精品解析：辽宁省沈阳市回民中学2024-2025学年高一下学期4月月考物理试题

辽宁省沈阳市回民中学2024-2025学年高一下学期4月月考物理试题 试卷满分：100分 时间：75分钟 一、选择题：本题共10小题，共46分。在每个小题给出的四个选项中，第1—7题只有一项符合要求，每小题4分；第8—10题有多项符合题目要求，每小题6分，选对但不全得3分，有选错的不得分 1. 在科学发展的历程中，许多科学家做出了杰出的贡献，下列叙述符合史实的是（　　） A. 开普勒总结出了行星运动的规律，发现了万有引力定律 B. 关于万有引力公式公式中引力常量G的值是牛顿测得的 C. 相对论的出现使经典物理学在自己的适用范围内不再继续发挥作用 D. 牛顿将行星与太阳、地球与月球、地球与地面物体之间引力规律推广到宇宙中的一切物体，得出了万有引力定律 【答案】D 【解析】 【详解】A．开普勒总结出了行星运动的规律，万有引力定律是牛顿发现的，故A错误； B．卡文迪什第一次在实验室里测出了万有引力常量G，故B错误； C．经典力学是狭义相对论在低速条件下的近似，因此经典力学在自己的适用范围内还将继续发挥作用，故C错误； D．牛顿将行星与太阳、地球与月球、地球与地面物体之间的引力规律推广到宇宙中的一切物体，得出了万有引力定律，故D正确。 故选D。 2. 前不久河北石家庄京津冀第五届滹沱河公开水域游泳挑战赛在叶子广场周边水域进行，比赛前某运动员练习时要匀速横渡一段宽的澽沱河，运动员在静水中的速度为，水流速度为，则（　　） A. 该运动员可能垂直河岸到达正对岸 B. 该运动员渡河的时间可能小于200s C. 该运动员以最短时间渡河时，它沿水流方向的位移大小为600m D. 该运动员以最短位移渡河时，位移大小为800m 【答案】D 【解析】 【详解】A．运动员在静水中的速度小于水流速度，合速度方向不可能垂直河岸，所以该运动员不可能垂直河岸到达正对岸，故A错误； B．运动员在静水中的速度始终垂直河岸时渡河时间最短，最短渡河时间为 该运动员渡河的时间不可能小于200s，故B错误； C．该运动员以最短时间渡河时，它沿水流方向的位移大小为 故C错误； D．运动员在静水中的速度小于水流速度，合速度方向不可能垂直河岸，该运动员以最短位移渡河时，合速度方向应与运动员在静水中的速度方向垂直，则位移大小为 故D正确。 故选D。 3. 如图所示，无人机沿圆弧向上匀速爬升，则无人机（　　） A. 所受合外力为0 B. 加速度恒定 C. 所受的各个力做功总和为零 D. 重力做负功，重力势能减小 【答案】C 【解析】 【详解】A．无人机做匀速圆周运动，则所受合外力指向圆心，不为零，故A错误； B．无人机做匀速圆周运动，加速度时刻指向圆心，方向改变，则加速度改变，故B错误； C．无人机做匀速圆周运动，则所受合外力指向圆心，合外力即向心力不做功，则所受的各个力做功总和为零，故C正确； D．飞机向上运动，高度增加，则重力做负功，重力势能增加，故D错误。 故选C 4. 如图所示，将某物体以一定的速度从距地面15m高处水平抛出，落地时物体速度与水平地面的夹角为。以物体抛出点为坐标原点，初速度方向为x轴方向，竖直向下为y轴方向，建立平面直角坐标系，不计空气阻力，g取，则物体运动的轨迹方程为（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】竖直方向为自由落体运动，则由 得 落地时竖直方向的速度 又由落地时物体速度与水平地面的夹角为；可得水平方向的初速度 则可得水平位移 联立 得 故选C。 5. 在通往某景区的公路上，一辆小汽车沿水平面由静止启动，在前20s内做匀加速直线运动，第20s末达到额定功率，之后保持额定功率运动，其图像如图所示。已知汽车的质量m=1×103kg，汽车受到地面的阻力和空气阻力的合力大小恒为车重的0.2倍，重力加速度g=10m/s2。则汽车的最大速度为（　　） A. 25m/s B. 28m/s C. 30m/s D. 35m/s 【答案】C 【解析】 【详解】由题意可知汽车受到地面的阻力和空气阻力的合力大小为 由图像可知做匀加速时的加速度为 根据牛顿第二定律可得 解得匀加速时的牵引力大小为 当速度为时，功率达到额定功率，则有 当牵引力等于阻力时，汽车的速度达到最大，则有 故选C。 6. 如图所示，曲线I是一颗绕地球做圆周运动卫星轨道示意图，其半径为R；曲线Ⅱ是一颗绕地球椭圆运动卫星轨道的示意图，O点为地球球心，AB为椭圆的长轴，两轨道和地心都在同一平面内，已知在两轨道上运动的卫星的周期相等，万有引力常量为G，地球质量为M，下列说法正确的是（ ） A. 椭圆轨道的半长轴长度大于R B. 卫星在I轨道的速率为，卫星在II轨道B点的速率为，则 C. 卫星在I轨道的加速度大小为，卫星在II轨道A点加速度大小为，则 D. 若OA=0.5R，则卫星在A点速率 【答案】B 【解析】 【详解】A．由于两轨道上运动的卫星周期相等，根据开普勒第三定律可知，轨道I的半径和轨道II的半长轴相等，则椭圆轨道的半长轴长度等于R，故A错误； B．设卫星在II轨道B点变轨到绕O点做匀速圆周运动轨道上，变轨后卫星的速率为，卫星在II轨道B点的速率为，则有 卫星绕O点做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力可得 可得 则有 故B正确； C．根据牛顿第二定律可得 可得 可知离地心越远，加速度越小；卫星在I轨道的加速度大小为，卫星在II轨道A点加速度大小为，则有 故C错误； D．若OA=0.5R，假设卫星过A点绕O点做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力可得 可得 实际上卫星在A点做离心运动，则有 故D错误。 故选B。 7. 如图甲所示，将质量均为m的物块A、B沿同一径向置于水平转盘上，两者用长为L的水平轻绳连接，轻绳恰好伸直但无拉力。已知两物块与转盘之间的动摩擦因数均为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，物块A与转轴的距离等于L，整个装置能绕通过转盘中心的竖直轴转动。当转盘以不同角速度匀速转动时，两物块所受摩擦力大小f与角速度二次方的关系图像如图乙所示，重力加速度为g。下列说法正确的是（　　） A. 乙图中图像a为物块B所受f与的关系图像 B. 当角速度增大到时，轻绳开始出现拉力 C. D. 当时，轻绳的拉力大小为 【答案】D 【解析】 【详解】AB．一开始角速度比较小时，两物块的静摩擦力提供所需的向心力，由于物块B的半径较大，所需向心力较大，则物块B的摩擦力先达到最大，之后物块B的摩擦力不变，绳子开始产生拉力，则乙图中图像b为物块B所受f与的关系图像，对B由牛顿第二定律可得 解得开始产生绳子拉力时的角速度为 故AB错误； CD．乙图中图像a为物块A所受f与的关系图像，当时，物块A的摩擦力达到最大，分别对A和B根据牛顿第二定律可得 联立解得 则有 故C错误，D正确。 故选D。 8. 如图所示，摆球质量为，悬线长度为L，把悬线拉到水平位置后放手。设在摆球从A点运动到B点的过程中空气阻力的大小不变，则在此过程中（　　） A. 重力的瞬时功率先增大后减小 B. 重力的瞬时功率在不断增大 C. 空气阻力做功为 D. 空气阻力做功为 【答案】AC 【解析】 【详解】AB．在最初的位置，因为小球的速度为零，则重力做功的功率为零；在摆动过程中，重力与小球的速度成锐角，功率不为零；在最低点时，小球的速度与重力垂直，则重力做功的功率为零，由此可知，重力做功的功率先增大后减小，故A正确，B错误； CD．空气阻力的大小不变，方向始终与速度方向相反，故空气阻力做功为 故C正确，D错误。 故选AC。 9. 有关圆周运动的基本模型，下列说法正确的是（　　） A. 