重庆市南开中学2024-2025学年高一下学期3月月考物理试题（Word版附解析）

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一、单项选择题：本题共10小题，每小题3分，共30分。下列各题四个选项中只有一个选项符合题意，请选出，不选、多选或错选不给分。
1. 关于动量和动能，以下说法中正确的是（ ）
A. 物体的动量变化，则动能变化
B. 物体的动能不变，则动量不变
C. 动量相同两个物体，质量大的物体动能大
D. 动能相同的两个物体，质量大的物体动量大
2. 如图所示，小球在水平拉力F的作用下以恒定速率在竖直平面内由P点运动到Q点。在此过程中（ ）
A. 绳子拉力做正功B. 拉力F的瞬时功率逐渐增大
C. 小球机械能守恒D. 小球的动量逐渐增大
3. 如图所示，两个小球A、B固定在一根轻质直角尺的两端，直角尺的顶点O处有光滑的固定转动轴。开始时直角尺的AO部分处于水平位置而B在O的正下方。让该系统由静止开始自由转动，直到B运动到最高点过程中（ ）
A. 释放瞬间杆对A没有作用力
B. 释放瞬间杆对B的作用力方向水平向左
C. 在加速阶段，杆对B做功的功率等于A克服杆的作用力做功的功率
D. 在减速阶段，A、B减小的动能等于B增大的重力势能
4. 我国北斗卫星导航系统定位精度可达米级，如图P是纬度为的地球表面上一点，质量相同的北斗导航卫星A、B均绕地心O做匀速圆周运动，卫星B是地球静止轨道卫星（同步地球卫星）。某时刻P、A、B、O在同一平面内，且O、P、A在一条直线上，OA垂直于，，则（ ）

A. 卫星A、B的动能之比为4∶5B. 卫星A、B的加速度之比为25∶16
C. 卫星A、B的角速度之比为D. 卫星B与地面P点的线速度之比为5∶4
5. 物体以60J的初动能，从A点出发作竖直上抛运动，在它上升到某一高度时，动能损失了30J，而机械能损失了10J，则该物体在落回到A点的动能为：（空气阻力大小恒定）（ ）
A. 50JB. 40JC. 30JD. 20J
6. 如图所示，有一夹角恒为可绕光滑固定轴O转动的轻质细杆，杆的末端固定有质量分别为3m和m的小球A、B，A到O的距离为，B到O的距离为，球的大小可忽略不计，已知重力加速度为g。现让B球从最低位置由静止释放，在两小球顺时针转动的过程中，下列说法正确的是（ ）

