湖北省荊州市沙市中學(xué)2024-2025學(xué)年高一下學(xué)期3月月考物理試題

2024—2025學(xué)年度下學(xué)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(shí)間：2025年3月21日一、選擇題（每小題4分，共28分）1．關(guān)于牛頓經(jīng)典力學(xué)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(xué)B．在相對論中，運(yùn)動(dòng)的鐘比靜止的鐘慢C．牛頓力學(xué)能應(yīng)用于接近光速運(yùn)動(dòng)的問題D．牛頓力學(xué)能應(yīng)用于分子、原子和原子核等的微觀領(lǐng)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(yùn)動(dòng)，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(jī)中有一個(gè)復(fù)式活塞壓縮機(jī)，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(yùn)動(dòng)，圓盤繞圓心O做角速度為ω的勻速圓周運(yùn)動(dòng)。已知O、B間的距離為r，AB桿的長度大于2r，當(dāng)OB垂直于AB時(shí)，AB與AO的夾角為θ，則此時(shí)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(yùn)動(dòng)，其線速度大小為假設(shè)宇航員在該行星表面上用彈簧測力計(jì)測量一質(zhì)量為m的物體重力，物體靜止時(shí)，彈簧測力計(jì)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(gè)質(zhì)量相同的小球用長度不等的細(xì)線拴在同一點(diǎn)，并在同一水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，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(yùn)動(dòng)可以分成很多小段，每小段都可以看成圓周運(yùn)動(dòng)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(diǎn)的曲率圓定義為：通過A點(diǎn)和曲線上緊鄰A點(diǎn)兩側(cè)的兩點(diǎn)作一個(gè)圓，在極限情況下，這個(gè)圓叫做A點(diǎn)的曲率圓，其半徑叫做A點(diǎn)的曲率半徑。現(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(diǎn)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(yùn)動(dòng)，且繞行方向相同，如圖甲所示；兩衛(wèi)星之間的距離Δr隨時(shí)間變化的關(guān)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(jì)算時(shí)。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(shí)D．中軌道衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)周期為二、多選題（每小題4分，共12分）8．我國設(shè)想的登月載人飛船運(yùn)行軌跡如圖所示。飛船在圓形“停泊軌道”的P點(diǎn)加速進(jìn)入橢圓“過渡軌道”，該軌道離地球表面最近距離為，飛船到達(dá)離P點(diǎn)最遠(yuǎn)距離為L的Q點(diǎn)時(shí)，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(yùn)行時(shí)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(diǎn)加速度等于“停泊軌道”上P點(diǎn)的加速度C．飛船在“過渡軌道”上的P點(diǎn)運(yùn)行速度為D．飛船從P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到Q點(diǎn)的時(shí)間為9．如圖所示，豎直面內(nèi)有兩個(gè)光滑固定的半圓軌道，兩軌道在O點(diǎn)與水平面相切，A、B、O三點(diǎn)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(diǎn)）從O點(diǎn)以初速度分別沿兩軌道滑行到A點(diǎn)或B點(diǎn)后水平拋出?；瑝K落到水平面上時(shí)，落點(diǎn)與O點(diǎn)間的距離分別為和，為實(shí)現(xiàn)，則的值可?。ǎ〢． B． C． D．10．一輛質(zhì)量為m的機(jī)車在水平面上由靜止開始啟動(dòng)，啟動(dòng)過程中牽引力F隨時(shí)間t的變化如圖所示。已知機(jī)車所受阻力恒為，時(shí)刻機(jī)車的速度為，此時(shí)機(jī)車達(dá)到額定功率并保持不變，時(shí)刻機(jī)車的速度為，則下列說法正確的是（

）A．時(shí)段機(jī)車勻加速運(yùn)動(dòng)的加速度大小為B．時(shí)段機(jī)車的平均速度大于C．時(shí)刻機(jī)車的速度大小D．時(shí)刻機(jī)車的速度大小為三、實(shí)驗(yàn)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(guān)系的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示，轉(zhuǎn)動(dòng)手柄，可使變速塔輪、長槽和短槽隨之勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。皮帶分別套在塔輪的圓盤上，可使兩個(gè)槽內(nèi)的小球分別以不同角速度做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。小球做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力由橫臂的擋板提供，同時(shí)，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(biāo)尺，標(biāo)尺上露出的紅白相間的等分格數(shù)之比即為兩個(gè)小球所受向心力的比值。①（單選）開始時(shí)皮帶在兩個(gè)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(guān)系，下列做法正確的是（）A．用體積相同的鋼球和鋁球做實(shí)驗(yàn)B．將變速塔輪2、3上的皮帶往下移動(dòng)C．用秒表記錄時(shí)間、計(jì)算兩個(gè)小球的角速度D．將兩個(gè)小球都放在長槽上②探究向心力的大小與圓周運(yùn)動(dòng)半徑的關(guān)系時(shí)，應(yīng)選擇兩個(gè)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(shí)選擇半徑（選填“相同”或“不同”）的兩個(gè)塔輪；③若兩個(gè)鋼球質(zhì)量和運(yùn)動(dòng)半徑相等，圖中標(biāo)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(shí)驗(yàn)小組設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證動(dòng)能定理，在天花板上固定好一個(gè)力傳感器。用一根不可伸長的細(xì)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(xì)線偏轉(zhuǎn)一個(gè)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(shí)驗(yàn)，需用刻度尺測量擺長、小球靜止時(shí)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(dòng)能的增加量為。（用已知和測量物理量的符號表示）（3）需要驗(yàn)證動(dòng)能定理的表達(dá)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(diǎn)拋出一個(gè)小球，測得小球經(jīng)時(shí)間t落到斜坡上另一點(diǎn)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(dòng)角速度的簡易裝置如圖所示。“V”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(diǎn)，另一端與一套在桿上的小球（可視為質(zhì)點(diǎn)）拴接。支架靜止時(shí)彈簧的長度為1.5L，現(xiàn)讓小球隨支架做勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，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(shí)，支架轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度；（3）若支架轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為，求此時(shí)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(diǎn)連成的直線與水平線間的夾角均為，G點(diǎn)與豎直端面的距離。現(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(shí)，豎直方向速度不變，水平方向速度大小不變，方向反向，不計(jì)小球大小和所受阻力。（1）若釋放處高度，小球第一次運(yùn)動(dòng)到圓軌道最低點(diǎn)C時(shí)，求小球?qū)壍赖淖饔昧Γ唬?）求小球在圓軌道內(nèi)與圓心點(diǎn)等高的D點(diǎn)所受彈力與h的關(guān)系式；（3）若小球釋放后能從原路返回到出發(fā)點(diǎn)，釋放高度h應(yīng)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(xué),是對牛頓力學(xué)的補(bǔ)充，故A錯(cuò)誤；B．在相對論中，運(yùn)動(dòng)的鐘比靜止的鐘慢，故B正確；CD．牛頓力學(xué)適用于宏觀低速運(yùn)動(dòng)的物體，對微觀高速運(yùn)動(dòng)的粒子不適用，故CD錯(cuò)誤。故選B。2．A【詳解】圖像與坐標(biāo)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(diǎn)的線速度大小，如圖所示，當(dāng)OB垂直于AB時(shí)，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(diǎn)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(yùn)動(dòng)，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(yùn)動(dòng)和天體運(yùn)動(dòng)的橋梁．5．A【詳解】A．設(shè)細(xì)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(guān)系，解得，所以它們的角速度相同，故A正確；B．兩個(gè)小球的角速度相同，根據(jù)，兩個(gè)小球的圓周運(yùn)動(dòng)半徑不同，所以線速度大小不同，故B錯(cuò)誤；C．設(shè)細(xì)線與豎直方向的夾角為，根據(jù)合力提供向心力，解得，因?yàn)榧?xì)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(cuò)誤；D．設(shè)細(xì)線與豎直方向的夾角為，根據(jù)合力提供向心力，因?yàn)榧?xì)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(cuò)誤。故選A。6．C【詳解】在P點(diǎn)時(shí)，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(shí)速度的水平分量，設(shè)拋出時(shí)速度的豎直分量為，拋出時(shí)的速度為v，由能量守恒可得，又有，聯(lián)立可得，物體拋出時(shí)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(shè)為a，同步衛(wèi)星設(shè)為b，兩衛(wèi)星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑分別為、，根據(jù)圖甲和圖乙可得，，解得，。故A錯(cuò)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(cuò)誤；CD．設(shè)衛(wèi)星a、b的運(yùn)行周期分別為、，由圖乙可知每隔時(shí)間T兩衛(wèi)星距離最近，即每隔時(shí)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(cuò)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(cuò)誤；B．在P點(diǎn)對飛船，根據(jù)牛頓第二定律有，解得加速度，在同一點(diǎn)P，r相同，所以船在“過渡軌道”上P點(diǎn)加速度等于“停泊軌道”上P點(diǎn)的加速度，故B正確；C．設(shè)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?yàn)辄S金代換式，聯(lián)立解得，但飛船在“過渡軌道”上P點(diǎn)是做離心運(yùn)動(dòng)，所以“過渡軌道”上點(diǎn)運(yùn)行速度大于，故C錯(cuò)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(diǎn)運(yùn)動(dòng)到Q點(diǎn)的時(shí)間為，聯(lián)立解得。故D正確。故選BD。9．BC【詳解】小球經(jīng)過點(diǎn)的最小速度滿足，解得，從O點(diǎn)到A點(diǎn)根據(jù)動(dòng)能定理，從A點(diǎn)水平拋出，，解得，對從O點(diǎn)到B點(diǎn)根據(jù)動(dòng)能定理，從B點(diǎn)水平拋出，解得，為實(shí)現(xiàn)，則。故BC正確，AD錯(cuò)誤。故選BC。10．BCD【詳解】A．在時(shí)段，機(jī)車勻加速運(yùn)動(dòng)，根據(jù)牛頓第二定律可知，可得加速度大小為。A錯(cuò)誤；B．在時(shí)段，機(jī)車做加速度逐漸減小的加速運(yùn)動(dòng)，圖像如圖所示，圖像與時(shí)間軸圍成的面積等于這段時(shí)間內(nèi)的位移，可知在時(shí)段機(jī)車的平均速度大于，B正確；C．在時(shí)刻機(jī)車達(dá)到額定功率并保持不變，因此，可知，。C正確；D．在時(shí)間內(nèi)，汽車做勻加速運(yùn)動(dòng)，根據(jù)，可知在時(shí)刻機(jī)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(guān)系時(shí)，應(yīng)控制兩球的質(zhì)量與兩球做圓周運(yùn)動(dòng)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(guān)系。故選B。②[2][3][4]探究向心力的大小與圓周運(yùn)動(dòng)半徑的關(guān)系時(shí),采用控制變量法，故應(yīng)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(yùn)動(dòng)的半徑不同，故另一球應(yīng)放在長槽的B處才能使兩球做圓周運(yùn)動(dòng)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(dá)式，得，皮帶上線速度相同，則，解得12．釋放小球時(shí)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(shí)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(diǎn)時(shí)由牛頓第二定律有，小球從釋放到平衡位置的過程中，動(dòng)能的增加量為（3）[4]合外力做功為，需驗(yàn)證的表達(dá)式為13．（1）； （2）；【詳解】（1）小球做平拋運(yùn)動(dòng)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(shí)彈簧伸長了，由平衡條件可得，解得（2）輕彈簧恰為原長時(shí)，小球只受重力和桿的支持力，由幾何關(guān)系，豎直方向，水平方向，解得（3）若支架轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為，彈簧壓縮，設(shè)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(dòng)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>