精品解析：湖北荆州市公安县车胤中学2024-2025学年高一下学期3月阶段检测物理试卷

公安县车胤中学2024-2025学年度下学期高一三月月考 物理试题 （考试时间：75分钟　试卷满分：100分） 一、选择题（每小题4分，共40分。第1-7题只有一项符合题目要求；第8-10题有多项符合题目要求，选对但不全的得2分，有选错的得0分。） 1. 关于太阳系各行星的运动，下列说法正确的是（　　） A. 所有行星的公转周期与行星的轨道半径成正比 B. 行星的运动方向总是与它和太阳的连线垂直 C. 行星在近日点的速率比远日点的速率大 D. 所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳位于行星轨道的中心处 2. 如图所示为某中国运动员在短道速滑比赛中勇夺金牌的精彩瞬间。假定此时他正沿圆弧形弯道匀速滑行，则他（　　） A. 所受的合力为零，做匀速圆周运动 B. 所受的合力大小恒定，加速度大小也恒定 C. 所受的合力恒定，加速度也恒定，做匀变速运动 D. 所受的合力变化，加速度也变化，但速度不变 3. 如图所示，一物体在力F作用下沿水平方向做匀速直线运动，若物体通过的位移为s，则（ ） A. 力F做的功为Fs B. 物体克服摩擦力做的功为Fs C. 重力做的功为Fs D. 支持力做的功为零 4. 如图所示，一倾斜的匀质圆盘绕垂直于盘面的固定对称轴以恒定角速度ω转动，盘面上离转轴距离0.5m处有一小物体与圆盘始终保持相对静止，物体与盘面间的动摩擦因数为（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力），盘面与水平面的夹角为30°，g取10m/s2，则ω的最大值是（　　） A. 0.5rad/s B. rad/s C. 1.0rad/s D. rad/s 5. 假设地球可视为质量均匀分布的球体，已知地球表面的重力加速度在两极的大小为g0，在赤道的大小为g；地球自转的周期为T，引力常数为G，则地球的密度为（　　） A. B. C. D. 6. 2025年1月13日11时，我国太原卫星发射中心成功将微厘空间01组卫星发射升空，卫星顺利进入预定轨道。已知卫星绕地球做圆周运动的周期为，轨道半径为；地球绕太阳做圆周运动的周期为，轨道半径为，引力常量为G，下列说法正确的是（　　） A. B. 由、和G能求太阳的质量 C. 由、和G能求太阳的质量 D. 地球质量与太阳质量的比值为 7. 如图所示，轻杆长3L，在杆两端分别固定质量为m的球A和质量为2m的球B，光滑水平转轴穿过杆上距球A为L处的O点，外界给系统一定能量后，杆和球在竖直平面内转动，球A运动到最高点时，杆对球A恰好无作用力。忽略空气阻力，重力加速度为g，则球A在最高点时（　　） A. 球A的速度为零 B. 水平转轴对杆的作用力大小为4mg，方向竖直向上 C. 水平转轴对杆的作用力大小为3mg，方向竖直向上 D. 水平转轴对杆的作用力大小为6mg，方向竖直向上 8. 如图所示，A、B两个材料相同的物体放在水平旋转的圆盘上，A的质量为m，B的质量为2m，B离轴距离为R，A离轴距离为2R，两物体始终相对盘静止，则（ ） A. A与B的线速度大小之比为1∶1 B. A与B的角速度之比为1∶1 C. A与B的向心加速度大小之比为1∶1 D. 在转盘转速增加时，A比B先开始滑动 9. 如图所示，长为L的轻杆，一端固定一个小球，另一端固定在轴上，使小球在竖直平面内做圆周运动。重力加速度为g。下列叙述正确的是（ ） A. 小球在最高点时的最小速度 B. 小球在最高点时的速度v由逐渐增大，杆对小球的拉力也逐渐增大 C. 小球在最高点时，处于失重状态 D. 小球在最低点时，杆对球的作用力不一定为拉力 10. 2024年4月25日，“神舟十八号”载人飞船将三名航天员送入太空，飞船入轨后与空间站完成对接，图中轨道Ⅰ为载人飞船运行的椭圆轨道，轨道Ⅱ为空间站运行的圆轨道。两轨道相切于B点，A、B为椭圆轨道Ⅰ的近地点和远地点，C为轨道Ⅱ上一点，C、A、B在同一条直线上，下列说法正确的是（　　） A. 载人飞船的发射速度大于第一宇宙速度 B. 载人飞船完成对接，进入轨道Ⅱ后周期变长 C. 载人飞船在轨道Ⅰ上B点的加速度大于空间站在轨道Ⅱ上B点的加速度 D. 载人飞船在轨道Ⅰ上B点的速度大于空间站在轨道Ⅱ上C点的速度 二、实验题（共2小题，每空3分，共18分） 11. “探究向心力大小的表达式”实验装置如图所示。 ①采用的实验方法是__________ A．控制变量法　　B．等效法　　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（选填“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__________（选填“不变”、“变大”或“变小”）。 12. 某同学做“研究小球做平抛运动”的实验如图甲所示 （1）该实验中必须保证的条件和进行的实验操作是（ ） A．测定平抛小球的质量m B．保证斜槽光滑 C．保证斜槽末端水平 D．测定斜槽顶端到桌面的高度h （2）如图乙所示是该同学采用频闪照相机拍摄到的小球做平抛运动的照片，图乙中背景方格的边长为，A、B、C是拍下小球的三个位置，如果重力加速度g取，那么： ①照相机拍摄时每______s曝光一次； ②小球做平抛运动的初速度的大小为______m/s。 三、计算题（共3小题，共42分） 13. 2024年9月14日新建龙岩至龙川高铁梅州西至龙川西段开通运营，这将大大拉近闽西、粤东等革命老区和粤港澳大湾区的距离。设有一列质量为m=4.0×105kg的高铁列车，从静止开始以恒定功率P=7.2×106W在平直轨道上运动，设列车行驶过程中所受到的阻力f始终为车重的0.02倍，g取10m/s2，求： （1）列车在该功率下的最大速度vm； （2）当列车的行驶速度为v=30m/s时，列车的瞬时加速度a的大小。 14. 宇航员在星球M上将一轻弹簧竖直固定在水平桌面上，把一质量为m的物体P轻放在弹簧上端由静止向下运动，物体的加速度a与弹簧的压缩量x间的关系如图所示。已知万有引力常量为G，星球M的半径为R。求： （1）弹簧的劲度系数； （2）星球M的密度。 15. 如图所示，半径为R，内径很小的光滑半圆管竖直放置，两个质量均为m的小球A、B以不同速率进入管内，A通过最高点C时，对管壁上部的压力为3mg，B通过最高点C时，对管壁下部的压力为0.75mg。求: （1）A、B两球通过最高点的速度vA、vB； （2）A、B两球落地点间的距离。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 公安县车胤中学2024-2025学年度下学期高一三月月考 物理试题 （考试时间：75分钟　试卷满分：100分） 一、选择题（每小题4分，共40分。第1-7题只有一项符合题目要求；第8-10题有多项符合题目要求，选对但不全的得2分，有选错的得0分。） 1. 关于太阳系各行星的运动，下列说法正确的是（　　） A. 所有行星的公转周期与行星的轨道半径成正比 B. 行星的运动方向总是与它和太阳的连线垂直 C. 行星在近日点的速率比远日点的速率大 D. 所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳位于行星轨道的中心处 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据开普勒第三定律，所有行星的椭圆轨道的半长轴的三次方跟公转周期的平方的比值都相等，故A错误； B．所有行星分别沿不同大小的椭圆轨道绕太阳运动，运动方向为轨迹上某一点切线方向，不一定与它和太阳的连线垂直，故B错误； C．第二定律的内容为：对每一个行星而言，太阳行星的连线在相同时间内扫过的面积相等，可知行星绕太阳有近日点和远日点之分，近日点快，远日点慢，故C正确； D．根据开普勒第一定律，所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上，故D错误。 故选C。 2. 如图所示为某中国运动员在短道速滑比赛中勇夺金牌的精彩瞬间。假定此时他正沿圆弧形弯道匀速滑行，则他（　　） A. 所受的合力为零，做匀速圆周运动 B. 所受的合力大小恒定，加速度大小也恒定 C. 所受的合力恒定，加速度也恒定，做匀变速运动 D. 所受的合力变化，加速度也变化，但速度不变 【答案】B 【解析】 【详解】AD．运动员沿圆弧形弯道匀速率滑行，可看作匀速圆周运动。首先，匀速圆周运动虽然速度大小不变，但速度方向时刻改变，所以匀速圆周运动必然是变速运动，且所受的合力不为零，故AD错误； BC．向心力大小恒定，方向不断变化但始终指向圆心，根据牛顿第二定律，加速度大小也恒定，方向不断变化但始终指向圆心。所以所受合力不恒定，加速度也不恒定，不是匀变速运动，故B正确，C错误。 故选B。 3. 如图所示，一物体在力F作用下沿水平方向做匀速直线运动，若物体通过的位移为s，则（ ） A. 力F做的功为Fs B. 物体克服摩擦力做的功为Fs C. 重力做的功为Fs D. 支持力做的功为零 【答案】D 【解析】 【详解】A．力F做的功为WF=Fscosα 选项A错误； B．物体克服摩擦力做的功为Wf=Fscosα 选项B错误； C．重力方向与位移方向垂直，则重力做的功为零，选项C错误； D．支持力方向与位移方向垂直，则支持力做的功为零，选项D正确； 故选D。 4. 如图所示，一倾斜的匀质圆盘绕垂直于盘面的固定对称轴以恒定角速度ω转动，盘面上离转轴距离0.5m处有一小物体与圆盘始终保持相对静止，物体与盘面间的动摩擦因数为（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力），盘面与水平面的夹角为30°，g取10m/s2，则ω的最大值是（　　） A. 0.5rad/s B. rad/s C. 1.0rad/s D. rad/s 【答案】D 【解析】 【详解】当小物体转动到最低点时为临界点，与盘之间达到最大静摩擦力，由牛顿第二定律μmgcos 30°－mgsin 30°＝mω2r 解得ω＝ rad/s 故选D。 5. 假设地球可视为质量均匀分布的球体，已知地球表面的重力加速度在两极的大小为g0，在赤道的大小为g；地球自转的周期为T，引力常数为G，则地球的密度为（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】由万有引力定律可知，设质量为的物体在两极处 在地球的赤道上 地球的质量 联立三式可得 故选B。 6. 2025年1月13日11时，我国太原卫星发射中心成功将微厘空间01组卫星发射升空，卫星顺利进入预定轨道。已知卫星绕地球做圆周运动的周期为，轨道半径为；地球绕太阳做圆周运动的周期为，轨道半径为，引力常量为G，下列说法正确的是（　　） A. B. 由、和G能求太阳的质量 C. 由、和G能求太阳的质量 D. 地球质量与太阳质量的比值为 【答案】C 【解析】 【详解】A．开普勒第三定律是针对同一中心天体才成立，卫星绕地球运动与地球绕太阳运动的中心天体不相同，开普勒第三定律不成立，即不能够认为 故A错误； BC．地球绕太阳做圆周运动的周期为，轨道半径为，则有 解得 故B错误，C正确； D．卫星绕地球做圆周运动的周期为，轨道半径为，则有 解得 结合上述解得 故D错误。 故选C。 7. 如图所示，轻杆长3L，在杆两端分别固定质量为m的球A和质量为2m的球B，光滑水平转轴穿过杆上距球A为L处的O点，外界给系统一定能量后，杆和球在竖直平面内转动，球A运动到最高点时，杆对球A恰好无作用力。忽略空气阻力，重力加速度为g，则球A在最高点时（　　） A. 球A的速度为零 B. 水平转轴对杆的作用力大小为4mg，方向竖直向上 C. 水平转轴对杆的作用力大小为3mg，方向竖直向上 D. 水平转轴对杆的作用力大小为6mg，方向竖直向上 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】A．球A运动到最高点时，球A对杆恰好无作用力，即重力恰好提供向心力，则有： 解得 故A错误； BCD．A球到最高点时，对杆无弹力，此时B球受重力和拉力的合力提供向心力，有： 由于A、B两球的角速度相等，由v=ωr得：球B的速度大小为 解得： 方向竖直向上，故D正确BC错误； 故选D。 8. 如图所示，A、B两个材料相同的物体放在水平旋转的圆盘上，A的质量为m，B的质量为2m，B离轴距离为R，A离轴距离为2R，两物体始终相对盘静止，则（ ） A. A与B的线速度大小之比为1∶1 B. A与B的角速度之比为1∶1 C. A与B的向心加速度大小之比为1∶1 D. 在转盘转速增加时，A比B先开始滑动 【答案】BD 【解析】 【详解】B.A、B同轴转动，二者角速度相等，故角速度之比，故B正确； A.由线速度公式，、，可得，故A错误； C.由向心加速度公式，可得，故C错误； D.物体刚好滑动时，最大静摩擦力提供向心力，化简得临界角速度，越大临界角速度越小，A转动半径更大，转速增大时A先达到临界角速度先滑动，故D正确。 故选BD。 9. 如图所示，长为L的轻杆，一端固定一个小球，另一端固定在轴上，使小球在竖直平面内做圆周运动。重力加速度为g。下列叙述正确的是（ ） A. 小球在最高点时的最小速度 B. 小球在最高点时的速度v由逐渐增大，杆对小球的拉力也逐渐增大 C. 小球在最高点时，处于失重状态 D. 小球在最低点时，杆对球的作用力不一定为拉力 【答案】BC 【解析】 【详解】A．小球在最高点的最小速度为零，此时重力等于杆子的支持力，故A错误； C．小球在最高点的速度为零时，小球所需向心力为零，重力和支持力二力平衡，小球处于平衡状态；小球在最高点的速度不为零时，小球所需向心加速度指向圆心，竖直向下，即小球处于失重状态，故C正确； B．当小球在最高点杆对球的作用力为零时，根据牛顿第二定律有 解得 则在最高点时球的速度v由逐渐增大时，由 可知 则杆对小球的拉力也逐渐增大，故B正确； D．小球在最低点时，由 可知杆对球的作用力一定为拉力，故D错误。 故选BC。 10. 2024年4月25日，“神舟十八号”载人飞船将三名航天员送入太空，飞船入轨后与空间站完成对接，图中轨道Ⅰ为载人飞船运行的椭圆轨道，轨道Ⅱ为空间站运行的圆轨道。两轨道相切于B点，A、B为椭圆轨道Ⅰ的近地点和远地点，C为轨道Ⅱ上一点，C、A、B在同一条直线上，下列说法正确的是（　　） A. 载人飞船的发射速度大于第一宇宙速度 B. 载人飞船完成对接，进入轨道Ⅱ后周期变长 C. 载人飞船在轨道Ⅰ上B点的加速度大于空间站在轨道Ⅱ上B点的加速度 D. 载人飞船在轨道Ⅰ上B点的速度大于空间站在轨道Ⅱ上C点的速度 【答案】AB 【解析】 【详解】A．人造卫星的最小发射速度为第一宇宙速度，发射的轨道越高需要的发射速度越大，所以载人飞船的发射速度大于第一宇宙速度，A正确； B．载人飞船完成对接进入轨道Ⅱ，根据开普勒第三定律，由于，所以，载人飞船进入轨道Ⅱ后周期变长，B正确； C．对载人飞船，根据牛顿第二定律 可得 则载人飞船在轨道Ⅰ上B点的加速度等于空间站在轨道Ⅱ上B点的加速度，C错误； D．载人飞船在轨道Ⅰ上B点加速做离心运动才能进入轨道Ⅱ，则载人飞船在轨道Ⅰ上B点的速度小于空间站在轨道Ⅱ上C点的速度，D错误。 故选AB。 二、实验题（共2小题，每空3分，共18分） 11. “探究向心力大小的表达式”实验装置如图所示。 ①采用的实验方法是__________ A．控制变量法　　B．等效法　　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（选填“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__________（选填“不变”、“变大”或“变小”）。 【答案】 ①. A ②. 角速度平方 ③. 不变 【解析】 【详解】①[1]本实验先控制住其它几个因素不变，集中研究其中一个因素变化所产生的影响，采用的实验方法是控制变量法； 故选A。 ②[2]标尺上露出的红白相间的等分格数之比为两个小球所受向心力的比值，根据 在小球质量和转动半径相同的情况下，可知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]设皮带两塔轮的半径为R1、R2，塔轮的线速度为v；则有 ， 小球质量和转动半径相同的情况下，可知 由于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。 12. 某同学做“研究小球做平抛运动”的实验如图甲所示 （1）该实验中必须保证的条件和进行的实验操作是（ ） A．测定平抛小球的质量m B．保证斜槽光滑 C．保证斜槽末端水平 D．测定斜槽顶端到桌面的高度h （2）如图乙所示是该同学采用频闪照相机拍摄到的小球做平抛运动的照片，图乙中背景方格的边长为，A、B、C是拍下小球的三个位置，如果重力加速度g取，那么： ①照相机拍摄时每______s曝光一次； ②小球做平抛运动的初速度的大小为______m/s。 【答案】 ①. C ②. 0.1 ③. 1.5 【解析】 【详解】（1）[1]ABC．研究小球做平抛运动的关键是小球水平抛出，与小球的质量和斜槽是否光滑无关，选项AB错误，C正确； D．小球的初速度是通过小球做平抛运动计算得出的，并不是通过小球在斜槽上运动求解的，所以不需要测定斜槽顶端到桌面的高度h，选项D错误。 故选C。 （2）[2]根据图乙，在竖直方向上有 解得 [3]在水平方向有 解得 三、计算题（共3小题，共42分） 13. 2024年9月14日新建龙岩至龙川高铁梅州西至龙川西段开通运营，这将大大拉近闽西、粤东等革命老区和粤港澳大湾区的距离。设有一列质量为m=4.0×105kg的高铁列车，从静止开始以恒定功率P=7.2×106W在平直轨道上运动，设列车行驶过程中所受到的阻力f始终为车重的0.02倍，g取10m/s2，求： （1）列车在该功率下的最大速度vm； （2）当列车的行驶速度为v=30m/s时，列车的瞬时加速度a的大小。 【答案】（1）90m/s （2）0.4m/s2 【解析】 【详解】（1）当列车达到最大速度时，列车匀速运动，此时牵引力等于阻力，故 又因为 联立解得 （2）当列车的行驶速度为v=30m/s时，设此时列车牵引力为F1，根据 根据牛顿第二定律可知 联立解得 14. 宇航员在星球M上将一轻弹簧竖直固定在水平桌面上，把一质量为m的物体P轻放在弹簧上端由静止向下运动，物体的加速度a与弹簧的压缩量x间的关系如图所示。已知万有引力常量为G，星球M的半径为R。求： （1）弹簧的劲度系数； （2）星球M的密度。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1））由图可知，当弹簧压缩量为0时，得M星球表面上的重力加速度 当弹簧的压缩量为时，物体的加速度为0，则弹簧的弹力等于，所以弹簧的劲度系数： （2）对星球表面的物体，有： 解得星球的质量 又： 联立解得星球的密度 15. 如图所示，半径为R，内径很小的光滑半圆管竖直放置，两个质量均为m的小球A、B以不同速率进入管内，A通过最高点C时，对管壁上部的压力为3mg，B通过最高点C时，对管壁下部的压力为0.75mg。求: （1）A、B两球通过最高点的速度vA、vB； （2）A、B两球落地点间的距离。 【答案】（1）vA＝2，方向向左；vB，方向向左 （2）3R 【解析】 【小问1详解】 两个小球在最高点时，受重力和管壁的作用力，这两个力的合力作为向心力，离开轨道后两球均做平抛运动，A、B两球落地点间的距离等于它们平抛运动的水平位移之差。对A球3mg+mg＝m 解得：vA＝2 方向向左；对B球mg﹣0.75mg＝m 解得vB 方向向左。 【小问2详解】 由平抛运动规律可得两小球在空中的运动时间 解得 两小球水平位移分别为：xA＝vAt=4R，xB＝vBtR 则有xA﹣xB＝3R 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $