重庆市育才中学2024-2025学年高一下学期3月月考物理试题

物理试题 第 1 页 共 6 页 高 2027 届高一（下）三月联合诊断性考试 物理试题 注意事项 （本试卷共 100 分，考试时间 75 分钟） ： 1.答卷前，请考生先在答题卡上准确工整地填写本人姓名、准考证号； 2.选择题必须使用 2B 铅笔填涂；非选择题必须使用 0.5mm 黑色签字笔答题； 3.请在答题卡中题号对应的区域内作答，超出区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效； 4.请保持答题卡卡面清洁，不要折叠、损毁；考试结束后，将答题卡交回。 一、选择题：43 分 （一）单项选择题：共 7 题，每题 4 分，共 28 分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合 题目要求的。 1．2025年 2月 19日召开的重庆市教育工作大会强调要提升学生每天体育锻炼时长，为此重庆各学校积极响应 号召，组织学生参加形式多样的体育锻炼。小刘同学在行知大道上花式跑步时留下的运动轨迹如题 1图所示， 对于运动轨迹上 A、B、C、D四点所标的速度方向可能正确的是（ ） 题 1图 A． 1v B． 2v C． 3v D． 4v 2．关于物理必修二教材相关知识，下列说法中正确的是（ ） A．地球绕太阳运动轨道是一个椭圆，靠近太阳时速率减小，远离太阳时速率增大 B．匀速圆周运动的物体所受合外力的大小和方向都不变，匀速圆周运动是匀变速曲线运动 C．太阳系内所有行星绕太阳运动轨道半长轴的三次方与周期平方之比都相等 D．牛顿发现了万有引力定律并利用万有引力定律首次计算出了地球的质量 3. 小物块紧贴粗糙圆筒内壁，随圆筒一起绕竖直中心轴线做匀速圆周运动（物块与圆筒保持相对静止），如题 3 图所示。关于小物块受力情况下列说法正确的是（ ） 题 3图 A．物块不受摩擦力 B．摩擦力提供向心力 C．弹力和摩擦力的合力提供向心力 D．弹力提供向心力 4．物理课堂上老师带来了一个可控制转速的游乐设施“大摆锤”简化模型，如题 4图所示，摆锤 a和配重锤 b 分别固定在不可伸长的摆臂两端，并可绕摆臂上过 O点垂直于纸面的转轴在纸面内做匀速圆周运动。若 a、b 物理试题 第 2 页 共 6 页 到 O的距离之比为 5∶2，则做匀速圆周运动过程中摆锤 a和配重锤 b（ ） 题 4图 A．转速之比 2 5 b a  n n B．周期之比 2 5 b a  T T C．线速度之比 2 5 b a  v v D．向心加速度之比 4 25 nb na  a a 5．2025年 3月 4日，重庆市大中小学国家安全教育工作推进会在重庆市育才中学校举行。会后，几名同学就如 何以最短时间过河救人进行了讨论。假设在一条笔直的河道中，水流方向如题 5图所示，智能动力救生船由 A点渡河，河宽 200m，水流速度 2m/s，救生船在静水中航行的速度 5m/s。小船过河的最短时间为（ ） 题 5图 A．40 s B． 29 200 s C. 21 200 s D. 100 s 6．如题 6图所示，a为固定在赤道上跟随地球自转的物体，b、c、d是三颗在地球赤道上空做匀速圆周运动的卫 星，已知 b卫星轨道半径约为地球半径，c是地球同步卫星，d是高空探测卫星，且各卫星排列位置如题 6图 所示，则下列说法正确的是（ ） 题 6图 A．物体 a的线速度大于卫星 c的线速度 B．卫星 d的周期一定小于地球自转周期 C．物体 a与卫星 b向心加速度大小相等 D．abcd四个对象中在相同时间内转过的弧长最长的是卫星 b 7．中国科学家发现了代号为 TMTS J0526的双星系统，该系统由一颗质量约为 0.7MS（MS为太阳质量）的碳氧 白矮星与质量约为 0.3MS的热亚矮星两颗星体组成。它们的轨道平面几乎与地球的观测平面重合，用望远镜 在地球附近观测，发现双星系统的亮度周期性地变暗和变亮，已知两个天体周期性地互相遮挡造成观测的双 星系统亮度变化周期是该系统匀速圆周运动周期的一半。某次观测记录该双星系统的亮度随时间 t的变化情 况如题 7图所示，图中“星等”表示亮度，实线为实验数据经最佳拟合得到的正弦式曲线，虚线所对时刻是 曲线上“星等”最小的时刻。已知太阳质量约为 30 S 2 10 kgM   ，引力常量 6.67G   11 2 210 N m / kg  ， 102  ，下列说法正确的是（ ） 物理试题 第 3 页 共 6 页 题 7图 A．碳氧白矮星和热亚矮星转动的半径之比为 7∶3 B．该双星系统的运转周期约为 600s C．两星体之间的距离约为 m108.4 83  D．若多年以后，两星体间的距离逐渐减小，两星体转动的角速度也将减小 （二）多项选择题：共 3 题，每题 5 分，共 15 分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目 要求。全部选对的得 5 分，选对但不全的得 3 分，有选错的得 0 分。 8．下列有关生活中的圆周运动实例分析正确的是（ ） ① ② ③ ④题 8图 A．如题 8图①所示，小球固定在轻质细杆的一端，能绕另一端O点在竖直面内做完整的圆周运动，则小球 在最高点受到杆的作用力可以为零 B．如题 8图②所示，汽车过凹形桥最低点时处于失重状态 C．如题 8图③所示，汽车过拱桥最高点时速度越大，对桥面的压力一定越大 D．如题 8图④所示，铁路弯道处的外轨会略高于内轨，当火车实际速度高于规定的行驶速度时，火车车轮 和外轨之间会有挤压 9．某探测器的发射过程可简化为题 9图所示，其中Ⅱ为椭圆轨道，且与圆形低轨道Ⅰ和圆形高轨道Ⅲ分别相切于 �、�点，两圆形轨道的半径之比为 1∶2 ，探测器在轨道Ⅰ上运行的周期为 T，忽略阻力，下列说法中正确的 是（ ） 题 9图 A．探测器在 A点从轨道 I进入轨道 II时需制动减速 B．稳定运行时，探测器在轨道Ⅱ、Ⅲ上经过 B点的加速度相等 C．探测器在轨道Ⅱ上的运行周期为 T22 物理试题 第 4 页 共 6 页 D．探测器在轨道Ⅱ上的运行周期为 T 4 63 10．如题 10图所示（俯视图），用一根原长为 L0、劲度系数为 k的轻弹簧将质量均为 m的两个可视为质点的小 物块 P、Q连接在一起，放置在能绕 O点在水平面内转动的圆盘上。物块 P、Q和 O点构成直角三角形， 已知 QO的距离为 L0、弹簧长度为 2L0，∠POQ=90°。现使圆盘以不同的角速度�做匀速圆周运动，小物块 P、Q与圆盘始终相对静止，弹簧长度始终不变。下列说法正确的是（ ） A．物块 P所受合力始终指向圆心 B．圆盘对 Q的静摩擦力方向不随ω的变化而变化 C．当 m k  时，弹簧弹力与圆盘对 P的摩擦力大小相等 D．当圆盘对物块 P的静摩擦力大小为 02 1 kL 时， m k 2  二、非选择题：共 57 分 11．（6分）如题 11图所示，用图甲所示的实验装置来探究小球做圆周运动所需向心力的大小 F与质量 m、角速 度和半径 r之间的关系，变速塔轮自上而下有如图乙所示三种组合方式传动，左右每层半径之比由上至下 分别为 1∶1、2∶1和 3∶1。皮带连接着左、右塔轮，转动手柄使槽内的球做匀速圆周运动。横臂的挡板对 球的压力提供了向心力，标尺上的红白相间的等分格的比值显示出两个小球所受向心力的比值，其中 A和 C 的半径相同，B的半径是 A半径的两倍。 （1）在研究向心力的大小 F与质量 m、角速度和半径 r之间的关系时，我们主要用到了物理学中的（ ） A．微元法 B．微小量放大法 C．控制变量法 （2）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 A．A和 B B．A和 C C．B和 C （3）为探究向心力和半径的关系，将传动皮带套在两塔轮半径 的轮盘上（选“不同”、“相同”）。 题 11图 题 10图 物理试题 第 5 页 共 6 页 12．（9分）同学们用如题 12图甲的装置“探究平抛运动及其特点”。 （1）某同学用如图甲所示的装置“探究平抛运动及其特点”，两个相同的弧形轨道 M、N位于同一竖直面内，其 中 M轨道末端水平，N轨道的末端与较光滑的水平地面相切。两个完全相同的小钢球 P、Q，以相同的水平初速 度同时从轨道 M、N的末端射出，观察到 P落地时与 Q相遇。只改变弧形轨道 M的高度，多次重复实验，仍能 观察到相同的现象。这说明（ ） A．平抛运动的水平分运动是匀速直线运动 B．平抛运动的竖直分运动是自由落体运动 （2）另一实验小组用如图乙所示的装置探究平抛运动特点。 ①为了完成该实验，下列操作中不．必要的是（ ） A．斜槽必须光滑 B．斜槽末端必须保持水平 C．小球每次必须从斜槽上同一位置静止释放 ②该小组记录平抛运动的轨迹如图丙所示，a、b、c三点表示小球运动过程中经过的三个位置，以 a点为坐 标原点建立直角坐标系，已知它们的坐标分别为（0，0）、（x1，y1）、（2x1，y2）重力加速度为 g，空气阻力不 计，则小球做平抛运动的初速度大小为 0v  _________（用题干中字母表示）； ③重新进行实验，以抛出点为坐标原点，水平向右为 x轴正方向，竖直向下为 y轴正方向，在轨迹上选取间 距较大的几个点，确定其坐标，并在直角坐标系内绘出了 2y x 图像如图丁所示，重力加速度 g取 2m/s8.9 ， 则此小球平抛的初速度大小为 '0v _________m/s（保留两位有效数字）。 13．（10分）如题 13图 1所示是一种叫“旋转飞椅”的游乐项目，将其结构简化为题 13图 2所示的模型。长为 L的钢绳一端系着座椅，另一端固定在半径为 r的水平转盘边缘。转盘可绕穿过其中心的竖直轴转动。转盘 静止时，钢绳沿竖直方向自由下垂；转盘匀速转动时，钢绳与转轴在同一竖直平面内，与竖直方向的夹角为 θ，将游客和座椅看作一个质点，质量为 m，游客和座椅做匀速圆周运动。不计钢绳重力和空气阻力，重力 加速度为 g，求： （1）游客和座椅做匀速圆周运动时，运动的半径大小和向心力的大小； （2）游客和座椅做匀速圆周运动时，线速度的大小。 图 2 题 13图 图 1 甲 丁 丙乙 题 12图 物理试题 第 6 页 共 6 页 14．（14分）2025年 1月 21日，“神舟十九号”航天员乘组圆满完成第二次出舱活动，在空间站机械臂和地面科 研人员的配合支持下，完成了空间站空间碎片防护装置安装、舱外设备设施巡检等任务。已知“神舟十九号” 航天员乘组所在的空间站质量为 m，轨道半径为 r，绕地球运行的周期为 T，地球半径为 R，引力常量为 G。 求： （1）地球的质量； （2）地球的平均密度； （3）地球第一宇宙速度的大小。 15．（18分）学校科创团队的同学们设计了一套智能化轨道模拟系统来研究小球的运动情况。如题 15图所示， 固定在水平台面上的竖直半圆形光滑轨道半径可调，直径为 AB，A端切线水平。轨道右侧有一个与 A等高 的装满新型材料（ER流体）的试验池，材料的力学特性能保证小球落入其中后以原速度做匀速直线运动。 每次实验前调好轨道半径，弹射器（图中未画出）能使小球从 A点以不同速度冲入轨道并始终以恒定速度 gL3 从 B点飞出，竖直挡板 MN到 AB的水平距离为 7L，已知多次实验过程中位于轨道 B点的力学传感 器显示轨道所受最小压力为 0、最大压力为 4mg，重力加速度为 g，挡板 MN足够长，小球可视作质点，忽 略空气阻力。求上述实验过程中： （1）当 B点力学传感器示数为 0时，轨道的半径大小； （2）小球离开 B点到刚落入试验池的最短时间； （3）若轨道半径连续可调，挡板 MN上可能有小球打到的区域的最大长度。 题 15图 （命题人、审题人：叶倩、常超、陈崇慧） 物理试题参考答案与评分细则 一、选择题：共 43分。 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 选项 B C D C A D C AD BD ACD 二、非选择题：共 57分。 11．（6 分）（1）C（2′） （2）B（2′） （3）相同（2′） 12．（9 分） （1）A（2′） （2）A（2′） 12 1 2yy g x − （2′） 1.0（3′） 13．（10 分） （1） sinR r L = + ； tann mgF = ；（2） )θsinLr(θtangv += 【解析】 （1） sinR r L = + .....................................................................................2′ tann mgF = .........................................................................................2′ （2） 2 n v F m R = ............................................................................................................3′ 解得： )θsinLr(θtang m RF v n +== ................................................................3′ 14．（14 分） （1） 2 3 2 4 r M GT  = ；（2） 3 2 3 3 r GT R   = ；（3） 2GM r r v R T R  = = 【解析】 （1） 2 2 2 4GMm m r r T  = ..................................................................................................3′ 解得： 2 3 2 4 r M GT  = .........................................................................................2′ （2） 34 3 M R=   ........................................................................................................2′ 解得： 3 2 3 3 r GT R   = .........................................................................................2′ （3） 2 2 GMm v m R R =   .........................................................................................................3′ 解得： 2GM r r v R T R  = = ..............................................................................2′ 15. （18 分） （1）3L；（2）√ 12𝐿 5𝑔 ；（3） 25 12 𝐿 【解析】 （1）当 B点受到压力为 0 时，轨道 AB的半径为𝑅1 1 2 0 R v mmg = ................................................................................................2′ 解得： L g v R 3 2 0 1 == ..................................................................................2′ （2）轨道 AB的最小半径为𝑅2 2 2 04 R v mmgmg =+ ................................................................................................2′ 22 2 1 2 gtR = .......................................................................................................2′ 解得： g L t 5 12 = ........................................................................................2′ （3）根据题意及前述计算可得： LRL 3 5 3 ≤≤ 即小球从 B 点平抛的高度为 LL 6≤H≤ 5 6 根据平抛运动的规律： tvx 0= ...........................................................................1′ 2 2 1 gtH = 可得 LxL 6 5 6 ≤≤ ..........................................................1′ 由此可知，小球平抛的水平位移总是小于 7L，故每次都会落入试验池。 如图所示，设小球落入试验池后，其与 MN 的碰撞点到液面的高度为 y 根据平抛的规律： 𝑦 2𝑅 = 7𝐿−𝑥 𝑥 2 ...............................................................2′ 解得：𝑦 = 4𝑅(7𝐿−𝑥) 𝑥 = − 𝑔 𝑣0 2 𝑥 2 + 7𝑔𝐿 𝑣0 2 𝑥......................1′ （若表达式自变量为 R或 t 正，或其他正确方程同样给分） 由数学知识可知，当𝑥 = 7 2 𝐿（抛物线对称轴）时，y取得极大值： 𝑦𝑚𝑎𝑥 = − 1 3𝐿 × ( 7 2 𝐿) 2 + 7 3 × 7 2 𝐿 = 49 12 𝐿............................................1′ 当𝑥 = 6𝐿时，y取得极小值： 𝑦𝑚𝑖𝑛 = − 1 3𝐿 × (6𝐿) 2 + 7 3 × 6𝐿 = 2𝐿................................................1′ 故，挡板 MN 上能有小球打到的区域长度为∆𝑦 = 𝑦𝑚𝑎𝑥 − 𝑦𝑚𝑖𝑛 = 25 12 𝐿.......................1′