【物理】安徽省庐巢联盟2024-2025学年高一下学期月考试题（解析版）

这是一份【物理】安徽省庐巢联盟2024-2025学年高一下学期月考试题（解析版），共14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。
一、选择题（共42分，其中1-8为单选题，每小题4分，9-10为多选题，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，选错或不答的得0分）
1. 一个物体在相互垂直的两个恒力作用下由静止开始运动，经过一段时间后，突然撤去一个力，则物体的运动情况是（ ）
A. 物体做匀变速曲线运动
B. 物体做变加速曲线运动
C. 物体做匀速直线运动
D. 物体沿另一个力方向做匀加速直线运动
【答案】A
【解析】一个物体在相互垂直的恒力作用下，其合力恒定不变，由静止开始沿两力的合力方向做匀加速直线运动。经过一段时间后，突然撤去一个力，则物体受力的方向变为另一个力方向，大小等于剩余一个力的大小。受力方向与此时的速度不共线，所以做曲线运动，由于合力的大小与方向不变，所以做匀变速曲线运动。
故选A。
2. 中国面食种类繁多，其中“刀削面”广为人知。如图所示，厨师将小面片沿锅的某条半径方向水平削出，小面片削出时距锅的高度，与锅沿的最近水平距离，锅可视为半径的半球壳（球心为，不计锅的厚度），小面片恰好从点落入锅内。小面片的运动可视为平抛运动，取重力加速度大小，则小面片被削出时的速度大小为（ ）
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】小面片做平抛运动，根据平抛运动规律有
，
解得
故选A。
3. 如图所示，从倾角为的斜面上的A点以水平速度抛出一个小球，不计空气阻力，重力加速度大小为g，它落到斜面上B点所用的时间为（ ）
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】设小球从抛出至落到斜面上所用的时间为t，在这段时间内，水平位移和竖直位移分别为
由几何关系知
所以小球的运动时间
故选B。
4. 关于圆周运动，下列说法中正确的是（ ）
A. 匀速圆周运动是匀变速运动
B. 圆周运动中向心力的作用效果只改变线速度的方向，不改变线速度的大小
C. 做圆周运动的物体，所受的合外力一定指向圆心
D. 在匀速圆周运动中，向心加速度恒定
【答案】B
【解析】A．匀变速运动是加速度恒定的运动。匀速圆周运动的加速度方向始终指向圆心，方向不断变化，不是恒定的，所以匀速圆周运动不是匀变速运动，故A错误；
B．向心力始终与线速度方向垂直，根据力的作用效果，它只改变线速度的方向，不改变线速度的大小 ，故B正确；
C．只有做匀速圆周运动的物体，所受合外力才全部用来提供向心力，方向指向圆心；做变速圆周运动的物体，合外力并不完全指向圆心，故C错误；
D．在匀速圆周运动中，向心加速度大小不变，但方向始终指向圆心，时刻在变化，不是恒定的，故D错误。
故选B。
5. 如图所示，质量为m的物体，在与地面成角斜向下的力F的作用下，由静止沿水平方向运动了距离x，物体与地面间的动摩擦因数为。则此过程中（ ）
A. 重力对物体做功为
B. 地面摩擦力对物体做功
C. F对物体做功为
D. 地面支持力对物体做功为
【答案】C
【解析】A．重力方向竖直向下，与水平位移的方向垂直，所以重力做的功为零，故A错误；
B．对物体受力分析，在竖直方向上有
则滑动摩擦力的大小为
故地面摩擦力对物体做功为，故B错误；
C．根据做功的公式，可得F对物体做功为，故C正确；
D．地面支持力的方向竖直向上，与水平位移的方向垂直，所以地面支持力做的功为零，故D错误。
故选C。
6. 质量为m=1.6kg的小球，从离桌面H=2.0m高的A处由静止下落，桌面离地面B处高度为h=1.0m，如图所示。若以桌面为参考平面，重力加速度g=10m/s²，下列说法正确的是（ ）
A. 小球在A点的重力势能为48J
B. 小球在B点的重力势能16J
C. 由A点下落至B点过程中重力做功为48J
D. 由A点下落至B点过程中重力势能的变化量为48J
【答案】C
【解析】AB．由题可知，小球在A点的重力势能为
小球在B点的重力势能
AB错误；
C．从A到B的过程中重力所做的功为
C正确；
D．A点下落至B点过程中重力势能的变化量
D错误。
7. 2025年3月10日1时17分，通信技术试验卫星十五号在西昌卫星发射中心由长征三号乙运载火箭成功发射升空，卫星顺利进入预定轨道。该卫星主要用于开展多频段、高速率卫星通信技术验证。在卫星发射过程中，先将卫星发射至近地圆轨道1，变轨使其沿椭圆轨道2运行，最后变轨将卫星送入预定圆轨道3，轨道1、2相切于P点，轨道2、3相切于Q点，则当卫星分别在1、2、3轨道上正常运行时，以下说法正确的是（ ）
A. 三条轨道中，经过轨道2上的Q点时线速度最小
B. 周期关系为
C. 卫星在轨道1的线速度小于在轨道3的线速度
D. 卫星在轨道1上经过P点时的加速度大于它在轨道2上经过P点时的加速度
【答案】A
【解析】C．卫星圆轨道上运动时，万有引力提供向心力，则有
解得
卫星在轨道1的半径小于在轨道3的半径，所以卫星在轨道1的线速度大于在轨道3的线速度，故C错误；
A．卫星在轨道1上经过P点时加速才能进入轨道在轨道2上经过Q点时加速才能进入轨道3，在轨道2上从P到Q，引力做负功，速率减小，结合以上分析知卫星在轨道1上的速率大于在轨道3上的速率，则
故A正确；
B．因1、2、3轨道半径逐渐增大，根据开普勒第三定律可得，周期关系为
故B错误；
D．根据万有引力提供向心力，有
可知，卫星在轨道1上经过P点时的加速度等于它在轨道2上经过P点时的加速度，故D错误。
故选A。
8. 在半径为R的行星上，以初速度v0竖直上抛的小球，测出从抛出到回落在抛出点的时间为T，则在该行星表面附近的人造卫星的运行周期为（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】设该星球表面的重力加速度为g，由题知，小球在竖直上抛的上升过程中，速度由减速到零的时间为，则有
解得
设在该行星表面附近的人造卫星的运行周期、卫星的质量为m，该行星的质量为M，万有引力常量为G，根据万有引力提供向心力，则有
又在星球表面上的物体，有
联立解得
故选A。
9. 如图所示，为竖直转轴，细绳和的结点系一质量为的小球，两绳能承受的最大拉力均为，当细绳和均拉直时，，，，细绳和能绕竖直轴匀速转动，因而小球在水平面内做匀速圆周运动。当小球的线速度增大时，两绳均会被拉断，（重力加速度，，）则
A. 细绳刚被拉直时的线速度为m/s
B. 细绳最先被拉断
C. 细绳被拉断时，线速度大小为5m/s
D. 细绳被拉断时，线速度大小为5m/s
【答案】BC
【解析】A．当小球线速度增大时，BC逐渐被拉直，小球线速度增至BC刚被拉直时，此时BC刚好不受力，竖直方向根据受力平衡可得
水平方向根据牛顿第二定律可得，
联立解得，
故A错误；
BD．线速度再增大些，保持不变，而不断增大，所以BC绳先断，同时根据牛顿第二定律可得
当BC绳拉断时，有
联立解得
故B正确，D错误；
C．由几何关系可得AC绳的长度为
当BC绳拉断后，小球线速度增大时，AC绳与水平方向的夹角减小，变大，当AC绳恰好拉断时，设此时AC绳与水平方向的夹角为，竖直方向有，
解得
水平方向根据牛顿第二定律得，
联立解得
故C正确。
故选BC。
10. 科学家发现距离地球2764光年的宇宙空间存在适合生命居住的双星系统，这一发现为人类研究地外生命提供了新的思路和方向。假设宇宙中有一双星系统由质量分别为和的A、B两颗星体组成。这两颗星绕它们连线上的某一点在二者万有引力作用下做匀速圆周运动，如图所示，A、B两颗星的距离为L，引力常量为G，则（ ）

A. B.
C. A的向心力大于B的向心力D.
【答案】AD
【解析】ABC．A、B两颗星做匀速圆周运动的周期相等，角速度相等；根据
由于
可得
A、B两颗星绕O点做匀速圆周运动的向心力由相互作用的万有引力提供，则A的向心力等于B的向心力，可得
可得
故A正确，BC错误；
D．对A，由万有引力提供向心力可得
对B，由万有引力提供向心力可得
又
联立解得
故D正确
故选AD。
二、实验题（共2小题，每空2分，共18分）
11. 图甲是研究“平抛物体的运动”的实验装置图：
（1）实验前应对实验装置反复调节，直到斜槽末端切线___________。每次让小球从同一位置由静止释放，是为了每次平抛___________。
（2）图乙是正确实验取得的数据，其中O为抛出点，则该图象的函数表达式为___________（用字母x、y、g、v0表示）；计算得此小球做平抛运动的初速度为___________m/s，（g取10m/s2）
（3）在另一次实验中将白纸换成方格纸，每小格的边长L=5cm，通过实验，记录了小球在运动途中的三个位置，如图丙所示，则该小球做平抛运动的初速度为___________m/s。
【答案】（1）水平 初速度相同 （2） 1.6 （3）1.5
【解析】
【小问1解析】
实验前应对实验装置反复调节，直到斜槽末端切线水平。每次让小球从同一位置由静止释放，是为了每次平抛初速度相同。
【小问2解析】
根据水平方向x=v0t
竖直方向
可得
将x=48.0cm，y=45.0cm代入可得v0=1.6m/s
【小问3解析】
竖直方向
解得T=0.1s
则初速度
12. 向心力演示仪可以利用控制变量法探究向心力的大小与质量、角速度和半径之间的关系。它通过皮带传动改变两轮的转速，让两轮上的小球（体积相同）同时做圆周运动，然后通过连动装置使安放在圆盘中心套筒中的弹簧产生形变，利用形变大小来反映向心力的大小，形变越大，露出的标格数越多，如图所示。
（1）当转动皮带套在两半径不同的轮盘上时，轮边缘的______相等。（选填“线速度大小”或“角速度”）
（2）当探究向心力和角速度的关系时，应将传送带套在两轮半径不同的轮盘上，将质量相同的小球分别放在挡板______和挡板______处。（选填“A”或“B”或“C”）
（3）若小球的转动半径相等，与皮带连接的两个变速塔轮的半径之比为3:1，且标尺上红白相间的等分标记显示出两个小球所受向心力的比值为1:4，则两个小球质量之比为_____。
A. 1:12B. 9:4C. 4:9D. 12:1
【答案】（1）线速度 （2）A C （3）B
【解析】
【小问1解析】
当转动皮带套在两半径不同的轮盘上时，属于同传送带转动，轮边缘的线速度相等。
【小问2解析】
当探究向心力和角速度的关系时，应保证小球的质量和运动半径相等，则将质量相同的小球分别放在挡板A和挡板C处。
【小问3解析】
若小球的转动半径相等，与皮带连接的两个变速塔轮的半径之比为3:1，根据可知，两轮的角速度之比为1:3，图中标尺上黑白相间的等分格显示出钢球1和钢球2所受的向心力的比值为1:4，根据可知，两个小球质量之比为9:4。
故选B。
三、解答题（共3小题，第13题12分，第14题14分，第15题14分，共40分）：要求有必要的文字说明、计算、分析推理过程。
13. 2023年1至4月，我国已成功发射30余颗遥感卫星。假设某卫星绕地球做匀速圆周运动，离地球表面的高度等于地球半径的两倍。已知地球的半径为，地球表面处的重力加速度大小为，引力常量为，忽略地球的自转。求：
（1）地球的密度；
（2）卫星绕地球转动的线速度大小；
（3）卫星所在处的重力加速度大小。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】（1）根据题意，由地球表面处物体受到的重力等于万有引力有
地球的体积
地球的密度
联立解得
（2）根据题意可知，卫星的轨道半径为
由万有引力提供向心力有
联立可得卫星绕地球转动的线速度
（3）根据题意，由万有引力等于重力有
联立解得卫星所在处的重力加速度大小
14. 一辆小汽车在水平路面上由静止启动，在前5s内做匀加速直线运动，5s末达到额定功率，之后保持以额定功率运动。其v-t图像如图所示。已知汽车的质量为m=1×103kg，汽车受到地面的阻力为车重的0.1倍，g=10m/s2，则：
（1）汽车在前5s内的牵引力为多少？
（2）汽车速度为25m/s时的加速度为多少？
（3）假设汽车达到最大速度所用时间为10s，则10s内汽车牵引力所做功总和为多少？
【答案】（1） （2） （3）
【解析】（1）在前内做匀加速直线运动，则
其中
代入数据，解得
由牛顿第二定律可知
代入数据解得
（2）汽车的额定功率为
汽车速度为时，根据牛顿第二定律有
所以加速度的大小为
（3）根据题意可得0~10s内牵引力做功为
其中，
解得
15. 如图所示，一长的轻绳系一质量小球（可视为质点）在竖直平面内做圆周运动，当运动到圆周的最低点时与小球接触处绳断，绳断前瞬间轻绳承受的最大张力大小为120N，绳断后小球水平射出进入光滑水平面OA，又从A点平滑过渡后冲上倾角的斜面，从B点冲出斜面，最后落在平台上的C点。已知小球和斜面间的动摩擦因数，它在斜面上运动的时间，不计空气阻力，，，重力加速度大小g取，求：
（1）绳断后小球水平射出的速度大小；
（2）小球运动到B点的速度大小和斜面的长度；
（3）小球离平台的最大高度。
【答案】（1） （2）， （3）
【解析】
小问1解析】
设绳断后小球水平射出的速度大小为。小球运动到圆周的最低点时由牛顿第二定律得
将代入，解得
【小问2解析】
设小球在斜面上的加速度大小为，由牛顿第二定律得
解得
由运动学规律可得小球运动到B点的速度
其中，解得小球运动到B点的速度大小
斜面的长度
【小问3解析】
在B点，将小球的速度沿着水平和竖直方向分解，有，
解得小球离平台的最大高度