河南省驻马店高级中学2024-2025学年高一下学期5月月考 物理试题（含解析）

驻马店市高中2024-2025学年高一下期五月月考物理试题
注意事项：1.答卷前，请考生务必把自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.作答时，务必将答案写在答题卡上，写在本试卷及草稿纸上无效。
3.考试结束后，将答题卡交回。
4.满分：100分 考试时间：75分钟
一、单选题 （每题4分 共32分）
1．如图所示为中国古代的手摇纺车，匀速转动手柄，带动绳轮匀速转动，A、B为绳轮上的两点，A、B两点到转轴O的距离之比为3：1。下列说法正确的是（　　）
A．A、B两点的周期之比为3：1
B．A、B两点的角速度之比为1：3
C．A、B两点的线速度大小之比为3：1
D．A、B两点的向心加速度大小之比为9：1
2．牛顿创立了经典力学，揭示了包括行星在内的宏观物体的运动规律；爱因斯坦进一步发展了经典力学，创立了相对论.关于相对论时空观与牛顿力学的局限性，下列说法正确的是（　　）
A．相对论时空观认为在某参考系中同时发生的两件事在另一参考系中也是同时的
B．牛顿经典力学能够很好地描述微观粒子运动的规律
C．牛顿运动定律不适用于以第二宇宙速度运动的宇宙飞船
D．相对论时空观认为运动的时钟会变慢，运动的尺子会变短
3．《中国的航天》白皮书发布、未来几年、我国将持续开展月球物理、月球与行星科学等领域的前瞻探索和基础研究，必将催生更多原创性科学成果.关于开普勒行星运动定律，下列说法中正确的是（　　）
A．所有行星分别沿不同大小的圆轨道绕太阳运动，太阳处于圆的圆心上
B．所有行星轨道半长轴的二次方跟公转周期的三次方的比值都相等
C．开普勒行星运动定律适用于行星绕太阳运动，也适用于宇宙中的其他卫星绕行星运动
D．行星绕太阳运动时，线速度大小始终不变
4．质量相等的小球A、B分别固定在轻杆的中点及端点，当杆在光滑的水平面上绕O点匀速转动时，求杆的OA段及AB段对球的拉力大小之比（　　）
A．1：1 B．2：1 C．3：2 D．2：3
5．若太阳系内每个星球贴近其表面运行的卫星的周期用T表示，该行星的平均密度是ρ，到太阳的距离是R，已知引力常量G．则下列说法正确的是( )
A．可以求出该行星的质量 B．可以求出太阳的质量
C．是定值 D．是定值
6．某同学将足球踢出后，球在空中运动的轨迹如图所示，、、、、为轨迹上5个点，为轨迹最高点，水平方向距离，竖直方向距离。不计空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A．足球从点到点和从点到点，速度变化量大小相同
B．足球从点到点和从点到点，速度变化量大小相同
C．足球从点到点和从点到点，速度二次方的变化量大小相同
D．足球从点到点和从点到点，速度二次方的变化量大小不相同
7．如图所示，为了测量列车通过一圆弧形弯道在水平面内转弯的半径的大小，某人设计了如下方法：将一重物（可视为质点）用轻绳悬挂在列车车厢顶部，当列车以恒定速率v通过该弯道时，发现轻绳与车厢侧壁保持平行。已知弯道路面与水平面间夹角为，空气阻力不计，重力加速度为g。则列车在该弯道的转弯半径大小为（　　）
A． B． C． D．
8．如图所示，两个质量相等、可视为质点的木块A和B放在转盘上，用长为L的细绳连接，最大静摩擦力均为各自重力的K倍，A与转轴的距离为L，整个装置能绕通过转盘中心的转轴转动，开始时，绳恰好伸直但无弹力。现让该装置从静止开始转动，使角速度缓慢增大，重力加速度为g，下列正确的是（　　）
A．当时，绳子一定无弹力
B．当时，A、B相对于转盘会滑动
C．在范围内增大时，A所受摩擦力大小一直变大
D．在范围内增大时，B所受摩擦力大小变大多选题（每题6分 共18分）
9．物理学在发展完善的过程中，不同年代的物理学家对物理现象进行观察、思考和研究、在实验论证、逻辑推理、演绎论证等基础上建构了如今比较完善的体系。下列关于物理学重大历史事件描述正确的是（　　）
A．第谷否定了托勒密提出的地心说，提出了日心说
B．开普勒对行星的运动进行了长期的观测和记录，并提出了关于行星运动的三条定律
C．牛顿在寻找万有引力的过程中，他应用了牛顿第二定律、第三定律，以及开普勒第三定律
D．卡文迪什用扭秤实验测出了引力常量，并被称为“称量地球质量的第一人”
10．小船在静水中的速度，它要渡过一条水流速度，河宽的河流，若认为河流笔直且足够长，则可断定（　　）
A．小船渡河的最短位移是 B．小船渡河时间不能少于
C．小船可能到达出发点的正对岸 D．小船根本不可能渡河到达出发点的正对岸
11．某同学掷篮球空心入筐，篮球的出手点低于篮筐，且出手点到篮筐的距离为3.2m，篮球进入篮筐时的速度方向恰好与出手时的速度方向垂直。不考虑空气阻力，篮球可视为质点，重力加速度大小g取10m/s 。则下列说法正确的是（　　）
A．篮球出手到入筐做变加速曲线运动
B．篮球运动至最高点时，速率最小
C．篮球从出手到入筐的时间为0.8s
D．若篮球出手时，速度方向与水平方向呈60°，篮球入筐时速度大小为4m/s
实验题（ 共21分）
12．某同学用如图甲所示装置探究向心力与角速度的关系。小铁块套在光滑水平横杆上可自由滑动，水平横杆固定在竖直转轴上，可随竖直转轴一起转动，力传感器固定在竖直转轴上，水平轻绳连接铁块与力传感器，力传感器可以测出轻绳对铁块的拉力。铁块经过磁传感器正上方时，与磁传感器连接的记录仪上会产生一个磁脉冲，记录仪同时能测出产生多个脉冲所用的时间。铁块的质量为，铁块到转轴的距离为。
(1)实验时，使竖直转轴匀速转动，若磁传感器记录到第1个磁脉冲到第个磁脉冲的总时间为，则铁块做圆周运动的周期 ，铁块做圆周运动的角速度 。
(2)多次改变转轴转动的角速度进行实验，测得多组力传感器的示数，并求得每次实验时铁块转动的角速度，填在下表中，请在图乙中描点作图 ，根据作出的图像得到的结论是：在质量和半径不变时，铁块所受向心力与 成正比。
0 0.5 1.0 1.5 2.0
0 0.13 0.50 1.12 2.00
(3)若换用另一质量较小的铁块重新实验，保持铁块到转轴的距离仍为，则实验得到的图像的斜率比图乙中图像的斜率 （填“大”或“小”）。
13．实验小组利用以下装置进行探究外力做功、重力势能减少量与动能增加量的关系．装置如图甲所示，重物A、B的质量均为M，重物C的质量为m，一根轻绳跨过轻质定滑轮与A、B相连。在重物B的下面通过轻质挂钩悬挂重物C，重物A的下端与穿过打点计时器的纸带相连，已知当地重力加速度大小为g，不计绳的伸长、绳和滑轮以及纸带的质量、摩擦阻力和空气阻力.
(1)某次实验中，先接通频率为50Hz的交流电源，再由静止释放系统，得到如图乙所示的纸带，则系统运动的加速度大小a= （保留三位有效数字）；
(2)实验中，测得B和C从静止开始向下加速运动的距离为h时，C脱离B，此后A、B做匀速运动，测得A、B匀速运动的速度为v。根据测得的h和v，则加速过程中绳子拉力对A做的功为W= （用字母M、h、v、g表示）；
(3)根据动能定理，推导出v与h的关系为v= （用字母M、h、m、g表示）.
四、解答题
14．（13分）
假设一探测器在到达火星表面附近时，先以速度匀速直线竖直下落，后匀减速直线运动直到速度为0，做匀减速运动的加速度大小等于火星表面的重力加速度，两个过程下落的总高度为，总时间为，已知火星的质量为，万有引力常量为，忽略星球自转的影响。求：
(1)火星表面的重力加速度大小；
(2)火星的半径及第一宇宙速度的大小。
15．（16分）某固定装置的竖直截面如图所示，由圆心角为74°光滑圆弧轨道ABC与轮间距为、倾角为的传送带CD组成，A、C两点等高，轨道与传送带平滑连接。在传送带末端D的右侧水平面上紧靠着质量厚度不计的薄木板b，木板b的长度，其上表面与传送带末端D所在的水平面平齐且平滑相连。质量的小物块a从以初速度v0=8m/s向右水平抛出，恰好能从A点沿切线方向进入圆弧轨道，经轨道ABC滑上传送带CD，最后从木板b右端离开。已知传送带顺时针传送，速度大小始终为v=2m/s，小物块a与传送带CD之间的动摩擦因数，物块a与木板b的动摩擦因数为，物块a、木板b与地面之间的动摩擦因数均为。小物块a视为质点，不计空气阻力，水平面足够长，重力加速度，。
(1)求小物块a抛出点与圆弧轨道A点的高度差；
(2)求小物块a与传送带之间摩擦产生的热量；
(3)求全过程木板b与地面之间摩擦产生的热量。
物理参考答案
1．C
【详解】AB．A、B两点一起做圆周运动，为同轴传动，所以角速度相同，根据
可知，周期也相同，故AB错误；
C．根据线速度
因为
所以
故C正确；
D．根据
所以
故D错误。
故选C。
2．D
【详解】A．相对论时空观认为在某参考系中同时发生的两件事在另一参考系中不一定是同时的，故A错误；
B．牛顿经典力学能够很好地描述宏观物体的运动规律，但不能描述微观粒子运动的规律，故B错误；
C．牛顿运动定律适用于宏观、低速运动的物体，故适用于以第二宇宙速度运动的宇宙飞船，故C错误；
D．相对论时空观认为运动的时钟会变慢，运动的尺子会变短，故D正确。
故选D。
3．C
【详解】A．根据开普勒第一定律可知，所有行星分别沿不同大小的椭圆轨道绕太阳运动，太阳处于椭圆轨道的一个焦点上，故A错误；
B．根据开普勒第三定律可知，所有行星轨道半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等，故B错误；
C．开普勒行星运动定律适用于行星绕太阳运动，也适用于宇宙中的其他卫星绕行星运动，故C正确；
D．行星绕太阳运动时，由于轨道是椭圆轨道，根据开普勒第二定律可知，行星处于近日点时速度最大，远日点时速度最小，故D错误。
故选C。
4．C
【详解】小球A、B做圆周运动的角速度相等，以B为对象，根据牛顿第二定律可得
以A球为对象，根据牛顿第二定律可得
其中
联立可得杆的OA段及AB段对球的拉力大小之比为
故选C。
5．C
【详解】令行星的半径为R，则行星的体积为，卫星绕行球表面做匀速圆周运动，则轨道半径，由万有引力提供卫星圆周运动的向心力则有，得行星的质量，而行星的密度，联立解得,则得，由数学知识可知与成正比例函数，斜率，故利用函数斜率不能求出行星的质量和太阳的质量，而为常数．故A、B、D均错误，C正确．故选C．
【点睛】熟练掌握利用万有引力定律求得中心天体的质量，知道球的体积公式是正确解题的关键．
6．A
【详解】A．、与、的水平距离相同，经历的时间相等，设为，则速度变化量均为
故A正确；
B．设、与、的高度差为，可得
，
足球从点到点，速度变化量大小为
足球从点到点，速度变化量大小为
故B错误；
C．足球从点到点速度平方的变化量大小为
足球从点到点速度二次方的变化量大小为
故C错误；
D．足球从点到点有
足球从点到点有
故D错误。
故选A。
7．C
【详解】重物受到重力、绳子拉力的合力提供重物做圆周运动的向心力，则
解得列车在该弯道的转弯半径大小为
故选C。
8．C
【详解】A．根据题意可知，A、B两物体属于同轴转动，则角速度相等，根据
可知，B物体需要的向心力较大，随着缓慢增大，B先达到最大静摩擦力，当B达到最大静摩擦力时，绳子开始出现弹力，根据牛顿第二定律有
解得
可知，当时，绳子具有弹力，故A错误；
B．当A所受的摩擦力达到最大静摩擦力时，A、B相对于转盘会滑动，设此时绳子的弹力为，根据牛顿第二定律，对A有
对B有
解得
可知，当时，A、B相对于转盘会滑动，故B错误；
CD．由上述分析可知，角速度在
范围内增大时，A、B所受的摩擦力变大，当
时，B所受摩擦力达到最大静摩擦力，保持不变，当在
范围内增大时，B所受摩擦力不变，A所受静摩擦力继续增大，即当在
范围内增大时，A所受摩擦力一直增大，故D错误，C正确。
故选C。
9．CD
【详解】A．哥白尼否定了托勒密提出的地心说，提出了日心说。故A错误；
B．第谷对行星的运动进行了长期的观测和记录，开普勒提出了关于行星运动的三条定律。故B错误；
C．牛顿在寻找万有引力的过程中，他应用了牛顿第二定律、第三定律，以及开普勒第三定律。故C正确；
D．卡文迪什用扭秤实验测出了引力常量，并被称为“称量地球质量的第一人”。故D正确。
故选CD。
10．BD
【详解】ACD．因为静水中速度的大小小于水流速度的大小，则合速度的方向不可能垂直河岸，所以小船不可能到达正对岸，即小船渡河的最短位移大于，故AC错误，D正确；
B．当小船在静水速与河岸垂直时，渡河的时间最短，最短时间
则小船渡河时间不能少于，故B正确。
故选BD。
11．BCD
【详解】AB．篮球出手后只受重力作用，因此做匀变速曲线运动，斜抛运动至最高点时，速率最小，故A错误，B正确；
C．如图，沿初速度和末速度方向建立坐标系，满足位移关系
根据速度的矢量合成有
则
解得t=0.8s
故C正确
D.若速度方向与水平方向呈60°，末速度v=gtcos60°=4m/s
故D正确
故选BCD。
12．(1)
(2) 角速度的平方（或）
(3)小
【详解】（1）[1]题意可知铁块做圆周运动的周期
[2]角速度
（2）[1]根据表格数据作出的图像如图所示
[2]由图像可知，在质量和半径不变时，铁块所受向心力与角速度的平方（或）成正比。
（3）由
可知图像斜率为mL，若换用另一质量较小的铁块重新实验，得到的图像的斜率比图乙中图像的斜率小。
13．(1)8.00
(2)
(3)
【详解】（1）逐差法可知加速度大小
（2）对A，由动能定理有
解得
（3）对AB系统，由动能定理有
解得
14．(1)
(2)，
【详解】（1）设匀减速直线运动的时间为，则匀速运动的时间为；则有，
联立解得
（2）设火星的半径为，在火星表面有
设火星的第一宇宙速度为，则有
联立解得，
15．(1)1.8m
(2)8J
(3)0.25J
【详解】（1）依题意，设小物块a在A点的竖直分速度为，则有
代入题中数据，解得m/s
小物块a在空中平抛运动，沿竖直方向有
联立解得
（2）由机械能守恒，可知小物块a在A点、C点速度大小相等
小物块a在传送带上，先减速
减速至与传送带共速，减速时间
代入数据得
此过程传送带的位移大小为
小物块a与传送带之间因摩擦产生的热量
（3）a在b上滑行，对a，由牛顿第二定律有
解得
对b，由牛顿第二定律有
解得
设a从b右端离开所用时间为t2，则有
代入数据得或（舍）
在此段时间内，b相对于地面的位移大小
地面摩擦产生的热量
a从b右端离开时，b的速度为
继续滑行产生的热量
所以木板b与地面之间摩擦产生的热量