湖南省岳阳市汨罗市第一中学2024-2025学年高一（下）月考物理试卷（含解析）

湖南省岳阳市汨罗市第一中学2024-2025学年高一（下）月考
物理试卷
一、单选题：本大题共6小题，共24分。
1.开普勒有关行星的三个定律被称为“中世纪科学与近代科学的分水岭”。如图所示，下面说法正确的是( )
A. 地球绕太阳运行过程中，速率不变
B. 火星远离太阳的过程中，运行速率减小
C. 在相等时间内，火星和太阳的连线扫过的面积与地球和太阳的连线扫过的面积相等
D. 火星与地球绕太阳运行一周的时间相等
2.“加速度的变化率”可以表示加速度随时间变化的快慢。汽车加速度的变化率越小乘客舒适感越好。在某段时间内有辆轿车的加速度随时间的变化关系如图，则( )
A. 乘客感觉内比内更舒适 B. 内轿车做变加速运动
C. 第末，轿车速度达到 D. 加速度变化率的单位为
3.如图所示，钓鱼在收尾阶段，鱼已经浮在水面不再挣扎，钓鱼者以恒定速率收鱼线钓鱼者和鱼竿视为不动，鱼线与水平面的夹角为，以下说法正确的是( )
A. 鱼在靠近钓鱼者过程中速率减小 B. 当时，鱼的速率为
C. 当时，鱼的速率为 D. 鱼受到的合外力恒定
4.如图所示，、、分别是自行车的大齿轮、小齿轮和后轮的边缘上的三个点，到各自转动轴的距离分别为、和。支起后轮，在转动踏板的过程中，、、三点( )
A. 角速度大小关系是
B. 线速度大小关系是
C. 转速之比是
D. 加速度之比是
5.年月日，世界最大跨度拱桥深中通道正式建成通车。深中通道的建成靠的是“中国建筑重工机械”。如图，根起吊绳绳的质量忽略不计通过液压机械抓手把质量为的巨型钢圆筒静止吊在空中，每根绳与竖直方向的夹角为下图其他根绳没有画出，，则下列说法正确的是( )
A. 每根绳的拉力为
B. 钢圆筒所受的合力为
C. 若增加起吊绳的长度，则每根绳的拉力变大
D. 若每根绳承受的最大拉力为，则起吊过程的最大加速度为
6.如图所示，质量为的物体静止在劲度系数为的竖直轻弹簧上方。质量为的物体用细线悬挂起来，、紧挨在一起但、之间无压力。某时刻将细线剪断，则细线剪断瞬间，下列说法正确的是取( )
A. 轻弹簧的压缩量为 B. 物体对物体的压力为
C. 物体的瞬时加速度为 D. 物体的瞬时加速度为
二、多选题：本大题共4小题，共20分。
7.如图所示，Ⅰ为北斗卫星导航系统中的静止轨道卫星，其对地张角为；Ⅱ为地球赤道上方的近地卫星，两卫星运转方向相同。已知地球的自转周期为，万有引力常量为，根据题中条件，可求出( )
A. 卫星Ⅰ和卫星Ⅱ的加速度之比为
B. 卫星Ⅱ的周期为
C. 地球的平均密度为
D. 卫星Ⅱ可以连续直接接收到卫星Ⅰ发出的电磁波信号的时间为
8.如图所示，质量为的小球用长为且不可伸长的轻绳悬于点，现使小球在水平面内做以为圆心的匀速圆周运动，若小球稳定转动时绳子与竖直方向的夹角为，重力加速度为，则( )
A. 小球的加速度保持不变
B. 轻绳拉力大小为
C. 小球做匀速圆周运动的角速度为
D. 小球合力的大小为
9.甲、乙两辆汽车在平直公路上的相邻车道同向行驶可认为两车在一条直线上运动且不会相撞，时刻甲车在乙车后方，此时两车司机同时听到前方有事故发生的警笛提示并同时开始刹车，两辆车刹车时的图像如图所示，则( )
A. 两车在时速度大小相同
B. 两车共速时速度大小为
C. 若时刻两车相距，则刹车过程中两车可以相遇两次
D. 若时刻两车相距，则两车最后将停在同一位置
10.如图所示，一长为的轻杆绕点在竖直平面内转动，光滑水平转轴穿过杆上的点。已知杆两端固定有质量分别为、的球和球，距离为。球运动到最低点时，杆对球的拉力大小为。忽略空气阻力，重力加速度为，则当球运动到最低点时( )
A. 球的速度大小为
B. 球的速度大小为
C. 轻杆对的作用力大小为，方向竖直向下
D. 轻杆对的作用力大小为，方向竖直向上
三、实验题：本大题共2小题，共14分。
11.实验小组利用如图甲所示的实验装置完成“探究小车速度随时间变化规律”的实验。
打点计时器正常工作时接的电源是_______填“直流电”或“交流电”
通过槽码牵引小车带动纸带加速运动，按正确的操作打出的一条纸带如图乙所示，图中所标的点为计数点，相邻两计数点间的时间间隔为，则打下点时小车的速度大小_______，小车运动的加速度大小_______结果保留小数点后两位。
12.用图甲所示装置探究向心力的大小与质量、角速度和半径之间的关系。转动手柄，可使变速塔轮、长槽和短槽随之转动，塔轮自上而下有三层，每层左右半径之比由上至下分别是：、：和：如图乙所示。左右塔轮通过不打滑的传动皮带连接，并可通过改变传动皮带所处的层来改变左右塔轮的角速度之比。实验时，将两个小球分别放在短槽的处和长槽的或处，、到左右塔轮中心的距离相等，到右塔轮中心的距离是到右塔轮中心的距离的倍，两个小球随塔轮做匀速圆周运动，向心力的大小之比可由两塔轮中心标尺露出的等分格数计算出。

该实验利用______探究向心力与质量、角速度和半径之间的关系。
A.理想实验法 等效替代法
C.控制变量法 微元法
若要探究向心力与半径的关系，应将传动皮带调至______选填“第一层”“第二层”或“第三层”塔轮，然后将质量相等的两小球分别放置挡板______选填“”或“”和挡板处。
若质量相等的两小球分别放在挡板和挡板处，传动皮带位于第三层，则当塔轮匀速转动时，左右两标尺露出的格数之比为_______。
四、计算题：本大题共3小题，共42分。
13.如图所示，一个光滑的圆锥体固定在水平桌面上，其轴线竖直，母线与轴线之间夹角为，一条长度为的轻绳，一端固定在圆锥体的顶点处，另一端拴着一个质量为的小球可看作质点，小球以角速度绕圆锥体的轴线做匀速圆周运动，细线拉力随变化关系如图所示。重力加速度取，求：
母线与轴线之间夹角、绳长和小球质量；
小球的角速度为时，小球对锥面的压力大小；
小球的角速度为时，轻绳与竖直方向的夹角。
14.无线蓝牙耳机是一种利用蓝牙技术进行短距离无线通信的耳机，它可以在一定距离内与手机，平板电脑等设备实现无线连接。已知某款耳机无线连接的最远距离为，甲、乙两人做一个测试，甲佩戴无线蓝牙耳机乘坐一辆以匀速直线行驶的汽车，乙携带手机检测。当甲经过乙时，乙从静止开始启动电动摩托车，同时开始计时，已知乙在前内位移为，且乙的最大速度假设甲、乙沿同一道路同向运动求：
乙达到最大速度所用的时间；
若想从计时开始保持甲乙始终在连接范围内，则甲经过乙身旁时，乙的速度至少多大。
15.一颗在赤道上空运行的人造卫星，离地球表面的高度是地球半径的倍，卫星的运行方向与地球自转方向相同。已知地球自转的角速度为，地球半径为，地球两极的重力加速度为。求：
该卫星运行时的向心加速度的大小；
该卫星运行的周期；
若某时刻卫星通过赤道上某建筑物的正上方，求它下次通过该建筑物上方需要的时间。
答案和解析
1.【答案】
【解析】A.地球绕太阳运行过程中，近日点的速率最大，远日点的速率最小，所以地球由近日点到远日点的过程中速率减小，远日点到近日点的过程中速率增大，故A错误；
B.火星远离太阳的过程中，由于万有引力的方向与速度的方向夹角为钝角，所以运行速率减小，故B正确；
C.根据开普勒第二定律行星与太阳连线在相同时间内扫过的面积相等，但是火星与太阳连线、地球与太阳连线在相同时间内扫过的面积是不相等的，故C错误；
D.根据开普勒第三定律，可知半径大的周期长，即火星绕太阳运行一周的时间比地球的长，故D错误。
故选B。
2.【答案】
【解析】A. 内加速度变化率为
内加速度变化率为零，可知乘客 内比 内更舒适，选项A正确；
B. 内轿车加速度不变，则匀加速运动，选项B错误；
C.图像与坐标轴围成的面积等于速度变化量，可知第 末轿车速度变化量
因轿车初速度不确定，不能确定末的速度大小，选项C错误；
D.根据加速度变化率的表达式为 ，可知加速度变化率的单位为 ，选项D错误。
故选A。
3.【答案】
【解析】、如图，
将鱼的速度分解为沿绳子方向的速度和垂直绳子方向的速度，则，则钓鱼者以恒定速率收鱼线过程中增大，则 增大，鱼做变加速运动，合外力不是恒定值，故AD错误；
、根据可知当时，当时，故B正确，C错误。
故选：。
4.【答案】
【解析】大齿轮与小齿轮边缘点线速度相等，则有
小齿轮与后轮是同轴传动，角速度相等，则有
根据
可得 ，
所以
故A正确，B错误；
C.根据
可得
故C错误；
D.根据
可得
故D错误。
故选A。
5.【答案】
【解析】A.分解绳子拉力，竖直方向分力大小为
则每根绳的拉力为
故A错误；
B.依题意，钢圆筒处于静止状态，所受的合力为零。故B错误；
C.若增加起吊绳的长度，则每根绳与竖直方向的夹角变小，由
可知每根绳的拉力变小。故C错误；
D.若每根绳承受的最大拉力为 ，则根绳的合力
由牛顿第二定律有
解得
故D正确。
故选D。
6.【答案】
【解析】A.、紧挨在一起但、之间无压力，对有，解得弹簧压缩量为，故A错误；
细线剪断瞬间，弹簧弹力不变，对、整体，由牛顿第二定律可得，解得物体、的瞬时加速度为，故C错误，D正确；
B.对物体，由牛顿第二定律，解得物体对物体的压力为，故B错误。
7.【答案】
【解析】根据题意，由几何关系可知，卫星Ⅰ和卫星Ⅱ的轨道半径分别为，。
A.由万有引力提供向心力有，解得，可知，卫星Ⅰ和卫星Ⅱ的加速度之比为，故A错误；
B.根据题意，由开普勒第三定律 ，有，其中，解得，故B错误；
C.根据题意，有万有引力提供向心力有，解得，又有，可得，故C正确；
D.根据公式 可得，卫星Ⅰ和卫星Ⅱ的角速度分别为，，设卫星Ⅱ可以连续直接接收到卫星Ⅰ发出的电磁波信号的时间为，则有，解得，故D正确。
故选CD。
8.【答案】
【解析】A.小球的加速度大小保持不变，但是方向不断变化，故A错误；
B.轻绳拉力大小为
故B错误；
小球做匀速圆周运动合外力提供向心力，则
解得
故CD正确。
故选CD。
9.【答案】
【解析】甲的加速度大小，乙的加速度大小，设时两车速度相等，共速时速度大小为，根据运动学公式得，解得，，故A正确，B错误；
C.两车共速时，甲比乙多行驶的距离，若时刻两车相距，共速时正好相遇，之后乙的速度一直比甲大，则刹车过程中两车只能相遇一次，故 C错误；
D.共速后乙比甲多行驶的距离，则开始到最后甲比乙一共多行驶的距离，若时刻两车相距，则两车最后将停在同一位置，故 D正确。
故选AD。
10.【答案】
【解析】球运动到最低点时，杆对球的拉力大小为，则
解得
此时球的速度大小为
故A正确，B错误；
设轻杆对的作用力方向向下，对可知
解得
可知方向竖直向下，故C正确，D错误。
故选AC。
11.【答案】交流电；
；

【解析】【解答】
打点计时器正常工作时接的电源是交流电。
打下点时小车的速度大小为 ；根据逐差法可得小车运动的加速度大小为 。
12.【答案】
第一层
：
【解析】该实验运用了控制变量法的实验思想。故选C。
若要探究向心力与半径的关系，应保证角速度 不变，根据 可知，应将传动皮带调至第一层。
保证小球运动半径不同，可将质量相等的两小球分别放置挡板和挡板处。
传动皮带套在塔轮第三层时，塔轮的半径之比为：，根据 可知，角速度之比为：，其中
由
代入数据可知
即左右两标尺的露出的格子数之比为：。
13.【解析】当小球将要离开锥面时，分析小球受力知，即
由图可知，离开锥面后，设绳子与竖直方向的夹角为，则，即
图可知，离开锥面后。当小球未离开锥面时，分析小球受力得，轴方向上有
轴方向上有
二式联立可得
则，
解得，，
当小球未离开锥面时，分析小球受力得，轴方向上有
轴方向上有
二式联立可得
小球的角速度为时，小球对锥面的压力
小球的角速度为时，小球离开锥面，受力如图所示
则，
解得
14.【解析】根据匀变速直线运动位移与时间得关系可得
解得
又因为
解得
对乙分析，可得
甲乙共速时两者之间距离最远，设此时二者之间距离刚好达到 ，则有 ，
解得 ，
15.【解析】在地球两极的物体受到的重力等于万有引力，则有
在轨道半径为处，卫星所受万有引力提供向心力，有
解得
卫星所受万有引力提供其做圆周运动的向心力，则有
解得
卫星绕地球做匀速圆周运动，建筑物随地球自转做匀速圆周运动，且卫星的转动方向与地球自转方向相同，当卫星比地球建筑物多转圈时，卫星再次出现在建筑物上空，即有
解得
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