河南省实验中学2024-2025学年高一下学期第一次月考物理试卷

河南省实验中学2024-2025高一下月考1物理试题 一、选择题（1-7单选每小题4分，8-10多选每小题6分，共46分） 1.关于物理学的发展史，下列说法正确的是（　　） A．开普勒分析第谷的观测数据之后认为天体的运动是最完美、最和谐的匀速圆周运动 B．第谷分析开普勒的观测数据之后发现了行星运动的规律，并总结概括为三大定律 C．牛顿发现了万有引力定律，并测出了引力常量的大小 D．人们利用万有引力定律不仅能够计算天体的质量，还能发现未知天体 2．如图所示，网球运动员训练时在同一高度的前后两个不同位置，将球斜向上打出，球恰好能垂直撞在竖直墙上的同一点，不计空气阻力，则（　　） A．两次击中墙时的速度相等 B．沿1轨迹打出时的初速度比沿2轨迹打出时的初速度大 C．从打出到撞墙，沿1轨迹的网球在空中运动的时间长 D．从打出到撞墙，沿2轨迹的网球在空中运动的时间长 3．如图所示为一皮带传动装置的示意图，大轮半径为，小轮半径为，是小轮边缘上的点，是大轮边缘上的点，是大轮上到中心转轴距离为的点，则传动装置匀速转动且不打滑时，下列关于、、三点的运动情况说法正确的（　　） A．向心加速度大小关系为 B．线速度大小关系为 C．周期关系为 D．角速度大小关系为 4.据报道：一个国际研究小组借助于智利的天文望远镜观测到了一组双星系统，它们绕两者连线上的某点O做匀速圆周运动，如图所示。假设此双星系统中体积较小的成员能“吸食”体积较大的星体的表面物质，达到质量转移的目的，且在演变过程中两者球心之间的距离保持不变，双星平均密度可视为相同，则在最初演变的过程中（　　） A．它们做圆周运动的万有引力保持不变 B．它们做圆周运动的角速度不断变小 C．体积较大的星体做圆周运动的轨道半径变小，线速度变小 D．体积较大的星体做圆周运动的向心加速度变大，线速度变大 5.如图所示，竖直圆盘上固定有一个小圆柱，小圆柱半径相对于圆盘半径可以忽略，小圆柱通过水平光滑卡槽与T形支架连接，T形支架下面固定一物块。当T型支架及物块在竖直方向运动至图示位置时，物块的速度大小为v，则此时小圆柱的速度大小为（　　） A． B． C． D． 6.2020年7月23日，“天问一号”探测器成功发射，开启了我国首次探测火星之旅。截至2022年4月，“天问一号”已经完成了“绕、落、巡”三大既定目标。已知地球近地卫星的周期与火星近火卫星的周期之比为，地球半径与火星半径之比为。下列说法正确的是（　　） A．地球密度与火星密度之比为 B．地球质量与火星质量之比为 C．地球第一宇宙速度与火星第一宇宙速度之比为 D．若地球卫星a与火星卫星b的轨道半径相同，则a、b两卫星的周期之比为 7. 2024年11月12日中国第十五届航展在珠海国际航展中心开幕，我国自行研制最高飞行速度达到2.2马赫的隐身战机歼35亮相航展。假设一名飞行员质量为m，驾驶歼35分别在水平面内和竖直面内以做匀速圆周运动，圆周直径均为d，以下说法正确的是（　　） A．在水平面内做圆周运动时飞机的角速度为 B．在水平面内做圆周运动时飞行员受到飞机的作用力为 C．在竖直面内做圆周运动时飞行员在最低点受到飞机的作用力为 D．在竖直面内做圆周运动时飞行员在最高点受到飞机的作用力为 8．如图所示，AB为斜面，BC为水平面，从A点以水平速度v0抛出一小球，其第一次落点到A的水平距离为S1；从A点以水平速度3v0抛出小球，其第一次落点到A的水平距离为S2，不计空气阻力，则S1︰S2可能等于(　　) A．1︰3 B．1︰6 C．1:9 D．1:12 9.如图，矩形框MNQP竖直放置，其中MN、PQ足够长，且PQ杆光滑，一根轻弹簧一端固定在M点，另一端连接一质量为m的小球，小球穿过PQ杆。当矩形框绕MN轴分别以不同的角速度ω1和ω2匀速转动时，小球相对于杆的位置不变。下列说法正确的是（　　） A．弹簧的弹力大小可能发生了变化 B．杆PQ对小球的弹力大小可能不变 C．若ω2>ω1，则角速度为ω2时杆PQ对小球的弹力更大 D．小球所受合力的大小一定发生了变化 10.如图所示，水平转台上的小物体a、b（可视为质点）通过轻弹簧连接，并静止在转台上，现从静止开始缓慢地增大转台的转速（即在每个转速下均可认为是匀速转动），已知a、b的质量分别为m、2m，a、b与转台间的动摩擦因数均为μ，a、b离转台中心的距离都为r，且与转台保持相对静止，已知弹簧的原长为r，劲度系数为k，重力加速度为g，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，以下说法中正确的是（ ） A．物体a和b同时相对转台发生滑动 B．当a受到的摩擦力为0时，b受到的摩擦力背离圆心 C．当b受到的摩擦力为0时，a受到的摩擦力背离圆心 D．当a、b均相对转台静止时，允许的最大角速度为 二、实验题（每空2分，共18分） 11．某学习小组为探究平抛运动的规律，使用小球、频闪仪、照相机、刻度尺等进行了如下实验。 ①将小球以某初速度水平抛出，使用频闪仪和照相机对运动的小球进行拍摄； ②某次拍摄时，小球在抛出瞬间频闪仪恰好闪光，拍摄的照片编辑后如图所示，图中A处为小球抛出瞬间的影像，B、C为之后的影像； ③经测量，AB、BC两线段的长度之比为a：b。 