山东省泰安市宁阳县第一中学2024-2025学年高一下学期3月月考物理试题

高一年级下学期阶段性考试一 物理阶段测试题答案 1．B【详解】AB．在重物由A点摆向最低点B的过程中，重物的高度下降，重物的重力势能减小，重力对重物做正功；弹簧伸长，弹簧的弹力对重物做负功，根据功能原理知，小球的机械能的减少量等于弹簧弹性势能的增加量，故A错误，B正确； C．在O点正下方B点时，弹簧伸长，重物向下运动，重力的功率不为零，故C错误； D．若用与弹簧原长相等的不可伸长的细绳代替弹簧后，重力做功的功率先增大后减小， 2．B【详解】试题分析：物体做匀速圆周运动，绳子拉力提供向心力，稳定时绳子的拉力等于M的重力，可以得出M的重力来提供物体m的向心力．如果减少M的重量，拉力不足以提供物体做圆周运动的向心力，物体会出现离心现象，导致半径r变大，物块M会上升，重力势能增大，由于系统机械能守恒，物体m的动能就会减小，速度v会减小，所以A项错误；半径r变大，速度v减小，向心力减小再次等于物块M的重力时再次稳定，根据向心力公式，其中半径r变大，向心力减小，角速度一定减小，所以B项正确；由于线速度v减小，半径r变大，所以C项错误； 3．【答案】B【详解】A．小球的向心力为由于，有故A错误； B．绳上的拉力为由于，有故B正确； CD．小球水平面内做匀速圆周运动，设绳长为l，细线与竖直方向夹角为，根据牛顿第二定律，有可得，由于，有 ，故CD错误。 4.【答案】D【详解】A．小球和弹簧组成的系统机械能守恒，故A错误； BC．小球向上运动的过程，对小球受力分析，可知，刚开始弹簧的弹力先大于重力，故加速度向上，速度向上，随着形变量的减小，加速度不断减小，但小球的速度向上不断增大；然后，弹簧的弹力等于重力，此时加速度为零，速度最大；最后弹簧的弹力小于重力，加速度向下，速度向上，随着形变量的减小，加速度不断增大，但小球的速度不断减小，所以此过程小球的速度先增大后减小，加速度先减小后增大，故BC错误； D．由题分析，可知小球与弹簧组成的系统机械能守恒，即动能、重力势能和弹性势能之和保持不变，故在此过程中，小球的速度先增大后减小，则小球的动能先增大后减小，所以重力势能与弹性势能之和先减小后增，故D正确。 5．【答案】B【详解】当ω较小时，甲、乙均由静摩擦力充当向心力，ω增大时，由F=mω2r可知，它们受到的静摩擦力也增大，而r甲=L，r乙=2L，r甲<r乙，所以乙受到的静摩擦力先达到最大，此后ω继续增大，要保证乙不滑动，轻绳产生弹力并增大，甲受到的静摩擦力继续增大，直到甲受到的静摩擦力也达到最大，此时ω最大，轻绳弹力FT也最大，对乙有对甲有解得ωmax=，FTmax=μmg故圆盘转动的角速度最大为，轻绳最大弹力为μmg。故选B。 6．D【详解】A．在月球表面，根据重力等于万有引力有根据密度公式 其中 联立解得月球平均密度为故A错误； B．卫星从轨道Ⅲ至轨道Ⅱ做近心运动，速度减少，故故B错误； C．根据牛顿第二定律有 可得 则载人飞船在P、Q点加速度之比为 故C错误； D．根据开普勒第三定律有 又 解得载人飞船在椭圆轨道Ⅱ上的运动周期为 则载人飞船从Q点到P点所用时间为故D正确。 7．【答案】D【详解】A．整个过程中空气阻力始终做负功，代数和不可能为零，故A错误；B．整个过程中损失的机械能等于子弹克服阻力做的功，为故B错误； CD．根据动能定理可得上升过程中增加的重力势能为 下降过程中空气阻力做功为故C错误，D正确。 8．C【详解】A．由题可知，小物块恰好随着圆盘一起匀速转动，故小物块运动到最低点B点时，受到的静摩擦力达到最大静摩擦力，根据牛顿第二定律有 解得圆盘转动的角速度为故A错误； B．根据匀速圆周运动的规律可知，圆盘转动的线速度大小为 根据瞬时功率与瞬时速度的关系 解得小物块运动到C点时重力的瞬时功率为故B错误； C．小物块从B点运动到A点的过程中，动能不变，只有重力与摩擦力做功，根据动能定理有 解得摩擦力做的功为故C正确； D．小物块从B点运动到A点的过程中，运动时间为圆盘转动的半个周期，解得 根据功率的定义式 解得克服重力做功的平均功率为故D错误。 9．BD【详解】AB．设OC=l，斜面的倾角为，则克服摩擦力所做的功为 可知两物块克服摩擦力做功相等，因物体机械能减小量等于克服摩擦力做功，则甲、乙损失的机械能相等，故A错误，B正确； CD．由动能定理 因甲重力做功较大，而摩擦力做功相等，可知，甲到达底端C时的速度较大，故C错误，D正确。 10． AD【详解】A．A球与细绳相连，则恰好能到最高点时有解得 B．B球与杆相连，则恰好能到最高点的速度大小为0，故B错误； C．某次A、B两球运动到最高点对绳、杆的作用力大小均为，若都为拉力，则 可知，此时A、B两球经过最高点时的速度大小一定相等；若杆的作用力为支持力，则 此时两球经过最高点的速度大小不相等，故C错误； D．设A球在最低点受到绳的拉力为，则 最高点受到绳的拉力为，则 A球从最低点到最高点，根据动能定理有 差值大小为N故D正确； 11．【答案】ACD【详解】A．A、B两球组成的系统只有重力做功，系统机械能守恒，故A正确； BC．杆从水平位置摆至竖直位置，A、B球的角速度相等，设在竖直位置A球的速度为vA，B球的速度为vB，根据圆周运动的角速度与线速度的关系可得 根据机械能守恒定律有联立解得故B错误，C正确； D．对小球B，根据动能定理可得解得故D正确。故选ACD。 12．CD【详解】A．因为双星系统的角速度相同，故对A、B可得 即即恒星A的质量大于恒星B的质量，故A错误； B．对恒星B，根据万有引力提供向心力 解得恒星A的质量为 故B错误； C．对卫星C，根据万有引力提供向心力 可得恒星B的质量为 D．由题可知，A、B、C三星由图示位置到再次共线所用时间满足 解得故D正确。 13．【答案】(1)B(2) 1.00 1.07 (3)不合理 【详解】（1）A．为了充分利用纸带，应先接通电源再释放纸带，故A错误； B．利用本装置验证机械能守恒定律，由于验证机械能守恒的表达式中，质量可以约去，所以可以不测量重物的质量，故B正确； C．验证机械能守恒的表达式为 为了验证机械能守恒，不一定需要选择纸带上打出的第一个点作为起点，故C错误； （2）[1]根据匀变速直线运动中间时刻速度等于该段过程的平均速度，则打C点时的瞬时速度为 在打O点到C点的这段时间内，重锤动能的增加量为 [2]在打O点到C点的这段时间内，重锤重力势能的减少量为 （3）根据机械能守恒定律，从起始点开始，若机械能守恒应满足 消去重锤的质量可得，做出的图像，若图像过原点，且其斜率等于当地的重力加速度，才可判定重锤下落过程机械能守恒；因此，若只满足图像过坐标原点，并不能判定重锤下落过程中机械能守恒，因此该同学的分析不合理。 14．(1) A和C 相同 (2) A和C 1∶2 (3)1∶2 【详解】（1）[1][2]根据可知，探究向心力和质量的关系时，应使两个质量不同的小球分别放在半径相同的挡板处，即A和C处；而两塔轮的角速度要相等，同一皮带上的线速度大小相等，由可知要将传动皮带套在两塔轮半径相同的轮盘上； （2）[1][2]根据可知，为探究向心力和角速度的关系，应将质量相同的小球分别放在半径相同的挡板处，即A和C处；若在实验中发现左、右标尺显示的向心力之比为4∶1，则左、右塔轮的角速度之比为2:1，同一皮带上的线速度大小相等，由可知选取的左、右变速塔轮轮盘半径之比为1:2； （3）传动皮带所套的左、右变速塔轮轮盘半径之比为2∶1，则左右变速塔轮的角速度之比为1:2，质量相同的小球分别放在挡板B和C处，转动半径之比为2:1，由可知，左、右标尺显示的向心力之比为1:2。 15.【9分】（1）；（2）绳先断， （1）当小球线速度增大时，BC逐渐被拉直，小球线速度增至BC刚被拉直时，对球 ……2分 ……2分 BC刚被拉直时 解得小球的线速度大小为 ……1分 （2） 由（1）可知线速度再增大些， 增大，不变，为故BC绳先断 ……1分 当BC绳刚要断时，拉力为2.25mg，对球有 ……2分 解得 ……1分 16．【12分】(1) (2) (3) 【详解】（1）设小物块滑至C点时的速度为，半圆轨道在C点对小物块的支持力为，P到C的过程 ……2分 在C点，由牛二可得 ……2分 解得 ……1分 （2）对P到C再到Q的过程，根据动能定理可得 ……2分 解得 ……1分 （3） 在A点，根据牛顿第二定律得 ……1分 D到A的过程，由动能定理可得 ……2分 解得 ……1分 17．【11分】(1)P=15kW，f=1000N(2)0.25(3)550m 【详解】(1)据牛顿第二定律有：F－f＝ma且a＝1m/s2 ……1分 在5s末达额定功率有：P＝Fv1 ……1分 保持功率不变，在55s末有：P＝fv2 ……1分 联立各式解得：P＝15kW，f＝1000N ……2分 (2) 速度v′＝10m/s时有：P＝F′v′ ……1分 据牛顿第二定律有：F′－f＝ma′ ……1分 得：a′＝0.25m/s2 ……1分 (3)汽车在变加速运动阶段，据动能定理： ……2分 且t2＝50s得：x2＝550m ……1分 18．【10分】(1) (2)见解析 (3) 【详解】（1）物块恰好到达D点时，由牛顿第二定律可知  ……1分 C→D动能定理 ……2分 解得，物块在C点时，其竖直方向速度……1分 故物块在C时重力的瞬时功率大小……1分 （2） B→C平抛运动，竖直方向自由落体 ……1分 解得 由图可得 所以BD两点等高 ……1分 （3） 因为BD等高，由机械能守恒可知 A→B过程，根据动能定理 ……2分 解得 ……1分 答案第1页，共2页 第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 高一年级下学期阶段性考试一 物 理 试 题 一、单选题（每小题3分，共24分） 1．如图所示，一轻弹簧一端固定于O点，另一端系一重物，将重物从与悬点O在同一水平面且使弹簧保持原长的A点无初速度释放，让它自由摆下，不计空气阻力，在重物由A点摆至O点正下方B点的过程中（　　） A．重力做正功，弹力不做功 B．弹力做负功，弹性势能增加 C．在O点正下方B点时，重力的功率为零 D．若用与弹簧原长相等的不可伸长的细绳代替弹簧后，重力做功的功率一直增大 2．物体m用线通过光滑的水平板间小孔与砝码M相连，并且正在做匀速圆周运动，如图所示，如果减少M的重量，则物体m的轨道半径r，角速度ω，线速度v的大小变化情况是（ ） A．r不变. v变小 B．r增大，ω减小 C．r减小，v不变 D．r减小，ω不变 3．细线下端系着一个小球，手拿着细线上端，使小球在水平面内做匀速圆周运动。当小球的角速度为时，小球在较低圆周1上做匀速圆周运动，细线对小球拉力为，小球向心力为，小球线速度为；当小球角速度为时，小球在较高圆周2上做匀速圆周运动，细线对小球拉力为，小球向心力为，小球线速度为。下列说法正确的是（　　） A． > B．< C．= D．> 4.如图1为海盗桶玩具，当插进桶内的剑触发桶内开关时，小海盗就从木桶顶部突然跳出来。其原理可简化为图2所示，弹簧压缩后被锁扣锁住，打开锁扣，小球被弹射出去，A位置为弹簧原长，忽略弹簧质量和空气阻力，从B到A的过程中，下列说法正确的是（　　） A．小球的机械能守恒 B．小球的速度一直在增大 C．小球的加速度先增大后减小 D．小球与弹簧组成的系统重力势能与弹性势能之和先减小后增大 5．如图所示，用长为L的轻绳（轻绳不可伸长）连接的甲、乙两物块（均可视为质点）放置在水平圆盘上，甲、乙连线的延长线过圆盘的圆心O，甲与圆心O的距离也为L，甲、乙两物块的质量均为m，与圆盘间的动摩擦因数均为μ，物块与圆盘间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，甲、乙始终相对圆盘静止，则下列说法正确的是（　　） A.圆盘转动的角速度最大为 B．圆盘转动的角速度最大为 C．轻绳弹力恒为μmg D．轻绳最大弹力为μmg 6．2024年6月25日14时07分，嫦娥六号返回器准确着陆，标志着探月工程取得圆满成功．设想载人飞船通过月地转移轨道被月球捕获，通过变轨先在轨道Ⅲ以速度大小做匀速圆周运动，选准合适时机变轨进入椭圆轨道Ⅱ，其中P、Q两点为椭圆轨道Ⅱ在轨道Ⅰ、Ⅲ处的切点，且经过P、Q两点时速度大小分别为、，到达近月点再次变轨到近月轨道Ⅰ以速度大小做匀速圆周运动（轨道半径等于月球半径），最后安全落在月球上。已知月球半径为R，月球表面重力加速度为，轨道Ⅲ距离月球表面高度为h，引力常量为G，下列说法正确的是（　　） A．月球平均密度为 B． C．载人飞船在P、Q点加速度之比为 D．载人飞船从Q点到P点所用时间为 7．用玩具手枪以初速度竖直向上射出一颗质量为的模拟子弹（以下简称子弹），子弹升到最高点之后，又落回射出点。若子弹所受空气阻力大小恒为，运动的最高点较射出点高，重力加速度大小为，则下列关于子弹的说法正确的是（　　） A．整个过程中空气阻力做功之和为0 B．整个过程中损失的机械能为 C．上升过程中重力势能增加 D．下降过程中空气阻力做功为 8．如图所示，与水平面夹角为、半径为的倾斜圆盘，绕过圆心O处的转轴匀速转动转轴始终垂直于盘面。一质量为的小物块可视为质点放在圆盘的边缘，恰好随着圆盘一起匀速转动。图中的A、B两点分别为小物块转动过程中所经过圆盘上的最高点和最低点，OC与OA的夹角为。已知小物块与圆盘之间的动摩擦因数为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g取，，。下列说法正确的是（　　） A．圆盘转动的角速度为 B．小物块运动到C点时，重力的瞬时功率为6W C．小物块从B点运动到A点的过程中，摩擦力做的功为12J D．小物块从B点运动到A点的过程中，克服重力做功的平均功率为 二、多选题（每题4分，全部选对得4分，选对但不全得2分，错选得0分，共16分） 9．如图所示，AC和BC是两个固定的斜面，斜面的顶端A、B在同一竖直线上。质量相等的甲、乙两个小物块（可视为质点）分别从斜面AC和BC顶端由静止下滑，两物块与斜面间的动摩擦因数相等。则两物块从斜面顶端滑到底端的过程中（    ） A．乙克服摩擦力做的功更多 B．甲、乙损失的机械能相等 C．甲、乙运动到C点时的速度大小相等 D．甲运动到C点时的速度比乙大 10．如图甲、乙所示，分别用长度均为的轻质细绳和轻质细杆的一端拴质量均为的小球A、B，另一端分别固定在O、点，现让A、B两小球分别绕O、点在竖直平面内做圆周运动，小球均可视为质点，不计空气阻力，重力加速度。下列说法正确的是（    ） A．A球做圆周运动到最高点的最小速度为 B．B球做圆周运动到最高点的最小速度为 C．某次A、B两球运动到最高点对绳、杆的作用力大小均为，则此时A、B两球经过最高点时的速度大小一定相等 D．A球在最低点和最高点受到绳的拉力差值大小为 11．长度为2L的轻杆左端连接光滑水平转轴O，中点和右端分别固定质量均为m的小球A和B，小球可视为质点，重力加速度为g，如图所示，当轻杆从水平位置由静止释放，在轻杆摆至竖直位置的过程中，下列结论正确的是（　　） A． A、B两小球组成的系统机械能守恒 B． A、B两小球的速度始终相等 C． 在最低点，小球B的速度大小为 D．轻杆对小球B做功0.4mgL 12．中国“FAST”球面射电望远镜发现一个脉冲双星系统。科学家通过脉冲星计时观测得知该双星系统由一颗脉冲星与一颗白矮星组成。如图所示，假设在太空中有两颗恒星A、B组成的双星系统绕O点做逆时针匀速圆周运动，它们的轨道半径分别为、，运动周期为；C是恒星B的卫星，绕B做逆时针匀速圆周运动，周期为，且。已知A与B之间的引力远大于B与C之间的引力，万有引力常量为G，则（　　） A．恒星A的质量小于恒星B的质量 B．恒星A的质量为 C．如果已知C的轨道半径为r，恒星B的质量为 D．三星A、B、C相邻两次共线的时间间隔为 三、非选择题（共6小题，共60分） 13．（8分）某同学用如图甲所示的装置做“验证机械能守恒定律”实验，所用计时器为电火花打点计时器： (1)下列关于该实验说法正确的是（　　） A．必须在接通电源的同时释放纸带 B．利用本装置验证机械能守恒定律，可以不测量重物的质量 C．为了验证机械能守恒定律，必须选择纸带上打出的第一个点作为起点 (2)按照正确的操作选得如图乙所示的纸带，其中O是重锤刚释放时所打的点，测得连续打下的五个点A、B、C、D、E到O点的距离h值如图乙所示。已知交流电源频率为50Hz，重锤质量为500g，当地重力加速度为。在打O点到C点的这段时间内，重锤动能的增加量 J，重锤重力势能的减少量 J（结果均保留三位有效数字）。 (3)该同学进一步求出纸带上其它点的速度大小v，然后作出相应的图像，画出的图线是一条通过坐标原点的直线。该同学认为：只要图线通过坐标原点，就可以判定重锤下落过程机械能守恒，该同学的分析 （选填“合理”或“不合理”）。 14．（10分）用如图所示的实验装置来探究影响向心力大小的因素。长槽横臂的挡板B到转轴的距离是挡板A的2倍，长槽横臂的挡板A和短槽横臂的挡板C到各自转轴的距离相等。转动手柄使长槽和短槽分别随变速塔轮匀速转动，槽内的球就做匀速圆周运动。横臂的挡板对球的压力提供了向心力，球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力筒下降，从而露出标尺，标尺上的红白相间的等分格显示出两个球所受向心力的相对大小。 (1)为探究向心力和质量的关系，应将质量不同的小球分别放在挡板 处（选“A和B”、“A和C”、“B和C”），将传动皮带套在两塔轮半径 的轮盘上（选“不同”“相同”）。 (2)为探究向心力和角速度的关系，应将质量相同的小球分别放在挡板 处（选“A和B”、“A和C”、“B和C”）。若在实验中发现左、右标尺显示的向心力之比为4∶1，则选取的左、右变速塔轮轮盘半径之比为 。 (3)在某次实验中，某同学将质量相同的小球分别放在挡板B和C处，传动皮带所套的左、右变速塔轮轮盘半径之比为2∶1，则左、右标尺显示的向心力之比为 。 15.为竖直转轴，细绳和的结点C系一质量为m的小球，两绳能承担的最大拉力均为，当和均拉直时。能绕竖直轴匀速转动，因而C球在水平面内做匀速圆周运动，（g取）求： （1）小球的线速度增大为何值时，绳才刚好被拉直？ （2）若小球的速率继续增加，哪条绳先断，此时小球的速率多大？ 16．如图所示，光滑的斜坡轨道与粗糙的水平轨道平滑连接，水平轨道与半径为的光滑半圆形轨道平滑连接，相切于点，所有轨道都在竖直平面内，、的距离为。可视为质点且质量为的小物块从半圆轨道上的点由静止滑下，运动到点速度恰好为0。，求： (1)小物块滑至半圆形轨道最低点时受到的支持力大小； (2)水平轨道与小物块间的动摩擦因数； (3)若小物块从斜坡轨道上点由静止滑下，刚好能通过半圆轨道的最高点，则点离水平轨道的高度。 17.质量为2t的汽车在平直公路上从静止开始先做匀加速运动，5s末达额定功率后保持功率不变，其v~t如图所示．求： (1)汽车的额定功率和汽车受到的阻力；             (2)速度为10m/s时的加速度；     (3)变加速运动的总路程． 18．如图为某游戏装置原理示意图。水平桌面上固定一半圆形竖直挡板，其半径为2R、内表面光滑，挡板的两端A、B在桌面边缘，B与半径为R的固定光滑圆弧轨道在同一竖直平面内，过C点的轨道半径与竖直方向的夹角为60°。质量为m的小物块以某一水平初速度由A点切入挡板内侧，从B点飞出桌面后，在C点沿圆弧切线方向进入轨道内侧，并恰好能到达轨道的最高点D。小物块与桌面之间的动摩擦因数为，重力加速度大小为g，忽略空气阻力，小物块可视为质点。则： (1)求小物块到达C点时重力的瞬时功率大小； (2)证明：BD两点等高； (3)求小物块在A点的初速度 第1页，共2页 第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $$