精品解析：安徽省淮北市实验高级中学2024-2025学年高一下学期第三次月考物理试卷

淮北市实验高级中学2024-2025学年度第二学期第三次月考 高一物理试卷 满分：100分考试时间：75分钟命题人∶王奇审题人：蒋克福 一、单选题（共32分） 1. 节气是指二十四个时节和气候，是中国古代订立的一种用来指导农事的补充历法，是中华民族劳动人民长期经验积累的成果和智慧的结晶。地球沿椭圆形轨道绕太阳运动，2024年春分、夏至、秋分和冬至所处四个位置和时间如图所示。下列说法正确的是（　　） A. 地球由春分运行到秋分的时间等于由秋分运行到春分的时间 B. 夏至和冬至时地球绕太阳公转的角速度大小相等 C. 地球由春分运行到夏至的过程中加速度逐渐减小 D. 太阳在椭圆的一个焦点上，根据地球的公转周期和地球绕太阳椭圆轨道的半长轴长度可估算出地球的质量 【答案】C 【解析】 【详解】A．太阳位于椭圆右侧的焦点上，地球由春分运行到秋分的过程中每一位置的速度均比关于短轴对称的右侧椭圆上相应对称点的速度小，即地球在左侧运动的平均速率小一些，则地球由春分运行到秋分的时间比由秋分运行到春分的时间长，故A错误； B．由开普勒第二定律可知地球与太阳连线在相同时间内扫过的面积相同，故近地点的速度大于和远地点的速度，由于近地点和远地点的曲率半径相同，所以夏至和冬至时地球绕太阳公转的角速度大小不相等，故B错误； C．地球由春分点运行到夏至点的过程中与太阳距离增大，根据万有引力定律和牛顿第二定律可知，地球的加速度逐渐减小，故C正确； D．由开普勒第一定律，太阳在椭圆的一个焦点上，根据地球的公转周期和太阳与地球的距离可估算出的是中心天体太阳的质量，不能够估算地球的质量，故D错误。 故选C。 2. 影视作品中的武林高手通常是通过吊威亚（钢丝）展示轻功的。如图所示，水平向右运动的轨道车通过钢丝跨过滑轮拉着特技演员上升，便可呈现出演员飞檐走壁的效果。当钢丝与水平方向的夹角为时，演员与轨道车的速度大小的比值为（ ） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】设此时轨道车与演员的速度大小分别为v、，有 可得 故选B。 3. 有一质量为、半径为、密度均匀的球体，在距离球心为的地方有一质量为的质点。现从中挖去半径为的球体，如图所示，则剩余部分对的万有引力为（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】根据题意，由万有引力公式可得，未挖去之前，球体和质点间的引力为 挖去部分球体和质点间的引力为 由公式及可得 则有 剩余部分对的万有引力为 故选D。 4. 质量为m、初速度为零的物体，在按不同规律变化的合外力作用下都通过位移x0。下列各种情况中合外力做功最多的是（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】由力做功公式可知W=Fx，则F-x图象中，图象与坐标轴围成的面积表示力F所做的功，由图象可知，C图象中围成的面积最大，所以C中合外力做功最多，故C正确，ABD错误。 故选C。 5. 如图所示，在水平转台上放一个质量的木块，它与转台间最大静摩擦力，绳的一端系在木块上，穿过转台的中心孔O（孔光滑），另一端悬挂一个质量的物体，木块到O点的距离是0.5m。当转台匀速转动时，木块相对转台静止，则转台转动的角速度不可能是（g取，M、m均视为质点）（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】根据题意可知，当受到指向圆心的最大静摩擦力时，木块相对转台静止做圆周运动的合力最大，由牛顿第二定律有 代入数据解得 当受到背向圆心的最大静摩擦力时，木块相对转台静止做圆周运动的合力最小，由牛顿第二定律有 代入数据解得 则转台的角速度的取值范围为 故选A。 