重庆实验外国语学校2024-2025学年高一下学期3月月考物理试卷

重庆外国语学校 2024-2025学年度高2027届3月月考 物理试题 (满分100分，75分钟完成) 命题人 杨川东 审题人 易龙 一、单项选舞题（共7题，每题4分，共28分，每趣有且仅有一个正确答案） 1,某同学到游乐场游玩，乘坐的摩天轮在竖直平面内做匀速圆周运动，如图所示，下列描 述摩天轮边缘上某点运动情况的物理量保持不变的是【) A,角速度 B.线速度 C向心加速度 D:向心力 2.我国华为自主研发的麒麟9010芯片Pura70Pro手机，可与空中的地球静止卫星天通一号 01实现卫星通话，则地球静止卫显() A.处于平衡状态 B.运行速度大小为7.9km/s C.天通一号01位于重庆正上方 D.若地球自转变慢，需要升高卫星轨道高度以保持与地球同步 3.2022年1月14日，南太平洋岛国汤加一座海底火山喷发，给人类带来巨大灾难。有科 学家认为地球的自转将因火山、地震、海啸等自然现象而缓慢变快。如果地球自转变快，下 列说法正确的是() A.地球南、北两极的重力加速度变大 B.地球南、北两极的重力加速度变小 C.地球赤道附近的力加速度变大 D.地球赤道附近的重力加速度变小 4.2024年3月20日，长征八号火箭成功发射，将鹊桥二号直接送入预定地月转移轨道， 如图所示，鹊桥二号在进入近月点P、远月点A的月球描获椭圆轨道，开始绕月球飞行。经 过多次轨道控制，鹄桥二号最终进入近月点P和远月点B、周期为24小时的环月椭圆轨道。 关于鹊桥二号的说法正确的是(） 捕获轨道 环月轨道 B 地月转移轨道 鹊桥二号 A,离开火箭时速度大于地球的第三宇宙速度 B.在捕获轨道上经过P点时，儒要点火加速，才可能进入环轨道 试卷第1页，共5页 C,在捕获轨道运行的周期大于24小时 D,经过A点的加速度比经过B点时大 5,如图所示，A表示地球同步卫星，B为运行轨道比A低的一颗卫星，C为地球赤道上某 一高山山顶上的一个物体，关于它们的线速度、角速度、运行周期和加速度的比较，下列关 系式正确的是() A.an>an>ac B.Vn Vc >V C.0>> D.T>Tc>T 五如图所示，竖直平面内的光滑金属细圆环半径为R质量为m的带孔小球穿于环上， 长为R的轻杆一端固定于球上，另一端通过光滑的较链连接于圆环最低点，重力加速度为g。 当圆环以角速度。= 绕竖直直径转动时 轻杆对小球的作用力大小和方向为() NR A.(23-1)g,沿杆向上 B.(25-)mg,沿杆向下 C.2mg,沿杆向上 B2mg,沿杆向下 7.假设宇宙中有一双星系统由质量分别为m和M的A、B两颗星体组成。这两颗星绕它们 连线上的某一点在二者万有引九作用下做匀速圆周运动，如图所示，A、B两颗星的距离为 L,引力常量为G,则(9 A,因为OA>OB,所以m>m· B.两颗星做圆周运动的周期为2 NG(M+m) C.若星体A由于不断吸附字宙中的尘埃而使得质量缓慢增大，其他量不变，则星体A 的周期将缓慢增大 D.若星体A由于不断吸附字宙中的尘埃而使得质量缓慢增大，其他量不变，则星体A 的轨道半径将缓慢增大 二、多项选释题：本题共3小题，每小题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4分，有错选的得0分。 8.下图是地球的三个宇宙速度示意图，下列说法中正确的是(） 79%n<1l2kh A,地球的第一宇宙速度大小与地球质量有关 B.第一宇宙速度是卫星绕地球做匀速圆周运动的最小速度 C.若物体的发射速度大于第二宇宙速度而小于第三字宙速度， -12km的 则物体绕月球运行 v16.7km/s 试卷第2页，共5页 D.同步卫星的运行速度一定小于地球的第一宇宙速度 9.据报道，美国国家航空航天局(NASA)首次在太阳系外发现“类地"行星Kepler-186f. 若字航员乘坐宇宙飞船到达该行星，进行科学观测：该行星自转周期为T:宇航员在该行星 “北极”距该行星地面附近h自由释放一个小球（引力视为恒力），落地时间为1已知该行星 半径为R,万有引力常量为G,则下列说法正确的是() A.该行星的第一字宙速度为2hR 3h B.该行星的平均密度为 2GxRr C.宇宙飞船绕该星球做圆周运动的周期大于1 2R h D.如果该行星存在一颗同步卫星，其距行星表面高度 hTR V2π22 10.预计在2025年1月16日，地球恰好运行到火星和太阳之间，且三者几乎排成一条直线， 此现象被称为“火星冲日”。如图所示，火星和地球几乎在同一平面内沿同一方向绕太阳做圆 周运动，火星与地球的公转轨道半径之比约为3：2，地球与火星的质量之比约为0：1，地球 与火星的半径之比约为1：1，已知半径为R的球的体积？=4红 3 ,取6=245，根据以上 信息结合生活常识可知【) A.火星与地球绕太阳运动的周期之比约为27：8 B.火星与地球的平均密度之比约为4：5 地球 C.相邻两次“火星冲日"的时间间隔约为801天 太阳 火星 D.火星与地球表面的重力加速度大小之比约为5： 三、实验题（每空2分，共14分） 11.“探究向心力大小的表达式”实验装置如图所示。 ①采用的实验方法是 A.控制变量法B.等效法C.模拟法 ②在小球质量和转动半径相同的情况下，逐渐加速转动手柄 到一定速度后保持匀速转动。此时左右标尺露出的红白相间 等分标记的比值等于两小球的 之比（选填“线速度大 小“、“角速度平方“或“周期平方”)：在加速转动手柄过程中， 左右标尺露出红白相间等分标记的比值 (选填不变”、“变大“或“变小”)。 12,如图甲所示为某学习小组的同学们用圆锥摆粗略验证向心力表达式的实验情景，调节平 台的高度，尽量使纸面贴近小球但不接触。用手带动小球运动使它在放手后恰能在纸面上方 沿某个画好的圆做匀速圆周运动。 试卷第3页，共5页 (1)若忽略小球运动中受到的阻力，小球的质量为m,重力加速度为g。在某次实验中，小球 沿半径为r的圆做匀速圆周运动，用秒表记录了小球运动倒的总时阁(，则小球做此圆周 运动所需的向心力大小F=一（用m、、、r及相关的常量表示）·用刻度尺测得细线 上端悬挂点到画有圆周纸面的竖直高度为，那么对小球进行受力分析可知，小球做此圆周 运动所提供的向心力大小F=(用m、h、r及相关的常量表示)。 (2)保持n的取值不变，改变h和r进行多次实验，可获取不同时间1。学习小组的同学们想 用图像来处理多组实验数据。为了直观反映物理量间的关系，应合理选择坐标轴的相关变量， 则应该画 (选填“t2-h“或“1-h")图像。画出的图像如图乙所示，则引起图像中出 现横截距的原因是 四、解答题（其中13题11分，14题14分，15题18分） 13.如图所示，质量为m=0.10kg的金属块P放在转动的水平圆盘上，金属块距圆盘中心O 的距离为r=IO©m,随圆盘一起绕中心O点做匀速圆周运动，金属块的线速度大小为 v=0.40ms。求： (1)金属块做匀速圆周运动的角速度ω为多大： (2)金属块受到圆盘的摩擦力大小： (3)若金属块P与圆盘一起运动的最大角速度为5rads,求圆盘与P的动摩擦因数！。 14.一游乐场水上过山车模型图如下，固定在离水面高内h=0.2的水平平台上的圆形轨道 半径为R=25m,A、B分别为圆形轨道的最低点和最高点。现将一质量为2kg的小球通过 山车模型的多个圆形轨道从A点离开，再通过光滑的水平轨道AC从C点水平飞出落入水中。 已知水面宽度为s=2m,不计空无阻力，重力加速度g取10m/s2,求： ()小球能通过圆形轨道，在B点的速度至少多大： (②)小球能不碰壁且安全落入水中，在C点最大速度是多少： (③)第(2)问中的小球在圆轨道最低点A对轨道的压力： (4)小球在P点的速度为8m/s,P:的曲率半径为10m,过P点的切线与水平成37°，小球 在P点处受到的支持力大小。 R A 77777777配 试卷第4页，共5页 15.科技馆有一套儿童喜爱的机械装置，其结构简图如下：传动带AB部分水平，其长度 L=1.2m,传送带以3m/s的速度顺时针匀速转动，大皮带轮半径0.4m,其下端C点与圆弧 轨道DEF的D点在同一水平线上，E点为圆弧轨道的最低点，圆弧EF对应的圆心角日=37° 且圆弧的半径R-O.5m,F点和倾斜传送带GH的下端G点平滑连接，倾斜传送带GH:为 x=4.45m,其倾角0=37P.某同学将一质量为0.5kg且可以视为质点的物块静业放在水平传 送带左端A处，物块经过B点后恰能无碰撞地从D点进入圆弧轨道部分，当经过F点时， 圆弧给物块的摩擦力=14.5N,然后物块滑上倾斜传送带GH.已知物块与所有的接触面间 的动摩擦因数均为4=0.5重力加速度g=10m/52,sin37P=0.6,cos37P=0.8,√7.2=2.68， B E (1)物块由A到B所经历的时间： (2)DE弧对应的圆心角a为多少： (3)若要物块能被送到H端，倾斜传动带顺时针运转的速度应满足的条件及物块从G到H 端所用时间的取值范围」 《高一月考卷》参考答案 题号1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案A D D C D B AD ABC BC 1.A 【详解】摩天轮边缘上某点的线速度、向心加速度、向心力都是矢量，大小不变，方向一直在变，只有角速度保持 不变。 故选A。 2.D 【详解】A.地球静止卫星绕地球做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，不是处于平衡状态，故A错误： B.根据万有引力提供向心力可得 2=m 可得 GM 地球第一字宙速度7.9km/s等于近地卫星的线速度，所以地球静止卫星运行速度小于7.9km/s,故B错误； C,地球静止卫星只能位于赤道的正上方，所以天通一号01不能位于江苏正上方，故C错误： D.根据万有引力提供向心力可得 GMm_4π2 可得 πr T=GM 若地球自转变慢，则自转周期变大，需要升高卫星轨道高度以保持与地球同步，故D正确。 故选D。 3.D 【详解】AB.由黄金代换公式 8GMI 可知，南、北两极的重力加速度与地球自转无关，A错误，B错误： CD.设地球的自转周期为T。,同步卫星应满足 GMm 2 =mr T。 地球自转加快时，T,变小，则r变小，C错误，D正确。 故选D。 4.B 【详解】A,鹊桥二号离开火箭时速度要大于第一字宙速度小于第二宇宙速度，才能进入环月轨道，A错误： 由开普勒第三定律号=k,鹃桥二号在捕获轨道上运行的周期大于在环月轨道上运行的周期，B正确 B. C。在P点要由捕获轨道变轨到环月轨道，做近心运动，必须降低速度，经过P点时，需要点火减速，C错误： D.根据万有引力提供向心力知 GMm =ma 解得 GM a= 则经过A点的加速度比经过B点时小，D错误： 故选B。 5.C 【详解】地球同步卫星与赤道共平面且相对赤道上的物体静止，因此地球同步卫星的周期与赤道上物体随地球自转 的周期相同，即 答案第1页，共7页 人= T=Te 由 v=or a=02r 可得 VA>VC a>dc 根据万有引力充当向心力有 1v2 r2 =m=mr=m4 Tr=ma 可得 v=. GM GM 0= r T-GM M 显然 VaVA >0 T<T aB>a 综合可得 WA=0c<0B T=Te>Ta VB>VA>VC as>an>ac 故ABD错误，C正确。 故选C. 6.B 【详解】设轻杆与竖直直径夹角为日，由几何关系可得 R cos0= 2R 得 0=60° 则小球圆周运动的半径为 ,=R血60=5R 2 做圆周运动所需向心力为 F=mo'r =3V3mg 小球有向上运动的趋势，设杆对小球有沿杆向下的拉力F,环对小球有指向圆心的支持力F,根据平衡条件可知 Fc0s30°+Fcos30°=F Fsin30°+mg=Fsin30 解得 F=2mg 故选B。 7.B 【详解】A.双星系统周期相同，设A、B两颗星体的轨道半径分别为r、2,双星之间的万有引力提供向心力，则 答案第2页，共7页 者管斧，曾号。 5 两式联立得mr1=Mr2 因为OA>OB,即r>r2,所以有m<M,故A错误： BC.因为rn+r=L,结合GMm=m4n2。,GMmn D=m- 1, 2M4r2 725 联立可得两颗星的周期T=2π， G(M+m) 可知若m缓慢增大，其他量不变，由上式可知周期T变小，故B正确，C错误： D.由r1十r=L,结合mr=M 联立解得片= 从L,若m缓慢增大，其他量不变，由上式可知A的轨道半径将缓慢减小，故D错误。 M+m 故选B。 8.ACD 【详解】A。根据 GMmv2 R2 R 即 GM R 知，地球的第一字宙速度大小与地球质量有关，故A正确： B,第一宇宙速度是人造卫星绕地球运行所需的最小发射速度，环绕地球运动的最大环绕速度，故B错误： C.第二字宙速度是使物体可以挣脱地球引力束缚，成为绕太阳运行的小行星的最小发射速度；而第三字宙速度是 在地面附近使物体可以挣脱太阳引力束缚，故C正确： D.卫星绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，设卫星的质量为m、轨道半径为”地球的质量为M, 由 GMm v 一=m 得 GM 可知，卫星轨道半径越大，线速度越小，同步卫星的轨道半径大于卫星绕地球附近做匀速圆周运动的轨道半径R, 所以同步卫星的运行速度一定小于地球的第一宇宙速度，故D正确。 故选ACD。 9.ABD 【分析】根据自由落体运动的位移时间公式求出行星表面的重力加速度，结合重力提供向心力求出行星的第一字宙 速度：根据万有引力等于重力求出行星的质量，结合密度公式求出行星的平均密度：根据万有引力提供向心力，求 出行星同步卫星的轨道半径，从而得出卫星距离行星的高度。根据重力提供向心力求出字宙飞船的最小周期。 【详解】A.根据 h=28 得行星表面的重力加速度 2h g下 根据 R 得行星的第一字宙速度 v-V2hR t 故A正确： B.根据 答案第3页，共7页 mg G Mm 得行星的质量 M=gR? 则行星的平均密度 G Ps、M 3h 3R 2GmRR 4 故B正确： C.根据 g=6 解得 h=2-R 故C错误； D.根据 得最小周期 故D正确。 故选ABD: 10.BC 【详解】B.根据 GMm =m4红 解得 r'r T-GM 代入数据可知，火星与地球绕太阳运动的周期之比约为3√52√2，故B错误： A,根据 p=m=m 3m 4xR4rR 3 代入数据可知，火星与地球的平均密度之比约为4：5，故A正确： C.根据 Gmmo=mog 解得 Gm gR 代入数据可知，火星与地球表面的重力加速度大小之比约为2：5，故C正确： D.根据火星与地球绕太阳运动的周期之比约为 -35 T%2W2 已知地球的公转周期为 T=1年 则火星的公转周期为 Tk=1.8年 答案第4页，共7页 设经过时间1出现下一次“火星冲日”，则有 2 2n 1=2元 解得 1=2.25年=801天 故D正确。 故选AD。 11. A 角速度平方不变 【详解】①[1]本实验先控制住其它几个因素不变，集中研究其中一个因素变化所产生的影响，采用的实验方法是控 制变量法： 故选A。 ②[2]标尺上露出的红白相间的等分格数之比为两个小球所受向心力的比值，根据 F=mro 在小球质量和转动半径相同的情况下，可知左右标尺露出的红白相间等分标记的比值等于两小球的角速度平方之比， [3]设皮带两塔轮的半径为R、R,塔轮的线速度为？则有 小球质量和转动半径相同的情况下，可知 青等器 由于两变速盘的半径之比不变，则两小球的角速度平方之比不变，左、右标尺露出红白相间等分标记的比值不变。 12.(1) mr in 12■ m8万 (2)2-h 竖直高度h测大了，应为悬点到圆心间的竖直距离 【详解】(1)[1]题意知小球做圆周运动的周期为 T=L 根据向心力公式可知 2元 Fs=mr mr 42n2 2 [2]令绳子和竖直方向的夹角为日，结合图甲得 tan= 根据三角形定则可知，小球的合力大小为 F线=mg tan6=mg方 (2)[1]因为小球所受的合力Fm与向心力F大小相等，则有 4n'n? 用F m8方 则有 产.4标nh g 所以2和h成正比，所以应该画2-h图像： [2]引起图像中出现横截距的原因是：竖直高度h测大了，应为悬点到圆心间的竖直距离， 13.(1)10md/s:(2)1N 【详解】(1)根据线速度与角速度关系 v=wr 可得金属块做匀速圆周运动的角速度为 w=-1 rad/s=10rad/s r0.1 (2)金属块P随圆盘一起绕中心O点做匀速圆周运动，受到静摩擦力提供所箭的向心力，则有 f=mw'r=0.1×10×0.1N=1N 答案第5页，共7页