广西南宁市第二中学2024-2025学年高一下学期5月月考物理试卷

南宁市第二中学2025学年高一下学期5月月考物理试卷 一、单项选择题（本大题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。） 1．物理学基于观察与实验，建构物理模型，应用数学等工具，通过科学推理和论证，形成系统的研究方法和理论体系。下列说法中正确的是 A．图甲：卢瑟福通过分析粒子散射实验结果，发现了质子和中子 B．图乙：玻尔理论指出氢原子能级是分立的，所以原子发射光子的频率是不连续的 C．图丙：当光照射锌板时，验电器的指针发生了偏转，验电器的金属杆带负电荷 D．图丁：普朗克通过研究黑体辐射提出能量子的概念，成功解释了光电效应 2．北京时间2025年1月21日1时12分，神舟十九号乘组航天员蔡旭哲、宋令东、王浩泽密切协同，经过约8.5小时的出舱活动，圆满完成出舱活动，航天员安全返回问天实验舱，出舱活动取得圆满成功。神十九与卫星A在同一平面内，二者沿同一方向（顺时针）做匀速圆周运动，航天员刚出舱时神十九、卫星A与地心连线的夹角为60°，如图所示。已知神十九的运行周期为1.5h，卫星A的轨道半径是神十九的4倍，则此后8.5小时内，卫星A在神十九正上方的次数为（　　） A．5 B．6 C．7 D．8 3．华为Mate·60Pro成为全球首款支持卫星通话的大众智能手机，该手机的卫星通信功能可以让我们在无信号环境下，通过“天通一号”系列卫星与外界进行联系。“天通一号”系列卫星为地球同步静止卫星，目前我国已发射有“天通一号”01、02、03卫星。将卫星绕地球的运动视为匀速圆周运动。关于“天通一号”系列卫星下列说法正确的是（　　） A．三颗卫星有可能经过北京市上空 B．三颗卫星的轨道线速度大小都相等 C．三颗卫星的运行速度等于 D．若已知三颗卫星到地球表面高度及引力常量，即可求出地球质量 4．如图，一小星球与某恒星中心距离为R时，小星球的速度大小为v、方向与两者中心连线垂直。恒星的质量为M，引力常量为G。下列说法正确的是 A．若，小星球做匀速圆周运动 B．若，小星球可能与恒星相撞 C．若，小星球做椭圆运动 D．若，小星球可能与恒星相撞 5． 以下叙述正确的是（　　） A．加速度反映了速度变化的大小 B．物体的运动状态改变是指物体的速度大小改变 C．物体所受重力可认为作用在物体的重心上，“重心”概念的提出用到了理想化方法 D．在力的分解中，分力的性质一定与合力相同 6．下面说法正确的是（　　） A．静止的火车启动时速度变化缓慢是因为物体静止时的惯性大 B．运动的物体速度变化大，加速度一定大 C．在研究神舟十七号飞船与空间站组合体进行自主快速交会对接时，可以将神舟十七号飞船视为质点 D．摩擦力的方向可能与物体运动的方向相同 7． 如图所示，在轻杆上端B点系上一根长为的细线，细线下端连上一个质量为的小球．以轻杆的A点为顶点，使轻杆旋转起来，其B点在水平面内做匀速圆周运动，轻杆的轨迹为一个母线长为的圆锥，轻杆与中心轴间的夹角为。同时小球在细线的约束下开始做圆周运动，轻杆旋转的角速度为，小球稳定后，细线与轻杆间的夹角。已知重力加速度为，则（　　） A．小球做圆周运动的周期为 B．小球做圆周运动的线速度与角速度的比值为 C．小球做圆周运动的线速度与角速度的乘积为 D．细线对小球的拉力为 二、多项选择题（本大题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项是符合题目要求的。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。） 8．如图甲所示，竖直平面内固定有一光滑的圆环，圆心为O，半径为R。小球穿过圆环，绕圆心O做圆周运动。某同学使用传感器记录下小球运动到最高点时圆环与小球间弹力F，以及在最高点的速度v，图乙为图像，重力加速度g取，则（　　） A．小球的质量为1.5kg B．固定圆环的半径R为0.3m C．当时，小球受到圆环弹力大小为5N，方向竖直向上 D．