A、B、C三点，并测量了各点间的水平距离和竖直距离，取重力加速度大小，则相邻小球间的运动时间为______s，小球做平抛运动的初速度大小为______m/s。若以A点为坐标原点，以初速度方向为x轴正方向，以重力方向为y轴正方向，则图中抛出点的坐标是（______cm，______cm）。
【答案】（1）AC （2）D （3）0.1 2 −20，−5
【解析】
【小问1解析】
AD．用小锤轻击弹簧金属片，在同一高度，A球做平抛运动，B球做自由落体运动，由于平抛运动在竖直方向为自由落体运动，因此无论击打的力多大，A、B两球总是同时落地，A正确，D错误；
B．A球做曲线运动，B球做直线运动，A、B两球的运动路线不相同，B错误；
C．用不同的力击打弹簧金属片时，A球获得的水平初速度不同，则A球的运动路线不同，B球始终是自由落体运动，其运动路线相同，C正确。
故选AC。
【小问2解析】
A、B两球同时落地，与水平方向的运动规律无关，也不能说明小球A在水平方向做匀速直线运动或做匀加速直线运动，只能说明A、B两球在竖直方向的运动规律相同，即都是自由落体运动。
故选D。
【小问3解析】
小球做平抛运动，在竖直方向做自由落体运动，由匀变速直线运动推论，可得相邻小球间的运动时间为
小球做平抛运动的初速度大小为
在竖直方向，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点时竖直方向的分速度为
可知小球从开始抛出到B点的时间为
则小球从A点到B点的时间是0.1s，因此图中抛出点的坐标是，在x轴
在y轴
三、解答题（体题共3小题，共36分，解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）
13. 2023年5月30日9时31分，搭载神舟十六号载人飞船长征二号F遥十六运载火箭在酒泉卫星发射中心发射升空，航天员乘组状态良好，发射取得圆满成功。2023年5月30日16时29分，神舟十六号载人飞船成功对接于空间站天和核心舱径向端口，整个对接过程历时约6.5小时。若天和核心舱环绕地球做匀速圆周运动，离地高度为h，已知地球质量为M、半径为R，万有引力常量为G，忽略地球自转影响，求：
（1）核心舱所在轨道处的重力加速度与地球表面重力加速度的比值；
（2）核心舱做匀速圆周运动的周期T。
【答案】（1）
（2）
【解析】
【小问1解析】
核心舱所在轨道处，有
在地球表面处有
可得核心舱所在轨道处的重力加速度与地球表面重力加速度的比值为
小问2解析】
核心舱做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力得
解得周期为
14. 如图所示，某人从山顶相同位置分别以不同大小的速度水平抛出甲、乙两个小球，分别落在水平地面的、两点．已知甲、乙两球的落地点、与抛出点的水平距离之比为，不计空气阻力，求：
（1）甲、乙两小球水平抛出的初速度大小之比；
（2）甲、乙两小球从抛出到落地过程的速度变化量大小之比；
（3）甲、乙两小球落地前瞬间速度与水平方向间夹角的正切值之比．
【答案】（1）
（2）
（3）
【解析】
【小问1解析】
设抛出点到水平地面高度为，空中飞行时间为，则有竖直方向
可知两球空中飞行时间相等，水平方向
由于
联立解得
【小问2解析】
由
可知
【小问3解析】
对甲球：
对乙球：
由（1）（2）可知
联立解得
15. 《水流星》是中国传统民间杂技艺术，杂技演员用一根绳子兜着里面倒上水的两个碗，迅速地旋转着绳子做各种精彩表演，即使碗底朝上，碗里的水也不会洒出来。假设水的质量为m，绳子长度为L，重力加速度为g，不计空气阻力。绳子的长度远远大于碗口直径。杂技演员手拿绳子的中点，让碗在空中旋转。
（1）两碗在竖直平面内做圆周运动，若碗通过最高点时，水对碗的压力等于mg，求碗通过最高点时的线速度；
（2）若两只碗在竖直平面内做圆周运动，两碗的线速度大小始终相等，如图甲所示，当正上方碗内的水恰好不流出来时，求正下方碗内的水对碗的压力；
（3）若两只碗绕着同一点在水平面内做匀速圆周运动，碗的质量为M。如图乙所示，已知绳与竖直方向的夹角为，求碗和水转动的角速度大小。
【答案】（1） （2）2mg，方向竖直向下 （3）
【解析】
【小问1解析】
碗通过最高点时，水对碗的压力等于mg，根据牛顿第二定律可得
其中，
解得
【小问2解析】
当正上方碗内的水恰好不流出来时，设速度为，此时重力提供向心力，则
设最低点碗对水的支持力为，则有
解得
由牛顿第三定律可知，正下方碗内的水对碗的压力为2mg，方向竖直向下。
【小问3解析】
绳子的拉力为F，以碗和水为整体，竖直方向有
水平方向上根据牛顿第二定律可得
又
联立解得