如图甲，汽车通过拱桥的最高点处于失重状态 B. 如图乙所示是一圆锥摆，增大θ，若保持圆锥的高不变，则圆锥摆的角速度不变 C. 如图丙，同一小球在光滑而固定的圆锥筒内的A、B位置先后分别做匀速圆周运动，则在A、B两位置小球的角速度及所受筒壁的支持力大小相等 D. 火车转弯超过规定速度行驶时，外轨对火车轮缘会有挤压作用 【答案】ABD 【解析】 【详解】A．汽车通过拱桥的最高时，合力向下，加速度向下，所以出于失重状态，A正确； B．对圆锥受力分析如下图，根据牛顿第二定律得 解得，可知圆锥摆的角速度与角度无关，B正确； C．对A、B受力分析如下图所示，可得 由于，；由于斜面角度不变，所以小球所受筒壁的支持力大小相等，有，综上所述，C错误； D．火车转弯超过规定速度行驶时，外轨对火车轮缘会有挤压作用，合起来提供火车转弯的向心力，D正确。 故选ABD。 10. 我国载人月球探测工程登月阶段任务已启动实施，计划在2030年前实现中国人首次登陆月球。若探测器登月前一段时间内绕月球做匀速圆周运动，轨道半径的三次方与周期的二次方的关系图像的斜率为k，月球的半径为R，引力常量为G，将月球视为质量分布均匀的球体，球的体积公式为，其中，r为球的半径，则下列说法正确的是（ ） A. 月球的质量为 B. 月球的密度为 C. 月球的第一宇宙速度为 D. 月球表面的重力加速度大小为 【答案】AD 【解析】 【详解】A．设月球与探测器的质量分别为M、m，探测器登月前一段时间内绕月球做匀速圆周动的轨道半为，有 又，解得 选项A正确； B．月球的体积 月球的密度 解得 选项B错误； C．根据 可得月球的第一宇宙速度 选项C错误； D．月球表面的重力加速度大小 选项D正确。 故选AD。 二、填空题（每空2分，11题6分，12题8分，共14分） 11. 卡文迪许利用如图所示的扭称实验装置测量了引力常量： （1）横梁一端固定有一质量为m半径为r的均匀铅球A，旁边有一质量为m，半径为r的相同铅球B，A、B两球表面的最近距离L，已知引力常量为G，则A、B两球间的万有引力大小为F=_________． （2）在下图所示的几个实验中，与“卡文迪许扭秤实验”中测量微小量的思想方法最相近的是__________．（选填“甲”“乙”或“丙”） （3）引力常量的得出具有重大意义，比如：_____________________．（说出一条即可） 【答案】 ①. ②. 乙 ③. 引力常量的普适性证明了万有引力定律的正确性（或：引力常量的得出使得可以定量计算万有引力的大小；引力常量的得出使得人们可以方便地计算出地球的质量） 【解析】 【详解】（1）根据万有引力公式可得 （2）由于引力较小，所以卡文迪许设计此实验时运用了放大法的思想，所以利用微小测量方法放大的思想的是乙图 （3）引力常量的得出具有重大意义，比如：引力常量的普适性证明了万有引力定律的正确性（或：引力常量的得出使得可以定量计算万有引力的大小；引力常量的得出使得人们可以方便地计算出地球的质量） 故本题答案是：(1). (2). 乙 (3). 引力常量的普适性证明了万有引力定律的正确性（或：引力常量的得出使得可以定量计算万有引力的大小；引力常量的得出使得人们可以方便地计算出地球的质量） 12. 某实验小组为了测量当地的重力加速度g设计了如下实验，将一根长为L的轻绳,一端固定在过O点的水平转轴上,另一端固定一质量为m的小球,使整个装置绕O点在竖直面内转动．在小球转动过程中的最高点处放置一光电门，在绳子上适当位置安装一个力的传感器，如图甲，实验中记录小球通过光电门的时间以确定小球在最高点的速度v，同时记录传感器上绳子的拉力大小F，即可做出小球在最高点处绳子对小球的拉力与其速度平方的关系图如图乙； (1)根据实验所给信息，写出小球在最高点处F与v的关系式_____________； (2)请根据作出的F-v2图象的信息可以求出当地的重力加速度g=___________；（用b、L表示） (3)如果实验中保持绳长不变，而减小小球的质量m，则图像中b的位置_____________；（变化/不变），图像斜率_____________（不变/变小/变大）． 【答案】 ①. ②. ③. 不变 ④. 变小 【解析】 【详解】(1)对最高处的小球受力分析，由牛顿第二定律可得，，解得：． (2)根据图像可得，当时，；则：，解得：． (3)实验中保持绳长不变，减小小球的质量m；因为，则图像的横截距不变，图像的斜率变小． 三、计算题，共40分（有必要的文字说明） 13. 质量的小球在长为的细绳作用下，在竖直平面内做圆周运动，细绳能承受的最大拉力，转轴离地高度，不计阻力，重力加速度取，求： （1）若小球在某次运动到最低点时细绳恰好被拉断，求此时小球的速度大小； （2）绳断后小球对应的水平射程； （3）小球平抛过程中，重力做的功？小球要落地时重力的瞬间功率？ 【答案】（1） （2）4m （3）， 【解析】 【小问1详解】 设细绳恰好被拉断时，小球的速度大小为，此时对小球由牛顿第二定律有 解得 【小问2详解】 此后小球做平抛运动，设运动时间为，则对小球由平抛运动的规律有， 联立解得， 【小问3详解】 小球平抛过程中，重力做的功为 小球要落地时重力的瞬间功率为 14. 2024年6月4日7时38分，嫦娥六号上升器携带月球样品自月球背面起飞，成功进入预定环月轨道。如图所示，设月球表面上有一倾角的足够长固定斜面，一小物块从斜面底端以速度沿斜面向上运动，经过时间t后速度恰好减为零。已知小物块和斜面间的动摩擦因数为，月球半径为R，引力常量为G，，。求： （1）月球表面的重力加速度大小； （2）月球的“第一宇宙速度”； （3）嫦娥六号在距月球表面高度为h的环月轨道上做匀速圆周运动的运行周期T。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）设小物块沿斜面上滑时的加速度大小为，根据牛顿第二定律可得 又 联立解得月球表面的重力加速度大小为 （2）卫星在月球表面轨道绕月球做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力得 又 联立解得月球的第一宇宙速度为 （3）嫦娥六号在距月球表面高度为h的环月轨道上做匀速圆周运动时，由万有引力提供向心力得 解得运行周期为 15. 中国探月工程（“嫦娥工程”）分为“绕”“落”“回”3个阶段，嫦娥五号月球探测器已经成功实现采样返回，不久的将来中国宇航员将登上月球。已知引力常量为G。 （1）若宇航员登陆月球后在月球表面做自由落体实验，释放点距月球表面高度为h，物体下落时间为t，已知月球的半径为R，不考虑月球自转，求月球的质量。 （2）若探测器在靠近月球表面的圆形轨道无动力飞行，测得其环绕周期为T，忽略探测器到月面的高度，求月球的密度。 （3）若忽略其他星球的影响，地球和月球受到彼此的万有引力作用，分别围绕其连线上的某一点O做周期相同的匀速圆周运动，如图所示。测得地球和月球中心之间的距离为L，月球的运动周期为，求地球和月球的总质量。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）设月球表面重力加速度为g，由自由落体规律 不考虑月球自转，则有 联立解得月球的质量为 （2）探测器在靠近月球表面的圆形轨道无动力飞行，则有 月球的密度 （3）地球和月球别围绕其连线上的某一点O做周期相同的匀速圆周运动，设地球和月球运动的半径分别为r1、r2，则有 对地球和月球根据牛顿第二定律分别有 两式相加整理可解得地球和月球的总质量为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 辽宁省沈阳市回民中学2024-2025学年高一下学期4月月考物理试题 试卷满分：100分 时间：75分钟 一、选择题：本题共10小题，共46分。在每个小题给出的四个选项中，第1—7题只有一项符合要求，每小题4分；第8—10题有多项符合题目要求，每小题6分，选对但不全得3分，有选错的不得分 1. 在科学发展的历程中，许多科学家做出了杰出的贡献，下列叙述符合史实的是（　　） A. 开普勒总结出了行星运动的规律，发现了万有引力定律 B. 关于万有引力公式公式中引力常量G的值是牛顿测得的 C. 相对论的出现使经典物理学在自己的适用范围内不再继续发挥作用 D. 牛顿将行星与太阳、地球与月球、地球与地面物体之间的引力规律推广到宇宙中的一切物体，得出了万有引力定律 2. 前不久河北石家庄京津冀第五届滹沱河公开水域游泳挑战赛在叶子广场周边水域进行，比赛前某运动员练习时要匀速横渡一段宽的澽沱河，运动员在静水中的速度为，水流速度为，则（　　） A 该运动员可能垂直河岸到达正对岸 B. 该运动员渡河的时间可能小于200s C. 该运动员以最短时间渡河时，它沿水流方向的位移大小为600m D. 该运动员以最短位移渡河时，位移大小为800m 3. 如图所示，无人机沿圆弧向上匀速爬升，则无人机（　　） A. 所受合外力0 B. 加速度恒定 C. 所受的各个力做功总和为零 D. 重力做负功，重力势能减小 4. 如图所示，将某物体以一定的速度从距地面15m高处水平抛出，落地时物体速度与水平地面的夹角为。以物体抛出点为坐标原点，初速度方向为x轴方向，竖直向下为y轴方向，建立平面直角坐标系，不计空气阻力，g取，则物体运动的轨迹方程为（　　） A. B. C. D. 5. 在通往某景区的公路上，一辆小汽车沿水平面由静止启动，在前20s内做匀加速直线运动，第20s末达到额定功率，之后保持额定功率运动，其图像如图所示。已知汽车的质量m=1×103kg，汽车受到地面的阻力和空气阻力的合力大小恒为车重的0.2倍，重力加速度g=10m/s2。则汽车的最大速度为（　　） A. 25m/s B. 28m/s C. 30m/s D. 35m/s 6. 如图所示，曲线I是一颗绕地球做圆周运动卫星轨道的示意图，其半径为R；曲线Ⅱ是一颗绕地球椭圆运动卫星轨道的示意图，O点为地球球心，AB为椭圆的长轴，两轨道和地心都在同一平面内，已知在两轨道上运动的卫星的周期相等，万有引力常量为G，地球质量为M，下列说法正确的是（ ） A. 椭圆轨道的半长轴长度大于R B. 卫星在I轨道的速率为，卫星在II轨道B点的速率为，则 C. 卫星在I轨道加速度大小为，卫星在II轨道A点加速度大小为，则 D. 若OA=0.5R，则卫星在A点的速率 7. 如图甲所示，将质量均为m的物块A、B沿同一径向置于水平转盘上，两者用长为L的水平轻绳连接，轻绳恰好伸直但无拉力。已知两物块与转盘之间的动摩擦因数均为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，物块A与转轴的距离等于L，整个装置能绕通过转盘中心的竖直轴转动。当转盘以不同角速度匀速转动时，两物块所受摩擦力大小f与角速度二次方的关系图像如图乙所示，重力加速度为g。下列说法正确的是（　　） A. 乙图中图像a为物块B所受f与的关系图像 B. 当角速度增大到时，轻绳开始出现拉力 C. D. 当时，轻绳的拉力大小为 8. 如图所示，摆球质量为，悬线长度为L，把悬线拉到水平位置后放手。设在摆球从A点运动到B点的过程中空气阻力的大小不变，则在此过程中（　　） A. 重力的瞬时功率先增大后减小 B. 重力瞬时功率在不断增大 C. 空气阻力做功为 D. 空气阻力做功为 9. 有关圆周运动的基本模型，下列说法正确的是（　　） A. 如图甲，汽车通过拱桥的最高点处于失重状态 B. 如图乙所示是一圆锥摆，增大θ，若保持圆锥的高不变，则圆锥摆的角速度不变 C. 如图丙，同一小球在光滑而固定的圆锥筒内的A、B位置先后分别做匀速圆周运动，则在A、B两位置小球的角速度及所受筒壁的支持力大小相等 D. 