学易金卷:高一物理下学期第三次月考01(人教版)
2026-05-06
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8份
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48页
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1343人阅读
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 高一 |
| 章节 | - |
| 类型 | 试卷 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-阶段检测 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 15.96 MB |
| 发布时间 | 2026-05-06 |
| 更新时间 | 2026-05-06 |
| 作者 | 桂冠物理优选 |
| 品牌系列 | 学易金卷·第三次学情自测卷 |
| 审核时间 | 2026-05-06 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/57712694.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
2025-2026学年高一物理下学期第三次月考卷01
参考答案
一、选择题:本题共12小题,每小题4分,共48分。在每小题给出的四个选项中,第1~8题只有一项符合题目要求,第9~12题有多项符合题目要求。全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
B
B
C
B
D
A
C
C
BD
AD
AB
AD
二、实验题:本题共2小题,共14分。
13.(1)1.0(2分)(2)0.69(2分)(3)小球释放位置低于其他次实验(2分)
14.(1)B(2分)(2)CD(2分)(3)C(2分)(4) (2分)
三、计算题:本题共3小题,共38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能得分。有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位。
15.(1)小环相对轨道静止,随轨道做匀速圆周运动,半径为(1分)
由轨道方程可得P点切线斜率
故P点切线与x轴夹角θ满足(1分)
弹力垂直于轨道,竖直方向受力平衡,有(1分)
水平方向合力提供向心力
联立解得(1分)
(2)轨道光滑,只有重力做功,满足机械能守恒,重力做功仅与下落高度有关,则(1分)
代入数据解得(1分)
(3)平抛运动轨迹满足,
消去得轨迹方程(1分)
与轨道方程对比得(1分)
平抛顶点O的法向加速度为g,满足向心加速度公式
代入得O点的曲率半径为
小环从纵坐标y释放,到O点由机械能守恒得(1分)
O点支持力与重力的合力提供向心力,则
整理得,其中(1分)
16.(1)下落过程做初速度为0的匀加速直线运动,位移满足匀变速直线运动公式 ,与加速度大小相等,整理得 (2分)
(2)对、组成的系统,由牛顿第二定律: (2分)
将代入,解得星球表面重力加速度 (1分)
星球表面物体满足万有引力等于重力(2分)
整理得星球质量: (1分)
(3)飞船贴着星球表面做匀速圆周运动,万有引力提供向心力 (2分)
整理得(1分)
星球密度,星球体积(1分)
代入得(1分)
17.(1)设小物块释放后,冲上水平传送带时的速度大小为,根据题意,由能量守恒定律可得
解得(1分)
小物块冲上传送带后做匀减速运动,设其加速度大小为a,根据牛顿第二定律有
解得(1分)
设小物块与传送带共速时对地位移为x,则由运动学公式可得(1分)
代入数据解得(1分)
在传送带上减速时间(1分)
匀速时间
小物块通过传送带的时间(1分)
(2)小物块在传送带上减速过程,传送带位移(1分)
摩擦生热(1分)
从A到C,由动能定理得
(1分)
在点
解得(1分)
由牛顿第三定律得,小物块运动到C点时对轨道的压力大小(1分)
方向竖直向上。
(3)①若小物块恰好做完整的圆周运动,在C点
从A到C,由动能定理得
(1分)
解得(1分)
②若小物块能恰好到达圆心等高处,由机械能守恒定律得(1分)
解得
若物块一直匀减速通过传送带后速度为,由动能定理得
即得(1分)
综上所述,若传送带顺时针转动,需满足或可使得物块不脱离圆轨道。若传送带逆时针转动,无论速度多大,均可使得物块不脱离圆轨道。
3 / 3
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$2025-2026学年高一物理下学期第三次月考卷01
答题卡
姓
名:
准考证号:
贴条形码区
注意事项
1.
答题前,考生先将自己的姓名,准考证号填
写清楚,并认真核准条形码上的姓名、准考
考生禁填:
缺考标记
证号,在规定位置贴好条形码。
违纪标记
2.选择题必须用2B铅笔填涂;填空题和解答题
以上标记由监考人员用2B铅
必须用0.5mm黑色签字笔答题,不得用铅笔
笔填涂
或圆珠笔答题;字体工整、笔迹清晰。
3.请按题号顺序在各题目的答题区域内作答,
选择题填涂样例:
超出区域书写的答案无效;在草稿纸、试题
卷上答题无效。
正确填涂
4.
保持卡面清洁,不要折叠、不要弄破。
错误填涂[×]【][/]
第I卷(请用2B铅笔填涂)
1[A][B][CI[D]
6[A][B][c][D]
11[AJ[B][C][D]
2[A][B][C][D]
7[A][B][C][D]
12[AJ[B][C[D]
3[A][B][C][D]
8[AJ[B][C][D]
4[A][B][C][D]
9[AJ[B][C][D]
5[A][B][C][D]
10 [A][B][c][D]
第Ⅱ卷(请在各试题的答题区内作答)
13.
(6分)
(1)
(2分)
(2)
(2分)
(3)
(2分)
14.(8分)
(1)
(2分)(2)
(2分)
(3)
(2分)(4)
(2分)
请在各题目的答题区域内作答,超出黑色矩形边框限定区域的答案无效!
物理第1页(共6页)
请在各题目的答题区域内作答,超出黑色矩形边框限定区域的答案无效!
15.(10分)
个m)
45
x(m
请在各题目的答题区域内作答,超出黑色矩形边框限定区域的答案无效!
物理第2页(共6页)
请在各题目的答题区域内作答,超出黑色矩形边框限定区域的答案无效!
16.(13分)
白b
请在各题目的答题区域内作答,超出黑色矩形边框限定区域的答案无效!
物理第3页(共6页)
请在各题目的答题区域内作答,超出黑色矩形边框限定区域的答案无效!
17.(15分)
777
请在各题目的答题区域内作答,超出黑色矩形边框限定区域的答案无效!
物理第4页(共6页)
请在各题目的答题区域内作答,超出黑色矩形边框限定区域的答案无效!
非
答题
区
请在各题目的答题区域内作答,超出黑色矩形边框限定区域的答案无效!
物理第5页(共6页)
请在各题目的答题区域内作答,超出黑色矩形边框限定区域的答案无效!
答题
区
请在各题目的答题区域内作答,超出黑色矩形边框限定区域的答案无效!
物理第6页(共6页)2025-2026学年高一物理下学期第三次月考卷01
答题卡
姓
名:
准考证号:
贴条形码区
注意事项
1.
答题前,考生先将自己的姓名,准考证号填写清楚,并认真核准
考生禁填:
缺考标记
口
条形码上的姓名、准考证号,在规定位置贴好条形码。
违纪标记
☐
2.
选择题必须用2B铅笔填涂;非选择题必须用0.5mm黑色签字笔
以上标志由监考人员用2B铅笔填涂
答题,不得用铅笔或圆珠笔答题;字体工整、笔迹清晰。
3.请按题号顺序在各题目的答题区域内作答,超出区域书写的答案
选择题填涂样例:
无效;在草稿纸、试题卷上答题无效。
正确填涂■
4.
保持卡面清洁,不要折叠、不要弄破。
错误填涂[×)【√][/]
D
一、
选择题:
1 [A][B][c][D]
7 [A][B][c][D]
2[AJ[B][C][D]
8 [A][B][c][D]
3 [A][B][c][D]
9 [A][B][c][D]
4 [A][B][c][D]
10[A][B][C][D]
5 [A][B][c][D]
11 [A][B][C][D]
6 [A][B][C][D]
12[A][B][C][D]
请在各题目的答题区域内作答,超出黑色矩形边框限定区域的答案无效!
请在各题目的答题区域内作答,超出黑色矩形边框限定区域的答案无效!
二、实验题
13.(6分)
(1)
(2分)
(2)
(2分)
(3)
(2分)
14.(8分)
(1)
(2分)
(2)
(2分)
(3)
(2分)(4)(2分)
三、计算题:
15.(10分)
◆)m)
→x(m)
请在各题目的答题区域内作答,超出黑色矩形边框限定区域的答案无效!
16.(13分)
LiihLIE
白b
a☐h
777777777777777777
请在各题目的答题区域内作答,超出黑色矩形边框限定区域的答案无效!
请在各题目的答题区域内作答,超出黑色矩形边框限定区域的答案无效!
17.(15分)
B
D
11
2025-2026学年高一物理下学期第三次月考卷01
答题卡
贴条形码区
考生禁填: 缺考标记
违纪标记
以上标志由监考人员用2B铅笔填涂
选择题填涂样例:
正确填涂
错误填涂 [×] [√] [/]
1.答题前,考生先将自己的姓名,准考证号填写清楚,并认真核准条形码上的姓名、准考证号,在规定位置贴好条形码。
2.选择题必须用2B铅笔填涂;非选择题必须用0.5 mm黑色签字笔答题,不得用铅笔或圆珠笔答题;字体工整、笔迹清晰。
3.请按题号顺序在各题目的答题区域内作答,超出区域书写的答案无效;在草稿纸、试题卷上答题无效。
4.保持卡面清洁,不要折叠、不要弄破。
注意事项
姓 名:__________________________
准考证号:
一、选择题:
1 [A] [B] [C] [D]
2 [A] [B] [C] [D]
3 [A] [B] [C] [D]
4 [A] [B] [C] [D]
5 [A] [B] [C] [D]
6 [A] [B] [C] [D]
7 [A] [B] [C] [D]
8 [A] [B] [C] [D]
9 [A] [B] [C] [D]
10 [A] [B] [C] [D]
11 [A] [B] [C] [D]
12 [A] [B] [C] [D]
请在各题目的答题区域内作答,超出黑色矩形边框限定区域的答案无效!
二、实验题
13.(6分)
(1)______________(2分)
(2)______________(2分)
(3)______________(2分)
14.(8分)
(1)______________(2分)
(2)_______________(2分)
(3)______(2分)(4)______(2分)
三、计算题:
15. (10分)
请在各题目的答题区域内作答,超出黑色矩形边框限定区域的答案无效!
四、实验题:本大题共3小题。共19分
16.
17.
18.
请在各题目的答题区域内作答,超出黑色矩形边框限定区域的答案无效!
16.(13分)
请在各题目的答题区域内作答,超出黑色矩形边框限定区域的答案无效!
请在各题目的答题区域内作答,超出黑色矩形边框限定区域的答案无效!
17.(15分)
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2025-2026学年高一物理下学期第三次月考卷01
答题卡
姓 名:__________________________
准考证号:
贴条形码区
考生禁填: 缺考标记
违纪标记
以上标记由监考人员用2B铅笔填涂
选择题填涂样例:
正确填涂
错误填涂 [×] [√] [/]
1.答题前,考生先将自己的姓名,准考证号填写清楚,并认真核准条形码上的姓名、准考证号,在规定位置贴好条形码。
2.选择题必须用2B铅笔填涂;填空题和解答题必须用0.5 mm黑色签字笔答题,不得用铅笔或圆珠笔答题;字体工整、笔迹清晰。
3.请按题号顺序在各题目的答题区域内作答,超出区域书写的答案无效;在草稿纸、试题卷上答题无效。
4.保持卡面清洁,不要折叠、不要弄破。
注意事项
第Ⅰ卷(请用2B铅笔填涂)
1 [A] [B] [C] [D]
2 [A] [B] [C] [D]
3 [A] [B] [C] [D]
4 [A] [B] [C] [D]
5 [A] [B] [C] [D]
6 [A] [B] [C] [D]
7 [A] [B] [C] [D]
8 [A] [B] [C] [D]
9 [A] [B] [C] [D]
10 [A] [B] [C] [D]
11 [A] [B] [C] [D]
12 [A] [B] [C] [D]
第Ⅱ卷(请在各试题的答题区内作答)
13.(6分)
(1)_____________(2分)
(2)______________(2分)
(3)______________(2分)
14.(8分)
(1)______________(2分)(2)_______________(2分)
(3)______________(2分)(4)_______________(2分)
请在各题目的答题区域内作答,超出黑色矩形边框限定区域的答案无效!
15.(10分)
请在各题目的答题区域内作答,超出黑色矩形边框限定区域的答案无效!
请在各题目的答题区域内作答,超出黑色矩形边框限定区域的答案无效!
16.(13分)
请在各题目的答题区域内作答,超出黑色矩形边框限定区域的答案无效!
请在各题目的答题区域内作答,超出黑色矩形边框限定区域的答案无效!
请在各题目的答题区域内作答,超出黑色矩形边框限定区域的答案无效!
17.(15分)
请在各题目的答题区域内作答,超出黑色矩形边框限定区域的答案无效!
请在各题目的答题区域内作答,超出黑色矩形边框限定区域的答案无效!
非
答
题
区
请在各题目的答题区域内作答,超出黑色矩形边框限定区域的答案无效!
请在各题目的答题区域内作答,超出黑色矩形边框限定区域的答案无效!
非
答
题
区
请在各题目的答题区域内作答,超出黑色矩形边框限定区域的答案无效!
请在各题目的答题区域内作答,超出黑色矩形边框限定区域的答案无效!
物理 第4页(共6页) 物理 第5页(共6页) 物理 第6页(共6页)
物理 第1页(共6页) 物理 第2页(共6页) 物理 第3页(共6页)
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2025-2026学年高一物理下学期第三次月考卷01
(考试时间:90分钟,分值:100分)
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡和试卷指定位置上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如
需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。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.测试范围:第5~8章,人教版2019必修第二册。
第Ⅰ卷
一、选择题:本题共12小题,每小题4分,共48分。在每小题给出的四个选项中,第1~8题只有一项符合题目要求,第9~12题有多项符合题目要求。全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。
1.如图所示,两平行河岸的间距为,一条小船渡河过程中,船头指向上游且与河岸的夹角始终为。已知船在静水中的速度大小为,水沿着河岸流动的速度大小也为,,,下列说法正确的是( )
A.小船的运动轨迹与河岸的夹角为
B.小船渡河的时间为
C.小船到达河对岸时的速度大小为
D.起点与终点沿着河岸方向的距离为
2.如图,一花洒出水孔分布在正方形区域内。现将出水口所在的平面竖直放置水流从出水孔水平向左射出。假设每个出水孔出水速度相同,从花洒中喷出的水落于水平地面(P、Q分别为最左、最右端两落点),不计空气阻力。落点区域俯视图的形状最可能的是( )
A. B.
C. D.
3.明代出版的《天工开物》一书中,有牛力齿轮(牛转翻车)的图画。如图,翻车通过齿轮传动,将湖水翻入农田,A、B齿轮啮合且齿轮之间不打滑,B、C齿轮同轴,A、B、C三齿轮半径的大小关系为 rA>rB>rC。下列说法正确的是( )
A.齿轮A的角速度比齿轮B的角速度大
B.齿轮B的角速度比齿轮C的角速度小
C.齿轮A边缘的向心加速度比齿轮B边缘的向心加速度小
D.齿轮B边缘的向心加速度比齿轮C边缘的向心加速度小
4.如图所示为某离心分离装置示意图,水平转台可在电机的带动下绕过圆心的竖直轴转动。开始时将质量为1kg的物块静置于转台上,物块到转台圆心的距离为1m,时刻启动电机,转台由静止开始加速转动,其角速度与时间关系图像如图所示,当时物块刚好相对转台滑动,物块与转台间的动摩擦因数为( )(最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度)
A.0.6 B.0.5 C.0.4 D.0.3
5.如图所示,哈雷彗星在近日点P与太阳中心的距离为,线速度大小为,加速度大小为;在远日点Q与太阳中心的距离为,线速度大小为,加速度大小为。则( )
A., B.,
C., D.,
6.小行星探测、防御和资源开发对于全人类具有深远战略意义。2025年9月召开第三届深空探测(天都)国际会议,中国探月工程总设计师吴伟仁介绍,我国正在规划对一颗小行星实施动能撞击演示验证任务,验证小行星防御方案可行性。如图所示、假设某颗小行星绕太阳做圆周运动,轨道半径为r,运动方向如箭头所示。探测器在P处以较大速度撞击小行星并结合为一体。小行星的轨道变为图中虚线椭圆轨道,远日点仍为P近日点为Q,Q到太阳的距离为。下列说法正确的是( )
A.撞击后小行星经过Q点的速度比撞击前经过P点的速度大
B.撞击后小行星最大速度与最小速度之比为
C.小行星与月球各自轨道半径的三次方与公转周期的平方的比值相等
D.撞击后小行星绕太阳运行的周期会变长
7.如图所示,单摆摆球的质量为m,摆长为l,摆球从最大位移A处由静止释放,摆线摆过角时摆球运动到最低点B。摆球运动到最低点B的速度为v,不计空气阻力,重力加速度为g,对于摆球从A运动到B的过程中,下列说法中正确的是( )
A.合外力对摆球做功等于0 B.摆球运动到最低点B时绳的拉力为
C.重力对摆球做的功为 D.重力对摆球做功的瞬时功率一直增大
8.如图所示,倾角为的固定斜面体顶端固定一光滑定滑轮,质量为的物块A与物块(质量未知)通过轻绳连接后跨过定滑轮,轻绳与斜面体平行,物块A放在斜面体上的a点,物块A刚好不下滑。已知ab段粗糙,b点下侧光滑,轻弹簧固定在斜面体的底端,原长时上端位于b点,某时刻剪断轻绳,物块A运动到b点的速度大小为,最终物块A把轻弹簧压缩到最低点c,随后物块A能沿斜面上滑到最高点点(d未画出),物块A在c点的加速度大小为,,弹性势能表达式为,为形变量,轻弹簧始终处在弹性限度内,重力加速度为,。下列说法正确的是( )
A.物块A与ab段的动摩擦因数为0.25
B.轻弹簧的劲度系数为
C.物块A下滑的最大速度为
D.物块B的质量为0.4kg
二、多选题
9.跳台滑雪的简易示意图如图所示,运动员(可视为质点)两次从雪坡上由静止滑下,到达P点后分别以大小不同的速度水平飞出,分别落在平台下方斜面上的两点,落在两点时运动员的速度方向与斜面间的夹角分别为,落到斜面上时的速度大小分别为,在空中运动的时间分别为,下落过程中,运动员的速度变化量大小分别为。不计空气阻力,下列关系式正确的是( )
A. B. C. D.
10.如图甲光滑圆锥体固定在水平面上,其轴线竖直,母线与轴线夹角为,长为L的轻绳,一端固定在圆锥顶点P处,另一端拴着质量为m的小球(小球可看成质点,小球静止时,轻绳与母线平行),小球以角速度绕圆锥体的轴线做匀速圆周运动,绳子拉力T随的变化关系如图乙所示,重力加速度取,则下列正确的是( )
A.母线与轴线夹角为
B.小球的质量为1kg
C.轻绳L长为1.2m
D.小球的角速度为时,小球已经离开锥面
11.“古有司南,今有北斗”,北斗卫星导航系统入选“2022全球十大工程成就”。组成北斗卫星导航系统的卫星运行轨道半径r越大,线速度v越小,卫星运行状态视为匀速圆周运动,其v2-r图像如图所示。图中R为地球半径,r0为北斗星座GEO卫星的运行轨道半径,图中物理量单位均为国际单位,引力常量为G。忽略地球自转,则( )
A.地球的质量为 B.地球的密度为
C.北斗星座GEO卫星的加速度为 D.地球表面的重力加速度为
12.质量为的汽车在平直公路上以恒定加速度由静止启动,经过时间达到额定功率,这个过程中汽车的位移为,汽车达到额定功率时关闭发动机,汽车又行驶了后停止,整个过程的位移-时间图像如图所示。已知汽车行驶时所受阻力恒定,则( )
A.图中
B.汽车牵引力为
C.牵引力的大小为阻力的2倍
D.汽车行驶过程中所受阻力为
第Ⅱ卷
二、实验题:本题共2小题,共14分。
13.(6分)如图所示,AB是一可升降的竖直支架,支架顶端A处固定一弧形轨道,轨道末端切线水平。一条形木板的上端铰接于过A的水平转轴上,下端搁在水平地面上。将一小球从弧形轨道某一位置由静止释放,小球落在木板上的某处,测出小球平抛运动的水平射程x和此时木板与水平面的夹角θ,并算出tanθ。改变支架AB的高度,将小球从同一位置释放,重复实验,得到多组x和tanθ,重力加速度g取10m/s2,结果均保留两位有效数字,记录的数据如表:
实验次数
1
2
3
4
5
6
tanθ
0.18
0.32
0.69
1.00
1.19
1.43
x/m
0.035
0.065
0.140
0.160
0.240
0.290
(1)某小组同学作出x-tanθ的关系图像如图(b)所示,根据x-tanθ图像可知小球做平抛运动的初速度v0____________m/s;
(2)实验中发现θ超过60°后,小球将不会掉落在斜面上,则斜面长度为____m;
(3)实验中第4次数据出现明显错误,可能的原因是__________。
14.(8分)图示为“验证机械能守恒定律”的实验装置。
(1)要验证摆锤下摆过程中机械能守恒,若连接杆质量为、摆锤质量为,则( )
A. B. C.
(2)静止释放摆锤,在摆到最低点的过程中( )
A.杆对摆锤拉力做正功 B.杆对摆锤拉力做负功
C.杆对摆锤拉力不做功 D.摆锤重力做正功
E.摆锤重力做负功 F.摆锤重力不做功
(3)图中表示摆锤重力势能、动能、机械能E随摆锤距最低点的高度h变化的图线分别是( )
A.▲B、■A、●C B.■A、▲B、●C C.●C、▲B、■A D.▲B、●C、■A
(4)由图中信息可推测该摆锤质量约为________。(保留2位有效数字)
三、计算题:本题共3小题,共38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能得分。有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位。
15.(10分)已知抛体运动的轨迹是抛物线,图示为竖直平面内的抛物线型光滑轨道,其方程为,纵轴横轴单位均为m。O为抛物线的顶点,质量为0.2 kg的小环套在轨道上。小环可视为质点,不计空气阻力,重力加速度g取10 m/s2。
(1)若轨道绕y轴匀速转动,使得小环可以相对轨道静止在P点(3 m,4.5 m),求此时轨道对小环的弹力大小;
(2)若轨道静止,小环沿轨道下滑时的加速度大小和方向都在变化,在处理较复杂的变化量问题时,我们可以先把整个区间化为若干个小区间,认为每一小区间内研究的量不变再求和,这是物理学中常用的一种方法,现在尝试求小环从(,5 m)点静止释放下滑到O点时的速度大小;
(3)若轨道静止,小环经过O点时的运动可视为绕图中虚线圆做圆周运动的一部分,虚线圆的半径称为O点的曲率半径,虽然曲率半径的公式我们还不会,但结合我们之前学习过的平抛和圆周运动知识我们可以计算出O点的曲率半径,现在尝试找出小环过O点时受到的支持力F大小和释放点纵坐标y的关系式。
16.(13分)某同学创作了一篇科幻小说,描述了中国航天员们驾驶飞船探索类地行星的故事。为了计算该星球的质量,航天员们测出了星球半径为,并在星球表面展开实验,如图所示,不易伸长的轻绳绕过光滑轻质定滑轮连接物块、且(和均已知)。初始时物块静止在地面上,离地面高度为,绳子恰好伸直。现将由静止释放,经过时间落到地面,已知引力常量为。求:
(1)物块加速运动时的加速度是多少?
(2)该星球的质量是多少?
(3)若飞船无法降落,只能贴着星球表面做匀速圆周运动,测出绕行周期,能否据此计算出星球的密度?若能,请计算出该星球的密度。
17.(15分)如图所示,弹簧锁定后所储存的弹性势能,一个质量的小物块紧靠弹簧放置。释放后,弹簧恢复原长时小物块冲上长度的水平传送带,传送带以的速度顺时针转动。在传送带右侧等高的平台上固定半径的圆轨道ABCD,A、D的位置错开,使小物块绕行一圈后可以通过D到达E位置。已知小物块与传送带之间的动摩擦因数,其他摩擦均忽略不计,取。
(1)求小物块通过传送带的时间;(结果保留两位有效数字)
(2)求小物块通过传送带的过程中摩擦产生的热量以及运动到C点时对轨道的压力;
(3)若传送带速度大小、方向皆可任意调节,要使小物块在运动过程中不脱离圆轨道ABCD,求传送带转动速度的可能值。(结果可以用根号表示)
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2025-2026学年高一物理下学期第三次月考卷01
全解全析
(考试时间:90分钟,分值:100分)
一、选择题:本题共12小题,每小题4分,共48分。在每小题给出的四个选项中,第1~8题只有一项符合题目要求,第9~12题有多项符合题目要求。全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。
1.如图所示,两平行河岸的间距为,一条小船渡河过程中,船头指向上游且与河岸的夹角始终为。已知船在静水中的速度大小为,水沿着河岸流动的速度大小也为,,,下列说法正确的是( )
A.小船的运动轨迹与河岸的夹角为
B.小船渡河的时间为
C.小船到达河对岸时的速度大小为
D.起点与终点沿着河岸方向的距离为
【答案】B
【详解】A.小船的运动轨迹沿着合速度,船头速度与水速的合成是合速度,由几何关系与矢量合成法则,可得合速度沿两个分速度的对角线,则小船的运动轨迹与河岸的夹角为,A错误;
B.把船速度分别沿着河岸和垂直河岸分解,则、
根据运动的独立性原理,小船渡河的时间,B正确;
C.小船到达河对岸时的速度即合速度,C错误;
D.起点与终点沿着河岸方向的距离为,D错误。
故选B。
2.如图,一花洒出水孔分布在正方形区域内。现将出水口所在的平面竖直放置水流从出水孔水平向左射出。假设每个出水孔出水速度相同,从花洒中喷出的水落于水平地面(P、Q分别为最左、最右端两落点),不计空气阻力。落点区域俯视图的形状最可能的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】设水龙头最低点离地面的高度为h,出水区域的对角线长为a,水滴距离地面的高度为y+h,设初速度为v0,则竖直方向,有
水平方向,有
解得(0<y<a)
由于y均匀增加时,x不是均匀增加,且x增加得越来越慢。
故选B。
3.明代出版的《天工开物》一书中,有牛力齿轮(牛转翻车)的图画。如图,翻车通过齿轮传动,将湖水翻入农田,A、B齿轮啮合且齿轮之间不打滑,B、C齿轮同轴,A、B、C三齿轮半径的大小关系为 rA>rB>rC。下列说法正确的是( )
A.齿轮A的角速度比齿轮B的角速度大
B.齿轮B的角速度比齿轮C的角速度小
C.齿轮A边缘的向心加速度比齿轮B边缘的向心加速度小
D.齿轮B边缘的向心加速度比齿轮C边缘的向心加速度小
【答案】C
【详解】A.、线速度相同,,根据,齿轮A的角速度比齿轮B的角速度小,故A错误;
B.、角速度相同,故B错误;
C.根据,可知齿轮A边缘的向心加速度比齿轮B边缘的向心加速度小,故C正确;
D.根据,齿轮B边缘的向心加速度比齿轮C边缘的向心加速度大,故D错误。
故选 C。
4.如图所示为某离心分离装置示意图,水平转台可在电机的带动下绕过圆心的竖直轴转动。开始时将质量为1kg的物块静置于转台上,物块到转台圆心的距离为1m,时刻启动电机,转台由静止开始加速转动,其角速度与时间关系图像如图所示,当时物块刚好相对转台滑动,物块与转台间的动摩擦因数为( )(最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度)
A.0.6 B.0.5 C.0.4 D.0.3
【答案】B
【详解】由图像可得转台做匀加速转动,角加速度
物块随转台做变速圆周运动,其切向加速度大小
当时物块刚好相对转台滑动,此时角速度为,向心加速度大小
此时静摩擦力达到最大值,根据牛顿第二定律,最大静摩擦力提供合加速度,即
解得物块与转台间的动摩擦因数
故选B。
5.如图所示,哈雷彗星在近日点P与太阳中心的距离为,线速度大小为,加速度大小为;在远日点Q与太阳中心的距离为,线速度大小为,加速度大小为。则( )
A., B.,
C., D.,
【答案】D
【详解】根据开普勒第二定律有
可得
根据牛顿第二定律有,
可得
故选D。
6.小行星探测、防御和资源开发对于全人类具有深远战略意义。2025年9月召开第三届深空探测(天都)国际会议,中国探月工程总设计师吴伟仁介绍,我国正在规划对一颗小行星实施动能撞击演示验证任务,验证小行星防御方案可行性。如图所示、假设某颗小行星绕太阳做圆周运动,轨道半径为r,运动方向如箭头所示。探测器在P处以较大速度撞击小行星并结合为一体。小行星的轨道变为图中虚线椭圆轨道,远日点仍为P近日点为Q,Q到太阳的距离为。下列说法正确的是( )
A.撞击后小行星经过Q点的速度比撞击前经过P点的速度大
B.撞击后小行星最大速度与最小速度之比为
C.小行星与月球各自轨道半径的三次方与公转周期的平方的比值相等
D.撞击后小行星绕太阳运行的周期会变长
【答案】A
【详解】AB.由万有引力提供向心力
得
因,故撞击后小行星经过Q点的速度比撞击前经过P点的速度大
撞击后由开普勒第二定律
解得,故A正确,B错误;
C.遵循开普勒第三定律的两星体有共同的中心天体,故C错误;
D.撞击后小行星绕太阳运行的轨道变低,运行变快,周期会变短,故D错误。
故选A。
7.如图所示,单摆摆球的质量为m,摆长为l,摆球从最大位移A处由静止释放,摆线摆过角时摆球运动到最低点B。摆球运动到最低点B的速度为v,不计空气阻力,重力加速度为g,对于摆球从A运动到B的过程中,下列说法中正确的是( )
A.合外力对摆球做功等于0 B.摆球运动到最低点B时绳的拉力为
C.重力对摆球做的功为 D.重力对摆球做功的瞬时功率一直增大
【答案】C
【详解】AC.摆球从A运动到B的过程中,只有重力对摆球做功,所以合外力对摆球做功为,故A错误,C正确;
B.摆球运动到最低点B时,由牛顿第二定律可得
解得绳的拉力为,故B错误;
D.在A点的速度为0,所以在A点重力做功的瞬时功率为0;在B点的速度方向与重力垂直,所以在B点重力做功的瞬时功率为0,则重力对摆球做功的瞬时功率先增大后减小,故D错误。
故选C。
8.如图所示,倾角为的固定斜面体顶端固定一光滑定滑轮,质量为的物块A与物块(质量未知)通过轻绳连接后跨过定滑轮,轻绳与斜面体平行,物块A放在斜面体上的a点,物块A刚好不下滑。已知ab段粗糙,b点下侧光滑,轻弹簧固定在斜面体的底端,原长时上端位于b点,某时刻剪断轻绳,物块A运动到b点的速度大小为,最终物块A把轻弹簧压缩到最低点c,随后物块A能沿斜面上滑到最高点点(d未画出),物块A在c点的加速度大小为,,弹性势能表达式为,为形变量,轻弹簧始终处在弹性限度内,重力加速度为,。下列说法正确的是( )
A.物块A与ab段的动摩擦因数为0.25
B.轻弹簧的劲度系数为
C.物块A下滑的最大速度为
D.物块B的质量为0.4kg
【答案】C
【详解】AD.物块A在ab段做匀加速直线运动,根据
代入数据解得
在ab段运动时,根据牛顿第二定律有
代入数据解得
剪断轻绳前,物块A处于静止状态且刚好不下滑,说明此时静摩擦力达到最大且沿斜面向上,由平衡条件得
其中
代入数据解得,故AD错误;
B.物块A压缩弹簧至最低点c时速度为零,根据牛顿第二定律
解得弹簧弹力
物块从b到c过程机械能守恒,由
可知
解得形变量
则劲度系数,故B错误;
C.物块A下滑至合力为零时速度达到最大值,此时
解得
从b到平衡位置过程机械能守恒,由
代入数据解得,故C正确。
故选C。
9.跳台滑雪的简易示意图如图所示,运动员(可视为质点)两次从雪坡上由静止滑下,到达P点后分别以大小不同的速度水平飞出,分别落在平台下方斜面上的两点,落在两点时运动员的速度方向与斜面间的夹角分别为,落到斜面上时的速度大小分别为,在空中运动的时间分别为,下落过程中,运动员的速度变化量大小分别为。不计空气阻力,下列关系式正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】BD
【详解】A.运动员做平抛运动,运动时间满足
解得,由于运动员落到N点时竖直高度大,所以运动时间,故A错误;
B.平抛运动只受重力作用,加速度为重力加速度,根据
结合上述分析可知,故B正确;
C.从下图运动轨迹可看出当竖直位移相等时有,可得
从抛出到落在两点有,根据,
可得
运动员落在平台下方的斜面上的M点时速度为,落在平台下方的斜面上的N点时速度为,所以,故C错误;
D.连接P点到落点构造斜面,相关角度如下图所示,根据平抛运动推论:速度与水平方向夹角的正切值等于位移与水平方向夹角正切值的2倍,则有,
由于,则有,即,故D正确。
故选BD 。
10.如图甲光滑圆锥体固定在水平面上,其轴线竖直,母线与轴线夹角为,长为L的轻绳,一端固定在圆锥顶点P处,另一端拴着质量为m的小球(小球可看成质点,小球静止时,轻绳与母线平行),小球以角速度绕圆锥体的轴线做匀速圆周运动,绳子拉力T随的变化关系如图乙所示,重力加速度取,则下列正确的是( )
A.母线与轴线夹角为
B.小球的质量为1kg
C.轻绳L长为1.2m
D.小球的角速度为时,小球已经离开锥面
【答案】AD
【详解】ABC.当小球将要离开锥面时,绳子拉力与小球重力的合力提供向心力,有
即
当小球离开锥面后,设绳子与竖直方向的夹角为,绳子拉力与小球重力的合力提供向心力,有
即
则根据图乙,结合所得绳子拉力与的函数关系可知,当小球离开锥面后
当小球未离开锥面时,分析小球受力情况,水平方向,根据牛顿第二定律有
竖直方向根据平衡条件有
联立可得
根据图乙,结合所得函数关系可得,
解得,,
故A正确,BC错误;
D.根据图乙可知,当小球的角速度时,小球恰好要离开锥面,此时角速度
则可知,小球的角速度为 3 rad/s时,小球已经离开锥面,故D正确。
故选AD。
11.“古有司南,今有北斗”,北斗卫星导航系统入选“2022全球十大工程成就”。组成北斗卫星导航系统的卫星运行轨道半径r越大,线速度v越小,卫星运行状态视为匀速圆周运动,其v2-r图像如图所示。图中R为地球半径,r0为北斗星座GEO卫星的运行轨道半径,图中物理量单位均为国际单位,引力常量为G。忽略地球自转,则( )
A.地球的质量为 B.地球的密度为
C.北斗星座GEO卫星的加速度为 D.地球表面的重力加速度为
【答案】AB
【详解】A.根据万有引力提供向心力,有
整理得
由图像可知,当时, 代入得
地球的质量为,A正确;
B.地球密度
地球体积
代入
解得 B正确;
C.根据牛顿第二定律有
解得
将代入得 , C错误;
D.根据在地球表面万有引力与重力的关系
解得地球表面的重力加速度为
代入得 ,D错误。
故选AB 。
12.质量为的汽车在平直公路上以恒定加速度由静止启动,经过时间达到额定功率,这个过程中汽车的位移为,汽车达到额定功率时关闭发动机,汽车又行驶了后停止,整个过程的位移-时间图像如图所示。已知汽车行驶时所受阻力恒定,则( )
A.图中
B.汽车牵引力为
C.牵引力的大小为阻力的2倍
D.汽车行驶过程中所受阻力为
【答案】AD
【详解】ABD.设阶段牵引力为,汽车的位移为 时速度为,对于关闭发动机前的过程应用动能定理
全过程应用动能定理
又因为
联立可得汽车行驶过程中所受阻力为
由牛顿第二定律
又因为
联立可得
又全过程应用动量定理解得
解得
故AD正确,B错误;
C.由上述分析可知牵引力的大小为摩擦阻力的3倍,故C错误。
故选 AD。
第Ⅱ卷
二、实验题:本题共2小题,共14分。
13.如图所示,AB是一可升降的竖直支架,支架顶端A处固定一弧形轨道,轨道末端切线水平。一条形木板的上端铰接于过A的水平转轴上,下端搁在水平地面上。将一小球从弧形轨道某一位置由静止释放,小球落在木板上的某处,测出小球平抛运动的水平射程x和此时木板与水平面的夹角θ,并算出tanθ。改变支架AB的高度,将小球从同一位置释放,重复实验,得到多组x和tanθ,重力加速度g取10m/s2,结果均保留两位有效数字,记录的数据如表:
实验次数
1
2
3
4
5
6
tanθ
0.18
0.32
0.69
1.00
1.19
1.43
x/m
0.035
0.065
0.140
0.160
0.240
0.290
(1)某小组同学作出x-tanθ的关系图像如图(b)所示,根据x-tanθ图像可知小球做平抛运动的初速度v0____________m/s;
(2)实验中发现θ超过60°后,小球将不会掉落在斜面上,则斜面长度为____m;
(3)实验中第4次数据出现明显错误,可能的原因是__________。
【答案】(1)1.0
(2)0.69
(3)小球释放位置低于其他次实验
【详解】(1)小球做平抛运动,在竖直方向
在水平方向
又因为
整理可得
可知图线的斜率
解得
(2)当时,有
则斜面的长度为
(3)实验中第4组数据出现明显错误,由图可知,水平射程偏小,由
可知,初速度偏小,即小球释放位置低于其他次实验。
14.图示为“验证机械能守恒定律”的实验装置。
(1)要验证摆锤下摆过程中机械能守恒,若连接杆质量为、摆锤质量为,则( )
A. B. C.
(2)静止释放摆锤,在摆到最低点的过程中( )
A.杆对摆锤拉力做正功 B.杆对摆锤拉力做负功
C.杆对摆锤拉力不做功 D.摆锤重力做正功
E.摆锤重力做负功 F.摆锤重力不做功
(3)图中表示摆锤重力势能、动能、机械能E随摆锤距最低点的高度h变化的图线分别是( )
A.▲B、■A、●C B.■A、▲B、●C C.●C、▲B、■A D.▲B、●C、■A
(4)由图中信息可推测该摆锤质量约为________。(保留2位有效数字)
【答案】(1)B
(2)CD
(3)C
(4)
【详解】(1)验证摆锤下摆过程中机械能守恒,若连接杆质量为、摆锤质量为,则应使得连接杆质量远小于摆锤质量为。
故选B。
(2)静止释放摆锤,在摆到最低点的过程中连接杆对摆锤的拉力不做功,摆锤所受重力对摆锤做正功。
故选CD。
(3)摆锤重力势能随减小而减小,动能随减小而增大,机械能不随变化。
故选C。
(4)根据题意可得
解得。
三、计算题:本题共3小题,共38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能得分。有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位。
15.已知抛体运动的轨迹是抛物线,图示为竖直平面内的抛物线型光滑轨道,其方程为,纵轴横轴单位均为m。O为抛物线的顶点,质量为0.2 kg的小环套在轨道上。小环可视为质点,不计空气阻力,重力加速度g取10 m/s2。
(1)若轨道绕y轴匀速转动,使得小环可以相对轨道静止在P点(3 m,4.5 m),求此时轨道对小环的弹力大小;
(2)若轨道静止,小环沿轨道下滑时的加速度大小和方向都在变化,在处理较复杂的变化量问题时,我们可以先把整个区间化为若干个小区间,认为每一小区间内研究的量不变再求和,这是物理学中常用的一种方法,现在尝试求小环从(,5 m)点静止释放下滑到O点时的速度大小;
(3)若轨道静止,小环经过O点时的运动可视为绕图中虚线圆做圆周运动的一部分,虚线圆的半径称为O点的曲率半径,虽然曲率半径的公式我们还不会,但结合我们之前学习过的平抛和圆周运动知识我们可以计算出O点的曲率半径,现在尝试找出小环过O点时受到的支持力F大小和释放点纵坐标y的关系式。
【答案】(1);
(2)
(3)
【详解】(1)小环相对轨道静止,随轨道做匀速圆周运动,半径为
由轨道方程可得P点切线斜率
故P点切线与x轴夹角θ满足
弹力垂直于轨道,竖直方向受力平衡,有
水平方向合力提供向心力
联立解得
(2)轨道光滑,只有重力做功,满足机械能守恒,重力做功仅与下落高度有关,则
代入数据解得
(3)平抛运动轨迹满足,
消去得轨迹方程
与轨道方程对比得
平抛顶点O的法向加速度为g,满足向心加速度公式
代入得O点的曲率半径为
小环从纵坐标y释放,到O点由机械能守恒得
O点支持力与重力的合力提供向心力,则
整理得,其中
16.某同学创作了一篇科幻小说,描述了中国航天员们驾驶飞船探索类地行星的故事。为了计算该星球的质量,航天员们测出了星球半径为,并在星球表面展开实验,如图所示,不易伸长的轻绳绕过光滑轻质定滑轮连接物块、且(和均已知)。初始时物块静止在地面上,离地面高度为,绳子恰好伸直。现将由静止释放,经过时间落到地面,已知引力常量为。求:
(1)物块加速运动时的加速度是多少?
(2)该星球的质量是多少?
(3)若飞船无法降落,只能贴着星球表面做匀速圆周运动,测出绕行周期,能否据此计算出星球的密度?若能,请计算出该星球的密度。
【答案】(1)
(2)
(3)
【详解】(1)下落过程做初速度为0的匀加速直线运动,位移满足匀变速直线运动公式 ,与加速度大小相等,整理得
(2)对、组成的系统,由牛顿第二定律:
将代入,解得星球表面重力加速度
星球表面物体满足万有引力等于重力
整理得星球质量:
(3)飞船贴着星球表面做匀速圆周运动,万有引力提供向心力
整理得
星球密度,星球体积
代入得
17.如图所示,弹簧锁定后所储存的弹性势能,一个质量的小物块紧靠弹簧放置。释放后,弹簧恢复原长时小物块冲上长度的水平传送带,传送带以的速度顺时针转动。在传送带右侧等高的平台上固定半径的圆轨道ABCD,A、D的位置错开,使小物块绕行一圈后可以通过D到达E位置。已知小物块与传送带之间的动摩擦因数,其他摩擦均忽略不计,取。
(1)求小物块通过传送带的时间;(结果保留两位有效数字)
(2)求小物块通过传送带的过程中摩擦产生的热量以及运动到C点时对轨道的压力;
(3)若传送带速度大小、方向皆可任意调节,要使小物块在运动过程中不脱离圆轨道ABCD,求传送带转动速度的可能值。(结果可以用根号表示)
【答案】(1)0.93s
(2)22N,方向竖直向上
(3)若顺时针转动,则或,若逆时针转动,任意速度都可以
【详解】(1)设小物块释放后,冲上水平传送带时的速度大小为,根据题意,由能量守恒定律可得
解得
小物块冲上传送带后做匀减速运动,设其加速度大小为a,根据牛顿第二定律有
解得
设小物块与传送带共速时对地位移为x,则由运动学公式可得
代入数据解得
在传送带上减速时间
匀速时间
小物块通过传送带的时间
(2)小物块在传送带上减速过程,传送带位移
摩擦生热
从A到C,由动能定理得
在点
解得
由牛顿第三定律得,小物块运动到C点时对轨道的压力大小
方向竖直向上。
(3)①若小物块恰好做完整的圆周运动,在C点
从A到C,由动能定理得
解得
②若小物块能恰好到达圆心等高处,由机械能守恒定律得
解得
若物块一直匀减速通过传送带后速度为,由动能定理得
即得
综上所述,若传送带顺时针转动,需满足或可使得物块不脱离圆轨道。若传送带逆时针转动,无论速度多大,均可使得物块不脱离圆轨道。
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………………○………………内………………○………………装………………○………………订………………○………………线………………○………………
此卷只装订不密封
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………………○………………外………………○………………装………………○………………订………………○………………线………………○………………
… 学校:______________姓名:_____________班级:_______________考号:______________________
2025-2026学年高一物理下学期第三次月考卷01
(考试时间:90分钟,分值:100分)
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡和试卷指定位置上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如
需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。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.测试范围:第5~8章,人教版2019必修第二册。
第Ⅰ卷
一、本题共12小题,每小题4分,共48分。在每小题给出的四个选项中,第1~8题只有一项符合题目要求,第9~12题有多项符合题目要求。全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。
1.如图所示,两平行河岸的间距为,一条小船渡河过程中,船头指向上游且与河岸的夹角始终为。已知船在静水中的速度大小为,水沿着河岸流动的速度大小也为,,,下列说法正确的是( )
A.小船的运动轨迹与河岸的夹角为
B.小船渡河的时间为
C.小船到达河对岸时的速度大小为
D.起点与终点沿着河岸方向的距离为
2.如图,一花洒出水孔分布在正方形区域内。现将出水口所在的平面竖直放置水流从出水孔水平向左射出。假设每个出水孔出水速度相同,从花洒中喷出的水落于水平地面(P、Q分别为最左、最右端两落点),不计空气阻力。落点区域俯视图的形状最可能的是( )
A. B.
C. D.
3.明代出版的《天工开物》一书中,有牛力齿轮(牛转翻车)的图画。如图,翻车通过齿轮传动,将湖水翻入农田,A、B齿轮啮合且齿轮之间不打滑,B、C齿轮同轴,A、B、C三齿轮半径的大小关系为 rA>rB>rC。下列说法正确的是( )
A.齿轮A的角速度比齿轮B的角速度大
B.齿轮B的角速度比齿轮C的角速度小
C.齿轮A边缘的向心加速度比齿轮B边缘的向心加速度小
D.齿轮B边缘的向心加速度比齿轮C边缘的向心加速度小
4.如图所示为某离心分离装置示意图,水平转台可在电机的带动下绕过圆心的竖直轴转动。开始时将质量为1kg的物块静置于转台上,物块到转台圆心的距离为1m,时刻启动电机,转台由静止开始加速转动,其角速度与时间关系图像如图所示,当时物块刚好相对转台滑动,物块与转台间的动摩擦因数为( )(最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度)
A.0.6 B.0.5 C.0.4 D.0.3
5.如图所示,哈雷彗星在近日点P与太阳中心的距离为,线速度大小为,加速度大小为;在远日点Q与太阳中心的距离为,线速度大小为,加速度大小为。则( )
A., B.,
C., D.,
6.小行星探测、防御和资源开发对于全人类具有深远战略意义。2025年9月召开第三届深空探测(天都)国际会议,中国探月工程总设计师吴伟仁介绍,我国正在规划对一颗小行星实施动能撞击演示验证任务,验证小行星防御方案可行性。如图所示、假设某颗小行星绕太阳做圆周运动,轨道半径为r,运动方向如箭头所示。探测器在P处以较大速度撞击小行星并结合为一体。小行星的轨道变为图中虚线椭圆轨道,远日点仍为P近日点为Q,Q到太阳的距离为。下列说法正确的是( )
A.撞击后小行星经过Q点的速度比撞击前经过P点的速度大
B.撞击后小行星最大速度与最小速度之比为
C.小行星与月球各自轨道半径的三次方与公转周期的平方的比值相等
D.撞击后小行星绕太阳运行的周期会变长
7.如图所示,单摆摆球的质量为m,摆长为l,摆球从最大位移A处由静止释放,摆线摆过角时摆球运动到最低点B。摆球运动到最低点B的速度为v,不计空气阻力,重力加速度为g,对于摆球从A运动到B的过程中,下列说法中正确的是( )
A.合外力对摆球做功等于0 B.摆球运动到最低点B时绳的拉力为
C.重力对摆球做的功为 D.重力对摆球做功的瞬时功率一直增大
8.如图所示,倾角为的固定斜面体顶端固定一光滑定滑轮,质量为的物块A与物块(质量未知)通过轻绳连接后跨过定滑轮,轻绳与斜面体平行,物块A放在斜面体上的a点,物块A刚好不下滑。已知ab段粗糙,b点下侧光滑,轻弹簧固定在斜面体的底端,原长时上端位于b点,某时刻剪断轻绳,物块A运动到b点的速度大小为,最终物块A把轻弹簧压缩到最低点c,随后物块A能沿斜面上滑到最高点点(d未画出),物块A在c点的加速度大小为,,弹性势能表达式为,为形变量,轻弹簧始终处在弹性限度内,重力加速度为,。下列说法正确的是( )
A.物块A与ab段的动摩擦因数为0.25
B.轻弹簧的劲度系数为
C.物块A下滑的最大速度为
D.物块B的质量为0.4kg
9.跳台滑雪的简易示意图如图所示,运动员(可视为质点)两次从雪坡上由静止滑下,到达P点后分别以大小不同的速度水平飞出,分别落在平台下方斜面上的两点,落在两点时运动员的速度方向与斜面间的夹角分别为,落到斜面上时的速度大小分别为,在空中运动的时间分别为,下落过程中,运动员的速度变化量大小分别为。不计空气阻力,下列关系式正确的是( )
A. B. C. D.
10.如图甲光滑圆锥体固定在水平面上,其轴线竖直,母线与轴线夹角为,长为L的轻绳,一端固定在圆锥顶点P处,另一端拴着质量为m的小球(小球可看成质点,小球静止时,轻绳与母线平行),小球以角速度绕圆锥体的轴线做匀速圆周运动,绳子拉力T随的变化关系如图乙所示,重力加速度取,则下列正确的是( )
A.母线与轴线夹角为
B.小球的质量为1kg
C.轻绳L长为1.2m
D.小球的角速度为时,小球已经离开锥面
11.“古有司南,今有北斗”,北斗卫星导航系统入选“2022全球十大工程成就”。组成北斗卫星导航系统的卫星运行轨道半径r越大,线速度v越小,卫星运行状态视为匀速圆周运动,其v2-r图像如图所示。图中R为地球半径,r0为北斗星座GEO卫星的运行轨道半径,图中物理量单位均为国际单位,引力常量为G。忽略地球自转,则( )
A.地球的质量为 B.地球的密度为
C.北斗星座GEO卫星的加速度为 D.地球表面的重力加速度为
12.质量为的汽车在平直公路上以恒定加速度由静止启动,经过时间达到额定功率,这个过程中汽车的位移为,汽车达到额定功率时关闭发动机,汽车又行驶了后停止,整个过程的位移-时间图像如图所示。已知汽车行驶时所受阻力恒定,则( )
A.图中
B.汽车牵引力为
C.牵引力的大小为阻力的2倍
D.汽车行驶过程中所受阻力为
第Ⅱ卷
二、实验题:本题共2小题,共14分。
13.(6分)如图所示,AB是一可升降的竖直支架,支架顶端A处固定一弧形轨道,轨道末端切线水平。一条形木板的上端铰接于过A的水平转轴上,下端搁在水平地面上。将一小球从弧形轨道某一位置由静止释放,小球落在木板上的某处,测出小球平抛运动的水平射程x和此时木板与水平面的夹角θ,并算出tanθ。改变支架AB的高度,将小球从同一位置释放,重复实验,得到多组x和tanθ,重力加速度g取10m/s2,结果均保留两位有效数字,记录的数据如表:
实验次数
1
2
3
4
5
6
tanθ
0.18
0.32
0.69
1.00
1.19
1.43
x/m
0.035
0.065
0.140
0.160
0.240
0.290
(1)某小组同学作出x-tanθ的关系图像如图(b)所示,根据x-tanθ图像可知小球做平抛运动的初速度v0____________m/s;
(2)实验中发现θ超过60°后,小球将不会掉落在斜面上,则斜面长度为____m;
(3)实验中第4次数据出现明显错误,可能的原因是__________。
14.(8分)图示为“验证机械能守恒定律”的实验装置。
(1)要验证摆锤下摆过程中机械能守恒,若连接杆质量为、摆锤质量为,则( )
A. B. C.
(2)静止释放摆锤,在摆到最低点的过程中( )
A.杆对摆锤拉力做正功 B.杆对摆锤拉力做负功
C.杆对摆锤拉力不做功 D.摆锤重力做正功
E.摆锤重力做负功 F.摆锤重力不做功
(3)图中表示摆锤重力势能、动能、机械能E随摆锤距最低点的高度h变化的图线分别是( )
A.▲B、■A、●C B.■A、▲B、●C C.●C、▲B、■A D.▲B、●C、■A
(4)由图中信息可推测该摆锤质量约为________。(保留2位有效数字)
三、计算题:本题共3小题,共38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能得分。有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位。
15.(10分)已知抛体运动的轨迹是抛物线,图示为竖直平面内的抛物线型光滑轨道,其方程为,纵轴横轴单位均为m。O为抛物线的顶点,质量为0.2 kg的小环套在轨道上。小环可视为质点,不计空气阻力,重力加速度g取10 m/s2。
(1)若轨道绕y轴匀速转动,使得小环可以相对轨道静止在P点(3 m,4.5 m),求此时轨道对小环的弹力大小;
(2)若轨道静止,小环沿轨道下滑时的加速度大小和方向都在变化,在处理较复杂的变化量问题时,我们可以先把整个区间化为若干个小区间,认为每一小区间内研究的量不变再求和,这是物理学中常用的一种方法,现在尝试求小环从(,5 m)点静止释放下滑到O点时的速度大小;
(3)若轨道静止,小环经过O点时的运动可视为绕图中虚线圆做圆周运动的一部分,虚线圆的半径称为O点的曲率半径,虽然曲率半径的公式我们还不会,但结合我们之前学习过的平抛和圆周运动知识我们可以计算出O点的曲率半径,现在尝试找出小环过O点时受到的支持力F大小和释放点纵坐标y的关系式。
16.(13分)某同学创作了一篇科幻小说,描述了中国航天员们驾驶飞船探索类地行星的故事。为了计算该星球的质量,航天员们测出了星球半径为,并在星球表面展开实验,如图所示,不易伸长的轻绳绕过光滑轻质定滑轮连接物块、且(和均已知)。初始时物块静止在地面上,离地面高度为,绳子恰好伸直。现将由静止释放,经过时间落到地面,已知引力常量为。求:
(1)物块加速运动时的加速度是多少?
(2)该星球的质量是多少?
(3)若飞船无法降落,只能贴着星球表面做匀速圆周运动,测出绕行周期,能否据此计算出星球的密度?若能,请计算出该星球的密度。
17.(15分)如图所示,弹簧锁定后所储存的弹性势能,一个质量的小物块紧靠弹簧放置。释放后,弹簧恢复原长时小物块冲上长度的水平传送带,传送带以的速度顺时针转动。在传送带右侧等高的平台上固定半径的圆轨道ABCD,A、D的位置错开,使小物块绕行一圈后可以通过D到达E位置。已知小物块与传送带之间的动摩擦因数,其他摩擦均忽略不计,取。
(1)求小物块通过传送带的时间;(结果保留两位有效数字)
(2)求小物块通过传送带的过程中摩擦产生的热量以及运动到C点时对轨道的压力;
(3)若传送带速度大小、方向皆可任意调节,要使小物块在运动过程中不脱离圆轨道ABCD,求传送带转动速度的可能值。(结果可以用根号表示
试题 第7页(共10页) 试题 第8页(共10页)
试题 第9页(共10页) 试题 第10页(共10页)
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