四川安岳中学2024-2025学年高一下学期3月月考物理试题（强基班）

安岳中学高2024级强基班3月考 物 理 试 题 （本试卷满分100分，考试时间75分钟；） 一、选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题所给出的四个选项中，只有一项是符合要求的。 1.在物理学的发展过程中，科学家们运用了许多研究方法。以下关于物理研究方法的叙述错误的是（　 　） A.“探究向心力大小的表达式”实验中用到了等效替代法 B.卡文迪什利用扭称实验测量引力常量运用了放大的思想 C.在研究物体沿曲面运动时重力做功的过程中用到了微元法 D.“探究曲线运动的速度方向”运用了极限的思想 2.据《物原》记载：“史佚始作辘轳”。人们借助辘轳从井中汲水的示意图如图。某人以恒定角速度转动辘轳汲水时，绳子不断重叠地绕在一起，绳子的粗细不可忽略。则(　 ) A．水桶匀速上升 B．水桶减速上升 C．绳子拉水桶的力大于水桶拉绳子的力 D．绳子拉水桶的力大于水桶和水的总重力 3. 如图所示，小车与木箱紧挨着静止放在光滑的水平冰面上，现有一男孩站在小车上用力向右迅速推出木箱，关于上述过程，下列说法正确的是（　　） A. 男孩和木箱组成的系统机械能守恒 B. 小车与木箱组成的系统动量守恒 C. 男孩、小车与木箱三者组成的系统动量守恒 D. 小孩推力的冲量小于木箱的动量的变化量 4.天宫课堂中，航天员在天宫核心舱内展示了水油分离实验，如甲、乙图所示。用手握住绳子一端O，绳子另一端系住瓶口，让小瓶在瓶口朝内瓶底朝外的状态下做竖直平面内的匀速圆周运动，实现水油在瓶中分层的效果，已知水的密度大于油的密度。下列说法正确的是（ ） A.做圆周运动时瓶子的速度不变 B.水油分离后密度较大的水集中于小瓶的底部 C.瓶子速度小于某一值就不能做完整的圆周运动 D.如图乙所示，在安岳中学教室演示相同实验时，小瓶在竖直面内做匀速圆周运动 5.如图所示，一段凹凸不平的路面中的凹凸部分可看作圆弧的一部分，A、B、C 三处的切线均水平！其中B处的曲率半径ρB 最大，C处的曲率半径ρC 最小，一辆可视为质点的汽车以恒定的速率经过该路面，汽车受到的阻力与汽车对路面的压力成正比，汽车经过A、B、C三点时，发动机的输出功率分别记为PA、PB、PC，下列判断正确的是 A.PA＜PB＜PC B.PA＜PC＜PB C.PC＜PB＜PA D.PC＜PA＜PB 6.如图，滑板运动员以速度从离地高h处的平台末端水平飞出，落在水平地面上。运动员和滑板均可视为质点，运动员的质量为m，不计空气阻力，重力加速度大小为g，以平台为零势能面。下列说法正确的是（　　） A. 越大，运动员在空中的运动时间越长 B. 运动员落地前瞬间重力的功率为 C. 运动员落地前瞬间的机械能为 D. 运动员下落过程中的动量变化量大小为 7. 如图甲，物体以一定的初速度从倾角为α=37°的固定斜面底端沿斜面向上运动，上升的最大高度为3m。选地面为零势能面，上升过程中，物体的机械能E机随高度h的变化关系图像如图乙所示。重力加速度大小取g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。则（ ） A. 物体的质量为m=0.8kg B. 物体上升到最大高度后静止 C. 物体上升过程中斜面对其支持力的冲量为零 D. 物体上升过程中动能和重力势能相等的位置离地高度为1.875m 二、 多项选择题：本题共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．如图所示的四幅图表示的是有关圆周运动的基本模型，下列说法正确的是（　　） A．图a中轻杆长为l，若小球在最高点的角速度小于，杆对小球的作用力向上 B．图b中若火车转弯时未达到规定速率，轮缘对外轨道有挤压作用 C．图c中若A、B均相对圆盘静止，所在圆周半径，质量，则A、B所受摩擦力 D．图d中是一圆锥摆，增加绳长，保持圆锥的高度不变，则圆锥摆的角速度不变 9. 秋千是一种大人小孩均喜欢的娱乐设施。如图为两根悬绳长均为L的秋千，一小朋友坐在秋千上，家长在最低点开始用水平力F缓慢将其推到两绳与竖直方向的夹角为处释放，而后经时间t小朋友自由摆动到另一侧最高点。若小朋友和秋千的坐板均可视为质点，其总质量为m，不计空气阻力和悬绳重力，重力加速度大小为g。下列说法正确的是（ ） A. 家长推动小朋友的过程中，对其做的功为 B. 家长推动小朋友的过程中，小朋友和秋千的坐板增加的机械能为 C. 家长从最高点释放小朋友后，在秋千摆动到另一侧最高点的过程中，两悬绳的弹力的冲量大小为，方向竖直向上 D. 家长从最高点释放小朋友后，在秋千摆动的过程中，小朋友所受合力的方向始终沿悬绳指向圆心 10.在2024年的珠海航展上，太空电梯的概念模型引起了观众的浓厚兴趣。太空电梯是人类构想的一种通往太空的设备，它的主体是一个连接太空站和地球的超级缆绳，可以用来将人和货物从地面运送到太空站。图中配重空间站比地球静止同步空间站更高。则下列说法正确的是（ ） A.若从配重空间站脱落一个小物块，则物块做离心运动 B.同步空间站的线速度大于近地卫星的线速度 C.同步空间站的向心加速度大于赤道上某一物体的向心加速度 D.太空电梯静止时，同步空间站所受的合力为0 三、实验题：本题共2小题，每空2分，共16分。将正确的答案直接填在答题卡的横线上。 11．（6 分）“探究向心力大小的表达式”的实验装置如图所示，小球放在挡板A、B或C处做圆周运动的轨道半径之比为1：2：1。塔轮自上而下有三层，每层左右半径之比由上至下分别是1：1、2：1和3：1。 （1）在某次实验中，周老师把两个质量相等的钢球放在A、C位置，传动皮带调至第三层塔轮，转动手柄，观察左右标出的刻度，此时可研究向心力的大小与 的关系。 A．质量m B．角速度 C．半径r D．线速度v （2）若传动皮带套在塔轮第二层，两个质量相等的钢球放在B、C位置，则匀速塔轮转动时，钢球所受向心力大小之比为 。 （3）在实验时逐渐加大手柄转速，左右标尺露出的红色、白色等分标记长度的比值__________。 A．变大 B．变小 C．不变 D．无法确定 12．（10 分）某同学用如图（a）所示的装置验证机械能守恒定律。不可伸长的轻绳绕过轻质定滑轮，轻绳两端分别连接物块P与感光细钢柱K，两者质量均为m＝100g。钢柱K下端与质量为M＝200g的物块Q相连。铁架台下部固定一个电动机，电动机竖直转轴上装一支激光笔，电动机带动激光笔绕转轴在水平面内匀速转动，每转一周激光照射在细钢柱表面时就会使细钢柱感光并留下痕迹。初始时P、K、Q系统在外力作用下保持静止，轻绳与细钢柱均竖直（重力加速度g取9.8m/s2）。 （1）开启电动机，待电动机以角速度ω＝20πrad/s匀速转动后，将P、K、Q系统由静止释放，Q落地前，激光在细钢柱K上留下感光痕迹，取下K，测出感光痕迹间的距离如图（b）所示:hA＝38.40cm，hB＝60.00cm，hC＝86.40cm。感光痕迹间的时间间隔T＝ s，激光束照射到B点时，细钢柱速度大小为vB＝ m/s。经判断系统由静止释放时激光笔光束恰好经过O点，在OB段，系统动能的增加量Ek＝ J，重力势能的减少量Ep＝ J，比较两者关系可判断系统机械能是否守恒。（该小问除第一空外，其余计算结果均保留3位有效数字） （2）选取相同的另一感光细钢柱K，若初始时激光笔对准K上某点，开启电动机的同时系统由静止释放，电动机的角速度按如图（c）所示的规律变化，图像斜率为k，记录下如图（d）所示的感光痕迹，其中两相邻感光痕迹间距均为d。当满足 即可证明系统在运动过程中机械能守恒（用含字母d、k、g、π的表达式表示）。 四、计算题：本题共3小题，共38分。解答应写出必要的文字说明和重要的演算过程，只有最后结果的不能得分。有数值运算的题，答案中必须明确写出数值和单位。 13. （10分）下雨时，为什么蚊子不会被雨滴砸死？科学家研究发现蚊子被雨滴击中时并不抵挡雨滴，而是很快与雨滴融为一体，随后迅速侧向微调与雨滴分离。已知蚊子的质量为m，漂浮在空气中（速度为零）；雨滴质量为nm，雨滴所受空气阻力与下落速度成正比，比例系数为k，击中蚊子前，雨滴已经匀速竖直下落，蚊子与雨滴融为一体时间为，蚊子重力不计。求： （1）蚊子与雨滴融为一体后，蚊子的速度大小v； （2）蚊子与雨滴融为一体的过程中，蚊子受到的平均作用力F。 14.（12分）如图所示，距离地面一定高度的水平桌面上，有两相同材料做成的物块甲、乙，质量分别为，两物块与水平桌面间的动摩擦因数为，物块乙放在桌面边缘的B点，物块甲放在物块乙左侧的A点，。在水平地面上固定一半径为的竖直光滑圆管轨道，轨道与水平地面相切于D点，直径DE垂直水平面，C为圆管的入口，其中。质量为的子弹以水平向右的速度射入物块甲并留在其中（时间极短），经过一段时间与物块乙发生碰撞，碰后甲被反弹且物块甲、乙的速度大小之比为，物块乙无碰撞地进入圆管。假设两物块均可视为质点且碰撞时间极短，重力加速度g取，。求： （1）碰后物块甲、乙的速度大小； （2）物块乙运动到D点时对圆管的压力大小。 15.（16分）宇宙空间有两颗相距较远、中心距离为d的星球A和星球B。在星球A上将一轻弹簧竖直固定在水平桌面上，把物体P轻放在弹簧上端，如图（a）所示，P由静止向下运动，其加速度a与弹簧的压缩量x间的关系如图（b）中实线所示。在星球B上用完全相同的弹簧和物体P完成同样的过程，其a-x关系如图（b）中虚线所示。已知两星球密度相等。星球A的质量为m0，引力常量为G。假设两星球均为质量均匀分布的球体。 （1）求星球A和星球B的表面重力加速度的比值； （2）若将星球A看成是以星球B为中心天体的一颗卫星，求星球A的运行周期T1； （3）若将星球A和星球B看成是远离其他星球的双星模型，这样算得的两星球做匀速圆周运动的周期为T2。求此情形中的周期T2与上述第（2）问中的周期T1的比值。 安岳中学高2024级强基班3月考 物理参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 A D C B A D D AD BC AC 11．(1)B (2)1：2 (3)C 【详解】（1）根据控制变量法可知，传动皮带调至第三层塔轮，二者的角速度不同，小球的半径和质量相同，故探究向心力的大小与角速度的关系。 故选B。 （2）传动皮带套在塔轮第二层，根据可知两球的角速度之比为 圆周运动的半径之比为 根据可知向心力之比为 （3）加大手柄转速，左右两塔轮转动的角速度之比不变，半径、及小球的质量不变，故向心力的大小之比不变，即左右标尺露出的红色、白色等分标记长度的比值不变。 故选C。 12．(1) 0.1 2.40 1.15 1.18 (2) 【详解】（1）[1][2][3][4]感光痕迹间的时间间隔 激光束照射到B点时，细钢柱速度大小为 在OB段，系统动能的增加量 重力势能的减少量 （2）从初始时激光笔对准K上某点开始选取连续的n段，根据时间关系有 根据运动学公式有 根据机械能守恒定律有 解得 13. 解：（1）击中蚊子前，雨滴已经匀速竖直下落，则有 蚊子与雨滴融为一体，有 解得 （2）对蚊子由动量定理有 解得 14. 【详解】（1）子弹击中物块甲的过程中，子弹与物块甲组成的系统动量守恒 由动量守恒定律得 解得 物块甲从到的过程，由动能定理 解得 两物块碰撞的过程动量守恒，设碰后物块甲，乙的速度大小分别为，又由动量守恒定律得 解得 （2）物块乙离开点后做平拋运动，设运动到点的速度为，由于物块乙无碰撞地进入圆管 则有 解得 滑块乙运动到点的速度为，由到的过程由机械能守恒定律得 滑块乙在点时，由牛顿第二定律得 解得 由牛顿第三定律，物块乙在点时对圆管的压力大小为94N。 15. 学科网（北京）股份有限公司 $