安徽省滁州市第二中学2024-2025学年高一（下）月考物理试卷（含解析）

安徽省滁州市第二中学2024-2025学年高一（下）月考物理试卷
一、单选题：本大题共8小题，共32分。
1.如图所示，地铁站内某乘客站在自动扶梯上随扶梯一起上行，扶梯与水平面夹角为，速度为，将速度沿水平和竖直方向分解，则顾客在水平方向的分速度大小为( )
A. B. C. D.
2.年月日凌晨，火星与土星在太空上演“星星相吸”的天文好戏。即地球、火星和土星排成近似一条直线，如图所示。则( )
A. 明年月日凌晨会再次上演此“星星相吸”现象
B. 三颗行星中地球绕太阳运动的速度最大
C. 三颗行星的运行周期分别与其轨道半径的比值相等
D. 三颗行星与太阳的连线在相同时间扫过的面积相等
3.如图所示，在倾角为的光滑斜面上，有一根长为的细绳，一端固定在点，另一端系一质量为的小球，沿斜面做圆周运动，若要小球能通过最高点，取，则小球在最高点的最小速度是( )
A. B. C. D.
4.“嫦娥四号”月球飞船计划在年发射升空，现将它与“神舟十号”载人飞船进行类比分析．设月球、地球的质量分别为、，“嫦娥四号”与“神舟十号”轨道半径分别为、，“神舟十号”环绕速度为，环绕周期为，则“嫦娥四号”在月球轨道上的环绕速度和环绕周期可表述为( )
A. ， B. ，
C. ， D. ，
5.如图所示为自行车的传动装置，其中为轮盘边缘上一点，为飞轮边缘上一点，为车轮边缘上一点，若轮盘、飞轮和车轮的半径之比为：：，在人用力蹬车前进时，下列说法正确的是( )
A. A、两点的角速度大小之比为：
B. A、两点的线速度大小之比为：
C. 轮盘转一圈时，车轮转圈
D. A、两点的向心加速度大小之比为：
6.已知太阳光从太阳射到地球需要，地球半径约为，地球公转角速度约为，取根据上述数据，可以估算太阳质量与地球质量之比约为( )
A. B. C. D.
7.如图所示，弹珠发射器可视为质点固定于足够高的支架顶端，支架沿着与竖直墙壁平行的方向以速度水平运动，同时弹珠发射器可在水平面内沿不同方向发射相对发射器速度大小为的弹珠。弹珠从发射到击中墙壁的过程中水平方向位移为，竖直方向位移为。已知发射器到墙壁的垂直距离为，重力加速度为，不计空气阻力，下列说法正确的是( )
A. 的最小值为 B. 的最小值为
C. 的最小值为 D. 的最小值为
8.日前，中国海军在南海海域进行常态化演训。在某次演训中，直升机距海面上方处沿水平方向以大小为的加速度匀加速飞行。时刻，物资离开直升机做平抛运动，其落至水面时速度方向与水面成时刻另一物资离开直升机做平抛运动，其落至水面时速度方向与水面成，如图所示。不计空气阻力，已知重力加速度大小，下列说法正确的是( )
A. 物资下落所需要的时间为
B. 时刻直升机的速度大小为
C. 两次投送物资的时间间隔是
D. 时刻投放的物资接触水面时的速度大小为
二、多选题：本大题共2小题，共10分。
9.多选如图所示，质量相同的、两小球用长度不同的两轻绳悬于等高的、点，绳长、的关系为，将轻绳水平拉直，并将小球、由静止开始同时释放，取释放的水平位置为参考平面，则下列说法正确的是( )
A. 在下落过程中，当两小球到同一水平线上时具有相同的重力势能
B. 两小球分别下落到最低点的过程中减少的重力势能相等
C. 球通过最低点时的重力势能比球通过最低点时的重力势能大
D. 、两小球只要在相同的高度，它们的重力势能就相等
10.如图所示，质量为的小球在竖直放置的光滑圆形管做圆周运动，下列说法正确的有( )
A. 小球通过最高点的速度可能小于
B. 小球通过最低点时对轨道的压力大小可以小于重力
C. 小球在水平线以下管道中运动时，外侧管壁对小球一定有作用力
D. 小球在水平线以上管道中运动时，内侧管壁对小球一定有作用力
三、实验题：本大题共2小题，共16分。
11.用如图所示的实验装置探究影响向心力大小的因素。已知长槽上的挡板到转轴的距离是挡板的倍，长槽上的挡板和短槽上的挡板到各自转轴的距离相等。转动手柄使长槽和短槽分别随变速塔轮匀速转动，槽内的球就做匀速圆周运动。挡板对球的压力提供了向心力，球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力筒下降，从而露出标尺，根据标尺上的等分格可以粗略计算出两个球所受向心力的比值。
当传动皮带套在两塔轮半径不同的轮盘上，塔轮边缘处的 大小相等；选填“线速度”或“角速度”
探究向心力和角速度的关系时，应将皮带套在两塔轮半径不同的轮盘上，将质量相同的小球分别放在挡板 和挡板 处选填“”或“”或“”
皮带套左右两个塔轮的半径分别为，。某次实验使，则、两处的角速度之比为 。
12.某同学利用如图甲所示的实验装置完成平抛运动实验的数据采集：
在实验开始之前，该同学用铅垂线调节背板竖直，将一张白纸和复写纸固定在背板上。其中为可上下调节的倾斜挡板，为斜槽轨道。装置安装好后，该同学每次使钢球从斜槽上 填“同一”或“不同”位置由静止滚下，上下调节挡板，在白纸上记录钢球所经过的多个位置
实验获得的小球运动中各点位置如图乙所示，则可推断该同学在实验过程中缺少了哪一步骤
改正操作后重新实验，该同学在白纸上描出了、、、四个点，并以为坐标原点，测得各点坐标数据。经查阅，当地重力加速度大小为，为获得平抛初速度，该同学利用工具，输入实验数据并给出指令：
用函数形式对数据进行拟合
作出拟合曲线图像。
输出结果如图丙所示，则该小球平抛的初速度大小为 ，该拟合曲线在处的切线斜率为 。均保留位有效数字
四、计算题：本大题共3小题，共42分。
13.如图所示，粗糙水平轨道与半径为的光滑半圆形轨道相切于点，现有质量为的小球可看作质点以初速度从点开始向右运动，并进入半圆形轨道，若小球恰好能到达半圆形轨道的最高点，最终又落于水平轨道上的处，重力加速度为，求：
小球落到水平轨道上的点时速度的大小；
水平轨道与小球间的动摩擦因数．
14.如图所示，马戏团正在上演飞车节目在竖直平面内有半径为的圆轨道，表演者骑着摩托车在圆轨道内做圆周运动已知人和摩托车可视为质点的总质量为，人以的速度过轨道最高点，并以的速度过最低点求在、两点摩托车对轨道的压力大小相差多少？
15.如图所示，四分之三周长的细圆管的半径，管口和圆心在同一水平面上，是圆管的最高点，其中半圆周段存在摩擦，和段动摩擦因数相同，段光滑；质量、直径稍小于圆管内径的小球从距正上方高的处自由下落，从处进入圆管继续运动直到圆管的最高点飞出，恰能再次飞到处。重力加速度求：
小球飞离点时的速度；
小球在点时对轨道的压力大小和方向；
小球从点到点过程中克服摩擦所做的功。
答案和解析
1.【答案】
【解析】解：顾客在水平方向的分速度大小为，故ABC错误，D正确。
故选：。
2.【答案】
【解析】行星绕太阳做匀速圆周运动，由太阳对行星的引力提供向心力
得，，
三颗行星中地球绕太阳运动的半径最小，速度最大，周期最小；三者运行周期分别与其轨道半径的二分之三次方的比值相等；由于三星绕太阳角速度不等，所以不会出现明年月日凌晨再次上演此“星星相吸”现象；AC错误，周期；
D.开普勒第二定律告诉我们，同一行星绕太阳运动过程中，相等时间行星与太阳的连线扫过相等的面积，D错误。
故选B。
3.【答案】
【解析】小球恰好能在斜面上做完整的圆周运动，刚小球通过点时细线的拉力为零，
根据圆周运动和牛顿第二定律有：
，
解得：
故选：。
4.【答案】
【解析】卫星绕地球运行和绕月球运行都是由万有引力充当向心力，
根据牛顿第二定律有
得：，
所以有：，
解得：，
即环绕月球表面附近圆轨道飞行的探测器的速度和周期分别为，
故选：．
5.【答案】
【解析】、两点靠皮带传动，线速度大小相等，由可知，：：：，故A错误；
B.、两点的同轴传动，角速度相等，由可知，：：：，又，所以：：，故B错误。
C.轮盘和飞轮的角速度之比为：，即轮盘转一圈飞轮转圈，飞轮车轮也转圈，故C错误。
D.根据可知，，故D正确。
故选：。
6.【答案】
【解析】解：已知太阳光从太阳射到地球需要，用光速可以算得太阳表面到地球表面的距离．
即
地球绕太阳做圆周运动，根据万有引力提供向心力列出等式
太阳质量
根据地球表面的物体万有引力等于重力得
地球质量
太阳质量与地球质量之比
代入数据解得：．
故选B．
7.【答案】
【解析】弹珠在水平方向做匀速直线运动，竖直方向做自由落体运动，当垂直竖直墙壁射出时，弹珠运动时间最短，的最小值为，故C正确，D错误；
由于，弹珠的合速度可以垂直竖直墙壁，合速度大小为，此时的最小值为，故AB错误；
故选C。
8.【答案】
【解析】A.由题意可知，竖直方向物资做自由落体运动，则物资下落所需要的时间，故A错误；
B.物资下落到水面时竖直方向的速度，由运动的合成和分解可知时刻直升机的速度大小，故B错误；
C.时刻直升机的速度大小，由水平方向的匀加速直线运动规律可知两次投送物资的时间间隔，故C正确；
D.由运动的合成和分解可知，时刻投放的物资接触水面时的速度大小，故D错误。
故选：。
9.【答案】
【解析】解：、下落过程中，当两小球到同一水平线上时，因它们的质量相同球，则具有相同的重力势能，故A正确；
B、根据重力势能的变化与重力做功有关，及与下落的高度有关，两小球分别落到最低点的过程中减少的重力势能不相等，故B错误；
C、取释放的水平位置为零势能的参考面，球通过最低点时的重力势能比球通过最低点时的重力势能小，故C错误；
D、两小球只要在相同的高度，它们所具有的重力势能就相等，故D正确；
故选：．
10.【答案】
【解析】在最高点，当小球的速度等于时，内管对小球产生向上的弹力，大小为，故最小速度为，故A正确；
B.小球在最低点时，向心加速度向上，处于超重状态，小球通过最低点时对轨道的压力大小一定大于重力，故B错误；
C.小球在水平线以下管道运动，由于沿半径方向的合力提供做圆周运动的向心力，重力沿半径方向的分力背离圆心，所以外侧管壁对小球一定有作用力，故C正确；
D.小球在水平线以上管道中运动时，当速度非常大时，内侧管壁没有作用力，此时外侧管壁有作用力，当速度比较小时，内侧管壁才可能有作用力，故D错误。
故选：。
11.【答案】线速度 ：
【解析】皮带传动的两塔轮边缘处的线速度大小相等；
该实验采用“控制变量法”进行研究，所以在探究向心力和角速度的关系时，要保持其余的物理量不变，则需要半径、质量都相同，则需要将传动皮带套在两塔轮半径不同的轮盘上，将质量相同的小球分别放在挡板和挡板处；
根据皮带套上各点的线速度大小相等，根据公式有：，解得：，又由于，；故：：。
12.【答案】同一 实验前未将斜槽末端调节水平
【解析】实验中应将小球从斜槽上同一位置由静止释放，这样小球做平抛运动的初速度才能相同。
由图乙可知小球抛出后有上升现象，说明实验前未将斜槽末端调节水平。
竖直方向位移，水平方向，
上式联立可得，
由图丙知．，，
解得，
在处切线斜率即为在处速度与水平方向夹角正切。
13.解：在最高点由牛顿第二定律得，得：，
从点做平抛运动，在竖直方向获得的速度为：
点的速度为：
的距离为：
从出发回到由动能定理得：
解得：
答：小球落到水平轨道上的点时速度的大小为
水平轨道与小球间的动摩擦因数为．
14.解：在最高点，根据牛顿第二定律有：，
解得：．
在最低点，根据牛顿第二定律有：，
解得：．
则。
答：在、两点摩托车对轨道的压力大小相差。
15.【解：小球飞离点后做平抛运动，有


解得
小球在点受到重力，假设管道对它的作用力竖直向下为，
由牛顿第二定律得
解得，说明圆管对小球的作用力是竖直向上的支持力。
由牛顿第三定律可知小球对管道的内壁有压力，压力的大小为，方向竖直向下。
设小球从到的过程中克服摩擦力做功
在到过程中，根据动能定理，有
代入计算得
答：小球飞离点时的速度为；
小球在点时对轨道的压力为，方向竖直向下；
小球从点到点过程中克服摩擦所做的功为。
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