精品解析：吉林省长春市博硕学校2024-2025学年高一下学期4月月考物理试题

长春博硕学校2024—2025学年度下学期 高一年级第一次阶段性考试物理学科试卷 考试时间：75分钟 满分：100分 一、单选题（7小题，每题4分，共28分。） 1. 当人造卫星绕地球做匀速圆周运动时，其绕行速度（ ） A. 一定等于7.9千米/秒 B. 一定小于7.9千米/秒 C. 一定大于7.9千米/秒 D. 介于7.9～11.2千米/秒 【答案】B 【解析】 【详解】第一宇宙速度7.9km/s是近地卫星的环绕速度，也是圆周运动的最大环绕速度 地球人造卫星绕地球做匀速圆周运动，由 得，当半径越大时，线速度越小．因为半径都大于地球半径，所以飞行速率小于7.9km/s，故应选B． 点晴：考查万有引力提供向心力，并掌握随着半径的变化，还可以知道角速度、向心加速度及周期如何变化．同时知道第一宇宙速度7.9km/s的含义是解决问题的前提． 2. 下列相关物理知识或物理方法的说法正确的是（　　） A. 图甲中火车转弯超过规定速度行驶时，内轨对轮缘会有挤压作用 B. 如图乙所示，汽车通过凹形桥的最低点时，车对桥的压力小于汽车的重力 C. 卡文迪许测定引力常量的实验原理图如图丙所示，运用了微小量放大法 D. 如图丁所示，火箭正在高速升空，火箭所在位置处的重力加速度逐渐变大 【答案】C 【解析】 【详解】A．火车以规定速度转弯时，刚好由重力和支持力的合力提供向心力，有 解得 当时，重力和支持力的合力小于所需的向心力，则火车有做离心运动的趋势，外轨对轮缘会有挤压作用，故A错误； B．对汽车有 则 即车对桥的压力大于汽车的重力，故B错误； C．卡文迪许扭秤实验利用光线和镜子将扭秤的旋转进行放大，运用了放大法，故C正确； D．由 火箭升空过程中，r增大，则火箭所在位置处的重力加速度逐渐变小，故D错误。 故选C。 3. 如图所示，一辆质量为的汽车在水平公路上行驶，路面对轮胎的最大静摩擦力大小为，当汽车以的速度经过半径为的水平弯道时（　　） A. 汽车所需的向心力大小为 B. 汽车所需的向心力大小为 C. 汽车会发生侧滑 D. 汽车的向心加速度大小为 【答案】D 【解析】 【详解】汽车所需的向心力大小为 所以汽车不会发生侧滑；汽车的向心加速度大小为 故选D。 4. 如图所示，A表示地球静止卫星，B为运行轨道比A低的一颗卫星，C为地球赤道上某一高山山顶上的一个物体，两颗卫星及物体C的质量都相同，关于它们的线速度、角速度、运行周期和所受到的万有引力的比较，下列关系式正确的是（　　） A. ωA＞ωB＞ωC B. vB＞vA＞vC C. FA＞FB＞FC D. TA＞TC＞TB 【答案】B 【解析】 【详解】A．A、C的角速度相等，由 可知A的角速度小于B的角速度，因而 故A错误； B．A、C的角速度相等，由 可知 B、C比较，同为卫星，由人造卫星的速度公式 得 可知 因而 故B正确； C．由万有引力公式可以知道 即半径越大，万有引力越小，故 故C错误； D．卫星A为静止卫星，周期与C物体周期相等，又有万有引力提供向心力，即 则A的周期大于B的周期，即 故D错误。 故选B。 5. 如图所示，一小球以一定的水平速度从A点抛出，依次经过四点，已知在五点中，相邻两点在竖直方向上的高度差相等，不计空气阻力，则两点与两点的水平距离之比为（ ） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】根据平抛运动规律可得两点与两点的水平距离之比为 故选A。 6. 静止卫星距地面高度为h，地球表面重力加速度为g，地球半径为R，地球自转周期为，近地卫星周期为，万有引力常量为G，则下列关于地球质量及密度表达式正确的是（　　） A. 地球的质量为 B. 地球的质量为 C. 地球的平均密度为 D. 地球的平均密度为 【答案】B 【解析】 【详解】AC．