精品解析：江西科技学院附属中学2025-2026学年高一第二学期4月月考物理试卷

2025-2026-2学年高一年级4月月考 物理试卷 卷面分数：100分；考试时间：75分钟； 命题人：高一年级备课组 审题人：高一年级备课组 一、单选题（每题4分） 1. 关于相对论时空观与牛顿力学的局限性，下列说法正确的是（　　） A. 相对论和量子力学证明牛顿力学是错误和过时的 B. 牛顿力学认为物体的质量会随运动速度增大而增大 C. 相对论时空观认为运动的尺子在其前进方向上会变长 D. 相对论时空观认为运动的时钟在外界观测者看来会变慢 2. 如图所示，AB物块用轻绳连接，BC物块用轻弹簧连接，用拉力F拉着ABC向上运动，稳定时弹簧的长度保持不变，ABC三个物块的质量分别为m、2m、3m，拉力F=9mg，则（　　） A. 稳定时B的加速度为g B. 稳定时轻绳的弹力为5mg C. 保持F不变，轻绳突然断开的瞬间B的加速度为3.75g D. 保持F不变，轻绳突然断开的瞬间B的加速度为3.25g 3. 如图所示，某卫星变轨后绕地球做椭圆运动，是椭圆的长轴，是椭圆的短轴，为地心，、和椭圆段曲线所围成的面积占整个椭圆面积的，则卫星沿顺时针方向从点运动到A点的平均速率和从A点运动到点的平均速率之比为（　　） A. B. C. D. 4. 图甲为某款可折叠晾衣架，图乙为其结构简图，等长的细杆中部通过铰链连接，可绕铰链转动。晾衣架展开时，两细杆和竖直方向的夹角相等，若将晾衣架折叠起来，让端点沿着地面以相等的速率向中间匀速靠拢，则铰链上移的速率（　　） A. 一直减小 B. 一直增大 C. 先减小后增大 D. 先增大后减小 5. 2025年4月24日是第十个“中国航天日”，神舟二十号载人飞船发射后只用了6.5小时与天和核心舱完成对接，创造了新的记录。对接前飞船的变轨过程简化为如图所示。飞船先在以地心点为圆心的轨道1上运行一段时间后在点加速，进入到椭圆轨道2，在轨道2上运行至远地点时，加速进入轨道3，已知飞船和核心舱均为逆时针绕行，将飞船在圆轨道上的运动视为匀速圆周运动，轨道1的半径为，轨道3的半径为1.5，不考虑空气阻力和变轨时飞船的加速时间。若飞船在点加速变轨后，第一次运动至点时恰好与核心舱相遇，设飞船在点变轨时核心舱恰好在点，则与的夹角大小约为（　　） A. 60° B. 85° C. 104° D. 137° 6. 竖直细圆杆顶端附近有一小孔，光滑细绳穿过小孔，细绳两端分别系有A、B两小球，已知A球质量小于B球质量。调节细绳并转动圆杆，使得两球与圆杆能以相同角速度在水平面内匀速转动，下列图样大致正确的是（ ） A. B. C. D. 7. 如图（a）所示，一可视为质点的滑块放在水平转台上，滑块恰好能随转台绕O点做半径为r的匀速圆周运动，图（b）为俯视图。某学校物理兴趣小组利用位移传感器采集滑块的位置和时刻信息，画出某时刻起滑块沿x轴上的分速度vx随时间t的变化关系如图（c）所示。取水平向右为正方向，滑块所受最大静摩擦力大小等于滑动摩擦力大小，不计空气阻力。则滑块与转台间动摩擦因数μ和图（c）中阴影部分面积S大小分别为（ ） A. ， B. ， C. ， D. ， 二、多选题（每题6分，漏选得3分，错选不得分） 8. 如图，主动轮大圆盘与从动轮小圆盘通过皮带（不打滑）连接，大圆盘与小圆盘的半径之比为2∶1，材料相同的可以视为质点的两物体质量之比为mA∶mB=4∶1，两个物体距离转动轴的距离相等。现在让圆盘匀速转动起来，下列说法中正确的是（ ） A. 物体A与物体B相对圆盘滑动之前的角速度之比为1∶2 B. 物体A与物体B相对圆盘滑动之前的摩擦力之比为1∶4 C. 物体A与物体B相对圆盘滑动之前的向心加速度之比为4∶1 D. 如果增加主动轮的转速，则B物体先相对圆盘滑动 9. 如图（a），倾角为的足够长斜面放置在粗糙水平面上。质量相等的小物块甲、乙同时以初速度沿斜面下滑，甲、乙与斜面的动摩擦因数分别为，整个过程中斜面相对地面静止。甲和乙的位置x与时间t的关系曲线如图（b）所示，两条曲线均为抛物线，乙的曲线在时切线斜率为0，则（ ） A. B. C. 时，甲的速度大小为 D. 之前，甲的加速度与乙的加速度大小相等 10. 如图所示，光滑斜面体abcdfe的斜面倾角为，斜面长，斜面宽，第一次将小球从a点以速度v1沿ad方向抛出，小球在斜面内运动恰好经过c点，所用时间为t1；第二次将小球从a点以速度v2沿平行eb方向抛出，小球离开斜面运动恰好经过b点，所用时间为t2，不计空气阻力，重力加速度g取10m/s2，小球在点运动的过程中，以下说法正确的是（　　） A. B. C. 第二次小球离开斜面的最远距离为 D. 第二次小球离开斜面的最远距离为 三、实验题（每空2分共14分） 11. 某同学采用如图甲所示的装置研究“向心力与质量之间的关系”，木盒紧挨转筒侧壁放置，且与侧壁之间固定一压力传感器，忽略木盒的尺寸和所受的摩擦力。同学在保证转筒的角速度不变的前提下，不断改变木盒中砝码的质量m，在每次传感器示数稳定之后记录下传感器的示数F，随后作出的关系图像如图乙所示，图乙中直线的纵截距为a，斜率为k。 （1）图乙中的直线不过坐标原点的原因是________________________。 （2）通过图乙可知木盒的质量为________。（用a、k表示） （3）若增大角速度，再次实验得到的关系图像的纵截距a________，斜率k________。（填“变大”“变小”或“不变”） 12. 某实验小组利用如图甲所示装置验证牛顿第二定律，不计轻绳、滑轮及传感器的质量，轻绳与滑轮间接触光滑，忽略空气阻力。 （1）为使重物向上加速运动，钩码的质量m与重物的质量M应满足的关系是________； （2）钩码的加速度大小a1与重物的加速度大小a2的关系为________； （3）增加钩码的个数，得到多组重物的加速度a和传感器的示数F的数据，画出a-F图像如图乙所示，图像的斜率为k，若重物的质量M=________（用k表示），则说明牛顿第二定律成立。 四、解答题（13题10分，14题14分，15题16分） 13. 宇宙中存在两个质量均为m的星球A和星球B，两星球之间的距离为L，引力常量为G。 （1）若将A、B星球视为远离其他天体的双星模型，请用L、G、m等参数表示两行星做匀速圆周运动的周期T0； （2）天文观测发现A、B星球实际的运行周期，某天文学家认为导致该现象的原因可能是在A、B星球连线的中点处存在一颗暗星（由暗物质构成的天体）C，请根据上述信息计算暗星C的质量M与A星球的质量m的比值。 14. 光滑水平细杆和竖直细杆固接于O点构成了“”装置，如图所示。A是内径略大于杆直径的圆环，A质量与B相同均为m，A、B均可视为质点，其中A套在水平细杆上，B系着长度均为L的两根轻绳，轻绳上端分别系于O点和A环上。已知重力加速度大小为g，不计空气阻力。当整个装置一起以角速度ω绕竖直杆匀速转动时，求： （1）OB绳与AB绳拉力大小； （2）小球B到水平杆的距离。 15. 如图所示，电动机带动的传送带与水平方向夹角，与两皮带轮、相切于A、B两点，从A到B为。传送带以的速率顺时针转动。现有一体积可忽略，质量为的煤炭在传送带下端A无初速度释放。若煤炭与传送带之间的动摩擦因数为，若最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取10m/s2，求： （1）煤炭刚放上传送带时的加速度大小； （2）煤炭从A运动到B的时间； （3）若在B点加一个垂直于斜面的固定挡板，且物块与挡板碰撞前后的速度大小不变，但方向反向，求煤炭第2次与挡板碰撞时，煤炭在传送带上留下的划痕长度。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2025-2026-2学年高一年级4月月考 物理试卷 卷面分数：100分；考试时间：75分钟； 命题人：高一年级备课组 审题人：高一年级备课组 一、单选题（每题4分） 1. 关于相对论时空观与牛顿力学的局限性，下列说法正确的是（　　） A. 相对论和量子力学证明牛顿力学是错误和过时的 B. 牛顿力学认为物体的质量会随运动速度增大而增大 C. 相对论时空观认为运动的尺子在其前进方向上会变长 D. 相对论时空观认为运动的时钟在外界观测者看来会变慢 【答案】D 【解析】 【详解】A．相对论和量子力学是在高速和微观领域对牛顿力学的扩展，但牛顿力学在低速宏观条件下仍适用，并非完全错误或过时，故A错误； B．牛顿力学中物体的质量是常量，不随运动速度变化；相对论中质量随运动速度增大而增大，故B错误； C．相对论时空观中的长度收缩效应表明，运动的尺子在其运动方向上会缩短，而非变长，故C错误； D．相对论时空观中的时间膨胀效应表明，运动的时钟在外界观测者看来会变慢，故D正确。 故选D。 2. 如图所示，AB物块用轻绳连接，BC物块用轻弹簧连接，用拉力F拉着ABC向上运动，稳定时弹簧的长度保持不变，ABC三个物块的质量分别为m、2m、3m，拉力F=9mg，则（　　） A. 稳定时B的加速度为g B. 稳定时轻绳的弹力为5mg C. 保持F不变，轻绳突然断开的瞬间B的加速度为3.75g D. 保持F不变，轻绳突然断开的瞬间B的加速度为3.25g 【答案】D 【解析】 【详解】A．对ABC整体应用牛顿第二定律，解得，A错误； B．对BC整体应用牛顿第二定律，解得，B错误； CD．对C应用牛顿第二定律，解得 保持F不变，轻绳突然断开的瞬间弹簧弹力不突变，对B应用牛顿第二定律 解得，方向竖直向下，C错误，D正确。 故选D。 3. 如图所示，某卫星变轨后绕地球做椭圆运动，是椭圆的长轴，是椭圆的短轴，为地心，、和椭圆段曲线所围成的面积占整个椭圆面积的，则卫星沿顺时针方向从点运动到A点的平均速率和从A点运动到点的平均速率之比为（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】根据题意，、及段曲线所围成的面积占整个椭圆面积的 设卫星沿顺时针方向从点运动到A点的时间为，从A点运动到点的时间为，根据开普勒第二定律可知 由于曲线和曲线长度相等，则卫星沿顺时针方向从点运动到A点的平均速率和从A点运动到点的平均速率之比为。 故选C。 4. 图甲为某款可折叠晾衣架，图乙为其结构简图，等长的细杆中部通过铰链连接，可绕铰链转动。晾衣架展开时，两细杆和竖直方向的夹角相等，若将晾衣架折叠起来，让端点沿着地面以相等的速率向中间匀速靠拢，则铰链上移的速率（　　） A. 一直减小 B. 一直增大 C. 先减小后增大 D. 先增大后减小 【答案】A 【解析】 【详解】如图所示 两点的速率和铰链上移的速率关系为 即 端点以相等的速率向中间匀速靠拢，减小，铰链上移的速率一直减小。 故选A。 5. 2025年4月24日是第十个“中国航天日”，神舟二十号载人飞船发射后只用了6.5小时与天和核心舱完成对接，创造了新的记录。对接前飞船的变轨过程简化为如图所示。飞船先在以地心点为圆心的轨道1上运行一段时间后在点加速，进入到椭圆轨道2，在轨道2上运行至远地点时，加速进入轨道3，已知飞船和核心舱均为逆时针绕行，将飞船在圆轨道上的运动视为匀速圆周运动，轨道1的半径为，轨道3的半径为1.5，不考虑空气阻力和变轨时飞船的加速时间。若飞船在点加速变轨后，第一次运动至点时恰好与核心舱相遇，设飞船在点变轨时核心舱恰好在点，则与的夹角大小约为（　　） A. 60° B. 85° C. 104° D. 137° 【答案】D 【解析】 【详解】椭圆轨道2的半长轴 对轨道2的飞船和轨道3的天和核心舱，由开普勒第三定律可得 解得 飞船运动时间为半个周期，即 可得 故选D。 6. 竖直细圆杆顶端附近有一小孔，光滑细绳穿过小孔，细绳两端分别系有A、B两小球，已知A球质量小于B球质量。调节细绳并转动圆杆，使得两球与圆杆能以相同角速度在水平面内匀速转动，下列图样大致正确的是（ ） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】设小孔到小球转动平面的竖直距离为，细绳与竖直方向的夹角为，根据小球在竖直方向上受力平衡 两小球受到的细绳拉力大小相等，因为 所以 即 小球做圆周运动的半径为 根据小球所受合力提供向心力 解得 两球一起做圆周运动，角速度相同，即两球高度相同。 故选C。 7. 如图（a）所示，一可视为质点的滑块放在水平转台上，滑块恰好能随转台绕O点做半径为r的匀速圆周运动，图（b）为俯视图。某学校物理兴趣小组利用位移传感器采集滑块的位置和时刻信息，画出某时刻起滑块沿x轴上的分速度vx随时间t的变化关系如图（c）所示。取水平向右为正方向，滑块所受最大静摩擦力大小等于滑动摩擦力大小，不计空气阻力。则滑块与转台间动摩擦因数μ和图（c）中阴影部分面积S大小分别为（ ） A. ， B. ， C. ， D. ， 【答案】D 【解析】 【详解】根据最大静摩擦力提供向心力有 由图（c）可知 解得 图（c）中阴影部分面积S大小等于沿x轴方向的位移大小，对应滑块匀速圆周运动的圆心角为 阴影部分面积S大小 故选D。 二、多选题（每题6分，漏选得3分，错选不得分） 8. 如图，主动轮大圆盘与从动轮小圆盘通过皮带（不打滑）连接，大圆盘与小圆盘的半径之比为2∶1，材料相同的可以视为质点的两物体质量之比为mA∶mB=4∶1，两个物体距离转动轴的距离相等。现在让圆盘匀速转动起来，下列说法中正确的是（ ） A. 物体A与物体B相对圆盘滑动之前的角速度之比为1∶2 B. 物体A与物体B相对圆盘滑动之前的摩擦力之比为1∶4 C. 物体A与物体B相对圆盘滑动之前的向心加速度之比为4∶1 D. 如果增加主动轮的转速，则B物体先相对圆盘滑动 【答案】AD 【解析】 【详解】A．皮带不打滑，两圆盘边缘线速度相等，即 由，得，已知，因此 即，故A正确； B．物体随圆盘转动，摩擦力提供向心力，两物体到转轴距离相等，，因此，故B错误； C．向心加速度，因此，故C错误； D．物体刚好相对滑动时，最大静摩擦力提供向心力 得临界角速度 两物体材料相同（相同），相同，因此临界角速度相同。由于实际转动中，增加主动轮转速时，增大，同步增大，先达到临界角速度，因此B物体先相对滑动，故D正确。 故选AD。 9. 如图（a），倾角为的足够长斜面放置在粗糙水平面上。质量相等的小物块甲、乙同时以初速度沿斜面下滑，甲、乙与斜面的动摩擦因数分别为，整个过程中斜面相对地面静止。甲和乙的位置x与时间t的关系曲线如图（b）所示，两条曲线均为抛物线，乙的曲线在时切线斜率为0，则（ ） A. B. C. 时，甲的速度大小为 D. 之前，甲的加速度与乙的加速度大小相等 【答案】AD 【解析】 【详解】AB．两条曲线均为抛物线，由图像的斜率等于速度可知，甲做匀加速运动，乙做匀减速运动，由牛顿第二定律， 因，可知 可知，A正确，B错误； D．由图像可知， 且 联立可得 即之前，甲的加速度与乙的加速度大小相等；D正确； C．对甲 对乙 解得时，甲的速度大小为，C错误。 故选AD。 10. 如图所示，光滑斜面体abcdfe的斜面倾角为，斜面长，斜面宽，第一次将小球从a点以速度v1沿ad方向抛出，小球在斜面内运动恰好经过c点，所用时间为t1；第二次将小球从a点以速度v2沿平行eb方向抛出，小球离开斜面运动恰好经过b点，所用时间为t2，不计空气阻力，重力加速度g取10m/s2，小球在点运动的过程中，以下说法正确的是（　　） A. B. C. 第二次小球离开斜面的最远距离为 D. 第二次小球离开斜面的最远距离为 【答案】AC 【解析】 【详解】AB．小球第一次在斜面内做类平抛运动，， 解得， 第二次小球在竖直平面abe内做平抛运动，如图所示 由平抛运动规律有， 联立解得， 所以，，故A正确，B错误； CD．由题意知v2与ab夹角为θ，则第二次小球与斜面的最远距离，故C正确，D错误。 故选AC。 三、实验题（每空2分共14分） 11. 某同学采用如图甲所示的装置研究“向心力与质量之间的关系”，木盒紧挨转筒侧壁放置，且与侧壁之间固定一压力传感器，忽略木盒的尺寸和所受的摩擦力。同学在保证转筒的角速度不变的前提下，不断改变木盒中砝码的质量m，在每次传感器示数稳定之后记录下传感器的示数F，随后作出的关系图像如图乙所示，图乙中直线的纵截距为a，斜率为k。 （1）图乙中的直线不过坐标原点的原因是________________________。 （2）通过图乙可知木盒的质量为________。（用a、k表示） （3）若增大角速度，再次实验得到的关系图像的纵截距a________，斜率k________。（填“变大”“变小”或“不变”） 【答案】（1）图乙中的直线不过坐标原点的原因是木盒有质量，木盒中砝码的质量为零时，转筒侧壁对木盒的弹力为木盒提供向心力，压力传感器有示数。 （2） （3） ①. 变大 ②. 变大 【解析】 【小问1详解】 略。 【小问2详解】 由牛顿第二定律可得 可得 则有， 解得木盒的质量为 【小问3详解】 [1][2]由（2）问可知， 若增大角速度，再次实验得到的关系图像的纵截距a变大，斜率k变大。 12. 某实验小组利用如图甲所示装置验证牛顿第二定律，不计轻绳、滑轮及传感器的质量，轻绳与滑轮间接触光滑，忽略空气阻力。 （1）为使重物向上加速运动，钩码的质量m与重物的质量M应满足的关系是________； （2）钩码的加速度大小a1与重物的加速度大小a2的关系为________； （3）增加钩码的个数，得到多组重物的加速度a和传感器的示数F的数据，画出a-F图像如图乙所示，图像的斜率为k，若重物的质量M=________（用k表示），则说明牛顿第二定律成立。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 设传感器拉力为，对钩码 重物受到向上拉力为，重物向上加速满足 又滑轮关系知 代入得 即 【小问2详解】 动滑轮位移规律：钩码移动距离是重物的2倍，由运动学，时间相同，得 【小问3详解】 对重物列牛顿第二定律（重物加速度记为）， 整理成一次函数形式 图像斜率 ，变形得 四、解答题（13题10分，14题14分，15题16分） 13. 宇宙中存在两个质量均为m的星球A和星球B，两星球之间的距离为L，引力常量为G。 （1）若将A、B星球视为远离其他天体的双星模型，请用L、G、m等参数表示两行星做匀速圆周运动的周期T0； （2）天文观测发现A、B星球实际的运行周期，某天文学家认为导致该现象的原因可能是在A、B星球连线的中点处存在一颗暗星（由暗物质构成的天体）C，请根据上述信息计算暗星C的质量M与A星球的质量m的比值。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）以A星球为研究对象，其公转半径，根据匀速圆周运动规律有 解得 （2）以A星球为研究对象，做匀速圆周运动的向心力来源于B星及C星的引力，即 且 联立两式解得 14. 光滑水平细杆和竖直细杆固接于O点构成了“”装置，如图所示。A是内径略大于杆直径的圆环，A质量与B相同均为m，A、B均可视为质点，其中A套在水平细杆上，B系着长度均为L的两根轻绳，轻绳上端分别系于O点和A环上。已知重力加速度大小为g，不计空气阻力。当整个装置一起以角速度ω绕竖直杆匀速转动时，求： （1）OB绳与AB绳拉力大小； （2）小球B到水平杆的距离。 【答案】（1）， （2） 【解析】 【小问1详解】 由几何关系，可知两绳与水平杆夹角相等，设为；A做圆周运动的转动半径为 B做圆周运动的转动半径为 设A、B质量均为m，左边OB绳的拉力为，右边AB绳的拉力为；对A分析，根据牛顿第二定律有 解得AB绳的拉力大小为 对B分析，在水平方向上根据牛顿第二定律有 可得 解得OB绳的拉力大小为 【小问2详解】 对B分析，在竖直方向根据平衡条件有 解得 则小球B到水平杆的距离为 15. 如图所示，电动机带动的传送带与水平方向夹角，与两皮带轮、相切于A、B两点，从A到B为。传送带以的速率顺时针转动。现有一体积可忽略，质量为的煤炭在传送带下端A无初速度释放。若煤炭与传送带之间的动摩擦因数为，若最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取10m/s2，求： （1）煤炭刚放上传送带时的加速度大小； （2）煤炭从A运动到B的时间； （3）若在B点加一个垂直于斜面的固定挡板，且物块与挡板碰撞前后的速度大小不变，但方向反向，求煤炭第2次与挡板碰撞时，煤炭在传送带上留下的划痕长度。 【答案】（1）1.2m/s2 （2）6s （3）3m 【解析】 【小问1详解】 煤炭刚放上传送带时，根据牛顿第二定律有 解得 【小问2详解】 煤炭开始向上做匀加速直线运动，令经历时间与传送带达到相等速度，则有 解得 此过程煤炭的位移 解得 之后，煤炭开始向上做匀速直线运动，则有 解得 则煤炭从A运动到B的时间 【小问3详解】 结合上述，煤炭第1次与挡板碰撞前，煤炭在传送带上留下的划痕长度 煤炭第1次与挡板碰撞后，速度大小为，方向向下，煤炭的加速度为，开始以向下做匀减速直线运动，减速至0后又向上做匀加速直线运动，加速度不变，即煤炭第1次与挡板碰撞后做双向匀变速直线运动，根据对称性可知，煤炭第2次与挡板碰撞时，速度方向向上，大小为，煤炭的总位移为0，此时有 解得 由于煤炭的总位移为0，则上述过程，煤炭在传送带上留下的划痕长度 解得 则煤炭在传送带上留下的划痕长度 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $