湖北省荊州市沙市中學2024-2025學年高一下學期3月月考物理試題

2024—2025學年度下學期2024級三月月考物理試卷命題人：劉瀟審題人：濮玉芳考試時間：2025年3月21日一、選擇題（每小題4分，共28分）1．關于牛頓經(jīng)典力學與相對論，下列說法中正確的是（

）A．相對論徹底否定了牛頓力學B．在相對論中，運動的鐘比靜止的鐘慢C．牛頓力學能應用于接近光速運動的問題D．牛頓力學能應用于分子、原子和原子核等的微觀領域2．如圖甲所示，質(zhì)量為4kg的物體在水平推力作用下開始運動，推力大小隨位移大小變化的情況如圖乙所示，則力所做的功為（

）A．200J B．400JC．800J D．無法確定3．四沖程汽油機中有一個復式活塞壓縮機，其簡圖如圖所示，圓盤與活塞通過鉸鏈連接輕桿AB，左側(cè)活塞被軌道固定，只能沿平行AO的方向運動，圓盤繞圓心O做角速度為ω的勻速圓周運動。已知O、B間的距離為r，AB桿的長度大于2r，當OB垂直于AB時，AB與AO的夾角為θ，則此時活塞的速度大小為（

）A． B．C． D．4．一衛(wèi)星繞某一行星表面附近做勻速圓周運動，其線速度大小為假設宇航員在該行星表面上用彈簧測力計測量一質(zhì)量為m的物體重力，物體靜止時，彈簧測力計的示數(shù)為，已知引力常量為G,則這顆行星的質(zhì)量為A． B． C． D．5．如圖所示，兩個質(zhì)量相同的小球用長度不等的細線拴在同一點，并在同一水平面內(nèi)做勻速圓周運動，則它們的（）A．角速度相同B．線速度大小相同C．向心加速度大小相同D．受到的向心力大小相同6．一般的曲線運動可以分成很多小段，每小段都可以看成圓周運動的一部分，即把整條曲線用一系列不同半徑的小圓弧來代替，如圖甲所示，曲線上A點的曲率圓定義為：通過A點和曲線上緊鄰A點兩側(cè)的兩點作一個圓，在極限情況下，這個圓叫做A點的曲率圓，其半徑叫做A點的曲率半徑?，F(xiàn)將一物體沿著與水平面成α角的方向以某一速度從地面拋出，如圖乙所示，其軌跡最高點P離地面的高度為h，曲率半徑為，忽略空氣阻力，則tanα的值為（）A． B． C．2 D．47．我國的北斗系統(tǒng)主要由地球同步軌道衛(wèi)星和中軌道衛(wèi)星組成，若其中兩衛(wèi)星在同一平面內(nèi)環(huán)繞地球做勻速圓周運動，且繞行方向相同，如圖甲所示；兩衛(wèi)星之間的距離Δr隨時間變化的關系如圖乙所示，圖中R為地球半徑，地球表面重力加速度大小為g，不考慮兩衛(wèi)星之間的作用力，計算時。下列說法正確的是（）A．中軌道衛(wèi)星與同步衛(wèi)星的軌道半徑之比為1∶2 B．中軌道衛(wèi)星的加速度大小為C．圖乙中的T為24小時D．中軌道衛(wèi)星的運動周期為二、多選題（每小題4分，共12分）8．我國設想的登月載人飛船運行軌跡如圖所示。飛船在圓形“停泊軌道”的P點加速進入橢圓“過渡軌道”，該軌道離地球表面最近距離為，飛船到達離P點最遠距離為L的Q點時，被月球引力“俘獲”后，在距月球表面的圓形“繞月軌道”上飛行。已知地球半徑為R，月球半徑為r，地球表面重力加速度為g（是月球的6倍），飛船在“過渡軌道”運行時忽略月球引力影響。下列說法正確的是（）A．飛船的發(fā)射速度大于11.2km/sB．飛船在“過渡軌道”上P點加速度等于“停泊軌道”上P點的加速度C．飛船在“過渡軌道”上的P點運行速度為D．飛船從P點運動到Q點的時間為9．如圖所示，豎直面內(nèi)有兩個光滑固定的半圓軌道，兩軌道在O點與水平面相切，A、B、O三點在同一豎直線上，直徑OA長度為2d，直徑OB長度為d。一滑塊（視為質(zhì)點）從O點以初速度分別沿兩軌道滑行到A點或B點后水平拋出?；瑝K落到水平面上時，落點與O點間的距離分別為和，為實現(xiàn)，則的值可?。ǎ〢． B． C． D．10．一輛質(zhì)量為m的機車在水平面上由靜止開始啟動，啟動過程中牽引力F隨時間t的變化如圖所示。已知機車所受阻力恒為，時刻機車的速度為，此時機車達到額定功率并保持不變，時刻機車的速度為，則下列說法正確的是（

）A．時段機車勻加速運動的加速度大小為B．時段機車的平均速度大于C．時刻機車的速度大小D．時刻機車的速度大小為三、實驗題（每空2分，共20分）11．探究向心力大小F與小球質(zhì)量m、角速度ω和半徑r之間關系的實驗裝置如圖所示，轉(zhuǎn)動手柄，可使變速塔輪、長槽和短槽隨之勻速轉(zhuǎn)動。皮帶分別套在塔輪的圓盤上，可使兩個槽內(nèi)的小球分別以不同角速度做勻速圓周運動。小球做圓周運動的向心力由橫臂的擋板提供，同時，小球?qū)醢宓膹椓κ箯椈蓽y力筒下降，從而露出測力筒內(nèi)的標尺，標尺上露出的紅白相間的等分格數(shù)之比即為兩個小球所受向心力的比值。①（單選）開始時皮帶在兩個變速塔輪2、3的最上面一層，若要探究小球受到的向心力大小和角速度大小的關系，下列做法正確的是（）A．用體積相同的鋼球和鋁球做實驗B．將變速塔輪2、3上的皮帶往下移動C．用秒表記錄時間、計算兩個小球的角速度D．將兩個小球都放在長槽上②探究向心力的大小與圓周運動半徑的關系時，應選擇兩個質(zhì)量（選填“相同”或“不同”）的小球，分別放在短槽5的擋板處與長槽4的（選填“A處”或“B處”），同時選擇半徑（選填“相同”或“不同”）的兩個塔輪；③若兩個鋼球質(zhì)量和運動半徑相等，圖中標尺8上紅白相間的等分格顯示出位于4處擋板的鋼球和位于5處擋板的鋼球所受向心力的比值為1：9，則與皮帶連接的變速輪塔2和變速輪塔3的半徑之比為。12．某實驗小組設計實驗驗證動能定理，在天花板上固定好一個力傳感器。用一根不可伸長的細線，上端固定在力傳感器上，下端固定在小球上，把小球拉離平衡位置使細線偏轉(zhuǎn)一個角度，由靜止釋放小球，記下力傳感器的最大示數(shù)。除以上器材外，只有一把刻度尺。（1）為完成實驗，需用刻度尺測量擺長、小球靜止時力傳感器的示數(shù)，還需測量的量是（此物理量的符號用表示）；（2）小球受到的重力大小為；小球從釋放到平衡位置的過程中，動能的增加量為。（用已知和測量物理量的符號表示）（3）需要驗證動能定理的表達式：（用已知和測量物理量的符號表示）四、解答題13．（10分）宇航員站在某質(zhì)量分布均勻的星球表面上，沿水平方向以初速度v0從斜坡上P點拋出一個小球，測得小球經(jīng)時間t落到斜坡上另一點Q。已知斜坡的傾角為α，該星球的半徑為R，引力常量為G，球的體積公式為（r為球的半徑），不考慮星球自轉(zhuǎn)的影響。（1）求該星球表面的重力加速度g；（2）求該星球的密度；14．（14分）一種可測量轉(zhuǎn)動角速度的簡易裝置如圖所示?！癡”形光滑支架固定在水平底座上，可隨底座繞中軸線OO′旋轉(zhuǎn)，支架兩桿與水平面間夾角均為53°，兩側(cè)的桿長均為2L。一原長為L的輕彈簧套在AB桿上，彈簧一端固定于桿的上端A點，另一端與一套在桿上的小球（可視為質(zhì)點）拴接。支架靜止時彈簧的長度為1.5L，現(xiàn)讓小球隨支架做勻速轉(zhuǎn)動，已知小球的質(zhì)量為m，重力加速度為g，sin53°=0.8。（1）求輕彈簧的勁度系數(shù)；（2）求彈簧恰好為原長時，支架轉(zhuǎn)動的角速度；（3）若支架轉(zhuǎn)動的角速度為，求此時彈簧的長度。15．（18分）如圖所示，豎直平面內(nèi)由傾角的斜面軌道AB、半徑均為R的半圓形圓軌道BCDE和圓軌道EFG構(gòu)成一游戲裝置固定于地面，B、E兩處軌道平滑連接，軌道所在平面與豎直墻面垂直。軌道出口處G和圓心的連線，以及、E、和B等四點連成的直線與水平線間的夾角均為，G點與豎直端面的距離?，F(xiàn)將質(zhì)量為m的小球從斜面的某高度h處靜止釋放。小球與豎直墻面碰撞時，豎直方向速度不變，水平方向速度大小不變，方向反向，不計小球大小和所受阻力。（1）若釋放處高度，小球第一次運動到圓軌道最低點C時，求小球?qū)壍赖淖饔昧?；?）求小球在圓軌道內(nèi)與圓心點等高的D點所受彈力與h的關系式；（3）若小球釋放后能從原路返回到出發(fā)點，釋放高度h應該滿足什么條件？

高一三月月考物理參考答案題號12345678910答案BADBACDBDBCBCD1．B【詳解】A．相對論沒有否定牛頓力學,是對牛頓力學的補充，故A錯誤；B．在相對論中，運動的鐘比靜止的鐘慢，故B正確；CD．牛頓力學適用于宏觀低速運動的物體，對微觀高速運動的粒子不適用，故CD錯誤。故選B。2．A【詳解】圖像與坐標軸圍成的面積表示做功，力所做的功為，故選A。3．D【詳解】圓盤上B點的線速度大小，如圖所示，當OB垂直于AB時，由速度的合成與分解有，解得。故選D。4．B【詳解】根據(jù)G=mg，所以，根據(jù)萬有引力提供向心力得：解得：

，故選B.點睛：本題是衛(wèi)星類型的問題，常常建立這樣的模型：環(huán)繞天體繞中心天體做勻速圓周運動，由中心天體的萬有引力提供向心力．重力加速度g是聯(lián)系星球表面宏觀物體運動和天體運動的橋梁．5．A【詳解】A．設細線與豎直方向的夾角為，根據(jù)合力提供向心力，根據(jù)幾何關系，解得，所以它們的角速度相同，故A正確；B．兩個小球的角速度相同，根據(jù)，兩個小球的圓周運動半徑不同，所以線速度大小不同，故B錯誤；C．設細線與豎直方向的夾角為，根據(jù)合力提供向心力，解得，因為細線與豎直方向的夾角為不同，故向心加速度大小不同，故C錯誤；D．設細線與豎直方向的夾角為，根據(jù)合力提供向心力，因為細線與豎直方向的夾角為不同，故向心加速度大小不同，故D錯誤。故選A。6．C【詳解】在P點時，重力恰好作為向心力，滿足，又由題意可知，聯(lián)立可解得，即為拋出時速度的水平分量，設拋出時速度的豎直分量為，拋出時的速度為v，由能量守恒可得，又有，聯(lián)立可得，物體拋出時速度v與水平面所成α角滿足，代入數(shù)據(jù)可得，C正確。故選C。7．D【詳解】A．將中軌道衛(wèi)星設為a，同步衛(wèi)星設為b，兩衛(wèi)星做勻速圓周運動的半徑分別為、，根據(jù)圖甲和圖乙可得，，解得，。故A錯誤；B．由萬有引力定律及牛頓第二定律得，，將代入解得中軌道衛(wèi)星的加速度為。故B錯誤；CD．設衛(wèi)星a、b的運行周期分別為、，由圖乙可知每隔時間T兩衛(wèi)星距離最近，即每隔時間T，衛(wèi)星a就比衛(wèi)星b多轉(zhuǎn)了一周，則有，根據(jù)開普勒第三定律有，聯(lián)立解得，，由于，所以。故C錯誤，D正確。故選D。8．BD【詳解】A．第二宇宙速度11.2km/s是衛(wèi)星脫離地球引力束縛的最小發(fā)射速度。飛船只是從地球軌道轉(zhuǎn)移到繞月軌道，沒有脫離地球引力束縛，所以發(fā)射速度小于11.2km/s，故A錯誤；B．在P點對飛船，根據(jù)牛頓第二定律有，解得加速度，在同一點P，r相同，所以船在“過渡軌道”上P點加速度等于“停泊軌道”上P點的加速度，故B正確；C．設飛船在停泊軌道速度為，對飛船在停泊軌道，由牛頓第二輪定律有，解得，又因為黃金代換式，聯(lián)立解得，但飛船在“過渡軌道”上P點是做離心運動，所以“過渡軌道”上點運行速度大于，故C錯誤；D．飛船在停泊軌道的周期，對停泊軌道與繞月軌道，由開普勒第三定律有，飛船從P點運動到Q點的時間為，聯(lián)立解得。故D正確。故選BD。9．BC【詳解】小球經(jīng)過點的最小速度滿足，解得，從O點到A點根據(jù)動能定理，從A點水平拋出，，解得，對從O點到B點根據(jù)動能定理，從B點水平拋出，解得，為實現(xiàn)，則。故BC正確，AD錯誤。故選BC。10．BCD【詳解】A．在時段，機車勻加速運動，根據(jù)牛頓第二定律可知，可得加速度大小為。A錯誤；B．在時段，機車做加速度逐漸減小的加速運動，圖像如圖所示，圖像與時間軸圍成的面積等于這段時間內(nèi)的位移，可知在時段機車的平均速度大于，B正確；C．在時刻機車達到額定功率并保持不變，因此，可知，。C正確；D．在時間內(nèi)，汽車做勻加速運動，根據(jù)，可知在時刻機車的速度大小。D正確。故選BCD。11．B相同B處相同3:1【詳解】①[1]探究小球受到的向心力大小和角速度大小關系時，應控制兩球的質(zhì)量與兩球做圓周運動的軌道半徑相等，使塔輪半徑不同，從而可分析向心力與角速度的關系。故選B。②[2][3][4]探究向心力的大小與圓周運動半徑的關系時,采用控制變量法，故應選擇兩小球質(zhì)量相同，角速度相同，就需選擇半徑相同的塔輪，但小球做圓周運動的半徑不同，故另一球應放在長槽的B處才能使兩球做圓周運動的半徑不同。③[5]4處擋板的鋼球和位于5處擋板的鋼球所受向心力的比值為1：9，根據(jù)向心力表達式，得，皮帶上線速度相同，則，解得12．釋放小球時的位置與平衡位置的高度差【詳解】（1）[1]還需測量的量是釋放小球時的位置與平衡位置的高度差。（2）[2][3]小球受到的重力大小為，到最低點時由牛頓第二定律有，小球從釋放到平衡位置的過程中，動能的增加量為（3）[4]合外力做功為，需驗證的表達式為13．（1）； （2）；【詳解】（1）小球做平拋運動過程中，水平方向有，豎直方向有，由幾何知識可得，聯(lián)立解得（2）對于星球表面質(zhì)量為m0的物體，有，星球的體積，星球的密度，解得14．（1） （2） （3）0.5L【詳解】（1）靜止時彈簧伸長了，由平衡條件可得，解得（2）輕彈簧恰為原長時，小球只受重力和桿的支持力，由幾何關系，豎直方向，水平方向，解得（3）若支架轉(zhuǎn)動的角速度為，彈簧壓縮，設形變量為Δx，則有，，其中，解得，彈簧的長度為15．（1），方向向下；（2）（）；（3）或或【詳解】（1）若釋放處高度，根據(jù)動能定理，根據(jù)牛頓第二定律聯(lián)立得軌道對小球的作用力，根據(jù)牛頓第三定律，小球?qū)壍赖淖饔昧?，?/p>