精品解析：江西省上饶市第一中学2024-2025学年高一下学期3月月考物理试题

上饶市第一中学2027届高一年级下学期第一次月考 物理试卷 考试时间：2025年3月 考试时长：75分钟 满分：100分 注意事项： 1．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．回答选择题时，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框涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案标号框，回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。 3．考试结束后，上交答题卡。 一、选择题：（本题共10小题，1-7为单选题，每题4分；8-10为多选题，每题6分，共46分。） 1. 如图所示，光滑水平面上，小球m在拉力F作用下以O为圆心做匀速圆周运动。若小球运动到P点时，拉力F发生变化，关于小球运动情况的说法正确的是（　　） A. 只要拉力不消失，小球仍沿原来轨迹运动 B. 若拉力突然变小，小球将沿轨迹Pc运动 C. 若拉力突然变大，小球将沿轨迹Pb做离心运动 D. 若拉力突然消失，小球将沿轨迹Pa做离心运动 【答案】D 【解析】 【详解】A．做圆周运动需满足提供的向心力等于需要的向心力，即 只要拉力F不等于，小球就不沿原来轨迹运动，故A错误； B．若拉力突然变小，提供的向心力小于需要的，小球将做离心运动，沿轨迹Pb运动，故B错误； C．若拉力突然变大，提供的向心力大于需要的，小球将做近心运动，小球将沿轨迹Pc运动，故C错误； D．若拉力突然消失，小球将沿轨迹切线方向匀速直线运动，沿Pa做离心运动，故D正确。 故选D。 2. 如图所示，半径为r的圆筒，绕竖直中心轴OO'转动，小物块a靠在圆筒的内壁上，它与圆筒的动摩擦因数为μ，现要使小物块a不下滑，则圆筒转动的角速度ω至少为（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】要使A不下落，则小物块在竖直方向上受力平衡，有 f=mg 当摩擦力正好等于最大摩擦力时，圆筒转动的角速度ω取最小值，筒壁对物体的支持力提供向心力，根据向心力公式得 N=mω2r 而 f=μN 联立以上三式解得 故选D。 3. 火车轨道在转弯处外轨高于内轨，其高度差由转弯半径与规定的行驶速度确定。若在某转弯处规定行驶速度为v，则下列说法正确的是（　　） A. 当以速度v通过此弯路时，轨道支持力提供向心力 B. 当速度大于v时，轮缘挤压外轨 C. 当速度大于v时，轮缘挤压内轨 D. 当速度小于v时，轮缘挤压外轨 【答案】B 【解析】 【详解】A．火车轨道在转弯处外轨高于内轨，以规定行驶速度v行驶时，由重力和轨道的支持力的合力向心力，选项A错误； BCD．火车转弯时的向心力 当速度大于v时，所需向心力增大，火车有离心运动的趋势，轮缘挤压外轨；当速度小于v时，所需向心力减小，火车有近心运动的趋势，轮缘挤压内轨，选项B正确，CD错误。 故选B。 4. 2013年5月2日凌晨0时06分，我国“中星11号”通信卫星发射成功。“中星11号”是一颗地球同步卫星，它主要用于为亚太地区等区域用户提供商业通信服务。如图为发射过程的示意图，先将卫星发射至近地圆轨道1，然后经点火，使其沿椭圆轨道2运行，最后再一次点火，将卫星送入同步圆轨道3。轨道1、2相切于Q点，轨道2、3相切于P点，则当卫星分别在1、2、3轨道上正常运行时，以下说法正确的是（　　） A. 卫星在轨道3上的速率大于在轨道1上的速率 B. 卫星在轨道3上的角速度大于在轨道1上的角速度 C. 卫星在轨道1上经过Q点时的加速度大于它在轨道2上经过Q点时的加速度 D. 卫星在轨道2上经过P点时的速度小于它在轨道3上经过P点时的速度 【答案】D 【解析】 【详解】AB．根据 得，卫星在轨道3上的速率、角速度均小于在轨道1上的速率、角速度，故AB错误； C．根据 解得，在同一点加速度相同，故C错误； D．卫星升轨，在轨道2上经过P点点火加速升至轨道3，故轨道3上P点的速度大于轨道2上P点时的速度，故D正确。 故选D。 5. 天文学上常利用环绕星的运动了解中心星的一些特点，随着梦天实验舱的发射成功，我国的空间站已搭建完成，若知道我国空间站距地面的高度为h，每经过T时间绕地球转一圈，地球半径为R，万有引力常量为G，则可求出地球的密度为（ ） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】根据 解得 故选B。 6. 无缝钢管的制作原理如图所示，竖直平面内，管状模型置于两个支承轮上，支承轮转动时通过摩擦力带动管状模型转动，铁水注入管状模型后，由于离心作用，铁水紧紧地覆盖在模型的内壁上，冷却后就得到无缝钢管。已知管状模型内壁半径为R，则下列说法正确的是 A. 铁水是由于受到离心力的作用才覆盖在模型内壁上的 B. 模型各个方向上受到的铁水的作用力相同 C. 若最上部的铁水恰好不离开模型内壁，此时仅重力提供向心力 D. 管状模型转动的角速度最大为 【答案】C 【解析】 【详解】A．铁水做圆周运动，重力和弹力的合力提供向心力，没有离心力，故A错误； B．铁水做圆周运动的向心力由重力和弹力的径向分力提供，不是匀速圆周运动，故模型各个方向上受到的铁水的作用力不一定相同，故B错误； C．若最上部的铁水恰好不离开模型内壁，则是重力恰好提供向心力，故C正确； D．为了使铁水紧紧地覆盖在模型的内壁上，管状模型转动的角速度不能小于临界角速度，此时有 解得最小角速度为 故D错误。 故选C。 7. 太空中存在一些离其他恒星很远的、由两颗星体组成的双星系统，可忽略其他星体对它们的引力作用。如果将某双星系统简化为理想的圆周运动模型，如图所示，两星球在相互的万有引力作用下，绕O点做匀速圆周运动。由于双星间的距离减小，则（　　） A. 两星的运动角速度均逐渐减小 B. 两星的运动周期均逐渐减小 C. 两星的向心加速度均逐渐减小 D. 两星的运动线速度均逐渐减小 【答案】B 【解析】 【详解】AB．设两星的质量分别为和，相距L，和的角速度为，由万有引力定律和牛顿第二定律得 对 对 因为 解得 双星的总质量不变，距离减小，周期减小，角速度增大，A错误，B正确； C．根据 知，L变小，则两星的向心加速度均增大，故C错误； D．由于 可见，距离减小线速度变大．故D错误． 故选B。 8. 中国农历中的春分、夏至、秋分、冬至四个节气将一年分为春、夏、秋、冬四季，在天文学上，春分、夏至、秋分、冬至时地球绕太阳运行的位置大致如图所示。从地球绕太阳的运动规律入手，下列判断正确的是（　　） A. 在冬至日前后，地球绕太阳的运行速率较大 B. 在夏至日前后，地球绕太阳的运行速率较大 C. 秋冬两季与春夏两季时间相等 D. 秋冬两季比春夏两季时间短 【答案】AD 【解析】 【详解】AB．根据开普勒第二定律，在冬至日前后，地球离太阳最近，则此时地球绕太阳的运行速率较大，在夏至日前后，地球离太阳最远，此时地球绕太阳的运行速率较小，A正确，B错误； CD．由开普勒第三定律可知，秋冬两季地球绕太阳运行的平均速率大于春夏两季的平均速率，因秋冬两季和春夏两季地球绕太阳运动的路程相等，可知秋冬两季比春夏两季时间短，则C错误，D正确。 故选AD。 9. 如图所示，A、B两球穿过光滑水平杆，两球间用一细绳连接，当该装置绕竖直轴OO′匀速转动时，两球恰好不发生滑动。若两球质量之比，那么关于A、B两球的下列说法中正确的是（　　） A. A、B两球受到的向心力之比为2∶1 B. A、B两球角速度之比为1∶1 C. A、B两球运动半径之比为1∶2 D. A、B两球线速度之比为1∶2 【答案】BCD 【解析】 【详解】A．当该装置绕竖直轴OO′匀速转动时，两球恰好不发生滑动，则A、B两球受到的向心力为绳子的拉力，故A、B两球受到的向心力之比为1∶1，故A错误； B．A、B两球为同轴转动，则A、B两球角速度之比为1∶1，故B正确； C．根据题意有 可知，A、B两球运动半径之比为 故C正确； D．根据 可知，A、B两球线速度之比为 故D正确。 故选BCD。 10. 如图，三个质点、、的质量分别为、、（远大于及），在的万有引力作用下，、在同一平面内绕沿逆时针方向做匀速圆周运动，已知轨道半径之比为，则下列说法正确的有（　　） A. 、运动的周期之比为 B. 、运动的周期之比为 C. 从图示位置开始，在转动一周的过程中，、、共线12次 D. 从图示位置开始，在转动一周的过程中，、、共线14次 【答案】AD 【解析】 【详解】AB．根据开普勒第三定律得 故A正确，B错误。 CD．设题图示位置、的夹角为，转动一周（圆心角为）的时间为，则、相距最远时 其中，可知，可取7个值；、相距最近时 其中，可知，可取7个值，故在转动一周的过程中，、、共线14次，故C错误，D正确。 故选AD。 二、实验题（共2小题，每空2分，共14分。） 11. 用如图所示的装置来探究钢球做圆周运动所需向心力的大小与质量m、角速度和半径r之间的关系。探究过程中某次实验时装置的状态如图所示。 (1)在研究向心力的大小与质量m之间的关系时，要保持_________相同； A．m和r B．和m C．和r D．m和 (2)若两个钢球质量和转动半径相等，则是在研究向心力的大小与________之间的关系； A．质量m B．角速度 C．半径r (3)若两个钢球质量和转动半径相等，且标尺上红白相间的等分标记显示出两个钢球所受向心力的比值为1:9，则与皮带连接的两个变速塔轮的半径之比为_______。 A．1:3 B．9:1 C．1:9 D．3:1 【答案】 ①. C ②. B ③. D 【解析】 【分析】 【详解】(1)[1]在探究向心力的大小与质量m、角速度和半径r之间的关系时，需先控制某些量不变，再研究另外两个物理量之间的关系，该方法为控制变量法，据此可知，要研究与m之间的关系，需保持和r相同。 故选 C。 (2)[2]根据控制变量法可知，两球的质量和转动半径相等时，研究的是向心力的大小与角速度之间的关系。 故选 B。 (3)[3]根据 两球的向心力之比为1:9，转动半径和质量相等可知，两球转动的角速度之比为1:3，因为靠皮带传动，两变速塔轮的线速度大小相等，根据 知，与皮带连接的两变速塔轮的半径之比为3:1。 故选 D。 12. 某小组学习过向心力后，设计了如图甲所示的装置探究向心力大小与速度的关系。拉力传感器A固定在铁架台的横杆下，光电门B固定在铁架台底座上。用一段不可伸长的轻细线连接小钢球和传感器，球静止时球心刚好与光电门在同一水平线上。用游标卡尺测出球的直径d。将球拉离最低点，使线张紧并与横杆垂直，由静止释放。球经过最低点时，光电门记录下球的挡光时间为，传感器记录的拉力最大值为F。改变小球释放点的高度，重复实验。将相应的和F数值填入事先设计的表格中。已知当地的重力加速度大小为g，不计空气阻力。 （1）小球经过最低点时的速度大小______。 （2）将获得的和F数据输入计算机，用计算机绘制图像如图乙所示。所得图像为直线，该直线与F轴的交点纵坐标为a，其延长线与轴的交点横坐标为。由此可知，实验中所用小球的质量为______，小球与传感器之间的细线长度为______。（用a、b、d、g表示） （3）实验中所用小球的质量为，图像中a的值接近1N，则本实验的结果说明向心力大小与速度的二次方______（选填“成正比”或“不成正比”） 。 【答案】（1） （2） ①. ②. （3）成正比 【解析】 【小问1详解】 在极短时间内，物体的瞬时速度等于该过程的平均速度，则有 【小问2详解】 [1][2]在最低点的位置，根据牛顿第二定律可得 联立解得 根据图像的斜率与截距可知， 解得， 【小问3详解】 实验中所用小球的质量为，图像中a的值接近1N，满足 则本实验的结果说明向心力大小与速度的二次方成正比。 三．解答题（13题10分，14题12分，15题18分，共计40分。） 13. 如图所示一辆质量为1kg的玩具汽车静止在半径为1m的圆弧形拱桥顶部（），求： （1）此时汽车对圆弧形拱桥的压力是多大； （2）如果汽车以0.5m/s的速度经过拱桥的顶部，则圆弧形拱桥对汽车的支持力多大； （3）汽车以多大速度通过拱桥的顶部时，汽车对圆弧形拱桥的压力恰好为零。 【答案】（1）10N （2）9.75N （3） 【解析】 【小问1详解】 汽车静止在弧形拱桥顶部，由平衡条件得 由牛顿第三定律可知，汽车对圆弧形拱桥的压力为10N。 【小问2详解】 汽车以的速度经过拱桥的顶部，由牛顿第二定律得 解得圆弧形拱桥对汽车的支持力为 【小问3详解】 设汽车以速度通过拱桥的顶部时，对圆弧形拱桥的压力恰好为零，由牛顿第二定律得 解得 14. 某星球的质量约为地球的2倍，半径约为地球的一半，若从地球上高h处平抛一物水平射程为，，则，试求： （1）求该星球表面重力加速度与地球表面重力加速度的比值； （2）在该星球上，从同样高度以同样的初速度平抛同一物体的水平射程是？ （3）求该星球的第一宇宙速度与地球第一宇宙速度的比值。 【答案】（1） （2）5m （3） 【解析】 【小问1详解】 根据万有引力等于重力可得 解得 则 【小问2详解】 当物体做平抛运动时有， 联立可得 同理在某星体表面上 联立解得 【小问3详解】 根据万有引力提供向心力 解得 则该星球的第一宇宙速度与地球第一宇宙速度的比值为 15. 如图所示，光滑的圆锥体固定在水平地面上，其轴线沿竖直方向，在圆锥体顶用长的细线悬挂一质量的小球（可视为质点），小球静止时细线与圆锥表面平行且细线与轴线的夹角。已知圆锥体的高度，细线能承受的最大拉力，取重力加速度大小，，现使圆锥体绕其轴线缓慢加速转动，小球也随圆锥体一起做角速度缓慢增大的圆周运动（不同时间内均可视为匀速圆周运动）。 （1）求小球即将离开圆锥体表面时的角速度大小； （2）当小球的角速度大小时，求细线上的拉力大小； （3）若细线上的拉力达到最大拉力的瞬间细线绷断，此瞬间小球速度不受影响，求小球落到水平地面的位置到圆锥体轴线的距离d。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 小球即将离开圆锥体表面时，以小球为对象，根据牛顿第二定律可得 解得角速度大小为 【小问2详解】 当小球的角速度大小时，由于 可知小球未离开圆锥体表面，以小球为对象，竖直方向根据受力平衡可得 水平方向根据牛顿第二定律可得 联立解得细线上的拉力大小为 【小问3详解】 若细线上的拉力达到最大拉力的瞬间细线绷断，设此瞬间小球的角速度为，细线与竖直方向的夹角为，则有， 联立解得， 细线绷断后小球做平抛运动，初速度为 竖直方向有 解得 小球做平抛运动水平位移大小为 根据几何关系可得小球落到水平地面的位置到圆锥体轴线的距离为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 上饶市第一中学2027届高一年级下学期第一次月考 物理试卷 考试时间：2025年3月 考试时长：75分钟 满分：100分 注意事项： 1．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．回答选择题时，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框涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案标号框，回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。 3．考试结束后，上交答题卡。 一、选择题：（本题共10小题，1-7为单选题，每题4分；8-10为多选题，每题6分，共46分。） 1. 如图所示，光滑水平面上，小球m在拉力F作用下以O为圆心做匀速圆周运动。若小球运动到P点时，拉力F发生变化，关于小球运动情况的说法正确的是（　　） A. 只要拉力不消失，小球仍沿原来轨迹运动 B. 若拉力突然变小，小球将沿轨迹Pc运动 C. 若拉力突然变大，小球将沿轨迹Pb做离心运动 D. 若拉力突然消失，小球将沿轨迹Pa做离心运动 2. 如图所示，半径为r的圆筒，绕竖直中心轴OO'转动，小物块a靠在圆筒的内壁上，它与圆筒的动摩擦因数为μ，现要使小物块a不下滑，则圆筒转动的角速度ω至少为（　　） A. B. C. D. 3. 火车轨道在转弯处外轨高于内轨，其高度差由转弯半径与规定的行驶速度确定。若在某转弯处规定行驶速度为v，则下列说法正确的是（　　） A. 当以速度v通过此弯路时，轨道支持力提供向心力 B. 当速度大于v时，轮缘挤压外轨 C. 当速度大于v时，轮缘挤压内轨 D. 当速度小于v时，轮缘挤压外轨 4. 2013年5月2日凌晨0时06分，我国“中星11号”通信卫星发射成功。“中星11号”是一颗地球同步卫星，它主要用于为亚太地区等区域用户提供商业通信服务。如图为发射过程的示意图，先将卫星发射至近地圆轨道1，然后经点火，使其沿椭圆轨道2运行，最后再一次点火，将卫星送入同步圆轨道3。轨道1、2相切于Q点，轨道2、3相切于P点，则当卫星分别在1、2、3轨道上正常运行时，以下说法正确的是（　　） A. 卫星在轨道3上的速率大于在轨道1上的速率 B. 卫星在轨道3上的角速度大于在轨道1上的角速度 C. 卫星在轨道1上经过Q点时的加速度大于它在轨道2上经过Q点时的加速度 D. 卫星在轨道2上经过P点时的速度小于它在轨道3上经过P点时的速度 5. 天文学上常利用环绕星的运动了解中心星的一些特点，随着梦天实验舱的发射成功，我国的空间站已搭建完成，若知道我国空间站距地面的高度为h，每经过T时间绕地球转一圈，地球半径为R，万有引力常量为G，则可求出地球的密度为（ ） A. B. C. D. 6. 无缝钢管的制作原理如图所示，竖直平面内，管状模型置于两个支承轮上，支承轮转动时通过摩擦力带动管状模型转动，铁水注入管状模型后，由于离心作用，铁水紧紧地覆盖在模型的内壁上，冷却后就得到无缝钢管。已知管状模型内壁半径为R，则下列说法正确的是 A. 铁水是由于受到离心力的作用才覆盖在模型内壁上的 B. 模型各个方向上受到的铁水的作用力相同 C. 若最上部的铁水恰好不离开模型内壁，此时仅重力提供向心力 D. 管状模型转动的角速度最大为 7. 太空中存在一些离其他恒星很远的、由两颗星体组成的双星系统，可忽略其他星体对它们的引力作用。如果将某双星系统简化为理想的圆周运动模型，如图所示，两星球在相互的万有引力作用下，绕O点做匀速圆周运动。由于双星间的距离减小，则（　　） A. 两星的运动角速度均逐渐减小 B. 两星的运动周期均逐渐减小 C. 两星的向心加速度均逐渐减小 D. 两星的运动线速度均逐渐减小 8. 中国农历中的春分、夏至、秋分、冬至四个节气将一年分为春、夏、秋、冬四季，在天文学上，春分、夏至、秋分、冬至时地球绕太阳运行的位置大致如图所示。从地球绕太阳的运动规律入手，下列判断正确的是（　　） A. 在冬至日前后，地球绕太阳的运行速率较大 B. 在夏至日前后，地球绕太阳的运行速率较大 C. 秋冬两季与春夏两季时间相等 D. 秋冬两季比春夏两季时间短 9. 如图所示，A、B两球穿过光滑水平杆，两球间用一细绳连接，当该装置绕竖直轴OO′匀速转动时，两球恰好不发生滑动。若两球质量之比，那么关于A、B两球的下列说法中正确的是（　　） A. A、B两球受到的向心力之比为2∶1 B. A、B两球角速度之比为1∶1 C. A、B两球运动半径之比为1∶2 D. A、B两球线速度之比为1∶2 10. 如图，三个质点、、的质量分别为、、（远大于及），在的万有引力作用下，、在同一平面内绕沿逆时针方向做匀速圆周运动，已知轨道半径之比为，则下列说法正确的有（　　） A. 、运动的周期之比为 B. 、运动的周期之比为 C. 从图示位置开始，在转动一周的过程中，、、共线12次 D. 从图示位置开始，在转动一周的过程中，、、共线14次 二、实验题（共2小题，每空2分，共14分。） 11. 用如图所示的装置来探究钢球做圆周运动所需向心力的大小与质量m、角速度和半径r之间的关系。探究过程中某次实验时装置的状态如图所示。 (1)在研究向心力的大小与质量m之间的关系时，要保持_________相同； A．m和r B．和m C．和r D．m和 (2)若两个钢球质量和转动半径相等，则是在研究向心力的大小与________之间的关系； A．质量m B．角速度 C．半径r (3)若两个钢球质量和转动半径相等，且标尺上红白相间的等分标记显示出两个钢球所受向心力的比值为1:9，则与皮带连接的两个变速塔轮的半径之比为_______。 A．1:3 B．9:1 C．1:9 D．3:1 12. 某小组学习过向心力后，设计了如图甲所示的装置探究向心力大小与速度的关系。拉力传感器A固定在铁架台的横杆下，光电门B固定在铁架台底座上。用一段不可伸长的轻细线连接小钢球和传感器，球静止时球心刚好与光电门在同一水平线上。用游标卡尺测出球的直径d。将球拉离最低点，使线张紧并与横杆垂直，由静止释放。球经过最低点时，光电门记录下球的挡光时间为，传感器记录的拉力最大值为F。改变小球释放点的高度，重复实验。将相应的和F数值填入事先设计的表格中。已知当地的重力加速度大小为g，不计空气阻力。 （1）小球经过最低点时的速度大小______。 （2）将获得的和F数据输入计算机，用计算机绘制图像如图乙所示。所得图像为直线，该直线与F轴的交点纵坐标为a，其延长线与轴的交点横坐标为。由此可知，实验中所用小球的质量为______，小球与传感器之间的细线长度为______。（用a、b、d、g表示） （3）实验中所用小球的质量为，图像中a的值接近1N，则本实验的结果说明向心力大小与速度的二次方______（选填“成正比”或“不成正比”） 。 三．解答题（13题10分，14题12分，15题18分，共计40分。） 13. 如图所示一辆质量为1kg的玩具汽车静止在半径为1m的圆弧形拱桥顶部（），求： （1）此时汽车对圆弧形拱桥的压力是多大； （2）如果汽车以0.5m/s的速度经过拱桥的顶部，则圆弧形拱桥对汽车的支持力多大； （3）汽车以多大速度通过拱桥的顶部时，汽车对圆弧形拱桥的压力恰好为零。 14. 某星球的质量约为地球的2倍，半径约为地球的一半，若从地球上高h处平抛一物水平射程为，，则，试求： （1）求该星球表面重力加速度与地球表面重力加速度的比值； （2）在该星球上，从同样高度以同样的初速度平抛同一物体的水平射程是？ （3）求该星球的第一宇宙速度与地球第一宇宙速度的比值。 15. 如图所示，光滑的圆锥体固定在水平地面上，其轴线沿竖直方向，在圆锥体顶用长的细线悬挂一质量的小球（可视为质点），小球静止时细线与圆锥表面平行且细线与轴线的夹角。已知圆锥体的高度，细线能承受的最大拉力，取重力加速度大小，，现使圆锥体绕其轴线缓慢加速转动，小球也随圆锥体一起做角速度缓慢增大的圆周运动（不同时间内均可视为匀速圆周运动）。 （1）求小球即将离开圆锥体表面时的角速度大小； （2）当小球的角速度大小时，求细线上的拉力大小； （3）若细线上的拉力达到最大拉力的瞬间细线绷断，此瞬间小球速度不受影响，求小球落到水平地面的位置到圆锥体轴线的距离d。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $