精品解析：广东省佛山市金桂实验高级中学2024-2025学年高一下学期3月月考物理试题

金桂实验高级中学2024—2025学年度第二学期高一年级物理科 第一次统测试题 本试卷共4页，满分100分。考试时间75分钟。 第一部分 选择题 一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一个选项符合题目要求，选对的得4分，错选、不选得0分。 1. 关于物理学的发展史，下列说法正确的是（　　） A. 开普勒分析第谷的观测数据之后认为天体的运动是最完美、最和谐的匀速圆周运动 B. 第谷分析开普勒的观测数据之后发现了行星运动的规律，并总结概括为三大定律 C. 牛顿发现了万有引力定律，并测出了引力常量的大小 D. 人们利用万有引力定律不仅能够计算天体的质量，还能发现未知天体 【答案】D 【解析】 【详解】A．开普勒分析第谷的观测数据之后认为天体的运动轨迹是椭圆。故A错误； B．开普勒分析第谷的观测数据之后发现了行星运动的规律，并总结概括为开普勒三大定律。故B错误； C．牛顿发现了万有引力定律，卡文迪什测出了引力常量的大小。故C错误； D．人们利用万有引力定律不仅能够计算天体的质量，还能发现未知天体。故D正确。 故选D。 2. 本学期我们学习了几种特殊的运动，关于它们的运动规律，下列说法正确的是（　　） A. 做曲线运动的物体受到的合力一定是变力 B. 抛体运动都是匀变速运动 C. 斜抛运动最高点的速度等于零 D. 匀速圆周运动是一种特殊的匀变速曲线运动 【答案】B 【解析】 【详解】A．曲线运动的条件是合力方向与速度方向不共线，合力可以是恒力，例如平抛运动仅受重力（恒力）也做曲线运动，故A错误； B．抛体运动的物体仅受重力作用，加速度恒为，加速度恒定的运动为匀变速运动，因此所有抛体运动都是匀变速运动，故B正确； C．斜抛运动可分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的竖直上抛运动，最高点竖直分速度，但水平分速度（为初速度与水平方向的夹角）不为零，因此最高点速度等于水平分速度，不为零，故C错误； D．匀变速运动要求加速度的大小和方向均恒定，匀速圆周运动的向心加速度大小为，但方向始终指向圆心，时刻发生变化，加速度不恒定，因此匀速圆周运动是变加速曲线运动，不是匀变速曲线运动，故D错误。 故选B。 3. 质量为的质点在平面内做曲线运动，在x方向的速度图像和y方向的位移图像如图所示，下列说法正确的是（　　） A. 质点所受的合外力为6N B. 质点的初速度为 C. 2s末质点速度大小为 D. 2s内质点的位移大小为14m 【答案】A 【解析】 【详解】A．根据题意可知，质点在方向做匀加速直线运动，在方向做匀速直线运动；质点的加速度沿方向，大小为 则质点所受的合外力为，故A正确； B．由图像可知在轴负方向的速度大小为 则质点的初速度为，故B错误； C．末质点速度大小为，故C错误； D．内质点沿轴方向位移大小为 则内质点的位移大小为，故D错误。 故选A。 4. 如图所示，下列关于生活中圆周运动的实例分析，说法正确的是（ ） A. 图1汽车通过凹形桥的最低点时，汽车处于失重状态 B. 图2“水流星”匀速转动过程中，在竖直最高点处绳子的拉力可能等于0 C. 图3铁路转弯处，通常要求外轨比内轨高，目的是利用轮缘与外轨的侧压力助火车转弯 D. 图4脱水桶脱水时，转速越大，衣服受到的摩擦力也越大 【答案】B 【解析】 【详解】A．图1汽车通过凹形桥的最低点时，加速度方向向上，处于超重状态，故A错误； B．图2“水流星”匀速转动过程中，在竖直最高点处，当重力刚好提供向心力时，绳子拉力为0，故B正确； C．图3铁路转弯处，通常要求外轨比内轨高，目的是利用重力和支持力的合力提供向心力，从而减轻轮缘对轨道的挤压，故C错误； D．图4脱水桶脱水时，桶壁对衣物的摩擦力等于衣物的重力，不会随着转速的增大而增大，故D错误。 故选B。 5. 如图甲所示，无人机送餐服务已经在试行。通过机载传感器能描绘出无人机运动的图像，图乙是无人机在水平方向上的图像，图丙是无人机在竖直方向上的图像。则无人机的运动轨迹近似为（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】由x-t图像可知无人机在x方向做匀速直线运动；根据竖直方向的v-t图像可知，无人机在y方向向上先做匀加速直线运动后做匀减速直线运动；则加速度先向上后向下，即合外力先向上后向下，因合力方向指向轨迹的凹侧，可知无人机的运动轨迹近似图像为C。 故选C。 6. 2021年5月15日，天问一号探测器着陆火星取得成功，迈出了我国星际探测征程的重要一步，在火星上首次留下国人的印迹。天问一号探测器成功发射后，顺利被火星捕获，成为我国第一颗人造火星卫星。经过轨道调整，探测器先沿椭圆轨道Ⅰ运行，之后进入称为火星停泊轨道的椭圆轨道Ⅱ运行，如图所示，两轨道相切于近火点P，则天向一号探测器（　　） A. 在轨道Ⅱ上处于受力平衡状态 B. 在轨道Ⅰ运行周期比在Ⅱ时短 C. 沿轨道Ⅰ向P飞近时速率不变 D. 沿轨道Ⅰ向P飞近时速率增大 【答案】D 【解析】 【详解】A．天问一号探测器在轨道Ⅱ上做椭圆轨道运动，受力不平衡，故A错误； B．根据开普勒第三定律可知，轨道Ⅰ的半径大于轨道Ⅱ的半长轴，故在轨道Ⅰ运行周期比在Ⅱ时长，故B错误； CD．在轨道Ⅰ向P飞近时，万有引力做正功，动能增大，故速度增大，故选项C错误，D正确。 故选D。 【点睛】掌握天体运动的规律，熟悉轨道高低对天体运行速率及周期的影响。 7. 如图所示，夜晚时电风扇在闪光灯下运转，闪光灯每秒闪光30次，风扇转轴O上装有3个相同的扇叶，它们互成角。当风扇匀速转动时，观察者感觉扇叶不动，则风扇转动的角速度可能为（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】因为电扇叶片有三个，相互夹角为，现在观察者感觉扇叶不动，说明在闪光时间里，扇叶转过的角度应为的整数倍，则有（，，） 闪光灯每秒闪光30次，则转动的角速度为（，，） 当时，可得；当时，可得；当时，可得；当时，可得；当时，可得；当时，可得。 故选A。 二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有两个或两个以上选项符合题目要求，全选对的得6分，漏选的得3分，错选、不选得0分。 8. 某人在离地面高为30米处以的速度竖直向上抛出一个小球，小球运动到离抛出点15m处所经历的时间是（不计空气阻力，g取）（　　） A. 1s B. 3s C. 5s D. 【答案】ABD 【解析】 【详解】以抛出点为原点，竖直向上为正方向，初速度，加速度，小球位移公式为 情况1：小球在抛出点上方处，即 即 解得， 情况2：小球在抛出点下方处，即 即 解得 取正值 故选ABD。 9. 如图所示，小车以速度v匀速向右运动，通过滑轮拖动物体A上升，不计滑轮摩擦与绳子质量，当绳子与水平面夹角为时，下面说法正确的是（　　） A. 物体A的速度大小为 B. 物体A的速度大小为 C. 绳子对物体A的拉力大于物体A的重力 D. 绳子对物体A的拉力小于物体A的重力 【答案】BC 【解析】 【详解】AB．小车向右运动时，绳与水平方向夹角为。由于绳不可伸长，小车沿绳方向的分速度等于物体上升的速度。小车速度沿绳方向的分量为，故，故A错误，B正确； CD．物体加速上升，加速度向上，由牛顿第二定律 得，故C正确，D错误。 故选BC。 10. 2021年4月，我国自主研发的空间站“天和”核心舱成功发射并入轨运行，若核心舱绕地球的运行可视为匀速圆周运动，已知引力常量G，由下列物理量能计算出地球质量的是（　　） A. 核心舱的绕地半径r和绕地周期T B. 核心舱的质量m和绕地周期T C. 核心舱的绕地线速度v和绕地周期T D. 核心舱的绕地角速度ω和绕地周期T 【答案】AC 【解析】 【详解】根据核心舱做圆周运动的向心力由地球的万有引力提供，可得 可得 A．上述分析可得由核心舱的绕地半径r和绕地周期T能求出地球质量，故A正确； B．上述分析可得由核心舱的质量m和绕地周期T不能求出地球质量，故B错误； C．上述分析可得由核心舱的绕地线速度v和绕地周期T能求出地球质量，故C正确； D．上述分析可得由核心舱的绕地角速度ω和绕地周期T不能求出地球质量，故D错误。 故选AC。 第二部分 非选择题 三、实验与解答题：本大题共5小题，共54分。按题目要求作答。解答题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。 11. 在“探究向心力大小的表达式”实验中，所用向心力演示器如图（a）所示。图（b）是演示器部分原理示意图：塔轮①、④的半径相同，轮②的半径是轮①的1.5倍，轮③的半径是轮①的2倍，轮④的半径是轮⑤的1.5倍，轮④的半径是轮⑥的2倍；两转臂上黑白格的长度相等；A、B、C为三根固定在转臂上的挡板，可与转臂上做圆周运动的实验球产生挤压，从而提供向心力。图（a）中的标尺1和2可以显示出两球所受向心力的大小关系。可供选择的实验球有：质量均为2m的球1和球2，质量为m的球3。 图（a） 图（b） （1）在研究向心力的大小F与质量m、角速度ω和半径r之间的关系时，我们主要用到了物理学中的________。 A. 等效替代法 B. 控制变量法 C. 理想实验法 D. 转化法 （2）实验时将球1、球2分别放在挡板B、C位置，将皮带与轮①和轮④连接，转动手柄观察左右两个标尺，此过程是验证向心力的大小与________的关系。 （3）实验时将皮带与轮②和轮⑤相连，则两塔轮的角速度之比为________，将球1、球3分别放在挡板B、C位置，转动手柄，则标尺1和标尺2显示的向心力之比为________。 【答案】（1）B （2）半径 （3） ①. ②. 【解析】 【小问1详解】 在研究向心力的大小与质量、角速度和半径之间的关系时，需要控制其他变量不变，只改变一个变量来观察向心力的变化，这种方法是控制变量法。 故选B。 【小问2详解】 实验时将球1、球2分别放在挡板B、C位置，将皮带与轮①和轮④连接，由于轮①和轮④半径相同，球1和球2质量相同，所以此过程是验证向心力的大小与半径的关系。 【小问3详解】 [1]实验时将皮带与轮②和轮⑤相连，轮②的半径是轮①的1.5倍，轮④的半径是轮⑤的1.5倍，根据 可得轮②和轮⑤的角速度之比为 [2]将球1、3分别放在挡板B、C位置，由图可知两球的转动半径之比为，球1质量为2m，球 3 质量为m。根据向心力公式 可以计算出标尺1和标尺2显示的向心力之比为 12. “研究平抛物体的运动”的实验中： （1）在实验前应（ ） A.将斜槽的末端切线调成水平； B.将木板校准到竖直方向，并使木板平面与小球下落的竖直平面平行 C.在白纸上记录斜槽末端槽口的位置O，作为小球做平抛运动的起点和所建坐标系的原点 （2）如图为平抛运动的闪光照片的一部分，图中背景方格的边长均为5cm，如果取，则闪光时间间隔为___________；小球运动中水平分速度的大小___________；小球经过B点时的速度大小是___________，抛出点坐标为___________（以方格数表示坐标，每格坐标计1） 【答案】 ①. AB ②. 0.1s ③. ④. ⑤. （-1,0） 【解析】 【详解】（1）[1]A．