静止卫星周期与地球自转周期相同，为T1，则有 解得地球质量 则地球的平均密度 故AC错误； B．已知地表重力加速度g，则近地卫星的向心力为 可得地球质量 故B正确； D．近地卫星的向心力为 地球的平均密度为 地球的体积为 联立解得地球平均密度为 故D错误。 故选B。 7. 如图所示，水平屋顶高，围墙高，围墙到房子的水平距离，围墙外马路宽，为使小球从屋顶水平飞出落在围墙外的马路上，则小球离开屋顶时的速度v的大小的可能值为（g取）（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】小球落到围墙上下落时间 设初速度为v1，根据水平方向速度时间关系可得 小球落在马路外边缘经过的时间为t2，则 根据速度时间关系可得速度 所以满足条件的速度为 5m/s≤v≤13m/s 故小球离开屋顶时的速度v的大小的值可能为10m/s，选项B正确。 故选B。 二、多选题（3小题，每题6分，选对但不全给3分，共18分。） 8. 如图所示皮带传送装置，皮带轮O和O′上的三点A、B和C，OA=O′C=r，O′B=2r。则皮带轮转动时A、B、C三点的情况是（　　） A. vA=vB，vB>vC B. A=B，vB>vC C. vA=vB，B=C D. A>B，vB=vC 【答案】AC 【解析】 【分析】 【详解】A、B是靠传送带传动的轮子边缘上的点，所以 vA=vB B、C两点共轴转动，所以 ωB=ωC 根据 v=rω 知 vB＞vC 根据 知 ωA＞ωB 故AC正确，BD错误。 故选AC。 9. 如图所示是两个圆锥摆，两个质量相等、可以看作质点的金属小球有共同的悬点，在相同的水平面内做匀速圆周运动，下面说法正确的是（　　） A. B球对绳子的拉力较大 B. A球圆周运动的向心力较大 C. B球圆周运动的线速度较大 D. AB球圆周运动的周期一样大 【答案】ACD 【解析】 【详解】假设绳子拉力为T，匀速圆周运动的半径为r，角速度为，细绳与竖直方向的夹角为 由图像受力分析如图所示 根据重力与绳子的合力提供向心力，则有 联立解得 A．两球质量相同，由图像可知A球细绳与竖直方向夹角较小，故A球绳子的拉力较小，故A正确； B．结合以上受力分析可知，相信力的大小为 两球质量相同，由图像可知A球细绳与竖直方向夹角较小，值较小，故A球圆周运动向心力较小，故B错误； C．由，可得线速度为 由线速度与角速度关系式可知，线速度大小为 由图像可知A球圆周运动的半径r较小，A球细绳与竖直方向夹角也较小，根据上式可知，A球线速度较小，B球线速度较大，故C正确； D．由，可得线速度为 设细绳长度为L，根据几何关系得知圆周运动的半径为，代入上式可得 由于两球在同一个水平面，距离与悬点O的高度相同，设高度为H，则 得 故两球角速度相同，由角速度与周期关系公式，得两球周期相同，故D正确； 故选ACD。 10. 太阳系外行星和行星可能适宜人类居住，半径是半径的，若分别在和距地面高为处水平抛出小球，小球平抛运动水平位移随抛出速度函数图像如图所示，忽略空气阻力，忽略行星自转。下列判断正确的是（　　） A. 行星和行星的第一宇宙速度之比为 B. 行星和行星的第一宇宙速度之比为 C. 行星和行星的密度之比为2：1 D. 行星和行星的密度之比为 【答案】AD 【解析】 【分析】 【详解】AB．抛运动水平位移 竖直方向做匀变速运动 所以 水平位移随抛出速度函数图像斜率 所以 第一宇宙速度 A正确； CD．星球表面的重力加速度 所以 所以 D正确。 故选AD。 三、实验题（2小题，11题6分，12题8分，共14分。） 11. 人造卫星绕地球做匀速圆周运动时处于完全失重状态，所以在这种环境中已无法用天平称量物体的质量。为了在这种环境测量物体的质量，某科学小组设计了如图所示的装置（图中O为光滑的小孔）：给待测物体一个初速度，使它在桌面上做匀速圆周运动。设卫星中具有弹簧秤、刻度尺、秒表等基本测量工具。 （1）实验时物体与桌面间的摩擦力__________（填“可以”或“不可以”）忽略不计; （2）实验时需要测量的物理量是：圆周运动的周期T、弹簧秤示数F 、_________；（写出被测物理量的名称和字母）； （3）待测质量的表达式为m=___________________ ．（用上小题中的物理量表示） 【答案】 ①. 可以 ②. 半径r ③. 【解析】 【分析】 【详解】（1）[1] 因为卫星绕地球做匀速圆周运动时处于完全失重状态，物体对支持面几乎没有压力，所以物体与桌面间的摩擦力可以忽略不计。 （2）[2] 物体做匀速圆周运动的向心力由拉力提供，根据牛顿第二定律有 可知要测出物体的质量，则需测量弹簧秤的示数F，圆周运动的半径r，以及物体做圆周运动的周期T。 （3）[3] 根据牛顿第二定律有 解得 12. 某实验小组用如图甲所示的装置研究平抛运动及其特点，他的实验操作是：在小球A、B处于同一高度时，用小锤轻击弹性金属片，使A球水平飞出，同时B球被松开下落. （1）甲实验的现象是小球A、B同时落地，说明______________________； （2）现将A、B球恢复初始状态后，用比较大的力敲击弹性金属片，A球落地点变远，则在落地时的速度____________（填“变大”、“不变”或“变小”）； （3）安装图乙研究平抛运动实验装置时，保证斜槽末端水平，斜槽____________（填“需要”或“不需要”）光滑； （4）然后小明用图乙所示方法记录平抛运动的轨迹，由于没有记录抛出点，如图丙所示，数据处理时选择A点为坐标原点（0，0），丙图中小方格的边长均为20cm，重力加速度g取10m/s2，则小球平抛初速度的大小为________m/s，小球在B点速度的大小为________m/s。 【答案】（1）小球A在竖直方向的分运动是自由落体运动 （2）变大 （3）不需要 （4） ①. 3 ②. 5 【解析】 【小问1详解】 甲实验时，小球A做平抛运动，小球B做自由落体运动，则实验现象是小球A、B同时落地，说明小球A在竖直方向的分运动是自由落体运动。 【小问2详解】 将A、B球恢复初始状态后，用比较大的力敲击弹性金属片，A球落地点变远，水平速度变大，可下落的高度不变， 由自由落体运动下落时间 可知，则在空中运动的时间不变，落地的竖直速度不变，则落地的速度变大。 【小问3详解】 安装图乙研究平抛运动实验装置时，保证斜槽末端水平，使小球每次都做平抛运动，由于小球每次都是从斜槽上同一位置开始释放，小球在轨道上运动时克服阻力做功都相同，因此斜槽不需要光滑。 【小问4详解】 [1]由题图丙可知，两计数点间，小球在水平方向的位移相等，可知两计数点间的时间间隔相等，小球在竖直方向做自由落体运动，因此由匀变速直线运动的推论 可得 则小球平抛初速度的大小为 [2] 小球在y轴方向由匀变速直线运动在某段时间内中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度，可得小球在B点y轴方向速度的大小为 小球在B点速度的大小为 四、计算题（13题10分，14题14分，15题16分，共40分。） 13. 有一辆质量为的小汽车驶上圆弧半径为的拱桥。（取） （1）汽车到达桥顶时速度为，汽车对桥的压力是多大； （2）汽车以多大速度经过桥顶时便恰好对桥没有压力而腾空。 【答案】（1）7600N；（2） 【解析】 【详解】（1）汽车到达桥顶时，根据牛顿第二定律得 解得 根据牛顿第三定律得知，汽车对桥的压力大小为。 （2）汽车经过桥顶恰好对桥没有压力而腾空，则，汽车做圆周运动的向心力完全由其自身重力来提供，所以有 解得 14. 一颗在赤道上空运行的人造卫星，其轨道半径为r=2R（R为地球半径），卫星的转动方向与地球自转方向相同。已知地球自转的角速度为ω0，地球表面处的重力加速度为g。求： （1）该卫星所在处的重力加速度； （2）该卫星绕地球转动的角速度； （3）若某时刻卫星通过赤道上某建筑物的正上方，求它下次通过该建筑物上方需要的时间。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【分析】 【详解】（1）在地球表面处物体受到的重力等于万有引力 在轨道半径为r=2R处，仍有万有引力等于重力 解得 （2）根据万有引力提供向心力，有 在地球表面处物体受到的重力等于万有引力 联立可得 （3）卫星绕地球做匀速圆周运动，建筑物随地球自转做匀速圆周运动，当卫星转过的角度与建筑物转过的角度之差等于2π时，卫星再次出现在建筑物上空，以地面为参照物，卫星再次出现在建筑物上方时，建筑物随地球转过的弧度比卫星转过弧度少2π，即 解得 15. 如图所示，用一根长为的细线，一端系一质量为的小球（可视为质点），另一端固定在一光滑锥体顶端，锥面与竖直方向的夹角，小球在水平面内绕锥体的轴做匀速圆周运动。g取，求： （1）若要小球离开锥面，则小球的角速度至少为多大？ （2）若细线与竖直方向的夹角为，则小球的角速度为多大？ （3）当角速度为时，球受到的拉力和支持力。 【答案】（1） （2） （3）， 【解析】 【小问1详解】 若要小球刚好离开锥面，则小球只受到重力和细线的拉力，受力分析如图所示 由牛顿第二定律可得 解得 【小问2详解】 若细线与竖直方向的夹角为，小球已经离开锥面，由牛顿第二定律可得 可得 【小问3详解】 当角速度为时，由于，可知小球未离开锥面，则有， 联立解得， 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 长春博硕学校2024—2025学年度下学期 高一年级第一次阶段性考试物理学科试卷 考试时间：75分钟 满分：100分 一、单选题（7小题，每题4分，共28分。） 1. 当人造卫星绕地球做匀速圆周运动时，其绕行速度（ ） A. 一定等于7.9千米/秒 B. 一定小于7.9千米/秒 C. 一定大于7.9千米/秒 D. 介于7.9～11.2千米/秒 2. 下列相关物理知识或物理方法的说法正确的是（　　） A. 图甲中火车转弯超过规定速度行驶时，内轨对轮缘会有挤压作用 B. 如图乙所示，汽车通过凹形桥的最低点时，车对桥的压力小于汽车的重力 C. 卡文迪许测定引力常量的实验原理图如图丙所示，运用了微小量放大法 D. 如图丁所示，火箭正在高速升空，火箭所在位置处的重力加速度逐渐变大 3. 如图所示，一辆质量为的汽车在水平公路上行驶，路面对轮胎的最大静摩擦力大小为，当汽车以的速度经过半径为的水平弯道时（　　） A. 汽车所需的向心力大小为 B. 汽车所需的向心力大小为 C. 汽车会发生侧滑 D. 汽车的向心加速度大小为 4. 如图所示，A表示地球静止卫星，B为运行轨道比A低的一颗卫星，C为地球赤道上某一高山山顶上的一个物体，两颗卫星及物体C的质量都相同，关于它们的线速度、角速度、运行周期和所受到的万有引力的比较，下列关系式正确的是（　　） A. ωA＞ωB＞ωC B. vB＞vA＞vC C. FA＞FB＞FC D. TA＞TC＞TB 5. 如图所示，一小球以一定的水平速度从A点抛出，依次经过四点，已知在五点中，相邻两点在竖直方向上的高度差相等，不计空气阻力，则两点与两点的水平距离之比为（ ） A. B. C. D. 6. 静止卫星距地面高度为h，地球表面重力加速度为g，地球半径为R，地球自转周期为，近地卫星周期为，万有引力常量为G，则下列关于地球质量及密度表达式正确的是（　　） A. 地球的质量为 B. 地球的质量为 C. 地球的平均密度为 D. 地球的平均密度为 7. 如图所示，水平屋顶高，围墙高，围墙到房子的水平距离，围墙外马路宽，为使小球从屋顶水平飞出落在围墙外的马路上，则小球离开屋顶时的速度v的大小的可能值为（g取）（　　） A. B. C. D. 二、多选题（3小题，每题6分，选对但不全给3分，共18分。） 8. 如图所示皮带传送装置，皮带轮O和O′上的三点A、B和C，OA=O′C=r，O′B=2r。则皮带轮转动时A、B、C三点的情况是（　　） A. vA=vB，vB>vC B. A=B，vB>vC C. vA=vB，B=C D. A>B，vB=vC 9. 如图所示是两个圆锥摆，两个质量相等、可以看作质点的金属小球有共同的悬点，在相同的水平面内做匀速圆周运动，下面说法正确的是（　　） A. B球对绳子的拉力较大 B. A球圆周运动的向心力较大 C. B球圆周运动的线速度较大 D. AB球圆周运动的周期一样大 10. 太阳系外行星和行星可能适宜人类居住，半径是半径的，若分别在和距地面高为处水平抛出小球，小球平抛运动水平位移随抛出速度函数图像如图所示，忽略空气阻力，忽略行星自转。下列判断正确的是（　　） A. 行星和行星的第一宇宙速度之比为 B. 行星和行星的第一宇宙速度之比为 C. 行星和行星的密度之比为2：1 D. 行星和行星的密度之比为 三、实验题（2小题，11题6分，12题8分，共14分。） 11. 人造卫星绕地球做匀速圆周运动时处于完全失重状态，所以在这种环境中已无法用天平称量物体的质量。为了在这种环境测量物体的质量，某科学小组设计了如图所示的装置（图中O为光滑的小孔）：给待测物体一个初速度，使它在桌面上做匀速圆周运动。设卫星中具有弹簧秤、刻度尺、秒表等基本测量工具。 （1）实验时物体与桌面间的摩擦力__________（填“可以”或“不可以”）忽略不计; （2）实验时需要测量的物理量是：圆周运动的周期T、弹簧秤示数F 、_________；（写出被测物理量的名称和字母）； （3）待测质量的表达式为m=___________________ ．（用上小题中的物理量表示） 12. 某实验小组用如图甲所示的装置研究平抛运动及其特点，他的实验操作是：在小球A、B处于同一高度时，用小锤轻击弹性金属片，使A球水平飞出，同时B球被松开下落. （1）甲实验的现象是小球A、B同时落地，说明______________________； （2）现将A、B球恢复初始状态后，用比较大的力敲击弹性金属片，A球落地点变远，则在落地时的速度____________（填“变大”、“不变”或“变小”）； （3）安装图乙研究平抛运动实验装置时，保证斜槽末端水平，斜槽____________（填“需要”或“不需要”）光滑； （4）然后小明用图乙所示方法记录平抛运动的轨迹，由于没有记录抛出点，如图丙所示，数据处理时选择A点为坐标原点（0，0），丙图中小方格的边长均为20cm，重力加速度g取10m/s2，则小球平抛初速度的大小为________m/s，小球在B点速度的大小为________m/s。 四、计算题（13题10分，14题14分，15题16分，共40分。） 13. 有一辆质量为的小汽车驶上圆弧半径为的拱桥。（取） （1）汽车到达桥顶时速度为，汽车对桥的压力是多大； （2）汽车以多大速度经过桥顶时便恰好对桥没有压力而腾空。 14. 一颗在赤道上空运行的人造卫星，其轨道半径为r=2R（R为地球半径），卫星的转动方向与地球自转方向相同。已知地球自转的角速度为ω0，地球表面处的重力加速度为g。求： （1）该卫星所在处的重力加速度； （2）该卫星绕地球转动的角速度； （3）若某时刻卫星通过赤道上某建筑物的正上方，求它下次通过该建筑物上方需要的时间。 15. 如图所示，用一根长为的细线，一端系一质量为的小球（可视为质点），另一端固定在一光滑锥体顶端，锥面与竖直方向的夹角，小球在水平面内绕锥体的轴做匀速圆周运动。g取，求： （1）若要小球离开锥面，则小球的角速度至少为多大？ （2）若细线与竖直方向的夹角为，则小球的角速度为多大？ （3）当角速度为时，球受到的拉力和支持力。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $