資源簡介

湖北省問津聯盟2024-2025學年高一下學期5月月考物理試題（B卷）
一、單選題
1．《中國的航天》白皮書發布，未來幾年，我國將持續開展月球物理、月球與行星科學等領域的前瞻探索和基礎研究，催生更多原創性科學成果。關于開普勒行星運動定律，下列說法中正確的是（　　）
A．開普勒通過自己長期觀測，記錄了大量數據，通過對數據研究總結得出了行星運動定律
B．根據開普勒第一定律，行星圍繞太陽運動的軌跡是橢圓，太陽處于橢圓的中心
C．根據開普勒第二定律，行星距離太陽越近，其運動速度越大；距離太陽越遠，其運動速度越小
D．根據開普勒第三定律，所有行星的軌道半長軸的二次方跟公轉周期的三次方的比值都相等
2．如圖所示，自行車的大齒輪、小齒輪、后輪的半徑不一樣，小齒輪和后輪同軸傳動，小齒輪與大齒輪通過鏈條傳動。架起后輪，使大齒輪勻速轉動時，關于圖中、、三點的運動情況，下列說法中正確的是（　　）
A．、、三點的線速度 B．、、三點的周期
C．、、三點的向心加速度 D．、、三點的角速度
3．質量為的汽車在水平路面上勻速行駛，速度為，受到的阻力大小為。此時，汽車發動機輸出的實際功率是（　　）
A．40kW B．30kW C．60kW D．70kW
4．如圖（a）所示，一物塊以一定初速度沿傾角為的固定斜面上滑，運動過程中摩擦力大小恒定，物塊動能與運動路程的關系如圖（b）所示。重力加速度大小取，物塊質量和所受摩擦力大小分別為（　　）
A．， B．，
C．， D．，
5．如圖所示，兩條船A、B的質量均為，靜止于湖面上。質量為的人一開始靜止在A船中，人以對地的水平速度從A船跳到B船，再從B船跳到A船……經多次跳躍后，人停在B船上，不計水的阻力，則A船和B船（包括人）的動能之比為（　　）
A． B．
C． D．與跳躍次數有關
6．如圖所示，a為放在赤道上相對地球靜止的物體，隨地球自轉做勻速圓周運動，b為做勻速圓周運動的人造衛星（軌道半徑小于c的半徑），c為地球的靜止軌道衛星。下列關于a、b、c的說法中正確的是（　　）
A．地球同步衛星都與c在同一個軌道上，并且它們受到的萬有引力大小相等
B．a、b、c做勻速圓周運動的速度大小關系為
C．a與地球的萬有引力全部提供a隨地球自轉的向心力
D．a、b、c做勻速圓周運動的周期大小關系為
7．如圖，一質量為m、長度為L的均勻柔軟細繩PQ豎直懸掛。用外力將繩的下端Q緩慢地豎直向上拉起至M點，M點與繩的上端P相距。重力加速度為g。此過程中外力做的功為（ ）
A． B． C． D．
二、多選題
8．質量為的物塊在水平力的作用下由靜止開始沿光滑水平地面做直線運動，與時間的關系如圖所示。重力加速度大小取。則（　　）
A．6s時物塊的動能為零 B．6s時物塊回到初始位置
C．0 6s時間內F對物塊所做的功為288J D．3s時物塊的動量為
9．如圖，矩形金屬框豎直放置，其中、足夠長，且桿光滑，一根輕彈簧一端固定在點，另一端連接一個質量為的小球，小球穿過桿，金屬框繞軸分別以角速度和勻速轉動時，小球均相對桿靜止，若，則與以勻速轉動時相比，以勻速轉動時（　　）
A．小球的高度一定不變 B．彈簧彈力的大小可能變大
C．小球對桿壓力的大小一定變大 D．小球所受合外力的大小一定變大
10．如圖，滑塊a、b的質量均為，a套在固定豎直桿上，與光滑水平地面相距，b放在地面上。a、b通過鉸鏈用剛性輕桿連接，由靜止開始運動。不計摩擦，a、b可視為質點，重力加速度大小為。則（　　）
A．a落地前，輕桿對b一直做正功
B．a落地時速度大小為
C．a下落過程中，其加速度大小最大值等于
D．a落地前，當a的機械能最小時，a的加速度為
三、實驗題
11．某學習小組使用如圖所示的實驗裝置探究向心力大小與半徑、角速度、質量之間的關系，若兩球分別放在長槽和短槽的擋板內側，轉動手柄，長槽和短槽隨變速輪塔勻速轉動，兩球所受向心力的比值可通過標尺上的等分格顯示，當皮帶放在皮帶盤的第一擋、第二擋和第三擋時，左、右變速輪塔的角速度之比分別為，和。
(1)第二擋對應左、右皮帶盤的半徑之比為 。
(2)探究向心力大小與質量之間的關系時，把皮帶放在皮帶盤的第一擋后，應將質量 （選填“相同”或“不同”）的鋁球和鋼球分別放在長、短槽上半徑 （選填“相同”或“不同”）處擋板內側；
(3)探究向心力大小與角速度之間的關系時，該小組將兩個相同的鋼球分別放在長、短槽上半徑相同處擋板內側，改變皮帶擋位，記錄一系列標尺示數。其中一組數據為左邊1.1格、右邊9.9格，則記錄該組數據時，皮帶位于皮帶盤的第 擋（選填“一”“二”或“三”）。
12．如圖放置實驗器材，連接小車與托盤的繩子與桌面平行，遮光片與小車位于氣墊導軌上，氣墊導軌沒有畫出（視為無摩擦力），重力加速度為。接通電源，釋放托盤與砝碼，并測得：
a、遮光片長度
b、遮光片到光電門長度
c、遮光片通過光電門時間
d、托盤與砝碼質量，小車與遮光片質量
(1)小車通過光電門時的速度為 ；
(2)從釋放到小車經過光電門，這一過程中，系統重力勢能減少量為 ，動能增加量為 ；
(3)改變，做多組實驗，作出以為橫坐標，以為縱坐標的圖像。若機械能守恒成立，則圖像斜率為 。
四、解答題
13．如圖所示，質量的木板靜止在光滑水平面上，質量的物塊（可視為質點）放在木板的左端，物塊與木板間的動摩擦因數。質量的子彈以速度沿水平方向射入物塊并留在其中（子彈與物塊作用時間極短），木板足夠長，取。求：
(1)物塊的最大速度；木板的最大速度；
(2)物塊在木板上滑動的時間。
14．如圖所示，一宇宙飛船繞地球中心做勻速圓周運動，已知地球半徑為，軌道半徑是，將飛船轉移到另一個半徑為的圓軌道上去，若規定距地心無限遠處為引力勢能零勢能點，飛船和地球組成的系統之間的引力勢能表達式為（其中為飛船到地心的距離）。已知地球質量為，飛船質量為，引力常量為。
(1)求飛船在軌道上的環繞速度。
(2)求飛船在軌道上的機械能。
(3)請根據理論計算這次軌道轉移點火需要的能量。
15．如圖是由弧形軌道、圓軌道（軌道底端略錯開，圖中未畫出）、水平直軌道平滑連接而成的力學探究裝置。水平軌道右端裝有理想輕彈簧（右端固定），圓軌道與水平直軌道相交于點，且點位置可在間移動，現將點置于中點，質量的滑塊（可視為質點）從弧形軌道高處靜止釋放。已知圓軌道半徑，水平軌道長，滑塊與間的動摩擦因數，弧形軌道和圓軌道均視為光滑，不計其他阻力與能量損耗，重力加速度取。求：
(1)滑塊第一次滑至圓軌道最高點時對軌道的壓力大小；
(2)輕彈簧獲得的最大彈性勢能；
(3)撤掉彈簧和擋板，若右端的水平軌道足夠長。滑塊從弧形軌道高處靜止釋放，改變點位置，使滑塊在整個滑動過程中不脫離軌道，求長度滿足的條件。
題號 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 C D A B B D A AD AD BD
11．(1)2：1
(2) 不同 相同
(3)三
【詳解】（1）皮帶傳動線速度大小相等，第二擋變速輪塔的角速度之比為，根據可知，第二擋對應左、右皮帶盤的半徑之比為。
（2）[1][2]探究向心力大小與質量之間的關系時，需要保證兩個物體做圓周運動的角速度相等、半徑相等，質量不同，所以應將質量不同的鋁球和鋼球分別放在長、短槽上半徑相同處擋板內側。
（3）根據其中一組數據為左邊1.1格、右邊9.9格，則角速度平方之比為
皮帶位于皮帶盤的第三檔。
12．(1)
(2)
(3)
【詳解】（1）小車通過光電門時的速度為
（2）[1]從釋放到小車經過光電門，這一過程中，系統重力勢能減少量為
[2]從釋放到小車經過光電門，這一過程中，系統動能增加量為
（3）若機械能守恒成立，有
整理有
改變，做多組實驗，作出以為橫坐標，以為縱坐標的圖像。則圖像斜率為。
13．(1) ，
(2)
【詳解】（1）子彈射入物塊后一起向右滑行的初速度即為物塊的最大速度，取向右為正方向，根據子彈和物塊組成的系統動量守恒得
解得
當子彈、物塊和木板三者速度相同時，木板的速度最大，根據三者組成的系統動量守恒得
解得
（2）對木板，根據動量定理得
解得
14．(1)
(2)
(3)
【詳解】（1）飛船在軌道上運動時，由萬有引力提供向心力，可得
解得
（2）設飛船在軌道軌道上穩定運行時的機械能為，則有
動能
勢能
可得
（3）飛船在軌道的動能
又因為，
則
勢能
可得
可得這次軌道轉移點火需要的能量
15．(1)100N
(2)8J
(3)或
【詳解】（1）從出發到第一次滑至圓軌道最高點過程，由動能定理可得
在圓軌道最高點，由牛頓第二定律可得
聯立解得
由牛頓第三定律可知，滑塊對軌道的壓力大小為。
（2）彈簧第一次被壓縮到最短時，彈性勢能有最大值；從出發到彈簧第一次被壓縮到最短過程，由動能定理可得
又有
聯立解得
（3）滑塊不脫離軌道有兩種可能，一種能做完整的圓周運動，另一種不能過與圓心等高的點
①若滑塊恰好到達圓軌道的最高點，則有
從開始到圓軌道最高點，由動能定理可得
解得，
要使滑塊不脫離軌道，之間的距離應該滿足
②若滑塊剛好達到圓軌道的圓心等高處，此時的速度為零；由動能定理可得
解得，
要使滑塊不脫離軌道，之間的距離應該滿足
結合①②兩種情況，符合條件的長度為或

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