河南郑州市第一〇一中学2025-2026学年高一下学期3月月考物理试卷

郑州市第一○一中学2025-2026学年学期 高一3月月考 物理 一、选择题（本题10小题，共40分。第1-6题只有一项符合题目要求，每小题4分；第7-10题有多项符合题目要求，全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分） 1. 如图所示，风力发电机的叶片长度可达60米，叶片绕中心轴做匀速圆周运动时，下列说法正确的是（　　） A. 叶尖的周期大于叶根处 B. 叶尖的线速度大小大于叶根处 C. 叶尖的角速度大小大于叶根处 D. 叶尖的向心加速度大小等于叶根处 2. 滚筒洗衣机脱水时，滚筒绕水平转动轴转动。滚筒上有很多漏水孔，滚筒转动时，附着在潮湿衣服上的水从漏水孔中被甩出，达到脱水的目的。如图，滚筒洗衣机脱水时，衣物紧贴着滚筒壁在竖直平面内做匀速圆周运动。衣物经过洗衣机上、、、四个位置中，脱水效果最好的位置应该是（　　） A. B. C. D. 3. 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经过最高点时的最小速度为 C. 小球a经过最高点时，细绳对小球a可能没有力的作用 D. 小球b经过最高点时，细杆对小球b一定有支持力作用 4. 如图所示，地球赤道上方有两颗卫星A、B，轨道半径分别为、，其中（），若卫星A的周期为，则卫星B的周期为（　　） A. B. C. D. 5. 天舟九号货物飞船于2025年7月15日成功发射，保障了神舟二十号和二十一号乘组在轨期间的物资需求。天舟九号发射后，火箭将其送入近地点约200公里、远地点约300公里的椭圆轨道。在天舟九号从近地点向远地点运动的过程中，关于地球对它的万有引力F及其运行速率v，下列说法正确的是（　　） A. F逐渐增大，v逐渐增大 B. F逐渐减小，v逐渐减小 C. F逐渐减小，v逐渐增大 D. F逐渐增大，v逐渐减小 6. 如图所示，地球绕太阳做匀速圆周运动，轨道半径为，周期为T。X彗星绕太阳运动的轨道为椭圆，近日点P到太阳中心的距离为，远日点Q到太阳中心的距离为。已知引力常量为G，下列说法正确的是（ ） A. 地球的质量为 B. X彗星的周期为 C. 在近日点P，地球的向心加速度小于X彗星的向心加速度 D. 在近日点P，地球的线速度小于X彗星的线速度 7. 下面四幅图用曲线运动知识描述正确的是（　　） A. 图甲，同一小球在光滑而固定的圆锥筒内的A、B位置先后分别做匀速圆周运动，则在A、B两位置小球的角速度及所受筒壁的支持力大小相等 B. 图乙，火车轨道的外轨略高于内轨，火车拐弯时速度越小，对轨道磨损不一定越小 C. 图丙，该自行车在赛道上做匀速圆周运动，所受的合外力不变 D. 图丁，在一座凹形桥的最低点，同一辆车子速度越大，对桥面压力就越大 8. 两个质量相同的小球a、b用长度不等的细线拴在天花板上同一点并在空中同一水平面内做匀速圆周运动，如图所示，则关于a、b两小球说法正确的是（ ） A. a球角速度大于b球角速度 B. a球线速度大于b球线速度 C. a球向心力大于b球向心力 D. a球向心加速度小于b球向心加速度 9. 自古以来，天体运动一直吸引着人类孜孜不倦地探索。关于天体运动研究的内容及物理学史，以下描述正确的是（　　） A. 根据万有引力定律表达式，当两物体距离趋近于0时，其引力无穷大 B. 开普勒利用第谷观测的行星运动数据，通过数学方法建立了开普勒三定律，被誉为“天空立法者” C. 牛顿通过“月地检验”，发现了月球受到的引力与地面上的重力是不同性质的力 D. 卡文迪许设计扭秤实验装置，借助实验放大法，比较准确地测出了引力常量，被称为“第一个称出地球质量的人” 10. 我国“天问二号”小行星探测器计划于2025年5月发射，主要任务是对近地小行星2016HO3开展伴飞、探测并取样返回。假设“天问二号”小行星探测器降落在小行星表面进行探测时发现赤道处的重力加速度与北极处的重力加速度之比为。已知小行星北极处的重力加速度为，自转周期为，引力常量，则下列说法正确的是（ ） A. 探测器在小行星的赤道处与北极处的万有引力之比为 B. 小行星的半径为 C. 小行星的质量为 D. 小行星的密度为 二、实验题（本题共2小题，共14分） 11. 向心力演示器可以探究小球做圆周运动所需向心力F的大小与质量m、角速度、轨道半径r之间的关系，装置如图1所示，两个变速塔轮通过皮带连接。实验时，匀速转动手柄使长槽和短槽分别随相应的变速塔轮匀速转动，槽内的金属小球就做匀速圆周运动。横臂的挡板对小球的压力提供向心力，小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，标尺上黑白相间的等分格显示出两个金属球所受向心力的大小。 （1）在研究向心力F的大小与质量m、角速度、半径r之间的关系时，我们主要用到的物理方法是_________。 A.控制变量法　　B.等效替代法　　C.理想实验法 （2）为了探究金属球的向心力F的大小与轨道半径r之间的关系，下列说法正确的是_________。 A.应使用两个质量不等的小球 B.应使两小球离转轴的距离相同 C.应将皮带套在两边半径相等的变速塔轮上 （3）某同学用传感器测出小球做圆周运动向心力F的大小和对应的周期T，获得多组数据，画出了如图2所示的图像，该图像是一条过原点的直线，则图像横坐标x代表的是_________。 A.T　　B.T2　　C.　　D. 12. 如图所示为研学小组的同学们用圆锥摆验证向心力表达式的实验情景。将一轻细线上端固定在铁架台上，下端悬挂一个质量为m的小球，将画有几个同心圆周的白纸置于悬点下方的水平平台上，调节细线的长度使小球自然下垂静止时恰好位于圆心处。用手带动小球运动使它在放手后恰能在纸面上方沿某个画好的圆周做匀速圆周运动。调节平台的高度，使纸面贴近小球但不接触。 （1）若忽略小球运动中受到的阻力，在具体的计算中可将小球视为质点，重力加速度为g，小球做匀速圆周运动所受向心力的来源是 （选填选项前的字母）。 A. 小球所受绳子拉力的水平分力 B. 小球所受的重力 C. 小球所受绳子拉力和重力的合力 （2）在某次实验中，小球沿半径为r的圆做匀速圆周运动，用秒表记录了小球运动n圈的总时间t，则小球做此圆周运动的向心力大小Fn＝____。用刻度尺测得细线上端悬挂点到画有圆周纸面的竖直高度为h，那么对小球进行受力分析可知，小球做此圆周运动所受的合力大小F＝_________（两空都用题目已知量表示）。 （3）小球运动起来后撤掉平台，由于空气阻力的影响，小球做圆周运动的半径越来越小。若小球在运动中每转动一周的过程中半径变化忽略不计，即每一周都可视为匀速圆周运动。随着细绳与竖直方向的夹角不断减小，小球做圆周运动的周期变_____（选填“变大”、“变小”、“不变”）。 三、解答题（共46分） 13. 有一辆质量为1000 kg的小汽车驶上圆弧半径为40 m的拱桥。取重力加速度g=10m/s2，求： （1）汽车到达桥顶时速度为10 m/s，汽车对桥的压力是多大？ （2）汽车以多大速度经过桥顶时恰好腾空，对桥没有压力？ 14. 如图所示，质量m=1kg的小球在长为L=0.5m的细绳作用下，恰能在竖直平面内做圆周运动，细绳能承受的最大拉力=42N，转轴离地高度h=5.5m，不计阻力，g=10m/s2。 （1）小球经过最高点的速度是多少？ （2）若小球在某次运动到最低点时细绳恰好被拉断，求细绳被拉断后小球运动的水平位移。 15. 2021年2月10日19时52分，我国首次火星探测任务“天问一号”探测器实施近火捕获制动，成功实现环绕火星运动，成为我国第一颗人造火星卫星。在“天问一号”环绕火星做匀速圆周运动时，周期为T，轨道半径为r。已知火星的半径为R，引力常量为G，不考虑火星的自转。求： （1） “天问一号”环绕火星运动的线速度的大小v； （2）火星的质量M； （3）火星表面的重力加速度的大小g； （4）火星上的第一宇宙速度是多少？ 16. 如图所示的水平圆盘上，沿直径方向放着用轻绳相连可视为质点的物体A和B，A的质量为，B的质量为。已知两物体分居圆心O两侧，到圆心O的距离分别为，AB与圆盘间的动摩擦因数均为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，两物体随圆盘一起绕中轴线做匀速圆周运动且始终相对圆盘静止，重力加速度为。求： （1）当时，绳的拉力； （2）当物体B受到的摩擦力为0时，绳的拉力； （3）圆盘做匀速转动的最大角速度大小。 郑州市第一○一中学2025-2026学年学期 高一3月月考 物理 一、选择题（本题10小题，共40分。第1-6题只有一项符合题目要求，每小题4分；第7-10题有多项符合题目要求，全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分） 【1题答案】 【答案】B 【2题答案】 【答案】D 【3题答案】 【答案】C 【4题答案】 【答案】B 【5题答案】 【答案】B 【6题答案】 【答案】D 【7题答案】 【答案】BD 【8题答案】 【答案】BC 【9题答案】 【答案】BD 【10题答案】 【答案】BD 二、实验题（本题共2小题，共14分） 【11题答案】 【答案】 ①. A ②. C ③. D 【12题答案】 【答案】（1）AC （2） ①. ②. （3）变大 三、解答题（共46分） 【13题答案】 【答案】（1）7500N （2）20m/s 【14题答案】 【答案】（1）；（2）x= 4m 【15题答案】 【答案】（1） （2） （3） （4） 【16题答案】 【答案】（1）0 （2） （3） 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $《郑州市第一O一中学2025-2026学年下学期高一3月月考》参考答案 题号 1 2 3 5 6 8 9 10 答案 B D D BD BC BD BD 1.B 【详解】A.同轴转动，由T=2江，可知叶尖与叶根周期相同，放A错误： B.同轴转动，由v=or,得叶尖的线速度大小大于叶根处，故B正确： C.同轴转动，各点角速度相同，故C错误： D.同理，由a=”,得叶尖的向心加速度大于叶根处，故D错误。 故选B。 2.D 【详解】设衣服对水滴的附着力为F,在b、C点有耳，=F=wr 在最高点a有F+g=or 所以F=or-g 在最低点d有E-g=or 所以FE2=or+g 所以E。<F,即在最低点d需要的附着力最大，所以湿衣服上的水在最低点需要的附着力 更容易超过最大附着力，更容易被甩出。 故选D。 3.C 【详解】AC.小球α经过最高点时，当绳子拉力刚好为0时，速度最小，此时重力提供向 心力，则有g=m R 解得vamn=√gR 可知小球a经过最高点时的速度不可能小于√gR,故A错误，C正确： B.小球b经过最高点时，当杆的支持力与重力平衡时，速度最小，为0，则小球b经过最 高点时的速度可能小于√gR,故B错误： 答案第1页，共8页 D.小球b经过最高点时，当重力刚好提供向心力时，有g=m R 解得v=VgR 可知此时细杆对小球b的支持力为0，故D错误。 故选C。 4.B 【详解】根据开普勒第三定律（马》=凸y 1 得到工，= 故选B。 5.B 【详解】从近地点到远地点，飞船到地心的距离r增大，根据万有引力定律F=G 3 可知万有引力F逐渐减小。从近地点向远地点运动时，根据开普勒第二定律可知运行速率 v逐渐减小。 故选B。 6.D 【详解】A.设太阳的质量为M,地球的质量为，万有引力提供向心力，有 G=m4红 2 可得太阳的质量M=4π ,根据提供的信息无法求出地球的质量，故A错误： GT 3 1+3 B.根据开普勒第三定律可得 、2 2 可得彗星的周期T,=5,中5T,故B错误： 2V25 C.在近日点P,物体受引力的方向与速度方向垂直，根据牛顿第二定律可得 GMi .ma=nid 可得在近日点P,地球的向心加速度等于X彗星的向心加速度，故C错误： D.在近日点P,X彗星做离心运动，地球的线速度小于X彗星的线速度，故D正确。 答案第2页，共8页 故选D。 7.BD 【详解】A.小球在两位置做匀速圆周运动，两球受力情况一致如图所示 由其合力提供向心力，受筒壁的支持力为N=g ,（日为锥体顶角的一半)，故支持力大 sine 小相等，合力大小相等，由F。r0知，r不同，角速度w不同，故A错误： B.图乙，火车轨道的外轨略高于内轨，火车拐弯时速度较小时，会内轨挤压内侧轮缘， 火车速度越小，内轨和内侧轮缘之间的挤压力越大，故火车轮与轨道磨损不一定越小，故 B正确； C.图丙，该自行车在赛道上做匀速圆周运动，所受的合外力提供向心力，方向改变，故 C错误； 12 D.在一座凹形桥的最低点，由N-g=m一 可知，同一辆车子速度越大，桥面对车子的支持力越大，即车对桥面的压力越大，故D正 确。 故选BD。 8.BC 【详解】A.如图所示，对其中一个小球受力分析，重力和细线的拉力的合力提供小球做 匀速圆周运动的向心力。设细线与竖直方向夹角为日，受力分析，如图所示 LLLL222111112 ⊙ 则有 F=mgtane=nro 答案第3页，共8页 设小球与悬挂点的高度差为，则有 r htan 联立可得 由此可知两球的角速度相等，即①=@，故A错误： B.由图可知a>,根据 V=r@ 可得va>V,故B正确： C.两球质量相等且>，根据 F=mro 可得E>,故C正确： D.根据 4=rw2 可知aa>ab,故D错误。 故选BC。 9.BD 【详解】A.当两物体距离趋近于0时，万有引力公式不再适用，其引力不是无穷大，故 A错误： B.开普勒通过对第谷的天文观测数据的分析，通过数学方法建立了开普勒三定律，被誉 为“天空立法者”，故B正确： C.牛顿通过“月地检验”，发现了月球受到的引力与地面上的重力是相同性质的力，故C 错误； D.卡文迪许设计扭秤实验装置，借助实验放大法，比较准确地测出了引力常量，被称为 “第一个称出地球质量的人”，故D正确。 故选BD。 10.BD 【详解】A.探测器在小行星的赤道处与北极处的万有引力相等，选项A错误： 答案第4页，共8页 B.在赤道处G 4π2 R --mg =m 在两极时G R -mg 其中g:8=8:9 可得小行星的半径为R= 36元2 选项B正确： C.小行星的质量为M=8X-g7 G362.π4G 选项C错误： M27π D.小行星的密度为P= πR3GT2 4 3 选项D正确。 故选BD。 11. AC D 【详解】(1)[1]在研究向心力F的大小与质量、角速度o、半径r之间的关系时，我们 主要用到的物理方法是控制变量法。 故选A。 (2)[2]为了探究金属球的向心力F的大小与轨道半径r之间的关系，应该保持质量和 角速度ω相同，则应使用两个质量相等的小球，应使两小球离转轴的距离不相同，将皮带 套在两边半径相等的变速塔轮上。 故选C。 (3)[3]根据 1 F=mr=4标m 若图像是一条过原点的直线，则图像横坐标x代表的是京。 故选D。 12.(1)AC 4π2n2 (2) (3)变大 【详解】(1)小球在运动过程中受到重力和绳子的拉力，重力和绳子拉力的合力提供小球 答案第5页，共8页 做圆周运动的向心力，或者是绳子拉力的水平分量提供向心力。 故选AC。 (2)[]小球做圆周运动的周期为T=‘ .4π2 根据向心力公式可知F= rm 12 [2]令绳子和竖直方向的夹角为0，根据三角形定则可知，小球的合力大小为F=gtn8 其巾m0=方 解得F=8h ,4x2 (3)根据合外力等于向心力有F=g方mT产' h 可得T=2π， 因半径变小，绳长不变，变大，故小球周期变大。 13.(1)7500N (2)20m/s 12 【详解】(1)根据牛顿第二定律可知g-,= .2分 解得=7500N....1分 根据牛顿第三定律可知汽车对桥的压力==7500N..2分 3 (2)恰好腾空时，车对桥面的压力恰为零，则对车g=m 2分 解得v=20m/s..... 1分 14.(1)v=√5m/s;(2)x=4m 【详解】(1)依题意，小球恰能在竖直平面内做圆周运动，在最高点根据牛顿第二定律有 me=my2 2分 代入数据可得小球经过最高点的速度大小为 v=V5m/s.1分 (2)小球运动到最低点时细绳恰好被拉断，则绳的拉力大小恰好为Tx,设此时小球的速 度大小为。小球在最低点时由牛顿第二定律有 答案第6页，共8页 2分 解得 1=4m/s..... 1分 此后小球做平抛运动，设运动时间为t,则对小球在竖直方向上 1 h-L=82分 2 代入数据求得 白18.1分 在水平方向上水平位移为 x=4m..1分 15.(1)y= 2xr T (2)M=4r GT2 (3)g4r T2 4x2 (4)RT2 【详解】(1)“天问一号”环绕火星运动的线速度的大小 2πr V= .2分 T (2)设火星质量为M,“天问一号”质量为，“天问一号”环绕火星做匀速圆周运动时， 火星对“天问一号”的万有引力提供了“天问一号”做圆周运动的向心力，则 -m, 2分 T 解得火星的质量 M=4x23 GT2 1分 (3)设火星表面有一个质量为m的物体，不考虑火星的自转，其重力等于万有引力，则 mg=GMmn R 2分 又 M=Arr GT2 4π23 解得 8=R272分 (4)设质量为的物体贴近火星表面飞行，设火星上的第一宇宙速度大小为”，则 答案第7页，共8页 R2 R 2分 又 M=4r'r3 GT2 解得 GM 4元2r3 R 2分 16.(1)0 号m脱 , 【详解】(1)当绳中恰出现张力时，物体B摩擦力提供向心力且达到最大值，即 Lng =m.3ra 2分 解得 3r 1分 因为网= ug <,所以T=0 ..2分 4 (2)当物体B受到的摩擦力为0时，对B有T=m×3r.2分 对A有T+u×5g=51....2分 解得 15 1分 (3)当A、B与圆盘一起绕中轴线匀速转动达到最大角速度o时， 对B有T-mg=×3r2分 对A有T+×5g=5@22分 解得o 3u8 1分 答案第8页，共8页