精品解析：江苏省无锡市江阴市某校2024-2025学年高一下学期3月月考物理试题

2024-2025学年度春学期3月学情调研试卷 高一物理 考生注意：客观题请用2B铅笔填涂在答题卡上，主观题用黑色的水笔书写在答题卷上。 一、单选题：本大题共11小题，每题4分，共44分。 1. 物体做匀速圆周运动时，一定不变的物理量是(　　) A. 速度 B. 周期 C. 加速度 D. 合外力 2. 如图所示是研究地球自转的示意图，的位置在地球赤道上，是地球表面上北半球的一个点，下列说法正确的是（　　） A. B. C. D. 3. 如图所示，长为的细绳一端固定，另一端系一质量为的小球，如果给小球一个合适的初速度，小球便可在水平面内做匀速圆周运动，这样就构成了一个圆锥摆。设细绳与竖直方向的夹角为，下列说法正确的是（　　） A. 小球受重力、细绳的拉力和向心力作用 B. 细绳的拉力提供小球做圆周运动的向心力 C. 细绳的拉力为 D. 越大，小球运动的角速度越大 4. 如图所示是行星绕恒星运动情况的示意图，下面关于m的说法中正确的是（　　） A. A到C的时间小于C到B的时间 B. 速度最小点是C点 C. 速度最大点是B点 D. 从B到A做减速运动 5. 如图所示，下列有关生活中的圆周运动实例分析，说法正确的是（　　） A. 图甲中汽车通过最高点时要减速是为了防止爆胎 B. 图乙中脱水桶甩出的水滴受到离心力的作用 C. 如图丙，杂技演员表演“水流星”，匀速转动通过最低点时水对桶底压力最大 D. 图丁中如果火车行驶速度超过轨道设计的规定速度，轮缘会挤压内轨 6. 卡文迪许在1798年17卷《哲学学报》中发表他关于引力常量的测量时，曾提到他的实验是为了确定出地球的密度。已知引力常量为G，要想估测地球的密度，只需测得（ ） A. 地球的质量 B. 地球的半径 C. 近地卫星的运行周期 D. 地球表面的重力加速度 7. 一名宇航员来到一个星球上，如果该星球的质量是地球质量的一半，它的直径也是地球直径的一半，那么这名宇航员在该星球上所受的万有引力大小是他在地球上所受万有引力的（　　） A. 0.25倍 B. 0.5倍 C. 2.0倍 D. 4.0倍 8. 为了探测引力波，“天琴计划”预计发射地球卫星P，其轨道半径约为地球半径的16倍；另一地球卫星Q的轨道半径约为地球半径的4倍．P与Q的角速度之比约为（ ） A. 1:4 B. 4:1 C. 1:8 D. 8:1 9. 公路急转弯处通常是交通事故多发地带，如图所示，某公路急转弯处的圆弧设计为外高内低路面，当汽车行驶的速率为v时，汽车恰好没有向公路内外两侧滑动的趋势，则汽车在该弯道处行驶时，下列说法正确的是（　　） A. 车辆只能以速率v通过该转弯处 B. 车速只要高于v，车辆会向外侧滑动 C. 车速只要低于v，车辆会向内侧滑动 D. 当路面变湿滑时，汽车通过弯道的最佳速率仍然为v 10. 若质量为m的“祝融号”火星车悬停在火星表面上方，受到竖直向上的升力F，已知火星的半径为R，引力常量为G，忽略火星的自转，则下列说法正确的是（　　） A. 火星表面的重力加速度大小为 B. 火星的第一宇宙速度大小为 C. 火星的质量为 D. 火星的密度为 11. 如图所示，a为地球赤道上的物体，随地球表面一起转动，b为近地轨道卫星，c为同步轨道卫星，d为高空探测卫星。若a、b、c、d绕地球转动的方向相同，且均可视为匀速圆周运动。则（　　） A. a、b、c、d中，a的加速度最大 B. a、b、c、d中，b的线速度最大 C. a、b、c、d中，c的周期最大 D. a、b、c、d中，d的角速度最大 二、实验题：本大题共1小题，共15分。 12. 某兴趣小组用图甲所示的装置探究圆周运动向心力的大小与质量、线速度和半径之间的关系。不计摩擦的水平直杆固定在竖直转轴上，竖直转轴可以随转速可调的电动机一起转动，套在水平直杆上的滑块，通过细线与固定在竖直转轴上的力传感器相连接。