6. 航天飞机在完成对轨道哈勃空间望远镜的维修任务后，在A点从圆形轨道Ⅰ进入椭圆轨道Ⅱ，B为轨道Ⅱ上的一点，如图所示，关于航天飞机的运动，下列说法中错误的是（　　） A. 在轨道Ⅱ上经过A点的速度大于经过B点的速度 B. 在轨道Ⅱ上经过A点的速度小于在轨道Ⅰ上经过A点的速度 C. 在轨道Ⅱ上运动的周期小于在轨道Ⅰ运动的周期 D. 在轨道Ⅱ上经过A点的加速度等于在轨道Ⅰ上经过A点的加速度 【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】A．在轨道Ⅱ上A点是远地点，B点是近地点，根据开普勒第二定律，在轨道Ⅱ上经过A点的速度小于经过B点的速度，A错误； B．在轨道Ⅱ上经过A点时，航天飞机做向心运动，这就说明在轨道Ⅱ上经过A点的速度小于轨道Ⅰ上经过A 点的速度， B正确； C．根据开普勒第三定律 轨道Ⅱ的半长轴小于轨道Ⅰ的半长轴，则在轨道Ⅱ上运动的周期小于在轨道Ⅰ运动的周期，C正确； D．根据 在轨道Ⅱ上经过A点的万有引力等于在轨道Ⅰ上经过A点的万有引力，则在轨道Ⅱ上经过A点的加速度等于在轨道Ⅰ上经过A点的加速度，D正确。 故选A。 7. 如图，身长为3L，质量为m的毛毛虫外出觅食，缓慢经过一边长为L的等边三角形小石块。以地面为零势能参考平面，重力加速度为g，当毛毛虫身体中点刚刚到达最高点的时重力势能为（　　） A. mgL B. mgL C. mgL D. mgL 【答案】A 【解析】 【详解】毛毛虫身体中点刚刚到达最高点的时重力势能为 故选A。 8. 双星”是宇宙中普遍存在的一种天体系统，如图所示 A、B两颗恒星构成双星系统，绕共同的圆心O互相环绕做匀速圆周运动，距离不变，角速度相等，已知B的质量为m，速度为v，轨道半径之比为，则B与A的动能之差为 （　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】A、B的质量分别为、，轨道半径分别为、，相互间的万有引力充当向心力，双星的角速度相等，则有 ，， 可得 ， 故B与A的动能之差为 故选D。 二、多选题（共10分） 9. 截至2024年7月，我国在轨卫星的数量已超过900颗，这些卫星服务于通信、导航、遥感、气象、科学研究等多个领域。现有一颗人造地球卫星绕地球做椭圆运动，近地点到地心距离为，远地点到地心距离为，周期为。已知引力常量为，地球为质量均匀的球体，下列说法正确的是（ ） A. 绕地球运转的所有卫星与地心的连线单位时间扫过的面积均相等 B. 卫星在近地点与远地点的加速度大小之比为 C. 根据已知条件，可估算地球的密度为 D. 根据已知条件，可估算地球的质量为 【答案】BD 【解析】 【详解】A．绕地球运转的同一卫星与地心的连线单位时间扫过的面积相等，故A错误； B．对卫星，由 解得加速度 可知加速度与到地心的距离平方成反比，则卫星在近地点与远地点的加速度大小之比为，故B正确； C．假设近地卫星周期为，对近地卫星满足 可得地球密度 但此卫星不是近地卫星，运动半径不等于地球半径，故C错误； D．根据开普勒第三定律可知 且有 可得 故D正确。 故选BD。 10. 打夯是人们拾起重物将地面夯实的传统方式，某次打夯简化为以下过程：如图，两人同时通过绳子，对静止在地面上的质量为m的重物各施加恒力F，力的方向都与竖直方向成角，重物离开地面高度为h时同时放手，重物最终下落至地面，并把地面砸出深度为d的凹坑，不计空气阻力，在一次打夯全过程中，下列说法正确的是（　　） A. 重力对重物做的功与地面对重物的阻力做的功大小相等 B. 重物落下接触地面时的动能大于mgh C. 整个过程重力做的功等于mgh D. 地面对重物的阻力做的功等于 【答案】BD 【解析】 【详解】ACD．一次打夯全过程中，从最初的静止状态到最终静止在凹坑中，根据动能定理 解得 故AC错误，D正确； B．由题意知，重物在离地高度为h时，仍有向上的速度，所以重物落下接触地面时的动能大于mgh，故B正确。 故选BD。 三、实验题（共14分） 11. 在探究平抛运动规律的实验中： （1）在做“研究平抛运动”的实验时，让小球多次沿同一轨道运动，通过描点法画小球做平抛运动的轨迹。关于该实验下列说法正确的是___________。 A. 斜槽轨道必须光滑 B. 斜槽轨道末端要保持水平 C. 挡板的高度需要等间距变化 D. 每次应该从斜槽上相同的位置无初速度释放小球 E. 为确保小球每次能落进挡板，可调节底座螺丝使木板后仰，小球即可沿板面滚入挡板 （2）实验得到平抛小球的运动轨迹，在轨迹上取一些点，以平抛起点О为坐标原点，测量它们的水平坐标x和竖直坐标y，图2中图像能说明平抛小球的运动轨迹为抛物线的是_______________。 A. B. C. D. （3）某同学在做“研究平抛运动”的实验中，忘记记下小球抛出点的位置O。如图所示，A为小球运动一段时间后的位置。以A为坐标原点，沿水平向右为x轴，竖直向下为y轴建立坐标系，g取10m/s2，根据图像，可知小球的初速度为_________m/s，小球抛出点的位置О的坐标为____________。 【答案】（1）BD （2）C （3） ①. 2 ②. （，） 【解析】 【小问1详解】 AD．为了保证每次小球抛出时的速度相同，每次应该从斜槽上相同的位置无初速度释放小球，但斜槽轨道不需要光滑，故A错误，D正确； B．为了保证小球抛出时的初速度处于水平方向，斜槽轨道末端要保持水平，故B正确； C．挡板的高度不需要等间距变化，故C错误； E．木板应与小球轨迹平面平行，即木板应处于竖直平面内，不可以调节底座螺丝使木板后仰，故E错误。 故选BD。 【小问2详解】 根据 ， 可得 可知图像为一条过原点的倾斜直线。 故选C。 【小问3详解】 [1]由题图可知，A~E五个点中相邻两点的水平距离相等，所以小球在相邻两点间的运动时间相等，均设为T，竖直方向根据 代入数据解得 所以小球的初速度为 [2]小球运动到D点时的竖直分速度大小为 则小球运动到C点时的竖直分速度大小为 小球从O运动到C的时间为 则O点的横坐标为 纵坐标为 则有小球抛出点的位置О的坐标为（，）。 12. 向心力演示器如图所示，用来探究小球做圆周运动所需向心力F的大小与质量m、角速度和半径r之间的关系。两个变速轮塔通过皮带连接，匀速转动手柄使长槽和短槽分别随变速塔轮1和变速塔轮2匀速转动，槽内的钢球就做匀速圆周运动。横臂的挡板对钢球的压力提供向心力，钢球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力筒下降，从而露出标尺。标尺上的黑白相间的等分格显示出两个钢球所受向心力的比值。 （1）在研究向心力F的大小与质量m、角速度和半径r之间的关系时，我们主要用到了物理学中的________方法； （2）如图中所示，若两个钢球质量和运动半径相等，则是在研究向心力的大小F与_______的关系； （3）某次实验时，两个钢球质量和运动半径相等，标尺上黑白相间的等分格显示出钢球A和钢球B所受向心力的比值为4：1，则与皮带连接的变速塔轮1和变速塔轮2的半径之比为_______。 【答案】 ①. 控制变量 ②. 角速度ω ③. 1：2 【解析】 【详解】（1）[1] 在研究向心力的大小F与质量m、角速度ω和半径r之间的关系时，需先控制某些量不变，研究另外两个物理量的关系，该方法为控制变量法； （2）[2]根据向心力表达式 可知，若两个钢球质量和运动半径相等，则是在研究向心力的大小与角速度关系； （3）[2]当向心力比值为4：1时，角速度比值为2：1，因为靠皮带传动，故两轮线速度带线速度相等，根据 可得对应的半径比应为1：2。 四、解答题（共44分） 13. 如图所示，返回式月球软着陆器在完成了对月球表面的考察任务后，由月球表面回到绕月球做圆周运动的轨道舱。已知月球的半径为R，轨道舱到月球表面的距离为h，引力常量为G，月球表面的重力加速度为g，不考虑月球的自转。求： （1）月球的第一宇宙速度大小； （2）轨道舱绕月飞行的周期T。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 在月球表面有 由万有引力提供向心力 联立解得月球的第一宇宙速度大小 【小问2详解】 轨道舱绕月球做圆周运动，设轨道舱的质量为，由万有引力提供向心力得 解得轨道舱绕月飞行的周期为 14. 新能源汽车的研发和使用是近几年的热门话题一辆试验用的小型电动汽车质量在水平的公路上由静止开始匀加速启动，当功率达到后保持功率恒定，匀加速持续的时间是，该车运动的速度与时间的关系如图所示，汽车在运动过程中所受阻力不变，重力加速度取，求： （1）该车在运动过程中所受阻力大小； （2）该车在匀加速运动过程中所受牵引力的大小； （3）从静止开始到18s末该车所受牵引力所做的功。 【答案】（1）720N；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）当牵引力等于阻力时，速度达到最大值，则有 可得该车在运动过程中所受阻力大小为 （2）根据图像可知，匀加速阶段加速度大小为 根据牛顿第二定律有 可得该车在匀加速运动过程中所受牵引力的大小 （3）内汽车匀加速运动的位移为 牵引力做的功为 变加速过程中，即内，汽车牵引力的功率恒为，所以该过程中牵引力做的功为 则从静止开始到末该车所受牵引力所做的功 15. 滑板运动是极限运动的鼻祖，许多极限运动项目均由滑板项目延伸而来。如图所示是滑板运动的轨道，BC和DE是两段光滑圆弧形轨道，BC段的圆心为O点，圆心角为60°，半径OC与水平轨道CD垂直，水平轨道CD段粗糙且长8m，一运动员从轨道上的A点以3m/s的速度水平滑出，在B点刚好沿轨道的切线方向滑入圆弧形轨道BC，经CD轨道后冲上DE轨道，到达E点时速度减为零，然后返回。已知运动员和滑板的总质量为60kg，B、E两点与水平面CD的竖直高度分别为h和H，且h=2m，H=2.8m，g=10m/s2。求： （1）运动员从A运动到达B点时的速度大小vB和在空中飞行的时间tAB； （2）运动员第一次离开圆弧BC轨道末端时滑板对轨道的压力，轨道CD段的动摩擦因数μ； （3）通过计算说明，第一次返回时，运动员能否回到B点？如能，请求出回到B点时的速度大小；如不能，则最后停在何处？‍ 【答案】（1）6m/s；0.3s （2）1740N，方向竖直向下；0.125 （3）不能；最后停在距离D点左侧6.4m处。 【解析】 【小问1详解】 由题意可知 解得vB=2v0=2×3m/s=6m/s 在B点竖直方向的速度：vBy=vBsin60°=6×m/s=3m/s 空中飞行的时间 【小问2详解】 由B点到E点，由动能定理可得 代入数据可得μ=0.125 由B点到C点，由动能定理可得 在C点由牛顿第二定律知 由几何知识R-h=Rcos60° 联立解得FNC=1740N 根据牛顿第三定律F压=FNC=1740N，方向竖直向下。 【小问3详解】 运动员能到达左侧的最大高度为h'，从B到第一次返回左侧最高处，根据动能定理有 解得h'=1.8m＜h=2m 所以第一次返回时，运动员不能回到B点，设运动员从B点运动到停止，在CD段的总路程为s,由动能定理可得 代入数据解得在水平粗糙路段的总路程s=30.4m 因为s=3xCD+6.4m 所以运动员最后停在距离D点左侧6.4m处。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 淮北市实验高级中学2024-2025学年度第二学期第三次月考 高一物理试卷 满分：100分考试时间：75分钟命题人∶王奇审题人：蒋克福 一、单选题（共32分） 1. 节气是指二十四个时节和气候，是中国古代订立的一种用来指导农事的补充历法，是中华民族劳动人民长期经验积累的成果和智慧的结晶。地球沿椭圆形轨道绕太阳运动，2024年春分、夏至、秋分和冬至所处四个位置和时间如图所示。下列说法正确的是（　　） A. 地球由春分运行到秋分的时间等于由秋分运行到春分的时间 B. 夏至和冬至时地球绕太阳公转的角速度大小相等 C. 地球由春分运行到夏至的过程中加速度逐渐减小 D. 太阳在椭圆的一个焦点上，根据地球的公转周期和地球绕太阳椭圆轨道的半长轴长度可估算出地球的质量 2. 影视作品中的武林高手通常是通过吊威亚（钢丝）展示轻功的。如图所示，水平向右运动的轨道车通过钢丝跨过滑轮拉着特技演员上升，便可呈现出演员飞檐走壁的效果。当钢丝与水平方向的夹角为时，演员与轨道车的速度大小的比值为（ ） A. B. C. D. 3. 有一质量为、半径为、密度均匀的球体，在距离球心为的地方有一质量为的质点。现从中挖去半径为的球体，如图所示，则剩余部分对的万有引力为（　　） A. B. C. D. 4. 质量为m、初速度为零的物体，在按不同规律变化的合外力作用下都通过位移x0。下列各种情况中合外力做功最多的是（　　） A. B. C. D. 5. 如图所示，在水平转台上放一个质量的木块，它与转台间最大静摩擦力，绳的一端系在木块上，穿过转台的中心孔O（孔光滑），另一端悬挂一个质量的物体，木块到O点的距离是0.5m。当转台匀速转动时，木块相对转台静止，则转台转动的角速度不可能是（g取，M、m均视为质点）（　　） A. B. C. D. 6. 航天飞机在完成对轨道哈勃空间望远镜的维修任务后，在A点从圆形轨道Ⅰ进入椭圆轨道Ⅱ，B为轨道Ⅱ上的一点，如图所示，关于航天飞机的运动，下列说法中错误的是（　　） A. 在轨道Ⅱ上经过A点的速度大于经过B点的速度 B. 在轨道Ⅱ上经过A点的速度小于在轨道Ⅰ上经过A点的速度 C. 在轨道Ⅱ上运动的周期小于在轨道Ⅰ运动的周期 D. 在轨道Ⅱ上经过A点的加速度等于在轨道Ⅰ上经过A点的加速度 7. 如图，身长为3L，质量为m的毛毛虫外出觅食，缓慢经过一边长为L的等边三角形小石块。以地面为零势能参考平面，重力加速度为g，当毛毛虫身体中点刚刚到达最高点的时重力势能为（　　） A. mgL B. mgL C. mgL D. mgL 8. 双星”是宇宙中普遍存在的一种天体系统，如图所示 A、B两颗恒星构成双星系统，绕共同的圆心O互相环绕做匀速圆周运动，距离不变，角速度相等，已知B的质量为m，速度为v，轨道半径之比为，则B与A的动能之差为 （　　） A. B. C. D. 二、多选题（共10分） 9. 截至2024年7月，我国在轨卫星的数量已超过900颗，这些卫星服务于通信、导航、遥感、气象、科学研究等多个领域。现有一颗人造地球卫星绕地球做椭圆运动，近地点到地心距离为，远地点到地心距离为，周期为。已知引力常量为，地球为质量均匀的球体，下列说法正确的是（ ） A. 绕地球运转的所有卫星与地心的连线单位时间扫过的面积均相等 B. 卫星在近地点与远地点的加速度大小之比为 C. 根据已知条件，可估算地球的密度为 D. 根据已知条件，可估算地球的质量为 10. 打夯是人们拾起重物将地面夯实的传统方式，某次打夯简化为以下过程：如图，两人同时通过绳子，对静止在地面上的质量为m的重物各施加恒力F，力的方向都与竖直方向成角，重物离开地面高度为h时同时放手，重物最终下落至地面，并把地面砸出深度为d的凹坑，不计空气阻力，在一次打夯全过程中，下列说法正确的是（　　） A. 重力对重物做的功与地面对重物的阻力做的功大小相等 B. 重物落下接触地面时的动能大于mgh C. 整个过程重力做的功等于mgh D. 地面对重物的阻力做的功等于 三、实验题（共14分） 11. 在探究平抛运动规律的实验中： （1）在做“研究平抛运动”的实验时，让小球多次沿同一轨道运动，通过描点法画小球做平抛运动的轨迹。关于该实验下列说法正确的是___________。 A. 斜槽轨道必须光滑 B. 斜槽轨道末端要保持水平 C. 挡板的高度需要等间距变化 D. 每次应该从斜槽上相同的位置无初速度释放小球 E. 为确保小球每次能落进挡板，可调节底座螺丝使木板后仰，小球即可沿板面滚入挡板 （2）实验得到平抛小球的运动轨迹，在轨迹上取一些点，以平抛起点О为坐标原点，测量它们的水平坐标x和竖直坐标y，图2中图像能说明平抛小球的运动轨迹为抛物线的是_______________。 A. B. C. D. （3）某同学在做“研究平抛运动”的实验中，忘记记下小球抛出点的位置O。如图所示，A为小球运动一段时间后的位置。以A为坐标原点，沿水平向右为x轴，竖直向下为y轴建立坐标系，g取10m/s2，根据图像，可知小球的初速度为_________m/s，小球抛出点的位置О的坐标为____________。 12. 向心力演示器如图所示，用来探究小球做圆周运动所需向心力F的大小与质量m、角速度和半径r之间的关系。两个变速轮塔通过皮带连接，匀速转动手柄使长槽和短槽分别随变速塔轮1和变速塔轮2匀速转动，槽内的钢球就做匀速圆周运动。横臂的挡板对钢球的压力提供向心力，钢球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力筒下降，从而露出标尺。标尺上的黑白相间的等分格显示出两个钢球所受向心力的比值。 （1）在研究向心力F的大小与质量m、角速度和半径r之间的关系时，我们主要用到了物理学中的________方法； （2）如图中所示，若两个钢球质量和运动半径相等，则是在研究向心力的大小F与_______的关系； （3）某次实验时，两个钢球质量和运动半径相等，标尺上黑白相间的等分格显示出钢球A和钢球B所受向心力的比值为4：1，则与皮带连接的变速塔轮1和变速塔轮2的半径之比为_______。 四、解答题（共44分） 13. 如图所示，返回式月球软着陆器在完成了对月球表面的考察任务后，由月球表面回到绕月球做圆周运动的轨道舱。已知月球的半径为R，轨道舱到月球表面的距离为h，引力常量为G，月球表面的重力加速度为g，不考虑月球的自转。求： （1）月球的第一宇宙速度大小； （2）轨道舱绕月飞行的周期T。 14. 新能源汽车的研发和使用是近几年的热门话题一辆试验用的小型电动汽车质量在水平的公路上由静止开始匀加速启动，当功率达到后保持功率恒定，匀加速持续的时间是，该车运动的速度与时间的关系如图所示，汽车在运动过程中所受阻力不变，重力加速度取，求： （1）该车在运动过程中所受阻力大小； （2）该车在匀加速运动过程中所受牵引力的大小； （3）从静止开始到18s末该车所受牵引力所做的功。 15. 滑板运动是极限运动的鼻祖，许多极限运动项目均由滑板项目延伸而来。如图所示是滑板运动的轨道，BC和DE是两段光滑圆弧形轨道，BC段的圆心为O点，圆心角为60°，半径OC与水平轨道CD垂直，水平轨道CD段粗糙且长8m，一运动员从轨道上的A点以3m/s的速度水平滑出，在B点刚好沿轨道的切线方向滑入圆弧形轨道BC，经CD轨道后冲上DE轨道，到达E点时速度减为零，然后返回。已知运动员和滑板的总质量为60kg，B、E两点与水平面CD的竖直高度分别为h和H，且h=2m，H=2.8m，g=10m/s2。求： （1）运动员从A运动到达B点时的速度大小vB和在空中飞行的时间tAB； （2）运动员第一次离开圆弧BC轨道末端时滑板对轨道的压力，轨道CD段的动摩擦因数μ； （3）通过计算说明，第一次返回时，运动员能否回到B点？如能，请求出回到B点时的速度大小；如不能，则最后停在何处？‍ 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $