精品解析：吉林省长春市德惠市第一中学2024-2025学年高一下学期第一次月考物理试卷

2024-2025学年度第二学期高一第一次月考 物理试卷 本试卷满分 100 分，考试用时 75 分钟 注意事项： 1．答题前，考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。 2．回答选择题时，选出小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，在选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 一、本试题共10小题，共46分。第1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8~10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 1. 如图所示，门上有a和b两个质点，它们与门一起绕转轴OO'转动，在门被推开的过程中，a、b两点做圆周运动的（　　） A. 半径相同 B. 角速度相同 C. 线速度相同 D. 向心加速度相同 2. 如图所示，有一个水平大圆盘绕过圆心的竖直轴匀速转动，小强站在距圆心为r处的P点不动。则他受到的作用力有（　　） A. 重力、支持力、向心力 B. 重力、支持力 C. 摩擦力、向心力 D. 重力、支持力、摩擦力 3. 如图所示，长为l的细绳一端固定于O点，另一端系一个小球（可视为质点），在距O点正下方的A处钉一个钉子，小球从一定高度摆下，则在细绳与钉子相碰瞬间前后，下列说法正确的是（　　） A. 细绳与钉子相碰前后绳中张力大小不变 B. 细绳与钉子碰后瞬间绳中张力增大为碰前瞬间的2倍 C. 细绳与钉子相碰前后小球的向心加速度大小不变 D. 细绳与钉子碰后瞬间小球的向心加速度增大为碰前瞬间的2倍 4. 有一种杂技表演叫“飞车走壁”，由杂技演员驾驶摩托车沿光滑圆形表演台的侧壁高速行驶，在水平面内做匀速圆周运动。图中粗线圆表示摩托车的行驶轨迹，轨迹离地面的高度为h。如果增大高度h，则下列关于摩托车的说法正确的是 （　　） A. 对侧壁的压力FN不变 B. 做圆周运动的周期T变小 C. 做圆周运动的线速度v减小 D. 做圆周运动的向心力F增大 5. 潮汐现象出现的原因之一是在地球的不同位置海水受到月球的引力不相同。图中a、b和c处单位质量的海水受月球引力大小在（　　） A. b处最小 B. a处最大 C. c处最大 D. a、c处相等，b处最小 6. 新京报2021年2月10日晚报道：经历200余天的飞行，跋涉4.75亿千米，在距离火星400千米处成功的一脚刹车，中国自主研发的火星探测器“天问一号”顺利进入火星轨道。与地球相比，火星半径约为地球的一半，质量约为地球的，公转半径约为地球的1.5倍，下列说法正确的是（　　） A. 火星绕太阳公转的线速度与地球绕太阳公转线速度的比为 B. 火星绕太阳运行的公转周期与地球绕太阳公转周期的比为 C. 火星的第一宇宙速度与地球第一宇宙速度的比为 D. 火星表面的重力加速度与地球表面重力加速度的比为 7. 如图所示，质量为m的汽车，沿半径为R的半圆形拱桥运动，当汽车通过拱桥最高点B时速度大小为v，则此时（　　） A. 汽车速度越大，对拱形桥压力越大 B. 在B点的速度最小值为 C. 若汽车速度等于，汽车将做平抛运动，越过桥后落地点与B点的水平距离为 D. 若汽车对桥顶的压力为，汽车的速度大小为 8. 如图所示，为地球静止卫星，为运行轨道比低的一颗卫星，为放在地球赤道地面上的一个物体，两颗卫星及物体的质量都相同，关于它们的线速度、角速度、运行周期和所受到的万有引力的比较，下列关系式正确的是（　　） A. B. C. D. 9. 如图甲所示，轻杆一端固定在O点，另一端固定一小球，现让小球在竖直平面内做半径为R的圆周运动。小球运动到最高点时，受到的弹力为F，速度大小为v，其F-v2图像如乙图所示，则（　　） A. 小球的质量为 B. 当地的重力加速度大小为 C. v2=c时，小球对杆的弹力方向向下 D. v2=2b时，小球受到的弹力与重力大小相等 10. 如图所示，若空间站的运动可视为绕地心做匀速圆周运动，已知空间站的周期为，轨道半径为，地球表面的重力加速度为，引力常量为，忽略地球自转，则可以求出的物理量有（　　） A. 空间站的线速度大小 B. 空间站的质量 C. 地球的质量 D. 地球的密度 二、非选择题：本题共5小题，共54分。 11. 卡文迪许利用如图所示的扭秤实验装置测量了引力常量： （1）横梁一端固定有一质量为m半径为r的均匀铅球A，旁边有一质量为m，半径为r的相同铅球B，A、B两球表面的最近距离L，已知引力常量为G，则A、B两球间的万有引力大小为F=________。 （2）“卡文迪许扭秤实验”中，采用的科学方法是________ （3）引力常量的得出具有重大意义，比如：________。（说出一条即可） 12. 如图甲所示为向心力演示仪，某同学探究小球做圆周运动所需向心力的大小F与质量m、角速度ω和半径r之间的关系。长槽的A、B处和短槽的C处分别到各自转轴中心距离之比为1∶2∶1，该同学设计了如图乙所示的三种组合方式，变速塔轮自上而下每层左右半径之比分别为1∶1、2∶1和3∶1。 （1）本实验的目的是探究向心力的大小F与小球质量m、角速度和半径r之间的关系，实验中采用的主要实验方法与下列实验相同的是________； A. 探究两个互成角度的力的合成规律 B. 探究平抛运动的特点 C. 探究加速度与物体受力、物体质量的关系 （2）在某次实验中，探究向心力的大小与半径的关系，则需要将传动皮带调至第________层塔轮（选填“一”“二”或“三”）；实验中小球质量应________（选填“相同”，或“不同”） （3）按（2）中正确选择后，两次以不同的转速匀速转动手柄，左、右测力筒露出等分标记如图丙所示。则向心力大小F与小球做圆周运动半径r的关系是________。 A. F与r2成反比 B. F与r2成正比 C. F与r成反比 D. F与r成正比 13. 如图所示，半径R=0.4m的光滑半圆环轨道处于竖直平面内，与水平地面相切于圆环的端点A，一质量为m=1kg的小球从A点冲上竖直半圆环轨道，最后落在水平地面上的C点（图上未画），g=10m/s2。 （1）小球到达最高点B的最小速度多大； （2）若小球沿轨道运动到最高点B并以vB=4m/s飞出，求： ①小球在B点对轨道的压力； ②小球落点C与A点的距离。 14. 宇航员在地球表面以一定初速度竖直向上抛出一小球，经过时间小球落回原处；若他在某星球表面以相同的初速度竖直上抛同一小球，需经过时间小球落回原处．（取地球表面重力加速度，空气阻力不计） （1）求该星球表面附近的重力加速度； （2）已知该星球的半径与地球半径之比为，求该星球的质量与地球质量之比。 15. 如图所示，A是地球的一颗同步卫星，O为地球中心，地球半径为R，地球自转周期为。另一卫星B的圆形轨道也位于赤道平面内，且距地面的高度，地球表面的重力加速度大小为g。 （1）求同步卫星距离地面的高度； （2）求卫星B的运行周期； （3）若卫星B运行方向与地球自转方向相同，某时刻A、B两卫星相距最近，求至少再经过多长时间A、B两卫星相距最远？（用和表示） 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2024-2025学年度第二学期高一第一次月考 物理试卷 本试卷满分 100 分，考试用时 75 分钟 注意事项： 1．答题前，考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。 2．回答选择题时，选出小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，在选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 一、本试题共10小题，共46分。第1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8~10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 1. 如图所示，门上有a和b两个质点，它们与门一起绕转轴OO'转动，在门被推开的过程中，a、b两点做圆周运动的（　　） A. 半径相同 B. 角速度相同 C. 线速度相同 D. 向心加速度相同 【答案】B 【解析】 【详解】a、b两点同轴转动，a、b两点做圆周运动的角速度相同，根据， 由于，则有， 故选B。 2. 如图所示，有一个水平大圆盘绕过圆心的竖直轴匀速转动，小强站在距圆心为r处的P点不动。则他受到的作用力有（　　） A. 重力、支持力、向心力 B. 重力、支持力 C. 摩擦力、向心力 D. 重力、支持力、摩擦力 【答案】D 【解析】 【详解】由于小强随圆盘做匀速圆周运动，一定需要向心力，该力一定指向圆心方向，而重力和支持力在竖直方向上，它们不能充当向心力，因此他会受到摩擦力作用，且充当向心力，向心力是效果力，不是小强受到的力，故他受到重力、支持力、摩擦力。 故选D。 3. 如图所示，长为l的细绳一端固定于O点，另一端系一个小球（可视为质点），在距O点正下方的A处钉一个钉子，小球从一定高度摆下，则在细绳与钉子相碰瞬间前后，下列说法正确的是（　　） A. 细绳与钉子相碰前后绳中张力大小不变 B. 细绳与钉子碰后瞬间绳中张力增大为碰前瞬间的2倍 C. 细绳与钉子相碰前后小球的向心加速度大小不变 D. 细绳与钉子碰后瞬间小球的向心加速度增大为碰前瞬间的2倍 【答案】D 【解析】 【详解】AB.细绳与钉子相碰前后小球的速度大小不变，但小球做圆周运动的半径变为原来的一半，设绳子的拉力为T，根据牛顿第二定律有 则绳子的拉力大小为 所以细绳与钉子相碰前后绳中的张力变大，但不是2倍关系，故AB错误； CD.细绳与钉子相碰前后小球的速度大小不变，但小球做圆周运动的半径变为原来的一半，根据 可知，细绳与钉子相碰前后的向心加速度增大为碰前的2倍，故C错误，D正确。 故选D。 4. 有一种杂技表演叫“飞车走壁”，由杂技演员驾驶摩托车沿光滑圆形表演台的侧壁高速行驶，在水平面内做匀速圆周运动。图中粗线圆表示摩托车的行驶轨迹，轨迹离地面的高度为h。如果增大高度h，则下列关于摩托车的说法正确的是 （　　） A. 对侧壁的压力FN不变 B. 做圆周运动的周期T变小 C. 做圆周运动的线速度v减小 D. 做圆周运动的向心力F增大 【答案】A 【解析】 【详解】A．做匀速圆周运动，设筒壁与水平面夹角为，根据受力分析可得，与h无关，A正确； B．根据，h变大，r变大，所以T变长了，B错误； C．根据，h变大，r变大，所以v变大了，C错误； D．根据向心力并没有变，D错误。 故选A。 5. 潮汐现象出现的原因之一是在地球的不同位置海水受到月球的引力不相同。图中a、b和c处单位质量的海水受月球引力大小在（　　） A. b处最小 B. a处最大 C. c处最大 D. a、c处相等，b处最小 【答案】B 【解析】 【详解】根据万有引力公式 可知图中a处单位质量的海水受到月球的引力最大、c处最小。 故选B。 6. 新京报2021年2月10日晚报道：经历200余天的飞行，跋涉4.75亿千米，在距离火星400千米处成功的一脚刹车，中国自主研发的火星探测器“天问一号”顺利进入火星轨道。与地球相比，火星半径约为地球的一半，质量约为地球的，公转半径约为地球的1.5倍，下列说法正确的是（　　） A. 火星绕太阳公转的线速度与地球绕太阳公转线速度的比为 B. 火星绕太阳运行的公转周期与地球绕太阳公转周期的比为 C. 火星的第一宇宙速度与地球第一宇宙速度的比为 D. 火星表面的重力加速度与地球表面重力加速度的比为 【答案】D 【解析】 【详解】A． 根据万有引力提供向心力公式 可得 火星公转半径为地球的1.5倍，因此 ，故A错误。 B． 根据开普勒第三定律 ，公转周期 。火星公转半径为地球的1.5倍，因此 ，故B错误。 C． 第一宇宙速度公式为。火星质量是地球的，半径是地球的，因此 ，故C错误。 D． 表面重力加速度公式为。火星质量是地球的，半径是地球的，因此 ，故D正确。 故选D。 7. 如图所示，质量为m的汽车，沿半径为R的半圆形拱桥运动，当汽车通过拱桥最高点B时速度大小为v，则此时（　　） A. 汽车速度越大，对拱形桥压力越大 B. 在B点的速度最小值为 C. 若汽车速度等于，汽车将做平抛运动，越过桥后落地点与B点的水平距离为 D. 若汽车对桥顶的压力为，汽车的速度大小为 【答案】C 【解析】 【详解】A．当汽车通过拱桥最高点B时速度大小为v，设此时桥顶对汽车的支持力为FN，由牛顿第二定律可得 解得 可知汽车速度越大，拱形桥对汽车的支持力越小，由牛顿第三定律，可知汽车对拱形桥压力越小，A错误； B．当汽车在B点的速度为时，由以上计算可知，此时桥对汽车的支持力是零，即汽车的最大速度是，B错误； C．若汽车速度等于，汽车与桥顶无相互作用力，汽车将做平抛运动，越过桥后到落地点，下落的高度则有 解得 落地点与B点的水平距离为 C正确； D．若汽车对桥顶的压力为，由牛顿第三定律，可知桥顶对汽车的支持力大小为，由牛顿第二定律可得 解得汽车的速度大小为 D错误。 故选C。 8. 如图所示，为地球静止卫星，为运行轨道比低的一颗卫星，为放在地球赤道地面上的一个物体，两颗卫星及物体的质量都相同，关于它们的线速度、角速度、运行周期和所受到的万有引力的比较，下列关系式正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】ACD 【解析】 【详解】ABD．与属于卫星，利用卫星环绕规律进行比较，卫星环绕的线速度、角速度及周期的表达式分别为 ，， 卫星的轨道半径越大，卫星环绕的线速度、角速度越小，周期越大，由于 故 ，， 又为静止卫星，为地球赤道上的物体，与的角速度、周期相等，即 ， 与的线速度比较利用圆周运动运动公式来比较，即 由于 故 综上、、的线速度、角速度及周期关系为 ，， B错误，AD正确； C．根据万有引力定律 、、三者质量相等，但与地心距离不等，且与地心距离越小，所受万有引力越大，由于 故 C正确。 故选ACD。 9. 如图甲所示，轻杆一端固定在O点，另一端固定一小球，现让小球在竖直平面内做半径为R的圆周运动。小球运动到最高点时，受到的弹力为F，速度大小为v，其F-v2图像如乙图所示，则（　　） A. 小球的质量为 B. 当地的重力加速度大小为 C. v2=c时，小球对杆的弹力方向向下 D. v2=2b时，小球受到的弹力与重力大小相等 【答案】AD 【解析】 【详解】B．由图乙可知，当v2=b时，杆对球的弹力恰好为零，此时小球只受重力，重力提供向心力，即 解得重力加速度为 故B错误； A．当v2=0时，向心力为零，杆对球的弹力恰好与球的重力等大反向，即 即小球的质量为 故A正确； C．根据圆周运动的规律，当v2=b时杆对球的弹力为零，当v2<b时，有 杆对球的弹力方向向上； 当v2>b时，有 杆对球的弹力方向向下，所以v2=c>b，杆对小球的弹力方向向下，根据牛顿第三定律，小球对杆的弹力方向向上，故C错误； D．当v2=2b时，有 解得 故D正确。 故选AD。 10. 如图所示，若空间站的运动可视为绕地心做匀速圆周运动，已知空间站的周期为，轨道半径为，地球表面的重力加速度为，引力常量为，忽略地球自转，则可以求出的物理量有（　　） A. 空间站的线速度大小 B. 空间站的质量 C. 地球的质量 D. 地球的密度 【答案】ACD 【解析】 【详解】A．根据公式 可求出空间站的线速度大小，故A正确； BC．根据牛顿第二定律 可得，可求出地球的质量，无法求出空间站的质量，故B错误，C正确； D．设地球半径为，根据 可得地球半径R，根据 联立可求出地球密度，故D正确。 故选ACD。 二、非选择题：本题共5小题，共54分。 11. 卡文迪许利用如图所示的扭秤实验装置测量了引力常量： （1）横梁一端固定有一质量为m半径为r的均匀铅球A，旁边有一质量为m，半径为r的相同铅球B，A、B两球表面的最近距离L，已知引力常量为G，则A、B两球间的万有引力大小为F=________。 （2）“卡文迪许扭秤实验”中，采用的科学方法是________ （3）引力常量的得出具有重大意义，比如：________。（说出一条即可） 【答案】（1） （2）微小量放大法 （3）引力常量的普适性证明了万有引力定律的正确性；同时引力常量的得出使得可以正确计算万有引力的大小；同时可以使得人们可以方便地计算出地球的质量。（一条即可） 【解析】 【小问1详解】 A、B两球间的万有引力大小为 【小问2详解】 “卡文迪许扭秤实验”中，采用的科学方法是微小量放大法； 【小问3详解】 引力常量的普适性证明了万有引力定律的正确性；同时引力常量的得出使得可以正确计算万有引力的大小；同时可以使得人们可以方便地计算出地球的质量。 12. 如图甲所示为向心力演示仪，某同学探究小球做圆周运动所需向心力的大小F与质量m、角速度ω和半径r之间的关系。长槽的A、B处和短槽的C处分别到各自转轴中心距离之比为1∶2∶1，该同学设计了如图乙所示的三种组合方式，变速塔轮自上而下每层左右半径之比分别为1∶1、2∶1和3∶1。 （1）本实验的目的是探究向心力的大小F与小球质量m、角速度和半径r之间的关系，实验中采用的主要实验方法与下列实验相同的是________； A. 探究两个互成角度的力的合成规律 B. 探究平抛运动的特点 C. 探究加速度与物体受力、物体质量的关系 （2）在某次实验中，探究向心力的大小与半径的关系，则需要将传动皮带调至第________层塔轮（选填“一”“二”或“三”）；实验中小球质量应________（选填“相同”，或“不同”） （3）按（2）中正确选择后，两次以不同的转速匀速转动手柄，左、右测力筒露出等分标记如图丙所示。则向心力大小F与小球做圆周运动半径r的关系是________。 A. F与r2成反比 B. F与r2成正比 C. F与r成反比 D. F与r成正比 【答案】（1）C （2） ①. 一 ②. 相同 （3）D 【解析】 【小问1详解】 本实验的目的是探究向心力的大小F与小球质量m、角速度和半径r之间的关系，采用的实验方法是控制变量法。 A．探究两个互成角度的力的合成规律，采用的实验方法是等效替代法，故A错误； B．探究平抛运动的特点，采用的是等效思想，故B错误； C．探究加速度与物体受力、物体质量的关系，采用的实验方法是控制变量法，故C正确。 故选C。 【小问2详解】 [1][2]在某次实验中，探究向心力的大小与半径的关系时，应保持两小球质量m、角速度相同，则需要将传动皮带调至第一层塔轮。 【小问3详解】 角速度为、时，左、右测力筒露出的格子数之比均为，左右两标尺露出的格子数之比表示向心力的比值，且B处、C处分别到各自转轴中心距离之比为，可知F与r成正比。 故选D。 13. 如图所示，半径R=0.4m的光滑半圆环轨道处于竖直平面内，与水平地面相切于圆环的端点A，一质量为m=1kg的小球从A点冲上竖直半圆环轨道，最后落在水平地面上的C点（图上未画），g=10m/s2。 （1）小球到达最高点B的最小速度多大； （2）若小球沿轨道运动到最高点B并以vB=4m/s飞出，求： ①小球在B点对轨道的压力； ②小球落点C与A点的距离。 【答案】（1）2m/s （2）①30N；②1.6m 【解析】 【小问1详解】 小球到达最高点B的速度最小时，轨道对球的压力为零，则 解得 【小问2详解】 ①小球在B点时由牛顿第二定律 解得FN=30N 由牛顿第三定律可知，球对轨道的压力为30N； ②球从B点做平抛运动，则， 联立解得x=1.6m 14. 宇航员在地球表面以一定初速度竖直向上抛出一小球，经过时间小球落回原处；若他在某星球表面以相同的初速度竖直上抛同一小球，需经过时间小球落回原处．（取地球表面重力加速度，空气阻力不计） （1）求该星球表面附近的重力加速度； （2）已知该星球的半径与地球半径之比为，求该星球的质量与地球质量之比。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】设小球抛出的初速度为，则在地球表面竖直向上抛出时，有 在某星球表面竖直向上抛出时，有 联立解得 （2）根据物体在行星表面受到万有引力等于重力，在地球表面时有 在某星球表面时有 联立可得 15. 如图所示，A是地球的一颗同步卫星，O为地球中心，地球半径为R，地球自转周期为。另一卫星B的圆形轨道也位于赤道平面内，且距地面的高度，地球表面的重力加速度大小为g。 （1）求同步卫星距离地面的高度； （2）求卫星B的运行周期； （3）若卫星B运行方向与地球自转方向相同，某时刻A、B两卫星相距最近，求至少再经过多长时间A、B两卫星相距最远？（用和表示） 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 根据题意，由万有引力等于重力有 由万有引力提供向心力有 联立解得 【小问2详解】 由万有引力提供向心力有 其中 解得 【小问3详解】 根据题意，设经过时间A、B两卫星相距最远，则有 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $