高級(jí)中學(xué)名校試卷PAGE2025學(xué)年下期高2024級(jí)第一次月考物理試題一、單項(xiàng)選擇題：本題共7小題，每小題4分，共28分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的。1.下列物理學(xué)史正確的是（）A.開(kāi)普勒提出行星運(yùn)動(dòng)規(guī)律，并發(fā)現(xiàn)了萬(wàn)有引力定律B.牛頓發(fā)現(xiàn)了萬(wàn)有引力定律，并通過(guò)精確的計(jì)算得出引力常量C.引力常量是卡文迪許通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)量并計(jì)算得出的D伽利略發(fā)現(xiàn)萬(wàn)有引力定律并得出引力常量【答案】C【解析】AB．牛頓發(fā)現(xiàn)了萬(wàn)有引力定律，卡文迪許通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)出了萬(wàn)有引力常量，開(kāi)普勒提出行星運(yùn)動(dòng)規(guī)律，故AB錯(cuò)誤；CD．萬(wàn)有引力常量G是卡文迪許通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)量并計(jì)算得出的，故C正確，D錯(cuò)誤．故選C．2.如圖，用細(xì)繩系著一個(gè)小球，使小球在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，不考慮空氣阻力。則以下說(shuō)法正確的是（）A.球受到重力、拉力、向心力B.若球轉(zhuǎn)動(dòng)加快，繩子的拉力不變C.球所受的合力指向懸點(diǎn)OD.球的向心加速度時(shí)刻在變化【答案】D【解析】A．球受到重力、拉力作用，兩個(gè)力的合力充當(dāng)向心力，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；B．設(shè)細(xì)線與豎直方向的夾角為θ，根據(jù)若球轉(zhuǎn)動(dòng)加快，ω變大，則繩子的拉力變大，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；C．球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則所受的合力指向圓心，不是指向懸點(diǎn)O，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；D．球的向心加速度指向圓心，方向時(shí)刻在變化，即向心加速度時(shí)刻在變化，選項(xiàng)D正確。故選D。3.乘坐游樂(lè)園的翻滾過(guò)山車(chē)時(shí)，質(zhì)量為m的人隨車(chē)在豎直平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)，下列說(shuō)法正確的是（）A.過(guò)山車(chē)在過(guò)最高點(diǎn)時(shí)人處于倒坐狀態(tài)，全靠保險(xiǎn)帶拉住，沒(méi)有保險(xiǎn)帶，人就會(huì)掉下來(lái)B.人在最高點(diǎn)時(shí)對(duì)座位可能產(chǎn)生大小為mg的壓力C.人在最低點(diǎn)時(shí)對(duì)座位的壓力等于mgD.人在最低點(diǎn)時(shí)對(duì)座位的壓力小于mg【答案】B【解析】A．在最高點(diǎn)時(shí)，當(dāng)人與保險(xiǎn)帶間恰好沒(méi)有作用力時(shí)，由重力提供向心力解得臨界速度為當(dāng)人在最高點(diǎn)時(shí)的速度大于臨界速度時(shí)，人與座椅產(chǎn)出外側(cè)擠壓，沒(méi)有保險(xiǎn)帶，人也不會(huì)掉下來(lái)，故A錯(cuò)誤；B．當(dāng)人在最高點(diǎn)的速度時(shí)，有解得可知人在最高點(diǎn)時(shí)對(duì)座位可能產(chǎn)生大小為mg的壓力，故B正確；CD．人在最低點(diǎn)時(shí)，根據(jù)牛頓第二定律可得由牛頓第三定律可知人對(duì)座位的壓力大于mg，故CD錯(cuò)誤。故選B。4.一輕繩一端固定在O點(diǎn)，另一端拴一小球，拉起小球使輕繩水平，然后無(wú)初速釋放小球.如圖所示，小球從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)至輕繩達(dá)豎直位置的過(guò)程中，小球重力的瞬時(shí)功率的變化情況是（??）A.一直增大 B.一直減小C.先增大，后減小 D.先減小，后增大【答案】C【解析】小球在初位置重力做功的功率為零，在最低點(diǎn)，由于重力的方向與速度方向垂直，則重力做功的功率也為零，因?yàn)槌跄┪恢枚紴榱悖瑒t初始位置到末位置過(guò)程中重力做功的功率先增大后減小，故選C。5.2023年11月1日，我國(guó)在太原衛(wèi)星發(fā)射中心成功將“天繪五號(hào)”衛(wèi)星發(fā)射升空，并順利進(jìn)入預(yù)定軌道。“天繪五號(hào)”在距離地球表面500km附近環(huán)繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，其運(yùn)行周期約為個(gè)小時(shí)，某時(shí)刻“天繪五號(hào)”、靜止衛(wèi)星、地球的連線在同一直線上，如圖所示，則下列說(shuō)法正確的是（）A.“天繪五號(hào)”的發(fā)射速度大于第二宇宙速度B.“天繪五號(hào)”的線速度小于靜止衛(wèi)星的線速度C.“天繪五號(hào)”的向心力一定大于靜止衛(wèi)星的向心力D.到下一次“天繪五號(hào)”、靜止衛(wèi)星與地球共線的時(shí)間約為0.8h【答案】D【解析】A．第二宇宙速度為脫離地球吸引的最小發(fā)射速度，“天繪五號(hào)”的發(fā)射速度小于第二宇宙速度，A錯(cuò)誤；B．根據(jù)得“天繪五號(hào)”的運(yùn)動(dòng)半徑較小，則線速度較大，B錯(cuò)誤；C．由于質(zhì)量未知，向心力大小不能比較，C錯(cuò)誤；D．靜止衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)周期為24h。當(dāng)“天繪五號(hào)”比靜止衛(wèi)星多轉(zhuǎn)動(dòng)半周時(shí)，三者再次共線，則得D正確。故選D。6.如圖所示，質(zhì)量相等的A、B兩個(gè)小球懸于同一懸點(diǎn)O，且在O點(diǎn)下方垂直距離h=1m處的同一水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，懸線長(zhǎng)L1＝3m，L2＝2m，則A、B兩小球（）A.周期之比T1：T2＝2：3B.角速度之比ω1：ω2＝1：1C.線速度之比v1：v2＝8：3D.向心加速度之比a1：a2＝8：3【答案】B【解析】AB．設(shè)細(xì)線與豎直方向的夾角為，則根據(jù)牛頓第二定律有聯(lián)立得所以?xún)汕虻闹芷谥葹榻撬俣戎葹楣蔄錯(cuò)誤，B正確；C．兩球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑分別為，兩球的線速度之比為故C錯(cuò)誤；D．兩球的向心加速度之比為故D錯(cuò)誤。故選B。7.2015年9月，美國(guó)的探測(cè)設(shè)施接收到一個(gè)來(lái)自GW150914的引力波信號(hào)，此信號(hào)是由兩個(gè)黑洞的合并過(guò)程產(chǎn)生的。如果將某個(gè)雙黑洞系統(tǒng)簡(jiǎn)化為如圖所示的圓周運(yùn)動(dòng)模型，兩黑洞繞O點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。在相互強(qiáng)大的引力作用下，兩黑洞間的距離緩慢減小，在此過(guò)程中，兩黑洞做圓周運(yùn)動(dòng)的（）A.向心力均逐漸減小B.角速度均逐漸減小C.周期均不變D.線速度均逐漸增大【答案】D【解析】A．向心力由萬(wàn)有引力提供，根據(jù)萬(wàn)有引力定律可得兩黑洞間的距離逐漸減小，萬(wàn)有引力增大，所以向心力均逐漸增大，故A錯(cuò)誤；BC．根據(jù)牛頓第二定律可得，，解得所以?xún)珊诙撮g的距離L逐漸減小，周期均減小，角速度增大，故BC錯(cuò)誤；D．根據(jù)可得，由于兩黑洞間的距離L逐漸減小的過(guò)程中，L3的減小量大于r12、r22的減小量，所以線速度均增大，故D正確。故選D。二、多項(xiàng)選擇題：本題共3小題，每小題5分，共15分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有多項(xiàng)符合題目要求。全部選對(duì)的得5分，選對(duì)但不全的得3分，有錯(cuò)選的得0分。8.關(guān)于如圖所示的四種圓周運(yùn)動(dòng)模型，下列說(shuō)法正確的是（）A.圖a中，圓形拱橋半徑為R，若最高點(diǎn)車(chē)速為時(shí)，車(chē)對(duì)橋頂壓力為零B.圖b中，在固定圓錐筒（內(nèi)壁光滑）內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的小球，受重力、彈力和向心力C.圖c中，傳送帶運(yùn)動(dòng)過(guò)程中b、d兩點(diǎn)的角速度相等D.圖d中，火車(chē)以大于規(guī)定速度經(jīng)過(guò)外軌高于內(nèi)軌的彎道，外軌對(duì)火車(chē)有側(cè)壓力【答案】AD【解析】A．圖a圓形橋半徑R，若最高點(diǎn)車(chē)速為時(shí)，橋面對(duì)車(chē)支持力為N，則解得N=0根據(jù)牛頓第三定律可得對(duì)橋面的壓力為零。故A正確；B．圖b中，由于向心力是球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)所受的幾個(gè)力的合力，是效果力，故對(duì)球受力分析可知，在固定圓錐筒(內(nèi)壁光滑)內(nèi)做勻圓周運(yùn)動(dòng)的小球，只受重力、彈力。故B錯(cuò)誤；C．圖c中，傳送帶運(yùn)動(dòng)過(guò)程中b、d兩點(diǎn)的線速度相等。故C錯(cuò)誤；D．圖d中，火車(chē)以規(guī)定的速度經(jīng)過(guò)外軌高于內(nèi)軌的彎道時(shí)，受到的重力和軌道的支持力的合力恰好等于向心力時(shí)，車(chē)輪對(duì)內(nèi)外軌均無(wú)側(cè)向壓力，若火車(chē)以大于規(guī)定速度經(jīng)過(guò)外軌高于內(nèi)軌的彎道，火車(chē)有做離心運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)，則外軌對(duì)火車(chē)有側(cè)壓力。故D正確。故選AD。9.“嫦娥六號(hào)”月球探測(cè)器在月球背面南極附近軟著陸，如圖所示，“嫦娥六號(hào)”從環(huán)月圓形軌道Ⅰ上的P點(diǎn)實(shí)施變軌，進(jìn)入環(huán)月橢圓形軌道Ⅱ，由近月點(diǎn)Q落月，關(guān)于“嫦娥六號(hào)”，下列說(shuō)法正確的是（）A.沿軌道Ⅰ運(yùn)行至P點(diǎn)時(shí)，需減速才能進(jìn)入軌道ⅡB.沿軌道Ⅱ運(yùn)行的周期小于沿軌道Ⅰ運(yùn)行的周期C.沿軌道Ⅱ運(yùn)行經(jīng)P點(diǎn)時(shí)的加速度大于沿軌道Ⅰ運(yùn)行經(jīng)P點(diǎn)時(shí)的加速度D.若已知“嫦娥六號(hào)”軌道Ⅰ的半徑、運(yùn)動(dòng)周期和引力常量，可算出月球的密度【答案】AB【解析】A．衛(wèi)星從高軌道變軌到低軌道，需要在變軌處點(diǎn)火減速；則“嫦娥六號(hào)”沿軌道Ⅰ運(yùn)行至P點(diǎn)時(shí)，需減速才能進(jìn)入軌道Ⅱ，故A正確；B．根據(jù)開(kāi)普勒第三定律，軌道Ⅱ的半長(zhǎng)軸小于軌道Ⅰ的半徑，則“嫦娥六號(hào)”沿軌道Ⅱ運(yùn)行的周期小于沿軌道Ⅰ運(yùn)行的周期，故B正確；C．根據(jù)牛頓第二定律可得可得加速度大小為可知“嫦娥六號(hào)”沿軌道Ⅱ運(yùn)行經(jīng)P點(diǎn)時(shí)的加速度等于沿軌道Ⅰ運(yùn)行經(jīng)P點(diǎn)時(shí)的加速度，故C錯(cuò)誤；D．“嫦娥六號(hào)”在軌道Ⅰ運(yùn)行時(shí)，由萬(wàn)有引力提供向心力可得可得月球的質(zhì)量為又由于不知道月球的半徑，所以無(wú)法算出月球的密度，故D錯(cuò)誤。故選AB。10.如圖所示，在勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的水平圓盤(pán)上，沿直徑方向上放置以細(xì)線相連的A、B兩個(gè)質(zhì)量相等的小物塊。A離軸心距離r=10cm，B離軸心距離2r=20cm，A、B與盤(pán)面間動(dòng)摩擦因數(shù)均為0.5，最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，g=10m/s2。當(dāng)圓盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度ω從零開(kāi)始逐漸增大的過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是（）A.當(dāng)ω=5rad/s時(shí)，繩子沒(méi)有拉力B.當(dāng)ω=5rad/s時(shí)，A所受的靜摩擦力為零C.ω在5rad/s＜ω＜5rad/s范圍內(nèi)增大時(shí)，A所受的摩擦力一直增大D.當(dāng)ω=10rad/s時(shí)，A、B兩物體剛好開(kāi)始相對(duì)桌面滑動(dòng)【答案】ABD【解析】當(dāng)圓盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度ω從零開(kāi)始逐漸增大，A和B均由靜摩擦力提供向心力，但B物體側(cè)滑的臨界角速度較小，設(shè)角速度為時(shí)，繩子拉直出現(xiàn)拉力，對(duì)B物體有解得當(dāng)角速度繼續(xù)增大后，A所受的靜摩擦力向右逐漸減小，當(dāng)靜摩擦力為零的角速度為，有，解得再增大角速度，A所受的靜摩擦力沿半徑向外，當(dāng)角速度達(dá)到時(shí)，A所受的摩擦力達(dá)到最大，A先內(nèi)側(cè)滑，B跟著向外側(cè)滑，有，解得A．當(dāng)ω1=5rad/s時(shí)，繩子即將出現(xiàn)拉力，故A正確；B．當(dāng)ω2=5rad/s時(shí)，A所受的靜摩擦力剛好為零，故B正確；C．當(dāng)ω在5rad/s＜ω＜5rad/s范圍內(nèi)增大時(shí)，A所受的摩擦力向內(nèi)一直減小，故C錯(cuò)誤；D．當(dāng)ω3=10rad/s時(shí)，A、B兩物體剛好開(kāi)始相對(duì)桌面滑動(dòng)，故D正確；故選ABD。三、實(shí)驗(yàn)題：本題共2小題，11題6分，12題10分，共16分。11.某實(shí)驗(yàn)小組利用向心力演示儀進(jìn)行“探究向心力大小與半徑、角速度、質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)時(shí)，將兩個(gè)小球分別放在短槽C處和長(zhǎng)槽的A或B處，A、C到左、右塔輪中心的距離相等，兩個(gè)小球隨塔輪做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，向心力大小關(guān)系可由標(biāo)尺露出的等分格的格數(shù)判斷。（1）在探究向心力與半徑、質(zhì)量、角速度的關(guān)系時(shí)，用到的實(shí)驗(yàn)方法是（）A.理想實(shí)驗(yàn) B.等效替代法 C.微元法 D.控制變量法（2）探究向心力F與半徑r的關(guān)系時(shí)，應(yīng)將質(zhì)量相同的小球分別放在擋板C和擋板___________處（選填“A”或“B”），將傳動(dòng)皮帶套在兩塔輪半徑___________（選填“相同”或“不同”）的輪盤(pán)上。【答案】（1）D（2）B相同【解析】【小問(wèn)1解析】探究向心力大小與半徑、角速度、質(zhì)量的關(guān)系實(shí)驗(yàn)，每次只改變一個(gè)變量，控制其他變量不變，運(yùn)用的是控制變量法。故選D。【小問(wèn)2解析】探究向心力與半徑的關(guān)系，應(yīng)保證小球質(zhì)量相等、圓周運(yùn)動(dòng)的角速度相等、半徑不相等，因此質(zhì)量相同的小球分別放在擋板C和擋板B處；根據(jù)可知，兩球做圓周運(yùn)動(dòng)的角速度相同，則應(yīng)將傳送皮帶套在兩塔輪半徑相同的輪盤(pán)上。12.圖甲是研究平拋物體的運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)裝置圖：（1）下列說(shuō)法正確的是___________A.通過(guò)調(diào)節(jié)使斜槽的末端保持水平B.每次釋放小球的位置可以不同C.應(yīng)使小球每次從斜槽上相同的位置自由滑下D.斜槽必須光滑（2）圖乙是正確實(shí)驗(yàn)取得的數(shù)據(jù)，其中O點(diǎn)為拋出點(diǎn)，則此小球做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度為_(kāi)_______m/s（g=9.8m/s2）。（3）在另一次實(shí)驗(yàn)中將白紙換成方格紙，每個(gè)格的邊長(zhǎng)L=5cm，通過(guò)頻閃照相機(jī)，記錄了小球在運(yùn)動(dòng)途中的三個(gè)位置，如圖丙所示，則照相機(jī)的閃光時(shí)間間隔為_(kāi)____s，該小球做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度為_(kāi)____m/s；拋出點(diǎn)距A點(diǎn)的豎直距離_______cm（g=10m/s2）。【答案】（1）AC（2）1.6（3）0.11.55【解析】【小問(wèn)1解析】A．為了保證小球拋出的初速度處于水平方向，通過(guò)調(diào)節(jié)使斜槽的末端保持水平，故A正確；BCD．為了保證小球每次拋出的初速度相同，應(yīng)使小球每次從斜槽上相同的位置自由滑下，但斜槽不需要光滑，故BD錯(cuò)誤，C正確。故選AC。小問(wèn)2解析】根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律有，可得小球做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度為【小問(wèn)3解析】由圖丙，豎直方向有可得照相機(jī)的閃光時(shí)間間隔為水平方向有可得小球做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度為小球經(jīng)過(guò)B點(diǎn)豎直分速度為小球經(jīng)過(guò)A點(diǎn)的豎直分速度為則拋出點(diǎn)距A點(diǎn)的豎直距離為四、計(jì)算題：本題共3小題，13題10分，14題13分，15題18分，共41分。13.質(zhì)量為m=10kg的物體放在粗糙的水平面上，物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=0.25，現(xiàn)在大小為F=45N的水平拉力作用下從靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，通過(guò)一段時(shí)間t=2s（g=10m/s2）求：（1）該過(guò)程中拉力做的功；（2）該過(guò)程中拉力做功的平均功率。【答案】（1）180J（2）90W【解析】【小問(wèn)1解析】根據(jù)牛頓第二定律可得解得加速度大小為根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式可得則該過(guò)程中拉力做的功為【小問(wèn)2解析】該過(guò)程中拉力做功的平均功率為代入數(shù)據(jù)解得14.如圖所示，水平轉(zhuǎn)臺(tái)上有一個(gè)質(zhì)量為的物塊，用長(zhǎng)為的輕質(zhì)細(xì)繩將物塊連接在轉(zhuǎn)軸上，細(xì)繩與豎直轉(zhuǎn)軸的夾角，此時(shí)細(xì)繩伸直但無(wú)張力，物塊與轉(zhuǎn)臺(tái)間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，物塊隨轉(zhuǎn)臺(tái)由靜止開(kāi)始緩慢加速轉(zhuǎn)動(dòng)，重力加速度為，則（1）當(dāng)水平轉(zhuǎn)盤(pán)以角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，繩上恰好有張力，求的值；（2）當(dāng)水平轉(zhuǎn)盤(pán)以角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，求物體所受的摩擦力大小；（3）當(dāng)水平轉(zhuǎn)盤(pán)以角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，求細(xì)繩拉力大小。【答案】（1）；（2）；（3）【解析】（1）當(dāng)最大靜摩擦力滿(mǎn)足所需要向心力時(shí)，由牛頓第二定律得代入數(shù)據(jù)解得（2）當(dāng)水平轉(zhuǎn)盤(pán)以角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，由于，摩擦力提供向心力（3）當(dāng)支持力為零時(shí)，物塊所需要的向心力由重力和細(xì)繩拉力的合力提供，由牛頓第二定律得解得當(dāng)水平轉(zhuǎn)盤(pán)以角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，由于，物塊已經(jīng)離開(kāi)轉(zhuǎn)臺(tái)在空中做圓周運(yùn)動(dòng)。設(shè)細(xì)繩與豎直方向夾角為，有代入數(shù)據(jù)解得則繩上的拉力為15.動(dòng)畫(huà)片《熊出沒(méi)》中有這樣一個(gè)情節(jié)：某天熊大和熊二中了光頭強(qiáng)設(shè)計(jì)的陷阱，被掛在了樹(shù)上（如圖甲），聰明的熊大想出了一個(gè)辦法，讓自己和熊二蕩起來(lái)使繩斷裂從而得救，其過(guò)程可簡(jiǎn)化如圖乙所示，設(shè)懸點(diǎn)為O，離地高度為2L，兩熊可視為質(zhì)點(diǎn)且總質(zhì)量為m，繩長(zhǎng)為且保持不變，繩子能承受的最大張力為3mg，不計(jì)一切阻力，重力加速度為g，求：(1)設(shè)熊大和熊二剛好在向右擺到最低點(diǎn)時(shí)繩子剛好斷裂，則他們的落地點(diǎn)離O點(diǎn)的水平距離為多少；(2)改變繩長(zhǎng)，且兩熊仍然在向右到最低點(diǎn)繩子剛好斷裂，則繩長(zhǎng)為多長(zhǎng)時(shí)，他們的落地點(diǎn)離O點(diǎn)的水平距離最大，最大為多少；(3)若繩長(zhǎng)改為L(zhǎng)，兩熊在水平面內(nèi)做圓錐擺運(yùn)動(dòng)，如圖丙，且兩熊做圓錐擺運(yùn)動(dòng)時(shí)繩子剛好斷裂，則他們落地點(diǎn)離O點(diǎn)的水平距離為多少。【答案】(1)；(2)時(shí)，；(3)【解析】(1)在最低點(diǎn)繩子斷后，兩熊做平拋運(yùn)動(dòng)，則兩熊落地點(diǎn)離O點(diǎn)的水平距離聯(lián)立可得(2)設(shè)繩長(zhǎng)為d則在最低點(diǎn)繩子斷后，兩熊做平拋運(yùn)動(dòng)，則兩熊落地點(diǎn)離O點(diǎn)的水平距離即則當(dāng)時(shí)，兩熊落地點(diǎn)離O點(diǎn)水平距離最遠(yuǎn)，此時(shí)最大值(3)兩熊做圓錐擺運(yùn)動(dòng)時(shí)，設(shè)繩子與豎直方向的夾角為時(shí)，繩子被拉斷。豎直方向水平方向此時(shí)兩熊離地面的高度為此后兩熊做平拋運(yùn)動(dòng)水平位移由幾何關(guān)系：落地點(diǎn)到O點(diǎn)的水平距離聯(lián)立可求得2024-2025學(xué)年下期高2024級(jí)第一次月考物理試題一、單項(xiàng)選擇題：本題共7小題，每小題4分，共28分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的。1.下列物理學(xué)史正確的是（）A.開(kāi)普勒提出行星運(yùn)動(dòng)規(guī)律，并發(fā)現(xiàn)了萬(wàn)有引力定律B.牛頓發(fā)現(xiàn)了萬(wàn)有引力定律，并通過(guò)精確的計(jì)算得出引力常量C.引力常量是卡文迪許通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)量并計(jì)算得出的D伽利略發(fā)現(xiàn)萬(wàn)有引力定律并得出引力常量【答案】C【解析】AB．牛頓發(fā)現(xiàn)了萬(wàn)有引力定律，卡文迪許通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)出了萬(wàn)有引力常量，開(kāi)普勒提出行星運(yùn)動(dòng)規(guī)律，故AB錯(cuò)誤；CD．萬(wàn)有引力常量G是卡文迪許通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)量并計(jì)算得出的，故C正確，D錯(cuò)誤．故選C．2.如圖，用細(xì)繩系著一個(gè)小球，使小球在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，不考慮空氣阻力。則以下說(shuō)法正確的是（）A.球受到重力、拉力、向心力B.若球轉(zhuǎn)動(dòng)加快，繩子的拉力不變C.球所受的合力指向懸點(diǎn)OD.球的向心加速度時(shí)刻在變化【答案】D【解析】A．球受到重力、拉力作用，兩個(gè)力的合力充當(dāng)向心力，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；B．設(shè)細(xì)線與豎直方向的夾角為θ，根據(jù)若球轉(zhuǎn)動(dòng)加快，ω變大，則繩子的拉力變大，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；C．球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則所受的合力指向圓心，不是指向懸點(diǎn)O，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；D．球的向心加速度指向圓心，方向時(shí)刻在變化，即向心加速度時(shí)刻在變化，選項(xiàng)D正確。故選D。3.乘坐游樂(lè)園的翻滾過(guò)山車(chē)時(shí)，質(zhì)量為m的人隨車(chē)在豎直平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)，下列說(shuō)法正確的是（）A.過(guò)山車(chē)在過(guò)最高點(diǎn)時(shí)人處于倒坐狀態(tài)，全靠保險(xiǎn)帶拉住，沒(méi)有保險(xiǎn)帶，人就會(huì)掉下來(lái)B.人在最高點(diǎn)時(shí)對(duì)座位可能產(chǎn)生大小為mg的壓力C.人在最低點(diǎn)時(shí)對(duì)座位的壓力等于mgD.人在最低點(diǎn)時(shí)對(duì)座位的壓力小于mg【答案】B【解析】A．在最高點(diǎn)時(shí)，當(dāng)人與保險(xiǎn)帶間恰好沒(méi)有作用力時(shí)，由重力提供向心力解得臨界速度為當(dāng)人在最高點(diǎn)時(shí)的速度大于臨界速度時(shí)，人與座椅產(chǎn)出外側(cè)擠壓，沒(méi)有保險(xiǎn)帶，人也不會(huì)掉下來(lái)，故A錯(cuò)誤；B．當(dāng)人在最高點(diǎn)的速度時(shí)，有解得可知人在最高點(diǎn)時(shí)對(duì)座位可能產(chǎn)生大小為mg的壓力，故B正確；CD．人在最低點(diǎn)時(shí)，根據(jù)牛頓第二定律可得由牛頓第三定律可知人對(duì)座位的壓力大于mg，故CD錯(cuò)誤。故選B。4.一輕繩一端固定在O點(diǎn)，另一端拴一小球，拉起小球使輕繩水平，然后無(wú)初速釋放小球.如圖所示，小球從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)至輕繩達(dá)豎直位置的過(guò)程中，小球重力的瞬時(shí)功率的變化情況是（??）A.一直增大 B.一直減小C.先增大，后減小 D.先減小，后增大【答案】C【解析】小球在初位置重力做功的功率為零，在最低點(diǎn)，由于重力的方向與速度方向垂直，則重力做功的功率也為零，因?yàn)槌跄┪恢枚紴榱悖瑒t初始位置到末位置過(guò)程中重力做功的功率先增大后減小，故選C。5.2023年11月1日，我國(guó)在太原衛(wèi)星發(fā)射中心成功將“天繪五號(hào)”衛(wèi)星發(fā)射升空，并順利進(jìn)入預(yù)定軌道。“天繪五號(hào)”在距離地球表面500km附近環(huán)繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，其運(yùn)行周期約為個(gè)小時(shí)，某時(shí)刻“天繪五號(hào)”、靜止衛(wèi)星、地球的連線在同一直線上，如圖所示，則下列說(shuō)法正確的是（）A.“天繪五號(hào)”的發(fā)射速度大于第二宇宙速度B.“天繪五號(hào)”的線速度小于靜止衛(wèi)星的線速度C.“天繪五號(hào)”的向心力一定大于靜止衛(wèi)星的向心力D.到下一次“天繪五號(hào)”、靜止衛(wèi)星與地球共線的時(shí)間約為0.8h【答案】D【解析】A．第二宇宙速度為脫離地球吸引的最小發(fā)射速度，“天繪五號(hào)”的發(fā)射速度小于第二宇宙速度，A錯(cuò)誤；B．根據(jù)得“天繪五號(hào)”的運(yùn)動(dòng)半徑較小，則線速度較大，B錯(cuò)誤；C．由于質(zhì)量未知，向心力大小不能比較，C錯(cuò)誤；D．靜止衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)周期為24h。當(dāng)“天繪五號(hào)”比靜止衛(wèi)星多轉(zhuǎn)動(dòng)半周時(shí)，三者再次共線，則得D正確。故選D。6.如圖所示，質(zhì)量相等的A、B兩個(gè)小球懸于同一懸點(diǎn)O，且在O點(diǎn)下方垂直距離h=1m處的同一水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，懸線長(zhǎng)L1＝3m，L2＝2m，則A、B兩小球（）A.周期之比T1：T2＝2：3B.角速度之比ω1：ω2＝1：1C.線速度之比v1：v2＝8：3D.向心加速度之比a1：a2＝8：3【答案】B【解析】AB．設(shè)細(xì)線與豎直方向的夾角為，則根據(jù)牛頓第二定律有聯(lián)立得所以?xún)汕虻闹芷谥葹榻撬俣戎葹楣蔄錯(cuò)誤，B正確；C．兩球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑分別為，兩球的線速度之比為故C錯(cuò)誤；D．兩球的向心加速度之比為故D錯(cuò)誤。故選B。7.2015年9月，美國(guó)的探測(cè)設(shè)施接收到一個(gè)來(lái)自GW150914的引力波信號(hào)，此信號(hào)是由兩個(gè)黑洞的合并過(guò)程產(chǎn)生的。如果將某個(gè)雙黑洞系統(tǒng)簡(jiǎn)化為如圖所示的圓周運(yùn)動(dòng)模型，兩黑洞繞O點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。在相互強(qiáng)大的引力作用下，兩黑洞間的距離緩慢減小，在此過(guò)程中，兩黑洞做圓周運(yùn)動(dòng)的（）A.向心力均逐漸減小B.角速度均逐漸減小C.周期均不變D.線速度均逐漸增大【答案】D【解析】A．向心力由萬(wàn)有引力提供，根據(jù)萬(wàn)有引力定律可得兩黑洞間的距離逐漸減小，萬(wàn)有引力增大，所以向心力均逐漸增大，故A錯(cuò)誤；BC．根據(jù)牛頓第二定律可得，，解得所以?xún)珊诙撮g的距離L逐漸減小，周期均減小，角速度增大，故BC錯(cuò)誤；D．根據(jù)可得，由于兩黑洞間的距離L逐漸減小的過(guò)程中，L3的減小量大于r12、r22的減小量，所以線速度均增大，故D正確。故選D。二、多項(xiàng)選擇題：本題共3小題，每小題5分，共15分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有多項(xiàng)符合題目要求。全部選對(duì)的得5分，選對(duì)但不全的得3分，有錯(cuò)選的得0分。8.關(guān)于如圖所示的四種圓周運(yùn)動(dòng)模型，下列說(shuō)法正確的是（）A.圖a中，圓形拱橋半徑為R，若最高點(diǎn)車(chē)速為時(shí)，車(chē)對(duì)橋頂壓力為零B.圖b中，在固定圓錐筒（內(nèi)壁光滑）內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的小球，受重力、彈力和向心力C.圖c中，傳送帶運(yùn)動(dòng)過(guò)程中b、d兩點(diǎn)的角速度相等D.圖d中，火車(chē)以大于規(guī)定速度經(jīng)過(guò)外軌高于內(nèi)軌的彎道，外軌對(duì)火車(chē)有側(cè)壓力【答案】AD【解析】A．圖a圓形橋半徑R，若最高點(diǎn)車(chē)速為時(shí)，橋面對(duì)車(chē)支持力為N，則解得N=0根據(jù)牛頓第三定律可得對(duì)橋面的壓力為零。故A正確；B．圖b中，由于向心力是球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)所受的幾個(gè)力的合力，是效果力，故對(duì)球受力分析可知，在固定圓錐筒(內(nèi)壁光滑)內(nèi)做勻圓周運(yùn)動(dòng)的小球，只受重力、彈力。故B錯(cuò)誤；C．圖c中，傳送帶運(yùn)動(dòng)過(guò)程中b、d兩點(diǎn)的線速度相等。故C錯(cuò)誤；D．圖d中，火車(chē)以規(guī)定的速度經(jīng)過(guò)外軌高于內(nèi)軌的彎道時(shí)，受到的重力和軌道的支持力的合力恰好等于向心力時(shí)，車(chē)輪對(duì)內(nèi)外軌均無(wú)側(cè)向壓力，若火車(chē)以大于規(guī)定速度經(jīng)過(guò)外軌高于內(nèi)軌的彎道，火車(chē)有做離心運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)，則外軌對(duì)火車(chē)有側(cè)壓力。故D正確。故選AD。9.“嫦娥六號(hào)”月球探測(cè)器在月球背面南極附近軟著陸，如圖所示，“嫦娥六號(hào)”從環(huán)月圓形軌道Ⅰ上的P點(diǎn)實(shí)施變軌，進(jìn)入環(huán)月橢圓形軌道Ⅱ，由近月點(diǎn)Q落月，關(guān)于“嫦娥六號(hào)”，下列說(shuō)法正確的是（）A.沿軌道Ⅰ運(yùn)行至P點(diǎn)時(shí)，需減速才能進(jìn)入軌道ⅡB.沿軌道Ⅱ運(yùn)行的周期小于沿軌道Ⅰ運(yùn)行的周期C.沿軌道Ⅱ運(yùn)行經(jīng)P點(diǎn)時(shí)的加速度大于沿軌道Ⅰ運(yùn)行經(jīng)P點(diǎn)時(shí)的加速度D.若已知“嫦娥六號(hào)”軌道Ⅰ的半徑、運(yùn)動(dòng)周期和引力常量，可算出月球的密度【答案】AB【解析】A．衛(wèi)星從高軌道變軌到低軌道，需要在變軌處點(diǎn)火減速；則“嫦娥六號(hào)”沿軌道Ⅰ運(yùn)行至P點(diǎn)時(shí)，需減速才能進(jìn)入軌道Ⅱ，故A正確；B．根據(jù)開(kāi)普勒第三定律，軌道Ⅱ的半長(zhǎng)軸小于軌道Ⅰ的半徑，則“嫦娥六號(hào)”沿軌道Ⅱ運(yùn)行的周期小于沿軌道Ⅰ運(yùn)行的周期，故B正確；C．根據(jù)牛頓第二定律可得可得加速度大小為可知“嫦娥六號(hào)”沿軌道Ⅱ運(yùn)行經(jīng)P點(diǎn)時(shí)的加速度等于沿軌道Ⅰ運(yùn)行經(jīng)P點(diǎn)時(shí)的加速度，故C錯(cuò)誤；D．“嫦娥六號(hào)”在軌道Ⅰ運(yùn)行時(shí)，由萬(wàn)有引力提供向心力可得可得月球的質(zhì)量為又由于不知道月球的半徑，所以無(wú)法算出月球的密度，故D錯(cuò)誤。故選AB。10.如圖所示，在勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的水平圓盤(pán)上，沿直徑方向上放置以細(xì)線相連的A、B兩個(gè)質(zhì)量相等的小物塊。A離軸心距離r=10cm，B離軸心距離2r=20cm，A、B與盤(pán)面間動(dòng)摩擦因數(shù)均為0.5，最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，g=10m/s2。當(dāng)圓盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度ω從零開(kāi)始逐漸增大的過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是（）A.當(dāng)ω=5rad/s時(shí)，繩子沒(méi)有拉力B.當(dāng)ω=5rad/s時(shí)，A所受的靜摩擦力為零C.ω在5rad/s＜ω＜5rad/s范圍內(nèi)增大時(shí)，A所受的摩擦力一直增大D.當(dāng)ω=10rad/s時(shí)，A、B兩物體剛好開(kāi)始相對(duì)桌面滑動(dòng)【答案】ABD【解析】當(dāng)圓盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度ω從零開(kāi)始逐漸增大，A和B均由靜摩擦力提供向心力，但B物體側(cè)滑的臨界角速度較小，設(shè)角速度為時(shí)，繩子拉直出現(xiàn)拉力，對(duì)B物體有解得當(dāng)角速度繼續(xù)增大后，A所受的靜摩擦力向右逐漸減小，當(dāng)靜摩擦力為零的角速度為，有，解得再增大角速度，A所受的靜摩擦力沿半徑向外，當(dāng)角速度達(dá)到時(shí)，A所受的摩擦力達(dá)到最大，A先內(nèi)側(cè)滑，B跟著向外側(cè)滑，有，解得A．當(dāng)ω1=5rad/s時(shí)，繩子即將出現(xiàn)拉力，故A正確；B．當(dāng)ω2=5rad/s時(shí)，A所受的靜摩擦力剛好為零，故B正確；C．當(dāng)ω在5rad/s＜ω＜5rad/s范圍內(nèi)增大時(shí)，A所受的摩擦力向內(nèi)一直減小，故C錯(cuò)誤；D．當(dāng)ω3=10rad/s時(shí)，A、B兩物體剛好開(kāi)始相對(duì)桌面滑動(dòng)，故D正確；故選ABD。三、實(shí)驗(yàn)題：本題共2小題，11題6分，12題10分，共16分。11.某實(shí)驗(yàn)小組利用向心力演示儀進(jìn)行“探究向心力大小與半徑、角速度、質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)時(shí)，將兩個(gè)小球分別放在短槽C處和長(zhǎng)槽的A或B處，A、C到左、右塔輪中心的距離相等，兩個(gè)小球隨塔輪做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，向心力大小關(guān)系可由標(biāo)尺露出的等分格的格數(shù)判斷。（1）在探究向心力與半徑、質(zhì)量、角速度的關(guān)系時(shí)，用到的實(shí)驗(yàn)方法是（）A.理想實(shí)驗(yàn) B.等效替代法 C.微元法 D.控制變量法（2）探究向心力F與半徑r的關(guān)系時(shí)，應(yīng)將質(zhì)量相同的小球分別放在擋板C和擋板___________處（選填“A”或“B”），將傳動(dòng)皮帶套在兩塔輪半徑___________（選填“相同”或“不同”）的輪盤(pán)上。【答案】（1）D（2）B相同【解析】【小問(wèn)1解析】探究向心力大小與半徑、角速度、質(zhì)量的關(guān)系實(shí)驗(yàn)，每次只改變一個(gè)變量，控制其他變量不變，運(yùn)用的是控制變量法。故選D。【小問(wèn)2解析】探究向心力與半徑的關(guān)系，應(yīng)保證小球質(zhì)量相等、圓周運(yùn)動(dòng)的角速度相等、半徑不相等，因此質(zhì)量相同的小球分別放在擋板C和擋板B處；根據(jù)可知，兩球做圓周運(yùn)動(dòng)的角速度相同，則應(yīng)將傳送皮帶套在兩塔輪半徑相同的輪盤(pán)上。12.圖甲是研究平拋物體的運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)裝置圖：（1）下列說(shuō)法正確的是___________A.通過(guò)調(diào)節(jié)使斜槽的末端保持水平B.每次釋放小球的位置可以不同C.應(yīng)使小球每次從斜槽上相同的位置自由滑下D.斜槽必須光滑（2）圖乙是正確實(shí)驗(yàn)取得的數(shù)據(jù)，其中O點(diǎn)為拋出點(diǎn)，則此小球做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度為_(kāi)_______m/s（g=9.8m/s2）。（3）在另一次實(shí)驗(yàn)中將白紙換成方格紙，每個(gè)格的邊長(zhǎng)L=5cm，通過(guò)頻閃照相機(jī)，記錄了小球在運(yùn)動(dòng)途中的三個(gè)位置，如圖丙所示，則照相機(jī)的閃光時(shí)間間隔為_(kāi)____s，該小球做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度為_(kāi)____m/s；拋出點(diǎn)距A點(diǎn)的豎直距離_______cm（g=10m/s2）。【答案】（1）AC（2）1.6（3）0.11.55【解析】【小問(wèn)1解析】A．為了保證小球拋出的初速度處于水平方向，通過(guò)調(diào)節(jié)使斜槽的末端保持水平，故A正確；BCD．為了保證小球每次拋出的初速度相同，應(yīng)使小球每次從斜槽上相同的位置自由滑下，但斜槽不需要光滑，故BD錯(cuò)誤，C正確。故選AC。小問(wèn)2解析】根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律有，可得小球做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度為【小問(wèn)3解析】由圖丙，豎直方向有可得照相機(jī)的閃光時(shí)間間隔為水平方向有可得小球做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度為小球經(jīng)過(guò)B點(diǎn)豎直分速