精品解析：湖北省世达实用外国语学校2023-2024学年高一下学期4月月考物理试卷

湖北省世达实用外国语学校2024学年上学期高一四月份考试 物理试题 本试卷共8页，15题，全卷满分100分。考试用时75分钟 注意事项： 1.答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试卷和答题卡上，并将准考证号条形码 粘贴在答题卡上的指定位置。 2.选择题的作答：每小题选出答案后，用2B 铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂 黑。写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。 3.非选择题的作答：用黑色签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试卷、 草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。 4.考试结束后，请将本试卷和答题卡一并上交。 一、选择题：本大题共10小题，每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，第1~7 题只有一项是符合题目要求的，第8~10题有多项符合题目要求。全部选对的得4分， 选对但不全的得2分，有选错的得0分。 1. 2019年1月3日，“嫦娥四号”探测器携“玉兔二号”月球车成功着陆在月球背面，进行科学探测，已知“嫦娥四号”在着陆之前绕月球做圆周运动的半径为r1、周期为T1；月球绕地球做圆周运动的半径为r2、周期为T2，引力常量为G，根据以上条件能得出（　　） A. 地球密度 B. 地球对月球的引力大小 C. “嫦娥四号”的质量 D. 关系式 2. 某次军事演习中炮弹从炮口射出时的速度大小为v，方向与水平方向成角，如图所示。把这个速度沿水平和竖直方向分解，其竖直方向分速度的大小是（　　） A. B. C. D. 3. 机械手表中有大量精密齿轮，齿轮转动从而推动表针。某机械手表打开后盖如图甲所示，将其中两个齿轮简化，如图乙所示。已知大、小齿轮的半径之比为3：2，Q、P分别是大、小齿轮边缘上的点，则P、Q两点的向心加速度大小之比为（　　） A. 1：1 B. 1：2 C. 2：3 D. 3：2 4. 如图所示，质量相同的P、Q两球均处于静止状态，现用小锤打击弹性金属片，使P球沿水平方向抛出，Q球同时被松开而自由下落．则下列说法中正确的是(　　) A P球先落地 B. Q球先落地 C. 两球下落过程中重力势能变化相等 D. 两球落地时速度方向相同 5. 无极变速可以在变速范围内任意连续地变换速度，性能优于传统的挡位变速器， 很多种高挡汽车都应用无极变速．如图所示是截锥式无极变速模 型示意图，两个锥轮之间有一个滚动轮，主动轮、滚动轮、从动 轮之间靠着彼此之间的摩擦力带动．当位于主动轮和从动轮之间 的滚动轮从左向右移动时，从动轮转速增加．当滚动轮位于主动 轮直径 D1、从动轮直径 D2的位置时， 主动轮转速 n1、从动轮转 速 n2的关系是（） A. B. C D. 6. 跳台滑雪是一项勇敢者的运动，某运动员从跳台A处沿水平方向飞出，在斜面AB上的B处着陆，斜面AB与水平方向夹角为且足够长，不计空气阻力，下列说法正确的是（　　） A. 运动员在空中相同时间内的速度变化相同 B. 运动员在斜面上的落点到A点的距离与初速度成正比 C. 运动员落在B处的速度与水平方向夹角 D. 运动员的质量越大，落点离A越远 7. 频闪照片是采用每隔相等的时间间隔曝光一次的方法，在同一张相片上记录物体在不同时刻的位置。传统的频闪照片是利用机械相机制作的，这种方法制作困难且成本高。这是极限滑板运动员给我们的一组精彩图片，本频闪相机的频闪周期为0.3s，图中第5个身影为最高点的瞬时位置。则运动员在空中的时间t和运动员起点和落地点的高度差h各位多大？（　　）（不计空气阻力，g=10m/s2） A. t=2.7s；h=7.2m B. t=3s；h=9m C. t=3s；h=16.2m D. t=3.3s；h=16.2m 8. 在下列条件中，引力常量已知，能求出地球质量的是（　　） A. 已知卫星质量和它离地的高度 B. 已知卫星轨道半径和运动周期 C. 已知近地卫星的周期和它的向心加速度 D. 已知地球绕太阳运转的轨道半径和地球表面的重力加速度 9. 解放军西部战区陆军在海拔的青藏高原演练拔点作战。如图所示，装甲车在水平地面上沿直线前进，车上机枪的枪管水平，距地面高为。在车正前方竖直立一块高为的长方形靶，其底边与地面接触当装甲车以速度运动到枪口与靶距离为时，机枪手正对靶射出第一发子弹，子弹相对于枪口的初速度为。在子弹射出的同时，装甲车开始减速运动，行进后停下装甲车停下后，机枪手以相同方式射出第二发子弹。不计空气阻力，子弹看成质点，重力加速度。则为多大时，靶上只有一个弹孔（　　） A. B. C. D. 10. 如图所示，某人从高出水平地面h的山坡上P点水平击出一个质量为m的高尔夫球，飞行中持续受到一阵恒定的水平风力的作用，高尔夫球竖直落入距击球点水平距离为L的洞穴Q。.则（　　） A. 球飞行中做的是平抛运动 B. 球飞行的时间为 C. 球被击出时的初速度大小为 D. 球飞行中受到的水平风力大小为 二、非选择题：本题共5小题，共60分。 11. 在探究平抛运动的规律时，可以选用下列各种装置进行研究． （1）图1的实验现象是_________．该现象说明平抛运动_____________． （2）图2是为了获得稳定的细水柱来显示平抛运动轨迹，其中能获得稳定的细水柱过程应该是水面从开始位置一直降到竖直细管_____（填“A”或“B”）处； （3）图3是实验室内研究平抛运动的装置．为了保证钢球每次抛出后在空中做平抛运动的轨迹是一定的，每次释放小球时都使钢球在斜槽上_____位置由______滚下； （4）图4是采用频闪摄影的方法拍摄到的“小球做平抛运动”的照片．背景标尺每小格边长均表示5cm，则由图可求得拍摄时每_______s曝光一次，平抛运动的初速度为______m/s，已知重力加速度为10m/s2． 12. 某研究型课外学习小组利用如图所示的圆锥摆验证圆周运动的向心力大小与角速度的关系。实验前用天平测得小钢球的质量为m，然后将细线的一端固定在铁架台上，下端悬挂小钢球，具体验证方法如下： （1）将钢球拉离竖直方向一个角度，给小球以合适的初速度，让其做圆锥摆运动，测量球转过n圈所用的时间t，并测量小球做圆周运动的直径d，根据公式，理论上小球做该圆周运动所需要的向心力大小Fn=_______； （2）测出摆长在竖直方向上投影高度h，查询当地重力加速度g的值，那么小球实际受到的向心力大小=_______； （3）在一次实验操作中，测得小球质量m=50g，n=30，t=38.0s，d=20cm，h=40cm，当地重力加速度g=9.8m/s2，由测得数据可算得=_______N、=_______N（计算结果保留4位有效数字），根据实验结果就可以验证向心力大小与角速度的关系。 13. “神舟”六号载人飞船发射升空．火箭点火起飞，588秒后，飞船与火箭分离，准确入轨，进入椭圆轨道，飞船飞行到第5圈实施变轨，进入圆形轨道绕地球飞行．飞船在离地面高度为h的圆形轨道上，飞行n圈，所用时间为t.已知地球半径为R，引力常量为G，地球表面的重力加速度为g．求：地球的质量和平均密度． 14. 炎炎盛夏，人们盼来了一场消减暑气的大雨。雨后雨伞上会沾有雨滴，转动雨伞时边缘的雨滴可视为随伞做水平面的圆周运动，当雨伞的角速度达到某值时，雨滴会从伞面边缘沿圆周切线甩出，如图所示。某同学拟通过该现象估算出雨伞转动的角速度大小，他测出雨伞边缘距离地面的高度h=1.8m，转动半径R=0.6m，假设图示雨滴甩出瞬间的速度与雨伞边缘的速度相等，在地面上形成一个“水圈”，“水圈”半径为r，重力加速度大小g=10m/s2。 （1）用R和r表示该雨滴的水平位移大小x； （2）若x=1.44m，，计算该雨滴刚离开雨伞边缘时的水平速度大小； （3）由（2）的结果计算雨伞转动的角速度ω。 15. 如图，一架在180m高空以20m/s速度水平匀速飞行的直升飞机，要想将两箱物资分别投到山脚和山顶的目标A、B。已知山高135m，山脚与山顶的水平距离为500m，不计空气阻力，g取10m/s2.求： (1)第一箱物资被投下后，它在空中飞行的时间？ (2)第一箱物资被投下后，它落地时的速度大小？ (3)从飞机上投下两箱物资的时间间隔？ 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 湖北省世达实用外国语学校2024学年上学期高一四月份考试 物理试题 本试卷共8页，15题，全卷满分100分。考试用时75分钟 注意事项： 1.答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试卷和答题卡上，并将准考证号条形码 粘贴在答题卡上的指定位置。 2.选择题的作答：每小题选出答案后，用2B 铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂 黑。写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。 3.非选择题的作答：用黑色签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试卷、 草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。 4.考试结束后，请将本试卷和答题卡一并上交。 一、选择题：本大题共10小题，每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，第1~7 题只有一项是符合题目要求的，第8~10题有多项符合题目要求。全部选对的得4分， 选对但不全的得2分，有选错的得0分。 1. 2019年1月3日，“嫦娥四号”探测器携“玉兔二号”月球车成功着陆在月球背面，进行科学探测，已知“嫦娥四号”在着陆之前绕月球做圆周运动的半径为r1、周期为T1；月球绕地球做圆周运动的半径为r2、周期为T2，引力常量为G，根据以上条件能得出（　　） A. 地球的密度 B. 地球对月球的引力大小 C. “嫦娥四号”的质量 D. 关系式 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】A．月球绕地球运动 可求出地球质量，但由于不知道地球半径，求不出地球体积，所以算不出密度，故A错误； B．根据“嫦娥四号”绕月球做圆周运动，设卫星质量m，由 求得月球质量 所以地球对月球的引力 故B正确； C．“嫦娥四号”绕月球做圆周运动，设卫星质量m，由 可求月球质量，不能求出环绕的卫星质量，故C错误； D．开普勒第三定律适用于围绕同一中心天体的卫星，所以对月球和“嫦娥四号”不适用，故D错误。 故选B。 2. 某次军事演习中炮弹从炮口射出时的速度大小为v，方向与水平方向成角，如图所示。把这个速度沿水平和竖直方向分解，其竖直方向分速度的大小是（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】根据平行四边形定则可知 解得 故选C。 3. 机械手表中有大量精密齿轮，齿轮转动从而推动表针。某机械手表打开后盖如图甲所示，将其中两个齿轮简化，如图乙所示。已知大、小齿轮半径之比为3：2，Q、P分别是大、小齿轮边缘上的点，则P、Q两点的向心加速度大小之比为（　　） A. 1：1 B. 1：2 C. 2：3 D. 3：2 【答案】D 【解析】 【详解】两轮是同缘转动，则P、Q两点的线速度相等，根据 可得P、Q两点的半径之比为2：3，则向心加速度大小之比为3：2。 故选D。 4. 如图所示，质量相同的P、Q两球均处于静止状态，现用小锤打击弹性金属片，使P球沿水平方向抛出，Q球同时被松开而自由下落．则下列说法中正确的是(　　) A. P球先落地 B. Q球先落地 C. 两球下落过程中重力势能变化相等 D. 两球落地时速度方向相同 【答案】C 【解析】 【详解】AB．两球在竖直方向上做自由落体运动，下落高度一定，根据： 可知两球同时落地，AB错误； C．重力做功改变重力势能，两球质量相等，根据： 可知两球下落过程中重力势能变化相等，C正确； D．Q球做自由落体，落地时速度方向竖直向下，P球落地时速度由水平速度和竖直速度合成，所以两球落地时速度方向不同，D错误。 故选C。 5. 无极变速可以在变速范围内任意连续地变换速度，性能优于传统的挡位变速器， 很多种高挡汽车都应用无极变速．如图所示是截锥式无极变速模 型示意图，两个锥轮之间有一个滚动轮，主动轮、滚动轮、从动 轮之间靠着彼此之间的摩擦力带动．当位于主动轮和从动轮之间 的滚动轮从左向右移动时，从动轮转速增加．当滚动轮位于主动 轮直径 D1、从动轮直径 D2的位置时， 主动轮转速 n1、从动轮转 速 n2的关系是（） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】从动轮与主动轮边缘线速度相等，则有 ·ω1＝·ω2 即D1n1＝D2n2，故 故B正确ACD错误。 故选B。 6. 跳台滑雪是一项勇敢者的运动，某运动员从跳台A处沿水平方向飞出，在斜面AB上的B处着陆，斜面AB与水平方向夹角为且足够长，不计空气阻力，下列说法正确的是（　　） A. 运动员在空中相同时间内的速度变化相同 B. 运动员在斜面上的落点到A点的距离与初速度成正比 C. 运动员落在B处的速度与水平方向夹角 D. 运动员的质量越大，落点离A越远 【答案】A 【解析】 【详解】A．运动员在空中只受重力，加速度恒定，单位时间内速度变化相同，A正确； B．落点到A的距离利用平抛规律 得 所以运动员在斜面上的落点到A点的距离与初速度的平方成正比，故B错误； C．速度与水平方向夹角的正切值是，C错误； D．落点与质量无关，D错误。 故选A。 7. 频闪照片是采用每隔相等的时间间隔曝光一次的方法，在同一张相片上记录物体在不同时刻的位置。传统的频闪照片是利用机械相机制作的，这种方法制作困难且成本高。这是极限滑板运动员给我们的一组精彩图片，本频闪相机的频闪周期为0.3s，图中第5个身影为最高点的瞬时位置。则运动员在空中的时间t和运动员起点和落地点的高度差h各位多大？（　　）（不计空气阻力，g=10m/s2） A. t=2.7s；h=7.2m B. t=3s；h=9m C. t=3s；h=16.2m D. t=3.3s；h=16.2m 【答案】B 【解析】 【详解】由图像上可知共有11个身影，所以空中时间为 t=10T=3s 由图像上可知，上升的时间为 t上=1.2s 所以 由图像上可知，下降的时间为 t下=1.8s 所以 所以 故选B。 8. 在下列条件中，引力常量已知，能求出地球质量的是（　　） A. 已知卫星质量和它离地的高度 B. 已知卫星轨道半径和运动周期 C. 已知近地卫星的周期和它的向心加速度 D. 已知地球绕太阳运转轨道半径和地球表面的重力加速度 【答案】BC 【解析】 【分析】 【详解】A．根据万有引力提供向心力，有 得地球的质量为 可得已知地球卫星质量和它离地面的高度，不能得到卫星的轨道半径，也不知道卫星的周期，所以无法求出地球质量。故A错误； B．已知地球卫星轨道半径和运动周期，研究卫星绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，由A选项分析可知，可求得地球质量，故B正确； C．已知地球近地卫星的周期和它的向心加速度，根据圆周运动知识得 研究卫星绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，列出等式 联立可求得地球质量。故C正确； D．根据万有引力提供向心力，列出等式只能求出中心体的质量，所以已知地球绕太阳运动的轨道半径和地球表面的重力加速度无法求出地球质量。故D错误。 故选BC。 9. 解放军西部战区陆军在海拔的青藏高原演练拔点作战。如图所示，装甲车在水平地面上沿直线前进，车上机枪的枪管水平，距地面高为。在车正前方竖直立一块高为的长方形靶，其底边与地面接触当装甲车以速度运动到枪口与靶距离为时，机枪手正对靶射出第一发子弹，子弹相对于枪口的初速度为。在子弹射出的同时，装甲车开始减速运动，行进后停下装甲车停下后，机枪手以相同方式射出第二发子弹。不计空气阻力，子弹看成质点，重力加速度。则为多大时，靶上只有一个弹孔（　　） A. B. C. D. 【答案】BC 【解析】 【分析】 【详解】子弹飞行时间 第一发子弹恰好落靶子底部时其水平射程 第二发子弹恰好落在靶子底部时其水平射程 为只留一个弹孔，则 即 故选BC。 10. 如图所示，某人从高出水平地面h的山坡上P点水平击出一个质量为m的高尔夫球，飞行中持续受到一阵恒定的水平风力的作用，高尔夫球竖直落入距击球点水平距离为L的洞穴Q。.则（　　） A. 球飞行中做的是平抛运动 B. 球飞行的时间为 C. 球被击出时的初速度大小为 D. 球飞行中受到的水平风力大小为 【答案】BC 【解析】 【详解】A．水平抛出的物体如果只受重力作用则为平抛运动，而高尔夫球飞行过程除重力外还受到水平方向的风力作用，所以不是平抛运动，A错误； B．球的运动分为水平方向和竖直方向，竖直方向只受到重力作用，为自由落体运动 因此得运动时间 B正确； C．水平方向受风力作用为匀减速直线运动，最后竖直落入洞穴说明水平方向末速度等于0，设初速度为，则有水平方向平均速度 带入计算得 C正确； D．水平风力 D错误。 故选BC。 二、非选择题：本题共5小题，共60分。 11. 在探究平抛运动的规律时，可以选用下列各种装置进行研究． （1）图1的实验现象是_________．该现象说明平抛运动_____________． （2）图2是为了获得稳定的细水柱来显示平抛运动轨迹，其中能获得稳定的细水柱过程应该是水面从开始位置一直降到竖直细管_____（填“A”或“B”）处； （3）图3是实验室内研究平抛运动的装置．为了保证钢球每次抛出后在空中做平抛运动的轨迹是一定的，每次释放小球时都使钢球在斜槽上_____位置由______滚下； （4）图4是采用频闪摄影的方法拍摄到的“小球做平抛运动”的照片．背景标尺每小格边长均表示5cm，则由图可求得拍摄时每_______s曝光一次，平抛运动的初速度为______m/s，已知重力加速度为10m/s2． 【答案】 ①. 两小球总是同时落地 ②. 竖直分运动是自由落体运动 ③. A ④. 同一 ⑤. 静止 ⑥. 0.1 ⑦. 1 【解析】 【详解】（1）装置图1是研究平抛物体竖直分运动的，观察实验发现两小球同时落地，可知平抛运动在竖直方向上做自由落体运动； （2）图2是为了获得稳定的细水柱来际平抛运动轨迹，其中能获得稳定的细水柱过程应该是水面从开始位置一直降到竖直细管A处，这时因为：竖直管与大气相通，为外界大气压强，保证竖直管上出口处的压强为大气压强，因而另一出水管的上端口处压强与竖直管上出口处的压强有恒定的压强差，保证另一出水管出水压强恒定，从而水速度恒定，减少实验误差； （3）图3是实验室内研究平抛运动的装置．为了保证钢球每次抛出后在空中做平抛运动的轨迹是一定的，每次释放小球时都使钢球在斜槽上同一位置由静止滚下，保证初速度相同，从而保证轨迹是一定的； （4）设每次曝光时间T，竖直方向根据公式： 可知：，则：； 根据水平方向为匀速运动，则：． 点睛：解决本题的关键知道实验的原理以及注意事项，知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，结合运动学公式灵活求解． 12. 某研究型课外学习小组利用如图所示的圆锥摆验证圆周运动的向心力大小与角速度的关系。实验前用天平测得小钢球的质量为m，然后将细线的一端固定在铁架台上，下端悬挂小钢球，具体验证方法如下： （1）将钢球拉离竖直方向一个角度，给小球以合适的初速度，让其做圆锥摆运动，测量球转过n圈所用的时间t，并测量小球做圆周运动的直径d，根据公式，理论上小球做该圆周运动所需要的向心力大小Fn=_______； （2）测出摆长在竖直方向上的投影高度h，查询当地重力加速度g的值，那么小球实际受到的向心力大小=_______； （3）在一次实验操作中，测得小球质量m=50g，n=30，t=38.0s，d=20cm，h=40cm，当地重力加速度g=9.8m/s2，由测得数据可算得=_______N、=_______N（计算结果保留4位有效数字），根据实验结果就可以验证向心力大小与角速度的关系。 【答案】 ①. ②. ③. 0.1229 ④. 0.1225 【解析】 【详解】(1)[1]小球做圆周运动的周期为 角速度为 轨道半径为 联立以上各式，有 (2)[2]设摆线与竖直方向夹角为，则有 设摆线拉力为F，则有 ， 联立解得 (3)[3][4]将各项数据带入到和表达式中，可求得 ， 13. “神舟”六号载人飞船发射升空．火箭点火起飞，588秒后，飞船与火箭分离，准确入轨，进入椭圆轨道，飞船飞行到第5圈实施变轨，进入圆形轨道绕地球飞行．飞船在离地面高度为h的圆形轨道上，飞行n圈，所用时间为t.已知地球半径为R，引力常量为G，地球表面的重力加速度为g．求：地球的质量和平均密度． 【答案】， 【解析】 【详解】飞行n圈，所用时间为t.所以飞船的周期为 根据万有引力提供向心力有 解得 因为地球的体积为 则密度 14. 炎炎盛夏，人们盼来了一场消减暑气的大雨。雨后雨伞上会沾有雨滴，转动雨伞时边缘的雨滴可视为随伞做水平面的圆周运动，当雨伞的角速度达到某值时，雨滴会从伞面边缘沿圆周切线甩出，如图所示。某同学拟通过该现象估算出雨伞转动的角速度大小，他测出雨伞边缘距离地面的高度h=1.8m，转动半径R=0.6m，假设图示雨滴甩出瞬间的速度与雨伞边缘的速度相等，在地面上形成一个“水圈”，“水圈”半径为r，重力加速度大小g=10m/s2。 （1）用R和r表示该雨滴的水平位移大小x； （2）若x=1.44m，，计算该雨滴刚离开雨伞边缘时水平速度大小； （3）由（2）的结果计算雨伞转动的角速度ω。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）由题图及数学知识知 （2）雨滴离开雨伞后做平抛运动，竖直方向上 解得 水平方向上 解得 （3）由 解得 15. 如图，一架在180m高空以20m/s的速度水平匀速飞行的直升飞机，要想将两箱物资分别投到山脚和山顶的目标A、B。已知山高135m，山脚与山顶的水平距离为500m，不计空气阻力，g取10m/s2.求： (1)第一箱物资被投下后，它在空中飞行的时间？ (2)第一箱物资被投下后，它落地时的速度大小？ (3)从飞机上投下两箱物资的时间间隔？ 【答案】(1)6s；(2)63.2m/s；(3)28s 【解析】 【详解】设两箱物资先后在P、Q两处投下，水平间距为△x。 (1)根据H=得 t1==s=6s (2)由机械能守恒得 +mgH= 可得 v=20m/s≈63.2m/s (3)第一箱平抛的水平距离 x1=v0t1=20×6=120m 第二箱货物平抛的时间 t2==s=3s 水平距离 x2=v0t2=20×3m=60m 则抛出点P、Q间的距离为 △x=x1+500-x2=120+500-60=560m 故时间间隔为 △t==s=28s 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$