当时，小球受到圆环弹力大小为17.5N，方向竖直向下 9．如图，一位同学玩飞镖游戏。镖盘的半径为R，镖盘在竖直面内绕圆心以一定的角速度做匀速转动，镖盘边缘上有一点P，当P点转到最高点时，该同学将飞镖正对着P点水平抛出，结果飞镖刚好击中P点，不计空气阻力，不计飞镖的大小，重力加速度大小为g，下列说法正确的是（　　） A．当P点再次运动到最高点时飞镖刚好击中P点 B．当P点运动到最低点时飞镖刚好击中P点 C．飞镖运动的时间一定是 D．圆盘转动的角速度可能为 10． 假如某宇航员在月球表面以初速度竖直上抛出一个小球，经时间后小球回到出发点，已知月球的半径为，引力常量为，下列说法正确的是（　　） A．月球表面的重力加速度为 B．月球的质量为 C．探测器在月球表面获得的速度就可能离开月球表面绕月球做圆周运动 D．探测器在月球表面附近绕月球做匀速圆周运动的绕行周期为 三、实验题（本大题共2小题，共16分。） 11．某同学设计了一个研究平抛运动的实验装置，如图甲所示。在水平桌面上放置一个斜面，让钢球从斜面上由静止滚下，钢球滚过桌边后便做平抛运动。在钢球抛出后经过的途中放置一块水平木板，木板由支架固定成水平，木板所在高度可通过竖直标尺（未画出）读出，木板可以上下自由调节。在木板上固定一张白纸。该同学在完成装置安装后进行了如下步骤的实验： A.实验前在白纸上画一条直线，并在线上标出a、b、c三点，且，如图乙所示； B.让钢球从斜面上的某一位置由静止滚下，调节木板高度，使得钢球正好击中a点，记下此时木板与桌面的高度差； C.让钢球从斜面上的同一位置由静止滚下，调节木板高度，使得钢球正好击中b点，记下此时木板与桌面的高度差； D.让钢球从斜面上的同一位置由静止滚下，调节木板高度，使得钢球正好击中c点，记下此时木板与桌面的高度差。 （1）下列说法中正确的是______（填字母）。 A．实验时应保持桌面水平 B．必须选择对钢球摩擦力尽可能小的斜面 C．必须选择对钢球摩擦力尽可能小的桌面 （2）已知当地的重力加速度为，空气阻力不计，则该同学由上述测量结果即可粗测出钢球的平抛初速度大小　 　m/s，钢球击中b点时的速度大小　 　m/s。（结果均保留2位有效数字） 12．如图甲所示为向心力演示仪，某同学探究小球做圆周运动所需向心力的大小F与质量m、角速度和半径r之间的关系。长槽的A、B处和短槽的C处分别到各自转轴中心距离之比为，该同学设计了如图乙所示的三种组合方式，变速塔轮自上而下每层左右半径之比分别为、和。 （1）本实验的目的是探究向心力的大小F与小球质量m、角速度和半径r之间的关系，实验中采用的主要实验方法与下列实验相同的是______。 A．探究两个互成角度的力的合成规律 B．探究平抛运动的特点 C．探究加速度与物体受力、物体质量的关系 （2）在某次实验中，探究向心力的大小与半径的关系，则需要将传动皮带调至第　 　层塔轮（选填“一”、“二”或三”）；进行实验时应将质量相等的两个小球分别放在挡板　 　（选填“A和B”、”A和C”或“B和C”）处。 （3）按（2）中正确选择后，两次以不同的转速匀速转动手柄，左、右测力筒露出等分标记如图丙所示。则向心力大小F与小球做圆周运动半径r的关系是______。 A．F与成反比 B．F与成正比 C．F与r成反比 D．F与r成正比 四、计算题（本大题共3小题，共38分。解析应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的不得分，有数字计算的题，答案必须明确写出数值和单位。） 13．如图所示，倾角为θ=37°的斜面与圆心为O、半径R=0.9m的光滑圆弧轨道在B点平滑连接，且固定于竖直平面内。斜面上固定一平行于斜面的轻质弹簧，现沿斜面缓慢推动质量为m=0.8kg的滑块a使其压缩弹簧至A处，将滑块a由静止释放，通过D点时轨道对滑块a的弹力为零。已知A、B之间的距离为L=1.35m，滑块a与斜面间动摩擦因数μ=0.25，C为圆弧轨道的最低点，CE为圆弧轨道的直径，OD水平，滑块a可视为质点，忽略空气阻力，取g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。 （1）求滑块a在C点对轨道压力的大小。 （2）求滑块a整个运动过程中系统因摩擦而产生的热量。 （3）若仅将滑块a换为质量为m2=0.05kg的滑块b，滑块b由A点弹出后立即撤去弹簧，求滑块b第一次落在斜面上的位置至B点的距离。 14． 2022年12月17日凌晨，“嫦娥五号”探测器圆满完成我国首次月球无人采样任务，携带样品返回地球。已知引力常量为G，地球质量为M，地球半径为R，月球表面的重力加速度约为地球表面重力加速度的，月球半径为。 （1）求地球表面重力加速度大小g； （2）求月球的第一宇宙速度大小v。 15． 如图所示，半径为R=1.5 m的光滑圆弧支架竖直放置，圆心角θ=60°，支架的底部CD水平，离地面足够高，圆心O在C点的正上方，右侧边缘P点固定一个光滑小轮，可视为质点的小球A、B系在足够长的跨过小轮的轻绳两端，两球的质量分别为mA=0.3 kg、mB=0.1 kg。将A球从紧靠小轮P处由静止释放，不计空气阻力，g取10 m/s2。 （1）求A球运动到C点时的速度大小； （2）若A球运动到C点时轻绳突然断裂，从此时开始，需经过多长时间两球重力的功率大小相等。(计算结果可用根式表示) 答案解析部分 1．【答案】B 2．【答案】A 3．【答案】B 【解析】【解答】A．三颗卫星均为地球同步卫星，根据同步卫星的特点可以得出轨道只能定点在赤道的上空，不可能经过北京市上空，故A错误； B．三颗卫星的周期都等于地球自转周期，则轨道半径一定都相等，根据引力提供向心力有 可知，三颗卫星的轨道线速度大小都相等，故B正确； C．三颗卫星的运行轨道半径远大于地球的半径，根据线速度的表达式可知运行速度小于，故C错误； D．若已知三颗卫星到地球表面高度及引力常量，因周期已知，根据引力提供向心力可以得出 但是地球半径未知，则不可求出地球质量，故D错误。 故选B。 【分析】同步卫星的轨道只能在赤道平面上空；利用引力提供向心力可以比较线速度的大小；利用引力提供向心力可以判别根据已知条件不能求出地球的质量。 4．【答案】A 【解析】【解答】A．根据题意，小星球受到恒星的万有引力提供向心力，由可得 可知，若，小星球做匀速圆周运动，故A正确； B．根据需要的力与提供的力之间关系，可知若，万有引力不足以提供小星球做匀速圆周运动所需要的向心力，小星球做离心运动，但又不能脱离恒星的引力范围，所以小星球做椭圆运动， 小星球可能与恒星相撞 ，故B错误； C．若，这是小星球脱离恒星引力束缚的临界速度， 小星球将脱离恒星的束缚，做离心运动（逃逸），不是椭圆运动， 故C错误； D．若， 小星球会远离恒星，不可能与恒星相撞， 故D错误。 故选A。 【分析】本题主要考查万有引力定律的应用， 本题可根据万有引力提供向心力，结合第一宇宙速度（环绕速度）、第二宇宙速度（逃逸速度）相关知识判断小星球的运动状态。 5．【答案】D 【解析】【解答】A、加速度反映速度变化快慢的物理量，不是反映速度变化大小的物理量，所以A错；B、物体运动状态发生改变可能是物体的速度方向发生改变，所以B错；C、重心的概念引用使用了等效法，所以C错；D、在力的分解过程中，合力与分力的性质一定相同，所以D对；正确答案为D。 【分析】加速度描述速度变化快慢的物理量；物体运动状态发生改变包括速度的大小或者方向改变；重心的引入使用了等效法；力的分解中合力与分力的性质相同。 6．【答案】D 7．【答案】C 【解析】【解答】A、对小球，做圆周运动的周期为 故A错误； B、小球做圆周运动的线速度与角速度的关系满足 由几何关系可知 即小球做圆周运动的线速度与角速度的比值为 故B错误； C 、小球做圆周运动的线速度与角速度的乘积 由受力分析可知 故小球做圆周运动的线速度与角速度的乘积 故C正确； D、由受力分析可知 故D错误。 故答案为：C。 【分析】小球和轻杆属于同轴转动，转动过程轻杆和小球的角速度相等。根据几何关系确定小球做圆周运动的半径。确定小球的受力情况及向心力的来源，再结合牛顿第二定律及线速度、角速度及周期的关系进行解答。 8．【答案】B,C 9．【答案】B,C 【解析】【解答】要充分理解圆周运动与平抛运动的规律，能够综合应用相关规律解决实际问题，可能遇到的题型有先做圆周运动后做平抛运动和先做平抛运动后做圆周运动。 AB．由于飞镖做平抛运动，因此一定是当P点运动到最低点时飞镖刚好击中P点，故A错误，B正确； C．飞镖运动的时间由平抛运动的高度决定，根据 解得 故C正确； D．设圆盘转动的角速度为ω，结合上述有 （n=1，2，3…） 解得 若角速度为，解得 由此判断镖盘转动的角速度不可能为，故D错误。 故选BC。 【分析】飞镖做平抛运动，因此一定是当P点运动到最低点时飞镖刚好击中P点，飞镖运动的时间由平抛运动的高度决定，结合圆周运动的周期性求解。 10．【答案】A,C 【解析】【解答】A、小球在月球上做竖直上抛运动，则 故A正确； B、在月球表面万有引力等于重力，则 解得 故B错误； C、探测器离开月球表面绕月球做圆周运动，则万有引力提供向心力，则 解得 故C正确； D、 探测器在月球表面附近绕月球做匀速圆周运动 ，则 解得 故D错误。 故答案为：AC。 【分析】小球在月球上做竖直上抛运动，根据对称性得出时间为t的一半，再进行计算；根据万有引力提供重力求出质量；根据万有引力提供向心力求出第一宇宙速度；根据重力等于向心力求出周期。 11．【答案】（1）A （2）2.0；2.5 12．【答案】（1）C （2）一；B和C （3）D 13．【答案】（1）解：由题可知，滑块a在D点处的速度为0，对滑块a由C至D点过程，由动能定理有 对滑块a在C点由牛顿第二定律有， 结合牛顿第三定律可知，滑块a在C点对轨道压力的大小 （2）解：设滑块a在A处时弹簧储存的弹性势能为Ep，由能量守恒定律可知 解得 最终滑块a在B与B关于C对称的点之间运动，由能量守恒可知， 解得， （3）解：设滑块b能通过E点，对滑块b由A点至E点由能量守恒有 解得 滑块b恰好能通过E点时，有 可知，假设成立，设滑块b在空中运动的时间为t，滑块b落在斜面上的位置与B之间的水平距离为d，则有， 解得 又有 解得 【解析】【分析】（1） 通过D点时轨道对滑块a的弹力为零，根据牛顿第二定律可知此时滑块的速度为零，再对滑块从C到D的过程运用动能定理确定滑块在C点的速度，再结合牛顿定律进行解答； （2）由于斜面粗糙，圆弧轨道光滑，最终滑块将在B与B关于C对称的点之间做往复运动，即到达B的速度为零。先对滑块从A到C的过程运用能量守恒定律确定弹簧的弹性势能，再对全过程，即滑块从A到运动到B点速度为零时，整体运用能量守恒定律进行解答； （3）若滑块b能够通过E点，则通过E点后，开始做平抛运动。假设滑块b能通过E点，对滑块从A到E的过程运用能量守恒定律结合竖直平面内物体做圆周运动的临界条件判断假设是否成立。若成立再根据平抛运动规律确定落点与B点的距离。 14．【答案】（1）设探测器质量为m，在地球表面，由万有引力定律得 解得 （2）在月球表面，由万有引力定律得 又 解得 【解析】【分析】（1）对于地球表面物体，万有引力近似等于重力； （2）月球表面的物体，重力近似等于万有引力，相当于重力提供向心力。 15．【答案】（1）解：由题意可知，A、B组成的系统机械能守恒，有 根据几何关系有 根据运动的合成与分解有 联立解得 （2）解：轻绳断裂后，A球做平抛运动，B球做竖直上抛运动，B球上抛初速度 设经过时间t两球重力的功率大小相等，则 联立解得 【解析】【分析】（1）AB为连接体模型，两球沿绳方向的分速度大小相等，且在整个运动过程中，AB构成的系统机械能守恒，根据几何关系确定A球滑到C时，AB两球运动的位移，再根据机械能守恒定律及运动的合成与分解进行解答； （2）轻绳断裂后，A球做平抛运动，B球做竖直上抛运动，结合（1）中分析及结论确定B球做竖直上抛运动的初速度。当两球重力的功率大小相等，根据瞬时功率公式确定此时两球速度的大小关系，再结合平抛运动竖直方向的运动特点及竖直上抛运动的规律进行解答。 第 1 页 共 14 页 学科网（北京）股份有限公司 $$