水平直杆的另一端到竖直转轴的距离为的边缘处安装了宽度为的遮光片，光电门可以测出遮光片经过光电门所用的时间。 （1）为了探究滑块向心力的大小与运动半径的关系，需要控制          保持不变。 A. 质量和线速度 B. 质量和半径 C. 线速度和半径 （2）由图甲可知，滑块的角速度          遮光片的角速度。 A. 大于 B. 小于 C. 等于 （3）若某次实验中测得遮光片的挡光时间为，则遮光片的线速度__________，当滑块到竖直转轴的距离为时，滑块的线速度__________（用、、、表示）。 （4）兴趣小组保持滑块质量和运动半径不变，探究向心力与线速度的关系时，以为纵坐标，以为横坐标，根据测量数据作一条倾斜直线如图乙所示，已测得遮光片的宽度，遮光片到竖直转轴的距离，滑块的质量，则滑块到竖直转轴的距离__________。 三、计算题：本大题共4小题，共41分。 13. 假如将来的某一天你成为了一名优秀的宇航员，并成功登上了月球。你乘宇宙飞船绕月球表面附近做匀速圆周运动，已知引力常量为，月球的质量为M，半径为，忽略月球的自转。根据以上信息，求： （1）月球表面的重力加速度大小； （2）月球上的第一宇宙速度大小。 14. 如图所示，在绕竖直轴匀速转动的水平圆盘盘面上，离轴心，处放置一小物块，其质量为，物块与圆盘间的动摩擦因数。10s内物块运动了1m的路程，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度。求： （1）物块的线速度大小； （2）物块的向心加速度大小； （3）欲使物块与盘面间不发生相对滑动，则圆盘转动的角速度不能超过多大？ 15. 如图所示，有一长度为L的轻杆一端绕O点在竖直平面内转动，另一端固定一个质量为的小球A，重力加速度g已知。 （1）小球A能到达最高点时的最小速度为多大？ （2）若小球A在竖直平面内做匀速圆周运动，当小球A到达最高点时，它对轻杆的压力等于mg，求： ①小球A的角速度； ②小球A到达最低点时轻杆对它的作用力的大小。 16. 在某星球表面上，有一装置如图所示，长度为L的不可伸长的轻绳一端固定在点，另一端系一小球，使小球在竖直面内做圆周运动。小球能到达最高点的最小速度为，已知该星球的半径为，自转周期为T，引力常量为，球的体积公式是。求： （1）该星球表面的重力加速度大小； （2）该星球的密度； （3）现向该星球发射一颗同步卫星，求该同步卫星距离星球表面的高度。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2024-2025学年度春学期3月学情调研试卷 高一物理 考生注意：客观题请用2B铅笔填涂在答题卡上，主观题用黑色的水笔书写在答题卷上。 一、单选题：本大题共11小题，每题4分，共44分。 1. 物体做匀速圆周运动时，一定不变的物理量是(　　) A. 速度 B. 周期 C. 加速度 D. 合外力 【答案】B 【解析】 【详解】ACD：物体做匀速圆周运动时，速度、加速度、合外力的大小不变，方向发生变化．故ACD三项错误． B：匀速圆周运动周期是物体转一圈的时间，是不变的．故B项正确． 点睛：矢量的改变可能是大小改变，可能是方向改变． 2. 如图所示是研究地球自转的示意图，的位置在地球赤道上，是地球表面上北半球的一个点，下列说法正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】BD．、两点同轴转动，所以、两点的角速度相等，周期相等，故BD错误； AC．根据， 由于、两点做圆周运动的半径关系为，则有，，故A错误，C正确。 故选C。 3. 如图所示，长为的细绳一端固定，另一端系一质量为的小球，如果给小球一个合适的初速度，小球便可在水平面内做匀速圆周运动，这样就构成了一个圆锥摆。设细绳与竖直方向的夹角为，下列说法正确的是（　　） A. 小球受重力、细绳的拉力和向心力作用 B. 细绳的拉力提供小球做圆周运动的向心力 C. 细绳的拉力为 D. 越大，小球运动的角速度越大 【答案】D 【解析】 【详解】AB．小球受重力、细绳的拉力作用，由细绳的拉力的水平分力提供小球做圆周运动的向心力，故AB错误； C．竖直方向根据平衡条件可得 解得细绳的拉力为，故C错误； D．根据牛顿第二定律可得 解得 可知越大，小球运动的角速度越大，故D正确。 故选D。 4. 如图所示是行星绕恒星运动情况的示意图，下面关于m的说法中正确的是（　　） A. A到C的时间小于C到B的时间 B. 速度最小点是C点 C. 速度最大点是B点 D. 从B到A做减速运动 【答案】A 【解析】 【详解】BC．根据开普勒第二定律可知，行星在A点（近星点）的速度最大，在B点（远星点）的速度最小，故BC错误； A．由于行星从A点到B点速度逐渐减小，所以行星从A到C的时间小于C到B的时间，故A正确； D．行星从B到A做加速运动，故D错误。 故选A。 5. 如图所示，下列有关生活中的圆周运动实例分析，说法正确的是（　　） A. 图甲中汽车通过最高点时要减速是为了防止爆胎 B. 图乙中脱水桶甩出的水滴受到离心力的作用 C. 如图丙，杂技演员表演“水流星”，匀速转动通过最低点时水对桶底压力最大 D. 图丁中如果火车行驶速度超过轨道设计的规定速度，轮缘会挤压内轨 【答案】C 【解析】 【详解】A．图甲中汽车通过最高点时，加速度方向向下，汽车处于失重状态，汽车要减速是为了防止汽车飞离接触面，故A错误； B．图乙中脱水桶甩出的水滴，是因为水滴受到的实际力不足以提供所需的向心力，水滴并没有受到离心力的作用，故B错误； C．如图丙，杂技演员表演“水流星”，匀速转动时，在下半圆时，加速度的竖直分量向上，设绳子与竖直方向的夹角为；以水为对象，根据牛顿第二定律可得 可得 当处于最低点时，，此时水受到的弹力最大，即水对桶底压力最大，故C正确； D．图丁中如果火车行驶速度超过轨道设计的规定速度，重力和支持力的合力不足以提供所需的向心力，火车有离心运动趋势，所以轮缘会挤压外轨，故D错误。 故选C。 6. 卡文迪许在1798年17卷《哲学学报》中发表他关于引力常量的测量时，曾提到他的实验是为了确定出地球的密度。已知引力常量为G，要想估测地球的密度，只需测得（ ） A. 地球的质量 B. 地球的半径 C. 近地卫星的运行周期 D. 地球表面的重力加速度 【答案】C 【解析】 【详解】AB．地球密度可表示为 如果只知道地球的质量或只知道地球的半径，是无法估测地球的密度，AB错误； C．近地卫星运行过程由引力作为向心力可得 代入上式可得 故已知近地卫星的运行周期，可估测地球的密度，C正确； D．物体在地球表面满足 能求出地球质量，是无法估测地球的密度，D错误。 故选C。 7. 一名宇航员来到一个星球上，如果该星球的质量是地球质量的一半，它的直径也是地球直径的一半，那么这名宇航员在该星球上所受的万有引力大小是他在地球上所受万有引力的（　　） A. 0.25倍 B. 0.5倍 C. 2.0倍 D. 4.0倍 【答案】C 【解析】 【详解】由题意，设地球质量为M，半径为R，宇航员的质量为m，可知地球对宇航员的万有引力 该星球对宇航员的万有引力 故选C。 8. 为了探测引力波，“天琴计划”预计发射地球卫星P，其轨道半径约为地球半径的16倍；另一地球卫星Q的轨道半径约为地球半径的4倍．P与Q的角速度之比约为（ ） A. 1:4 B. 4:1 C. 1:8 D. 8:1 【答案】C 【解析】 【详解】：根据题意可得P与Q的轨道半径之比为：rP：rQ=16：1，根据开普勒第三定律有：，可得周期之比为：TP：TQ=8：1，根据，可得：，故C正确，ABD错误． 9. 公路急转弯处通常是交通事故多发地带，如图所示，某公路急转弯处的圆弧设计为外高内低路面，当汽车行驶的速率为v时，汽车恰好没有向公路内外两侧滑动的趋势，则汽车在该弯道处行驶时，下列说法正确的是（　　） A. 车辆只能以速率v通过该转弯处 B. 车速只要高于v，车辆会向外侧滑动 C. 车速只要低于v，车辆会向内侧滑动 D. 当路面变湿滑时，汽车通过弯道的最佳速率仍然为v 【答案】D 【解析】 【详解】ABC．当速度为v时，汽车恰好没有向公路内外两侧滑动的趋势，即摩擦力为零，靠重力和支持力的合力提供向心力；车速低于v，所需的向心力减小，此时摩擦力可以指向外侧，减小提供的力，车辆不会向内侧滑动；速度高于v时，摩擦力指向内侧，则有汽车受到的重力、急转弯处路面的支持力和摩擦力的合力提供向心力，车辆不会向外侧滑动。故ABC错误； D．当路面湿滑时，与未湿滑时相比，由于支持力和重力不变，则汽车通过弯道的最佳速率v的值不变，故D正确。 故选D。 10. 若质量为m的“祝融号”火星车悬停在火星表面上方，受到竖直向上的升力F，已知火星的半径为R，引力常量为G，忽略火星的自转，则下列说法正确的是（　　） A. 火星表面的重力加速度大小为 B. 火星的第一宇宙速度大小为 C. 火星的质量为 D. 火星的密度为 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据平衡条件得 解得 A错误； B．根据牛顿第二定律得 解得 B正确； C．根据黄金代换 解得 C错误； D．根据密度公式得 解得 D错误。 故选B。 11. 如图所示，a为地球赤道上的物体，随地球表面一起转动，b为近地轨道卫星，c为同步轨道卫星，d为高空探测卫星。若a、b、c、d绕地球转动的方向相同，且均可视为匀速圆周运动。则（　　） A. a、b、c、d中，a的加速度最大 B. a、b、c、d中，b的线速度最大 C. a、b、c、d中，c的周期最大 D. a、b、c、d中，d的角速度最大 【答案】B 【解析】 【详解】A．对a和c，静止卫星的周期必须与地球自转周期相同，角速度相同，则知a和c的角速度相同，根据 知，c的向心加速度大；对b、c、d，根据万有引力提供向心力有 得 卫星的轨道半径越大，向心加速度越小，故b的加速度最大，故A错误； B．对b、c、d，由 解得 可知半径小的线速度大，所以b的线速度最大，根据 可知c的线速度大于a的线速度，故B正确； CD．由开普勒第三定律 知，卫星的半径越大，周期越大，所以的运动周期大于b、c的周期，c的周期等于a的周期，故d的周期是最大的，角速度与周期成反比，则的角速度最小，故CD错误。 故选B。 二、实验题：本大题共1小题，共15分。 12. 某兴趣小组用图甲所示的装置探究圆周运动向心力的大小与质量、线速度和半径之间的关系。不计摩擦的水平直杆固定在竖直转轴上，竖直转轴可以随转速可调的电动机一起转动，套在水平直杆上的滑块，通过细线与固定在竖直转轴上的力传感器相连接。水平直杆的另一端到竖直转轴的距离为的边缘处安装了宽度为的遮光片，光电门可以测出遮光片经过光电门所用的时间。 （1）为了探究滑块向心力的大小与运动半径的关系，需要控制          保持不变。 A. 质量和线速度 B. 质量和半径 C. 线速度和半径 （2）由图甲可知，滑块的角速度          遮光片的角速度。 A. 大于 B. 小于 C. 等于 （3）若某次实验中测得遮光片的挡光时间为，则遮光片的线速度__________，当滑块到竖直转轴的距离为时，滑块的线速度__________（用、、、表示）。 （4）兴趣小组保持滑块质量和运动半径不变，探究向心力与线速度的关系时，以为纵坐标，以为横坐标，根据测量数据作一条倾斜直线如图乙所示，已测得遮光片的宽度，遮光片到竖直转轴的距离，滑块的质量，则滑块到竖直转轴的距离__________。 【答案】（1）A （2）C （3） ①. ②. （4）0.2 【解析】 【小问1详解】 本实验采用控制变量法，当探究滑块向心力的大小与运动半径的关系时，需要控制质量和线速度保持不变。 故选A。 【小问2详解】 由图甲可知，滑块与遮光片同轴转动，所以滑块的角速度等于遮光片的角速度。 故选C。 【小问3详解】 [1]若某次实验中测得遮光片的挡光时间为，则遮光片的线速度为 [2]角速度为 当滑块到竖直转轴的距离为时，滑块的线速度为 【小问4详解】 根据 可知图像的斜率为 代入数据解得 三、计算题：本大题共4小题，共41分。 13. 假如将来的某一天你成为了一名优秀的宇航员，并成功登上了月球。你乘宇宙飞船绕月球表面附近做匀速圆周运动，已知引力常量为，月球的质量为M，半径为，忽略月球的自转。根据以上信息，求： （1）月球表面的重力加速度大小； （2）月球上的第一宇宙速度大小。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 忽略月球的自转，在月球表面有 解得月球表面重力加速度为 【小问2详解】 月球上的第一宇宙速度等于近月轨道卫星的运行速度，由万有引力提供向心力得 可得月球上的第一宇宙速度为 14. 如图所示，在绕竖直轴匀速转动的水平圆盘盘面上，离轴心，处放置一小物块，其质量为，物块与圆盘间的动摩擦因数。10s内物块运动了1m的路程，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度。求： （1）物块的线速度大小； （2）物块的向心加速度大小； （3）欲使物块与盘面间不发生相对滑动，则圆盘转动的角速度不能超过多大？ 【答案】（1）0.1m/s （2）0.05m/s2 （3）5rad/s 【解析】 【小问1详解】 10s内物块运动了1m，则物块的线速度大小为 【小问2详解】 物块的向心加速度大小为 【小问3详解】 欲使物块与盘面间不发生相对滑动，当静摩擦力达到最大值时，由牛顿第二定律可得 解得 可知圆盘转动的角速度不能超过。 15. 如图所示，有一长度为L的轻杆一端绕O点在竖直平面内转动，另一端固定一个质量为的小球A，重力加速度g已知。 （1）小球A能到达最高点时的最小速度为多大？ （2）若小球A在竖直平面内做匀速圆周运动，当小球A到达最高点时，它对轻杆的压力等于mg，求： ①小球A的角速度； ②小球A到达最低点时轻杆对它的作用力的大小。 【答案】（1）0 （2）①；② 【解析】 【小问1详解】 小球A到达最高点时，当杆对小球的支持力与重力平衡时，小球到达最高点时的最小速度为0。 【小问2详解】 ①当小球A到达最高点时，它对轻杆的压力等于mg，根据牛顿第二定律可得 其中，解得小球A的角速度为 ②小球A到达最低点时，根据牛顿第二定律可得 解得轻杆对它的作用力大小为 16. 在某星球表面上，有一装置如图所示，长度为L的不可伸长的轻绳一端固定在点，另一端系一小球，使小球在竖直面内做圆周运动。小球能到达最高点的最小速度为，已知该星球的半径为，自转周期为T，引力常量为，球的体积公式是。求： （1）该星球表面的重力加速度大小； （2）该星球的密度； （3）现向该星球发射一颗同步卫星，求该同步卫星距离星球表面的高度。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 小球能到达最高点的最小速度为，此时重力提供向心力，则有 解得该星球表面的重力加速度为 【小问2详解】 在该星球表面有 又 联立解得该星球的密度 【小问3详解】 现向该星球发射一颗同步卫星，由万有引力提供向心力得 联立解得该同步卫星距离星球表面的高度为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $