精品解析：广东省广州市第一中学2025-2026学年高一下学期3月教学质量监测物理试卷

广州市第一中学2025学年第二学期3月教学质量监测 （高一物理） 本试卷共4页，满分为100分。考试用时：60分钟。 注意事项： 1．答卷前，考生务必用黑色字迹的钢笔或签字笔将自己的姓名、学号、和座位号填写在答题卡指定位置上。 2．选择题每题选出答案后，用2B铅笔将答题卡上对应题目选项的答案信息点涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案，答案不能答在试卷上 3．非选择题必须用黑色字迹钢笔或签字笔作答，答案必须写在答题纸各题目指定区域内的相应位置上；如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新的答案；不准使用铅笔和涂改液。不按上以上要求作答的答案无效。 第一部分 选择题（共46分） 一、单项选择题：每题给出的四个选项中，只有一项是最答题意的。（本大题共7小题，每小题4分，共28分。） 1. 明代出版的《天工开物》一书中记载：“其湖池不流水，或以牛力转盘，或聚数人踏转。”并附有牛力齿轮翻车的图画如图所示，翻车通过齿轮传动，将湖水翻入农田。已知A、B齿轮啮合且齿轮之间不打滑，B、C齿轮同轴，若A、B、C三齿轮半径的大小关系为，则（　　） A. 齿轮A的角速度比齿轮C的角速度大 B. 齿轮A、B的角速度大小相等 C. 齿轮B、C边缘的线速度大小相等 D. 齿轮A边缘的线速度比齿轮C边缘的线速度大 2. 如图，某公路急转弯处是一圆弧，路面外高内低，当轿车行驶的速率为时，轿车恰好没有向公路内、外两侧滑动的趋势。则当汽车在该弯道处（　　） A. 质量更大的卡车经过时，与轿车相比，的值变小 B. 路面结冰时，与未结冰时相比，的值变小 C. 车速高于时，车辆就会向外侧滑动 D. 当车速高于时，但只要不超出某一最高限度，车辆便不会向外侧滑动 3. 一倒立的圆锥筒，筒侧壁倾斜角度不变。 一小球在的内壁做匀速圆周运动，球与筒内壁的摩擦可忽略，小球距离地面的高度为H，则下列说法中正确的是（ ） A. H越高，小球做圆周运动的向心力越大 B. H越高，小球做圆周运动的线速度越小 C. H越高，小球做圆周运动的角速度越小 D. H越高，小球对侧壁的压力越小 4. “鹊桥二号”中继星环绕月球运行，其24小时椭圆轨道的半长轴为a。已知地球静止卫星的轨道半径为r，则月球与地球质量之比可表示为（　　） A. B. C. D. 5. 据报道，在太阳系外发现了首颗“宜居”行星，设其质量为地球质量的k倍，其半径为地球半径的p倍，由此可推知该行星表面的重力加速度与地球表面重力加速度之比为（　　） A. B. C. D. 6. 2024年4月15号，我国成功发射四维高景三号01星，假设地球是半径为R的标准球体，该卫星质量为m，运行在距地面高度为h的圆形轨道上，地球表面重力加速度为g，则关于运行在该轨道上的卫星，下列说法正确的是（　　） A. 运行的向心加速度大小为g B. 运行的速度大小为 C. 运行的角速度为 D. 运行的周期为 7. 已知火星的质量约为地球质量的，火星的半径约为地球半径的。下列关于火星探测器的说法正确的是（　　） A. 发射速度只要大于第一宇宙速度即可 B. 发射速度只有达到第三宇宙速度才可以 C. 发射速度应大于第一宇宙速度且小于第二宇宙速度 D. 环绕火星运行的最大速度约为地球第一宇宙速度的 二、多项选择题：每小题给出的四个选项中，有两项或两项以上符合题目要求。（本大题共3小题，每小题 6分，满分18分。每小题未选、错选不得分，少选得3分。） 8. 如图甲所示，小球在竖直放置的光滑圆形管道内做圆周运动。当小球运动到圆形管道的最高点时，管道对小球的弹力与在最高点时的速度平方的关系如图乙所示（取竖直向下为正方向）。