山东省德州市夏津第一中学2024-2025学年高一下学期3月月考物理试题（含答案）

一、单选题(本题共8个小题，每小题3分，共计24分)1．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l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2．质量为m的物体随水平传送带一起匀速运动，A为传送带的终端皮带轮.如图所示，皮带轮半径为r，要使物体通过终端时能水平抛出，皮带轮的转速至少为()3．如图所示，一辆质量为m的汽车先过一段凹形桥，再过一段拱形桥，M、N分别为桥的最低点和最高点，且汽车通过M、N两点时的速度均不为0。汽车在通过两种桥面的过程中均未脱离桥面，下列说法正确的是()A．汽车通过M点时处于失重状态B．汽车通过M点时的加速度可能为0C．汽车通过N点时，无论速度多大，对桥面始终有压力D．汽车通过N点时对桥面的压力一定比通过M点时对桥面的压力小4．如图所示，A、B、C三个物体放在旋转台上，动摩擦因数均为μ,A的质量为2m，B、C的质量均为m，A、B离轴的距离为R，C离轴的距离为2R，则当圆台旋转时（设A、B、C都没有滑动，最大静摩擦力等于滑动摩擦力）()A．C的向心力最大B．B的向心加速度最小C．当圆台转速增大时，A比B先滑动D．当圆台转速增大时，C将最先滑动5．2024年6月2日上午6时23分，嫦娥六号成功着陆月球背面。设想嫦娥六号被月球俘获后进入椭圆轨道Ⅰ上运行，周期为T1；当经过近月点M点时启动点火装置，完成变轨后进入圆形轨道Ⅱ上运行，周期为T2。已知月球半径为R，圆形轨道Ⅱ距月球表面的距离为R，椭圆轨道Ⅰ远月点距月球表面的距离为5R，如图所示，引力常量为G。忽略其他天体对嫦娥六号的影响，则下列说法正确的是()B．月球的质量为C．月球第一宇宙速度大于轨道Ⅱ上的运行速度D．嫦娥六号由轨道Ⅰ进入轨道Ⅱ需要在M点点火使其加速才能完成6．2024年7月19日，我国成功发射高分十一号05卫星。如图，高分十一号05卫星和另一颗卫星a分别沿圆轨道和椭圆轨道绕地球运行，圆轨道半径为R，椭圆轨道的近地点和远地点间的距离为2R，两轨道位于同一平面内且A点为两轨道的一个交点，某时刻两卫星和地球在同一条直线上，线速度方向如图，只考虑地球对卫星的引力，下列说法正确的是()A．在图示位置，高分十一号05卫星和卫星a的加速度大小分别为a1、a2，则a1<a2B．在图示位置，两卫星的线速度大小关系为v1<v2C．从图示位置开始，卫星a先运动到A点D．高分十一号05卫星和卫星a运动到A位置时的向心加速度大小分别为an、an2，则有an=an7．如图所示为某宇宙飞船运行轨道变化示意图，飞船先进入近地圆轨道1以第一宇宙速度做匀速圆周运动，再经椭圆轨道2，最终进入圆轨道3，设飞船在轨道1、2、3上运行的周期分别为T1、T2、T3，轨道2分别与轨道1、3相切于A、B两点。则()T<T1B．飞船在轨道2上稳定运行时，A点和B点加速度大小相同C．飞船在轨道2上稳定运行时，经过A点的速度小于第一宇宙速度8．随着中国航天科技的飞跃发展，中国宇航员将登上月球。假设宇航员登月后，在月面做了一个自由落体运动的实验，将一小球由静止释放，经过一小段时间t，小球的速度大小为v0，已知月球的第一宇宙速度大小为nv0，引力常量为G，一探测器在离月面的高度为月球半径倍的轨道上绕月球做匀速圆周运动，下列说法正确的是()A．月面的重力加速度大小为B．探测器的线速度大小为C．月球的半径为2n2v0tD．月球的密度为二、多选题（本题共4个小题，每小题4分，共计16分。漏选得2分，错选不得分）9．2023年11月16日，中国北斗系统正式成为全球民航通用的卫星导航系统。如图，北斗系统空间段由若干地球同步卫星a、倾斜地球同步轨道卫星b和中圆地球轨道卫星c等组成。将所有卫星的运动视为匀速圆周运动、地球看成质量均匀的球体，若同步卫星a的轨道半径是地球半径的k倍，下列说法正确的是 A．卫星c的线速度小于卫星a的线速度B．卫星b有可能每天同一时刻经过重庆正上方C．地球赤道重力加速度大小与北极的重力加速度大小之比为D．地球赤道重力加速度大小与北极的重力加速度大小之比为1+10．2022年1月22日，我国将一颗失效的北斗二号G2卫星从轨道半径为R1的地球同步轨道上变轨后运行到轨道半径为R2的“墓地轨道”上，此举标志着航天器被动移位和太空垃圾处理新方式的成功执行。该过程的简化示意图如图所示。已知椭圆形转移轨道与同步轨道和“墓地轨道”分别相切于P、Q两点，则北斗二号G2卫星()A．在转移轨道上Q点的加速度小于在“墓地轨道”上Q点的加速度B．在转移轨道上Q点的速度小于在“墓地轨道”上Q点的速度C．在转移轨道上P点的速度与Q点速度之比为R1∶R2D．沿转移轨道从P点运动到Q点所用的时间为天11．同步卫星离地心距离为r，运行速率v1，加速度为a1，地球赤道上的物体随地球自转的向心加速度为a2，第一宇宙速度为v2，地球的半径为R，则下列比值正确的是()12．如图所示，某航天器围绕一颗半径为R的行星做匀速圆周运动，其环绕周期为T，经过轨道上A点时发出了一束激光，与行星表面相切于B点，若测得激光束AB与轨道半径AO夹角为θ,引力常量为G，不考虑行星的自转，下列说法正确的是()A．行星的质量为B．行星的平均密度为C．行星表面的重力加速度为D．行星赤道表面随行星自转做匀速圆周运动的线速度为三、非选择题（本题共6个小题，共计60分）13（6分某同学利用图甲中所示的DIS向心力实验器来探究圆周运动向心力的影响因素。实验时，砝码随旋臂一起做圆周运动，其受到的向心力可通过牵引杆由力传感器测得，旋臂另一端的挡光杆每经过光电门一次，通过力传感器和光电门就同时获得一组向心力F和挡光时间Δt，换算生成w。保持砝码的质量和转动半径不变，改变其转速得到多组F、w的数据后，作出了F-w2图线如图乙所示。牵引杆的质量和一切摩擦可忽略。（1）该同学采用的主要实验方法为。A．等效替代法B．理想化模型法C．控制变量法（2）实验中，某次挡光杆经过光电门时的挡光时间为Δt，已知挡光杆到转轴的距离为d，挡光杆的挡光宽度为Δs，则可得挡光杆转动角速度w的表达式为。（3）根据图乙，得到的实验结论是()A．在m、r一定的情况下，向心力大小与角速度的平方成正比B．在m、r一定的情况下，向心力大小与角速度正比14（6分2022年3月23日下午，“天宫课堂”第二课在中国空间站开讲，王亚平做了太空抛物实验，奥运顶流“冰墩墩”在空间站上被航天员抛出后，并没有像在地面上那样做曲线运动，而是水平飞出去了。请根据此实验回答以下问题：（1）关于冰墩墩被水平抛出后，做水平运动的原因，以下解释中正确的是；A．冰墩墩在空间站内不受力的作用B．冰墩墩所受合外力为零C．冰墩墩处于完全失重的状态D．冰墩墩随空间站绕地球做匀速圆周运动，万有引力提供向心力（2）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6.4×103km，小伟同学用如下方法推导这一“足够大速度”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（3）已知地球表面重力加速度g=10m/s2，请你利用已学习的物理知识求出正确的“足够大的速度”为四、解答题（本题共4个小题，每小题12分，共计48分）15．某汽车厂利用下列方式来测量干燥情况下汽车轮胎和地面间的动摩擦因数。在一辆车内顶部用细线悬挂一个小球P，使该车在水平路面上沿半径R=8m的圆弧弯道转弯。某次转弯测试时，测试车辆在弯道上做匀速圆周运动，从车正后面看，车内小球位置如图所示，此时细线与竖直方向夹角为θ=37。，转弯过程中，小球和车辆保持相对静止，测试车辆刚好不发生侧滑，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g（1）求小球的向心加速度？（2）求车辆轮胎和地面之间的动摩擦因数μ。（3）如果圆弧弯道半径增大为r=12m，要使车辆不发生侧滑，求车辆转弯时的最大速度。16．空间站上安装的机械臂不仅可以维修、安装空间站部件，还可以发射、抓捕卫星。如图所示，若空间站在半径为r的轨道上做匀速圆周运动。从空间站伸出长为d的机械臂，微型卫星放置在机械臂的外端。在机械臂的作用下，微型卫星、空间站、地球在同一直线上，微型卫星与空间站同步做匀速圆周运动。已知地球半径为R，地球表面重力加速度为g，微型卫星质量为m，求：（1）地球的质量及平均密度；（2）空间站所在轨道处的重力加速度；（3）机械臂对微型卫星的作用力大小（忽略空间站对卫星的引力以及空间站的尺寸）。17．如图所示，摩托车做腾跃特技表演，沿曲面冲上高0.8m顶部水平高台，接着以v=3m/s水平速度离开平台，落至地面时，恰能无碰撞地沿圆弧切线从A点切入光滑竖直圆弧轨道，并沿轨道下滑，A、B为圆弧两端点，其连线水平，已知圆弧半径为R=1.0m，人和车的总质量为180kg，特技表演的全过程中，阻力求∶（1）从平台飞出到A点，人和车运动的水平距离S；（2）人与车整体在A点时的速度大小和方向；（3）若人与车整体运动到圆弧轨道最低点O时，速度为v'=8m/s，求此时对轨道的压力大小。18．某星球的质量约为地球质量的4倍，半径与地球近似相等。（1）若从地球表面高为h处平抛一物体，水平射程为10m，则在该星球上，从同样高度，以同样的初速度平抛同一物体，水平射程应为多少？（2）如图所示，在该星球表面发射一枚带有精密探测器的火箭，火箭竖直向上做加速直线运动。已知该星球半径为R0，表面重力加速度为g0，升到某一高度时，加速度为g0，测试仪器对平台的压力刚好是起飞前压力的，求此时火箭所处位置距星球表面的高度。《2025年3月月考高中物理试题》参考答案题号123456789答案DADDCCDBBCBD题号答案ADABC151）7.5m/s2，方向水平向左2）0.753）3m/s【详解】（1）小球和车保持相对静止，对小球进行受力分析，如图所示根据图像可知，小球的合力方向水平向左，则车向左转弯，则有mgtanθ=ma解得a=7.5m/s2方向水平向左。（2）对小球和车整体分析有μ(M+m)g=(M+m)a结合上述解得μ=0.75（3）如果圆弧弯道半径增大为r=12m，要使车不发生侧滑，根据牛顿第二定律有结合上述解得vmax=3m/s161【详解】（1）在地球表面质量为m1的物体，重力由万有引力提供则M地可得地球的平均密度（2）设空间站质量为m2，则有联立，解得（3）对空间站有对质量为m的微型卫星有联立，解得171）1.2m2）5m/s，速度方向与水平方向的夹角53°3）13320N【详解】(1)车做的是平抛运动，根据平抛运动的规律可得2竖直方向上H=2gt水平方向上S=2(2)摩托车落至A点时，其竖直方向的分速度vy=gt=4m/s到达A点时速度设摩托车落至A点时，速度方向与水平方向的夹角为α,则(3)在最低点O，受力分析可得解得N=13320N由牛顿第三定律可知，人和车在最低点O时对轨道的压力为13320N