精品解析：江苏省苏州市第三中学2024-2025学年高一下学期3月月考物理试题

苏州市第三中学2024—2025学年第二学期高一物理三月采点 一、单选题 1. 以下说法中正确的是（ ） A. 利用洗衣机能把衣服甩干，是因为衣服中的水受到离心力而做离心运动 B. 开普勒总结出了行星运行的规律，发现万有引力定律 C. 所有绕地球做匀速圆周运动的卫星的圆心一定和地心重合 D. 绕地球做圆周运动周期是24h的卫星一定是静止卫星 2. 两岸平行且平直的河流，水流速度，汽艇在静水中的速度大小为。汽艇保持船头垂直于河岸方向从岸边匀速行驶到对岸，匀速返回时保持行驶路线与河岸垂直，已知往返所用时间的比值为，则为（　　） A. 16km/h B. 18km/h C. 20km/h D. 22km/h 3. 如图所示，市场出售的苍蝇拍，拍柄长约30cm。实际使用中，效果并不太理想，拍头打向苍蝇，尚未打到，苍蝇就飞了。有人尝试将拍柄增长到60cm，结果一打一个准。其原因最有可能的是（　　） A 拍头线速度变大了 B. 拍柄转动的角速度变小了 C. 拍头的向心加速度变小了 D. 拍头的向心力变小了 4. 如图，某学校为响应郑州“无废城市”建设，以游戏“抛射入洞”引导学生将空饮料瓶作为可回收垃圾放入对应回收箱中。已知某次学生水平抛射时，抛出点离地1.80m，距回收箱的水平距离为1.80m。回收箱洞口离地1.35m。不计空气阻力，试估算饮料瓶出手时速度的大小（　　） A 2m/s B. 3m/s C. 4m/s D. 6m/s 5. 有a、b、c、d四颗地球卫星，卫星a还未发射，在地球赤道上随地球表面一起转动，卫星b在地面附近近地轨道上正常运动，c是地球静止卫星，d是高空探测卫星，各卫星排列位置如图，则（　 ） A. a的向心加速度等于重力加速度g B. b在相同时间内转过的弧长最长 C. c在4h内转过的圆心角是 D. d的运动周期有可能是20h 6. 如图所示是生产陶磁的简化工作台，当陶瓷匀速转动时，台面面上掉有陶屑，陶屑与桌面间的动摩因数处处相同（台面够大），则（　　） A. 离轴OO'越远的陶屑质量越大 B. 离轴OO'越近的陶屑质量越小 C. 只有平台边缘有陶屑 D. 离轴最远的陶屑距离不会超过某一值 7. 如图甲所示为一种叫“魔力陀螺”的玩具，其结构可简化为图乙所示。铁质圆轨道用支架固定在竖直平面内，质量为、可视为质点的陀螺在轨道内、外两侧均可以旋转，半径均为，陀螺磁芯对轨道的吸引力始终沿轨道半径的方向，大小恒为。不计摩擦和空气阻力，重力加速度为。下列说法正确的是（　　） A. 陀螺在轨道内侧运动到最高点时速度最小值为 B. 陀螺在轨道内侧运动的过程中，无论速度取何值，均不会脱离轨道 C. 当陀螺在轨道外侧运动时，只要速度不超过，即可保证其始终不脱离轨道 D. 若陀螺在轨道外侧运动到与轨道圆心等高处时速度为，则其所受合外力的大小为 8. 如图所示，甲、乙两颗卫星绕地球做圆周运动，已知甲卫星的周期为N小时，每过9N小时，乙卫星都要运动到与甲卫星同居于地球一侧且三者共线的位置上，则甲、乙两颗卫星的线速度之比为（　　） A. B. C. D. 9. 人造地球卫星B的质量是A的9倍，某时刻，A、B同时位于各自椭圆轨道的近地点，此时A、B所受到地球的万有引力大小相等。此后当A第四次经过其轨道的近地点时，B恰好第一次经过其轨道的远地点。已知A的近、远地点到地球球心距离分别为r和2r。则B的远地点到地球球心的距离为（　　） A. B. C. D. 10. 我国在西昌卫星发射中心成功发射将天启星座29~32星。已知卫星的运行速度的三次方v3与其周期的倒数的关系图像如图所示。已知地球半径R，引力常量G，卫星绕地球的运动可看做匀速圆周运动，下列说法正确的是（　　） A. 地球的质量为 B. 地球密度为 C. 地球表面的重力加速度为 D. 绕地球表面运行的卫星的线速度大小为 11. 如图甲所示，倾角为的光滑斜面固定在水平地面上，细线一端与可看成质点质量为m的小球相连，另一端穿入小孔O与力传感器（位于斜面体内部）连接，传感器可实时记录细线拉力大小及扫过的角度。初始时，细线水平，小球位于小孔O的右侧，现敲击小球，使小球获得一平行于斜面向上的初速度，此后传感器记录细线拉力T的大小随细线扫过角度的变化图像如图乙所示，图中已知，小球到O点距离为l，重力加速度为g，则下列选项说法正确的是（　　） A. 小球位于初始位置时的加速度为 B. 小球通过最高点时速度为 C. 小球通过最高点时速度为 D. 小球通过最低点时速度为 二、实验题 12. 某同学利用如图甲所示的装置来测量弹射器弹出弹丸的速度。实验时将弹射器固定好后弹射器向离管口一定距离的竖直屏发射弹丸，弹丸通过碰撞复写纸在白纸上留下落点位置。将竖直屏向远离弹射器的方向移动，每次移动0.4m，通过几次重复实验（每次发射前弹簧的压缩量均相同），挑选了一张有3个连续落点痕迹的白纸，部分测量数据如图乙所示。取重力加速度大小。 根据测量的数据可知，弹丸从A点所在高度运动到B点所在高度的时间T =_______，弹丸的水平初速度大小v0=_______m / s 。 13. 某同学计划用如图所示（俯视图）的装置验证物体质量不变情况下向心力与角速度的关系，实验步骤如下： ①测量重物的质量，记为m，将重物和弹簧穿在较光滑的水平横杆上后，弹簧一端连接重物，另一端固定在竖直转轴上，测量重物静止时到竖直转轴的距离，记为r； ②竖直转轴在电机驱动下带动水平横杆一起转动；当重物运动状态稳定时，记下重物到竖直转轴距离R和横杆转动50圈所需的时间t； ③改变竖直转轴的角速度，测得多组数据。 请回答下列问题： （1）重物做圆周运动所需的向心力_______。 （2）弹簧的劲度系数为k，当作出的______（选填“”、“”、“”或“”）图像近似为一条直线、且图线斜率近似等于___________（用题中所给物理量符号表示）、与纵轴交点的纵坐标为时，可验证质量不变情况下向心力与角速度的关系。 三、解答题 14. 如图所示，一辆质量为1吨的汽车静止在一座半径为50m的圆弧形拱桥顶部（），求： （1）此时汽车对圆弧形拱桥的压力是多大； （2）如果汽车以10m/s的速度经过拱桥的顶部，则汽车对圆弧形拱桥的压力是多大； （3）汽车以多大速度通过拱桥的顶部时，汽车对圆弧形拱桥的压力恰好为零. 15. 一宇航员在半径为R的某行星表面，做如下实验：如图所示，在不可伸长的长度为L的轻绳一端系一质量为m的小球，另一端固定在О点；当小球绕О点在竖直面内做圆周运动通过最高点速度为时，绳的弹力的大小为小球重力的2倍。不计小球的尺寸，引力常量为G，求： （1）该行星的重力加速度和平均密度； （2）该行星的第一宇宙速度。 16. 2022年北京冬奥会花样滑冰双人滑比赛中，中国选手隋文静、韩聪获得金牌，夺得中国队第九金。如图（a）所示为双人滑表演中甲以自己为轴，拉着乙在水平面内做匀速圆周运动精彩场面。若乙的质量为，伸直的身体与竖直方向的夹角，转动过程中乙的重心做匀速圆周运动的半径为，等效如图（b）所示，忽略乙受到的摩擦力，取重力加速度为，，。求： （1）当甲的角速度为时，乙对冰面的压力； （2）乙刚要离开冰面时，甲的角速度； （3）当甲的角速度时，甲对乙的拉力大小。 17. 水平转盘可以绕竖直轴转动，半径，转盘中心处有一个光滑小孔，用一根长细线穿过小孔将质量分别为、的小球A和小物块B连接，小物块B放在水平转盘的边缘且与转盘保持相对静止，如图所示。现让小球A在水平面做角速度的匀速圆周运动，小物块B与水平转盘间的动摩擦因数（取），求： （1）与竖直方向的夹角及细线上的拉力大小； （2）小球A运动速度大小不变，现使水平转盘转动起来，要使小物块B与水平转盘间保持相对静止，求水平转盘角速度的取值范围。（假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力） 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 苏州市第三中学2024—2025学年第二学期高一物理三月采点 一、单选题 1. 以下说法中正确是（ ） A. 利用洗衣机能把衣服甩干，是因为衣服中的水受到离心力而做离心运动 B. 开普勒总结出了行星运行的规律，发现万有引力定律 C. 所有绕地球做匀速圆周运动的卫星的圆心一定和地心重合 D. 绕地球做圆周运动周期是24h的卫星一定是静止卫星 【答案】C 【解析】 【详解】A. 利用洗衣机能把衣服甩干，是因为衣服中的水受到的力小于水做圆周运动所需要的向心力，而做离心运动，故A错误； B. 开普勒总结出了行星运行的规律，牛顿发现了万有引力定律，故B错误； C. 所有绕地球做匀速圆周运动的卫星都是受到的万有引力提供向心力，万有引力方向指向地心，所以匀速圆周运动的圆心一定和地心重合，故C正确； D. 地球静止卫星运行轨道为位于地球赤道平面上圆形轨道即与赤道平面重合、运行周期与地球自转一周的时间相等即为一天，但绕地球转动周期是24h的卫星不一定是静止卫星，还必须在赤道平面，故D错误． 2. 两岸平行且平直的河流，水流速度，汽艇在静水中的速度大小为。汽艇保持船头垂直于河岸方向从岸边匀速行驶到对岸，匀速返回时保持行驶路线与河岸垂直，已知往返所用时间的比值为，则为（　　） A 16km/h B. 18km/h C. 20km/h D. 22km/h 【答案】B 【解析】 【详解】设河岸宽度为，汽艇保持船头垂直于河岸方向从岸边匀速行驶到对岸，则所用时间为 匀速返回时保持行驶路线与河岸垂直，则所用时间为 又 联立解得 故选B。 3. 如图所示，市场出售的苍蝇拍，拍柄长约30cm。实际使用中，效果并不太理想，拍头打向苍蝇，尚未打到，苍蝇就飞了。有人尝试将拍柄增长到60cm，结果一打一个准。其原因最有可能的是（　　） A. 拍头线速度变大了 B. 拍柄转动的角速度变小了 C. 拍头的向心加速度变小了 D. 拍头的向心力变小了 【答案】A 【解析】 【详解】AB．要想达到苍蝇，必须提高线速度，由于苍蝇拍的质量较小，故可以认为使用时，角速度不变，根据 可知，提高速度需要增加转动半径，故A正确，B错误； C．由 可知，向心加速度变大了，故C错误； D．由 可知，拍头的向心力变大了，故D错误。 故选A。 4. 如图，某学校为响应郑州“无废城市”建设，以游戏“抛射入洞”引导学生将空饮料瓶作为可回收垃圾放入对应回收箱中。已知某次学生水平抛射时，抛出点离地1.80m，距回收箱的水平距离为1.80m。回收箱洞口离地1.35m。不计空气阻力，试估算饮料瓶出手时速度的大小（　　） A. 2m/s B. 3m/s C. 4m/s D. 6m/s 【答案】D 【解析】 【详解】设抛出点离地h1，回收箱洞口离地h2，抛出点距回收箱的水平距离为x，平抛的初速度为v0，根据平抛运动的规律可得， 代入数据解得 故选D。 5. 有a、b、c、d四颗地球卫星，卫星a还未发射，在地球赤道上随地球表面一起转动，卫星b在地面附近近地轨道上正常运动，c是地球静止卫星，d是高空探测卫星，各卫星排列位置如图，则（　 ） A. a的向心加速度等于重力加速度g B. b在相同时间内转过弧长最长 C. c在4h内转过的圆心角是 D. d的运动周期有可能是20h 【答案】B 【解析】 【详解】A．静止卫星的周期与地球自转周期相同，角速度相同，则知a与c的角速度相同，根据 可知c的向心加速度大于a的向心加速度。卫星绕地球做匀速圆周运动时，由 得 卫星的轨道半径越大，向心加速度越小，则静止卫星c的向心加速度小于b的向心加速度，而b的向心加速度约为g，故可知a的向心加速度小于重力加速度g，故A错误； B．a与c的角速度相同，根据 可知c的线速度大于a的线速度；卫星绕地球做匀速圆周运动时，由 可得 卫星的半径越大，速度越小，所以b的速度最大，在相同时间内转过的弧长最长，故B正确； C．c是地球静止卫星，周期是24h，则c在4h内转过的圆心角是，故C错误； D．由开普勒第三定律 可知卫星的半径越大，周期越大，所以d的运动周期大于c的周期24h，不可能为20h，故D错误。 故选B。 6. 如图所示是生产陶磁的简化工作台，当陶瓷匀速转动时，台面面上掉有陶屑，陶屑与桌面间的动摩因数处处相同（台面够大），则（　　） A. 离轴OO'越远的陶屑质量越大 B. 离轴OO'越近的陶屑质量越小 C. 只有平台边缘有陶屑 D. 离轴最远的陶屑距离不会超过某一值 【答案】D 【解析】 【详解】ABC．与台面相对静止的陶屑做匀速圆周运动，静摩擦力提供向心力，当静摩擦力为最大静摩擦力时，根据牛顿第二定律可得 解得 因与台面相对静止的这些陶屑的角速度相同，由此可知能与台面相对静止的陶屑离轴的距离与陶屑质量无关，只要在台面上不发生相对滑动的位置都有陶屑，故ABC错误； D．离轴最远的陶屑其受到的静摩擦力为最大静摩擦力，由前述分析可知最大的运动半径为 均一定，故为定值，即离轴最远的陶屑距离不超过某一值，故D正确。 故选D。 7. 如图甲所示为一种叫“魔力陀螺”的玩具，其结构可简化为图乙所示。铁质圆轨道用支架固定在竖直平面内，质量为、可视为质点的陀螺在轨道内、外两侧均可以旋转，半径均为，陀螺磁芯对轨道的吸引力始终沿轨道半径的方向，大小恒为。不计摩擦和空气阻力，重力加速度为。下列说法正确的是（　　） A. 陀螺在轨道内侧运动到最高点时的速度最小值为 B. 陀螺在轨道内侧运动的过程中，无论速度取何值，均不会脱离轨道 C. 当陀螺在轨道外侧运动时，只要速度不超过，即可保证其始终不脱离轨道 D. 若陀螺在轨道外侧运动到与轨道圆心等高处时速度为，则其所受合外力的大小为 【答案】B 【解析】 【详解】A．陀螺在轨道内侧运动到最高点时，由于 可知速度最小值可以为0，此时轨道弹力大小为 故A错误； B．陀螺在轨道内侧运动的过程中，由于陀螺离开轨道只能做近心运动，而在最高点的最小速度可以为0，所以无论速度取何值，均不会脱离轨道，故B正确； C．当陀螺在轨道外侧运动时，在最低点的弹力刚好为0时，则有 可得 可知要保证陀螺始终不脱离轨道，其速度不能超过，故C错误； D．若陀螺在轨道外侧运动到与轨道圆心等高处时速度为，陀螺受到磁吸引力和轨道弹力处于水平方向，重力处于竖直方向，则合外力的水平分力为 合外力的竖直分力为 则所受合外力的大小为 故D错误。 故选B。 8. 如图所示，甲、乙两颗卫星绕地球做圆周运动，已知甲卫星的周期为N小时，每过9N小时，乙卫星都要运动到与甲卫星同居于地球一侧且三者共线的位置上，则甲、乙两颗卫星的线速度之比为（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】设甲乙卫星的周期分别为、，则由题可得 由于T1=N，则解得 根据开普勒第三定律 线速度,则 故选A。 9. 人造地球卫星B的质量是A的9倍，某时刻，A、B同时位于各自椭圆轨道的近地点，此时A、B所受到地球的万有引力大小相等。此后当A第四次经过其轨道的近地点时，B恰好第一次经过其轨道的远地点。已知A的近、远地点到地球球心距离分别为r和2r。则B的远地点到地球球心的距离为（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】卫星B的质量是A的9倍，A、B同时位于各自椭圆轨道的近地点，此时A、B所受到地球的万有引力大小相等，此时有 可得，B的近地点到地球球心的距离为 当A第四次经过其轨道的近地点时，B恰好第一次经过其轨道的远地点，则有 根据开普勒第三定律有 联立可得，A、B轨道半长轴的关系为 又 ， 联立可得，B的远地点到地球球心的距离为 故选D。 10. 我国在西昌卫星发射中心成功发射将天启星座29~32星。已知卫星的运行速度的三次方v3与其周期的倒数的关系图像如图所示。已知地球半径R，引力常量G，卫星绕地球的运动可看做匀速圆周运动，下列说法正确的是（　　） A. 地球的质量为 B. 地球密度为 C. 地球表面的重力加速度为 D. 绕地球表面运行的卫星的线速度大小为 【答案】C 【解析】 【详解】A．设卫星质量、地球质量分别为m、M，卫星，万有引力提供向心力有 因为 整理得 图像斜率 解得 故A错误； B．地球密度 联立解得 故B错误； C．根据 联立解得地球表面的重力加速度 故C正确； D．对绕地球表面运行的卫星，根据 联立解得 故D错误。 故选C。 11. 如图甲所示，倾角为的光滑斜面固定在水平地面上，细线一端与可看成质点质量为m的小球相连，另一端穿入小孔O与力传感器（位于斜面体内部）连接，传感器可实时记录细线拉力大小及扫过的角度。初始时，细线水平，小球位于小孔O的右侧，现敲击小球，使小球获得一平行于斜面向上的初速度，此后传感器记录细线拉力T的大小随细线扫过角度的变化图像如图乙所示，图中已知，小球到O点距离为l，重力加速度为g，则下列选项说法正确的是（　　） A. 小球位于初始位置时的加速度为 B. 小球通过最高点时速度为 C. 小球通过最高点时速度为 D. 小球通过最低点时速度为 【答案】D 【解析】 【详解】A．小球位于初始位置时的向心加速度为 沿斜面向下的加速度 则小球位于初始位置时的加速度大于，选项A错误； B．小球通过最高点时细绳的拉力为零，此时 解得速度为 选项B错误； C．小球在初始位置时 则小球通过最高点时速度为 选项C错误； D．小球通过最低点时 解得最低点的速度为 选项D正确。 故选D。 二、实验题 12. 某同学利用如图甲所示装置来测量弹射器弹出弹丸的速度。实验时将弹射器固定好后弹射器向离管口一定距离的竖直屏发射弹丸，弹丸通过碰撞复写纸在白纸上留下落点位置。将竖直屏向远离弹射器的方向移动，每次移动0.4m，通过几次重复实验（每次发射前弹簧的压缩量均相同），挑选了一张有3个连续落点痕迹的白纸，部分测量数据如图乙所示。取重力加速度大小。 根据测量的数据可知，弹丸从A点所在高度运动到B点所在高度的时间T =_______，弹丸的水平初速度大小v0=_______m / s 。 【答案】 ①. 0.1s ②. 4 【解析】 【详解】[1]根据平抛运动规律，竖直方向有 解得 [2]根据平抛运动规律，水平方向有 解得初速度 13. 某同学计划用如图所示（俯视图）的装置验证物体质量不变情况下向心力与角速度的关系，实验步骤如下： ①测量重物的质量，记为m，将重物和弹簧穿在较光滑的水平横杆上后，弹簧一端连接重物，另一端固定在竖直转轴上，测量重物静止时到竖直转轴的距离，记为r； ②竖直转轴在电机驱动下带动水平横杆一起转动；当重物运动状态稳定时，记下重物到竖直转轴的距离R和横杆转动50圈所需的时间t； ③改变竖直转轴角速度，测得多组数据。 请回答下列问题： （1）重物做圆周运动所需的向心力_______。 （2）弹簧的劲度系数为k，当作出的______（选填“”、“”、“”或“”）图像近似为一条直线、且图线斜率近似等于___________（用题中所给物理量符号表示）、与纵轴交点的纵坐标为时，可验证质量不变情况下向心力与角速度的关系。 【答案】（1） （2） ①. ②. 【解析】 【小问1详解】 转动50圈所需的时间，则重物做圆周运动的周期为 重物做圆周运动所需的向心力为 【小问2详解】 [1][2]根据弹力提供向心力可得 整理可得 可知作出的图像近似为一条直线、且图线斜率近似等于、与纵轴交点的纵坐标为时，可验证质量不变情况下向心力与角速度的关系。 三、解答题 14. 如图所示，一辆质量为1吨的汽车静止在一座半径为50m的圆弧形拱桥顶部（），求： （1）此时汽车对圆弧形拱桥的压力是多大； （2）如果汽车以10m/s的速度经过拱桥的顶部，则汽车对圆弧形拱桥的压力是多大； （3）汽车以多大速度通过拱桥的顶部时，汽车对圆弧形拱桥的压力恰好为零. 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）汽车静止在弧形拱桥顶部 根据牛顿第三定律，可得汽车对圆弧形拱桥的压力是 （2）汽车以10m/s的速度经过拱桥的顶部 求得 根据牛顿第三定律，可得汽车对圆弧形拱桥的压力是； （3）汽车对圆弧形拱桥的压力恰好为零 求得 15. 一宇航员在半径为R的某行星表面，做如下实验：如图所示，在不可伸长的长度为L的轻绳一端系一质量为m的小球，另一端固定在О点；当小球绕О点在竖直面内做圆周运动通过最高点速度为时，绳的弹力的大小为小球重力的2倍。不计小球的尺寸，引力常量为G，求： （1）该行星的重力加速度和平均密度； （2）该行星的第一宇宙速度。 【答案】（1），；（2） 【解析】 【详解】（1）小球通过最高点时，根据向心力方程 其中 F=2mg 解得 对行星表面的物体m，有 故行星的密度 （2）对在行星表面附近做匀速圆周运动的质量为的卫星，有 解得第一宇宙速度为 16. 2022年北京冬奥会花样滑冰双人滑比赛中，中国选手隋文静、韩聪获得金牌，夺得中国队第九金。如图（a）所示为双人滑表演中甲以自己为轴，拉着乙在水平面内做匀速圆周运动的精彩场面。若乙的质量为，伸直的身体与竖直方向的夹角，转动过程中乙的重心做匀速圆周运动的半径为，等效如图（b）所示，忽略乙受到的摩擦力，取重力加速度为，，。求： （1）当甲的角速度为时，乙对冰面的压力； （2）乙刚要离开冰面时，甲的角速度； （3）当甲的角速度时，甲对乙的拉力大小。 【答案】（1）378N；（2）2.5rad/s；（3）656.1N 【解析】 【详解】（1）对乙受力分析如图所示 代入数据得 根据牛顿第三定律，乙对冰面的压力 方向竖直向下。 （2）乙刚要离开冰面，受力分析如图所示 （3）当，乙离开冰面 乙做圆锥摆运动的摆长 代入数据得 17. 水平转盘可以绕竖直轴转动，半径，转盘中心处有一个光滑小孔，用一根长细线穿过小孔将质量分别为、的小球A和小物块B连接，小物块B放在水平转盘的边缘且与转盘保持相对静止，如图所示。现让小球A在水平面做角速度的匀速圆周运动，小物块B与水平转盘间的动摩擦因数（取），求： （1）与竖直方向的夹角及细线上的拉力大小； （2）小球A运动速度大小不变，现使水平转盘转动起来，要使小物块B与水平转盘间保持相对静止，求水平转盘角速度的取值范围。（假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力） 【答案】（1），；（2） 【解析】 【详解】（1）对A受力分析，可知 由牛顿第二定律得 其中 解得 ，， （2）当物体B受到的最大静摩擦力指向圆心时，转盘最大，有 解得 当物体B受到的最大静摩擦力背离圆心时，转盘最小，有 解得 综上所述角速度的范围 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$