火车转弯超过规定速度行驶时，外轨对火车轮缘会有挤压作用 10. 我国载人月球探测工程登月阶段任务已启动实施，计划在2030年前实现中国人首次登陆月球。若探测器登月前一段时间内绕月球做匀速圆周运动，轨道半径的三次方与周期的二次方的关系图像的斜率为k，月球的半径为R，引力常量为G，将月球视为质量分布均匀的球体，球的体积公式为，其中，r为球的半径，则下列说法正确的是（ ） A. 月球的质量为 B. 月球的密度为 C. 月球的第一宇宙速度为 D. 月球表面的重力加速度大小为 二、填空题（每空2分，11题6分，12题8分，共14分） 11. 卡文迪许利用如图所示的扭称实验装置测量了引力常量： （1）横梁一端固定有一质量为m半径为r的均匀铅球A，旁边有一质量为m，半径为r的相同铅球B，A、B两球表面的最近距离L，已知引力常量为G，则A、B两球间的万有引力大小为F=_________． （2）在下图所示的几个实验中，与“卡文迪许扭秤实验”中测量微小量的思想方法最相近的是__________．（选填“甲”“乙”或“丙”） （3）引力常量的得出具有重大意义，比如：_____________________．（说出一条即可） 12. 某实验小组为了测量当地的重力加速度g设计了如下实验，将一根长为L的轻绳,一端固定在过O点的水平转轴上,另一端固定一质量为m的小球,使整个装置绕O点在竖直面内转动．在小球转动过程中的最高点处放置一光电门，在绳子上适当位置安装一个力的传感器，如图甲，实验中记录小球通过光电门的时间以确定小球在最高点的速度v，同时记录传感器上绳子的拉力大小F，即可做出小球在最高点处绳子对小球的拉力与其速度平方的关系图如图乙； (1)根据实验所给信息，写出小球在最高点处F与v的关系式_____________； (2)请根据作出的F-v2图象的信息可以求出当地的重力加速度g=___________；（用b、L表示） (3)如果实验中保持绳长不变，而减小小球的质量m，则图像中b的位置_____________；（变化/不变），图像斜率_____________（不变/变小/变大）． 三、计算题，共40分（有必要的文字说明） 13. 质量的小球在长为的细绳作用下，在竖直平面内做圆周运动，细绳能承受的最大拉力，转轴离地高度，不计阻力，重力加速度取，求： （1）若小球在某次运动到最低点时细绳恰好被拉断，求此时小球的速度大小； （2）绳断后小球对应的水平射程； （3）小球平抛过程中，重力做功？小球要落地时重力的瞬间功率？ 14. 2024年6月4日7时38分，嫦娥六号上升器携带月球样品自月球背面起飞，成功进入预定环月轨道。如图所示，设月球表面上有一倾角的足够长固定斜面，一小物块从斜面底端以速度沿斜面向上运动，经过时间t后速度恰好减为零。已知小物块和斜面间的动摩擦因数为，月球半径为R，引力常量为G，，。求： （1）月球表面的重力加速度大小； （2）月球的“第一宇宙速度”； （3）嫦娥六号在距月球表面高度为h的环月轨道上做匀速圆周运动的运行周期T。 15. 中国探月工程（“嫦娥工程”）分为“绕”“落”“回”3个阶段，嫦娥五号月球探测器已经成功实现采样返回，不久的将来中国宇航员将登上月球。已知引力常量为G。 （1）若宇航员登陆月球后在月球表面做自由落体实验，释放点距月球表面高度为h，物体下落时间为t，已知月球的半径为R，不考虑月球自转，求月球的质量。 （2）若探测器在靠近月球表面的圆形轨道无动力飞行，测得其环绕周期为T，忽略探测器到月面的高度，求月球的密度。 （3）若忽略其他星球的影响，地球和月球受到彼此的万有引力作用，分别围绕其连线上的某一点O做周期相同的匀速圆周运动，如图所示。测得地球和月球中心之间的距离为L，月球的运动周期为，求地球和月球的总质量。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $