山东省济南市历城第二中学2024-2025学年高一下学期5月月考试题 物理（含解析）

2025年5月高一学习质量检测
物 理 试 题
本试卷共4页，18题，满分100分.考试用时90分钟.
注意事项：
1.答题前，先将自己的姓名、准考证号、考场号、座位号填写在试卷和答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置.
2.选择题的作答：每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑.写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效.
3.填空题和解答题的作答：用黑色签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内.写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效.
一、单项选择题：本题共 8 小题，每小题 3 分，共 24 分. 在每小题给出的四个选项中，只有一个选项是正确的．请把正确的选项填涂在答题卡相应的位置上.
1．如图甲是家用的人字梯，结构简图如图乙所示，该人字梯由两个完全相同的梯子AM、AN通过顶端的铰链（大小不计）连接而成。某次使用完人字梯后需要将其收拢起来，让梯子的底端M、N两点均以恒定的速率v贴着地面向中间滑动，某时刻，梯子AM、AN和竖直方向的夹角均为30°，则此时梯子顶部铰链速度大小为（　　）
A．
B．
C．
D．
2．太阳系中，如图所示可以认为金星和火星均绕太阳做匀速圆周运动。已知金星的半径是火星半径的n倍，金星的质量为火星质量的K倍。若忽略行星的自转，说法正确的是（　　）
A．金星绕太阳运动的周期比火星大
B．金星的第一宇宙速度是火星的倍
C．金星表面的重力加速度是火星的倍
D．金星绕太阳的向心加速度小于火星绕太阳的向心加速度
3．如图甲所示，粗细均匀的一根木筷，下端绕有铁丝，可使其竖直漂浮于装水的杯中。以竖直向上为正方向，把木筷提起一段距离后放手，木筷的振动图像如图乙所示。关于木筷（含铁丝）下列说法正确的是（　　）
A．在时刻处于失重状态
B．在时刻向下运动
C．在时刻合力为0
D．运动过程中，机械能不变
4．蹦极是很多年轻人喜欢的一种运动，运动过程可以简化为图1所示，人下落过程可以近似看成在一条竖直线上的运动，且人可看成质点。蹦极绳是一条原长为45m的弹性绳，人下落到B点时绳刚好伸直，下落到C点时速度刚好减为0，以起跳点O的位置为原点，竖直向下为x轴正方向建立坐标系。取C点为零势能参考面，假设人下落过程所受空气阻力恒定，下落过程人的重力势能随位移变化的关系图像如图2中的图线a所示，蹦极绳的弹性势能随位移变化的关系如图2中的图线b所示。人的质量为50kg，蹦极绳始终在弹性限度范围内，重力加速度g取10m/s2，其余数据图2中已标出，则下列说法正确的是（　　）
A．人下落到C点时，人和蹦极绳组成的系统减少的机械能是4×104J
B．人受到的空气阻力大小是1000N
C．人下落到B点时的动能是18000J
D．蹦极绳的最大弹力是2560N
5．如图所示，半径为R的光滑圆环固定在竖直平面内，O是圆心，虚线OC水平，D是圆环最低点。两个质量均为m的小球A、B套在圆环上，两球之间用轻杆相连，从图示位置由静止释放，则（　　）
A．当轻杆水平时，A、B两球的机械能最小
B．当B球运动到D时其速度最大
C．B球运动到D时的速度大小为
D．若要使A、B两球做完整的圆周运动，给A球的初速度至少为
6．中国火星探测器“天问一号”已于2021年春节期间抵达火星轨道，随后将择机着陆火星对火星进行科学探测。现将探测器抵达火星轨道的过程， 简化成如图所示的三个阶段， 沿轨道Ⅰ的地火转移轨道， 在轨道II上运行的火星停泊轨道及沿圆轨道III运行的科学探测轨道。已知三条轨道相切于A点， 且A、B两点分别为轨道II的近火点和远火点，其距离火星地面的高度分别为h1和h2，火星探测器在轨道Ⅲ上运行的周期为T， 火星的半径为R， 引力常量为G，则下列正确的是（　　）
A．探测器在轨道I、II、III上经过A 点时的速度v1、v2、v3的大小关系为
B．探测器在轨道II上运行的周期为
C．火星表面的重力加速度为
D．火星的平均密度为
7．我国计划在2030年前实现首次中国人登陆月球，假设航天员登陆月球前先随着陆器和登月飞船绕月球做匀速圆周运动、周期为T，登月后在月球表面用弹簧测力计测量一个质量为m的物体的重力，当物体静止时，弹簧测力计的示数为F。已知万有引力常数为G，着陆器和登月飞船绕月球做圆周运动时距月球表面的高度可忽略不计，则月球的质量为（　　）
A． B．
C． D．
8 如图所示，三个可视为质点的小球A、B、C分别用长度为L1、L2、L3的轻细绳系在同一点O,不计空气阻力，三个小球各自在水平面内做稳定的匀速圆周运动。细绳长度 L1=L2，B、C两球到悬点O的高度h相同。则（ ）
A.三个小球A、B、C的向心加速度的大小关系为
B.三个小球A、B、C的线速度的大小关系为
C.三个小球A、B、C的角速度的大小关系为
D.三个小球A、B、C的周期的大小关系为
二、多项选择题：本题共4小题，每小题 4 分，共16分. 在每小题给出的四个选项中，有两个或以上选项是正确的．请把正确的选项填涂在答题卡相应的位置上.
9．空间某区域竖直平面内存在电场，电场线分布如图所示，一个质量为m、电量为q，电性未知的小球在该电场中运动，小球经过A点时的速度大小为v1，方向水平向右，运动至B点时的速度大小为v2。若AB两点之间的高度差为h，则以下判断中正确的是（　　）
A．A、B两点的电场强度大小关系为EA>EB
B．若v1>v2，则电场力一定做负功
C．若v1＜v2，则电场力也可能做负功
D．小球从A运动到B点的过程中电场力做的功为
10．如图所示，轻杆长为，在杆的A、B两端分别固定质量均为的球A和球B，杆上距球A为处的点装在光滑的水平转动轴上，外界给予系统一定的能量后，杆和球在竖直面内转动，在转动的过程中，忽略空气的阻力。某时刻若球B运动到最高点，且球B对杆恰好无作用力，重力加速度为，则下列说法正确的是（　　）
A．此时球B在最高点时的速度为
B．此时球B在最高点时的速度为
C．此时杆对水平轴的作用力为
D．此时杆对水平轴的作用力为
11．小球a和小球b在同一高度分别以速度和水平抛出，已知小球落地碰撞反弹前后，竖直方向速度反向、大小不变，水平方向速度方向和大小均不变，小球a从抛出到第一次落地过程中，两小球的轨迹的交点（7个交点）分布如图所示，其中两小球刚好在位置2相遇（不发生碰撞，互不影响各自的运动）。设小球a运动的时间为，水平位移为L。下列说法正确的是（　　）
A．两小球将在位置4再次相遇
B．小球运动到位置5经历的时间为
C．两小球轨迹交点的位置中，相邻偶数位置间的水平距离为
D．两小球轨迹交点的位置中，相邻奇数位置间的水平距离为
12、在竖直方向有匀强电场，场强为E。若一带电粒子在A点以v0沿与水平面夹角为60°斜向上射入电场，带电粒子质量m（不考虑重力），带电量q，粒子经最高点B下落至右侧感光屏上C点。AB的水平距离为2l，B、C水平距离为l，最高点B的竖直高度为d，粒子由A运动到B用时t1，由B运动到C用时t2。则（ ）
B、C间的竖直距离为
粒子击中光屏时速度与竖直方向夹角θ，tan
三、实验题：本题共 2 小题，第13题6分，第14题8 分，共 14 分.
13．如图所示是探究向心力的大小与质量、角速度和半径之间的关系的实验装置。转动手柄，可使两侧变速塔轮以及长槽和短槽随之匀速转动。皮带分别套在左右两塔轮上的不同圆盘上，可使两个槽内的小球分别以各自的角速度做匀速圆周运动，其向心力由挡板对小球的支持力提供，球对挡板的反作用力使弹簧测力筒下降，从而露出标尺，根据标尺上露出的红白相间等分标记，可以粗略计算出两个球所受向心力的比值。
(1)在探究向心力的大小与角速度的关系时，要保持___________相同。
A．和 B．和
C．和 D．和
(2)下列实验中，利用到控制变量法的是___________。
A．探究两个互成角度的力的合成规律
B．探究加速度与物体受力、物体质量的关系
C．探究平抛运动的特点
(3)某同学利用图2所示的装置探究滑块做圆周运动时向心力和周期的关系。力传感器可记录细线对滑块拉力的大小，光电门可记录滑块做圆周运动的周期，获得多组数据，画出了如图3所示的线性图像，则图像横坐标代表的是_____。
A． B．
C． D．
14．在“验证机械能守恒定律”的探究实验中，图1是该实验装置。
(1)除带夹子的重物、纸带、铁架台（含铁夹）、电磁打点计时器、导线及开关外，在下列器材中，还必须使用的器材是（　　）
A．低压交流电源 B．刻度尺 C．天平（含砝码）
(2)该实验过程中，下列说法正确的是（　　）
A．先释放纸带再接通电源
B．用手托住重物由静止释放
C．重物下落的初始位置应靠近打点计时器
(3)按照正确的操作得到图2所示的一条纸带，在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C，测得它们到起始点O的距离分别为hA、hB、hC，已知当地重力加速度为g，打点计时器打点周期为T。设重物的质量为m。从打O点到打B点的过程中，重物的重力势能的减少量 Ep= ，动能的增加量 Ek= 。
四、解答题：本题共 4 小题，共 46 分. 解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.
15（8分）倾角为θ的绝缘斜面底端固定一带正电荷的物体A，电量为Q，另一带正电的物体B，电量为q，均可视为点电荷，质量均为m。某时刻将B从斜面某处由静止释放，B与斜面间的摩擦因数为μ，问：
第一次下滑过程中，速度达到最大时B与A的距离x1
若经过多次往复运动后，B物体最终静止，则静止时B与A的距离x2的取值范围
16、（8分）如图，拉格朗日点L1位于地球和月球连线上，处在该点的物体在地球和月球引力的共同作用下，可与月球一起以相同的周期绕地球运动。据此，科学家设想在拉格朗日点L1发射一探测器，使其与月球同周期绕地球运动。地球和月球对在拉格朗日点L1上的空探测器的万有引力不可忽略，而在拉格朗日点L1上的空探测器对地球和月球的万有引力可忽略不计。在拉格朗日点L1上的探测器可看作质点，地球和月球均可视作均匀的球体。
（1）若已知引力常量G、地球质量M1、月球质量未知、地心到月心的距离r、拉格朗日点到月心的距离d。求该探测器绕地球做圆周运动的线速度大小？
（2）若r=kd，求月球质量M2与地球质量M1的比值？
17（14分）、将一段绝缘空心圆柱体沿轴线OO’割为两部分空心槽，内部圆面光滑，半径为R。将其中一半空心槽标记为ABCD如图所示。将其固定在地面上与水平面夹角为θ=30°，在半圆槽ABCD空间内施加匀强电场，场强为E，方向垂直ABCD向上，半圆槽以外没有电场。初始，将可视为点电荷的带正电物体P，从D点以初速度v0射入圆槽内剖面，v0与斜边CD的夹角为α，经内剖圆面后在AB边飞离半圆槽两次，第2次落回AB边时恰好经过B点。物体P电量为q，质量为m=1kg，α=60°，qE=mgcosθ，R=1m,v0=1m/s,g=10m/s2。（答案可以带根号、π）求：
（1）物体P在圆槽中运动时受到槽的支持力N大小；
（2）物体P离开圆槽ABCD面的最远距离h；
（3）从D进入到B点离开经历的时间t；
（4）AB边长l
18（16分）、将弹簧固定于水平光滑桌面右端竖直面上，右端与绝缘长板Q连接，弹簧劲度系数为k，Q上表面粗糙，质量为M的物体P带正电荷，带电量q，放置于Q左端，Q质量m，M=3m，在带电体P所在空间施加水平向右的匀强电场，电场强度为E，物体P在电场力作用下向右运动，最终匀速。弹簧弹性势能表达式Ep= kx2。求
P、Q间动摩擦因数μ
p物体匀速时的速度v
（3）若初始时刻电场强度大小变为3.4E，方向水平向右。一段时间后，当P、Q刚要发生相对滑动时，保持电场强度方向不变，大小变为E，求长板Q向右运动第一次达到的最大速度vm
2025年5月高一学习质量检测 物理答案
1【答案】A【详解】将M、A两点的速度分解，如图，则解得故选A。
2【答案】B
3【答案】B【详解】A．在时刻，振动物体处于负的最大位移处，加速度方向竖直向上，物体处于超重状态，故A错；B．在时刻，振动图对应的斜率为负，向下运动，故B正确；
C．在时刻，还受到阻力作用，合力不为零，故C错误；
D．由于物体做减幅振动，所以运动过程中，机械能一直减小，故D错误。故选B。
4【答案】C【详解】A．人下落到C点时，重力势能为零，动能为零，弹性势能为3.2×104J，而初始时人的机械能为4.0×104J，所以人和蹦极绳组成的系统减少的机械能为故A错误；
B．根据功能关系可得解得故B错误；
C．从O到B的过程中，由动能定理有，
人下落到B点时，即下落45m，由图可得
联立解得故C正确；
D．根据功能关系可得代入数据解得故D错误。故选C。
5【答案】C【详解】A．A、B两球组成的系统只有重力做功，机械能守恒，则当轻杆水平时，A、B两球的机械能不变，选项A错误；
B．因为杆子水平时，系统的重力势能减小量最大，根据系统的机械能守恒，知系统的总动能最大，所以当杆水平时，A、B球的速度最大，故B错误；
C．当B球运动至最低点D时，两球速度大小相等，由系统机械能守恒定律得。解得B球速度大小为故C正确；
D．小球A、B的质量相等，小球A、B与轻杆组成的系统的质心位于轻杆的中点，质心以半径为做圆周运动，只要此系统的质心能通过质心圆周运动的最高点，A、B两球就可以做完整的圆周运动。设质心恰好做圆周运动需要的初速度的为v0，质心恰能通过圆周运动的最高点的速度为零，根据机械能守恒定律得.解得故D错误。故选C。
6．【答案】B【详解】A．探测器从轨道I到Ⅱ再到Ⅲ，需要制动才能达到，所以其速度大小关系为，故A错误；
B．根据开普勒第三定律得解得.B正确；
C．火星探测器在轨道Ⅲ上，有
在火星表面有联立解得故C错误；
D．火星的平均密度为=故D错误。故选B。
7【答案】D【详解】设月球表面的重力加速度为，月球的半径为,月球的质量为M,根据题意则有
对于绕月球表面做匀速圆周运动的航天器而言则有
在月球表面物体的重力和万有引力大小相等，则有联立解得选D。
8答案：D
9【答案】BC
【详解】A．由电场线密处电场强度大，电场线疏处电场强度小，可知EA＜EB，A错误；
B．在小球运动的过程中，由动能定理得
若v1＞v2，mgh为正值，可知电场力做功W=qU一定为负功，故B正确；
C．若v1＜v2，mgh为正值，合外力做功为正值，电场力做功可能为正值也可能是负值，故C正确；D．电场力做功为故D错误故选BC。
10．【答案】BD【详解】AB．当球B运动至最高点时恰好对杆无作用力，则可知此时恰好由重力充当向心力，由牛顿第二定律有解得故A错误，B正确；
CD．由于球A与球B为同轴转动，根据
可知，此时A、B两球的线速度之比即为半径之比，由此可知此时A球的线速度为
设此时杆对A球的作用力为，则对A球由牛顿第二定律有解得
由于此时B球对杆恰好无作用力，则仅有A球对杆有作用力，因此此时球对杆的作用力大小为，则此时杆对水平轴的作用力为，故C错误，D正确。故选BD。
11．【答案】BD【详解】A．位置位置3，初速度大小不同，水平方向匀速运动时间不同，在位置2，就不会在位置3再次相遇，选项A错误；
BD．由题意可知如图所示。
小球从、小球从，相同，水平方向上
小球从、小球从，相同，水平方向上
小球从、小球从，相同，水平方向上易得
又，所以，又，所以。BD正确；
C．小球从、小球从，相同，水平方向上
小球从、小球从，相同，水平方向上
小球从、小球从，相同，水平方向上得
所以又所以选项C错误。故选BD。
12、AC
13【答案】(1)C(2)B(3)D
【详解】（1）在探究向心力的大小与角速度的关系时，要保持质量和半径相同。故选C。
（2）A．探究两个互成角度的力的合成规律，采用了等效替代法，故A错误；
B．探究加速度与物体受力、物体质量的关系，采用了控制变量法，故B正确；
C．探究平抛运动的特点，采用了运动的合成与分解，故C错误。故选B。
（3）以滑块为对象，细线的拉力和摩擦力的合力提供向心力，则有
可得可知图3所示图像横坐标代表的是。故选D。
14【答案】(1)AB(2)C(3)
【详解】（1）实验中打点计时器还必须使用的器材是低压交流电源，要测量下降的高度还需要刻度尺。故选AB。
（2）A．实验时要先接通电源再释放纸带，故A错误；
B．要用手捏住纸带上端，保持纸带竖直，然后由静止释放，故B错误；
C．重物下落的初始位置应靠近打点计时器，以充分利用纸带，故C正确。故选C。
（3）[1]从打O点到打B点的过程中，重物的重力势能的减少量
[2]动能的增加量
15解：(1).B受力平衡时速度最大, （2分）
（2分）
（2）B返回到最高点恰静止时，受力平衡相距为x2，则 （2分）
（1分）
（1分）
16.（1）设月球质量M2，绕地球圆周运动的角速度为ω， （2分）
解得
空间站绕地球圆周运动和月球绕地球圆周运动的角速度相同 (1分)
解得， (1分)
（2）对月球有， （1分）
其中，r=kd
对空间站，有， (2分)
可得， (1分)
17.(1)垂直ABCD面做匀速圆周运动, （2分）
=0.75N （1分）
（2）离开ABCD面，垂直ABCD面做匀变速运动
（1分）
（1分）
（1分）
(3)离开轨道在空中运动的时间有， （1分）
所以，
在轨道内运动时，（1分）
圆周运动的周期，（1分）
所以有，
又，
可得（1分）
（4）AB方向匀加速，有（1分）
位移公式，（2分）
可得（1分）
18（1）物体P匀速运动时受力平衡, （2分）
可得, （1分）
（2）开始时P、Q相对静止
对P、Q， （1分）
对P， （1分）
当a=0 时，P、Q相对滑动，之后P匀速，此时弹簧的伸长量x满足
（1分）
在此过程中，对P、Q由动能定理
（1分）
以可得， （1分）
（3）设P、Q刚要发生相对滑动时的加速度为，速度为，弹簧伸长量为
对P、Q有， （1分）
对P有， （1分）
（1分）
（1分）
由动能定理可得， （1分）
之后场强变为E，P、Q继续相对静止，直到物体P匀速
对P、Q，由动能定理可得， （2分）
可得， （1分）