浙江省宁波市姜山中学2024-2025学年高一下学期3月月考物理试题

姜山中学2027届高一3月模拟测试 物理试题 考试时间：100分钟 注意事项： 1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息 2．请将答案正确填写在答题卡上 第I卷（选择题） 请点击修改第I卷的文字说明 一、单选题 1．下列说法中正确的是（　　） A．曲线运动的速度一定变化，加速度也一定变化 B．牛顿用微小量放大的方法，通过扭称实验测出万有引力常量G C．万有引力常量的单位是N·m2/kg2 D．只要物体做圆周运动，它所受的合外力一定指向圆心 2．物体在两个相互垂直的力作用下运动，力F1对物体做功6J，物体克服力F2做功8J，则F1、F2的合力对物体做功为（　　） A．14J B．10J C．2J D．-2J 3．游乐场的摩天轮如图，摩天轮运转时在竖直面内做匀速圆周运动，游客坐在座舱中与座舱保持相对静止且座舱及乘客可视为质点。在摩天轮运转过程中，下列说法正确的是（　　） A．游客的速度始终保持不变 B．游客受到的合力始终为零 C．游客向上运动时先超重后失重，向下运动时先失重后超重 D．游客运动到最高点和最低点时既不超重也不失重 4．如图所示，一长为L的轻绳，一端固定在天花板上，另一端系一质量为m的小球绕竖直轴线O1 O2做匀速圆周运动角速度为ω，绳与竖直轴线间的夹角为θ，小球与悬点O1的高度差为h，则下述说法中正确的是（　　） A．小球受到的向心力是绳对小球的拉力 B．小球所受向心力大小为mgsinθ C．小球做圆周运动的向心加速度是恒定不变的 D．重力加速度g=hω2 5．我国明代出版的《天工开物》中记录了我们祖先的劳动智慧，如图所示为“牛转翻车”，利用畜力转动不同半径齿轮来改变水车的转速，从而将水运送到高处。祖先的智慧在今天也得到了继承和发扬。我国自主研发的齿轮传动系统，打破了国外垄断，使中国高铁持续运行速度达到350km/h，中国高铁成为中国制造的一张“金名片”。图中A、B是两个齿轮边缘点，齿轮半径比rA：rB=3：2，在齿轮转动过程中（　　） A．A、B的周期之比 B．A、B的线速度大小之比 C．A、B的角速度之比的 D．A、B的向心加速度大小之比 6．2022年3月23日，“天宫课堂”第二课在中国空间站开讲直播。如图所示，假设空间站与比空间站离地更高的卫星B在同一轨道平面上做匀速圆周运动，且环绕方向一致，空间站距地面高度为，卫星B轨道半径为，地球半径为R。引力常量为G，则卫星B与空间站的周期之比为（　　） A． B． C． D． 7．如图甲所示，质量为2kg的物块静止在光滑的水平面上，对其同时施加平行于水平面的拉力F1和F2，物块沿虚线运动，F1与虚线的夹角为53°，F2与虚线垂直。F1做功的功率P随时间t的变化规律如图乙所示，sin53°=0.8，cos53°=0.6，则拉力F2的大小为（　　） A．2.4N B．3N C．4N D．4.8N 8．如图所示，轻杆的一端与小球相连，可绕O点在竖直面内自由转动，轻杆长0.5m，小球质量为3.0kg，可视为质点，现给小球一初速度使它做圆周运动，若小球通过轨道最低点a处的速度为，重力加速度为，则下列说法正确的是（　　）    A．通过轨道最高点b处的速度大小为2m/s B．a处小球受到杆的弹力方向竖直向上，大小为126N C．b处小球受到杆的弹力方向竖直向上，大小为66N D．b处小球受到杆的弹力方向竖直向下，大小为66N 9．2020年7月23日，“天问一号”探测器成功发射，开启了探测火星之旅。截至2022年4月，“天问一号”已依次完成了“绕、落、巡”三大目标。假设地球近地卫星的周期与火星近火卫星的周期比值为k，地球半径与火星半径的比值为n。则下列说法正确的是（　　） A．地球质量与火星质量之比为 B．地球密度与火星密度之比为 C．地球第一宇宙速度与火星第一宇宙速度之比为 D．如果地球的某一卫星与火星的某一卫星轨道半径相同，则两卫星的加速度之比为 10．有一部关于星际大战的电影，里面有一个片段，位于与地球类似的星球的“赤道”的实验室里，有一个固定的竖直光滑圆轨道，内侧有一个小球恰能做完整的圆周运动，一侧的仪器数据显示：该运动的轨道半径为r，最高点的速度为v。若真存在这样的星球，而且该星球的半径为R，自转可忽略，万有引力常量为G，则以下说法正确的是（　　） A．该星球的质量为 B．该星球的质量为 C．该星球的第一宇宙速度为 D．该星球的近地卫星速度为 11．在光滑水平面上，有一质量为的滑块，在变力F的作用下沿x轴做直线运动，F-x关系如图，~和~的两段曲线关于坐标点（10，0）对称。滑块在坐标原点处速度为，则滑块运动到处的速度大小为（　　） A． B． C． D． 12．一电动机通过一轻绳竖直向上拉一个物块，物块从静止开始运动，绳子拉力的功率按如图所示规律变化，已知物块的质量为m，重力加速度为g，时间内物块做匀加速直线运动，时刻后功率保持不变，t1时刻物块达到最大速度，则下列说法正确的是（  ） A．物块始终做匀加速直线运动 B．时间内物块的加速度为 C．时刻物块的速度大小为 D．时间内物块上升的高度为 13．2023年10月26日消息，韦伯望远镜首次检测到恒星合并后碲（tellurium）等重元素的存在，可以帮助天文学家探究地球生命起源的奥秘。韦伯望远镜位于“拉格朗日点”上，跟随地球一起围绕太阳做圆周运动，图中的虚线圆周表示地球和韦伯望远镜绕太阳运动的轨道，韦伯望远镜和地球相对位置总是保持不变。已知太阳质量为、地球质量为，地球到太阳的距离为R，用l表示韦伯望远镜到地球的距离，把太阳、地球都看做是质点。由于的值很小，根据数学知识可以解出，你可能不知道这个解是用怎样的数学方法求出的，但根据物理知识你可以得出这个解对应的方程式为（　　） A． B． C． D． 二、多选题 14．质量为m的新能源汽车在水平路面上进行性能测试，启动过程的图像如图所示，Oa为过原点的倾斜线段，ab为曲线，bc平行于时间轴，速度为时汽车达到额定功率，此后以额定功率行驶，时刻汽车达到最大速度，整个过程汽车所受阻力恒定。下列说法正确的是（　　） A．汽车所受阻力的大小为 B．汽车匀加速阶段的合外力为 C．汽车匀加速阶段的时间为 D．从静止到最大速度汽车克服阻力做的功为 15．如图所示，发射同步卫星时，先将卫星发射到近地圆轨道Ⅰ上运行（忽略卫星到地面的高度），然后通过变轨在椭圆轨道Ⅱ上运行，Q是轨道Ⅰ、Ⅱ的切点，当卫星运动到远地点P时，再变轨成为地球同步卫星在轨道Ⅲ上运行，下列说法正确的是（　　） A．卫星在轨道Ⅲ上运行时处于平衡状态 B．卫星在轨道Ⅱ上经过Q点时的速度大于第一宇宙速度，小于第二宇宙速度 C．卫星在轨道Ⅰ上经过Q点时的加速度等于在轨道Ⅱ上经过Q点时的加速度 D．若地球质量为M，P到地心的距离是r，则卫星在轨道Ⅱ上的运行周期为 第II卷（非选择题） 请点击修改第II卷的文字说明 三、实验题 16．某实验小组用如图甲所示的装置探究向心力大小的相关影响因素。光滑的水平直杆固定在竖直转轴上，一激光器置于水平直杆上方，发出的激光能被正下方的接收器接收并记录（实验中控制细线长度使得激光只能被左边水平直杆遮挡），通过连接计算机可显示所接收激光的光照强度随时间的变化信息，水平直杆的右侧套上质量为m的滑块，用细线将滑块与固定在竖直转轴上的力传感器相接，细线处于水平伸直状态，拉力大小可由力传感器测得。    （1）为探究向心力大小与半径的关系，应保持转动的角速度和 不变； （2）某次实验中计算机显示接收器所接收激光的光照强度随时间变化的信息如图乙所示，若此时细线长度为L＝0.2m，滑块的质量m＝0.1kg，不计滑块体积，则力传感器的示数应为 N（保留三位有效数字，取9.86）； （3）改变细线的长度L，以对应力传感器的示数F为纵坐标，细线长度L为横坐标，绘制出向心力随半径变化的图像为一条倾斜的直线，若增加转动的角速度，则图线的斜率会 （填“变大”、“变小”或“保持不变”）。 17．某实验小组用重锤自由下落的过程来检验重力做的功与动能变化量的关系。 （1）下图是四位同学释放纸带瞬间的照片，你认为操作正确的是 。 （2）关于接通电源和放手让重锤运动的先后顺序，下列说法正确的是 。 A．先放手后接通电源    B．放手时同时接通电源 C．先接通电源后放手    D．以上说法都不对 （3）选出一条清晰的纸带如图所示，其中O点为打点计时器打下的第一个点，通过分析已知该点速度为零，另选连续的三个点A、B、C。用刻度尺测得这三个点到O点间距为：，重锤的质量为，打点计时器工作频率为，当地的重力加速度g为。从打下O到打下B点过程中重力做功等于 J，打点计时器打下B点时重锤的速度大小 ，重锤动能增加量为 J。（计算结果均保留2位小数） （4）实验发现重锤自由下落过程中获得的动能并不等于重力做的功，分析两者不相等的原因可能是 （至少写出一条主要原因）。 四、解答题 18．如图所示，质量m=2.0kg的木块静止在高h=1.8m的水平台上，木块距平台右边缘10m，木块与平台间的动摩擦因数µ=0.2。用大小为F=20N，方向与水平方向成37°角的力拉动木块，当木块运动到水平台末端时撤去F。不计空气阻力，g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。求： (1)木块离开平台时速度的大小； (2)木块落地时距平台边缘的水平距离。 19．如图所示，绷紧的传送带始终保持着大小为v=4m/s的速度水平匀速运动一质量m=1kg的小物块无初速地放到皮带A处，物块与皮带间的滑动动摩擦因数μ=0.2，A、B之间距离s=6m，求物块 （1）从A运动到B的过程中摩擦力对物块做多少功？（g=10m/s2） （2）A到B的过程中摩擦力的功率是多少？ 20．已知月球半径为R，月球表面的重力加速度为，飞船在绕月球的圆形轨道Ⅰ上运动，A点距月球表面的高度为月球半径的3倍，飞船到达轨道Ⅰ的A点时点火变轨进入椭圆轨道Ⅱ，到达轨道的近月点B时再次点火进入近月轨道Ⅲ绕月球做圆周运动。已知引力常量G，把月球看做质量分布均匀的球体，求： （1）月球的质量和飞船在轨道Ⅰ上运动的周期； （2）飞船从轨道Ⅱ上的远月点A运动至近月点B所用的时间； （3）如果在轨道Ⅰ、Ⅲ上分别有一颗卫星，它们绕月球飞行方向相同，某时刻两卫星相距最远，则再经过多长时间，它们会第一次相距最近？ 21．滑板运动是极限运动的鼻祖，许多极限运动项目均由滑板项目延伸而来。如图所示是滑板运动的轨道，BC和DE是两段光滑圆弧形轨道，BC段的圆心为O点，圆心角为60°，半径OC与水平轨道CD垂直，水平轨道CD段粗糙且长8m，一运动员从轨道上的A点以3m/s的速度水平滑出，在B点刚好沿轨道的切线方向滑入圆弧形轨道BC，经CD轨道后冲上DE轨道，到达E点时速度减为零，然后返回。已知运动员和滑板的总质量为60kg，B、E两点与水平面CD的竖直高度分别为h和H，且，，g=10m/s2。求： （1）运动员从A运动到达B点时的速度大小和在空中飞行的时间； （2）轨道CD段的动摩擦因数、离开圆弧轨道末端时，滑板对轨道的压力； （3）通过计算说明，第一次返回时，运动员能否回到B点？如能，请求出回到B点时的速度大小；如不能，则最后停在何处？ 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 《姜山中学2027届高一3月模拟测试》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 C D C D C A C D A A 题号 11 12 13 14 15 答案 A D A AC BC 1．C 【难度】0.85 【知识点】万有引力常量的测定 【详解】A．曲线运动的速度一定变化，加速度不一定变化，如匀变速曲线运动，故A错误； B．卡文迪许用微小量放大的方法，通过扭称实验测出万有引力常量G，故B错误； C．根据 ， 万有引力常量的单位是N•m2/kg2，故C正确； D．物体做圆周运动时所受的合外力不一定全部提供其向心力，指向圆心的合力提供向心力，而还可以有沿切线方向的分力使物体速率发生变化，故D错误； 故选C。 2．D 【难度】0.85 【知识点】多个力做的总功 【详解】物体克服力F2做功8J，则力F2对物体做功-8J；合力对物体做功等于各分力做功的代数和，为 故选D。 3．C 【难度】0.85 【知识点】超重和失重的概念、圆周运动的定义和描述 【详解】A．游客做匀速圆周运动，速度方向时刻在变化，故A错误； B．做匀速圆周运动的物体合外力指向圆心，故游客受到的合力始终指向转轴，故B错误； C．游客向上运动时，在转轴下方时，旅客有向上的分加速度，故超重，在转轴上方时，有向下的分加速度，故失重，即向上运动时先超重后失重，同理可得向下运动时，先失重后超重，故C正确； D．游客在最高点时有向下的加速度，游客失重，在最低点时有向上的加速度，游客超重，故D错误。 故选C。 4．D 【难度】0.85 【知识点】圆锥摆问题 【详解】A．小球受重力和绳的拉力两个力，两个力的合力提供向心力，故A错误； B．小球所受的合力等于向心力，如图所示 可得向心力为 故B错误； C．小球做圆周运动，根据 F合=ma 则有 F合=mgtanθ 解得 a=gtanθ 向心加速度大小不变，方向时刻变化，故C错误； D．根据牛顿第二定律 解得 故D正确。 故选D。 5．C 【难度】0.85 【知识点】周期、角速度、转速、频率与线速度之间的关系式、向心加速度的概念、公式与推导 【详解】ABC．两齿轮接触传动，故A、B处线速度相等，根据可得A、B的角速度之比 由可得 AB错误，C正确； D．根据可得 D错误。 故选C。 6．A 【难度】0.65 【知识点】开普勒第三定律 【详解】根据开普勒第三定律可知 解得 故A正确，BCD错误。 故选A。 7．C 【难度】0.65 【知识点】功率推导式：力×速度 【详解】物块沿虚线做直线运动，则拉力和的合力沿虚线方向，所以 由牛顿第二定律得 做功的功率为 所以 结合图乙可知 解得 所以 故选C。 8．D 【难度】0.65 【知识点】杆球类模型及其临界条件 【详解】A．小球从最低点到最高点过程有 解得 故A错误； B．a处小球受到杆的弹力方向竖直向上，对小球分析有 解得 故B错误； CD．假设b处小球受到杆的弹力方向竖直向上，则有 解得 表明b处小球受到杆的弹力方向竖直向下，大小为66N，故C错误，D正确。 故选D。 9．A 【难度】0.4 【知识点】计算中心天体的质量和密度、类比地球求解其他星球的宇宙速度、卫星的各个物理量计算 【详解】AB．近地卫星环绕中心天体做圆周运动，万有引力提供向心力，则由 得 又 整理得 由以上可知 故A正确，B错误； C．又由 得 则 故C错误； D．如果环绕地球与火星的卫星轨道半径相同，则由 得 整理得 故D错误。 故选A。 10．A 【难度】0.65 【知识点】根据已知量计算出天体的质量、类比地球求解其他星球的宇宙速度 【详解】AB．在该运动的轨道的最高点，该星球上的重力提供向心力有 在该星球表面，万有引力等于重力，则有 联立可得，该星球的质量为 故A正确，B错误； CD．在该星球表面，万有引力提供向心力有 则该星球的第一宇宙速度为 故CD错误。 故选A。 11．A 【难度】0.65 【知识点】用动能定理求解外力做功和初末速度 【详解】图像与坐标轴围成的图像的面积表示变力F做的功，所以根据动能定理得 解得 故选A。 12．D 【难度】0.65 【知识点】机车以恒定加速度启动的过程及v-t图像、利用动能定理求机车启动位移的问题 【详解】A．0−t0时间内物块做匀加速直线运动，t0时刻后功率保持不变，根据P=Fv知，v增大，F减小，物块做加速度减小的加速运动，当加速度减小到零，物体做匀速直线运动，故A错误； B．根据 P=Fv=Fat F=mg+ma 得 P=（mg+ma）at 可知图线的斜率 可知 a≠ 故B错误； C．在t1时刻速度达到最大 F=mg 则速度 可知t0时刻物块的速度大小小于，故C错误； D．P−t图线围成的面积表示牵引力做功的大小，根据动能定理得 解得 h= 故D正确。 故选D。 13．A 【难度】0.4 【知识点】拉格朗日点 【详解】以地球为研究对象，设地球围绕太阳运转的角速度为，地球和太阳之间的万有引力充当向心力，得 以韦伯望远镜为研究对象，由题意知，韦伯望远镜跟随地球一起围绕太阳做圆周运动，所以韦伯望远镜的角速度也等于，太阳和地球对韦伯望远镜引力之和等于韦伯望远镜的向心力，所以 根据以上两个方程化简可得到 故选A。 14．AC 【难度】0.65 【知识点】机车的额定功率、阻力与最大速度、机车以恒定加速度启动的过程及v-t图像、利用动能定理求机车启动位移的问题 【详解】A．时刻汽车达到最大速度，此时牵引力等于阻力，则汽车所受的恒定阻力大小为 故A正确； B．Oa为过原点的倾斜线段，可知该过程汽车做匀加速直线运动，则汽车匀加速阶段的牵引力为 汽车匀加速阶段的合外力为 故B错误； C．汽车匀加速阶段，根据牛顿第二定律可得 又 联立解得汽车匀加速阶段的时间为 故C正确； D．从静止到最大速度过程，根据动能定理可得 可得从静止到最大速度汽车克服阻力做的功为 由于汽车匀加速阶段功率逐渐增大到，则整个过程牵引力做功满足 则有 故D错误。 故选AC。 15．BC 【难度】0.65 【知识点】航天器中的失重现象、开普勒第三定律、卫星发射及变轨问题中各物理量的变化 【详解】A．卫星轨道III上做匀速圆周运动，万有引力提供的加速度方向指向圆心，卫星处于完全失重状态，故A错误； B．第一宇宙速度是近地面卫星的运行速度，也是最大的环绕速度，所以卫星在近地圆轨道Ⅰ上做圆周运动到Q点速度等于第一宇宙速度，卫星在轨道Ⅰ上做圆周运动，要过度到椭圆运动轨道Ⅱ，在Q点应该增大速度，做离心运动。所以卫星在轨道Ⅱ上经Q点时的速度大于第一宇宙速度，小于第二宇宙速度，故B正确； C．根据万有引力定律和牛顿第二定律得 可得 所以卫星在轨道Ⅰ上经过Q点时的加速度等于在轨道Ⅱ上经过Q点时的加速度，故C正确； D．若地球质量为M，P到地心的高度是r，卫星在轨道III上做匀速圆周运动是万有引力提供向心力，有 解得： 轨道II为椭圆，其半长轴小于轨道III的半径，由开普勒第三定律可知，故D错误； 故选BC。 16． 滑块质量 3.16 变大 【难度】0.65 【知识点】探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系 【详解】（1）[1]为探究向心力大小与半径的关系，应保持转动的角速度和滑块质量不变； （2）[2]角速度 力传感器的示数应为 （3）[3]根据 F-L图像斜率 若增加转动的角速度，则图线的斜率会变大。 17． A C 0.38 1.92 0.37 重锤下落过程受到空气阻力、纸带和打点计时器限位孔之间有摩擦力作用 【难度】0.65 【知识点】探究动能定理的实验步骤和数据处理 【详解】（1）[1]为充分利用纸带，重物应靠近打点计时器。为减小阻力影响，应使纸带在竖直方向上，手抓住纸带上端。 故选A。 （2）[2]应先给打点计时器通电打点，后释放纸带，如果先释放纸带，再接通打点计时器的电源，由于重物运动较快，无法充分利用纸带。 故选C。 （3）[3]从打下O到打下B点过程中重力做功等于 [4]打点计时器打下B点时重锤的速度大小 [5]重锤动能增加量为 （4）[6]重锤下落过程受到空气阻力、纸带和打点计时器限位孔之间有摩擦力作用。 18．(1)12m/s；(2) 7.2m 【难度】0.65 【知识点】用动能定理求解外力做功和初末速度 【详解】(1) 木块在平台运动时，受力如图所示 则摩擦力为 由动能定理得 可得 (2)离开平台后做平抛运动，水平方向 竖直方向 解得木块落地时距平台边缘的水平距离 19．（1）8J；（2）3.2W； 【难度】0.65 【知识点】用动能定理解决物体在传送带运动问题 【详解】（1）小物块开始做匀加速直线运动过程：加速度为： ． 物块速度达到与传送带相同时，通过的位移为：， 说明此时物块还没有到达B点，此后物块做匀速直线运动，不受摩擦力． 由动能定理得，摩擦力对物块所做的功为：   （2）匀加速运动的时间 ， 匀速运动的时间， 摩擦力的功率 20．（1）；（2）；（3） 【难度】0.65 【知识点】根据已知量计算出天体的质量、卫星的各个物理量计算 【详解】（1）质量为的物体在月球表面，有 则月球的质量 飞船在轨道Ⅰ上运动，由万有引力提供向心力得 飞船在轨道Ⅰ上运动的周期 （2）设飞船在轨道Ⅱ上运动的周期为，轨道Ⅱ的半长轴为，由开普勒第三定律得 飞船从轨道Ⅱ上的远月点A运动至近月点B所用的时间 则 （3）设卫星在轨道Ⅲ上的角速度为，有 则 卫星在轨道Ⅰ上的角速度为 设两卫星再经过t时间会第一次相距最近，有 解得 21．（1），；（2），，方向竖直向下；（3）不能，最后停在距离D点左侧6.4m处 【难度】0.4 【知识点】平抛运动速度的计算、应用动能定理解多段过程问题 【详解】（1）由题意可知 解得 在B点竖直方向的速度 空中飞行的时间 （2）由B点到E点，由动能定理可得 代入数据可得 由B点到C点，由动能定理可得 在C点由牛顿第二定律知 由几何知识 联立解得 根据牛顿第三定律 方向竖直向下。 （3）运动员能到达左侧的最大高度为h'，从B到第一次返回左侧最高处，根据动能定理有 解得 所以第一次返回时，运动员不能回到B点，设运动员从B点运动到停止，在CD段的总路程为s，由动能定理可得 代入数据解得 因为 所以运动员最后停在距离D点左侧6.4m处 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $$