精品解析：江苏省南京市励志高级中学2024-2025学年高一下学期3月月考物理试题

励志高级中学2024-2025学年高一年级第二学期第二次调研考试 物理试卷 （时间：75分钟 满分：100分） 考生注意： 1.本试卷分选择题和非选择题两部分。 2.考生作答时请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后用28铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答。题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在试题卷、草稿纸上作答无效。 3.本卷命题范围是人教版（2019）必修二第六章、第七章和第八章前三节。 一、单项选择题（本题共11小题，每小题4分，共44分，每小题只有一个选项最符合题意。） 1. 物体在两个相互垂直的力F1、F2作用下运动，力F1对物体做功3J，力F2对物体做功4J，则F1、F2的合力对物体做的功为（　　） A. -1J B. 1J C. 5J D. 7J 【答案】D 【解析】 【详解】由于功是标量，合力对物体做的功应等于各分力做功的代数和，即F1、F2的合力对物体做的功为 W＝3J＋4J＝7J 故选D。 2. 如图所示，圆盘在水平面内匀速转动，盘面上一个小物块随圆盘一起做匀速圆周运动。物块所受力的个数为（ ） A. 1 B. 2 C. 3 D. 4 【答案】C 【解析】 【详解】根据题意可知，小物块做匀速圆周运动，对小物块受力分析可知，竖直方向受重力和圆盘的支持力，水平方向受指向圆心的静摩擦力提供小物块最圆周运动的向心力，则小物块受3个力。 故选C。 3. 2024年3月20日，我国探月工程四期鹊桥二号中继星成功发射升空。当抵达距离月球表面某高度时，鹊桥二号开始进行近月制动，并顺利进入捕获轨道运行，如图所示，轨道的半长轴约为。后经多次轨道调整，进入冻结轨道运行，轨道的半长轴约为，周期约为。则鹊桥二号在捕获轨道运行时（　　） A. 周期小于 B. 近月点的速度小于远月点的速度 C. 近月点的速度大于在冻结轨道运行时近月点的速度 D. 近月点的加速度大于在冻结轨道运行时近月点的加速度 【答案】C 【解析】 【详解】A．冻结轨道和捕获轨道的中心天体是月球，根据开普勒第三定律得 整理得 故A错误； B．鹊桥二号在捕获轨道运行时，根据开普勒第二定律可知，近月点的速度大于远月点的速度，故B错误； C．近月点从捕获轨道到冻结轨道鹊桥二号进行近月制动，捕获轨道近月点的速度大于在冻结轨道运行时近月点的速度，故C正确； D．两轨道的近月点所受的万有引力相同，根据牛顿第二定律可知，近月点的加速度等于在冻结轨道运行时近月点的加速度，故D错误。 故选C。 4. 如图所示，高度相同、倾角不同、表面粗糙程度不同的斜面。让质量相同的物体分别从斜面顶端运动到底端。则重力做功大小的关系是（　　） A. 甲比乙多 B. 乙比丙多 C. 甲比丙多 D. 甲、乙、丙一样大 【答案】D 【解析】 【详解】重力做功 W=mgh 三个物体质量相同，下落的竖直高度相等，可知重力做功相等。 故选D。 5. 我国天宫号空间站绕地球做圆周运动，宇航员多次利用空间站内物体的完全失重现象开设“天宫课堂”，下列说法正确的是（　　） A. 空间站内物体受到地球的万有引力充当圆周运动的向心力 B. 空间站内物体受到地球的万有引力因离开地球很远可以忽略不计 C. 空间站必须在同步轨道运动时才会产生完全失重 D. 空间站内物体之间因完全失重而不可能做摩擦实验 【答案】A 【解析】 【详解】A．天宫号空间站绕地球做圆周运动，空间站内物体受到地球的万有引力充当圆周运动的向心力，故A正确； B．根据万有引力公式 可以得知，引力大小与物体质量成正比，万有引力与物体间距离平方成反比，所以空间站内物体离地球越远所感受到的引力就会越小，但引力一般是长程力，理论上说，即使位于距离地球无限远处的位置，地球引力也不可能为零，也会受到地球引力的影响，只是这个力会越来越小，天宫号空间站离地球很远，但仍然有万有引力，且万有引力成为天宫号空间站绕地球做圆周运动的向心力，不能忽略，故B错误。 C．完全失重状态即空间站及其内部物体受到地球的万有引力全部充当圆周运动的向心力，所以只要在地球周边不同高度的轨道围绕地球做匀速圆周运动，都会产生完全失重，故C错误； D．摩擦力的大小与接触面的粗糙程度和压力大小有关，空间站内物体之间因完全失重而不可能因重力产生正压力，但是可以通过物体间夹或者压的方式，使得物体间产生正压力，从而进行摩擦实验，故D错误。 故选A。 6. 如图所示，在地面上以速度抛出质量为m的物体，抛出后物体落到比地面低h的海平面上。若以地面为参考平面，且不计空气阻力，则下列说法正确的是（　　） A. 重力对物体做的功为 B. 物体在海平面上的动能为 C. 物体在地面上的机械能为 D. 物体落到海平面时的重力势能为mgh 【答案】B 【解析】 【详解】A．从地面到海平面重力对物体做的功为 故A错误； B．根据动能定理 得物体在海平面上的动能为 故B正确； C．物体在地面上的机械能为，故C错误； D．以地面为零势能面，海平面低于地面，所以物体在海平面上时的重力势能为 故D错误。 故选B。 7. 某同学参加户外拓展活动，遵照安全规范，坐在滑板上，从高为h的粗糙斜坡顶端由静止下滑，至底端时速度为v．已知人与滑板的总质量为m，可视为质点．重力加速度大小为g，不计空气阻力．则此过程中人与滑板克服摩擦力做的功为（ ） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】人在下滑的过程中，由动能定理可得 可得此过程中人与滑板克服摩擦力做的功为 故选D。 8. 过去几千年来，人类对行星的认识与研究仅限于太阳系内，行星“51 peg b”的发现拉开了研究太阳系外行星的序幕。“51 peg b”绕其中心恒星做匀速圆周运动，周期约为4天，轨道半径约为地球绕太阳运动半径为，该中心恒星与太阳的质量比约为（ ） A. B. 1 C. 5 D. 10 【答案】B 【解析】 【详解】研究行星绕恒星做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力可得 解得 “51 peg b”绕其中心恒星做匀速圆周运动，周期约为4天，轨道半径约为地球绕太阳运动半径的，所以该中心恒星与太阳的质量比约为 故选B。 9. 某同学在研究圆周运动时做摆臂动作，用手机内置的速度传感器测定手的速度。该同学先用刻度尺测量手臂伸直时的长度（刻度尺的零刻度线与肩平齐），如图所示，然后他伸直手臂，手握手机，将手臂以肩为轴自然下摆。若当手臂摆到竖直位置时，手机显示的速度大小约为，则此时手机的向心加速度大小约为（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】根据题意，由图可知，手机转动的半径约为，由公式可得，手臂摆到竖直位置时手机的向心加速度大小约为 故选A。 10. 2023年5月28日，中国东方航空使用全球首架国产C919大型客机，从上海虹桥机场起飞开启商业的首航。假设客机运行过程中受到的阻力与速度的平方成正比，客机以0.6马赫（1马赫相当于340m/s）的速度匀速水平飞行，发动机的功率为P。当客机以0.8马赫的速度匀速水平飞行，发动机的功率为（ ） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】客机运行过程中受到的阻力与速度的平方成正比，则有 当客机匀速水平飞行时，牵引力等于阻力，则有 则当客机以0.8马赫的速度匀速水平飞行，发动机的功率为 故选D。 11. 太阳系各行星几乎在同一平面内沿同一方向绕太阳做圆周运动．当地球恰好运行到某地外行星和太阳之间，且三者几乎排成一条直线的现象，称为“行星冲日”，已知地球及各地外行星绕太阳运动的轨道半径如下表： 行星名称 地球 火星 木星 土星 天王星 海王星 轨道半径 1.0 1.5 5.2 9.5 19 30 则相邻两次“冲日”时间间隔约为（　　） A. 火星365天 B. 火星800天 C. 天王星365天 D. 天王星800天 【答案】B 【解析】 【详解】根据开普勒第三定律有 解得 设相邻两次“冲日”时间间隔为，则 解得 由表格中的数据可得 故选B。 二、非选择题：共5题，共56分。其中第13题~第16题解答时请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：有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位。 12. 在探究向心力大小与哪些因素有关时，某兴趣小组用向心力演示器进行实验，如图甲所示。两个变速塔轮通过皮带连接，转动手柄使长槽和短槽分别随变速塔轮匀速转动，槽内的钢球就做匀速圆周运动。横臂的挡板对钢球的压力提供向心力，钢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，标尺上的红白相间的等分格显示出两个钢球所受向心力的比值。 （1）下列实验的实验方法与本实验相同的是（　　） A. 验证力的平行四边形定则 B. 验证牛顿第二定律 C. 探究平抛运动的特点 （2）第一组同学利用图甲装置进行实验，若长槽上的挡板B到转轴的距离是挡板A到转轴距离的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。探究向心力和角速度的关系时，若将传动皮带套在两半径之比等于3：1的轮盘上，将质量相同的小球分别放在挡板________________处（选填“A、C”或“B、C”），则标尺露出红白相间的等分格数的比值约为_______________。 （3）第二组同学采用图乙装置进行探究，装置中水平直杆能随竖直转轴一起转动，将滑块套在水平直杆上，用细线将滑块与固定的力传感器连接。当滑块随水平直杆一起匀速转动时，拉力的大小可以通过力传感器测得，滑块转动的角速度可以通过角速度传感器测得。保持滑块的质量m和到竖直转轴的距离r不变，仅多次改变竖直转轴转动的快慢，测得多组力传感器的示数F及角速度传感器的示数ω，根据实验数据得到如图丙所示的一条直线，图线的横轴代表_________（用题中字母表示），图线不过坐标原点的原因可能是_________________________________。 【答案】（1）B （2） ①. A、C ②. 1:9 （3） ①. ω2 ②. 滑块与水平直杆之间有摩擦 【解析】 【小问1详解】 实验目的是探究向心力大小的表达式，由于每次只能研究两个物理量之间的关系，需要确保其它的物理量不变，即采用了控制变量法，验证牛顿第二定律采用了控制变量法，探究平抛运动的特点采用的方法是曲化直的物理方法法。 故选B。 【小问2详解】 [1][2]若探究向心力和角速度的关系时，则要保持质量和半径不变，即要将质量相同的小球分别放在挡板A和挡板C上；若将传动皮带套在两半径之比等于3：1的轮盘上，因两轮盘边缘的线速度相同，则角速度之比为1：3，则向心力之比为1：9，则标尺露出红白相间的等分格数的比值约为1：9。 【小问3详解】 [1][2]若水平杆不光滑，则滑块转动过程中当角速度较小时只有静摩擦力提供向心力，随着角速度增大静摩擦力逐渐增大，当摩擦力达到最大静摩擦力时，角速度继续增大，此时绳子上开始出现拉力，则有 解得 所以图线的横轴代表，图线不过坐标原点的原因可能是滑块与水平直杆之间有摩擦。 13. 如图所示，长度为L=10m的绳，系一小球在竖直面内做圆周运动，小球的质量为M=4kg，小球半径不计，小球在通过最低点时的速度大小为v=20m/s，试求： （1）小球在最低点的向心加速度大小； （2）小球在最低点所受绳的拉力。 【答案】（1）；（2），竖直向上 【解析】 【详解】（1）小球在最低点的向心加速度 （2）根据牛顿第二定律得 解得 14. 天文学家将相距较近、仅在彼此的引力作用下运行的两颗恒星称为双星．双星系统在银河系中很普遍．利用双星系统中两颗恒星的运动特征可推算出它们的总质量．已知某双星系统中两颗恒星围绕它们连线上的某一固定点分别做匀速圆周运动，周期均为T，两颗恒星之间的距离为r，试推算这个双星系统的总质量．（引力常量为G） 【答案】 【解析】 【详解】设两颗恒星的质量分别为m1、m2，做圆周运动的半径分别为r1、r2，角速度分别为、，根据题意有 = ① r1+r2=r ② 根据万有引力定律和牛顿定律，有 ③ ④ 联立以上各式解得 ⑤ 根据角速度与周期的关系知 = ⑥ 联立③⑤⑥式解得 15. 一物体放在水平地面上，如图甲所示，已知物体所受水平拉力F随时间t的变化情况如图乙所示，物体相应的速度v随时间t的变化关系如图丙所示。求： （1）0～6s时间内水平拉力F对物体所做的功； （2）0～10s时间内物体克服摩擦力所做功的平均功率； （3）0～4s时间内合力对物体所做的功。 【答案】（1）18J；（2）3W；（3）1.5J 【解析】 【详解】（1）由图乙和图丙可知，时间内水平拉力做功为 由题图丙可知时间内物体的位移为 水平拉力做功为 则时间内水平拉力对物体所做的功为 （2）由题图丙可知，在时间内，物体做匀速运动，则此时摩擦力f的大小等于拉力F的大小，由题图乙可知摩擦力大小为 时间内物体的总位移为 则时间内物体克服摩擦力所做的功为 物体克服摩擦力所做的功的平均功率为 （3）由丙图可知在时间内，物体发生的位移为 则时间内合力对物体所做的功为 16. 2024年5月28日18时58分，经过约8.5小时的出舱活动，神舟十八号乘组航天员叶光富、李聪、李广苏密切协同，在空间站机械臂和地面科研人员的配合支持下，完成了空间站空间碎片防护装置安装、舱外设备设施巡检等任务。空间机械臂作为在轨支持、服务的一项关键技术，对空间科学的应用和发展起到了很大的带动作用。空间站上安装的机械臂不仅可以维修、安装空间站部件，还可以发射、抓捕卫星。如图所示，若空间站在半径为r的轨道上做匀速圆周运动。从空间站伸出长为d的机械臂，微型卫星放置在机械臂的外端。在机械臂的作用下，微型卫星、空间站、地球在同一直线上，微型卫星与空间站同步做匀速圆周运动。已知地球半径为R，地球表面重力加速度为g，微型卫星质量为m，求： （1）地球的质量及平均密度； （2）空间站所在轨道处的重力加速度； （3）机械臂对微型卫星的作用力大小（忽略空间站对卫星的引力以及空间站的尺寸）。 【答案】（1）；；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）在地球表面质量为的物体，重力由万有引力提供 则 由 ， 可得地球的平均密度 （2）设空间站质量为，则有 联立，解得 （3）对空间站有 对质量为m的微型卫星有 联立，解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 励志高级中学2024-2025学年高一年级第二学期第二次调研考试 物理试卷 （时间：75分钟 满分：100分） 考生注意： 1.本试卷分选择题和非选择题两部分。 2.考生作答时请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后用28铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答。题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在试题卷、草稿纸上作答无效。 3.本卷命题范围是人教版（2019）必修二第六章、第七章和第八章前三节。 一、单项选择题（本题共11小题，每小题4分，共44分，每小题只有一个选项最符合题意。） 1. 物体在两个相互垂直的力F1、F2作用下运动，力F1对物体做功3J，力F2对物体做功4J，则F1、F2的合力对物体做的功为（　　） A. -1J B. 1J C. 5J D. 7J 2. 如图所示，圆盘在水平面内匀速转动，盘面上一个小物块随圆盘一起做匀速圆周运动。物块所受力的个数为（ ） A. 1 B. 2 C. 3 D. 4 3. 2024年3月20日，我国探月工程四期鹊桥二号中继星成功发射升空。当抵达距离月球表面某高度时，鹊桥二号开始进行近月制动，并顺利进入捕获轨道运行，如图所示，轨道的半长轴约为。后经多次轨道调整，进入冻结轨道运行，轨道的半长轴约为，周期约为。则鹊桥二号在捕获轨道运行时（　　） A. 周期小于 B. 近月点的速度小于远月点的速度 C. 近月点的速度大于在冻结轨道运行时近月点的速度 D. 近月点的加速度大于在冻结轨道运行时近月点的加速度 4. 如图所示，高度相同、倾角不同、表面粗糙程度不同的斜面。让质量相同的物体分别从斜面顶端运动到底端。则重力做功大小的关系是（　　） A. 甲比乙多 B. 乙比丙多 C. 甲比丙多 D. 甲、乙、丙一样大 5. 我国天宫号空间站绕地球做圆周运动，宇航员多次利用空间站内物体的完全失重现象开设“天宫课堂”，下列说法正确的是（　　） A. 空间站内物体受到地球的万有引力充当圆周运动的向心力 B. 空间站内物体受到地球的万有引力因离开地球很远可以忽略不计 C. 空间站必须在同步轨道运动时才会产生完全失重 D. 空间站内物体之间因完全失重而不可能做摩擦实验 6. 如图所示，在地面上以速度抛出质量为m的物体，抛出后物体落到比地面低h的海平面上。若以地面为参考平面，且不计空气阻力，则下列说法正确的是（　　） A. 重力对物体做的功为 B. 物体在海平面上的动能为 C. 物体在地面上的机械能为 D. 物体落到海平面时的重力势能为mgh 7. 某同学参加户外拓展活动，遵照安全规范，坐在滑板上，从高为h的粗糙斜坡顶端由静止下滑，至底端时速度为v．已知人与滑板的总质量为m，可视为质点．重力加速度大小为g，不计空气阻力．则此过程中人与滑板克服摩擦力做的功为（ ） A. B. C. D. 8. 过去几千年来，人类对行星的认识与研究仅限于太阳系内，行星“51 peg b”的发现拉开了研究太阳系外行星的序幕。“51 peg b”绕其中心恒星做匀速圆周运动，周期约为4天，轨道半径约为地球绕太阳运动半径为，该中心恒星与太阳的质量比约为（ ） A. B. 1 C. 5 D. 10 9. 某同学在研究圆周运动时做摆臂动作，用手机内置的速度传感器测定手的速度。该同学先用刻度尺测量手臂伸直时的长度（刻度尺的零刻度线与肩平齐），如图所示，然后他伸直手臂，手握手机，将手臂以肩为轴自然下摆。若当手臂摆到竖直位置时，手机显示的速度大小约为，则此时手机的向心加速度大小约为（　　） A. B. C. D. 10. 2023年5月28日，中国东方航空使用全球首架国产C919大型客机，从上海虹桥机场起飞开启商业的首航。假设客机运行过程中受到的阻力与速度的平方成正比，客机以0.6马赫（1马赫相当于340m/s）的速度匀速水平飞行，发动机的功率为P。当客机以0.8马赫的速度匀速水平飞行，发动机的功率为（ ） A. B. C. D. 11. 太阳系各行星几乎在同一平面内沿同一方向绕太阳做圆周运动．当地球恰好运行到某地外行星和太阳之间，且三者几乎排成一条直线的现象，称为“行星冲日”，已知地球及各地外行星绕太阳运动的轨道半径如下表： 行星名称 地球 火星 木星 土星 天王星 海王星 轨道半径 1.0 1.5 5.2 9.5 19 30 则相邻两次“冲日”时间间隔约为（　　） A. 火星365天 B. 火星800天 C. 天王星365天 D. 天王星800天 二、非选择题：共5题，共56分。其中第13题~第16题解答时请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：有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位。 12. 在探究向心力大小与哪些因素有关时，某兴趣小组用向心力演示器进行实验，如图甲所示。两个变速塔轮通过皮带连接，转动手柄使长槽和短槽分别随变速塔轮匀速转动，槽内的钢球就做匀速圆周运动。横臂的挡板对钢球的压力提供向心力，钢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，标尺上的红白相间的等分格显示出两个钢球所受向心力的比值。 （1）下列实验的实验方法与本实验相同的是（　　） A. 验证力的平行四边形定则 B. 验证牛顿第二定律 C. 探究平抛运动的特点 （2）第一组同学利用图甲装置进行实验，若长槽上的挡板B到转轴的距离是挡板A到转轴距离的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。探究向心力和角速度的关系时，若将传动皮带套在两半径之比等于3：1的轮盘上，将质量相同的小球分别放在挡板________________处（选填“A、C”或“B、C”），则标尺露出红白相间的等分格数的比值约为_______________。 （3）第二组同学采用图乙装置进行探究，装置中水平直杆能随竖直转轴一起转动，将滑块套在水平直杆上，用细线将滑块与固定的力传感器连接。当滑块随水平直杆一起匀速转动时，拉力的大小可以通过力传感器测得，滑块转动的角速度可以通过角速度传感器测得。保持滑块的质量m和到竖直转轴的距离r不变，仅多次改变竖直转轴转动的快慢，测得多组力传感器的示数F及角速度传感器的示数ω，根据实验数据得到如图丙所示的一条直线，图线的横轴代表_________（用题中字母表示），图线不过坐标原点的原因可能是_________________________________。 13. 如图所示，长度为L=10m的绳，系一小球在竖直面内做圆周运动，小球的质量为M=4kg，小球半径不计，小球在通过最低点时的速度大小为v=20m/s，试求： （1）小球在最低点的向心加速度大小； （2）小球在最低点所受绳的拉力。 14. 天文学家将相距较近、仅在彼此的引力作用下运行的两颗恒星称为双星．双星系统在银河系中很普遍．利用双星系统中两颗恒星的运动特征可推算出它们的总质量．已知某双星系统中两颗恒星围绕它们连线上的某一固定点分别做匀速圆周运动，周期均为T，两颗恒星之间的距离为r，试推算这个双星系统的总质量．（引力常量为G） 15. 一物体放在水平地面上，如图甲所示，已知物体所受水平拉力F随时间t的变化情况如图乙所示，物体相应的速度v随时间t的变化关系如图丙所示。求： （1）0～6s时间内水平拉力F对物体所做的功； （2）0～10s时间内物体克服摩擦力所做功的平均功率； （3）0～4s时间内合力对物体所做的功。 16. 2024年5月28日18时58分，经过约8.5小时的出舱活动，神舟十八号乘组航天员叶光富、李聪、李广苏密切协同，在空间站机械臂和地面科研人员的配合支持下，完成了空间站空间碎片防护装置安装、舱外设备设施巡检等任务。空间机械臂作为在轨支持、服务的一项关键技术，对空间科学的应用和发展起到了很大的带动作用。空间站上安装的机械臂不仅可以维修、安装空间站部件，还可以发射、抓捕卫星。如图所示，若空间站在半径为r的轨道上做匀速圆周运动。从空间站伸出长为d的机械臂，微型卫星放置在机械臂的外端。在机械臂的作用下，微型卫星、空间站、地球在同一直线上，微型卫星与空间站同步做匀速圆周运动。已知地球半径为R，地球表面重力加速度为g，微型卫星质量为m，求： （1）地球的质量及平均密度； （2）空间站所在轨道处的重力加速度； （3）机械臂对微型卫星的作用力大小（忽略空间站对卫星的引力以及空间站的尺寸）。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $