精品解析：山西省朔州市怀仁市大地学校高中部2024-2025学年高一下学期4月第二次月考物理试题

怀仁市大地学校2024-2025学年度下学期第二次月考高一物理 （考试时间：75分钟 试卷满分：100分） 注意事项： 1. 本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分。答卷前，考生务必将自己的姓名。 准考证号填写在答题卡上。 2. 回答第Ⅰ卷时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。写在本试卷上无效。 3. 回答第Ⅱ卷时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 4. 考试结束后，将答题卡交回。 第Ⅰ卷 一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。 1. 关于开普勒行星定律，下列说法正确的是（　　） A. 开普勒定律只能适用于太阳系，不能推广到其他星系 B. 开普勒第二定律可以理解为“近（日点）快，远（日点）慢”可以用机械能守恒解释 C. 地球到太阳连线和火星到太阳连线在相等时间扫过的面积相等 D. 地球公转轨道半长轴3次方除以公转周期的2次方的值与月亮公转轨道半长轴3次方除以公转周期的2次方的值相等 【答案】B 【解析】 【详解】A．开普勒定律不但适用于行星绕太阳的运动，也适用于卫星绕地球的运动，故A错误； B．根据开普勒第二定律，可知“近（日点）快，远（日点）慢”，而从近（日点）到远（日点），只有万有引力做功，故可以用机械能守恒定律进行解释，故B正确； C．根据开普勒第二定律，同一行星在不同位置与太阳的连线在相等的时间内扫过的面积相等，而火星和地球不在同一轨道，相等的时间内扫过的面积不相同，故C错误； D．根据开普勒第三定律，同一中心天体的所有行星的轨道的半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等，而地球围绕的中心天体是太阳，月亮围绕的中心天体是地球，故D错误。 故选B。 2. 甲、乙两球做匀速圆周运动，向心加速度随半径变化的关系图象如图所示，由图象可知（ ） A. 乙球运动时，线速度大小为 B. 甲球运动时，角速度大小为 C. 甲球运动时，线速度大小不变 D. 乙球运动时，角速度大小不变 【答案】B 【解析】 【详解】AD.乙物体向心加速度与半径成反比，根据，知线速度大小不变，根据图象可知，时，，则，故A、D项不合题意； BC.甲物体的向心加速度与半径成正比，根据，知角速度不变，根据图象可知，时，，则，故B符合题意，C项不合题意；． 3. 如图所示，一辆质量为m=800kg的小汽车驶上圆弧半径R=40m的拱桥，g=10m/s2。若汽车到达桥顶时的速度v=10m/s，则小汽车对拱桥的压力大小（　　） A. 6×103N B. 1×104N C. 8×103N D. 7.8×103N 【答案】A 【解析】 【详解】在最高点，设拱桥对小车的支持力为F，由牛顿第二定律可知 解得 由牛顿第三定律可知，小汽车对拱桥的压力大小为6000N。 故选A。 4. 我国发射了一颗人造卫星，其运行轨道距离地面的高度为，地球半径为，地球表面的重力加速度为，由以上信息可知（ ） A. 人造卫星的线速度大于 B. 人造卫星的向心加速度等于 C. 人造卫星发射速度大于 D. 人造卫星的角速度大小为 【答案】D 【解析】 【详解】AB．卫星绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力可得 可得， 可知人造卫星的线速度小于近地卫星的线速度，即小于；人造卫星的向心加速度小于近地卫星的向心加速度，即小于，故AB错误； C．人造卫星发射速度大于，小于，故C错误； D．