江蘇南京金陵中學2024年高一年級下冊3月月考物理試題含答案

江蘇南京金陵中學2024年高一下學期3月月考物理試題含答案

2024年高一年級3月學情調研測試

物理試卷

命題：

一、單項選擇題：共11題，每題4分，共44分.每題只有一個選項最符合題意.

1.如圖所示，星球大戰(zhàn)（StarWars）中凱洛?倫（KyloRen）乘坐速度為0.9c（c為光速）的宇宙飛船追趕正

前方的叔叔盧克（Luke）,盧克的飛行速度為0.2c,凱洛倫向盧克發(fā)出一束光進行聯(lián)絡，則盧克觀測到該光速

的傳播速度為（）

A.0.7cB.0.9cC.1.0cD.1.1c

2.甲、乙兩個質量相同的物體受到豎直向上的拉力作用，從同一高度向上運動，它們的運動圖象如圖所示,

則下列說法正確的是（）

A.在0?4時間內(nèi)甲的加速度越來越大

B.在"時刻兩物體的高度相同

C.在f="時刻甲所受拉力的瞬時功率大于乙所受拉力的瞬時功率

D.在/=/2時刻甲所受的拉力大于乙所受的拉力

3.隨著世界航空事業(yè)的發(fā)展，深太空探測已逐漸成為各國關注的熱點.假設深太空中有一顆外星球，質量是

地球質量的2倍，半徑是地球半徑的則下列判斷正確的是（）

2

A.該外星球的同步衛(wèi)星周期一定小于地球同步衛(wèi)星周期

B.某物體在該外星球表面上所受重力是在地球表面上所受重力的8倍

C.該外星球上第一宇宙速度是地球上第一宇宙速度的4倍

D.繞該外星球的人造衛(wèi)星和以相同軌道半徑繞地球的人造衛(wèi)星運行速度相同

4.地球和哈雷彗星繞太陽運行的軌道如圖所示，哈雷彗星最近出現(xiàn)在地球附近是1986年，預計下次將在2061

年飛近地球.則哈雷彗星軌道的半長軸約為地球公轉半徑的（）

地球、,...................

*哈雷彗星

太陽J'

■■■■

A.8倍B.18倍C.28倍D.38倍

5.在海邊的山坡高處的岸防炮，可以同時向兩個方向投出彈丸，射擊海面上的不同目標。如圖所示，在一次

投射中，岸防炮以相同大小的初速度%在同一豎直面內(nèi)同時射出兩顆彈丸，速度方向與水平方向夾角均為e,

A.到達海面時兩炮彈的速度大小相同方向不同

B.到達海面前兩炮彈之間的距離越來越小

C.到達海面前兩炮彈的相對速度越來越大

D.到達海面前兩炮彈總在同一豎直線上

6.如圖，質量為冽的小球置于立方體的光滑盒子中，盒子的邊長略大于球的直徑.某同學拿著該盒子在豎直

平面內(nèi)做半徑為R的勻速圓周運動（重力加速度為g,空氣阻力不計）（）

A.盒子從最低點向最高點的過程中，球處于超重狀態(tài)

B.若盒子周期為乃，則當盒子運動到圖示球心與。點位于同一水平位置時，小球對盒子左側面的力為4mg

C.若盒子角速度為2,常，則當盒子運動到最高點時，小球對盒子下面的力為3mg

D.若盒子在最高點時，盒子與小球之間恰好無作用力，則該盒子的周期為

7.如圖所示，一個可視為質點的小木塊從固定斜面的頂端由靜止滑下，滑到水平面上的。點停下。斜面與水

平面粗柱程度相同，且平滑連接?，F(xiàn)將斜面向右移動到虛線所示的位置，并固定在地面上，再讓小木塊從斜面

A.人對車不做功B.人對車的合力做正功

C.人對車的推力做功小于車對人的摩擦力做功D.勻加速過程中，汽車發(fā)動機的實際功率不變

9.中國預計將在2028年實現(xiàn)載人登月計劃，把月球作為登上更遙遠行星的一個落腳點。如圖所示是“嫦娥一

號奔月”的示意圖，“嫦娥一號”衛(wèi)星發(fā)射后經(jīng)多次變軌，進入地月轉移軌道，最終被月球引力捕獲，成為繞

B.在整個運行過程中，公轉半長軸的立方與公轉周期的平方之比不變

C.在軌道I上運動時的速度不一定小于軌道n上任意位置的速度

D.繞月軌道n變軌到I上需點火加速

10.如圖（a）所示，質量均為1kg的物體A和B放置在圓盤上，與圓盤間的動摩擦因數(shù)分別為〃A和〃8。用

兩根不可伸長的細繩將物體48和圓盤轉軸相連，物體A、8與轉軸的距離分別為入和?。設最大靜摩擦

力等于滑動摩擦力。當圓盤繞轉軸轉動的角速度/緩慢增大時，轉軸與物體A之間的細繩拉力7；、A與3之

間的細繩拉力《隨。2的關系如圖（b）所示。取g=10m/s2,則下列正確的是（）

圖（a）圖（b）

A.//A=0.25B.//B=0.1C.rA=1.5mD.5=2.5m

11.如圖所示，假設在太空中有恒星A、5組成的雙星系統(tǒng)繞點。做順時針勻速圓周運動，運動周期為7],

它們的軌道半徑分別為此、（，且。為5的衛(wèi)星，繞5做逆時針勻速圓周運動，周期為《。忽略A

與C之間的引力，A與3之間的引力遠大于C與3之間的引力。引力常量為G,以下說法正確的是（）

o

A.若知道c的軌道半徑，則可求出c的質量

4萬4

B.恒星3的質量為

Gr

C.若A也有一顆運動周期為T2的衛(wèi)星，則其軌道半徑也一定等于C的軌道半徑

D.設A、B、C三星由圖示位置到再次共線的時間為/,則f

二、非選擇題：共5題，共56分.其中第13題?第16題解答時請寫出必要的文字說明、方程

式和重要的演算步驟，只寫出最后答案的不能得分；有數(shù)值計算時，答案中必須明確寫出數(shù)值

和單位.

12.（14分）利用向心力演示儀或者生活中的器材都可以進行圓周運動規(guī)律的探究。

I.如圖（a）,是利用向心力演示儀來探究小球做圓周運動所需向心力的大小產(chǎn)與質量冽、角速度0和半徑

廠之間的關系。如圖是探究過程中，進行某次實驗步驟時裝置所對應的狀態(tài)。

①若上圖中使用的是兩個完全相同的鋼球，則是在研究向心力的大小歹與的關系。

A.質量用B.半徑廠C.角速度O

②若圖中標尺上紅白相間的等分格顯示出兩個小球所受向心力的比值為1:4,與皮帶連接的兩個變速輪塔的半

徑之比為o

A.1:2B.2:1C.1:4D.4:1

圖(a)圖(b)圖(c)

II.利用生活中的器材同樣也可以去探究圓周運動的規(guī)律。小華同學用鐵架臺、拴有細繩的小鋼球、毫米刻度

尺和停表等器材組裝成如圖(b)所示的實驗裝置，用于探究影響圓雉擺周期的因素，其實驗操作步驟如下：

①用毫米刻度尺測出擺長L(細繩固定懸點。'與小球球心的距離)。

②給小球一個合適的初速度，使小球在圖甲所示的水平面內(nèi)做勻速圓周運動，用毫米刻度尺測出細繩懸點。到

圓軌跡平面的豎直高度/z。

③用停表測出小球做圓周運動的周期T。

④小華同學猜測擺繩長度L、細繩懸點0'到圓軌跡平面的豎直高度//對小球做圓周運動的周期T有影響，于

是他調節(jié)變量L和/z,進行多次實驗，得到數(shù)據(jù)并作圖。

根據(jù)上述步驟完成下列問題：

(1)小華同學用停表測得小球運動九圈的時間為兀則小球做圓周運動的角速度/==

(2)小華同學在保持L不變，研究用對T的影響時，得到了圖像(c)(一條過原點的直線)，說明在L不變

時，/z對T有影響。若直線的斜率是左，則當?shù)氐闹亓铀俣萭=(用題中所給物理量的符號表示)。

(3)不考慮阻力的影響，保持力不變，下列圖中能反映T與L關系的圖像是()

A.O*￡

（4）在實際操作過程中，隨著實驗時間變長，小球的角速度是否會發(fā)生變化，并說明理由。

（8分）如圖所示，有一長為8m的粗糙斜面，傾角為37。，已知一個質量為1kg的小物體從斜面頂端由靜止

下滑到斜面底端的時間為2s.（已知sin37°=0.6,cos37°=0.8，重力加速度g取10m/s?）

（1）求斜面與物體間的動摩擦因數(shù)；

（2）若用一平行于斜面向上大小為12N的恒力F始終作用于小物體，使小物體由靜止從斜面底端向上運動，

求該物體到達斜面頂端時的速度大??；

（3）若用一平行于斜面向上大小為16N的恒力F作用于小物體，要將該物體由靜止從斜面底端運送到頂端,

求恒力歹作用的最短時間.

14.（9分）如圖所示，長為L、內(nèi)壁光滑的直管與水平地面成30°角固定放置。將一質量為用的小球固定在

管底，用一輕質光滑細線將小球與質量為M=5〃z的小物塊相連，小物塊懸掛于管口。現(xiàn)將小球釋放，一段

時間后，小物塊落地靜止不動，小球繼續(xù)向上運動，通過管口的轉向裝置后做平拋運動，小球在轉向過程中速

率不變。（重力加速度為g）。求：

（1）小物塊下落過程中的加速度大??；

（2）小球從管口拋出時的速度大小；

（3）小球平拋運動的水平位移.

15.（12分）空間站可以通過機械臂操控貨物的運動?？疾熵浳锏倪\動時，可以空間站為參考系。空間站可近

似看成慣性參考系，這樣在軌空間站中物體處于完全失重狀態(tài)而不用考慮地球引力的作用。忽略貨物的運動對

空間站的影響，同時忽略空間站對貨物的引力。如圖（a）所示，空間站上操控貨物的機械臂可簡化為兩根相

連的等長輕質臂桿，每根臂桿長為L,機械臂一端固定在空間站上的。點，另一端抓住質量為加的貨物，在

機械臂的操控下，貨物先繞。點做半徑為2L、角速度為切的勻速圓周運動，運動到A點停下，然后在機械

臂操控下，貨物從A點由靜止開始做勻加速直線運動，經(jīng)時間才到達3點，A、8間的距離為L。以空間站為

參考系，求：

一守T

」機械臂2L

力’》O八

（1）貨物做勻速圓周運動時受到合力提供的向心力大小Fn；

（2）貨物運動到3點時機械臂對其做功的瞬時功率P；

（3）貨物、空間站和地球的位置如圖（b）所示，它們保持在同一直線上。以地球為參考系，貨物與空間站同

步繞地球做勻速圓周運動，已知空間站中心軌道半徑為廣，貨物與空間站中心的距離為d,忽略空間站對貨物

的引力，求貨物所受的機械臂作用力與所受的地球引力之比

16.（13分）生產(chǎn)車間有兩個相互垂直且等高的水平傳送帶甲和乙，傳送方向如圖（a）所示，其中甲的速度

為Vi=3m/s,乙的速度為%=4m/s。小工件（可視為質點）離開甲前與甲的速度相同，并平穩(wěn)地滑到乙

上的A點，A點到乙右端的距離為s=6m。已知工件質量m=lkg,工件與傳送帶乙之間的動摩擦因數(shù)

〃=0.2,重力加速度g=10m/s2,忽略空氣阻力。

圖（a）圖（b）

（1）若關閉傳送帶甲，將工件無初速度地放在A點，求工件從釋放到乙右端所用的時間；

（2）打開傳送帶甲，工件的運動如圖（b）所示。要求工件在乙上運動時不會側向（垂直于乙的運動方向）滑

落，求乙的最小寬度；

（3）打開傳送帶甲，且乙足夠寬。當工件在乙上剛停止側向滑動時，下一只相同的工件恰好傳到乙上，如此

反復。除工件與傳送帶摩擦外，其他能量損耗均不計。求驅動乙的電動機的平均輸出功率.

2024年高一年級3月學情調研測試

物理試卷

命題：李恒林、趙曉雪審核：蔣霖峰

一、單項選擇題：共11題，每題4分，共44分.每題只有一個選項最符合題意.

1【答案】C

【詳解】根據(jù)光速不變原理，在一切慣性參考系中測量到真空中的光速c都一樣，而盧克所處參考系即為慣性

參考系，因此盧克觀測到的光速為1.0c,故C正確，ABD錯誤。

故選C。

2.【答案】C

3.【答案】B

4.【答案】C

5.【答案】D

詳解：A.如圖所示，斜向上飛出的彈丸經(jīng)過一段時間到達水平位置時與斜下拋速度方向相同，且在此時與斜

下拋高度相同，則落水時間相同，故到達海面時兩炮彈的速度大小相同方向相同，A錯誤；

B.由題知，初速度大小相等，與水平方向夾角相同，則水平分速度相同，所以始終保持同一豎直線上，一個

斜向上運動，一個斜向下運動，豎直方向位移方向相反，距離增大，如果高度較低，到達海面前兩炮彈之間的

距離越來越大，B錯誤；

C.到達海面前兩炮彈的水平分相對速度為0,斜向上飛出的彈丸先減速，達到最高點后加速運動，豎直方向

相對速度先增大，后減小，c錯誤；

D.由題知，初速度大小相等，與水平方向夾角相同，則水平分速度相同，所以始終保持同一豎直線上，D正

確。

故選D。

6.【答案】A

【詳解】小球做勻速圓周運動，加速度時刻指向圓心.在圓心等高線下方時，小球在豎直方向上有向上的分加

速度，此時為超重狀態(tài).在圓心等高線上方時，小球在豎直方向上有向下的分加速度，此時為失重狀態(tài).故A

4萬2R,T=7rA,得N=4mg,球對

錯誤；小球在圓心等高處時，盒子對小球的彈力提供向心力,N-加亍~

1

盒子右側面壓力為4mg,左側面為零，故B錯誤；在最高點時,F+mg=mcoReo=2^%,得F=3mg,

4/

球對盒子上側面壓力為3mg,下側面為零，故C錯誤；若最高點時，盒子與小球無作用力，由加g=機產(chǎn)尺，

得T=故D正確.

7.【答案】C

8.【答案】C

9.【答案】C

【詳解】A.第三宇宙速度，又叫逃逸速度，即能夠脫離太陽系的最小發(fā)射速度，“嫦娥一號”衛(wèi)星發(fā)射后經(jīng)

多次變軌，進入地月轉移軌道，可沒有脫離地球的引力范圍，因此發(fā)射時的速度應小于第二宇宙速度，A錯誤；

3

B.在繞地軌道中，中心天體分別為地球和月球，由開普勒第三定律可得一=左，左與中心天體質量有關，

所以相比于繞地球，繞月球時公轉半長軸的立方與公轉周期的平方之比不變，B正確；

c.設軌道I上運動時的速度為h,軌道n上近月點的速度為b，軌道n上遠月點的速度為為，若在軌道n

上的遠月點建立以月球球心為圓心的圓軌道，其速度為丫4，由衛(wèi)星加速將會做離心運動，以及線速度與軌道

半徑的大小關系可知丫2〉外

丫4〉丫3

Mm

由萬有引力提供向心力，哥得G—丁=機匕

rr

由上式可知匕＞v4

因此可得?！地啊礦4〉丫3

因此在軌道I上運動時的速度不是小于軌道n上任意位置的速度，c正確;

D.由C選項解析可知，繞月軌道II變軌到I上需點火減速，D錯誤。

故選C。

10.【答案】C

【詳解】

BD.以物體B為研究對象，則有4+為，相=加0%

變形得T2=marrB-/uBmg

與心圖像對比可得％=2加

NB=02

故BD錯誤；

AC.以A為研究對象可得（一4+〃/九g=〃2療。

代入名得4=加蘇(q+G)_(4+〃B)Mg

與力圖像對比可得%=3.5m

%+〃B=05

即。=1.5m

〃A=0.3

故A錯誤，C正確。

故選C。

11.【答案】B

【詳解】A.在知道C的軌道半徑和周期的情況下，根據(jù)萬有引力定律和牛頓第二定律列方程只能求解B的

質量，無法求解C的質量，故A錯誤；

z、2

B.在A、B組成的雙星系統(tǒng)中，對A根據(jù)牛頓第二定律有GA"B"空R

(&+品)UJ

4/凡（冬+&）2

解得MB

G7;2

故B正確;

C.若A也有一顆運動周期為《的衛(wèi)星，設衛(wèi)星的質量為〃？，軌道半徑為，則根據(jù)牛頓第二定律有

z、2

-Mjn(27r

G-3—二m——r

「17d

解得r=｛陛不

V4/

同理可得C的軌道半徑為仆=心”￡

。V4/

(2?丫<2?丫

對A、5組成的雙星系統(tǒng)有——RA=MB——RB

I11Jk7

因為RA<7?B，所以MA〉MB，貝iJr〉/?一故C錯誤；

D.如圖所示

A、B、C三星由圖示位置到再次共線時，4、8轉過圓心角a與C轉過的圓心角％互補，則根據(jù)勻速圓周運

故D錯誤。

故選B。

二、非選擇題：共5題，共56分.其中第13題?第16題解答時請寫出必要的文字說明、方程

式和重要的演算步驟，只寫出最后答案的不能得分；有數(shù)值計算時，答案中必須明確寫出數(shù)值

和單位.

繩與豎直方向夾角。變小，所以0變小詳解：

I.(1)兩個鋼球質量和半徑相等，由歹=〃202廠可知，這是在研究向心力的大小尸與角速度的關系。故選C。

(2)根據(jù)F=m02r可知，兩球的向心力之比為1:4,半徑和質量相等，則轉動的角速度之比為1:2,因為

靠皮帶傳動，變速轉塔的線速度大小相等，根據(jù)丫=一?？芍c皮帶連接的兩個變速輪塔的半徑之比為2:1。

故選B。

II.(1)因為做勻速圓周運動，所以7二上,口=工

(2)設繩子與豎直方向的夾角為8,小球受到重力、繩子的拉力的作用，對小球，由牛頓第二定律得

271

mgtan0-mVLsin^

由幾何知識得/z=LcosO

解得T=2%J；

由上式可知T-4h圖像的斜率為左=子

4乃2

得且=萬

(3)當力不變時，L對T無影響，故A正確。

(4)隨著時間變長，由于空氣阻力，繩與豎直方向夾角。變小，由加gtan9=MG2/sine

可得mg=ma^l可知外變小，即小球角速度將變小。

cos。

13.答案：(1)小物體從斜面頂端由靜止下滑機gsin6-4機geos6=加%

10

位移s=5〃/

解得S=—

(2)F-mgsin0-/^mgcos0=ma2

2

v=2a2s

解得v=8m/s

(3)恒力撤去以后，物體做勻減速運動，若物體滑到頂端時速度恰好為0,則此過程中恒力產(chǎn)作用的時間最

短。

2

F-mgsinO-pimgcos0=ma3，解得a3=8m/s

2

恒力撤去以后mgsinO+jumgeosO=ma4解得a4=8m/s

設恒力撤去時的速度為u

22

-^―+---=s解得v=8m/s

2%2%

恒力F作用的最短時間tm.a=—=Is

a3

14.答案：(1)a=-g(2)v?=-JgL(3)x=-L

422、2

3

詳解：(1)a=-g

4

(2)物塊落地瞬間叫=白1,此后小球的加速度出=-gg，解得：匕=!■麻

(3)x=-L

2

4ZT712

15.【答案】(1)2marL,(2)；(3)

【詳解】（1）質量為〃z的貨物繞。點做勻速圓周運動，半徑為2L,根據(jù)牛頓第二定律可知

2

Fn=m(D?2L=Irnco^L

（2）貨物從靜止開始以加速度a做勻加速直線運動，根據(jù)運動學公式可知乙=!。/

2

解得。=昔2T

2T

貨物到達3點時的速度大小為v=at=~

貨物在機械臂的作用下在水平方向上做勻加速直線運動，機械臂對貨物的作用力即為貨物所受合力〃口，所以

2L2L4"近

經(jīng)過/時間，貨物運動到3點時機械臂對其做功的瞬時功率為

P=mav=m?；3

（3）空間站和貨物同軸轉動，角