已知频闪仪每隔时间T发出一次闪光，重力加速度大小为g，忽略空气阻力。 （1）AB、BC之间的水平距离理论上满足xAB xBC（填“大于”或“等于”或“小于”）； （2）BC之间实际下落的竖直高度为 （用g、T表示）； （3）小球抛出时的初速度大小为 （用g、T、a、b表示）。 12．学习天体相关知识后，同学们对地球表面不同地点的重力加速度大小很感兴趣，某学习小组想要通过简单实验装置，测量当地重力加速度。他们设计了如图所示装置，将拉力传感器固定在型支架的端点，一根不可伸长的细线一端连接拉力传感器，另一端系住一个小钢球，同时在点的正上方、等高处，正下方的适当位置固定3个光电门A、B、C。将小钢球拉至细线与竖直方向成一定角度处，以大小不同的初速度释放，记下小球在竖直平面内做圆周运动的过程中，各个拉力传感器的示数和小钢球通过相应光电门的挡光时间。 (1)先测钢球的直径，记为，再测细线的绳长，这样就可以得到小钢球做圆周运动的半径，记为，若在某次操作中，测出小钢球通过点正上方最高点处光电门A的时间为，此时拉力传感器示数，则此时小球速度的大小为 ，此处重力加速度表达式为 。（用表示） (2)实验中，因缺少测量小钢球质量的器材，小组同学提出认真观察圆心等高处数据来求质量。某次观察中，某同学测得小球经过圆心等高处的光电门B挡光时间为，对应位置拉力传感器的示数为，由此可得小球质量的表达式为 。（用表示） (3)实验中，另一位同学每次操作时，重点读取点正下方的数据，多次记录小球在此位置的挡光时间和对应的拉力传感器示数，多测几组数据后，该同学提出了利用图像法处理数据的方案，作图像，得到了下图，则：图像与纵轴的截距 ，图像的斜率 。（用表示） 三、解答题（13题9分，14题12分，15题15分） 13.如图所示，将一质量为m = 1kg的小球自水平平台右端O点以v0=3m/s的初速度水平抛出，小球飞离开平台后由A点沿切线落入竖直光滑圆轨道ABC，并沿轨道恰好到达轨道最高点C，圆轨道ABC的形状为半径为R = 2.5m的圆截去了左上角的127°的圆弧，CB为其竖直直径，sin37° = 0.6，g = 10m/s2。 （1）平台末端O点到A点的竖直高度H。 （2）小球到达C点时速度的大小？ （3）若小球运动到轨道最低点B时的速度，则小球对轨道的压力多大？ 14．火星是距离太阳第四近的行星，也是太阳系中仅次于水星的第二小的行星，为太阳系里四颗类地行星之一，其半径R = 3400 km。我国发射的火星探测器“天问一号”在登陆火星之前围绕火星做圆周运动，其环绕速度v与轨道半径r之间的关系如图甲所示。“天问一号”火星探测器成功登陆火星表面后，“祝融号”火星车出舱进行探测任务，如图乙所示。某次任务时，火星车以速度v0=0.5m/s 沿水平面匀速行驶，前方有一高度h = 2 m的断崖，断崖下方是平坦的地面。求： (1)火星表面的重力加速度g火； (2)火星车在断崖下方地面着陆时的速度v。 15．如图所示的玩具转盘半径为l，角速度可以调节，转盘中心 O点固定了一竖直杆。质量为m的小球用轻杆AC和轻绳BC一起连接在竖直杆上，轻杆 AC长为l，用铰链连接在竖直杆上的A点且可绕A点自由转动，轻绳BC与竖直杆上B点相连， 。圆盘静止时轻杆AC与竖直方向夹角，轻绳BC与竖直方向夹角。不计摩擦阻力，重力加速度为g。 （1）要保持轻绳拉直，求的取值范围 （2）当时，求轻杆 AC、轻绳BC的弹力大小 （3）在转动过程中小球忽然脱离，要求小球不能碰到圆盘，求的取值范围。 参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 D B D D C A D ABC BD CD 11． 等于 3gT2 12．(1) (2) (3) 13.（1）0.8m ；（2）5m/s ；（3）28 N （1）A点速度有 ， H = = 0.8m （1）恰好运动到C点， mg = m vc == 5m/s （2）在B点对小球进行受力分析，由牛顿第二定律有 FN－mg = m，得FN = 28N 根据牛顿第三定律，小球对轨道的压力大小为28N。 14．(1)4 m/s2，方向竖直向下 (2)，方向与水平方向夹角的正切值为8 【详解】（1）根据万有引力充当向心力 可得 结合图像可知 在火星表面上有 解得 方向竖直向下。 （2）火星车做平抛运动，在竖直方向有 可得 水平方向做匀速直线运动 火星车在断崖下方地面着陆时的速度 设着陆时的速度方向与水平方向的夹角为θ，则有 则速度方向与水平方向夹角的正切值为8。 15．（1）；（2）；（3） 【详解】（1）当BC拉力F2= 0时，对应的为最小，由牛顿第二定律可得 可得 则的范围为 （2）当时，水平方向有 竖直方向有 联立解得 （3）在转动过程中小球忽然脱离，由平抛运动的规律可得，水平方向有 竖直方向 设小球刚好碰到圆盘边缘，由几何关系可得， 可得， 当增大时，不管轻绳是否拉直，水平位移一定增大，则要小球不能碰到圆盘，的范围为 2 学科网（北京）股份有限公司 $$