根据万有引力提供向心力可得 又 联立解得人造卫星的角速度大小为 故D正确。 故选D。 5. 2024年3月20日我国发射了绕月运行的鹊桥二号中继星。设该卫星的轨道是圆形的，且贴近月球表面。已知月球的质量约为地球质量的，月球的半径约为地球半径的，地球上的第一宇宙速度约为，则该探月卫星绕月运行的最大速率约为（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】星球的第一宇宙速度即为围绕星球做圆周运动的轨道半径为该星球半径时的环绕速度，由万有引力提供向心力即可得出这一最大环绕速度。卫星所需的向心力由万有引力提供 得 题意知 故月球和地球上第一宇宙速度之比 故 故选B。 6. 若地球可视为半径为R、质量分布均匀的球体，且均匀球壳对壳内质点的引力为零，地球表面的重力加速度为g，则地面以下深为0.4R处的重力加速度大小为（　　） A. 0.16g B. 0.36g C. 0.4g D. 0.6g 【答案】D 【解析】 【详解】设地球的密度为ρ，则在地球表面有 地面以下深0.4R处的重力加速度相当于半径为0.4R的球体表面的重力加速度，即 联立可得 故选D。 7. 2024年10月30日，搭载神舟十九号载人飞船的火箭成功发射升空，6名中国航天员在太空顺利会师。如图是飞船发射至对接的原理图，载人飞船进入预定轨道1后，与轨道2的天宫空间站完成自主快速交会对接，以下说法正确的是（　　） A. 飞船在轨道1近地点A的线速度大小等于第一宇宙速度 B. 飞船从地面发射进入轨道1的速度应超过11.2km/s C. 飞船先进入轨道2，再加速即可完成对接 D. 天宫空间站的运行周期大于飞船在轨道1的运行周期 【答案】D 【解析】 【详解】A．过A点可以作出近地卫星的圆轨道，该轨道上的速度等于第一宇宙速度，由近地圆轨道变轨到轨道1，需要再A点加速，可知，飞船在轨道1近地点A的线速度大小大于第一宇宙速度，故A错误； B．11.2km/s为第二宇宙速度，飞船在轨道1上仍然在地球束缚之下，可知，飞船从地面发射进入轨道1的速度不能够超过11.2km/s，故B错误； C．船先进入轨道2，加速后，速度增大，万有引力不足以提供圆周运动的向心力，飞船将做离心运动，不能够完成对接，故C错误； D．由于天宫空间站的运行的轨道半径大于轨道1的半长轴，根据开普勒第三定律可知，天宫空间站的运行周期大于飞船在轨道1的运行周期，故D正确。 故选D。 二、不定项选择题。共3小题，每小题6分，共18分。有多项符合题目要求。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. 如图所示，小球a、b分别在细绳和轻质细杆作用下在竖直面内做圆周运动，两小球运动的半径均为R，重力加速度为g，下列说法正确的是（ ） A. 小球a经过最高点时的速度可能小于 B. 小球b经过最高点时的速度可能小于 C. 小球a经过最高点时，细绳对小球a一定有拉力作用 D. 小球b经过最高点时，细杆对小球b可能有支持力作用 【答案】BD 【解析】 【详解】AC．当绳子拉力为零时，小球通过最高点的速度最小，根据 解得 小球a经过最高点时的速度不得小于，故AC错误； BD．杆可以对物体支持力，当支持力等于重力时，速度最小为0，则小球b经过最高点时的速度可能小于，故BD正确。 故选BD。 9. 航天员登上某半径为的球形未知天体，在该天体表面将一质量为的小球以初速度竖直上抛，上升的最大高度为，引力常量为，则（　　） A. 该位置天体表面中的加速度大小为 B. 该位置天体表面中的加速度大小为 C. 该未知天体质量为 D. 该未知天体质量为 【答案】AC 【解析】 【详解】AB．根据 可知该未知天体表面的重力加速度大小 A正确，B错误； CD．根据 可得 C正确，D错误。 故选AC。 10. 我国将在2024年上半年发射嫦娥六号探测器，实现月背采样返回。嫦娥六号探测器近月运行时可视为匀速圆周运动，测得探测器在时间内环绕月球转圈。已知引力常量为，月球的半径为。根据以上信息可求出（　　） A. 探测器环绕月球运行的周期为 B. 月球的质量 C. 月球的平均密度 D. 嫦娥六号的运行速度 【答案】AC 【解析】 【详解】A．探测器环绕月球运行的周期为 选项A正确； B．根据 解得月球的质量 选项B错误； C．月球的平均密度 选项C正确； D．嫦娥六号的运行速度 选项D错误。 故选AC。 第Ⅱ卷 二、非选择题：本题共5小题，共54分。解答应写出必要的文字说明。方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。 11. 某同学做探究平抛运动规律的实验，请回答下列问题： （1）图甲是探究平抛运动规律的实验装置图，以下实验过程的一些做法，其中合理的有          ；（填正确答案标号） A. 安装斜槽轨道，使其末端保持水平 B. 实验所用斜槽的轨道必须是光滑的 C. 每次小球应从同一位置由静止释放 D. 将小球的位置标在纸上后，取下纸，用直尺将点连成折线 （2）图乙是正确实验记录了平抛小球在不同时刻的位置。已知图中a、b、c、d相邻两点的时间间隔相等，由图可知，小球在水平（横线）方向上做__________运动，若图中每个小方格的边长都是，则小球做平抛运动的初速度大小是__________。（重力加速度g取，计算结果保留一位有效数字） 【答案】（1）AC （2） ①. 匀速直线 ②. 【解析】 【小问1详解】 A．为保证小球做平抛运动初速度水平，安装斜槽轨道，使其末端保持水平，A正确； B．斜槽不一定需要光滑，B错误； C．为保证小球做平抛运动初速度相同，故每次小球应从同一位置由静止释放，C正确； D．将小球的位置标在纸上后，取下纸，用平滑曲线连接得到平抛运动的轨迹，D错误。 故选AC。 【小问2详解】 [1]水平方向相等时间内的位移相等，说明水平方向上做匀速直线运动。 [2]竖直方向根据 可得 则小球的初速度为 12. “探究向心力大小的表达式”的实验装置如图所示。长槽上的挡板B到转轴的距离是挡板A的2倍，长槽上的挡板A和短槽上的挡板C到各自转轴的距离相等。转动手柄使长槽和短槽分别随变速塔轮匀速转动，槽内的球就做匀速圆周运动。横臂的挡板对球的压力提供了向心力，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，根据标尺上露出的红白相间的等分格计算出两个球所受向心力的比值。 （1）（单选）下列实验中与本实验所采用的实验方法相同的是          ；（填正确答案标号） A. 探究两个互成角度的力的合成规律 B. 探究加速度与物体受力、物体质量的关系 C. 探究平抛运动的特点 （2）当传动皮带套在两塔轮半径不同的轮盘上时，塔轮边缘处的__________大小相等（选填“线速度”或“角速度”）； （3）（单选）探究向心力和角速度的关系时，应将传动皮带套在两塔轮半径不同的轮盘上，将质量相同的小球分别放在          （选填序号）。 A. 挡板A和挡板B处 B. 挡板A和挡板C处 C. 挡板B和挡板C处 （4）实验结论：质点做匀速圆周运动所需向心力的大小，在质量和角速度一定时，与半径成__________比；在质量和半径一定时，与角速度的平方成__________比；在半径和角速度一定时，与质量成__________比。 【答案】（1）B （2）线速度 （3）B （4） ①. 正 ②. 正 ③. 正 【解析】 【小问1详解】 A．该实验采取的方法为控制变量法，探究两个互成角度的力的合成规律采用的是“等效替代法”，故A错误； B．该实验采取的方法为控制变量法，探究加速度与物体受力、物体质量的关系，是利用控制变量法，故B正确； C．该实验采取的方法为控制变量法，探究平抛运动的特点采用的是化曲为直的实验方法，故C错误。 故选B。 【小问2详解】 当传动皮带套在两塔轮半径不同的轮盘上时，它们是皮带传动，塔轮边缘处的线速度大小相等。 【小问3详解】 探究向心力和角速度的关系时，利用控制变量法，根据 可知控制质量相同和半径相同，所以将质量相同的小球分别放在挡板A和挡板C处。 故选B。 【小问4详解】 [1][2][3]根据实验结论：向心力 可知质点做匀速圆周运动所需向心力的大小，在质量和角速度一定时，与半径成正比；在质量和半径一定时，与角速度的平方成正比；在半径和角速度一定时，与质量成正比。 13. 如图，已知地球半径为R，地球表面的重力加速度为g，不考虑地球自转的影响，飞船先在近地轨道Ⅲ上绕地球做圆周运动，到达轨道Ⅲ的B点时点火变轨进入椭圆轨道Ⅱ，到达轨道Ⅱ的远地点A时再次点火进入轨道Ⅰ绕地球做圆周运动，轨道Ⅰ的轨道半径为r，。求： （1）从地球发射飞船到轨道Ⅲ的最小速度； （2）飞船在轨道Ⅰ上的运行速率； （3）飞船在轨道Ⅱ从B点到A点的时间。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 从地球发射飞船到轨道Ⅲ的最小速度即为第一宇宙速度，则 解得 【小问2详解】 当飞船在地球表面静止不动时，有 解得 设飞船在轨道Ⅰ上的运行速率v1，轨道Ⅰ是圆轨道，根据万有引力提供向心力 联立可得 【小问3详解】 设飞船在轨道Ⅲ上的运行周期为T3，轨道Ⅲ是圆轨道，根据万有引力提供向心力 又 解得 设飞船在轨道Ⅱ上的运行周期为T2，轨道半长轴为 根据开普勒第三定律可得 解得 所以飞船在轨道Ⅱ从B点到A点的时间 14. 如图所示，竖直平面内有一口径很小的光滑圆弧管道，其半径为R=2m，平台与轨道的最高点等高。一质量m=1kg可看作质点的小球从平台边缘的A处平抛，恰能沿圆弧管道上P点的切线方向进入管道，管道半径OP与竖直方向的夹角为53°，已知，，重力加速度g取10m/s2，整个运动过程中不计能量损失。试求： （1）小球从A点运动到P点的时间t和A点水平抛出的速度大小v0； （2）小球沿管道通过圆弧的最高点Q时（速度大小为v0），管道对小球的弹力大小及施力物体是管道内壁还是外壁？ 【答案】（1）0.8s，6m/s；（2）8N，方向竖直向下，外壁 【解析】 【详解】（1）小球从A点到P点过程做平抛运动，竖直方向有 解得 s 在P点时，竖直分速度为 由于P点的速度沿圆弧管道的切线方向，有 解得 （2）在最高点，对小球进行受力分析，可得 解得 即管道对小球的弹力大小为8N，方向竖直向下，所以是管道的外壁对小球有弹力。 15. 我国计划在2030年前实现载人登月计划，该计划各项工作进展顺利。假设我国航天员登陆月球后，从月表以初速度竖直向上抛出一颗小球（可视为质点），经过时间t小球落回到抛出点。已知月球半径为R，引力常量为G，月球无空气且不考虑月球自转。求： （1）月球表面的重力加速度； （2）月球的质量M； （3）月球的密度。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）设月球表面处的重力加速度为，根据题意可知 解得 （2）在月球表面 解得 （3）根据 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 怀仁市大地学校2024-2025学年度下学期第二次月考高一物理 （考试时间：75分钟 试卷满分：100分） 注意事项： 1. 本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分。答卷前，考生务必将自己的姓名。 准考证号填写在答题卡上。 2. 回答第Ⅰ卷时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。写在本试卷上无效。 3. 回答第Ⅱ卷时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 4. 考试结束后，将答题卡交回。 第Ⅰ卷 一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。 1. 关于开普勒行星定律，下列说法正确的是（　　） A. 开普勒定律只能适用于太阳系，不能推广到其他星系 B. 开普勒第二定律可以理解为“近（日点）快，远（日点）慢”可以用机械能守恒解释 C. 地球到太阳连线和火星到太阳连线在相等时间扫过的面积相等 D. 地球公转轨道半长轴3次方除以公转周期的2次方的值与月亮公转轨道半长轴3次方除以公转周期的2次方的值相等 2. 甲、乙两球做匀速圆周运动，向心加速度随半径变化的关系图象如图所示，由图象可知（ ） A. 乙球运动时，线速度大小为 B. 甲球运动时，角速度大小为 C. 甲球运动时，线速度大小不变 D. 乙球运动时，角速度大小不变 3. 如图所示，一辆质量为m=800kg的小汽车驶上圆弧半径R=40m的拱桥，g=10m/s2。若汽车到达桥顶时的速度v=10m/s，则小汽车对拱桥的压力大小（　　） A. 6×103N B. 1×104N C. 8×103N D. 7.8×103N 4. 我国发射了一颗人造卫星，其运行轨道距离地面的高度为，地球半径为，地球表面的重力加速度为，由以上信息可知（ ） A. 人造卫星的线速度大于 B. 人造卫星的向心加速度等于 C. 人造卫星发射速度大于 D. 人造卫星的角速度大小为 5. 2024年3月20日我国发射了绕月运行的鹊桥二号中继星。设该卫星的轨道是圆形的，且贴近月球表面。已知月球的质量约为地球质量的，月球的半径约为地球半径的，地球上的第一宇宙速度约为，则该探月卫星绕月运行的最大速率约为（　　） A. B. C. D. 6. 若地球可视为半径为R、质量分布均匀的球体，且均匀球壳对壳内质点的引力为零，地球表面的重力加速度为g，则地面以下深为0.4R处的重力加速度大小为（　　） A. 0.16g B. 0.36g C. 0.4g D. 0.6g 7. 2024年10月30日，搭载神舟十九号载人飞船的火箭成功发射升空，6名中国航天员在太空顺利会师。如图是飞船发射至对接的原理图，载人飞船进入预定轨道1后，与轨道2的天宫空间站完成自主快速交会对接，以下说法正确的是（　　） A. 飞船在轨道1近地点A的线速度大小等于第一宇宙速度 B. 飞船从地面发射进入轨道1的速度应超过11.2km/s C. 飞船先进入轨道2，再加速即可完成对接 D. 天宫空间站的运行周期大于飞船在轨道1的运行周期 二、不定项选择题。共3小题，每小题6分，共18分。有多项符合题目要求。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. 如图所示，小球a、b分别在细绳和轻质细杆作用下在竖直面内做圆周运动，两小球运动的半径均为R，重力加速度为g，下列说法正确的是（ ） A. 小球a经过最高点时的速度可能小于 B. 小球b经过最高点时的速度可能小于 C. 小球a经过最高点时，细绳对小球a一定有拉力作用 D. 小球b经过最高点时，细杆对小球b可能有支持力作用 9. 航天员登上某半径为的球形未知天体，在该天体表面将一质量为的小球以初速度竖直上抛，上升的最大高度为，引力常量为，则（　　） A. 该位置天体表面中的加速度大小为 B. 该位置天体表面中的加速度大小为 C. 该未知天体质量为 D. 该未知天体质量为 10. 我国将在2024年上半年发射嫦娥六号探测器，实现月背采样返回。嫦娥六号探测器近月运行时可视为匀速圆周运动，测得探测器在时间内环绕月球转圈。已知引力常量为，月球的半径为。根据以上信息可求出（　　） A. 探测器环绕月球运行的周期为 B. 月球的质量 C. 月球的平均密度 D. 嫦娥六号的运行速度 第Ⅱ卷 二、非选择题：本题共5小题，共54分。解答应写出必要的文字说明。方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。 11. 某同学做探究平抛运动规律的实验，请回答下列问题： （1）图甲是探究平抛运动规律的实验装置图，以下实验过程的一些做法，其中合理的有          ；（填正确答案标号） A. 安装斜槽轨道，使其末端保持水平 B. 实验所用斜槽的轨道必须是光滑的 C. 每次小球应从同一位置由静止释放 D. 将小球的位置标在纸上后，取下纸，用直尺将点连成折线 （2）图乙是正确实验记录了平抛小球在不同时刻的位置。已知图中a、b、c、d相邻两点的时间间隔相等，由图可知，小球在水平（横线）方向上做__________运动，若图中每个小方格的边长都是，则小球做平抛运动的初速度大小是__________。（重力加速度g取，计算结果保留一位有效数字） 12. “探究向心力大小的表达式”的实验装置如图所示。长槽上的挡板B到转轴的距离是挡板A的2倍，长槽上的挡板A和短槽上的挡板C到各自转轴的距离相等。转动手柄使长槽和短槽分别随变速塔轮匀速转动，槽内的球就做匀速圆周运动。横臂的挡板对球的压力提供了向心力，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，根据标尺上露出的红白相间的等分格计算出两个球所受向心力的比值。 （1）（单选）下列实验中与本实验所采用的实验方法相同的是          ；（填正确答案标号） A. 探究两个互成角度的力的合成规律 B. 探究加速度与物体受力、物体质量的关系 C. 探究平抛运动的特点 （2）当传动皮带套在两塔轮半径不同的轮盘上时，塔轮边缘处的__________大小相等（选填“线速度”或“角速度”）； （3）（单选）探究向心力和角速度的关系时，应将传动皮带套在两塔轮半径不同的轮盘上，将质量相同的小球分别放在          （选填序号）。 A. 挡板A和挡板B处 B. 挡板A和挡板C处 C. 挡板B和挡板C处 （4）实验结论：质点做匀速圆周运动所需向心力的大小，在质量和角速度一定时，与半径成__________比；在质量和半径一定时，与角速度的平方成__________比；在半径和角速度一定时，与质量成__________比。 13. 如图，已知地球半径为R，地球表面的重力加速度为g，不考虑地球自转的影响，飞船先在近地轨道Ⅲ上绕地球做圆周运动，到达轨道Ⅲ的B点时点火变轨进入椭圆轨道Ⅱ，到达轨道Ⅱ的远地点A时再次点火进入轨道Ⅰ绕地球做圆周运动，轨道Ⅰ的轨道半径为r，。求： （1）从地球发射飞船到轨道Ⅲ的最小速度； （2）飞船在轨道Ⅰ上的运行速率； （3）飞船在轨道Ⅱ从B点到A点的时间。 14. 如图所示，竖直平面内有一口径很小的光滑圆弧管道，其半径为R=2m，平台与轨道的最高点等高。一质量m=1kg可看作质点的小球从平台边缘的A处平抛，恰能沿圆弧管道上P点的切线方向进入管道，管道半径OP与竖直方向的夹角为53°，已知，，重力加速度g取10m/s2，整个运动过程中不计能量损失。试求： （1）小球从A点运动到P点的时间t和A点水平抛出的速度大小v0； （2）小球沿管道通过圆弧的最高点Q时（速度大小为v0），管道对小球的弹力大小及施力物体是管道内壁还是外壁？ 15. 我国计划在2030年前实现载人登月计划，该计划各项工作进展顺利。假设我国航天员登陆月球后，从月表以初速度竖直向上抛出一颗小球（可视为质点），经过时间t小球落回到抛出点。已知月球半径为R，引力常量为G，月球无空气且不考虑月球自转。求： （1）月球表面的重力加速度； （2）月球的质量M； （3）月球的密度。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $