【物理】河北省邯鄲市2024-2025學年高一下學期3月月考試題(解析版)

PAGE2024~2025學年第二學期一調考試高一物理考生注意：1.本試卷分選擇題和非選擇題兩部分。滿分100分，考試時間75分鐘。2.答題前，考生務必用直徑0.5毫米黑色墨水簽字筆將密封線內(nèi)項目填寫清楚。3.考生作答時，請將答案答在答題卡上。選擇題每小題選出答案后，用2B鉛筆把答題卡上對應題目的答案標號涂黑；非選擇題請用直徑0.5毫米黑色墨水簽字筆在答題卡上各題的答題區(qū)域內(nèi)作答，超出答題區(qū)域書寫的答案無效，在試題卷、草稿紙上作答無效。4.本卷命題范圍：必修第二冊第七章至第八章。一、選擇題（本題共10小題，共46分。在每小題給出的四個選項中，第題中只有一項符合題目要求，每小題4分，第題有多項符合題目要求，全部選對的得6分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分）1.對于開普勒行星運動定律的理解，下列說法中正確的是（）A.開普勒三大定律僅適用于太陽系中行星的運動B.開普勒第二定律表明，行星離太陽越遠，速度越大C.月亮繞地球運動的軌道是一個標準的圓，地球處在該圓的圓心上D.開普勒第三定律中，月亮繞地球運動的k值與地球繞太陽運動的k值不同【答案】D【解析】A．開普勒三大定律不僅僅適用于太陽系中行星的運動，也適合于宇宙中其他天體的運動，故A錯誤；B．開普勒第二定律表明，行星繞太陽運動時，行星離太陽越遠，速度越小，故B錯誤；C．月亮繞地球運動的軌道是一個橢圓，地球處在橢圓的其中一個焦點上，故C錯誤；D．k值與中心天體的質量有關，月亮繞地球運動的k值與地球繞太陽運動的k值不同，故D正確。故選D。2.已知均勻球體對球外物體的萬有引力相當于將球體的質量集中于球心的質點對物體的萬有引力，將地球看成均勻球體，假設在緊貼地球表面處挖去一半徑為的球體（R為地球半徑），如圖所示，在圖中A點放置一質量為m的可視為質點的物體，則該物體在挖空前后受到的萬有引力大小之比為（）A. B. C. D.【答案】A【解析】挖去前所受萬有引力大小為，挖去后引力大小為，則有得故選A。3.探索宇宙奧秘，奔向廣闊而遙遠的太空，這是人類自古以來的夢想。對于宇宙速度的理解，下列說法正確的是（）A.月球探測器發(fā)射速度一定大于第一宇宙速度B.火星探測器的發(fā)射速度必須大于C.地球的第一宇宙速度是衛(wèi)星環(huán)繞地球做勻速圓周運動的最小速度D.“天和號”空間站的運行速度介于與之間【答案】A【解析】A．月球探測器沒有脫離地球的引力，故發(fā)射速度一定大于第一宇宙速度小于第二宇宙速度，故A正確；B．火星探測器要掙脫地球的引力束縛，則發(fā)射速度必須大于，故錯誤；C．第一宇宙速度是最大的環(huán)繞速度，也是最小的發(fā)射速度，故C錯誤；D．若衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動，則衛(wèi)星的運行速度小于第一宇宙速度，故D錯誤。故選A。4.一重60kg的登山運動員在訓練時，從地面爬上高50m的樓層花了5min，重力加速度g取10m/s2，則該過程中，運動員克服重力做功的平均功率為（）A.50W B.100W C.500W D.1000W【答案】B【解析】運動員克服重力做功的平均功率故選B。5.“北斗”衛(wèi)星導航系統(tǒng)是我國自主建設、獨立運行的衛(wèi)星導航系統(tǒng)，是為全球用戶提供全時空、高精度的導航和授時服務的國家重要空間基礎設施，如圖甲所示。如圖乙所示為其中三顆衛(wèi)星、、的運行軌道，設地球半徑為，地球表面重力加速度為，衛(wèi)星距離地面高度為，衛(wèi)星的周期為衛(wèi)星的一半，衛(wèi)星和衛(wèi)星的軌道半徑相同，則（）A.衛(wèi)星的加速度大小為B.衛(wèi)星的角速度小于衛(wèi)星的角速度C.衛(wèi)星與衛(wèi)星的線速度大小之比為D.衛(wèi)星與衛(wèi)星的線速度大小之比為【答案】D【解析】A．設衛(wèi)星軌道半徑為，衛(wèi)星的軌道半徑，根據(jù)開普勒第三定律有解得由牛頓第二定律有由黃金代換公式解得故A錯誤；B．以上分析可知a的周期小于b的周期，根據(jù)可知衛(wèi)星的角速度大于衛(wèi)星的角速度，故B錯誤；CD．衛(wèi)星做圓周運動的線速度大小聯(lián)立以上，解得衛(wèi)星與衛(wèi)星的線速度大小之比則故C錯誤，D正確。故選D。6.如圖所示，質量為m的小球，從距桌面高處的A點下落到地面上的點，桌面高，選擇桌面為參考平面，重力加速度為。關于小球的重力勢能和重力做功，下列說法正確的是（）A.在A點時，B.在B點時，C.小球下落過程中，先減小后增大D.小球重力勢能增大了【答案】B【解析】A．在A點時，故A錯誤；B．在B點時，故B正確；C．小球下落過程中，重力勢能不斷減小，故C錯誤；D．小球重力勢能減少了，故錯誤。故選B。7.如圖所示，Ⅰ為北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)中的靜止軌道衛(wèi)星，其對地球的張角為，Ⅱ為地球的近地衛(wèi)星，兩衛(wèi)星繞地球的公轉方向與地球自轉方向相同，定義衛(wèi)星相遇是指衛(wèi)星連線的延長線經(jīng)過地球球心，已知地球的自轉周期為，萬有引力常量為G，根據(jù)題中條件，可求出（）A.地球的平均密度為B.衛(wèi)星Ⅱ的周期為C.衛(wèi)星Ⅰ、Ⅱ每經(jīng)過相遇一次D.衛(wèi)星Ⅱ運動的一個周期內(nèi)無法直接接收到衛(wèi)星I發(fā)出電磁波信號的時間為【答案】D【解析】B．設地球質量為，衛(wèi)星Ⅰ、Ⅱ的軌道半徑分別為和，衛(wèi)星Ⅰ為同步衛(wèi)星，周期為，近地衛(wèi)星Ⅱ的周期為，根據(jù)開普勒第三定律及題圖中的幾何關系有，可得衛(wèi)星Ⅱ的周期為故錯誤；A．對于衛(wèi)星Ⅱ，由萬有引力提供向心力有對于地球有聯(lián)立以上兩式，可得地球的平均密度為故錯誤；C．設衛(wèi)星每經(jīng)過時間t相遇一次，則t滿足解得故錯誤；D．當衛(wèi)星Ⅱ運行到與衛(wèi)星Ⅰ的連線隔著地球的區(qū)域內(nèi)時，其對應圓心角為，衛(wèi)星Ⅱ無法直接接收到衛(wèi)星Ⅰ發(fā)出電磁波信號，設這段時間為，則有，，解得故正確。故選D。8.新一代載人運載火箭的研制將使我國具備在2030年前載人登陸月球的能力，若在將來某次登月過程中，先將一個載人飛船送入環(huán)月球圓軌道Ⅲ，飛船繞月球運行多圈后，然后經(jīng)點火使其沿橢圓軌道Ⅱ運行，最后再次點火將飛船送入圓軌道Ⅰ，軌道Ⅰ、Ⅱ相切于Q點，軌道Ⅱ、Ⅲ相切于P點，下列說法正確的是（）A.飛船在P點應點火加速使飛船從軌道Ⅲ進入軌道ⅡB.飛船在Q點的加速度大于在P點的加速度C.飛船在軌道Ⅰ上的角速度大于在軌道Ⅲ上的角速度D.飛船從軌道Ⅱ上的P點運動到Q點的過程中，速度逐漸減小【答案】BC【解析】A．飛船在P點應點火減速使飛船做近心運動，從軌道Ⅲ進入軌道Ⅱ，A錯誤；B．根據(jù)可知，到月心的距離越大，加速度越小，B正確；C．由可知，飛船在軌道Ⅰ上的角速度大于在軌道Ⅲ上的角速度，C正確；D．根據(jù)開普勒第二定律可知，飛船從軌道Ⅱ上的P點運動到Q點的過程中，速度逐漸增大，D錯誤。故選BC。9.已知時刻，一質量為0.5kg的足球在水平草地上做直線運動，其動能與位移的關系如圖所示，下列說法正確的是（）A.足球的初速度大小為4m/sB.足球運動的加速度大小為1C.足球運動過程中受到的阻力大小為1ND.在0~2s內(nèi)，足球克服阻力做功為12J【答案】CD【解析】A．由圖像知解得故A錯誤；BC．由動能定理則由圖像知由牛頓第二定律有解得故B錯誤，C正確；D．0~2s內(nèi)，足球發(fā)生的位移克服阻力做的功W=fx解得J故D正確。故選CD。10.月球的自轉周期和公轉周期十分接近，因此月球始終以同一面朝向地球。一月球探測器分別在月球極地和赤道用彈簧秤稱量一質量為m的物體，彈簧秤示數(shù)分別為和。已知月球的自轉周期為T，引力常量為G，將月球視為質量分布均勻的球，已知球的體積公式為，下列說法中正確的是（）A.月球的質量為B.月球的質量為C.月球的密度為D.月球的密度為【答案】AC【解析】在月球兩極有在月球赤道上有聯(lián)立可得則月球的密度為故選AC。二、實驗題（本題共2小題，共14分）11.某實驗小組的同學利用如圖所示的裝置驗證機械能守恒定律，實驗時，首先讓小球靜止，此時小球球心剛好位于光電門的擋光處，多次測量了細繩的長度以及小球的直徑，求其平均值；然后將小球拉離豎直方向，保持細繩處于剛好拉直的狀態(tài)，測量小球球心到懸點的高度，將小球由靜止釋放，記錄小球經(jīng)過光電門的擋光時間。改變，并記錄對應的擋光時間，已知重力加速度為。（1）某次測量小球的直徑時，得到小球的直徑為；（2）實驗時___________（選填“需要”或“不需要”）天平；（3）該小組的同學嘗試利用圖像來處理實驗數(shù)據(jù)時，以為縱軸，以___________（選填“”“”“”或“”）為橫軸可以擬合成一條直線，若該過程小球的機械能守恒，則圖線的斜率___________（用題中字母表示）。【答案】（2）不需要（3）【解析】（2）（3）由于小球經(jīng)過光電門時擋光時間極短，則擋光時間內(nèi)小球的平均速度近似等于瞬時速度，則小球經(jīng)過光電門時的速度為若該過程小球的機械能守恒，則小球減少的重力勢能等于動能的增加量，則有由以上整理得顯然，若小球的機械能守恒，處理實驗數(shù)據(jù)時不需要測量小球的質量，所以不需要天平；以為縱軸，以為橫軸可以擬合成一條直線，若該過程小球的機械能守恒，則圖線的斜率。12.某實驗小組的同學利用如圖甲所示的裝置驗證了機械能守恒定律，實驗時將兩重物由靜止釋放，通過電火花打點計時器在紙帶上打下一系列的點跡，得出的紙帶如圖乙所示，已知打點周期為，圖乙中相鄰兩點之間有四個點未畫出，已知重物的質量分別為、，重力加速度大小用表示。（1）電火花打點計時器正常工作時，所用電源電壓為___________（選填“8V的直流電”“220V的直流電”“的交流電”或“220V的交流電”）。（2）由圖乙，紙帶上的“0”點為打點計時器打下的第一個點，則打下第5個點的速度為___________；打點計時器打下“0”到“5”的過程中，系統(tǒng)重力勢能的減少量為___________；若系統(tǒng)的機械能守恒，則關系式___________成立。（3）若該實驗小組的同學利用圖像處理實驗數(shù)據(jù)，以上升的高度為橫軸，的速度大小為，欲使圖像為直線，則應選取___________（選填“”“”或“”）為縱軸，圖像的斜率應為，若系統(tǒng)的機械能守恒，則重力加速度為___________?！敬鸢浮浚?）的交流電（2）（3）【解析】【小問1解析】電火花打點計時器的電源電壓應為的交流電?！拘?解析】重物牽引紙帶做勻加速直線運動，又由題意可知“5”為“4”、“6”兩點的中間時刻，則打下第5點的速度應為4、6兩點之間的平均速度，由相鄰兩計數(shù)點之間的時間間隔為則打第5個點的速度為由題意可知重物上升的高度為，重物下降的高度為，則系統(tǒng)重力勢能的減少量為整理得系統(tǒng)動能的增加量為整理得若系統(tǒng)的機械能守恒，則有關系式，即【小問3解析】由以上分析可知，若系統(tǒng)的機械能守恒，則有整理得應選取“”為縱軸，系統(tǒng)的機械能守恒時，應有解得三、計算題（本題共3小題，共計40分。解答時應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)值計算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位）13.某居民樓發(fā)生火災時，二樓的住戶從陽臺的窗戶爬出后準備跳樓逃生，為防止跳下時摔傷，鄰居們齊拉被子接住了跳下的人。已知人的重心從放手到腳接觸被面期間下降了，從接觸被面到靜止又下降了，已知逃生人員質量約為，不考慮空氣阻力，取，求：（1）整個過程中逃生人員重力做的功；（2）被面對人的平均作用力的大小?！敬鸢浮浚?）（2）【解析】【小問1解析】整個過程中逃生人員重力做功【小問2解析】根據(jù)動能定理有解得14.某新能源汽車生產(chǎn)廠家在測試汽車的性能時，t＝0時，司機駕駛汽車由靜止開始啟動，經(jīng)后汽車達到額定功率且保持不變，再經(jīng)，汽車的速度達到最大，通過電腦描繪了汽車的牽引力F關于汽車速率倒數(shù)的關系圖線，如圖所示，圖中C位置的速度最大。已知汽車和司機的總質量為，汽車所受的阻力與汽車重力的比值恒為，重力加速度為。求：（1）時間內(nèi)，汽車的加速度大??；（2）汽車的額定功率；（3）汽車從啟動到速度達到最大過程的位移x（結果保留整數(shù)）?！敬鸢浮浚?）1.0m/s2；（2）60kW；（3）354m【解析】（1）由題圖可知，汽車先做勻加速度直線運動，當功率達到額定功率時汽車保持額定功率不變，該階段汽車做加速度減小的加速運動，汽車所受的阻力為汽車勻加速時，由牛頓第二定律得解得（2）汽車勻加速結束的瞬間功率達到最大功率，則汽車勻加速的末速度為汽車的額定功率為代入數(shù)據(jù)解得（3）汽車勻加速的位移為汽車能達到的最大速度為，汽車速度最大時合力為零，則有由以上整理解得汽車從勻加速結束到速度達到最大的過程中，由動能定理得代入數(shù)據(jù)解得汽車從啟動到速度達到最大的位移為15.如圖所示，光滑的圓弧軌道半徑可調，且軌道與水平傳送帶相切于點，傳送帶的最左端點固定一彈性擋板，可視為質點、質量為的物體由圓弧軌道的最高點靜止釋放，物體與擋板碰撞前后的速度大小相等，方向相反。已知傳送帶的上表面到水平面的高度為，物體與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)為，傳送帶兩端之間的距離為，重力加速度，物體經(jīng)過點時沒有能量損失。（1）若，求物體經(jīng)過點時對軌道的壓力大??；（2）若，在圓弧軌道最高點給該物體一向下的初速度，且傳送帶不轉動，求物體與彈性擋板碰撞的次數(shù)以及靜止時到點的距離；（3）若改變圓弧軌道的半徑，傳送帶以的速度向左勻速傳動，將物體由圓弧軌道的最高點靜止釋放，物體滑上傳送帶的同時立即將圓弧軌道撤走，最終物體落在水平面的位置到傳送帶最右端點的水平間距為，求圓弧軌道的半徑以及物體與擋板碰后因摩擦而產(chǎn)生的熱量（結果可用根號表示）。【答案】（1）（2）（3）【解析】【小問1解析】物體由釋放點到的過程中，機械能守恒，則由機械能守恒定律得解得在點時，由牛頓第二定律得解得由牛頓