MN为通过圆心的一条水平线。不计小球半径、管道的粗细，重力加速度为g。下列说法正确的是（　　） A. 管道的半径为 B. 小球的质量为 C. 小球在MN以下的管道中运动时，外侧管壁对小球有作用力 D. 小球在MN以上的管道中运动时，内侧管壁对小球一定有作用力 9. 有a、b、c、d四颗地球卫星，卫星a还未发射，在地球赤道上随地球表面一起转动，卫星b在地面附近近地轨道上正常运动，c是地球静止卫星，d是高空探测卫星，各卫星排列位置如图所示，则有（　　） A. a的向心加速度小于重力加速度g B. c在4小时内转过的圆心角是30° C. b在相同时间内转过的弧长最长 D. d的运动周期有可能是26小时 10. 探月工程中，“嫦娥三号”探测器的发射过程可以简化如图，卫星由地面发射后，进入地月转移轨道，经过P点时变轨进入距离月球表面100公里的圆形轨道1，在轨道1上经过Q点时变轨进入椭圆轨道2，轨道2与月球表面相切于M点，月球车将在M点着陆月球。下列说法正确的是（　　） A. “嫦娥三号”在轨道1上的速度比月球的第一宇宙速度小 B. “嫦娥三号”在轨道1上经过Q点时的速度大于在轨道2上经过Q点时的速度 C. “嫦娥三号”在轨道1上的运动周期比在轨道2上的小 D. “嫦娥三号”在轨道1上经过Q点时的加速度大于在轨道2上经过Q点时的加速度 第二部分 非选择题（共54分） 三、实验题（本题共12分，每空3分） 11. 在“探究向心力大小的表达式”实验中，如图甲所示为“向心力演示仪”及配套小球，图中1、2、3为放置小球的卡槽，卡槽1和3到各自转轴的距离相等；变速塔轮由左、右两部分构成，两侧各有三个半径不等的圆盘。实验中左、右圆盘可通过皮带连接，转动转子时左、右套筒下降，标尺露出的格子数可显示小球转动过程中向心力的大小。 （1）结合图甲所示，完成下列问题： ①本实验采用的实验方法是__________。 A.等效法 B.控制变量法 C.模拟法 ②在小球质量和转动半径相同的情况下，逐渐加速转动手柄到一定速度后保持匀速转动。此时左、右标尺露出的红白相间等分标记的比值等于两小球的__________之比（填“线速度大小”“角速度平方”或“周期平方”）；在加速转动手柄过程中，左、右标尺露出红白相间等分标记的比值__________（填“不变”“变大”或“变小”）。 （2）某小组想进一步探究，采用乙图所示的装置，滑块套在水平杆上，随水平杆一起绕竖直杆做匀速圆周运动，力传感器通过一细绳连接滑块，用来测量向心力F的大小。滑块上固定一遮光片，宽度为d，光电门可以记录遮光片通过的时间，测得旋转半径为r。滑块随杆匀速圆周运动，每经过光电门一次，通过力传感器和光电门就同时获得一组向心力F和时间的数据，以F为纵坐标，以为横坐标，可在坐标纸中描出数据点作一条如图丙所示直线，图线斜率为k，则滑块的质量为__________（用k、r、d表示）。 四、计算题（本大题共3小题，共42分。解答应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得分。） 12. 如图所示，在倾角α＝30°的光滑斜面上，有一长L＝0.4m的细绳，一端固定在O点，另一端拴一质量m＝0.2kg的小球。使小球在斜面上做圆周运动，g取10m/s2。 （1）求小球通过最高点A时的最小速度。 （2）如果细绳能承受的最大拉力为9N，小球通过最低点B时的最大速度为多大？ 13. 如图所示的装置可绕竖直轴O'O转动，可视为质点的小球与两细线AB、AC连接后分别系于B、C两点，装置静止时细线AB水平，细线AC与竖直方向的夹角θ=37°。已知小球的质量m=1kg，细线AC长l1=1m，细线AB长l2=0.2m，重力加速度g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。 （1）当装置以大小为ω1的角速度匀速转动时，细线AB上的拉力为零而细线AC与竖直方向夹角为37°，求角速度ω1； （2）当装置以ω2=rad/s的角速度匀速转动时，求细线AC与细线AB的拉力大小。 14. 如图所示，宇航员在某质量分布均匀的星球表面，从一斜坡上的P点沿水平方向以初速度v0抛出一小球，测得小球经时间t落到斜坡上另一点Q，斜面的倾角为α，已知该星球半径为R，引力常量为G，忽略星球自转的影响，求： （1）该星球表面的重力加速度大小； （2）该星球的密度； （3）该星球的第一宇宙速度大小。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 广州市第一中学2025学年第二学期3月教学质量监测 （高一物理） 本试卷共4页，满分为100分。考试用时：60分钟。 注意事项： 1．答卷前，考生务必用黑色字迹的钢笔或签字笔将自己的姓名、学号、和座位号填写在答题卡指定位置上。 2．选择题每题选出答案后，用2B铅笔将答题卡上对应题目选项的答案信息点涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案，答案不能答在试卷上 3．非选择题必须用黑色字迹钢笔或签字笔作答，答案必须写在答题纸各题目指定区域内的相应位置上；如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新的答案；不准使用铅笔和涂改液。不按上以上要求作答的答案无效。 第一部分 选择题（共46分） 一、单项选择题：每题给出的四个选项中，只有一项是最答题意的。（本大题共7小题，每小题4分，共28分。） 1. 明代出版的《天工开物》一书中记载：“其湖池不流水，或以牛力转盘，或聚数人踏转。”并附有牛力齿轮翻车的图画如图所示，翻车通过齿轮传动，将湖水翻入农田。已知A、B齿轮啮合且齿轮之间不打滑，B、C齿轮同轴，若A、B、C三齿轮半径的大小关系为，则（　　） A. 齿轮A的角速度比齿轮C的角速度大 B. 齿轮A、B的角速度大小相等 C. 齿轮B、C边缘的线速度大小相等 D. 齿轮A边缘的线速度比齿轮C边缘的线速度大 【答案】D 【解析】 【详解】AB．根据题意可知，A、B齿轮啮合且齿轮之间不打滑，则齿轮A、B缘的线速度大小相等，由可知，由于 则有 由于B、C齿轮同轴，齿轮B、C的角速度大小相等，则有 故AB错误； CD．由于B、C齿轮同轴，齿轮B、C的角速度大小相等，由可知，由于 则有 可得 故C错误，D正确。 故选D。 2. 如图，某公路急转弯处是一圆弧，路面外高内低，当轿车行驶的速率为时，轿车恰好没有向公路内、外两侧滑动的趋势。则当汽车在该弯道处（　　） A. 质量更大的卡车经过时，与轿车相比，的值变小 B. 路面结冰时，与未结冰时相比，的值变小 C. 车速高于时，车辆就会向外侧滑动 D. 当车速高于时，但只要不超出某一最高限度，车辆便不会向外侧滑动 【答案】D 【解析】 【详解】AB．某公路急转弯处是一圆弧，路面外高内低，当轿车行驶的速率为时，轿车恰好没有向公路内、外两侧滑动的趋势，轿车该弯道处受力如图所示 根据牛顿第二定律可得 解得 可知质量更大的卡车经过时，与轿车相比，的值不变；路面结冰时，与未结冰时相比，的值不变，故AB错误； CD．车速高于时，力和支持力的合力不足以提供向心力，车辆有向外侧滑动的趋势，车辆受到指向内侧的静摩擦力，所以只要速度不超出最高限度，车辆不会向外侧滑动，故C错误，D正确。 故选D。 3. 一倒立的圆锥筒，筒侧壁倾斜角度不变。 一小球在的内壁做匀速圆周运动，球与筒内壁的摩擦可忽略，小球距离地面的高度为H，则下列说法中正确的是（ ） A. H越高，小球做圆周运动的向心力越大 B. H越高，小球做圆周运动的线速度越小 C. H越高，小球做圆周运动的角速度越小 D. H越高，小球对侧壁的压力越小 【答案】C 【解析】 【详解】A．小球做匀速圆周运动，由重力和支持力的合力提供圆周运动的向心力，作出受力分析图如图所示： 则向心力为 由于，不变，向心力大小不变，故A错误； B．根据牛顿第二定律得 越高，越大，不变，则越大，故B错误； C．由得 则知越高,越大，越小，故C正确； D．侧壁对小球的支持力不变，则小球对侧壁的压力不变，故D错误。 故选C。 4. “鹊桥二号”中继星环绕月球运行，其24小时椭圆轨道的半长轴为a。已知地球静止卫星的轨道半径为r，则月球与地球质量之比可表示为（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】“鹊桥二号”中继星在24小时椭圆轨道运行时，根据开普勒第三定律 同理，对地球的静止卫星根据开普勒第三定律 又开普勒常量与中心天体的质量成正比，所以 联立可得 故选D。 5. 据报道，在太阳系外发现了首颗“宜居”行星，设其质量为地球质量的k倍，其半径为地球半径的p倍，由此可推知该行星表面的重力加速度与地球表面重力加速度之比为（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】由 mg＝G 可知 g地＝G g星＝G 则 ＝·＝ 所以选项B正确，ACD错误。 故选B。 6. 2024年4月15号，我国成功发射四维高景三号01星，假设地球是半径为R的标准球体，该卫星质量为m，运行在距地面高度为h的圆形轨道上，地球表面重力加速度为g，则关于运行在该轨道上的卫星，下列说法正确的是（　　） A. 运行的向心加速度大小为g B. 运行的速度大小为 C. 运行的角速度为 D. 运行的周期为 【答案】B 【解析】 【详解】根据 而 可得运行的向心加速度大小为 运行的速度大小为 运行的角速度为 运行的周期为 故选B。 7. 已知火星的质量约为地球质量的，火星的半径约为地球半径的。下列关于火星探测器的说法正确的是（　　） A. 发射速度只要大于第一宇宙速度即可 B. 发射速度只有达到第三宇宙速度才可以 C. 发射速度应大于第一宇宙速度且小于第二宇宙速度 D. 环绕火星运行的最大速度约为地球第一宇宙速度的 【答案】D 【解析】 【详解】A．要将探测器发射到火星，必须使其脱离地球引力，发射速度应大于或等于第二宇宙速度，仅大于第一宇宙速度是不够的，故A错误； B．第三宇宙速度是航天器从地球表面发射，脱离太阳系所需的最小初始速度，火星探测器仍在太阳系内，不需要达到第三宇宙速度，故B错误； C．发射速度大于第一宇宙速度且小于第二宇宙速度时，探测器仍受地球引力束缚，无法脱离地球前往火星，故C错误； D．环绕火星运行的最大速度即火星的第一宇宙速度，由万有引力提供向心力有 解得第一宇宙速度公式 代入火星与地球的质量、半径比值，可得，故D正确。 故选D。 二、多项选择题：每小题给出的四个选项中，有两项或两项以上符合题目要求。（本大题共3小题，每小题 6分，满分18分。每小题未选、错选不得分，少选得3分。） 8. 如图甲所示，小球在竖直放置的光滑圆形管道内做圆周运动。当小球运动到圆形管道的最高点时，管道对小球的弹力与在最高点时的速度平方的关系如图乙所示（取竖直向下为正方向）。MN为通过圆心的一条水平线。不计小球半径、管道的粗细，重力加速度为g。下列说法正确的是（　　） A. 管道的半径为 B. 小球的质量为 C. 小球在MN以下的管道中运动时，外侧管壁对小球有作用力 D. 小球在MN以上的管道中运动时，内侧管壁对小球一定有作用力 【答案】BC 【解析】 【详解】A．由图乙可知，当在最高点时，，则在最高点重力提供小球做圆周运动的向心力，此时 代入得，故A错误； B．由图乙知，当时，在最高点重力等于下管道对小球向上的弹力，此时 代入得，故B正确； C．小球在水平线MN以下的管道中运动时，由于向心力的方向要指向圆心，则管壁必然要提供指向圆心的支持力，只有外壁才可以提供这个力，所以内侧管壁对小球没有作用力，故C正确； D．小球在水平线以上的管道中运动时，重力沿径向的分量必然参与提供向心力，故外侧管壁可能对小球有作用力，内侧管壁也可能对小球有作用力，还可能均无作用力，故D错误； 故选BC。 9. 有a、b、c、d四颗地球卫星，卫星a还未发射，在地球赤道上随地球表面一起转动，卫星b在地面附近近地轨道上正常运动，c是地球静止卫星，d是高空探测卫星，各卫星排列位置如图所示，则有（　　） A. a的向心加速度小于重力加速度g B. c在4小时内转过的圆心角是30° C. b在相同时间内转过的弧长最长 D. d的运动周期有可能是26小时 【答案】ACD 【解析】 【详解】A．静止卫星的周期与地球自转周期相同，角速度相同，则a与c的角速度相同，根据可知，c的向心加速度大于a的向心加速度。由万有引力等于重力有 解得 可知，卫星的轨道半径越大，向心加速度越小，则c的向心加速度小于b的向心加速度，而b的向心加速度约为g，则a的向心加速度小于重力加速度g，故A正确； B．c是地球静止卫星，周期是24h，则c在4h内转过的圆心角是 故B错误； C．由万有引力提供向心力有 可得 可知 由公式可知 则b的速度最大，在相同时间内转过的弧长最长，故C正确； D．由开普勒第三定律得可知，卫星的半径r越大，周期T越大，则d的运动周期大于c的周期24h，有可能是26h，故D正确。 故选ACD。 10. 探月工程中，“嫦娥三号”探测器的发射过程可以简化如图，卫星由地面发射后，进入地月转移轨道，经过P点时变轨进入距离月球表面100公里的圆形轨道1，在轨道1上经过Q点时变轨进入椭圆轨道2，轨道2与月球表面相切于M点，月球车将在M点着陆月球。下列说法正确的是（　　） A. “嫦娥三号”在轨道1上的速度比月球的第一宇宙速度小 B. “嫦娥三号”在轨道1上经过Q点时的速度大于在轨道2上经过Q点时的速度 C. “嫦娥三号”在轨道1上的运动周期比在轨道2上的小 D. “嫦娥三号”在轨道1上经过Q点时的加速度大于在轨道2上经过Q点时的加速度 【答案】AB 【解析】 【详解】A．月球的第一宇宙速度等于近月轨道的环绕速度，根据 解得 由于轨道1的半径大于近月卫星的半径，则“嫦娥三号”在轨道1上的速度比月球的第一宇宙速度小，A正确； B．轨道2变轨到轨道1是由低轨道变轨到高轨道，需要在两轨道切点Q位置加速，B正确； C．根据开普勒定律可知 由于轨道1的半径大于轨道2的半长轴，则“嫦娥三号”在轨道1上的运动周期比在轨道2上的大，C错误； D．根据 解得 卫星与月心间距相等，加速度大小相等，即“嫦娥三号”在轨道1上经过Q点时的加速度等于在轨道2上经过Q点时的加速度，D错误； 故选AB。 第二部分 非选择题（共54分） 三、实验题（本题共12分，每空3分） 11. 在“探究向心力大小的表达式”实验中，如图甲所示为“向心力演示仪”及配套小球，图中1、2、3为放置小球的卡槽，卡槽1和3到各自转轴的距离相等；变速塔轮由左、右两部分构成，两侧各有三个半径不等的圆盘。实验中左、右圆盘可通过皮带连接，转动转子时左、右套筒下降，标尺露出的格子数可显示小球转动过程中向心力的大小。 （1）结合图甲所示，完成下列问题： ①本实验采用的实验方法是__________。 A.等效法 B.控制变量法 C.模拟法 ②在小球质量和转动半径相同的情况下，逐渐加速转动手柄到一定速度后保持匀速转动。此时左、右标尺露出的红白相间等分标记的比值等于两小球的__________之比（填“线速度大小”“角速度平方”或“周期平方”）；在加速转动手柄过程中，左、右标尺露出红白相间等分标记的比值__________（填“不变”“变大”或“变小”）。 （2）某小组想进一步探究，采用乙图所示的装置，滑块套在水平杆上，随水平杆一起绕竖直杆做匀速圆周运动，力传感器通过一细绳连接滑块，用来测量向心力F的大小。滑块上固定一遮光片，宽度为d，光电门可以记录遮光片通过的时间，测得旋转半径为r。滑块随杆匀速圆周运动，每经过光电门一次，通过力传感器和光电门就同时获得一组向心力F和时间的数据，以F为纵坐标，以为横坐标，可在坐标纸中描出数据点作一条如图丙所示直线，图线斜率为k，则滑块的质量为__________（用k、r、d表示）。 【答案】（1） ①. B ②. 角速度平方 ③. 不变 （2） 【解析】 【小问1详解】 [1]本实验探究向心力与质量、半径和角速度之间的关系，先控制其中两个物理量不变，探究向心力与另一个物理量的关系，则采用的实验方法是控制变量法。 故选B。 [2] 根据 在小球质量和转动半径相同的情况下，逐渐加速转动手柄到一定速度后保持匀速转动。此时左、右标尺露出的红白相间等分标记的比值等于两小球的角速度平方之比。 [3]在加速转动手柄过程中，小球质量不变，两变速盘的半径之比不变，则两小球的角速度平方之比不变，左、右标尺露出红白相间等分标记的比值不变。 【小问2详解】 [1]根据题意列示 推得 故图线的斜率为 故 四、计算题（本大题共3小题，共42分。解答应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得分。） 12. 如图所示，在倾角α＝30°的光滑斜面上，有一长L＝0.4m的细绳，一端固定在O点，另一端拴一质量m＝0.2kg的小球。使小球在斜面上做圆周运动，g取10m/s2。 （1）求小球通过最高点A时的最小速度。 （2）如果细绳能承受的最大拉力为9N，小球通过最低点B时的最大速度为多大？ 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 小球在最高点A，若速度最小，则只受重力和支持力，绳子上拉力为零，即 则 【小问2详解】 小球通过最低点时的最大速度，则绳子拉力达到最大值，即 计算可得 13. 如图所示的装置可绕竖直轴O'O转动，可视为质点的小球与两细线AB、AC连接后分别系于B、C两点，装置静止时细线AB水平，细线AC与竖直方向的夹角θ=37°。已知小球的质量m=1kg，细线AC长l1=1m，细线AB长l2=0.2m，重力加速度g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。 （1）当装置以大小为ω1的角速度匀速转动时，细线AB上的拉力为零而细线AC与竖直方向夹角为37°，求角速度ω1； （2）当装置以ω2=rad/s的角速度匀速转动时，求细线AC与细线AB的拉力大小。 【答案】（1） （2）， 【解析】 【小问1详解】 当AB拉力为零时，小球受重力和AC的拉力，合力提供向心力。圆周运动的半径 竖直方向合力为零，则有 水平方向合力提供向心力，有 解得 【小问2详解】 ，小球将向左上方摆起，若AB拉力为零，设AC和竖直方向的夹角为，则此时有， 解得， 此时 由于 因此AB恰好竖直，故， 14. 如图所示，宇航员在某质量分布均匀的星球表面，从一斜坡上的P点沿水平方向以初速度v0抛出一小球，测得小球经时间t落到斜坡上另一点Q，斜面的倾角为α，已知该星球半径为R，引力常量为G，忽略星球自转的影响，求： （1）该星球表面的重力加速度大小； （2）该星球的密度； （3）该星球的第一宇宙速度大小。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 根据小球做平抛运动的规律可得x＝v0t， 且 解得g＝ 【小问2详解】 根据 解得 解得密度 【小问3详解】 根据星球表面附近万有引力近似等于重力，该力提供向心力，可得 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $