精品解析：湖北省荆门市德艺高级中学2024-2025学高一下学期3月月考物理试题

荆门德艺高级中学2025年春季学期高一年级3月月考 物理试卷 满分：100分；考试时间：75分钟 一、选择题（本题包括10小题，共40分。 在每小题给出的四个选项中，第1-7小题，每题4分，只有一个选项符合要求。 第8-10小题有多个选项符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有错选或不答的得0分） 1. 对于常见的四种圆周运动模型，下列说法正确的是（　　） A. 车辆在经过拱形桥时，对桥的压力大于自身重力 B. 洗衣机脱水时，利用的是离心现象 C. 汽车通过水平弯道时，由重力提供向心力 D. 若火车大于规定速度通过外轨高于内轨的弯道，则内轨对火车有压力 2. 关于开普勒行星运动定律，下列说法正确的是（　　） A. 行星离太阳较近的时候，运行的速度较小 B. 行星的公转周期与它的轨道半径的平方成正比 C. 所有行星绕太阳的运行轨道是圆，太阳处在圆心上 D. 对任意一个行星来说，它与太阳的连线在相等的时间内扫过的面积相等 3. 将一颗质量为的卫星发射到距离地面高度为的圆轨道上，已知地球质量为、半径为，引力常量为，则地球受到该卫星的作用力大小为（　　） A. B. C. D. 4. 据《甘石星经》记载，我国古代天文学家石申，早在2000多年前就对木星的运行进行了精确观测和记录。若已知木星公转轨道半径r，周期T，木星星体半径R，木星表面重力加速度g，万有引力常量G。则太阳质量（　　） A. B. C. D. 5. 若有一艘宇宙飞船在某一行星表面做匀速圆周运动，设其周期为T，引力常量为G，那么该行星的平均密度为（　　） A. B. C. D. 6. 一天体的质量是地球的16倍，它的半径是地球的4倍，绕该天体表面做匀速圆周运动的宇宙飞船，其运行速度与地球的第一宇宙速度之比是（ ） A. B. C. 2：1 D. 7. 如图所示，在月球附近圆轨道上运行的嫦娥二号，到A点时变为椭圆轨道，B点是近月点，则（　　） A. 在A点变轨时，嫦娥二号必须突然加速 B. 在A点变轨时，嫦娥二号必须突然减速 C. 从A点运动到B点过程中，嫦娥二号受到月球的引力逐渐减小 D. 从A点运动到B点过程中，嫦娥二号速度大小不变 8. 如图所示的皮带传动装置，主动轮上两轮的半径分别为和r，从动轮的半在为，A、B、C分别为轮缘上的三点，设皮带不打滑，则下列说法正确的是（　　） A. A、B、C三点的线速度大小之比 B. A、B、C三点的线速度大小之比 C. A、B、C三点的角速度之比 D. A、B、C三点的角速度之比 9. 如图所示，轻绳的一端系一小球，另一端固定于点，在点的正下方点钉颗一钉子，使悬线拉紧与竖直方向成一角度，然后由静止释放小球，当悬线碰到钉子时( ) A. 小球的角速度突然变大 B. 小球的瞬时速度突然变大 C. 绳上拉力突然变小 D. 球的加速度突然变大 10. 如图所示，a为地球赤道上的物体，b为沿地球表面附近做匀速圆周运动的人造卫星，c为地球静止卫星。关于a、b、c做匀速圆周运动的说法正确的是（　　） A. 角速度关系为 B. 向心加速度的大小关系为 C. 周期关系为 D. 线速度的大小关系为 二、填空题（本题包括2小题，共16分，将答案填写在题中横线上或按要求作答） 11. 高中课外兴趣小组在做“研究平抛物体的运动”实验中，准备了以下实验器材：图钉、铅笔、弧形斜槽、小球、薄木板、铁架台、重垂线。 （1）实验过程还需要下列器材中的______。（填正确答案标号） A. 刻度尺 B. 天平 C. 秒表 D. 白纸 （2）图甲是“研究平抛物体的运动”的实验装置简图，关于实验中的操作及要求，下列说法正确的是______。（填正确答案标号） A. 斜槽轨道末端可以不水平 B. 斜槽轨道不必光滑 C. 本实验不需要平衡摩擦力 D. 小球每次不用从斜槽上同一高度释放 （3）如图乙所示，为一次实验记录中的一部分，图中背景方格的边长表示实际长度。从图像上分析，记录间隔______s：小球做平抛运动的水平初速度大小是______，小球从抛出运动到点时，已经在空中飞行了______s。（此问取） 12. “探究向心力大小的表达式”的实验装置如图所示，小球放在挡板A、B或C处做圆周运动的轨道半径之比为1：2：1。塔轮自上而下有三层，每层左右半径之比由上至下分别是1：1、2：1和3：1。 （1）在某次实验中，周老师把两个质量相等的钢球放在A、C位置，传动皮带调至第三层塔轮，转动手柄，观察左右标出的刻度，此时可研究向心力的大小与__的关系 A. 质量m B. 角速度 C. 半径r D. 线速度v （2）若传动皮带套在塔轮第二层，两个质量相等的钢球放在B、C位置，则匀速塔轮转动时，钢球所受向心力大小之比为__________ （3）在实验时逐渐加大手柄转速，左右标尺露出的红色、白色等分标记长度的比值__________ A. 变大 B. 变小 C. 不变 D. 无法确定 三、解答题（本题包括3小题，共44分。 解答要有必要的文字说明和重要演算步骤，有数值计算的要注明单位，只写出最后答案的不得分） 13. 如图所示，一辆质量为1吨的汽车静止在一座半径为50m的圆弧形拱桥顶部（），求： （1）此时汽车对圆弧形拱桥的压力是多大； （2）如果汽车以10m/s的速度经过拱桥的顶部，则汽车对圆弧形拱桥的压力是多大； （3）汽车以多大速度通过拱桥的顶部时，汽车对圆弧形拱桥的压力恰好为零. 14. 如图所示，质量为m=0.1kg的小球从半径为R=0.8m的圆弧顶端无初速释放，下滑到最低点P后，做平抛运动，平抛的竖直位移h=0.2m，水平位移d=0.4m，g=10m/s2。求： （1）小球运动到P点的瞬时速度； （2）小球在P点瞬时对圆弧轨道的压力为多大？ 15. 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。当地球恰好运行到木星和太阳之间，且三者几乎排成一条直线的现象，天文学称为“行星冲日”，如图所示．已知引力常量G，地球绕太阳公转的轨道半径为r，地球绕太阳公转周期为T1，木星绕太阳公转周期为T2（T2>T1），（不计行星之间的引力）试求下列问题： （1）地球绕太阳运行的线速度大小； （2）太阳的质量； （3）从地球、太阳和木星首次出现“行星冲日”开始计时，下一次再出现“行星冲日”需要多长时间。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 荆门德艺高级中学2025年春季学期高一年级3月月考 物理试卷 满分：100分；考试时间：75分钟 一、选择题（本题包括10小题，共40分。 在每小题给出的四个选项中，第1-7小题，每题4分，只有一个选项符合要求。 第8-10小题有多个选项符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有错选或不答的得0分） 1. 对于常见的四种圆周运动模型，下列说法正确的是（　　） A. 车辆在经过拱形桥时，对桥的压力大于自身重力 B. 洗衣机脱水时，利用的是离心现象 C. 汽车通过水平弯道时，由重力提供向心力 D. 若火车大于规定速度通过外轨高于内轨的弯道，则内轨对火车有压力 【答案】B 【解析】 【详解】A．通过桥面时，对桥面的压力为 A错误； B．离心现象是圆周运动的物体，在所受向心力突然消失，或者不足以提供圆周运动所需要的向心力，产生的逐渐远离圆心的物理现象，B正确； C．汽车通过水平弯道时是地面的摩擦力提供向心力，C错误； D．当火车高速通过弯道时，有离心运动的趋势，外轨对火车有向内的压力，D错误。 故选B。 2. 关于开普勒行星运动定律，下列说法正确的是（　　） A. 行星离太阳较近的时候，运行的速度较小 B. 行星的公转周期与它的轨道半径的平方成正比 C. 所有行星绕太阳的运行轨道是圆，太阳处在圆心上 D. 对任意一个行星来说，它与太阳的连线在相等的时间内扫过的面积相等 【答案】D 【解析】 【详解】C．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C错误； AD．根据开普勒第二定律，对任意一个行星来说，它与太阳的连线在相等的时间内扫过的面积相等，因此行星离太阳较近的时候，它的运行速度较大，故A错误，D正确； B．根据开普勒第三定律，所有行星的轨道的半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等，即行星的公转周期与它的轨道半径的平方不成正比，故B错误。 故选D。 3. 将一颗质量为的卫星发射到距离地面高度为的圆轨道上，已知地球质量为、半径为，引力常量为，则地球受到该卫星的作用力大小为（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】根据万有引力定律可知地球与卫星之间的引力为 则地球受到该卫星的作用力大小为。 故选D。 4. 据《甘石星经》记载，我国古代天文学家石申，早在2000多年前就对木星的运行进行了精确观测和记录。若已知木星公转轨道半径r，周期T，木星星体半径R，木星表面重力加速度g，万有引力常量G。则太阳质量（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】A．该式由木星表面物体重力等于万有引力推导 解得 计算的是木星质量而非太阳质量，故A错误； B．是木星表面的重力加速度，不是木星公转轨道处的向心加速度，该式无物理依据，故B错误； C．木星绕太阳公转时万有引力提供向心力，有 约去后解得 故C正确； D．公式中应代入木星公转轨道半径，而非木星自身半径，故D错误。 故选C。 5. 若有一艘宇宙飞船在某一行星表面做匀速圆周运动，设其周期为T，引力常量为G，那么该行星的平均密度为（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】宇宙飞船绕行星表面做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，由牛顿第二定律得 该行星的平均密度 解得 故选B。 6. 一天体的质量是地球的16倍，它的半径是地球的4倍，绕该天体表面做匀速圆周运动的宇宙飞船，其运行速度与地球的第一宇宙速度之比是（ ） A. B. C. 2：1 D. 【答案】C 【解析】 【详解】设地球质量为M，半径为R，卫星绕地球表面做圆周运动，万有引力提供向心力，由牛顿第二定律得 解得 宇宙飞船绕该天体表面做圆周运动，由牛顿第二定律得 解得 可得 故选C。 7. 如图所示，在月球附近圆轨道上运行的嫦娥二号，到A点时变为椭圆轨道，B点是近月点，则（　　） A. 在A点变轨时，嫦娥二号必须突然加速 B. 在A点变轨时，嫦娥二号必须突然减速 C. 从A点运动到B点过程中，嫦娥二号受到月球的引力逐渐减小 D. 从A点运动到B点过程中，嫦娥二号速度大小不变 【答案】B 【解析】 【详解】AB．“嫦娥二号”从圆轨道进入椭圆轨道须减速制动。故A错误，B正确； C．根据万有引力公式 可得从A点运动到B点过程中，距离变小，所受引力变大，故C错误； D．根据动能定理得，从A到B的过程，万有引力做正功，则动能增大，所以A点的速度小于B点的速度，D错误。 故选B。 8. 如图所示的皮带传动装置，主动轮上两轮的半径分别为和r，从动轮的半在为，A、B、C分别为轮缘上的三点，设皮带不打滑，则下列说法正确的是（　　） A. A、B、C三点的线速度大小之比 B. A、B、C三点的线速度大小之比 C. A、B、C三点的角速度之比 D. A、B、C三点的角速度之比 【答案】BC 【解析】 【详解】A B．B、C为同皮带传动，所以有 A、B点属于同轴传动，所以，又根据可得 所以 故A错误，B正确； C D．根据线速度与角速度之关系有 得 ， A、B点属于同轴传动，所以，所以 故C正确，D错误； 故选BC。 9. 如图所示，轻绳的一端系一小球，另一端固定于点，在点的正下方点钉颗一钉子，使悬线拉紧与竖直方向成一角度，然后由静止释放小球，当悬线碰到钉子时( ) A. 小球的角速度突然变大 B. 小球的瞬时速度突然变大 C. 绳上拉力突然变小 D. 球的加速度突然变大 【答案】AD 【解析】 【详解】AB.因为碰到钉子前后瞬间水平方向没有作用力，瞬时速度大小不变；但因为圆周半径变小，，角速度变大，A正确B错误． CD.根据可知，球的加速度变大；根据向心力方程，可知，绳的拉力变大，C错误D正确． 10. 如图所示，a为地球赤道上的物体，b为沿地球表面附近做匀速圆周运动的人造卫星，c为地球静止卫星。关于a、b、c做匀速圆周运动的说法正确的是（　　） A. 角速度关系为 B. 向心加速度的大小关系为 C. 周期关系为 D. 线速度的大小关系为 【答案】CD 【解析】 【详解】AC．静止卫星和地球赤道上的物体具有相同的角速度，即 根据 可得 可知 即它们的角速度大小关系为 根据 可知周期大小关系为 选项A错误，C正确； B．根据 可知 根据 可得 可知 向心加速度大小关系为 选项B错误； D．根据 可知 根据 可得 可知 线速度大小关系为 选项D正确。 故选CD。 二、填空题（本题包括2小题，共16分，将答案填写在题中横线上或按要求作答） 11. 高中课外兴趣小组在做“研究平抛物体的运动”实验中，准备了以下实验器材：图钉、铅笔、弧形斜槽、小球、薄木板、铁架台、重垂线。 （1）实验过程还需要下列器材中的______。（填正确答案标号） A. 刻度尺 B. 天平 C. 秒表 D. 白纸 （2）图甲是“研究平抛物体的运动”的实验装置简图，关于实验中的操作及要求，下列说法正确的是______。（填正确答案标号） A. 斜槽轨道末端可以不水平 B. 斜槽轨道不必光滑 C. 本实验不需要平衡摩擦力 D. 小球每次不用从斜槽上同一高度释放 （3）如图乙所示，为一次实验记录中的一部分，图中背景方格的边长表示实际长度。从图像上分析，记录间隔______s：小球做平抛运动的水平初速度大小是______，小球从抛出运动到点时，已经在空中飞行了______s。（此问取） 【答案】（1）AD （2）BC （3） ①. 0.04 ②. 0.6 ③. 0.08 【解析】 【小问1详解】 A．需要刻度尺测量实验记录点间距离，A正确； B．实验是“研究平抛物体的运动”因而不需要测量小球的质量，即不需要天平，B错误； C．实验不需要测量小球运动的时间，即不需要秒表，C错误； D．实验需要白纸记录物体做平抛运动的轨迹，D正确。 故选AD。 【小问2详解】 A．为使小球离开斜槽轨道末端做平抛运动，则斜槽轨道末端一定水平，A错误； BD．为使小球每次做平抛运动的初速度相等，小球每次要从斜槽上同一高度由静止释放，斜槽轨道不必光滑，B正确，D错误； C．本实验不需要平衡摩擦力，C正确。 故选BC。 【小问3详解】 [1]如图乙所示，方格的边长，由匀变速直线运动的推论可得 [2]小球做平抛运动的水平初速度大小是 [3]小球从抛出运动到点时，由匀变速直线运动在某段时间内中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度，可得在竖直方向的分速度是 可得小球从抛出运动到点时，已经在空中飞行时间 12. “探究向心力大小的表达式”的实验装置如图所示，小球放在挡板A、B或C处做圆周运动的轨道半径之比为1：2：1。塔轮自上而下有三层，每层左右半径之比由上至下分别是1：1、2：1和3：1。 （1）在某次实验中，周老师把两个质量相等的钢球放在A、C位置，传动皮带调至第三层塔轮，转动手柄，观察左右标出的刻度，此时可研究向心力的大小与__的关系 A. 质量m B. 角速度 C. 半径r D. 线速度v （2）若传动皮带套在塔轮第二层，两个质量相等的钢球放在B、C位置，则匀速塔轮转动时，钢球所受向心力大小之比为__________ （3）在实验时逐渐加大手柄转速，左右标尺露出的红色、白色等分标记长度的比值__________ A. 变大 B. 变小 C. 不变 D. 无法确定 【答案】（1）B （2）1：2 （3）C 【解析】 【小问1详解】 根据控制变量法可知，传动皮带调至第三层塔轮，二者的角速度不同，小球的半径和质量相同，故探究向心力的大小与角速度的关系。 故选B。 【小问2详解】 传动皮带套在塔轮第二层，根据可知两球的角速度之比为 圆周运动的半径之比为 根据可知向心力之比为 【小问3详解】 加大手柄转速，左右两塔轮转动的角速度之比不变，半径、及小球的质量不变，故向心力的大小之比不变，即左右标尺露出的红色、白色等分标记长度的比值不变。 故选C。 三、解答题（本题包括3小题，共44分。 解答要有必要的文字说明和重要演算步骤，有数值计算的要注明单位，只写出最后答案的不得分） 13. 如图所示，一辆质量为1吨的汽车静止在一座半径为50m的圆弧形拱桥顶部（），求： （1）此时汽车对圆弧形拱桥的压力是多大； （2）如果汽车以10m/s的速度经过拱桥的顶部，则汽车对圆弧形拱桥的压力是多大； （3）汽车以多大速度通过拱桥的顶部时，汽车对圆弧形拱桥的压力恰好为零. 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）汽车静止在弧形拱桥顶部 根据牛顿第三定律，可得汽车对圆弧形拱桥的压力是 （2）汽车以10m/s的速度经过拱桥的顶部 求得 根据牛顿第三定律，可得汽车对圆弧形拱桥的压力是； （3）汽车对圆弧形拱桥的压力恰好为零 求得 14. 如图所示，质量为m=0.1kg的小球从半径为R=0.8m的圆弧顶端无初速释放，下滑到最低点P后，做平抛运动，平抛的竖直位移h=0.2m，水平位移d=0.4m，g=10m/s2。求： （1）小球运动到P点的瞬时速度； （2）小球在P点瞬时对圆弧轨道的压力为多大？ 【答案】（1）2m/s；（2）1.5N 【解析】 【详解】（1）小球从P点开始做平抛运动，竖直方向 水平方向 d=v0t 解得 v0=2m/s （2）小球在P点受支持力和重力mg，有 所以 由牛顿第三定律，球对轨道的压力为 15. 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。当地球恰好运行到木星和太阳之间，且三者几乎排成一条直线的现象，天文学称为“行星冲日”，如图所示．已知引力常量G，地球绕太阳公转的轨道半径为r，地球绕太阳公转周期为T1，木星绕太阳公转周期为T2（T2>T1），（不计行星之间的引力）试求下列问题： （1）地球绕太阳运行的线速度大小； （2）太阳的质量； （3）从地球、太阳和木星首次出现“行星冲日”开始计时，下一次再出现“行星冲日”需要多长时间。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）根据速度与周期的关系有 （2）根据万有引力提供向心力有 解得 （3）设地球、太阳和木星两次出现“行星冲日”的时间为，则有 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $