2024宜春上高二中高一下学期3月月考试题物理含解析

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1．在物理学建立、发展的过程中，许多物理学家的科学发现推动了人类历史的进步。关于科学家和他们的贡献，下列说法中正确的是（ ）
A．牛顿认为在足够高的高山上以足够大的水平速度抛出一物体，物体就不会再落在地球上
B．英国物理学家牛顿利用“扭秤实验”首先较准确的测定了万有引力常量
C．伽利略用“月—地检验”证实了万有引力定律的正确性
D．德国天文学家开普勒对伽利略观测的行星数据进行了多年研究，得出了开普勒三大行星运动定律
2．如图所示，一位同学玩飞镖游戏。圆盘最上端有一点P，飞镖抛出时与P等高，且距离P点为L。当飞镖以初速度垂直盘面瞄准P点抛出的同时，圆盘以经过盘心O点的水平轴在竖直平面内匀速转动。忽略空气阻力，重力加速度为g，若飞镖恰好击中P点，则（ ）
A．飞镖击中P点所需的时间为
B．圆盘的半径为
C．圆盘转动角速度的最小值为
D．P点随圆盘转动的线速度可能为
3．如图所示，一倾斜的匀质圆盘绕垂直于盘面的固定对称轴以恒定的角速度转动，盘面上离转轴一定距离处有一小物体与圆盘始终保持相对静止。下列说法正确的是（ ）
A．物体在最高点时静摩擦力的方向一定指向圆心
B．物体在最低点时静摩擦力的方向可能背向圆心
C．物体在最高点时静摩擦力可能是运动过程中的最大值
D．物体在最低点时静摩擦力一定是运动过程中的最大值
4．火星绕太阳运转可看成是匀速圆周运动，设火星运动轨道的半径为r，火星绕太阳一周的时间为T，万有引力常量为G，则下列说法正确的是（ ）
A．火星的质量B．火星的向心加速度
C．太阳的平均密度D．太阳的质量
5．在如图所示的皮带传送装置中，A、B分别为传动轮边缘上的两点，C为大轮上的一固定点，三点对应的轨道关系为RA2RB2RC，传动过程中皮带不打滑。则下列A、B、C三点的线速度v、角速度、向心加速度an的大小关系正确的是（ ）
A．vA：vB：vC2：1：1B．A：B：C1：2：2
C．anA：anB：anC2：4：1D．anA：anB：anC2：2：1
6．地球的公转轨道接近圆，天文学中计量天体之间距离时常将地球和太阳的平均距离记为一天文单位，以1AU表示，彗星的运动轨道是一个非常扁的椭圆。天文学家哈雷曾经跟踪过一颗彗星，并预言这颗彗星将每隔一定时间就会再次出现。1948年观察到它离地球最远，1986年离地球最近，则彗星近日点和远日点之间的距离最接近于（ ）
A．10AUB．20AUC．40AUD．80AU
7．如图所示，半径为R的半球形陶罐，固定在可以绕竖直轴转动的水平转台上，转台转轴与过陶罐球心O的对称轴重合。转台以一定角速度匀速转动，一质量为m的小物块落入陶罐内，经过一段时间后小物块随陶罐一起转动且相对罐壁静止，此时小物块受到的摩擦力恰好为0，且它和O点的连线与之间的夹角为，重力加速度为g。下列说法不正确的是（ ）
A．物块做圆周运动的加速度大小为
B．陶罐对物块的弹力大小为
C．转台转动的角速度大小为
D．如果转台的转速稍稍增大，小物块相对罐壁有向下的运动趋势
8．关于在水平公路上转弯的摩托车，下列说法正确的是（ ）
A．摩托车转弯时由重力、支持力、牵引力的合力提供向心力
B．摩托车转弯时由静摩擦力提供向心力
C．若摩托车转弯时的速度过大，则摩托车会向弯道外侧运动
D．若摩托车转弯时的速度过大，则摩托车会向弯道内侧运动
9．2021年2月，执行我国火星探测任务的天问一号探测器在成功实施三次近火制动后，进入了如图所示的椭圆形停泊轨道，其中为长轴，为短轴，O为椭圆轨道的中心。已知天问一号在此轨道的公转周期为T，则下列说法正确的是（ ）
A．天问一号在A点的线速度小于在B点的线速度
B．天问一号在A点的加速度大于在B点的加速度
C．根据开普勒第三定律可得：，k的值仅与中心天体火星有关
D．天问一号从C点到A点所需的时间小于
10．如图所示，长为的轻杆，一端固定一个小球；另一端固定在光滑的水平轴上，使小球在竖直平面内做圆周运动，小球过最高点的速度为v，下列叙述中正确的是（ ）
A．v的值必须大于等于
B．当v由零逐渐增大时，小球在最高点所需向心力也逐渐增大
C．当v由值逐渐增大时，杆对小球的弹力逐渐增大
D．当v由值逐渐减小时，杆对小球的弹力逐渐减小
11．如图所示，现有一光滑角形框架，边竖直放置，夹角，质量的小球套在杆上，并通过长为的轻绳悬吊于点，小球静止时轻绳与杆的夹角也为，现让框架以为轴，以不同的角速度匀速转动，小球均能在水平面内做匀速圆周运动。已知重力加速度大小为，下列说法正确的是（ ）
A．框架静止时，小球受到绳的拉力大小为
B．杆对小球的弹力不可能为0
C．绳上无弹力时，的范围是
D．绳上无弹力时，越大，小球做圆周运动的半径越大
二、实验题（2分一空，共18分）
12．如图所示是向心力演示仪的示意图，匀速转动手柄1，可使变速塔轮2和3以及长槽4和短槽5随之匀速转动，槽内的小球做匀速圆周运动。球对挡板6的作用力使弹簧测力套筒7下降，标尺8露出红白相间的标记，向心力大小与标尺露出的等分格的格数成正比。
（1）本实验所采用的探究方法与下列哪个实验是相同的 （填选项序号）；
A．探究两个互成角度的力的合成规律
B．探究加速度与物体受力、物体质量的关系
C．探究平抛运动的特点
（2）图中小球做圆周运动的向心力来源于 ；标尺上的等分格数之比显示出两个小球所受向心力的 （填“比值”或“大小”）；
（3）某次实验皮带套的左右两个塔轮的半径之比，A、B两球（质量相同）运动半径相同，则A、B两球的角速度之比为 ，左右标尺露出的等分格的格数之比为 。
13．2023年《三体》电视剧异常火爆，这正展示了人类想了解未知世界的渴望，为延续人类文明防患于未然，人类也需要寻找适宜人类居住的新家园。假设多年后宇航员找到了一类地星球，为了探究星球的相关情况，宇航员降落在星球表面，并做了以下实验（假设该星球为匀质球体，星球半径为R）：
实验Ⅰ：让一石子和一片羽毛分别从相同高度由静止同时释放多次，发现两者总沿竖直方向向下运动并同时落在水平地面上。由此可以判断该星球表面 （填“有”或“无”）大气。
实验Ⅱ：在赤道的水平地面上，以一定的水平速度抛出物体，并记录下抛出点的高度h及相应的从抛出到落地过程中的水平位移x，保持不变，改变高度，重复实验多次。并用描点法做出了图像，你认为宇航员做 图像最为合理。（选填选项前的相应字母）
A． B． C．
若求出图线的斜率为，则赤道处的重力加速度g= 。
实验Ⅲ：到达极地后，在抛出速度与实验Ⅱ中一样的情况下，重复实验Ⅱ，若得到图像的斜率为。据此宇航员推出了该类地星球的自转周期T= 。（用、、R、表示）
三、解答题（9+9+10+10）
14．一轿车以30 m/s的速率沿半径为60 m的圆形跑道行驶，当轿车从A运动到B时，轿车与圆心的连线转过的角度为90°，求：
（1）轿车的周期多大；
（2）此过程中轿车通过的路程是多少；
（3）轿车运动过程中的向心加速度是多大。
15．如图所示为固定在竖直平面内的光滑轨道DCBA，其中CBA部分是半径的半圆形轨道（AC是圆的直径），DC部分是水平轨道。一个质量的小球沿水平方向进入轨道，通过最高点A后落在水平轨道上，已知落地瞬间速度方向与水平成角。小球运动过程中所受空气阻力忽略不计，g取。求：
（1）小球经过A点的速度大小；
（2）小球落地点与C点间的水平距离；
（3）小球在A点时轨道对小球的压力大小。
16．《天问》是我国战国时期诗人屈原创作的一首长诗，全诗问天问地问自然，表达了作者对传统的质疑和对真理的探索精神，2021年5月15日7时18分，我国第一颗人造火星探测器“天问一号”成功着陆于火星南部预选着陆区。若火星和地球绕太阳的运动均可视为匀速圆周运动，已知火星公转轨道半径与地球公转轨道半径之比为3 ∶2，火星的质量约为地球的0.1倍，半径约为地球的0.5倍，地球表面的重力加速度大小为g，忽略火星大气阻力，忽略火星的自转。质量为m的“天问一号”着陆器在着陆火星前，会在火星表面附近经历一个时长为t0、速度由v0减速到零的过程，若该减速过程可视为一个竖直向下的匀减速直线运动，求：
（1）火星和地球绕太阳运动的线速度大小之比；
（2）火星表面的重力加速度大小；
（3）此过程中着陆器受到的制动力大小约为多少？
17．A、B两颗卫星在同一轨道平面内绕地球做匀速圆周运动。地球半径为R，A卫星离地面的高度为R，周期为T，B卫星离地面高度为3R，则：（结果可用根式表示）
(1)A、B两卫星周期之比是多少？
(2)若某时刻两卫星正好通过地面同一点的正上方，则经过多长时间两卫星再次相距最近？
(3)若某时刻两卫星正好通过地面同一点的正上方，则经过多长时间两卫星相距最远？
2026届高一年级第六次物理月考参考答案：
1．A
【详解】A．牛顿认为在足够高的高山上以足够大的水平速度抛出一物体，物体就不会再落在地球上，故A正确；
B．英国物理学家卡文迪什利用“卡文迪什扭秤”首先较准确的测定了万有引力常量，故B错误；
C．牛顿用“月—地检验“证实了万有引力定律的正确性，故C错误；
D．德国天文学家开普勒对他的导师——第谷观测的行星数据进行了多年研究，得出了开普勒三大行星运动定律，故D错误。
故选A。
2．D
【详解】A．飞镖水平抛出做平抛运动，在水平方向做匀速直线运动，则有飞镖击中P点所需的时间为
A错误；
B．飞镖击中P点时，P点恰好在最下方，设圆盘半径为r，则有
解得
B错误；
C．飞镖击中P点，则转过的角度应满足
（k＝0，1，2⋯）
解得
（k＝0，1，2⋯）
则有圆盘转动的角速度的最小值为
C错误；
D． P点随圆盘转动的线速度为
（k＝0，1，2⋯）
当k=1时，则有
D正确。
故选D。
3．D
【详解】A．物体在最高点时由重力沿盘面向下的分力和静摩擦力f的合力提供向心力，所以静摩擦力的方向不一定指向圆心，也可能背向圆心，A错误；
B．物体在最低点时重力的分力和静摩擦力的合力沿盘面向上，摩擦力的方向一定指向圆心，B错误；
CD．物体在最低点时，有
式中为圆盘与水平面的夹角，为圆盘的角速度，r为物体的转动半径，可知此时静摩擦力是运动过程中的最大值，C错误，D正确。
故选D。
4．B
【详解】ACD．由题知火星绕太阳做匀速圆周运动则有
解得
其中
m太 = ρ太V，
联立解得
故ACD错误；
B．火星绕太阳做匀速圆周运动，则火星的向心加速度
故B正确。
故选B。
5．C
【详解】A．大轮与小轮通过皮带传动，线速度相同，可得
A、C两点在同轴转动，可得
根据
可得
故
故A错误；
B．A、B两点线速度相等，根据
可得
故
故B错误；
CD．向心加速度为
可得
故C正确，D错误。
故选C。
6．C
【详解】1948年观察到它离地球最远，1986年离地球最近，所以它的周期为

根据开普勒第三定律
解得
故选C。
7．D
【详解】A．物块的受力情况如图所示。
由上图可知，物块受到的支持力和重力的合力提供物块做圆周运动的向心力，则有
解得
故A正确，不符合题意；
B．由受力分析可知有
解得
故B正确，不符合题意；
C．物块做匀速圆周运动，有
由几何关系有
解得
故C正确，不符合题意；
D．如果转台的转速稍稍增大，小物块相对罐壁有向上的运动趋势，故D错误，符合题意。
故选D。
8．BC
【详解】AB．由于重力竖直向下，支持力竖直向上，牵引力与运动方向一致，而摩托车转弯时，向心力水平方向指向圆心，与三个力都垂直，不可能有这三个力提供，因此由侧向的静摩擦力提供，A错误，B正确；
CD．若摩托车转弯时的速度过大，静摩擦力不足以提供摩托车所需要的向心力时，摩托车将做离心运动，向弯道外侧运动，C正确，D错误。
故选BC。
9．BD
【详解】AD．由开普勒第二定律可得，天问一号距离火星越近，速度越大，所以天问一号在A点的线速度大于在B点的线速度，从C点到A点所需的时间小于，故A错误，D正确；
B.由万有引力定律和牛顿第二定律可得
解得
所以天问一号在A点的加速度大于在B点的加速度，故B正确；
C.由开普勒第三定律可得
k的值仅与中心天体火星有关，故C错误。
故选BD。
10．BC
【详解】A．由于是轻杆，则小球经过最高点的速度v的值只要大于等于零即可，选项A错误；
B．根据
可知，当v由零逐渐增大时，小球在最高点所需向心力也逐渐增大，选项B正确；
C．当轻杆受弹力为零时
此时
当v由值逐渐增大时，杆对小球有向下的拉力，则由
可知，杆对小球的弹力逐渐增大，选项C正确；
D．当v由值逐渐减小时，杆对小球有向上的支持力，由
可知，杆对球的弹力逐渐增加，选项D错误。
故选BC。
11．AC
【详解】A．框架静止时，对小球受力分析，小球受重力、绳的拉力、杆的弹力的作用，如图所示，根据正交分解或者力的合成，可知绳的拉力
故A正确；
B．随着转速增加，杆对小球的弹力先垂直于杆向右下方减小后垂直于杆向左上方增大，可以为0，故B错误；
D．当绳上无弹力时，重力和杆的弹力的合力提供水平方向上的向心力，竖直方向平衡，故向心力
大小保持不变，根据向心力公式
可知角速度越大，半径越小，故D错误；
C．当半径最小为时，角速度最大为
当半径最大为时，角速度最小为
故C正确。
故选AC。
12． B 挡板6对小球的弹力 比值 1∶3 1∶9
【详解】（1）[1]本实验中所采用的探究方法为控制变量法。
A．探究两个互成角度的力的合成规律利用的是等效替代法，不符合题意，故A错误；
B．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，符合题意，故B正确；
C．探究平抛运动的特点利用的是“化曲为直”的物理方法，不符合题意，故C错误。
故选B。
（2）[2][3]图中小球做圆周运动的向心力来源于挡板6对小球的弹力；球对挡板6的作用力使弹簧测力套筒下降，根据牛顿第三定律可知挡板6对小球的弹力与小球对挡板6的作用力大小相等，所以通过标尺上的等分格数之比可以显示出两个小球所受向心力的比值。
（3）[4]根据传动的特点可知，若实验时皮带套的左右两个塔轮的半径之比，根据可得，A、B两球的角速度之比为
[5]根据，A、B两球（质量相同）运动半径相同，则可得左右标尺露出的等分格的格数之比为1∶9。
13． 无 C
【详解】[1] 实验Ⅰ，因只有没有空气阻力影响，石子和羽毛才能总是同时落地，可以判断该星球表面无大气。
[2] 实验Ⅱ，在实验Ⅰ的基础上可确定保证石子做的是平抛运动，由两个方向上的规律可得
可得
即h与成正比关系，做此图像可以有效减小实验数据处理偶然误差，则宇航员做C图像最为合理。
[3] 由斜率
可得
[4] 实验Ⅲ，跟实验Ⅱ的原理相同，可得
又赤道
极地
联立可得
14．（1）4π s；（2）30π m；（3）15 m/s2
【详解】（1）由v＝得轿车的周期
T＝＝s＝4π s
（2）轿车通过的路程即轿车通过的弧长，轿车与圆心的连线转过的角度为90°，即经过的时间为
所以
s＝vt＝30×π m＝30π m
（3）向心加速度
m/s2＝15 m/s2
15．（1）4m/s；（2）1.6m；（3）15N
【详解】（1）通过最高点A后落在水平轨道上，竖直方向有
根据速度的分解可知
解得
m/s
（2）根据平抛运动水平方向的规律可知小球落地点与C点间的水平距离为
落地时间为
联立解得
m
（3）设小球在A点时轨道对小球的压力大小为，根据牛顿第二定律有
解得
N
16．（1）；（2）；（3）
【详解】（1）由
得
故
（2）忽略星球的自转，万有引力等于重力
则
解得
（3）着陆器做匀减速直线运动，根据运动学公式可知
解得
匀减速过程，根据牛顿第二定律得
解得着陆器受到的制动力大小为
17．(1) ；（2）；（3）
【详解】（1），，根据开普勒第三定律得
解得
（2）对于卫星A，根据万有引力提供向心力得
解得
设经过t时间二者第一次相距最近，此时卫星A比B多转一圈即
解得
（3）设经过时间二者第一次相距最近，此时卫星A比B多转半圈即
解得