河北省唐山市第一中学2024-2025学年高一下学期3月月考物理试题

1 唐山一中 2024-2025学年度第二学期高一年级 3月月考 物理试卷 命题人：刘巍 审核人：刘占明 考生注意： 1．本试卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分，共 100分。考试时间 75分钟。 2．将第Ⅰ卷答案用 2B铅笔涂在答题卡上，第Ⅱ卷用蓝黑钢笔或圆珠笔答在答题卡上.。 第Ⅰ卷（选择题 共 46 分） 一、单项选择题（共 7小题，每小题 4 分，计 28分。在每小题给出的四个选项中，只有一个选项符合题 目要求）。 1.在人类对行星运动规律的认识过程中，开普勒作出了划时代的贡献。对开普勒行星运动定律的理解，下 列说法中正确的是( ) A. 牛顿发现万有引力定律后，开普勒整理牛顿的观测数据，发现了行星运动规律 B. 此定律不仅适用于行星绕太阳运动，也适用于宇宙中其他卫星绕行星的运动 C. 由开普勒第三定律 k T a 2 3 ，月亮围绕地球运动的�值与人造卫星围绕地球运动的�值不相同 D. 行星绕太阳做椭圆轨道运动时，线速度方向时刻在变，但大小始终不变 2.一个小球在离地一定高度处向右水平抛出，不计空气阻力，抛出的初速度越大，则小球( ) A. 落地时的速度越小 B. 从抛出到落地过程中，速度的变化量越大 C. 落地时的重力的瞬时功率不变 D. 从抛出到落地过程中，动能的变化量变大 3.北京时间 2024年 7月 19日 11时 3分，我国在太原卫星发射中心使用长征四号乙运载火箭，成功将高分 十一号 05星发射升空，卫星顺利进入预定轨道，发射任务获得圆满成功。该卫星主要用于国土普查、城 市规划、土地确权、路网设计、农作物估产和防灾减灾等领域。已知高分十一号 05星绕地球做匀速圆周 运动(离地高度约为 600km)下列判断正确的是( ) A. 高分十一号 05星内的仪器处于平衡状态 B. 高分十一号 05星入轨稳定后的运行速度一定小于 7.9km/s C. 高分十一号 05星的发射速度可能大于 11.2km/s D. 高分十一号 05星绕地球做圆周运动的向心加速度可能为 10.2m/s2 2 4.如图所示，甲为一长度为 L的均匀链条，总质量为 2m,一半放在水平桌面上，一半竖直下垂，乙为两个 质量均为 m的小球，一个放在水平桌面上，一个竖直下垂，中间用不计质量的长度为 L的细绳相连，水平 部分和竖直部分长度相等，初始时令两装置保持静止，现自由释放两装置，使得两个装置都刚好离开水平 桌面，已知重力加速度为 g，水平桌面光滑，则下列说法正确的是( ) A. 甲装置重力势能减少了 mgL 4 3 B. 乙装置重力势能减少了 mgL C. 甲装置重力做的功小于乙装置重力做的功 D. 甲乙两装置重力势能的减少量相等 5.A、B、C是三个完全相同的时钟，A放在地面上，B、C分别放在两个火箭上，以速度 vB和 vc朝同一方 向飞行 vB＜vc。按照狭义相对论进行分析，地面上的观察者会认为走得最慢的时钟是( ) A. A时钟 B. B时钟 C. C时钟 D. A、B、C时钟的快慢一样 6.在倾角为θ的固定光滑斜面上有两个用轻弹簧相连的物块 A、B，它们的质量分别为 m1和 m2，弹簧劲度 系数为 k，C为一固定挡板，系统处于静止状态。现用一平行于斜面向上的拉力拉物块 A，使它以加速度 a 沿斜面向上做匀加速运动直到物块 B刚要离开挡板 C。在此过程中( ) A. 物块�运动的距离为 k gm sin1 B. 拉力的最大值为 sin)21 gmm （ C. 弹簧的弹性势能持续增大 D. 拉力做功的功率一直增大 7.近年来，我国空间科学创新发展驶入“快车道”。假设有一空间探测器着陆在某个类地星球表面进行观测 时发现，该星球为规则球体，半径为 R,自转周期为 2T,其赤道上空有一颗沿圆形轨道运行的卫星，它的运 行方向与类地星球的自转方向相同，公转周期为 T。如图所示，某时刻，位于星球赤道上 P点的探测器观 测到卫星的仰角为 300， 6 T 后，观测到卫星仰角变为 900。引力常 量为 G。根据以上信息，该类地星球的质量约为( ) A. 2 324 GT R B. 2 32 GT R C. 2 32312 GT R D. 2 3233 GT R 3 二、多项选择题（共 3小题，每小题 6 分，计 18分。在每小题给出的四个选项中，有两个或者两个以上 选项符合题目要求，选对但选不全者得 3分，错选或者不选者得 0分）。 8.从地面竖直向上抛出一质量为 m物体，物体在运动过程中除受到重力外，还受到一大小不变、方向始终 与运动方向相反的外力 F的作用。距地面高度 h在 3m以内时，物体上升、 下落过程中动能 EK随 h的变化如图所示。重力加速度取 10m/s2。下列说 法正确的是 ( ) A.m= 2kg B.m= 1kg C.F=2N D. F=1N 9.一辆汽车在水平路面上由静止启动，在前 6s内做匀加速直线运动，6s末达到额定功率，之后保持额定功 率运动至 t1时刻达到最大速度，其 v-t图像如图所示。已知汽车的质量 m=1.5×103kg，汽车受到路面的阻 力大小与其受到的重力大小的比值 k=0.1，取重力加速度大小 g=10m/s2，不计空气阻力。下列说法正确的 是( ) A. 在前 6s内汽车的牵引力大小为 4.5×103N B. 汽车的额定功率为 60kw C. 汽车的最大速度为 36m/s D. 汽车加速过程的位移大小�与时间�1的关系式为 x=36t1－756 10.北京时间 2024年 8月 16日 15时 35分，我国在西昌卫星发射中心使用长征四号乙运载火箭，成功将遥 感四十三号 01组卫星发射升空，卫星顺利进入预定轨道，发射任务获得圆满成功。卫星的发射过程可简 化为三个轨道，如图所示，先由近地圆轨道①进入椭圆轨道②，再调整至圆轨道③。已知卫星的质量为 m,近地圆轨道的半径等于地球的半径 R，椭圆轨道的半长轴等于地球的直径 2R，卫星沿椭圆轨道②运行时， 经过 P点的速度大小为 gR 2 3 ，g为地球表面的重力加速度。忽略地球的自转及探测器变轨时质量的变化 且变轨时间极短，除了变轨瞬间，卫星在轨道上运行时均处于无动力航行状态，下列说法正确的是( ) A. 变轨时卫星需要 P点加速，在 Q点减速 B. 卫星沿椭圆轨道运动到 Q点时的动能为 6 mgR C. 探测器在�点变轨时发动机做的功为 4 mgR D. 在①轨道和在③轨道上运行时，卫星与地心的连线单位时间内扫过的面积之比为 1: 3 4 卷Ⅱ(非选择题 共 54 分) 三、实验题（共 2 小题，共 15分） 11.（7分）1798年，卡文迪什在《伦敦皇家学会哲学学报》论文中发表了“扭秤”的思想，如图 1所示。 阅读完整个实验内容完成下列问题 ⑴（单选）卡文迪什扭秤实验中测量 G时采用的主要研究方法是 。 A.控制变量法 B.累积法 C.转换研究对象法 D.放大法 ⑵（多选）关于卡文迪什扭秤实验下列说法正确的是 。 A.大球和小球之间的距离和其尺寸数量级相当，不可当作质点，万有引力定律不适用 B.扭秤装在封闭的箱子里是为了防止空气不均匀受热引起的气流对微小力测量的干扰 C.卡文迪什利用扭秤测定了引力常量的数值，被称为第一个测量地球质量的人 D.大球和小球除了相互之间的引力之外还会受到重力，重力对该实验的测量有影响 ⑶卡文迪什扭秤的某种现代简化模型如图 2所示，两个质量为 m1的小球固定在一根总长度为 L的轻杆两 端，用一根石英悬丝将轻杆水平的悬挂起来，距离小球 r处放置两个质量为 m2的大球。根据万有引力定律， 固定小球的轻杆会受到一个力矩而转动，从而使石英悬丝扭转，最终引力力矩与悬丝的弹性恢复力矩大小 相等时装置静止不动。已知引力力矩大小可以表示为引力的大小乘以作用点到支点的距离，弹性恢复力矩 可以表示为常数�乘以悬丝旋转角。激光水平入射到固定于悬丝上的平面镜上，弧形标尺到平面镜的距离 为 d。从静止释放轻杆到最终平衡的过程中，弧形标尺上反射光点移动的距离为 s，则引力常量的表达式为 G= 。(用题干中已知的物理量表示) 5 12.（8分）小王利用如图甲所示的装置探究弹簧的弹性势能。在粗糙水平桌面上固定好轻质弹簧和光电门， 将光电门与数字计时器(图甲中未画出)连接。实验开始时，弹簧在光电门的左侧，且处于原长状态。小滑 块与弹簧不拴接，不计空气阻力。 (1)用外力将滑块向左缓慢推至滑块上的遮光条(宽度为 d )距离光电门为�处，撤去外力，数字计时器记录 的遮光条通过光电门的时间为 t。滑块通过光电门时的速度大小为 。 (2)多次改变滑块的质量 m，重复(1)中操作，得出多组 m与 t的值，以 m 1 为横坐标、 2 1 t 为纵坐标作出的 m 1 — 2 1 t 图像如图乙所示(图中的 a、b均为已知量)，则撤去外力瞬间弹簧的弹性势能 Ep 弹 = ；已知 当地的重力加速度大小为 g，则滑块与桌面间的动摩擦因数μ= 。 四、计算题（本题共 3小题，共计 39分。其中 13题 10分，14题 12分，15题 17分。解题过程中要求有 必要的文字说明） 13.（10分）如图所示，当木星在绕日公转过程中运行到日、地连线延长线上时，会形成“木星冲日”现象。 已知地球质量为 M，半径为 R，公转半径为 r，公转周期为 1年。已知木星质量是地球质量的 300倍，半 径是地球半径的 10倍，公转半径是地球公转半径的 5倍，不考虑木星和地球的自转，不计木星和地球间 的引力， 5 ≈ 2.24，则求： (1)求木星表面的重力加速度与地球表面重力加速度之比； (2)“木星冲日”平均多少年出现一次（计算结果保留 2位有效数字）。 6 14.（12分）如图 1所示，一固定足够长的粗糙斜面与水平面夹角θ=300。一个质量 m=1kg 可视为质点的 小物体在沿斜面向上的恒定拉力作用下，由斜面底端开始以某一初速度沿斜面向上运动。已知斜面与物体 间的动摩擦因数 6 3  ，从物体在斜面底端时开始计时， 其运动的 t t x  图像如图 2所示，重力加速度 g取 10m/s2。求： (1)拉力 F的大小； (2)若力 F作用 2s后撤去，物体从 t=0时刻到再次回到出发 点的过程中物体克服摩擦力所做的功为多少。 15.（17分）图甲为某种弹射装置的示意图，由光滑水平面、水平传送带 AB、粗糙水平轨道 BG、光滑 4 1 圆 弧轨道 GP组成。传送带 AB的长度为 l1=3.5m,轨道 BG的长度为 l2=1m，OG、OP分别为圆弧轨道的竖直 与水平半径，半径 R=0.75m，轨道各处平滑连接。一轻质弹簧左端固定在竖直墙面上，弹簧原长恰好在 A 点。现弹簧右端被一质量 m=2kg 的小物块压缩在图示位置(物块与弹簧不栓接且可看成质点)，该位置与传 送带左端点 A之间的距离 x0=0.6m。当传送带以 v=5m/s的速度顺时针转动，静止释放物块，释放物块后弹 簧弹力与位移的关系如图乙所示，物块恰好能滑至 P点。已知物块与传送带间的动摩擦因数μ1=0.5，不计 空气阻力。sin37∘ = 0.6，cos37∘ = 0.8。 (1)求物块第一次滑到 A点时的速率； (2)求轨道 BG上的动摩擦因数以及物块最终静止时距 G点的距离。 P