精品解析：江苏省无锡市江阴市第二中学2024-2025学年高一下学期3月月考物理试题

2024-2025学年春学期三月阶段性检测试卷 高一物理 一、单项选择题：本大题共10小题，每小题4分，共计40分。每小题只有一个选项符合题意。 1. 天宫二号是我国自主研发的第二个空间实验室，若天宫二号质量为m，在离地球表面高度为h的轨道上正常运行，地球质量为M、半径为R，G为引力常量，则地球对天宫二号万有引力的大小为（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】根据万有引力公式 题中 则地球对天宫二号万有引力的大小为。 故选D。 2. 如图所示，当用扳手拧螺母时，扳手上的P、Q两点的向心加速度分别为和，线速度大小分别为和，则（ ） A. ， B. ， C. ， D. ， 【答案】A 【解析】 【详解】扳手拧螺母时，扳手上各点的角速度相等，由图得P点的转动半径小于Q点的转动半径，根据 知 根据 知 故选A。 3. 关于开普勒行星运动定律，下列说法正确的是（　　） A. 所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆中心 B. 地球绕太阳在椭圆轨道上运行，在近日点和远日点运行的速率相等 C. 表达式中，月球绕地球运动的k值与地球绕太阳运动的k值不同 D. 该定律是在牛顿运动定律的基础上推导出来的 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据开普勒第一定律可知，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A错误； B．根据开普勒第二定律可知，地球绕太阳在椭圆轨道上运行，在近日点的运行速率大于远日点的运行速率，故B错误； C．根据开普勒第三定律可知 其中k与中心天体的质量有关，故月球绕地球运动的k值与地球绕太阳运动的k值不同，故C正确； D．开普勒在他的导师第谷天文观测数据的基础上，总结出了行星运动的规律，但不是在牛顿运动定律的基础上导出了行星运动规律，故D错误。 故选C。 4. 2024年10月30日，神舟十九号载人飞船成功实现了与天和核心舱前向端口的对接，标志着我国航天事业又取得进一步突破。对接后的飞船与空间站形成一个新的组合体，将该组合体绕地球的运行视为匀速圆周运动。已知万有引力常量 G，根据下列物理量能计算出地球质量的是（　　） A. 组合体的质量和绕地半径 B. 组合体的质量和绕地周期 C. 组合体的绕地线速度和绕地半径 D. 组合体的绕地角速度和绕地周期 【答案】C 【解析】 【详解】AB．根据万有引力提供向心力，则有 解得 要计算地球的质量M，需要知道组合体的轨道半径和周期，故AB错误； C．根据万有引力提供向心力，则有 解得 已知组合体的绕地线速度和绕地半径，可以计算地球的质量，故C正确； D．根据万有引力提供向心力，则有 解得 由于轨道半径不知道，所以无法计算地球的质量，故D错误。 故选C。 5. 一辆汽车在水平公路上沿曲线由M向N行驶，速度逐渐减小。图中分别画出了汽车转弯所受合力F的四种方向，其中可能正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】汽车由M向N行驶，速度逐渐减小，即汽车做减速运动，合力方向指向曲线的凹侧，且合力方向与速度方向夹角为钝角，可知，第二个图像符合要求。 故选B。 6. 如图所示，长0.5m的轻质细杆，一端固定有一个质量为3kg的小球，另一端由电动机带动，使杆绕O点在竖直平面内做匀速圆周运动，小球的速率为2m/s。取g=10m/s2，下列说法正确的是（　　） A. 小球通过最高点时，对杆的拉力大小是24N B. 小球通过最高点时，对杆的压力大小是6N C. 小球通过最低点时，对杆的拉力大小是24N D. 小球通过最低点时，对杆的拉力大小是6N 【答案】B 【解析】 【详解】AB．若小球在最高点只受重力，则 所以 由于小球的速率为2m/s，小于v0，则小球在最高点受到杆向上的支持力，根据牛顿第二定律有 解得 根据牛顿第三定律可得，小球对杆有向下的压力，其大小为 故A错误，B正确； CD．小球通过最低点时，根据牛顿第二定律有 解得 根据牛顿第三定律可得，小球对杆有向下的拉力，其大小为 故CD错误。 故选B。 7. 如图所示是北斗导航系统中部分卫星的轨道示意图，已知a、b、c三颗卫星的运动均看作匀速圆周运动，其中a是地球静止卫星，则（　　） A. 卫星b的周期等于24h B. 卫星a的线速度比卫星c的大 C. 卫星c的发射速度必须大于第二宇宙速度小于第三宇宙速度 D. 卫星a在运行时可以经过南京的正上方，且离地面的高度是一定的 【答案】A 【解析】 【详解】A．由图可知，卫星a、b的轨道半径相等，根据 解得 则卫星b的周期与卫星a的周期相等，等于24h，故A正确； B．根据 解得 所以卫星a的线速度比卫星c的小，故B错误； C．由图可知，卫星c为地球的环绕卫星，其发射速度必须大于第一宇宙速度小于第二宇宙速度，故C错误； D．卫星a为地球静止卫星，在赤道上空与地球保持相对静止，且离地面的高度是一定的，在运行时不可能经过南京的正上方，故D错误。 故选A。 8. 2021年2月，“天问一号”探测器成功实施近火制动，进入环火椭圆轨道，并于5月择机实施降轨，软着陆火星表面。如图“天问一号”在P点被火星捕获后，假设进入大椭圆环火轨道Ⅲ，一段时间后，在近火点Q变轨至中椭圆环火轨道Ⅱ运行，再次经过Q点变轨至近火圆轨道Ⅰ运行。下列说法不正确的是（　　） A. “天问一号”在在轨道Ⅲ上经过Q的加速度小于在轨道Ⅱ上经过Q的加速度 B. “天问一号”在轨道Ⅲ上运行时，经过P点的线速度小于Q点的线速度 C. 在地球上发射“天问一号”环火卫星速度必须大于11.2km/s D. “天问一号”从轨道Ⅲ变轨至轨道Ⅱ需要在Q点减速 【答案】A 【解析】 【详解】A．“天问一号”在轨道Ⅲ上运行至Q点时，有 由此可知，“天问一号”在在轨道Ⅲ上经过Q的加速度等于在轨道Ⅱ上经过Q的加速度，故A错误，符合题意； B．由开普勒第二定律可知，“天问一号”在轨道Ⅲ上运行时，经过P点的线速度小于Q点的线速度，故B正确，不符合题意； C．“天问一号”能够摆脱地球引力的束缚到达火星且没有飞出太阳系，所以在地球上发射“天问一号”环火卫星速度必须大于第二宇宙速度且小于第三宇宙速度，故C正确，不符合题意； D．“天问一号”从轨道Ⅲ变轨至轨道Ⅱ需要在Q点减速，做近心运动从高轨变到低轨，故D正确，不符合题意。 故选A。 9. 已知地球表面的重力加速度为g与某球体天体表面的重力加速度为之比：，设地球、该天体的平均密度分别为和。地球半径是该天体半径的n倍。的值为（　　） A. 2n B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】设某球体天体的半径为R，在星球表面，有 又 联立可得 故选C。 10. 如图所示，竖直面内的圆形管道半径R远大于横截面的半径，有一小球直径比管横截面直径略小，在管道内做圆周运动。小球过最高点时，小球对管壁的弹力大小用F表示、速度大小用v表示，当小球以不同速度经过管道最高点时，其图像如图所示。则（ ） A. 小球的质量为 B. 当地的重力加速度大小为 C. 时，小球对管壁的弹力方向竖直向下 D. 时，小球受到的弹力大小是重力大小的5倍 【答案】D 【解析】 【详解】AB．在最高点，若，则 若，重力提供向心力，则 解得小球的质量 ， 故AB错误； C．若，则，则时，小球所受的弹力方向向下，所以小球对管壁的弹力方向竖直向上，故C错误； D．当时，根据 ， 解得 当时，根据 解得 故D正确。 故选D。 二、非选择题：共5题，共60分。其中第12题~第15题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位。 11. 用如图甲所示的向心力演示仪探究向心力的大小Fn与质量m、角速度ω和半径r之间的关系，转动手柄，可使变速塔轮、长槽和短槽随之转动，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（如图乙所示）。左右塔轮通过不打滑的传动皮带连接，并可通过改变传动皮带所处的层来改变左右塔轮的角速度之比，实验时，将两个小球分别放在短槽的C 处和长槽的A（或B）处，A、C分别到左右塔轮中心的距离相等，B到左塔轮中心的距离是A到左塔轮中心距离的2倍，两个小球随塔轮做匀速圆周运动，他们所受向心力大小之比可由两塔轮中心标尺露出的等分格数计算出。 （1）本实验的目的是探究向心力的大小与小球质量m、角速度ω和半径r之间的关系，下列实验中采用的实验方法与本实验相同的是 . A. 探究弹力和弹簧伸长的关系 B. 探究合力和分力的关系 C. 探究加速度与物体受力、物体质量的关系 （2）若要探究向心力和半径的关系时，应将传动皮带调至第______（填“一”、“二”“三”）层塔轮，然后将质量相等的两个小球分别放置挡板____和挡板______（填“A”、“B”、“C”） 处： （3）若传动皮带套在塔轮第二层，则塔轮转动时，AC两处的角速度之比为_____； （4）若质量相等的两小球分别放在挡板B和挡板C处，传动皮带位于第三层，则当塔轮匀速转动时，左右两标尺的露出的格子数之比为_______。 【答案】（1）C （2） ①. 一 ②. B ③. C （3）1：2 （4）2：9 【解析】 【小问1详解】 本实验探究是向心力与质量、角速度以及半径的关系，采用的实验方法是控制变量法； A．探究弹力和弹簧伸长的关系采用的实验方法是归纳法，与本实验方法不同，故A错误； B．探究合力和分力的关系采用的实验方法是等效法，与本实验的探究方法不同，故B错误； C．探究加速度与物体受力、物体质量的关系采用的是控制变量法，分别探究质量一定时，加速度与力、以及合力一定时，加速度与质量的关系，故C正确。 故选C。 【小问2详解】 [1][2][3]若要探究向心力和半径的关系时，需要保持质量和角速度相同，应将传动皮带调至第一层塔轮，然后将质量相等的两个小球分别放置挡板B处和挡板C处； 【小问3详解】 若传动皮带套在塔轮第二层，则塔轮转动时，两塔轮边缘的线速度相等，根据线速度和角速度以及半径的关系，可知AC两处的角速度之比为1：2； 【小问4详解】 若质量相等的两小球分别放在挡板B和挡板C处，则半径之比为2：1，传动皮带位于第三层，则当塔轮匀速转动时，角速度之比为1：3，根据向心力表达式 小球所需向心力之比等于左右两标尺的露出的格子数之比，所以露出的格子数之比为2：9。 12. 如图所示，有一辆质量为800kg的小汽车驶上圆弧半径为40m的波浪形路面。 （1）汽车到达凹形路面段最底A时速度为10m/s，路面对汽车的支持力是多大？ （2）汽车以多大速度经过最高点B时，汽车恰好对路面没有压力？ 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）汽车在凹形路面最底端受到重力和支持力作用，根据牛顿第二定律 代入数据，解得 （2）汽车在最高点对路面没有压力时，只受到重力作用 代入数据，解得 13. 如图所示，用一根长1m、只能承受74N拉力的绳子拴着一个质量为1kg的小球在竖直平面内做圆周运动，已知圆心O离地面的高度，转动中小球在最低点时绳子恰好断了。（g取10m/s2） （1）绳子断前瞬间，小球运动的向心力是多大？ （2）绳子断前瞬间，小球运动的速度是多大？ （3）绳断后，小球落地点与抛出点间的水平距离是多少？ 【答案】（1）64N；（2）；（3） 【解析】 【分析】 【详解】（1）在最低点，受力分析为 （2）设绳断时小球运动的速度为，则有 解得 （3）绳断后，小球做平抛运动，由平抛运动规律有 解得 则水平距离 14. 我国发射的嫦娥六号是执行人类首次月背采样并返回任务的探测器。嫦娥六号探测器在月背着陆前，在距月球表面高度为h的轨道上绕月球做匀速圆周运动，在时间t内绕月球转了n圈。已知引力常量为G，月球的半径为R，忽略其他天体对探测器的引力作用，求： （1）探测器绕月做匀速圆周运动的周期大小； （2）月球的质量； （3）月球表面的重力加速度大小。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 周期是匀速圆周运动转1周的时间，由题意，时间内转圈，因此周期为​ 【小问2详解】 探测器绕月做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，设探测器质量为，轨道半径 由万有引力定律和向心力公式 将代入整理，消去后得月球质量 【小问3详解】 忽略月球自转影响，月球表面物体的重力等于万有引力，对月球表面质量为的物体有 整理得​ 代入第二问的，消去后得 15. 设想嫦娥1号登月飞船贴近月球表面做匀速圆周运动，飞船发射的月球车在月球软着陆后，自动机器人在月球表面上沿竖直方向以初速度抛出一个小球，测得小球经时间t落回抛出点，已知该月球半径为R，万有引力常量为G，月球质量分布均匀。求： （1）月球表面的重力加速度大小； （2）月球的质量和密度； （3）月球的第一宇宙速度大小。 【答案】（1） （2）， （3） 【解析】 【小问1详解】 由题知，小球在月球表面做竖直上抛运动，测得小球经时间t落回抛出点，则小球向上减速到零时间为，根据速度时间公式有 解得 【小问2详解】 在月球表面上有 解得月球的质量为 则月球的密度为 【小问3详解】 嫦娥1号登月飞船贴近月球表面做匀速圆周运动，则嫦娥1号登月飞船轨道半径等于月球半径，根据万有引力提供向心力，则有 又在月球表面上有 联立解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2024-2025学年春学期三月阶段性检测试卷 高一物理 一、单项选择题：本大题共10小题，每小题4分，共计40分。每小题只有一个选项符合题意。 1. 天宫二号是我国自主研发的第二个空间实验室，若天宫二号质量为m，在离地球表面高度为h的轨道上正常运行，地球质量为M、半径为R，G为引力常量，则地球对天宫二号万有引力的大小为（　　） A. B. C. D. 2. 如图所示，当用扳手拧螺母时，扳手上的P、Q两点的向心加速度分别为和，线速度大小分别为和，则（ ） A. ， B. ， C. ， D. ， 3. 关于开普勒行星运动定律，下列说法正确的是（　　） A. 所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆中心 B. 地球绕太阳在椭圆轨道上运行，在近日点和远日点运行的速率相等 C. 表达式中，月球绕地球运动的k值与地球绕太阳运动的k值不同 D. 该定律是在牛顿运动定律的基础上推导出来的 4. 2024年10月30日，神舟十九号载人飞船成功实现了与天和核心舱前向端口的对接，标志着我国航天事业又取得进一步突破。对接后的飞船与空间站形成一个新的组合体，将该组合体绕地球的运行视为匀速圆周运动。已知万有引力常量 G，根据下列物理量能计算出地球质量的是（　　） A. 组合体的质量和绕地半径 B. 组合体的质量和绕地周期 C. 组合体的绕地线速度和绕地半径 D. 组合体的绕地角速度和绕地周期 5. 一辆汽车在水平公路上沿曲线由M向N行驶，速度逐渐减小。图中分别画出了汽车转弯所受合力F的四种方向，其中可能正确的是（　　） A. B. C. D. 6. 如图所示，长0.5m的轻质细杆，一端固定有一个质量为3kg的小球，另一端由电动机带动，使杆绕O点在竖直平面内做匀速圆周运动，小球的速率为2m/s。取g=10m/s2，下列说法正确的是（　　） A. 小球通过最高点时，对杆的拉力大小是24N B. 小球通过最高点时，对杆的压力大小是6N C. 小球通过最低点时，对杆的拉力大小是24N D. 小球通过最低点时，对杆的拉力大小是6N 7. 如图所示是北斗导航系统中部分卫星的轨道示意图，已知a、b、c三颗卫星的运动均看作匀速圆周运动，其中a是地球静止卫星，则（　　） A. 卫星b的周期等于24h B. 卫星a的线速度比卫星c的大 C. 卫星c的发射速度必须大于第二宇宙速度小于第三宇宙速度 D. 卫星a在运行时可以经过南京的正上方，且离地面的高度是一定的 8. 2021年2月，“天问一号”探测器成功实施近火制动，进入环火椭圆轨道，并于5月择机实施降轨，软着陆火星表面。如图“天问一号”在P点被火星捕获后，假设进入大椭圆环火轨道Ⅲ，一段时间后，在近火点Q变轨至中椭圆环火轨道Ⅱ运行，再次经过Q点变轨至近火圆轨道Ⅰ运行。下列说法不正确的是（　　） A. “天问一号”在在轨道Ⅲ上经过Q的加速度小于在轨道Ⅱ上经过Q的加速度 B. “天问一号”在轨道Ⅲ上运行时，经过P点的线速度小于Q点的线速度 C. 在地球上发射“天问一号”环火卫星速度必须大于11.2km/s D. “天问一号”从轨道Ⅲ变轨至轨道Ⅱ需要在Q点减速 9. 已知地球表面的重力加速度为g与某球体天体表面的重力加速度为之比：，设地球、该天体的平均密度分别为和。地球半径是该天体半径的n倍。的值为（　　） A. 2n B. C. D. 10. 如图所示，竖直面内的圆形管道半径R远大于横截面的半径，有一小球直径比管横截面直径略小，在管道内做圆周运动。小球过最高点时，小球对管壁的弹力大小用F表示、速度大小用v表示，当小球以不同速度经过管道最高点时，其图像如图所示。则（ ） A. 小球的质量为 B. 当地的重力加速度大小为 C. 时，小球对管壁的弹力方向竖直向下 D. 时，小球受到的弹力大小是重力大小的5倍 二、非选择题：共5题，共60分。其中第12题~第15题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位。 11. 用如图甲所示的向心力演示仪探究向心力的大小Fn与质量m、角速度ω和半径r之间的关系，转动手柄，可使变速塔轮、长槽和短槽随之转动，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（如图乙所示）。左右塔轮通过不打滑的传动皮带连接，并可通过改变传动皮带所处的层来改变左右塔轮的角速度之比，实验时，将两个小球分别放在短槽的C 处和长槽的A（或B）处，A、C分别到左右塔轮中心的距离相等，B到左塔轮中心的距离是A到左塔轮中心距离的2倍，两个小球随塔轮做匀速圆周运动，他们所受向心力大小之比可由两塔轮中心标尺露出的等分格数计算出。 （1）本实验的目的是探究向心力的大小与小球质量m、角速度ω和半径r之间的关系，下列实验中采用的实验方法与本实验相同的是 . A. 探究弹力和弹簧伸长的关系 B. 探究合力和分力的关系 C. 探究加速度与物体受力、物体质量的关系 （2）若要探究向心力和半径的关系时，应将传动皮带调至第______（填“一”、“二”“三”）层塔轮，然后将质量相等的两个小球分别放置挡板____和挡板______（填“A”、“B”、“C”） 处： （3）若传动皮带套在塔轮第二层，则塔轮转动时，AC两处的角速度之比为_____； （4）若质量相等的两小球分别放在挡板B和挡板C处，传动皮带位于第三层，则当塔轮匀速转动时，左右两标尺的露出的格子数之比为_______。 12. 如图所示，有一辆质量为800kg的小汽车驶上圆弧半径为40m的波浪形路面。 （1）汽车到达凹形路面段最底A时速度为10m/s，路面对汽车的支持力是多大？ （2）汽车以多大速度经过最高点B时，汽车恰好对路面没有压力？ 13. 如图所示，用一根长1m、只能承受74N拉力的绳子拴着一个质量为1kg的小球在竖直平面内做圆周运动，已知圆心O离地面的高度，转动中小球在最低点时绳子恰好断了。（g取10m/s2） （1）绳子断前瞬间，小球运动的向心力是多大？ （2）绳子断前瞬间，小球运动的速度是多大？ （3）绳断后，小球落地点与抛出点间的水平距离是多少？ 14. 我国发射的嫦娥六号是执行人类首次月背采样并返回任务的探测器。嫦娥六号探测器在月背着陆前，在距月球表面高度为h的轨道上绕月球做匀速圆周运动，在时间t内绕月球转了n圈。已知引力常量为G，月球的半径为R，忽略其他天体对探测器的引力作用，求： （1）探测器绕月做匀速圆周运动的周期大小； （2）月球的质量； （3）月球表面的重力加速度大小。 15. 设想嫦娥1号登月飞船贴近月球表面做匀速圆周运动，飞船发射的月球车在月球软着陆后，自动机器人在月球表面上沿竖直方向以初速度抛出一个小球，测得小球经时间t落回抛出点，已知该月球半径为R，万有引力常量为G，月球质量分布均匀。求： （1）月球表面的重力加速度大小； （2）月球的质量和密度； （3）月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 $