精品解析：河南省濮阳市濮阳外国语学校2024-2025学年高二下学期4月月考物理试题

濮阳外国语学校2024级高一下学期期中考试 物理试题 注意事项： 1.答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息 2.请将答案正确填写在答题卡上 第I卷（选择题） 一、单选题（题目中只有一个选项正确，共7小题，每题4分，共28分） 1. 在物理学的发展历程中，有很多科学家做出了卓越的贡献，下列说法正确的是（　　） A. 牛顿利用扭秤装置比较准确地测出了万有引力常数G B. 哥白尼是“地心说”的主要代表人物，并且现代天文学也证明了太阳是宇宙的中心 C. 伽勒在勒维耶预言的位置附近发现了被誉为“笔尖下发现的行星”的海王星 D. 第谷总结出了行星运动的规律，找出了行星按照这些规律运动的原因 2. 中国选手刘诗颖在2020年东京奥运会田径女子标枪决赛中获得金牌。刘诗颖的“冠军一投”的运动简化图如图所示。投出去的标枪做曲线运动，忽略空气阻力作用，下列关于标枪的运动及曲线运动说法正确的是（　　） A. 出手后标枪的加速度是变化的 B. 标枪升到最高点时速度为零 C. 标枪在相同时间内速度变化量相同 D. 曲线运动不可能是匀变速运动 3. 某人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，其轨道半径为月球绕地球运动半径的，设月球绕地球运动的周期为27天，则此卫星的运行周期为（　　） A. 天 B. 天 C. 1天 D. 9天 4. 如图所示，物体用跨过定滑轮的轻绳与汽车连接，汽车以的速度向右匀速运动，连接小车端的轻绳与水平方向的夹角为，在物体上升过程中，下列说法正确的是（　　） A. 物体向上做减速运动 B. 绳子拉力大于物体的重力 C. 时物体的速度大小为 D. 物体始终处于失重状态 5. 某人造地球卫星沿圆轨道运行，轨道半径是，周期是，引力常量，试从这些数据估算地球的质量（结果保留一位有效数字）（　　） A. B. C. D. 6. 2022年2月8日，谷爱凌勇夺北京冬奥会自由式滑雪女子大跳台金牌．如图是运动员某次训练时的示意图，她从跳台a处沿水平方向飞出，在斜坡b处着陆，如果其在空中运动过程中与斜面间的最大距离为，斜坡与水平方向的夹角为，重力加速度取．则其从a处飞出时的速度大小为（ ） A. B. C. D. 7. 如图，质量为m的质点从P点静止释放，自由落体运动到Q点，由于其他力对质点产生作用，质点从Q点开始做匀速圆周运动。质点运动过程中加速度大小始终不变，已知PQ之间的距离为h，圆周运动的半径为R，则h与R的比值为（　　） A. B. C. 2 D. 3 二、多选题（题目中有多个选项正确，全选对得6分，选对但不全3分，选错0分，共18分） 8. 下列四幅图是有关生活中的圆周运动的实例分析，其中说法正确的是（　　） A. 汽车通过凹形桥的最低点时，速度越快越容易爆胎 B. 如果行驶速度超过设计速度，轮缘会挤压外轨，会使外轨受损 C. 图中所示是圆锥摆，减小，但保持圆锥的高不变，则圆锥摆的角速度变大 D. 图中杂技演员表演“水流星”，在最高点处，水对桶底一定有压力 9. 飞镖比赛中，某选手先后将三支飞镖a、b、c由同一位置水平投出，三支飞镖插在竖直靶上的状态如图所示。不计空气阻力．下列说法正确的是（　　） A. 飞镖a在空中运动的时间最短 B. 飞镖c投出的初速度最大 C. 三支飞镖镖身的延长线交于同一点 D. 三支飞镖速度变化量的方向不相同 10. 在系列科幻电影《流浪地球》中，由于太阳寿命将尽，人类计划建造“行星发动机”将地球推离太阳系。太阳系中行星的公转运动可视为匀速圆周运动。如图所示，现计划使用行星发动机进行两次变轨，经过椭圆转移轨道，以最短时间将地球转移到木星轨道上，已知木星公转周期为K年，则（　　） A. 从地球轨道进入转移轨道，行星发动机需要加速 B. 地球在转移轨道上运行时，速度不断增大 C. 地球在第二次变轨点，变轨前后加速度不会改变 D. 地球在转移轨道上运行的时间为年 第II卷（非选择题） 三、实验题（每空2分，共12分） 11. 卫星绕地球做匀速圆周运动时处于完全失重状态，物体对支持面几乎没有压力，所以在这种环境中已无法用天平称量物体的质量，假设某同学在这种环境设计了如图所示的装置（图中O为光滑的小孔）来间接测量物体的质量；给待测物体一个初速度，使它在桌面上做匀速圆周运动，设航天器中具有基本测量工具。 （1）物体与桌面间的摩擦力可以忽略不计，原因是_________； （2）实验时需要测量的物理量是_________； （3）待测质量的表达式为________。 12. 为了验证平抛运动规律，实验小组运用了水柱法。使用的器材是各种不同规格的矿泉水瓶、透明薄板和红色颜料水。如图1所示，在无盖的矿泉水瓶侧壁上钻小孔，堵住小孔并往矿泉水瓶里装红色颜料水，然后打开小孔，水平射出的水就会形成曲线状水柱。 （1）已知图1中左右两矿泉水瓶完全一样，左瓶装水多，右瓶装水少，下列叙述正确的有（　　） A. 射出水的初速度与侧孔下方水高有关 B. 左瓶出水初速度大于右瓶出水初速度 C. 射出水柱的水平距离一直保持不变 （2）为了分析水柱曲线特征，使用透明薄板和记号笔描绘水柱曲线，下列说法正确的有（　　） A. 透明薄板要靠近水柱，让水柱在薄板上留下痕迹 B. 透明薄板竖直放置且要靠近水柱又不能接触水柱 C. 为了更好地描绘水柱，应选用瓶径更大的矿泉水瓶 D. 为了更好地描绘水柱，侧孔开口越大越好 （3）实验小组描绘的部分水柱如图2所示，为了分析水柱曲线特征，水平方向建立了-轴，竖直方向建立了轴，若实验小组确定了水柱曲线为抛物线，则该次实验出水初速度大小为___________m/s（重力加速度g取10m/s2，结果保留2位有效数字）。 四、解答题（13题12分，14题14分，15题16分，共42分） 13. 投壶是从先秦延续至清末的一种中国传统礼仪，在图甲中，小孩将箭矢水平抛出投入壶中，将箭矢视为质点，不计空气阻力和壶的高度，简化后如图乙所示，箭矢从离地面高h=0.8m的A点以初速度v0=5m/s水平抛出，正好落在壶口B点，已知g=10m/s2，求： （1）箭矢运动的时间； （2）箭矢运动的水平距离。 14. 在用高级沥青铺设的高速公路上．对汽车的设计限速是30m/s。汽车在这种路面上行驶时，它的轮胎与地而的最大静摩擦力等于车重的0.6倍。 （1）如果汽车在这种高速路的水平弯道上拐弯，假设弯道的路面是水平的，其弯道的最小半径为多大？ （2）如果弯道的路面设计为倾斜（外高内低），弯道半径为360m，要使汽车以30m/s的速度通过此弯道时不产生侧向摩擦力，则弯道路面的倾斜角度正切为多大？ 15. 2025年1月17日，我国在酒泉卫星发射中心使用长征二号丁运载火箭，成功将巴基斯坦PRSC-EO1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。已知地球的半径为R，地球表面的重力加速度大小为g，卫星入轨后在距地面高度为kR（k为大于1的常数）的轨道上做匀速圆周运动。求： （1）地球的第一宇宙速度； （2）卫星的向心加速度大小a； （3）卫星绕地球运行的线速度大小v。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 濮阳外国语学校2024级高一下学期期中考试 物理试题 注意事项： 1.答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息 2.请将答案正确填写在答题卡上 第I卷（选择题） 一、单选题（题目中只有一个选项正确，共7小题，每题4分，共28分） 1. 在物理学的发展历程中，有很多科学家做出了卓越的贡献，下列说法正确的是（　　） A. 牛顿利用扭秤装置比较准确地测出了万有引力常数G B. 哥白尼是“地心说”的主要代表人物，并且现代天文学也证明了太阳是宇宙的中心 C. 伽勒在勒维耶预言的位置附近发现了被誉为“笔尖下发现的行星”的海王星 D. 第谷总结出了行星运动的规律，找出了行星按照这些规律运动的原因 【答案】C 【解析】 【详解】A．卡文迪什利用扭秤装置在实验室里比较准确地测出了引力常量G值，故A错误； B．哥白尼是“日心说”的主要代表人物，现代天文学表明太阳只是太阳系的中心，不是宇宙的中心，B错误； C．德国的伽勒在勒维耶预言的位置附近发现了被誉为“笔尖下发现的行星”的海王星，故C正确； D．开普勒在他的导师第谷天文观测数据的基础上，总结出了行星运动的规律，但并未找出行星按照这些规律运动的原因，D错误。 故选C。 2. 中国选手刘诗颖在2020年东京奥运会田径女子标枪决赛中获得金牌。刘诗颖的“冠军一投”的运动简化图如图所示。投出去的标枪做曲线运动，忽略空气阻力作用，下列关于标枪的运动及曲线运动说法正确的是（　　） A. 出手后标枪的加速度是变化的 B. 标枪升到最高点时速度为零 C. 标枪在相同时间内速度变化量相同 D. 曲线运动不可能是匀变速运动 【答案】C 【解析】 【详解】A．忽略空气阻力，标枪出手后只受重力，由牛顿第二定律得加速度为重力加速度，加速度不变，A错误； B．标枪升到最高点时竖直方向速度为零，但水平方向速度不为零，故最高点时速度不为零，B错误； C．标枪出手后只受重力，标枪的加速度恒定，在相同时间内速度变化量相同，C正确； D．加速度不变的曲线运动是匀变速运动，例如平抛运动，D错误。 故选C。 3. 某人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，其轨道半径为月球绕地球运动半径的，设月球绕地球运动的周期为27天，则此卫星的运行周期为（　　） A. 天 B. 天 C. 1天 D. 9天 【答案】C 【解析】 【详解】由于，，由开普勒第三定律可得 则 故选C。 4. 如图所示，物体用跨过定滑轮的轻绳与汽车连接，汽车以的速度向右匀速运动，连接小车端的轻绳与水平方向的夹角为，在物体上升过程中，下列说法正确的是（　　） A. 物体向上做减速运动 B. 绳子拉力大于物体的重力 C. 时物体的速度大小为 D. 物体始终处于失重状态 【答案】B 【解析】 【详解】ABD．根据关联速度，物体与小车间的速度关系为 物体上升过程中小车与水平方向的夹角逐渐减小，则的速度逐渐增大，做加速运动，根据牛顿第二定律可知，绳子拉力大于物体重力，物体超重，故AD错误，B正确； C．将小车的速度沿绳和垂直绳方向分解，沿绳方向的分速度大小即为物体上升的速度大小 当时，，故C错误。 故选B。 5. 某人造地球卫星沿圆轨道运行，轨道半径是，周期是，引力常量，试从这些数据估算地球的质量（结果保留一位有效数字）（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】设地球的质量为M，人造地球卫星的质量为m，根据万有引力提供向心力可得 可得 代入数据解得 M≈6×1024kg 故选C。 6. 2022年2月8日，谷爱凌勇夺北京冬奥会自由式滑雪女子大跳台金牌．如图是运动员某次训练时的示意图，她从跳台a处沿水平方向飞出，在斜坡b处着陆，如果其在空中运动过程中与斜面间的最大距离为，斜坡与水平方向的夹角为，重力加速度取．则其从a处飞出时的速度大小为（ ） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】将在a处的速度分解为垂直斜面和沿斜面方向的速度，则沿垂直斜面方向当到达距离斜面最大高度时 解得 故选A。 7. 如图，质量为m的质点从P点静止释放，自由落体运动到Q点，由于其他力对质点产生作用，质点从Q点开始做匀速圆周运动。质点运动过程中加速度大小始终不变，已知PQ之间的距离为h，圆周运动的半径为R，则h与R的比值为（　　） A. B. C. 2 D. 3 【答案】B 【解析】 【详解】由于质点从P到Q过程中做自由落体运动，加速度大小为；到达Q后做匀速圆周运动，其向心加速度也应与前者相同，故向心加速度 另一方面，质点自由落体到Q点时速度满足 联立可得 则 故选B。 二、多选题（题目中有多个选项正确，全选对得6分，选对但不全3分，选错0分，共18分） 8. 下列四幅图是有关生活中的圆周运动的实例分析，其中说法正确的是（　　） A. 汽车通过凹形桥的最低点时，速度越快越容易爆胎 B. 如果行驶速度超过设计速度，轮缘会挤压外轨，会使外轨受损 C. 图中所示是圆锥摆，减小，但保持圆锥的高不变，则圆锥摆的角速度变大 D. 图中杂技演员表演“水流星”，在最高点处，水对桶底一定有压力 【答案】AB 【解析】 【详解】汽车通过凹形桥的最低点时，由牛顿第二定律 解得 故在最低点车速越快，凹形桥对汽车的支持力越大，越容易爆胎，故A正确； B．如果行驶速度超过设计速度，火车转弯时需要更大的向心力，有离心的趋势，故轮缘会挤压外轨，故B正确； C．由于重力和拉力的合力提供向心力，根据牛顿第二定律有 解得 故减小，但保持圆锥的高不变时，角速度不变，故C错误； D．“水流星”通过最高点时，桶中水的加速度向下，处于失重状态，在完全失重时，水对桶底无压力，故D错误。 故选AB。 9. 飞镖比赛中，某选手先后将三支飞镖a、b、c由同一位置水平投出，三支飞镖插在竖直靶上的状态如图所示。不计空气阻力．下列说法正确的是（　　） A. 飞镖a在空中运动的时间最短 B. 飞镖c投出的初速度最大 C. 三支飞镖镖身的延长线交于同一点 D. 三支飞镖速度变化量的方向不相同 【答案】BC 【解析】 【详解】A．根据可知，飞镖a在空中运动的时间最长，飞镖c在空中运动的时间最短，故A错误； B．根据，由于水平位移相等，飞镖c在空中运动的时间最短，则飞镖c投出的初速度最大，故B正确； C．三支飞镖镖身的方向是速度的方向，根据平抛运动推论可知，其延长线应该经过水平位移的中点，则应该交于同一点，故C正确； D．飞镖平抛运动速度变化量方向均为竖直向下，故相同，故D错误。 故选BC。 10. 在系列科幻电影《流浪地球》中，由于太阳寿命将尽，人类计划建造“行星发动机”将地球推离太阳系。太阳系中行星的公转运动可视为匀速圆周运动。如图所示，现计划使用行星发动机进行两次变轨，经过椭圆转移轨道，以最短时间将地球转移到木星轨道上，已知木星公转周期为K年，则（　　） A. 从地球轨道进入转移轨道，行星发动机需要加速 B. 地球在转移轨道上运行时，速度不断增大 C. 地球在第二次变轨点，变轨前后加速度不会改变 D. 地球在转移轨道上运行的时间为年 【答案】AC 【解析】 【详解】A．从地球轨道进入转移轨道，做离心运动，行星发动机需要加速，故A正确； B．地球在转移轨道上向远日点运动中，速度不断减小，故B错误； C．根据可知，地球在第二次变轨点，变轨前后加速度不会改变，故C正确； D．设地球轨道半径为r，木星轨道半径为R，满足 解得 轨道的半长轴为两轨道半径的平均值 地球在转移轨道上运行的周期为T，则 解得年 地球在转移轨道上运行的时间为 故D错误。 故选AC。 第II卷（非选择题） 三、实验题（每空2分，共12分） 11. 卫星绕地球做匀速圆周运动时处于完全失重状态，物体对支持面几乎没有压力，所以在这种环境中已无法用天平称量物体的质量，假设某同学在这种环境设计了如图所示的装置（图中O为光滑的小孔）来间接测量物体的质量；给待测物体一个初速度，使它在桌面上做匀速圆周运动，设航天器中具有基本测量工具。 （1）物体与桌面间的摩擦力可以忽略不计，原因是_________； （2）实验时需要测量的物理量是_________； （3）待测质量的表达式为________。 【答案】 ①. 物体与桌面间的摩擦力可以忽略不计，原因是：物体随着卫星绕地球做匀速圆周运动时处于完全失重状态，物体对支持面几乎没有压力，所以摩擦力可以忽略不计 ②. 测物体受到的拉力，待测物体做匀速圆周运动的半径，周期 ③. 【解析】 【详解】（1）[1]略 （2）[2]待测物体绕O点做匀速圆周运动，设半径为，周期为，则有 可知实验时需要测量的物理量：待测物体受到的拉力，待测物体做匀速圆周运动的半径，周期。 （3）[3]根据 可得待测质量的表达式为 12. 为了验证平抛运动规律，实验小组运用了水柱法。使用的器材是各种不同规格的矿泉水瓶、透明薄板和红色颜料水。如图1所示，在无盖的矿泉水瓶侧壁上钻小孔，堵住小孔并往矿泉水瓶里装红色颜料水，然后打开小孔，水平射出的水就会形成曲线状水柱。 （1）已知图1中左右两矿泉水瓶完全一样，左瓶装水多，右瓶装水少，下列叙述正确的有（　　） A. 射出水的初速度与侧孔下方水高有关 B. 左瓶出水初速度大于右瓶出水初速度 C. 射出水柱的水平距离一直保持不变 （2）为了分析水柱曲线特征，使用透明薄板和记号笔描绘水柱曲线，下列说法正确的有（　　） A. 透明薄板要靠近水柱，让水柱在薄板上留下痕迹 B. 透明薄板竖直放置且要靠近水柱又不能接触水柱 C. 为了更好地描绘水柱，应选用瓶径更大的矿泉水瓶 D. 为了更好地描绘水柱，侧孔开口越大越好 （3）实验小组描绘的部分水柱如图2所示，为了分析水柱曲线特征，水平方向建立了-轴，竖直方向建立了轴，若实验小组确定了水柱曲线为抛物线，则该次实验出水初速度大小为___________m/s（重力加速度g取10m/s2，结果保留2位有效数字）。 【答案】（1）B （2）BC （3）2.0 【解析】 【小问1详解】 射出水的初速度与侧孔上方水高有关，与下方水高无关，上方水高越大，射水初速度越大。上方水高会越来越小，出水初速度越来越小，水柱水平距离越来越小。 故选B。 【小问2详解】 为了描绘水柱，透明薄板竖直放置且要靠近水柱又不能接触水柱，选用瓶径越大，上方水高下降越慢，出水初速度变化越慢，水柱形状越稳定，有利于描绘水柱，侧孔开口口径越大，上方水高下降越快，水柱越不稳定。 故选BC。 【小问3详解】 由， 代入数据可计算得到 四、解答题（13题12分，14题14分，15题16分，共42分） 13. 投壶是从先秦延续至清末的一种中国传统礼仪，在图甲中，小孩将箭矢水平抛出投入壶中，将箭矢视为质点，不计空气阻力和壶的高度，简化后如图乙所示，箭矢从离地面高h=0.8m的A点以初速度v0=5m/s水平抛出，正好落在壶口B点，已知g=10m/s2，求： （1）箭矢运动的时间； （2）箭矢运动的水平距离。 【答案】（1）0.4s （2）2m 【解析】 【小问1详解】 箭矢做平抛运动，竖直方向做自由落体运动，有 解得 s 【小问2详解】 水平方向做匀速直线运动，有 m 14. 在用高级沥青铺设的高速公路上．对汽车的设计限速是30m/s。汽车在这种路面上行驶时，它的轮胎与地而的最大静摩擦力等于车重的0.6倍。 （1）如果汽车在这种高速路的水平弯道上拐弯，假设弯道的路面是水平的，其弯道的最小半径为多大？ （2）如果弯道的路面设计为倾斜（外高内低），弯道半径为360m，要使汽车以30m/s的速度通过此弯道时不产生侧向摩擦力，则弯道路面的倾斜角度正切为多大？ 【答案】（1）150 m；（2） 【解析】 【详解】（1）汽车在水平路面上拐弯，可认为汽车做匀速圆周运动，由静摩擦力提供向心力可得 可得 可知其弯道的最小半径为150 m。 （2）设弯道路面的倾斜角度为，要使汽车通过此弯道时不产生侧向摩擦力，汽车受到的重力和支持力的合力提供向心力，则有 可得 15. 2025年1月17日，我国在酒泉卫星发射中心使用长征二号丁运载火箭，成功将巴基斯坦PRSC-EO1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。已知地球的半径为R，地球表面的重力加速度大小为g，卫星入轨后在距地面高度为kR（k为大于1的常数）的轨道上做匀速圆周运动。求： （1）地球的第一宇宙速度； （2）卫星的向心加速度大小a； （3）卫星绕地球运行的线速度大小v。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 第一宇宙速度是卫星在地球表面附近做匀速圆周运动的速度。此时，卫星受到的万有引力近似等于重力，且万有引力提供向心力，设卫星质量为m，则有 解得 【小问2详解】 设地球质量为M，对卫星，由牛顿第二定律有 因为 联立解得卫星的向心加速度大小 【小问3详解】 根据 其中 联立解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $