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2024-2025学年辽宁省沈阳120中学高一（下）月考物理试卷
一、单选题：本大题共8小题，共32分。
1.著名物理学家牛顿从苹果落地现象出发，发现了万有引力定律，从而说明学好物理要多观察，多思考。在物理学发展的历程中，许多物理学家的科学研究推动了人类文明的进程，为物理学的建立，做出了巨大的贡献。在对以下几位物理学家所做的科学贡献的叙述中，正确的是( )
A. 卡文迪许将行星与太阳、地球与月球、地球与地面物体之间的引力规律推广到宇宙中的一切物体，得出万有引力定律，并测出了引力常量的数值
B. 地心说的代表人物是哥白尼，认为地球是宇宙的中心，其他星球都在绕地球运动
C. 牛顿由于测出了引力常量而成为第一个计算出地球质量的人
D. 开普勒用了年时间研究第谷的行星观测记录，发现了行星运动的三大定律
2.地球和哈雷彗星绕太阳运行的轨迹如图所示，彗星从运行到、从运行到的过程中，与太阳连线扫过的面积分别为和，且，彗星在近日点与太阳中心的距离约为地球公转轨道半径的倍，则关于彗星下列说法错误的是( )
A. 在近日点的速度大于远日点的速度
B. 从运行到与从运行到的时间相等
C. 在近日点的速度大于地球绕太阳运行的速度
D. 在近日点加速度大小约为地球的加速度大小
3.北斗卫星导航系统是我国自行研制的全球卫星导航系统，由颗卫星组成。如图所示，人造地球卫星、均做匀速圆周运动，卫星为地球静止卫星，是静止在赤道上的物体。若某时刻、、与地心在同一平面内，且，下列说法正确的是( )
A. 卫星的周期大于卫星的周期
B. 卫星的角速度大于卫星的角速度
C. 卫星的线速度小于物体的线速度
D. 物体的向心加速度大于卫星的向心加速度
4.如图所示，物体以的初动能从斜面底端向上运动，当它通过斜面某一点时，其动能减少，机械能减少，如果物体能从斜面上返回底端，则物体到达底端时的动能为( )
A. B. C. D.
5.一质量为的舰艇在某次军事训练时，由静止开始沿直线航行，发动机的输出功率恒为，所受阻力大小恒定，经过时间，舰艇恰好达到最大速度，则该过程舰艇运动的位移大小为( )
A. B. C. D.
6.年月日时分，搭载神舟十八号载人飞船的长征二号遥十八运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射，约分钟后，神舟十八号载人飞船与火箭成功分离，进入预定轨道，航天员乘组状态良好，发射取得圆满成功。某时刻，质量为的飞船恰好在空间站正下方与地心距离为的轨道上以周期做匀速圆周运动，如图所示，已知空间站所处的轨道与地心距离为，周期为，地球质量为，引力常量为。卫星与地心间距离为时，取无穷远处为势能零点，引力势能可以表示为。则( )
A. 飞船再次到达空间站正下方需要的最短时间为
B. 飞船在该轨道运行时，动能为
C. 飞船在该轨道运行时，机械能为
D. 若飞船从该轨道合适的位置开始跃升，直至与空间站完成对接，则过程中飞船至少需要消耗的能量为
7.如图所示，一轻弹簧竖直放置，下端固定在水平地面上，自然伸长时弹簧上端处于点。时将小球从点正上方点由静止释放，时到达点，时弹簧被压缩到最低点。以为原点，向下为正方向建立坐标轴，以点为重力势能零点，弹簧形变始终处于弹性限度内。小球在运动过程中的动能、重力势能、机械能及弹簧的弹性势能变化图像可能正确的是( )
A. B.
C. D.
8.宇宙空间有一些星系距离其它星体的距离非常遥远，可以忽略其它星系对它们的作用．今有四颗星体组成一稳定星系，在万有引力作用下运行，其中三颗星体、、位于边长为的正三角形的三个顶点上，沿外接圆轨道做匀速圆周运动，第四颗星体位于三角形外接圆圆心，四颗星体的质量均为，万有引力常量为，则下列说法正确的是( )
A. 星体受到的向心力为
B. 星体受到的向心力为
C. 星体运行的周期为
D. 星体运行的周期为
二、多选题：本大题共2小题，共12分。
9.如图所示，一半径为，粗糙程度处处相同的半圆形轨道竖直固定放置，直径水平。一质量为的质点自点上方高度处由静止开始下落，恰好从点进入轨道。质点滑到轨道最低点时，对轨道的压力为，为重力加速度的大小。用表示质点从点运动到点的过程中克服摩擦力所做的功。则( )
A. B.
C. 质点到达后，继续上升一段距离 D. 质点恰好可以到达点
10.如图所示，长度为的轻杆上端连着一质量为的小球可视为质点，杆的下端用铰链固接于水平面上的点。置于同一水平面上的立方体恰与接触，立方体的质量为。今有微小扰动，使杆向右倾倒，各处摩擦均不计，而与刚脱离接触的瞬间，杆与地面夹角恰为，重力加速度为，则下列说法正确的是( )
A. 分离前的机械能一直增加
B. 分离时的加速度大于
C. 与刚脱离接触的瞬间，的速率为
D. A、质量之比为：
三、实验题：本大题共2小题，共18分。
11.某同学用如图甲所示的实验装置“验证机械能守恒定律”。实验所用的电源为学生电源，可以提供输出电压为的交变电流和直流电流，交变电流的频率为、重锤从高处由静止开始下落，打点计时器在纸带上打出一系列的点，对纸带上的点测量并分析，即可验证机械能守恒定律。
他进行了下面几个操作步骤：
A.按照图示的装置安装器材；
B.将打点计时器接到电源的“直流输出”上；
C.用天平测出重锤的质量；
D.先接通电源，后释放纸带，打出一条纸带；
E.测量纸带上某些点间的距离；
F.根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能是否等于其增加的动能。
其中没有必要进行的步骤是______，操作不当的步骤是______均填步骤前的选项字母。
这位同学进行正确测量后挑选出一条点迹清晰的纸带进行测量分析，如图乙所示，其中点为起始点，、、、、、为六个计时点。根据纸带上的测量数据，可得出打点时重锤的速度为______保留位有效数字。
他根据纸带上的数据算出各点的速度，量出下落距离，并以为纵轴，为横轴画出的图像应是如图的______填选项字母。
A. B. C.D.
12.某小组的同学通过探讨设计了一套方案来测量动摩擦因数，实验装置如图甲所示，将足够长的木板固定在水平面上，固定有遮光条的滑块从光电门的右侧以某初速度向左运动，经过一段时间滑块静止在光电门的左侧某位置，测出遮光条经过光电门时的遮光时间和滑块静止时遮光条到光电门的距离，改变滑块的初速度，重复以上操作，已知重力加速度大小为。
实验前测得遮光条的宽度为含遮光条的滑块质量为，则滑块经过光电门时的动能 ______用给定的物理量符号表示。
实验时获得多组数据后，得出的图像如图乙所示，该图像的纵坐标为，则横坐标为______填“”“”或“”。若直线的斜率为，则滑块与木板之间的动摩擦因数 ______用题中物理量的符号，和表示。
四、计算题：本大题共3小题，共38分。
13.在星球表面，宇航员做了一个实验：在距地面高度处以水平初速度抛出一个小球，落地后，测量出小球的水平位移大小为，忽略所有阻力。已知星球的半径为，万有引力常量为，不考虑星球自转。请求出：
星球表面的重力加速度大小；
星球的质量。
14.如图，一根不可伸长的轻绳穿过光滑斜面顶端的光滑轻质小定滑轮，一端连接了铁块，绳与斜面平行，斜面倾斜角为，另一端连接了一个小铁环，铁环穿在光滑竖直杆上，滑轮与杆的距离为，、的质量分别为，，初始时刻、均静止，连接的绳与竖直杆夹角，无初速释放、，接下来开始沿着斜面下滑，沿着杆上升，经过一小段时间，连接的绳与竖直杆夹角增大到，此时还未到达斜面底端，不计空气阻力，，，，求：
这段时间内，上升的高度；
这段时间内，沿着斜面下滑的位移大小；
此时的瞬时速度大小最终答案可以带根号，不必计算出小数。
15.如图所示，光滑曲面轨道，光滑竖直圆轨道、水平轨道、水平传送带各部分平滑连接，水平区域足够长，圆轨道最低点处的入，出口靠近但相互错开。现将一质量为的滑块从轨道上某一位置由静止释放，若已知圆轨道半径，水平面的长度，传送带长度，滑块始终不脱离圆轨道，且与水平轨道和传送带间的动摩擦因数均为，传送带以恒定速度逆时针转动不考虑传送带轮的半径对运动的影响，。
若，则滑块运动至点时对圆弧轨道的压力；
若时，计算滑块从释放到飞出传送带的过程中，因摩擦产生的热量是多少。
答案和解析
1.【答案】
【解析】解：、牛顿将行星与太阳、地球与月球、地球与地面物体之间的引力规律推广到宇宙中的一切物体，得出万有引力定律，卡文迪许测出了引力常量的数值，故A错误；
B、地心说的代表人物是托勒密，认为地球是宇宙的中心，其他星球都在绕地球运动，故B错误；
C、卡文迪许由于测出了引力常量而成为第一个计算出地球质量的人，故C错误；
D、开普勒用了年时间研究第谷的行星观测记录，发现了行星运动的三大定律，故D正确。
故选：。
2.【答案】
【解析】解：、根据开普勒第二定律，行星与太阳的连线在相等时间内扫过相等面积。近日点距离太阳近，要在相同时间内扫过相同面积，彗星必须具有更大的线速度，因此近日点速度大于远日点速度，故A正确；
B、彗星从运行到、从运行到的过程中，与太阳连线扫过的面积相等，由开普勒第二定律可知，从运行到与从运行到的时间相等，故B正确；
C、若在近日点做圆周，根据
可得
可知在该圆周上的速度大于地球绕太阳运行的速度；而从该圆周到椭圆轨道要加速做离心运动，可知彗星在近日点的速度大于地球绕太阳运行的速度，故C正确；
D、根据
可得
可知在近日点加速度大小大于地球的加速度大小，故D错误。
此题选择错误的，故选：。
3.【答案】
【解析】解：、卫星绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力得
解得，，
因卫星的轨道半径小于卫星的轨道半径，故卫星的周期小于卫星的周期，卫星的角速度大于卫星的角速度，卫星的向心加速度大于卫星的向心加速度，故A错误，B正确；
、地球静止卫星的角速度与地球自转角速度相等，卫星为地球静止卫星，是静止在赤道上的物体，可知、的角速度相等，根据，可知，卫星的线速度大于物体的线速度，卫星的向心加速度大于物体的向心加速度，结合卫星的向心加速度大于卫星的向心加速度，可知卫星的向心加速度大于物体的向心加速度，故CD错误。
故选：。
4.【答案】
【解析】解：运用动能定理分析得出：
物体损失的动能等于物体克服合外力做的功包括克服重力做功和克服摩擦阻力做功，
损失的动能为：
损失的机械能等于克服摩擦阻力做功，
由得：常数，与无关，由题意知此常数为。
则物体上升到最高点时，动能为，即动能减少了，那么损失的机械能为，
那么物体返回到底端，物体又要损失的机械能为，故物体从开始到返回原处总共机械能损失，
因而它返回底端时的动能为。
故选：。
5.【答案】
【解析】解：当速度达到最大值时，牵引力等于阻力，故
由动能定理
解得：
故ACD正确，B错误。
故选：。
6.【答案】
【解析】解：、设飞船再次到达空间站正下方所需要的时间为，则有，解得，故A错误；
B、飞船绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力得
飞船在该轨道运行时，动能为
联立解得，故B错误；
C、飞船在该轨道运行时，机械能为，故C正确；
D、若飞船从该轨道合适的位置开始跃升，直至与空间站完成对接，则过程中飞船至少需要消耗的能量等于飞船机械能的增加量，即
，故D错误。
故选：。
7.【答案】
【解析】解：根据小球的受力特点可将运动分为三个阶段，分别为第一阶段：自由落体；第二阶段：到平衡位置，重力大于向上的弹力；第三阶段：平衡位置向下到处，向上的弹力大于向下的重力。平衡位置处，重力大小等于弹力。
根据重力势能表达式可知时，弹性势能为，机械能等于重力势能的最大值。时，此时的弹簧的弹性势能为：
设系统总能量为，根据能量守恒定律可知
可知
是开口向下的抛物线。故A错误，B正确；
设小球下落到点时的时间为，则第一阶段，根据动能的计算公式和运动学公式可得：
故第一阶段的图像是一条抛物线。第二阶段中重力大于向上的弹力，且随着压缩弹簧，弹力大小逐渐增大，则根据牛顿第二定律可得：
可知小球做加速度逐渐减小的加速运动，平衡位置处速度最大，动能也最大。第三阶段根据牛顿第二定律可得：
可知小球做加速度逐渐增加的减速运动，直至到达处动能为。由上述速度的分析可知，在的范围内，先加速后减速，图像的斜率先增大后减小，则的图像的斜率也是先增大后减小。但由于动能最大时，重力势能和弹性势能都不是。即弹性势能的最大值大于动能的最大值。故CD错误。
故选：。
8.【答案】
【解析】解：、每颗星做匀速圆周运动，靠另外三颗星万有引力的合力提供向心力，故：

故A正确，B错误；
、万有引力提供向心力，故：

联立解得：
故C错误，D错误；
故选：
9.【答案】
【解析】解：、对质点受力分析，根据牛顿第二定律，
在点时
解得
则从开始下落到点过程，
根据动能定理可得
解得
故A正确，B错误；
、由于摩擦力做负功，故质点在半圆轨道上相同高度时在上的速度小于在上的速度，
所以质点对轨道的压力也较小，那么摩擦力也较小，
所以质点从到克服摩擦力做的功，
从开始下落到点过程中有动能定理
可知质点到达后，继续上升一段距离，故C正确，D错误。
故选：。
10.【答案】
【解析】解：分离前对的弹力一直在对做正功，故B的机械能一直增加，故A正确；
B.分离时刻，杆对无弹力作用，只受重力作用，故分离时的加速度等于，故B错误；
C.分离时刻，小球水平速度与长方体速度相同，根据运动的分解可得
得与刚脱离接触的瞬间，、速率之比为
对，分离时刻，根据牛顿第二定律有
可得与刚脱离接触的瞬间，的速率为
故C正确；
D.在杆从竖直位置开始倒下到小球与立方体恰好分离的过程中，小球和立方体组成的系统机械能守恒，根据机械能守恒定律则有
联立解得
故D正确。
故选：。
11.【答案】
【解析】应将打点计时器接到电源的“交流输出”上，选项B操作不当；
根据
整理得
因实验只需比较和的大小关系，不需要测量重锤质量，选项C没必要。
打点时重锤的速度为段的平均速度，即
根据
可知图像是一条过原点的倾斜直线。
故ABD错误，C正确。
故选：。
故答案为：；；；。
12.【答案】
【解析】滑块经过光电门时的速度大小
则滑块经过光电门的动能
根据动能定理有
联立以上，整理可得
图像的纵坐标为，则横坐标为。
若直线的斜率为，则有
可得滑块与木板之间的动摩擦因数
故答案为：；；。
13.【答案】星球表面的重力加速度大小为；
星球的质量为
【解析】根据平抛运动可知，
解得
根据在地球表面，万有引力约等于重力：
可得星球的质量
答：星球表面的重力加速度大小为；
星球的质量为。
14.【答案】解：根据题意，可作如图辅助线，并标出对应点、、三点
在直角三角形中，
同理：
所以铁环上升的高度为
根据如图几何关系，
同理：
所以滑动的位移
根据整个过程中、系统机械能守恒
对点的铁环的速度进行分解，如图所示，则有
联立解得：
答：这段时间内，上升的高度为；
这段时间内，沿着斜面下滑的位移大小为；
此时的瞬时速度大小。
15.【答案】若，则滑块运动至点时对圆弧轨道的压力为，方向竖直向下；
若时，计算滑块从释放到飞出传送带的过程中，因摩擦产生的热量是
【解析】若，则滑块运动至点时，由机械能守恒可得
由牛顿第二定律可得
解得轨道对滑块的弹力
由牛顿第三定律可知，滑块运动至点时对圆弧轨道的压力为，方向竖直向下。
从释放到传送带左端过程，对滑块，由动能定理有
解得
从释放到传送带右端过程，对滑块，由动能定理有
解得
因为
联立解得
则滑块位移
解得：
传送带位移
因为
故因摩擦产生的热量
联立以上解得
答：若，则滑块运动至点时对圆弧轨道的压力为，方向竖直向下；
若时，计算滑块从释放到飞出传送带的过程中，因摩擦产生的热量是。
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