为保证做平抛运动，所以需要有水平方向的初速度，因此需将斜槽的末端切线调成水平，故A正确； B．平抛运动的轨迹在竖直平面内，所以需将木板校准到竖直方向，并使木板平面与小球下落的竖直平面平行，防止小球与木板接触影响小球运动的轨迹，故B正确； C．应以小球平抛运动的初始位置即初始位置球心为坐标的原点，而不是斜槽末端槽口的位置作为坐标原点，故C错误。 故选AB； （2）[2]平抛运动竖直方向为自由落体运动，设闪光时间间隔，根据匀变速直线运动规律竖直方向有 所以有 [3]水平方向为匀速运动，得水平分速度的大小为 [4]根据匀变速运动规律得B点竖直方向速度为竖直方向上AC段的平均速度，有 所以小球经过B点时的速度大小为 [5]从抛出点到B点的时间为 抛出点到B点的水平位移为 即抛出点到B点的水平距离为6格，抛出点到B点的竖直位移为 即抛出点到B点的竖直距离为4格，由图可知B点的坐标为（5,4），故抛出点坐标为（-1,0）。 13. 若中国空间站的质量为m，空间站距离地面的高度为h，地球的半径为R，地球的质量为M，引力常量为G。求： （1）空间站受地球引力的大小； （2）空间站环绕地球运行的周期； （3）空间站环绕地球运行的向心加速度的大小。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 空间站受地球引力的大小为 其中，可得 【小问2详解】 根据万有引力提供向心力得 可得空间站环绕地球运行的周期为 【小问3详解】 根据万有引力提供向心力得 可得空间站环绕地球运行的向心加速度的大小为 14. 一游乐场水上过山车模型图如下，固定在离水面高为的水平平台上的圆形轨道半径为，A、B分别为圆形轨道的最低点和最高点。现将一质量为2kg的小球通过过山车模型的多个圆形轨道从A点离开，再通过光滑的水平轨道AC从C点水平飞出落入水中。已知水面宽度为，不计空气阻力，重力加速度g取 求： （1）小球能通过圆形轨道，在B点的速度至少多大； （2）小球能不碰壁且安全落入水中，在C点最大速度是多少； （3）第（2）问中的小球在圆轨道最低点A对轨道的压力大小； 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 小球能通过圆形轨道，在B点的速度最小值满足 解得 【小问2详解】 小球能不碰壁且安全落入水中，在C点最大速度满足 在竖直方向有 解得 【小问3详解】 小球经过最低点A时有 因水平轨道AC光滑，故 求得 根据牛顿第三定律，小球在圆轨道最低点A对轨道的压力大小 15. 如图所示是某游乐场“空中飞椅”的游乐设施，其基本装置是将绳子上端固定在转盘上，绳子下端连接座椅，人坐在飞椅上随转盘在空中绕竖直转轴转动。设绳子长，人与座椅的总质量，盘静止时人与轴间的距离，此时座椅离地面。转盘慢慢加速运动，经过一段时间后转速保持稳定，此时人与转轴之间的距离变为，且保持不变。不计空气阻力，绳子不可伸长，取。 （1）转盘转动到稳定状态时，绳对座椅的拉力多大？ （2）转盘转动到稳定状态时，座椅的角速度大小是多少？ （3）若转盘稳定转动后，一位游客随身携带的手机突然滑落下来。为了保证安全，管理员应该让地面上的游客至少离中心轴多远？ 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）设转盘匀速转动时绳子与竖直方向的夹角为，则 飞椅上升的高度 转盘稳定后人距地面的高度 对球受力分析在竖直方向上合力为0，则绳子的拉力为 （2）设转盘稳定转动后角速度为，则 解得 （3）手机滑落后沿圆周的切线方向做平抛运动，设手机从抛出至落地的水平距离为，则 游客距中心轴的距离为s，所以 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 金桂实验高级中学2024—2025学年度第二学期高一年级物理科 第一次统测试题 本试卷共4页，满分100分。考试时间75分钟。 第一部分 选择题 一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一个选项符合题目要求，选对的得4分，错选、不选得0分。 1. 关于物理学的发展史，下列说法正确的是（　　） A. 开普勒分析第谷的观测数据之后认为天体的运动是最完美、最和谐的匀速圆周运动 B. 第谷分析开普勒的观测数据之后发现了行星运动的规律，并总结概括为三大定律 C. 牛顿发现了万有引力定律，并测出了引力常量的大小 D. 人们利用万有引力定律不仅能够计算天体的质量，还能发现未知天体 2. 本学期我们学习了几种特殊的运动，关于它们的运动规律，下列说法正确的是（　　） A. 做曲线运动的物体受到的合力一定是变力 B. 抛体运动都是匀变速运动 C. 斜抛运动最高点的速度等于零 D. 匀速圆周运动是一种特殊的匀变速曲线运动 3. 质量为的质点在平面内做曲线运动，在x方向的速度图像和y方向的位移图像如图所示，下列说法正确的是（　　） A. 质点所受的合外力为6N B. 质点的初速度为 C. 2s末质点速度大小为 D. 2s内质点的位移大小为14m 4. 如图所示，下列关于生活中圆周运动的实例分析，说法正确的是（ ） A. 图1汽车通过凹形桥的最低点时，汽车处于失重状态 B. 图2“水流星”匀速转动过程中，在竖直最高点处绳子的拉力可能等于0 C. 图3铁路转弯处，通常要求外轨比内轨高，目的是利用轮缘与外轨的侧压力助火车转弯 D. 图4脱水桶脱水时，转速越大，衣服受到的摩擦力也越大 5. 如图甲所示，无人机送餐服务已经在试行。通过机载传感器能描绘出无人机运动的图像，图乙是无人机在水平方向上的图像，图丙是无人机在竖直方向上的图像。则无人机的运动轨迹近似为（　　） A. B. C. D. 6. 2021年5月15日，天问一号探测器着陆火星取得成功，迈出了我国星际探测征程的重要一步，在火星上首次留下国人的印迹。天问一号探测器成功发射后，顺利被火星捕获，成为我国第一颗人造火星卫星。经过轨道调整，探测器先沿椭圆轨道Ⅰ运行，之后进入称为火星停泊轨道的椭圆轨道Ⅱ运行，如图所示，两轨道相切于近火点P，则天向一号探测器（　　） A. 在轨道Ⅱ上处于受力平衡状态 B. 在轨道Ⅰ运行周期比在Ⅱ时短 C. 沿轨道Ⅰ向P飞近时速率不变 D. 沿轨道Ⅰ向P飞近时速率增大 7. 如图所示，夜晚时电风扇在闪光灯下运转，闪光灯每秒闪光30次，风扇转轴O上装有3个相同的扇叶，它们互成角。当风扇匀速转动时，观察者感觉扇叶不动，则风扇转动的角速度可能为（　　） A. B. C. D. 二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有两个或两个以上选项符合题目要求，全选对的得6分，漏选的得3分，错选、不选得0分。 8. 某人在离地面高为30米处以的速度竖直向上抛出一个小球，小球运动到离抛出点15m处所经历的时间是（不计空气阻力，g取）（　　） A. 1s B. 3s C. 5s D. 9. 如图所示，小车以速度v匀速向右运动，通过滑轮拖动物体A上升，不计滑轮摩擦与绳子质量，当绳子与水平面夹角为时，下面说法正确的是（　　） A. 物体A的速度大小为 B. 物体A的速度大小为 C. 绳子对物体A的拉力大于物体A的重力 D. 绳子对物体A的拉力小于物体A的重力 10. 2021年4月，我国自主研发的空间站“天和”核心舱成功发射并入轨运行，若核心舱绕地球的运行可视为匀速圆周运动，已知引力常量G，由下列物理量能计算出地球质量的是（　　） A. 核心舱的绕地半径r和绕地周期T B. 核心舱的质量m和绕地周期T C. 核心舱的绕地线速度v和绕地周期T D. 核心舱的绕地角速度ω和绕地周期T 第二部分 非选择题 三、实验与解答题：本大题共5小题，共54分。按题目要求作答。解答题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。 11. 在“探究向心力大小的表达式”实验中，所用向心力演示器如图（a）所示。图（b）是演示器部分原理示意图：塔轮①、④的半径相同，轮②的半径是轮①的1.5倍，轮③的半径是轮①的2倍，轮④的半径是轮⑤的1.5倍，轮④的半径是轮⑥的2倍；两转臂上黑白格的长度相等；A、B、C为三根固定在转臂上的挡板，可与转臂上做圆周运动的实验球产生挤压，从而提供向心力。图（a）中的标尺1和2可以显示出两球所受向心力的大小关系。可供选择的实验球有：质量均为2m的球1和球2，质量为m的球3。 图（a） 图（b） （1）在研究向心力的大小F与质量m、角速度ω和半径r之间的关系时，我们主要用到了物理学中的________。 A. 等效替代法 B. 控制变量法 C. 理想实验法 D. 转化法 （2）实验时将球1、球2分别放在挡板B、C位置，将皮带与轮①和轮④连接，转动手柄观察左右两个标尺，此过程是验证向心力的大小与________的关系。 （3）实验时将皮带与轮②和轮⑤相连，则两塔轮的角速度之比为________，将球1、球3分别放在挡板B、C位置，转动手柄，则标尺1和标尺2显示的向心力之比为________。 12. “研究平抛物体的运动”的实验中： （1）在实验前应（ ） A.将斜槽的末端切线调成水平； B.将木板校准到竖直方向，并使木板平面与小球下落的竖直平面平行 C.在白纸上记录斜槽末端槽口的位置O，作为小球做平抛运动的起点和所建坐标系的原点 （2）如图为平抛运动的闪光照片的一部分，图中背景方格的边长均为5cm，如果取，则闪光时间间隔为___________；小球运动中水平分速度的大小___________；小球经过B点时的速度大小是___________，抛出点坐标为___________（以方格数表示坐标，每格坐标计1） 13. 若中国空间站的质量为m，空间站距离地面的高度为h，地球的半径为R，地球的质量为M，引力常量为G。求： （1）空间站受地球引力的大小； （2）空间站环绕地球运行的周期； （3）空间站环绕地球运行的向心加速度的大小。 14. 一游乐场水上过山车模型图如下，固定在离水面高为的水平平台上的圆形轨道半径为，A、B分别为圆形轨道的最低点和最高点。现将一质量为2kg的小球通过过山车模型的多个圆形轨道从A点离开，再通过光滑的水平轨道AC从C点水平飞出落入水中。已知水面宽度为，不计空气阻力，重力加速度g取 求： （1）小球能通过圆形轨道，在B点的速度至少多大； （2）小球能不碰壁且安全落入水中，在C点最大速度是多少； （3）第（2）问中的小球在圆轨道最低点A对轨道的压力大小； 15. 如图所示是某游乐场“空中飞椅”的游乐设施，其基本装置是将绳子上端固定在转盘上，绳子下端连接座椅，人坐在飞椅上随转盘在空中绕竖直转轴转动。设绳子长，人与座椅的总质量，盘静止时人与轴间的距离，此时座椅离地面。转盘慢慢加速运动，经过一段时间后转速保持稳定，此时人与转轴之间的距离变为，且保持不变。不计空气阻力，绳子不可伸长，取。 （1）转盘转动到稳定状态时，绳对座椅的拉力多大？ （2）转盘转动到稳定状态时，座椅的角速度大小是多少？ （3）若转盘稳定转动后，一位游客随身携带的手机突然滑落下来。为了保证安全，管理员应该让地面上的游客至少离中心轴多远？ 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $