2025-2026学年湖南省长沙市雨花区雅礼中学高一(下)月考物理试卷(3月份)
一、单选题:本大题共6小题,共24分。
1.下列问题中,图示物体可看成质点的是( )
A. 研究图甲中“四川舰”的航行路径
B. 研究图乙中“歼-35”战斗机的飞行姿态
C. 研究图丙中“神舟二十二号”载人飞船与空间站的对接方式
D. 研究图丁中“蛟龙号”潜水器完成任务出水后调整方位回舱过程
2.如图,质量为m的均匀钢管,一端支在粗糙水平地面上,另一端被竖直绳悬挂,处于静止状态。钢管与水平地面之间的动摩擦因数为μ、夹角为θ,重力加速度大小为g。则地面对钢管左端的摩擦力大小为( )
A. μmgcosθ B. μmg C. μmg D. 0
3.如图所示,L1、L2是地月系统的两个拉格朗日点,由于月球引力的作用,飞行器处于这两个位置所在轨道时,其绕地球运动的轨道周期恰与月球相等,近似认为可与月球同步绕地球做匀速圆周运动。现有两颗质量相同的卫星分别位于L1、L2,则( )
A. 在相同的时间内,L1处卫星与地球的连线扫过的面积大小是不变的
B. 由于L1处卫星与L2处卫星均围绕地球运动,因此其轨道半径的立方与公转周期的平方之比是一个常量
C. L1处卫星的线速度大于L2处卫星
D. L1处卫星的向心加速度大于L2处卫星
4.如图所示,AB为固定的四分之一粗糙圆弧轨道,O为圆心,AO水平,BO竖直,轨道半径为R,将质量为m的小球(可视为质点)从A点由静止释放,沿轨道运动到B点时末速度为v,小球与轨道间的动摩擦因数为μ,不计空气阻力,则( )
A. 沿轨道运动的过程中,小球的速度一直在增大
B. 在圆弧轨道A点刚被释放时,小球加速度的大小为g
C. 小球运动到圆弧轨道中点时,所受的支持力大小为
D. 小球运动到圆弧轨道上B点时,所受的摩擦力大小为μmg
5.如图所示为滚筒洗衣机为袜子脱水的竖直平面示意图,滚筒绕水平转动轴转动,可认为袜子在竖直平面内做匀速圆周运动,附着在袜子上的水从漏水孔中被甩出从而达到脱水的目的。已知滚筒半径为R,重力加速度为g,袜子可视为质点,下列说法正确的是( )
A. 袜子在最高点A处时脱水效果最好
B. 袜子在B、D两处,洗衣机对袜子的摩擦力方向相反
C. 袜子在B、D两处,地面对洗衣机的摩擦力方向相反
D. 滚筒匀速转动时,袜子受到的支持力大小保持不变
6.如图所示,有一个质量分布均匀的大球,球心为O、半径为R、质量为M,现将一质量为m的小球(可视为质点)放在球体的球面上,此时大球对小球的万有引力为F。若在大球内部挖出一个球形空腔,球形空腔的球心为O',此空腔与原球面内切于A点,AO、CD为球形空腔的两条直径,CD所在直线与大球外表面交于B、E,关于大球剩余部分对小球的万有引力判断正确的是( )
A. 小球在A处所受的万有引力为
B. 小球在E处所受的万有引力为
C. 在球体表面各点,小球在A处所受的万有引力最小
D. 小球放在B处与E处时所受的万有引力大小相等,方向相反
二、多选题:本大题共4小题,共20分。
7.如图所示,宇宙飞船a在轨道1上飞行,空间站b和另外一颗卫星c在轨道2上运行,三个物体均沿逆时针方向转动,则下列选项中正确的是( )
A. 若飞船a要对空间站b进行物资补给,直接加速可能实现对接
B. 若卫星c欲与空间站b对接,直接加速可能实现对接
C. 空间站b和卫星c在轨道2上所受的万有引力大小是相同的
D. 飞船a从轨道1切换到轨道2后,加速度将变小
8.如图,轻绳OA拴着质量为m的物体,在竖直平面内做半径为R的圆周运动,下列说法正确的是( )
A. 小球过最高点时的最小速度是0
B. 小球过最高点时,绳子拉力为零时,小球的速度是
C. 若将轻绳OA换成轻杆,若小球过最高点时速度为0,则轻杆对小球的作用力与小球所受重力大小相等,方向相反
D. 若将轻绳OA换成轻杆,若小球过最高点时的速度大于时,则轻杆对小球的作用力是竖直向上的支持力
9.如图所示,将质量为2m的重物悬挂在轻绳的一端,轻绳的另一端系一质量为m的小环,小环套在竖直固定的光滑直杆上,光滑定滑轮与直杆的距离为d。现将小环从与定滑轮等高的A处由静止释放,观察到小环先加速再减速,当小环从A处沿直杆下滑距离为时,小环的速度恰好变为0。在图中B处,小环沿直杆下滑的距离为d。已知重力加速度为g。则下列说法正确的是( )
A. 小环下滑到B点时,小环的瞬时速度vB是重物瞬时速度的倍
B. 小环下滑过程中,轻绳中的张力始终等于2mg
C. 小环下滑过程中速度到达最大值时,轻绳中的张力大于mg
D. 小环下滑到最低点时,重物的加速度为0
10.如图,在某部科幻电影中,太空电梯高耸入云,在地表与太空间高速穿梭。由于地球自转与万有引力的变化,人在不同高度处的太空电梯轿厢内“静止”所需要的力是不相同的。已知地球的半径为R,地球的质量为M,地球自转的角速度为ω,引力常量为G,同步卫星距离地面的高度为H。若有一部太空电梯沿着地球的半径方向固定在赤道上,它的一节轿厢上升到距离地面高度h处时停止,轿厢内有一位质量为m的宇航员与电梯轿厢保持相对静止。关于此时宇航员与电梯轿厢之间的相互作用,下列说法正确的是( )
A. 宇航员在“太空电梯”中处于静止状态时,处于平衡状态
B. 当h=H时,宇航员所受的万有引力恰好等于运动的向心力
C. 当h>H时,宇航员受到向下的压力为
D. 当h<H时,宇航员受到向上的支持力为
三、实验题:本大题共2小题,共16分。
11.某兴趣小组为探究平抛运动的特点,做了如下几个实验:
(1)图1中用象棋中的两枚棋子,一枚置于拇指与弯曲的食指之间,另一枚放于中指上,它们处于同一高度,如图1所示,食指弹击放于中指上的棋子使其水平飞出,同时拇指食指间的棋子被释放。由此实验可判断 。
A.平抛运动的水平分运动是匀速直线运动
B.平抛运动的竖直分运动是自由落体
C.降低手所在高度,两棋子不同时落地
(2)图3是利用图2装置拍摄小球做平抛运动的频闪照片,由照片可判断实验操作错误的是 。
A.释放小球时初速度不为0
B.释放小球的初始位置不同
C.斜槽末端切线不水平
(3)图4为物体的运动轨迹,a、b、c三点的位置在运动轨迹上已标出(g取10m/s2),由图可知,小球由a到b的时间与由b到c时间相等,小球平抛的初速度v0= m/s(保留两位有效数字);小球开始做平抛运动的位置坐标(x,y)= 。
12.如图甲所示装置做“探究加速度与力、质量的关系”实验。
(1)除了图中所给的器材以及交流电源和导线外,在下列器材中,还必须使用的两种器材是 。
A.秒表
B.天平(含砝码)
C.弹簧测力计
D.刻度尺
(2)正确操作后得到多条纸带,甲同学利用v-t图像求出每条纸带对应的加速度。他在处理其中一条纸带时,求出每个计数点对应的速度,并将各点的速度都标在了如图乙所示的坐标系中。处理计算加速度a时,图中0.4s处数据点 (是/否)需要考虑在内。
(3)乙同学在探究小车加速度a与所受拉力F的关系时,根据实验数据作出的a-F图像如图丙所示。
①发现图线不过原点,原因可能是 。
A.木板一端垫得过高
B.木板一端垫得过低
C.盘和砝码的总质量太大
D.盘和砝码的总质量太小
②发现图线发生了弯曲。经过思考认为,图线弯曲的原因在于实验中认为细线对小车的拉力F等于盘和砝码的总重力mg,而实际上F与mg并不相等。将记为相对误差δ,若小车质量为M,则相对误差δ与的关系图线应为 。
四、计算题:本大题共3小题,共40分。
13.某游乐设施如图所示,由半圆形APB和直线BC组成的细圆管轨道固定在水平桌面上(圆半径比细管内径大得多),轨道内壁光滑。弹射装置将一质量m=0.5kg的小球(可视为质点)以水平初速度v0=4m/s从A点弹入轨道,小球能速率不变地沿光滑轨道运动,并最终从C点离开轨道水平抛出。已知APB部分的半径R=2m,桌子的高度h=5m,不计空气阻力,取g=10m/s2,π为圆周率,求:
(1)小球在半圆形轨道上运动时的角速度ω;
(2)小球落地点D点到C点的水平距离s;
(3)小球在半圆形轨道上运动时细圆管对小球的作用力F的大小(提示:三维空间)。
14.如图所示,在光滑水平面上,将一个可视为质点的小物块静置在静止的小车上,物块与小车最左端的距离为8m。已知小车的质量为2kg,物块的质量为1kg,物块和小车间的动摩擦因数μ=0.2,重力加速度g=10m/s2,请回答下列问题:
(1)若在t=0时,开始对小车施加一个水平向右的恒力F=3N,求t=2s时物块的速度;
(2)若在t=0时,开始对小车施加一个水平向右的恒力F=8N,求施加拉力F时物块的加速度am和小车的加速度aM的大小;
(3)在第(2)问的情景中,若在t=3s时撤去拉力F,求t=5s时物块与小车最左端的距离。
15.如图为某工厂装车部分的示意图。AB段为粗糙斜面,BC段为光滑水平面,CD为水平传送带,滑块从斜面上距B点L0处静止释放,最后从D点水平抛出落在车厢上。已知AB段倾角θ=37°,滑块与斜面间动摩擦因数为μ1=0.25;传送带长度LCD=16m,其最右端D点为右侧圆形皮带滚轮的最高点,皮带滚轮的半径为3.6m(传送带厚度可忽略),滑块与水平传送带之间的动摩擦因数为μ2=0.1;车厢尾端位于传动带滚轮最右侧的正下方,距传动带滚轮最低点的高度h=12.8m,车厢长度L=12.4m。斜面与水平面之间用不计长度的光滑圆弧连接,忽略水平面与传送带之间的空隙,滑块可看作质点,重力加速度取g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8。
(1)若L0=8m,求滑块到达B点时的速度大小;
(2)若L0=8m,传送带的速度可调,若要保证滑块既能从D点做平抛运动离开传送带,又能落入货车车厢上,求传送带顺时针匀速转动的速度取值范围;
(3)为了省电,较长时间没有物块经过时,传送带会停止转动,当检测到滑块经过C点时传送带开始顺时针匀加速启动,加速度大小为,速度达到8m/s后开始匀速运动。若要保证滑块既能从D点做平抛运动离开传送带,又能落入货车车厢上,求L0的取值范围,并写出滑块在车厢上的落点到D点的水平距离x(m)关于L0(m)的函数关系式。
1.【答案】A
2.【答案】D
3.【答案】A
4.【答案】B
5.【答案】C
6.【答案】C
7.【答案】AD
8.【答案】BC
9.【答案】AC
10.【答案】BC
11.【答案】B
C
2.0
(-10cm,-1.25cm)
12.【答案】BD
否
A
D
13.【答案】小球在半圆形轨道上运动时的角速度为2rad/s 小球落地点D点到C点的水平距离为4m 细圆管对小球的作用力大小为N
14.【答案】若在t=0时,开始对小车施加一个水平向右的恒力F=3N,t=2s时物块的速度是2m/s 若在t=0时,开始对小车施加一个水平向右的恒力F=8N,施加拉力F时物块的加速度是2m/s2,小车的加速度aM的大小是2m/s2 在第(2)问的情景中,若在t=3s时撤去拉力F,t=5s时物块与小车最左端的距离9m
15.【答案】滑块到达B点时的速度大小为8m/s 传送带顺时针匀速转动的速度取值范围为6m/s≤v≤8m/s L0的取值范围为;当时,;当时,
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