A. 当系统顺时针转过时，B小球的速度大小为
B. A小球转到最低位置时，A小球的速度大小为
C. A小球转到最低位置的过程中杆对A小球所做的功为
D. B小球恰好可以转到竖直位置的最高点
7. 若宇航员在月球表面附近自高h处以初速度v0水平抛出一个小球，测出小球从抛出到落地的位移为L。已知月球半径为R，万有引力常量为G，则下列说法正确的是（ ）
A. 月球表面的重力加速度
B. 月球的质量
C. 月球的第一宇宙速度
D. 月球的平均密度
8. 用起重机将质量为200kg的重物由静止沿竖直方向吊起，重物先匀加速上升，起重机输出功率达到额定功率4.4kW后保持不变，整个过程中起重机输出功率P随时间t的变化如图所示，不计空气阻力，重力加速度g取10m/s²，下列说法正确的是（ ）
A. t=1s时，重物的速率为1.1m/s
B. t=1s时，重物的重力势能增加了1000J
C. t=2s时，重物受到竖直向上的拉力大小为2000N
D. t=3s时，重物的加速度大小为1m/s²
9. 如图是“深穴打夯机”示意图，电动机带动两个滚轮匀速转动将夯杆从深坑提上来，当夯杆底端刚到达坑口时，两个滚轮彼此分开，将夯杆释放，夯杆在自身重力作用下，落回深坑，夯实坑底。然后两个滚轮再次压紧，夯杆被提上来，如此周而复始（夯杆被滚轮提升过程中，经历匀加速和匀速运动过程）。已知两个滚轮边缘的线速度恒为，每个滚轮对夯杆的正压力均为，滚轮与夯杆间的动摩擦因数，夯杆质量，坑深，假定在打夯的过程中坑的深度变化很小，取，下列说法正确的是（ ）
A. 夯杆被滚轮带动加速上升的过程中，加速度的大小为
B. 每个打夯周期中，电动机多消耗的电能为
C. 每个打夯周期中滚轮与夯杆间因摩擦产生的热量为
D. 增加滚轮对夯杆的正压力，每个打夯周期中滚轮与夯杆间因摩擦产生的热量将增加
10. 重庆江北机场的行李自动运输系统可简化为一段水平和倾斜传送带（如图乙），两个传送带之间由非常短的一段圆弧连接，其中水平传送带长度为100m、速度大小为4m/s，倾斜传送带倾角为、长度为70m、速度大小为6m/s，两个传送带由一个电动机提供电能均沿着顺时针方向稳定转动。机场地勤人员每隔1s将一个货箱从A点无初速度放在传送带上，所有货箱（可视为质点）完全相同，质量为20kg，与水平、倾斜传送带间的动摩擦因数分别为0.1和0.875，重力加速度，，，下列说法正确的是（ ）
A. 每个货箱在水平传送带上因摩擦产生的热量均为120J
B. 水平传送带上相邻货箱间的最大距离为最小距离的8倍
C. 因运输货物，电动机多消耗的电能全部用于增加货物的机械能
D. 每将一个货箱由C运输至D处，电动机需要多消耗9850J的能量
二、多项选择题：本题共5小题，每小题5分，共25分。在每小题给出的四个选项中，至少有一个答案符合题目要求，全部选对得5分，漏选得3分，选错得0分。
11. 为了防止高空坠物对路上行人造成伤害，我国已将高空抛物纳入了法律追责范畴。假设质量为m，长度为l的铝筷从距离地面高h的平台由静止竖直下落，到达地面后刚好全部没入泥土中。不计空气阻力，重力加速度为g。关于筷子下落的整个过程，下列说法正确的是（ ）
A. 筷子所受阻力的冲量大小等于
B. 筷子动量的改变量为0
C. 筷子克服阻力做功为mgl
D. 筷子的机械能减小了
12. 如图所示，ABCD为菱形的四个顶点，O为其中心，AC两点各固定有一个质量为M的球体，球心分别与AC两点重合，将一个质量为m的小球从B点由静止释放，只考虑M对m的引力作用，以下说法正确的有：（ ）
A. m将在BD之间往复运动
B. 从B到O的过程当中，做匀加速运动
C. 从B到O的过程当中，左侧的M对m的引力越来越小
D. m在整个运动过程中有三个位置所受合力的功率为零
13. 在倾角为37°的斜面底端给小物块一初动能，使小物块在足够长的粗糙斜面上运动。若小物块在上滑和下滑过程中其动能 Ek随高度h 的变化如图乙所示， g =10m/s2，sin37°=0.6 ，则小物块 （ ）

A. 小物块质量为 0.5kg
B. 上滑的最大距离为 5m
C. 所受的摩擦力大小为 2N
D. 在最高点的重力势能一定为 25J
14. 如图a，顺时针匀速转动倾斜传送带上放有相对其静止的长木板，一滑块以沿木板向下的初速度滑上木板后，木板的速度v随时间t变化的图像如图b所示，若木板的位移、滑块相对木板的位移、木板与传送带间产生的内能分别用x、和Q表示，则下列相关图像可能正确的是（ ）

A. B.
C D.
15. 如图所示，煤矿车间有两个相互垂直且等高的水平传送带M和N（均在匀速传动），煤块与两传送带间的动摩擦因数均为，每隔在传送带M左端轻放上一个质量为的相同煤块（可视为质点），煤块离开传送带M前已经与M速度相等，且相邻煤块（已匀速）间的距离为，随后煤块平稳地传到传送带N上，N的宽度足够大、以0.8m/s匀速传动，g取，则下列说法正确的是（ ）
A. 小煤块传送到传送带N前的瞬间，相对传送带N的速度大小为1.4m/s
B. 每个小煤块在传送带N上滑动的过程中，因摩擦产生的热量为0.5J
C. 驱动M的电动机的平均输出功率为0.036W
D. 驱动N的电动机的平均输出功率为0.064W
三、实验题：本题共2小题，14题6分，15题8分。
16. 2023年《三体》电视剧异常火爆，这正展示了人类想了解未知世界的渴望，为延续人类文明防患于未然，人类也需要寻找适宜人类居住的新家园。假设多年后宇航员找到了一类地星球，为了探究星球的相关情况，宇航员降落在星球表面，并做了以下实验（假设该星球为匀质球体，星球半径为R）：
实验Ⅰ：让一石子和一片羽毛分别从相同高度由静止同时释放多次，发现两者总沿竖直方向向下运动并同时落在水平地面上。由此可以判断该星球表面___________（填“有”或“无”）大气。
实验Ⅱ：在赤道的水平地面上，以一定的水平速度抛出物体，并记录下抛出点的高度h及相应的从抛出到落地过程中的水平位移x，保持不变，改变高度，重复实验多次。并用描点法做出了图像，你认为宇航员做___________图像最为合理。（选填选项前的相应字母）
A． B． C．
若求出图线的斜率为，则赤道处的重力加速度g=___________。
实验Ⅲ：到达极地后，在抛出速度与实验Ⅱ中一样的情况下，重复实验Ⅱ，若得到图像的斜率为。据此宇航员推出了该类地星球的自转周期T=___________。（用、、R、表示）
17. 某同学利用如图甲所示的装置“验证动能定理”，并完成了如下的操作：
①按如图甲所示的装置组装实验器材，调整滑轮的高度使细线与长木板平行；
②取下砂桶，将长木板右端适当垫高，纸带穿过打点计时器，开启电源释放小车，直到在纸带上打下一系列均匀的点为止；
③挂上砂桶，并在砂桶中放入适量的沙子，用天平测出砂桶和沙的总质量为m，然后将装置由静止释放，重复操作，从其中选择一条点迹比较清晰的纸带，如图乙所示。
已知纸带中相邻两计数点间还有4个计时点未画出，计数点间的距离如图乙所示，打点计时器的打点频率，重力加速度大小为g。
（1）打下计数点4时，小车的速度大小_______m/s。
（2）若小车的质量为M，取打下计数点1~5的过程研究，若打下计数点1、5时小车的速度大小分别为和，则验证系统动能定理的表达式为_______。（用题中所给物理量符号表示）
（3）若砂桶和桶中沙的总质量远小于小车的质量，根据得出的实验数据，描绘出了图像如图丙所示，其中，则小车的质量_______kg。
（4）假设已经完全消除了摩擦力和其他阻力的影响，若砂桶和桶中沙的总质量不满足远小于小车的质量，且。则从理论上分析，下列各图能正确反映关系的是_______；此时若图线直线部分的斜率为k，则从理论上分析，可知小车的质量_______。
四、计算题：本题共4小题，18题10分，19题12分，20题14分，21题15分。请写出列式依据、重要的演算步骤等，只写出最后结果计0分。
18. 如图所示，月球探测器登月前，要从椭圆环月轨道Ⅰ转移至近月圆轨道Ⅱ、已知月球半径为R，椭圆轨道Ⅰ上的近月点P与远月点Q之间的距离为4R，探测器在近月圆轨道Ⅱ上的运行周期为T，万有引力常量为G。求：
（1）月球的质量M；
（2）探测器在椭圆轨道Ⅰ上的运行周期T'。
19. 机车牵引列车在平直轨道上从静止开始启动，机车发动机的输出功率P保持不变，列车总质量为m，所受阻力为f：
(1)求列车行驶的最大速度vm；
(2)若列车从启动至达到最大速度所用的时间为t，求此过程中列车行驶的距离x。
20. 如图所示，从A点以v0的水平速度抛出一质量m=2kg的小物块（可视为质点），当小物块运动至B点时，恰好沿切线方向进入固定的光滑圆弧轨道BC，圆弧轨道BC的圆心角α=37°，C点在O点的正下方，圆弧轨道C端切线水平与水平面平滑连接。C点右侧水平面粗糙，在水平面上固定一个弹簧，弹簧的左端D距C点的水平距离为L=0.4m，小物块离开C点后继续在水平面上向弹簧滑去，将弹簧压缩了x=0.1m后停止滑行。小物块和水平面间的动摩擦因数μ=0.2，A、B两点距C点的高度分别为H=0.6m、h=0.15m，圆弧半径R=0.75m，cs37°=0.8，sin37°=0.6，g=10m/s2。求：
（1）小物块水平抛出时，初速度v0的大小；
（2）小物块滑动至C点时的速度；
（3）小物块停止滑行时弹簧具有的弹性势能大小。
21. 如图所示，光滑轨道ABC中：AB段竖直，BC段为半径为R的圆弧形轨道，末端C处切线水平。紧邻C右端依次为水平粗糙传送带甲、乙和水平粗糙地面：传送带甲以恒定的速率顺时针转动，传送带乙和上方的均质木板处于静止，其中木板长度与乙左右两端DE等长，均为kR（k未知），忽略轨道、传送带、地面相互之间的间隙，且轨道末端C、传送带上方皮带、地面等高。现有一物块从轨道上的P处静止释放，经C点进入传送带甲，于D处与木板发生碰撞后取走物块，碰撞前后物块、木板交换速度，且在碰撞结束时，传送带乙启动并以木板被碰后的速度顺时针匀速转动，最终木板运动2kR的距离后静止，忽略碰撞时间以及乙启动时间。
已知，物块通过传送带甲过程，甲皮带运动的路程是物块路程的1.5倍；木板与传送带乙、地面之间的动摩擦因数为0.5，最大静摩擦力等于滑动摩擦力；PB高度差h = R，物块、木板质量均为m，重力加速度为g，忽略物块和传送带轮子的尺寸。求：
（1）物块即将滑出轨道末端C时，对C处的作用力；
（2）将传送带甲因传送物块额外消耗的电能记为W、甲和物块之间由于摩擦产生的热量记为Q，则数值大小；
（3）k的大小。