精品解析：江苏省南京市中华中学2024-2025学年高一下学期3月月考物理试卷

南京市中华中学2024—2025学年第二学期3月月考试题 高一物理 考试时间：75分钟满分100分 一、单项选择题：共11题，每题4分，共44分。每题只有一个选项最符合题意。 1. 根据所学物理知识，下列说法正确的是（　　） A. 平抛运动中相同时间间隔内速度变化量相等 B. 匀速圆周运动属于匀变速曲线运动 C. 如果一个力不做功，则这个力不会改变物体的运动状态 D. 摩擦力可以做负功，可以不做功，也可以做正功 2. 如图所示，质量为2kg的物体沿倾角为30°的固定斜面匀减速上滑了2m距离，物体加速度的大小为8m/s²，（重力加速度g取10m/s²）。在此过程中物体（　　） A. 支持力做功不为零 B. 重力做功20J C. 摩擦力做功−12J D. 克服摩擦力做功32J 3. 历史上，牛顿曾提出：若在地球表面的高山上来做平抛实验，把物体抛出，它将落向地面；如果将物体抛出的速度变大，它将会落向更远的地方。如果抛出的速度足够大，它有可能不落回地面，而是绕地球运转。已知地球半径为6.37×10⁶km，小伟同学用如下方法推导这一速度，其结果与正确值相差很远，这是由于他在近似处理中错误的假设是（　　） A. 卫星的轨道是圆的 B. 卫星的轨道半径等于地球半径 C. 卫星的周期等于地球自转的周期 D. 卫星的向心力等于它在地球上受到的地球引力 4. 如图所示为自行车的传动装置示意图，已知链轮的半径r1，飞轮的半径r2，后轮的半径r3，若小明同学踩脚蹬使链轮匀速转动，其转动周期为T，该过程可认为自行车沿平直路面匀速前进，则自行车前进的速度大小为（　　） A. B. C. D. 5. 估算炮弹出膛的速度时，让炮弹沿与水平面成角的方向射出，假如不计空气阻力作用，其运动轨迹如图所示。如果把一小段抛物线看成圆弧，测得在其轨迹最高点P处的曲率半径为，重力加速度为g，则炮弹的出膛速度为（　　） A. B. C. D. 6. 如图所示，一楼梯每级台阶的高均为0.225m，宽均为0.20m，现有一个弹珠从0号台阶左端正上方与4号台阶等高的地方以的速度水平抛出，要使弹珠直接击中2号台阶，重力加速度取10，空气阻力不计，则的可能值为（ ） A. 0.9 B. 1.2 C. 1.8 D. 2.2 7. 如图所示，、两卫星在赤道平面内绕地球做匀速圆周运动，卫星的运行周期为24h。已知引力常量为，地球的质量为、半径为，则下列说法正确的是（　　） A. 地球赤道上的重力加速度大于 B. 卫星所受地球引力大于卫星所受地球引力 C. 卫星运行的周期小于24h D. 在相同时间内，卫星、卫星与地心连线扫过的面积相等 8. 如图为某卫星的发射与交会对接过程示意图，卫星发射后先在半径为的近地圆轨道①上以做匀速圆周运动，然后在点P点火进入椭圆轨道②，在椭圆轨道上稳定运行时经过点P速度大小为，经过点Q速度大小为，运行稳定后某次到达椭圆轨道上远地点Q再次点火，最终在半径为的圆周轨道③上以做匀速圆周运动。下列说法正确的是（　　） A. 飞船从轨道②变轨到轨道③需要在点Q点火减速 B. 题中涉及到的四个速度的关系为 C. 飞船在点P点火前后，需要的向心力大小不变 D. 飞船在轨道②上经过点P的加速度大于在轨道①上经过点P的加速度 9. 如图所示，一质量为m的光滑圆管轨道半径为R，用一细轻杆固定在竖直平面内，一质量为m的小球运动到最高点时的速度是，此时杆对轨道的作用力为（　　） A. 0 B. mg，方向向上 C. mg，方向向下 D. 2mg，方向向上 10. 如图所示，一倾斜的圆筒绕固定轴以恒定的角速度转动，圆筒的半径。筒壁内有一小物体与圆筒始终保持相对静止，小物体与圆筒间的动摩擦因数为（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力），转动轴与水平面间的夹角为，重力加速度取，则的最小值是（　　） A. 1rad/s B. C. D. 11. 地球赤道处重力加速度较小，是南极和北极的重力加速度的倍(k >1)，已知地球自转周期为T，绕地球表面飞行的卫星角速度为 （　　） A. B. C. D. 二、非选择题：共5题，共56分。其中第13—第16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。只写最后答案的不能得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位。 12. 在一个未知星球上用如图所示装置研究平抛运动的规律。悬点O正下方P点处有水平放置的炽热电热丝，当悬线摆至电热丝处时能轻易被烧断，小球由于惯性向前飞出做平抛运动。现对此运动采用频闪数码照相机连续拍摄。在有坐标纸的背景屏前，拍下了小球在做平抛运动过程中的多张照片，经合成后，照片如图所示。a、b、c、d为连续四次拍下的小球位置，已知照相机连续拍照的时间间隔是0.10s，照片大小如图中坐标所示，又知该照片的长度与实际背景屏的长度之比为1∶4，则： （1）由以上信息，可知a点___________（填“是”或“不是”）小球的抛出点； （2）由以上及图信息，可以推算出该星球表面的重力加速度为___________； （3）由以上及图信息可以算出小球在b点时的速度是___________m/s； （4）若已知该星球的半径与地球半径之比为，则该星球的质量与地球质量之比___________，第一宇宙速度之比___________。（取10） 13. 如图所示。一滑板爱好者总质量（包括装备）为50kg，从以O为圆心，半径为R=16m光滑圆弧轨道的A点由静止开始下滑，到达轨道最低点B后（OB在同一竖直线上），滑板爱好者沿水平切线飞出做平抛运动，并恰好从C点以平行斜面方向的速度进入斜面，若到达轨道最低点B时对轨道的压力为950N，B和C之间的竖直高度为h=2.4m，（g=10m/s²）求： （1）滑板爱好者到达轨道最低点B时的速度大小； （2）斜面的倾角θ。 14. 某双星系统，两星球质量均为m，他们之间的距离为L，万有引力常量为G， （1）计算他们运行的周期T0； （2）人们通过天文观测，发现其实际运行周期是理论计算值的k倍，有人猜想在两星连线的中点处有一未知天体，假如猜想正确，请用m，k表示该未知天体的质量。 15. 如图所示，相互垂直的两光滑杆ON、OM，其中OM杆水平放置，两杆上分别套着环Q和P。环Q的质量m1=2m，P的质量m2=m，用长为轻绳连接。一根弹簧左端固定于O点，右端与环P拴接，弹簧的原长为l。两环静止时，弹簧长度为，重力加速度g=10m/s2。整个装置可绕ON轴匀速旋转，求： （1）弹簧的劲度系数； （2）弹簧长度恰好为原长时，转动的角速度ω1； （3）弹簧长度为时，转动的角速度ω2。 16. 如图所示，水平转盘可绕竖直中心轴转动，盘上叠放着质量均为1kg的A、B两个物块，B物块用长为0.25m的细线与固定在转盘中心处的力传感器相连，两个物块和传感器的大小均可不计．细线能承受的最大拉力为8N，A、B间的动摩擦因数为0.4，B与转盘间的动摩擦因数为0.1，且可认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力．转盘静止时，细线刚好伸直，传感器的读数为零．当转盘以不同的角速度匀速转动时，传感器上就会显示相应的读数F（g=10m/s2）． （1）当B与转盘之间的静摩擦力达到最大值时，求转盘的角速度； （2）当A与B恰好分离时，求F的大小和转盘的角速度； （3）试通过计算在坐标系中作出图象． 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 南京市中华中学2024—2025学年第二学期3月月考试题 高一物理 考试时间：75分钟满分100分 一、单项选择题：共11题，每题4分，共44分。每题只有一个选项最符合题意。 1. 根据所学物理知识，下列说法正确的是（　　） A. 平抛运动中相同时间间隔内速度变化量相等 B. 匀速圆周运动属于匀变速曲线运动 C. 如果一个力不做功，则这个力不会改变物体的运动状态 D. 摩擦力可以做负功，可以不做功，也可以做正功 【答案】AD 【解析】 【详解】A．平抛运动是加速度为的匀变速曲线运动，根据可知，相同时间间隔内速度变化量相等，故A正确； B．匀速圆周运动是加速度变化的曲线运动，故B错误； C．当一个力的方向与物体的运动方向垂直时，这个力不做功，但这个力可以改变物体的运动方向，从而改变物体的运动状态，故C错误； D．摩擦力即可以做负功，也可以不做功，还可以做正功，故D正确。 故选AD。 2. 如图所示，质量为2kg的物体沿倾角为30°的固定斜面匀减速上滑了2m距离，物体加速度的大小为8m/s²，（重力加速度g取10m/s²）。在此过程中物体（　　） A. 支持力做功不为零 B. 重力做功20J C. 摩擦力做功−12J D. 克服摩擦力做功32J 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据功的公式 由于支持力与位移方向垂直，即 因此支持力不做功，A错误； B．同理可得，重力所做的功 即重力所做的功为，B错误； CD．根据牛顿第二定律，则有 代入数据解得物体受到的摩擦力大小为 故摩擦力所做的功 克服摩擦力所做的功为12J，C正确，D错误。 故选C。 3. 历史上，牛顿曾提出：若在地球表面的高山上来做平抛实验，把物体抛出，它将落向地面；如果将物体抛出的速度变大，它将会落向更远的地方。如果抛出的速度足够大，它有可能不落回地面，而是绕地球运转。已知地球半径为6.37×10⁶km，小伟同学用如下方法推导这一速度，其结果与正确值相差很远，这是由于他在近似处理中错误的假设是（　　） A. 卫星的轨道是圆的 B. 卫星的轨道半径等于地球半径 C. 卫星的周期等于地球自转的周期 D. 卫星的向心力等于它在地球上受到的地球引力 【答案】C 【解析】 【详解】AD．如果抛出的速度足够大，它有可能不落回地面，而是绕地球运转，由万有引力提供向心力，做匀速圆周运动，AD假设正确，不符合题意； B．由于山的高度远小于地球的半径，则该卫星的轨道半径可视为等于地球半径，B假设正确，不符合题意； C．由于山的高度远小于地球的半径，则该卫星的轨道半径可视为等于地球半径，则该卫星为近地卫星，而只有地球静止卫星的周期才等于地球自转的周期，C假设错误，符合题意。 故选C。 4. 如图所示为自行车的传动装置示意图，已知链轮的半径r1，飞轮的半径r2，后轮的半径r3，若小明同学踩脚蹬使链轮匀速转动，其转动周期为T，该过程可认为自行车沿平直路面匀速前进，则自行车前进的速度大小为（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】链轮匀速转动，线速度为 因为链轮的线速度等于飞轮的线速度，得飞轮的角速度为 而飞轮的角速度等于后轮的角速度，得后轮的线速度为 联立解得 故选B。 5. 估算炮弹出膛的速度时，让炮弹沿与水平面成角的方向射出，假如不计空气阻力作用，其运动轨迹如图所示。如果把一小段抛物线看成圆弧，测得在其轨迹最高点P处的曲率半径为，重力加速度为g，则炮弹的出膛速度为（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】炮弹在最高点时，向心加速度 炮弹做抛体运动过程中，水平速度不变，所以炮弹出膛速度 故选B。 6. 如图所示，一楼梯每级台阶的高均为0.225m，宽均为0.20m，现有一个弹珠从0号台阶左端正上方与4号台阶等高的地方以的速度水平抛出，要使弹珠直接击中2号台阶，重力加速度取10，空气阻力不计，则的可能值为（ ） A. 0.9 B. 1.2 C. 1.8 D. 2.2 【答案】C 【解析】 【详解】若要弹珠直接击中2号台阶，则其水平位移应满足：，下落高度，弹珠抛出后做平抛运动 故可 故选C。 7. 如图所示，、两卫星在赤道平面内绕地球做匀速圆周运动，卫星的运行周期为24h。已知引力常量为，地球的质量为、半径为，则下列说法正确的是（　　） A. 地球赤道上的重力加速度大于 B. 卫星所受地球引力大于卫星所受地球引力 C. 卫星运行的周期小于24h D. 在相同时间内，卫星、卫星与地心连线扫过的面积相等 【答案】C 【解析】 【详解】A．赤道上的物体随地球自转需要向心力 所以 选项A错误； B．和的质量未知，无法比较它们所受地球引力的大小，选项B错误； C．由开普勒第三定律可知，卫星的轨道半径越大，运行的周期越长，因运行的周期为24h，故运行的周期小于24h，选项C正确； D．根据开普勒第二定律可知，对同一卫星而言，它与地心的连线在相等的时间内扫过的面积相等，选项D错误。 故选C。 8. 如图为某卫星的发射与交会对接过程示意图，卫星发射后先在半径为的近地圆轨道①上以做匀速圆周运动，然后在点P点火进入椭圆轨道②，在椭圆轨道上稳定运行时经过点P速度大小为，经过点Q速度大小为，运行稳定后某次到达椭圆轨道上远地点Q再次点火，最终在半径为的圆周轨道③上以做匀速圆周运动。下列说法正确的是（　　） A. 飞船从轨道②变轨到轨道③需要在点Q点火减速 B. 题中涉及到的四个速度的关系为 C. 飞船在点P点火前后，需要的向心力大小不变 D. 飞船在轨道②上经过点P的加速度大于在轨道①上经过点P的加速度 【答案】B 【解析】 【详解】A．飞船从轨道②变轨到轨道③需要在点Q点火加速，A错误； B．飞船从轨道①变轨到轨道②需要在点P点火加速，故 飞船从轨道②变轨到轨道③需要在点Q点火加速，故 又因为卫星绕地球做圆周运动时万有引力提供向心力 解得 故轨道半径越小线速度越大 结合上述分析可得 B正确； C．由向心力表达式 可知飞船在点P点火后，速度变大，需要的向心力变大，C错误； D．由 可得 故飞船在轨道②上经过点P的加速度等于在轨道①上经过点P的加速度，D错误。 故选B。 9. 如图所示，一质量为m的光滑圆管轨道半径为R，用一细轻杆固定在竖直平面内，一质量为m的小球运动到最高点时的速度是，此时杆对轨道的作用力为（　　） A. 0 B. mg，方向向上 C. mg，方向向下 D. 2mg，方向向上 【答案】A 【解析】 【详解】小球在最高点时，设圆管的外轨道对其有竖直向下的作用力，根据牛顿第二定律有 解得 故小球对圆管的外轨道有竖直向上的支持力作用，大小为 设杆对圆管轨道的作用力为，对圆管轨道受力分析，根据平衡条件有 解得 故选A。 10. 如图所示，一倾斜的圆筒绕固定轴以恒定的角速度转动，圆筒的半径。筒壁内有一小物体与圆筒始终保持相对静止，小物体与圆筒间的动摩擦因数为（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力），转动轴与水平面间的夹角为，重力加速度取，则的最小值是（　　） A. 1rad/s B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】对物体受力分析可得 由牛顿第二定律有 解得 故ABD错误，C正确。 故选C。 11. 地球赤道处重力加速度较小，是南极和北极的重力加速度的倍(k >1)，已知地球自转周期为T，绕地球表面飞行的卫星角速度为 （　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】赤道处有效重力加速度为两极的倍，即 其中为地球自转角速度，为两极重力加速度，为地球半径。 整理得 近地卫星的向心力由地球引力提供 代入的表达式 故选C。 二、非选择题：共5题，共56分。其中第13—第16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。只写最后答案的不能得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位。 12. 在一个未知星球上用如图所示装置研究平抛运动的规律。悬点O正下方P点处有水平放置的炽热电热丝，当悬线摆至电热丝处时能轻易被烧断，小球由于惯性向前飞出做平抛运动。现对此运动采用频闪数码照相机连续拍摄。在有坐标纸的背景屏前，拍下了小球在做平抛运动过程中的多张照片，经合成后，照片如图所示。a、b、c、d为连续四次拍下的小球位置，已知照相机连续拍照的时间间隔是0.10s，照片大小如图中坐标所示，又知该照片的长度与实际背景屏的长度之比为1∶4，则： （1）由以上信息，可知a点___________（填“是”或“不是”）小球的抛出点； （2）由以上及图信息，可以推算出该星球表面的重力加速度为___________； （3）由以上及图信息可以算出小球在b点时的速度是___________m/s； （4）若已知该星球的半径与地球半径之比为，则该星球的质量与地球质量之比___________，第一宇宙速度之比___________。（取10） 【答案】 ①. 是 ②. 8.0 ③. ④. 1：20 ⑤. （或） 【解析】 【分析】 【详解】（1）[1]由图可知竖直方向上连续相等的时间内位移之比为1：3：5，符合初速度为零的匀变速直线运动的特点，因此可知a点的竖直分速度为0，a点为小球的抛出点。 （2）[2]由照片的长度与实际背景屏的长度值比为1:4可得，乙图中每个正方形的实际边长为，竖直方向上有 代入数据解得 （3）[3]水平方向小球做匀速直线运动，因此小球的平抛初速度为 B点竖直方向上的分速度为 所以 （4）[4][5]设星球的半径为R，根据万有引力近似相等，则 解得 所以该星球的质量与地球质量之比 根据万有引力提供向心力，则 得 所以该星球与地球的第一宇宙速度之比为 13. 如图所示。一滑板爱好者总质量（包括装备）为50kg，从以O为圆心，半径为R=16m光滑圆弧轨道的A点由静止开始下滑，到达轨道最低点B后（OB在同一竖直线上），滑板爱好者沿水平切线飞出做平抛运动，并恰好从C点以平行斜面方向的速度进入斜面，若到达轨道最低点B时对轨道的压力为950N，B和C之间的竖直高度为h=2.4m，（g=10m/s²）求： （1）滑板爱好者到达轨道最低点B时的速度大小； （2）斜面的倾角θ。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 在B点对滑板受力分析，可得 根据牛顿第三定律可知，其中 联立解得 【小问2详解】 由题可知，运动员落到C点的时间 故运动员到达C点时，竖直方向的速度大小为 由几何知识可得 解得 14. 某双星系统，两星球质量均为m，他们之间的距离为L，万有引力常量为G， （1）计算他们运行的周期T0； （2）人们通过天文观测，发现其实际运行周期是理论计算值的k倍，有人猜想在两星连线的中点处有一未知天体，假如猜想正确，请用m，k表示该未知天体的质量。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 两星球质量均为m，根据对称性可知两星球的轨道半径相等，即两星球绕连线的中点转动，二者转动的角速度和周期也相等，根据万有引力提供向心力，则有 其中 解得他们运行的周期 【小问2详解】 由于未知天体的存在，星球所需的向心力由两个引力的合力提供，则有 又 联立解得 15. 如图所示，相互垂直的两光滑杆ON、OM，其中OM杆水平放置，两杆上分别套着环Q和P。环Q的质量m1=2m，P的质量m2=m，用长为轻绳连接。一根弹簧左端固定于O点，右端与环P拴接，弹簧的原长为l。两环静止时，弹簧长度为，重力加速度g=10m/s2。整个装置可绕ON轴匀速旋转，求： （1）弹簧的劲度系数； （2）弹簧长度恰好为原长时，转动的角速度ω1； （3）弹簧长度为时，转动的角速度ω2。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）由几何关系可知 设绳子上的拉力为T，对Q受力分析 对P受力分析 根据胡克定律，弹簧弹力为 联立解得 （2）弹簧长度恰好为原长时 设绳子上的拉力为T，对Q受力分析 对P受力分析 解得 （3）弹簧长度为时，由几何关系可知 设绳子上的拉力为T，对Q受力分析 对P受力分析 解得 16. 如图所示，水平转盘可绕竖直中心轴转动，盘上叠放着质量均为1kg的A、B两个物块，B物块用长为0.25m的细线与固定在转盘中心处的力传感器相连，两个物块和传感器的大小均可不计．细线能承受的最大拉力为8N，A、B间的动摩擦因数为0.4，B与转盘间的动摩擦因数为0.1，且可认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力．转盘静止时，细线刚好伸直，传感器的读数为零．当转盘以不同的角速度匀速转动时，传感器上就会显示相应的读数F（g=10m/s2）． （1）当B与转盘之间的静摩擦力达到最大值时，求转盘的角速度； （2）当A与B恰好分离时，求F的大小和转盘的角速度； （3）试通过计算在坐标系中作出图象． 【答案】（1）；（2）F=6N；（3） 【解析】 【详解】（1）当B与转盘之间的静摩擦力达到最大值时 对A、B物体： 解得： （2）AB一起运动运时，绳子拉力 当A与B恰好分离时，物体所受的摩擦力等于最大静摩擦力 对有： 解得：， 此时绳子的张力为 故绳子末断且F=6N （3）随角速度的进一步增大，A脱离B物体，只有B物体做匀速圆周运动， 绳子张力 当绳子拉力，设物体B的角速度为，则对B受力分析有： 解得： 故有：当时， 当时，AB一起运动，绳子张力 当时，AB分离，对B，绳子张力 故坐标系中图象如图所示： 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $