2024年上海华师大二附中高一（下）3月月考物理试题及答案

华东师大二附中2024学年第一学期3月阶段测试高一物理（考试时间:60分钟一、太空问题（3+3+4+4+4=18）卷面满分:100分）探索宇宙是未来的科学主要方向，需要非常多关于曲线运动和万有引力的物理知识。1.月球相比，一定相等的是（ꢀꢀ）A.向心力大小向心加速度大小D.受到地球的万有引力大小2.关于向心加速度，下列说法正确的是（ꢀꢀ）v2A.由n知，匀速圆周运动的向心加速度恒定r做圆周运动的物体，加速度时刻指向圆心向心加速度越大，物体速率变化越快D.匀速圆周运动不属于匀速运动3.如下表：行星名称天王星海王星轨道半径1.01.55.29.51930则相邻两次“冲日”时间间隔约为（ꢀꢀ）A365天800天天王星365天D.天王星800天4.在太空实验室中可以利用匀速圆周运动测量小球质量。如图所示，不可伸长的轻绳一端固定于OOFn圈所用的时间为，用刻度尺测得O点到球心的距离为圆周运动的半径。下列说法正确的是（ꢀꢀ）第1共页A.圆周运动轨道可处于任意平面内2小球的质量为n22若误将n圈记作n圈，则所得质量偏大D.R时未计入小球半径，则所得质量偏小5.损失，基本单位导出的能量单位——焦耳（J）和功率单位——瓦特（W）的表达形式分别为_______和_________。二、2023年亚洲杯（3+3+4+4+12=26）2023年亚洲杯在卡塔尔举行，卡塔尔击败约旦，成为历来第五支成功卫冕的球队。6.在足球运动中，足球入网如图所示，则（ꢀꢀ）A.踢香蕉球时足球可视为质点足球在飞行和触网时惯性不变足球在飞行时受到脚的作用力和重力D.触网时足球对网的力大于网对足球的力7.如图所示，轻质网兜兜住重力为G的足球，用轻绳挂于光滑竖直墙壁上的A点，轻绳的拉力为F壁对足球的支持力为，则（）A.＞N＞GFND.G第2共页8.置处所受合力，下列四幅图可能正确的是（ꢀꢀ）A.D.9.BABC两点时速度大小分别为3m/s和4m/s，ABBCBAB段的加速度大小之比为_________A运C的过程中平均速率为_________m/s。10.小明以初速度v=10m/s竖直向上抛出一个质量m=0.1kg空气中所受阻力大小为重力的0.1倍，求小皮球（1）上升的最大高度；（2）从抛出到接住的过程中重力和空气阻力所做的功；（3）上升和下降的时间。三、古人的智慧（4+4+4+4=16）中国古代文献中有许多记载古人智慧的情节，里面蕴含了丰富的物理知识。《天工开物》中记载了古人借助水力使用高转筒车往稻田里引水的场景。引水过程简化如下：两个半径均为R的水轮，以角速度ω匀速转动。水筒在筒车上均匀排布，单位长度上有n个，与水轮间无相对滑动。每个水筒离开水面时装有质量为m的水，其中的60%被输送到高出水面H处灌入稻田。当地的重力加速度为g，则筒车对灌入稻田的水做功的功率为（）222nmgRHD.A.555第3共页12.水车是我国劳动人民利用水能的一项重要发明。下图为某水车模型，从槽口水平流出的水初速度大小v0为，垂直落在与水平面成30°角的水轮叶面上，落点到轮轴间的距离为R。在水流不断冲击下，轮叶受冲击点的线速度大小接近冲击前瞬间水流速度大小，忽略空气阻力，有关水车及从槽口流出的水，水流在空中运动时间为_______________；水车最大线速度接近_________________。13.如图所示，ABC三个物体放在汉石磨盘上，静摩擦因数均为A的质量是2mB和C的质量mAB离轴为RC离轴为2RABC（）A.C的向心加速度最大B的摩擦力最小当圆台转速增大时，B比A先滑动D.圆台转速增大时，C比B先滑动14.早在二千多年前，我国劳动人民就发明了汉石磨盘，它是一种可使谷物脱壳、粉碎的加工工具，凝聚F为500N，拉力沿圆周切线方向，磨盘半径r为0.4m，磨杆长也为0.4m，驴对磨杆的拉力作用在磨杆末端，磨盘转动一周的时间为5s，驴拉磨转动一周拉力的平均功率为______，磨盘边缘的线速度为________。四、实验题（3+3+3+3=12）15.在“探究平抛运动的特点”实验中第4共页（11装置进行探究，下列说法正确的是A.只能探究平抛运动水平分运动的特点需改变小锤击打的力度，多次重复实验能同时探究平抛运动水平、竖直分运动的特点（22装置进行实验，下列说法正确是A.斜槽轨道M必须光滑且其末端水平。。上下调节挡板N时必须每次等间距移动小钢球从斜槽M上同一位置静止滚下（3）现在重新设计图1实验，如图3所示，光源位于S点，紧靠着光源的前方有一个小球A，光照射A球时在竖直屏幕上形成影子。现打开数码相机，同时将小球向着垂直于屏幕的方向水平抛出，不计空气P3P在屏上移动情况应当是图丙中的_________（选填“cd（43中小球A水平抛出的初速度为，L小球到达B点时在屏幕上留下的影子假设为QQ点沿着屏幕向下运动的速度大小为_________m/s。五、现代科技（4+4+4+16=28）中国的科技在这几十年中取得了飞速的发展，中国人民的生活也越来越富足。16.公园里有一种“旋转秋千”的游乐项目，模型如图所示。可视为质点的座椅通过轻质缆绳悬挂在旋转θ）第5共页A.座椅受到重力、缆绳拉力和向心力座椅转动角速度越大，夹角θ启动加速时，游客所受的合外力可能大于游客的向心力D.同一座椅以相同角速度转动，有游客乘坐与没有游客乘坐时的夹角θ17.图甲是我国自主设计开发全球最大回转自升塔式起重机，它的开发标志着中国工程用超大吨位塔机打破长期依赖进口的局面，也意味着中国桥梁及铁路施工装备进一步迈向世界前列。该起重机某次从=0时刻由静止开始提升质量为m=200kga-t5~10s内起重机的功率为额定功率，__________W10s内起重机对物体做的功为Jg取10m/s²18.RSTST间的距离是倍，段的平均速度是10m/sST段的平均速度是5m/s，则公交车经过T点时的瞬时速度为（）A.3m/s1m/sD.0.5m/s19.新交规规定：“在没有信号灯的路口，一旦行人走上人行道，机动车车头便不能越过停止线”。如图v0L40m1甲所示，一长度为D=5m的卡车以的初速度向左行驶，车头距人行道为，人行道LLvL9m宽度为。同时，一距离路口为的行人以的速度匀速走向长度为的人行23141道。图乙为卡车的侧视图，货箱可视为质点，货箱与车之间的动摩擦因数为尾的间距为12.5m、d1.5mg取10m/s²）求：2（1）当司机发现行人在图中位置时立即加速且以后加速度恒定，要保证卡车整体穿过人行道时，人还没有走上人行道，卡车的加速度最小为多少；（21）问的最小加速度加速，且穿过人行道后立即匀速，通过计算说明货箱是否会掉下（3）当司机发现行人在图示位置时立即减速且以后加速度恒定，要保证不违反交规，且货箱不撞到车头，第6共页求卡车刹车时加速度大小需要满足的条件。华东师大二附中2024学年第一学期3月阶段测试高一物理（考试时间:60分钟一、太空问题（3+3+4+4+4=18）卷面满分:100分）探索宇宙是未来的科学主要方向，需要非常多关于曲线运动和万有引力的物理知识。1.月球相比，一定相等的是（ꢀꢀ）A.向心力大小向心加速度大小D.受到地球的万有引力大小2.关于向心加速度，下列说法正确的是（ꢀꢀ）v2A.由n知，匀速圆周运动的向心加速度恒定r做圆周运动的物体，加速度时刻指向圆心向心加速度越大，物体速率变化越快D.匀速圆周运动不属于匀速运动3.如下表：行星名称天王星海王星第7共页轨道半径1.01.55.29.51930则相邻两次“冲日”时间间隔约为（ꢀꢀ）A.365天800天天王星365天D.天王星800天4.在太空实验室中可以利用匀速圆周运动测量小球质量。如图所示，不可伸长的轻绳一端固定于OOFn圈所用的时间为，用刻度尺测得O点到球心的距离为圆周运动的半径。下列说法正确的是（ꢀꢀ）A.圆周运动轨道可处于任意平面内2小球的质量为n22若误将n圈记作n圈，则所得质量偏大D.R时未计入小球半径，则所得质量偏小5.损失，基本单位导出的能量单位——焦耳（J）和功率单位——瓦特（W）的表达形式分别为_______和_________。【答案】1.C2.D3.4.Akgm.2/s2.kgm2/s35.【解析】【1题详解】A．该卫星与月球相比，轨迹半径相同，万有引力均恰能提供向心力即可，质量可以不同，故A错误；BD球的万有引力大小不同，故错误；C．根据万有引力提供向心力r2GMar2第8共页它们的轨迹半径相同，则向心加速度大小相等，故C正确。。【2题详解】AD．匀速圆周运动的向心加速度大小恒定，但方向始终指向圆心，一直在改变，不属于匀速运动，故A错误，D正确；B．做变速圆周运动的物体，会有切向加速度，加速度并不是时刻指向圆心，故B错误；C．向心加速度与速度方向垂直，不改变速率，故C错误。D。【3题详解】根据万有引力提供向心力GMm2rr2r3地地外行星r地3外地r3外地球比地外行星多转一周的时间即为相邻两次“冲日”时间间隔，有tt地外整理得tdr33地3地地))r外外3代入题干数据可得t火t，天BC。第9共页【4题详解】A．在太空实验室中物体处于完全失重状态，重力完全提供绕地球运动的向心力，不需要考虑重力对测量质量的实验影响，圆周运动轨道可处于任意平面内，故A正确；B．根据拉力提供向心力可得Fm(2)RT其中周期联立可得tTn2m2n2R故B错误；2C．若误将n-1圈记作n圈，由m可知，则所得质量偏小，故C错误；2n2R2D．若测R时未计入小球半径，则计算用R偏小，由m可知，则所得质量偏大，故D错误。22nRA。【5题详解】[1]焦耳是能量单位，根据Wx则Jm2/s2[2]瓦特是功率单位，根据WPt则JWkgm2/s3s二、2023年亚洲杯（3+3+4+4+12=26）2023年亚洲杯在卡塔尔举行，卡塔尔击败约旦，成为历来第五支成功卫冕的球队。6.在足球运动中，足球入网如图所示，则（ꢀꢀ）A.踢香蕉球时足球可视为质点足球在飞行和触网时惯性不变足球在飞行时受到脚的作用力和重力D.触网时足球对网的力大于网对足球的力7.如图所示，轻质网兜兜住重力为G的足球，用轻绳挂于光滑竖直墙壁上的A点，轻绳的拉力为F壁对足球的支持力为，则（）A.＞N＞GFND.G8.置处所受合力，下列四幅图可能正确的是（ꢀꢀ）A.CD.9.BABC两点时速度大小分别为3m/s和4m/s，ABBCBAB段的加速度大小之比为_________A运C的过程中平均速率为_________m/s。10.小明以初速度v=10m/s竖直向上抛出一个质量m=0.1kg第共页空气中所受阻力大小为重力的0.1倍，求小皮球（1）上升的最大高度；（2）从抛出到接住的过程中重力和空气阻力所做的功；（3）上升和下降的时间。【答案】6.B7.AC8.D9..97.2.1mJs；10.（1）【解析】）0；3）s【6题详解】A．踢香蕉球时足球的大小形状不可忽略，不能看作质点，故A错误；B．惯性只与质量有关，质量不变，则惯性不变，故B正确；C．足球在飞行时与脚已经脱离了作用距离，不受脚的作用力，故C错误；D．根据牛顿第三定律，触网时足球对网的力等于网对足球的力，故D错误。。【7题详解】根据平衡条件轻绳拉力的水平分力与墙壁对足球的支持力平衡，则有TsinN轻绳拉力的竖直分力与重力平衡，有TcosGTF，＞GNAC。【8题详解】做曲线运动的物体其所受合外力必然指向轨迹的内侧，同时因为足球在水平地面上沿轨道从左向右运动，速度一直增大，说明合外力必然偏向右侧。D。【9题详解】[1]由A到B过程，根据匀变速直线运动规律由B到C过程，根据匀变速直线运动规律联立可得vB21x2C2vB22x21a29:7[2]由A运动到B的过程中，用时由B运动到C的过程中，用时xvB21xt2CvB2全过程平均速率2x1tv210题详解】（1）上升过程中，根据牛顿第二定律1111ms20221hhm（2）从抛出到接住的过程中初末位置不变，重力做功为零；空气阻力所做的功1011f2fh2mghJ（3）下降过程中，根据牛顿第二定律ma229ms0at2上升和下降过程111hat2222联立解得101s11t2ss三、古人的智慧（4+4+4+4=16）中国古代文献中有许多记载古人智慧的情节，里面蕴含了丰富的物理知识。《天工开物》中记载了古人借助水力使用高转筒车往稻田里引水的场景。引水过程简化如下：两个半径均为R的水轮，以角速度ω匀速转动。水筒在筒车上均匀排布，单位长度上有n个，与水轮间无相对滑动。每个水筒离开水面时装有质量为m的水，其中的60%被输送到高出水面H处灌入稻田。当地的重力加速度为g，则筒车对灌入稻田的水做功的功率为（）222nmgRHD.A.55512.水车是我国劳动人民利用水能的一项重要发明。下图为某水车模型，从槽口水平流出的水初速度大小v0为，垂直落在与水平面成30°角的水轮叶面上，落点到轮轴间的距离为R。在水流不断冲击下，轮叶受冲击点的线速度大小接近冲击前瞬间水流速度大小，忽略空气阻力，有关水车及从槽口流出的水，水流在空中运动时间为_______________；水车最大线速度接近_________________。13.如图所示，ABC三个物体放在汉石磨盘上，静摩擦因数均为A的质量是2mB和C的质量mAB离轴为RC离轴为2RABC（）A.C的向心加速度最大B的摩擦力最小当圆台转速增大时，B比A先滑动D.圆台转速增大时，C比B先滑动14.早在二千多年前，我国劳动人民就发明了汉石磨盘，它是一种可使谷物脱壳、粉碎的加工工具，凝聚F为500N，拉力沿圆周切线方向，磨盘半径r为0.4m，磨杆长也为0.4m，驴对磨杆的拉力作用在磨杆末端，磨盘转动一周的时间为5s，驴拉磨转动一周拉力的平均功率为______，磨盘边缘的线速度为________。0g20【答案】B12...13.C14.①..【解析】【题详解】nm60%被输送到高出水面H处灌入稻田，则水轮转一圈灌入农田的水的总质量为总％则水轮转一圈灌入稻田的水克服重力做的功W总则筒车对灌入稻田水做功的功率为WTWP5。【12题详解】[1]水流垂直落在与水平面成角的水轮叶面上，根据平抛运动的规律有00gt[2]水流落在水轮叶面上的速度为0sin30v202v即水车最大线速度接近。0【13题详解】arC的半径最大，则C的向心加速2A．若A、、C均未滑动，三者角速度相同，根据度最大，故A正确，不符合题意；BACF力，有nr可知，由于物体在m2fa22Rfb2Rf2R2，，c可知，B的摩擦力最小，故B正确，不符合题意；CD．根据物体在转盘上，摩擦力提供向心力，有r2grA与BC最先滑动，故C错误，符合题意，D正确，不符合题意。。【14题详解】[1]磨过程中拉力方向始终与速度方向相同，故根据微元功原理可知，拉力对盘所做的功等于拉力的大小与拉力作用点沿圆周运动弧长的乘积，则磨转动一周，弧长L2mm所以拉力所做的功WJJ驴拉磨转动一周拉力的平均功率为WtpW=160W5[2]磨盘边缘的线速度为rvmsT四、实验题（3+3+3+3=12）15.在“探究平抛运动的特点”实验中（11装置进行探究，下列说法正确的是。A.只能探究平抛运动水平分运动的特点需改变小锤击打的力度，多次重复实验能同时探究平抛运动水平、竖直分运动的特点（22装置进行实验，下列说法正确的是A.斜槽轨道M必须光滑且其末端水平。上下调节挡板N时必须每次等间距移动小钢球从斜槽M上同一位置静止滚下（3）现在重新设计图1实验，如图3所示，光源位于S点，紧靠着光源的前方有一个小球A，光照射A球时在竖直屏幕上形成影子。现打开数码相机，同时将小球向着垂直于屏幕的方向水平抛出，不计空气P3P在屏上移动情况应当是图丙中的_________（选填“cd（43中小球A水平抛出的初速度为，L小球到达B点时在屏幕上留下的影子假设为QQ点沿着屏幕向下运动的速度大小为_________m/s。【答案】1B（3Bd）【解析】2）C（4）【小问1详解】利用图1。【小问2详解】AC2下，斜槽不必要光滑，但末端必须水平，故A错误，C正确；B．挡板的作用是为了方便确定小球的运动未知，没有必要每次等间距移动，故B错误。。【小问3详解】txy设经过时间，小球的水平位移为，竖直方向的位移为，影子的位移为H，则有xyvtL012H2Ht20可知，小球的影像P在屏上移动位移与时间成正比，匀速下落，应当是等间距的，故选（【小问4详解】由上述分析可知，小球的影像Q在屏上移动的速度为10Qms2.5ms2021五、现代科技（4+4+4+16=28）中国的科技在这几十年中取得了飞速的发展，中国人民的生活也越来越富足。16.公园里有一种“旋转秋千”的游乐项目，模型如图所示。可视为质点的座椅通过轻质缆绳悬挂在旋转θ）A.座椅受到重力、缆绳拉力和向心力座椅转动角速度越大，夹角θ启动加速时，游客所受的合外力可能大于游客的向心力D.同一座椅以相同角速度转动，有游客乘坐与没有游客乘坐时的夹角θ17.图甲是我国自主设计开发的全球最大回转自升塔式起重机，它的开发标志着中国工程用超大吨位塔机打破长期依赖进口的局面，也意味着中国桥梁及铁路施工装备进一步迈向世界前列。该起重机某次从=0时刻由静止开始提升质量为m=200kga-t5~10s内起重机的功率为额定功率，__________W10s内起重机对物体做的功为Jg取10m/s²18.RSTST间的距离是倍，段的平均速度是10m/sST段的平均速度是5m/s，则公交车经过T点时的瞬时速度为（）A.3m/s1m/sD.0.5m/s19.新交规规定：“在没有信号灯的路口，一旦行人走上人行道，机动车车头便不能越过停止线”。如图v0L40m1甲所示，一长度为D=5m的卡车以的初速度向左行驶，车头距人行道为，人行道LLvL9m宽度为。同时，一距离路口为的行人以的速度匀速走向长度为的人行23141道。图乙为卡车的侧视图，货箱可视为质点，货箱与车之间的动摩擦因数为尾的间距为12.5m、d1.5mg取10m/s²）求：2（1）当司机发现行人在图中位置时立即加速且以后加速度恒定，要保证卡车整体穿过人行道时，人还没有走上人行道，卡车的加速度最小为多少；（21）问的最小加速度加速，且穿过人行道后立即匀速，通过计算说明货箱是否会掉下（3）当司机发现行人在图示位置时立即减速且以后加速度恒定，要保证不违反交规，且货箱不撞到车头，求卡车刹车时加速度大小需要满足的条件。【答案】16.C17..4②.1.8105954）22a218.C19.1）【解析】【16题详解】A．座椅受到重力、缆