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山东省济南西城实验中学（医学中心校区）2024-2025学年高一下学期6月月考物理试题
一、单选题
1．杭州宇树科技携旗下机器人H1惊艳亮相2025年央视春晚。十几个人形机器人动作精准流畅，机械臂灵活挥舞着手帕，舞步充满科技感。其中有一个经典的动作是竖直上抛手绢，机械臂顶着手绢竖直向上运动一段距离后，手绢以4m/s的速度离开机械臂，然后在牵引绳的作用下，匀减速上升0.4m后落回。已知手绢的质量是0.2kg，重力加速度g取，不计空气阻力，在手绢匀减速上升的过程中（　　）
A．牵引绳拉力大小为4N
B．牵引绳拉力大小为0N
C．克服牵引绳拉力的平均功率为8W
D．克服牵引绳拉力的平均功率为4W
2．下列几种运动中，机械能一定守恒的是（　　）
A．做匀速直线运动的物体
B．做匀变速直线运动的物体
C．做平抛运动的物体
D．处于平衡状态的物体
3．将一个物体以5m/s的初速度水平抛出，经过3s物体落至水平地面，不计空气阻力，重力加速度g取10 m/s2。在此3s内（　　）
A．物体下落的高度为30m B．物体下落的高度为40m
C．物体的水平位移为15m D．物体的水平位移为20m
4．如图，飞机沿水平方向匀速飞行，每隔相同时间释放一包裹，忽略空气阻力，一段时间后炸弹在空中的位置关系应为（　　）
A．B．C．D．
5．下列说法正确的是（　　）
A．两个加速直线运动的合运动一定是加速直线运动
B．卡文迪许在利用扭秤实验装置测量引力常量G时，应用了控制变量法
C．牛顿“月地检验”，他比较的是月球表面上物体的重力加速度和地球表面上物体的重力加速度
D．物体在恒定合外力作用下不可能做匀速圆周运动
6．如图所示，水平转台上的小物体A、B通过轻弹簧连接，并随转台一起匀速转动，A、B的质量分别为m、2m，离转台中心的距离分别为1.5r、r，已知弹簧的原长为1.5r，劲度系数为k，A、B与转台间的动摩擦因数都为，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，且有。则以下说法中正确的是（ ）
A．当B受到的摩擦力为0时，转台转动的角速度为
B．当A受到的摩擦力为0时，转台转动的角速度为
C．当转台转速逐渐增大，A先发生滑动，即将滑动时转台转动的角速度为
D．当转台转速逐渐增大时，A、B同时开始滑动，此时转台转动的角速度为
7．近似计算地月系统时可以认为月球绕着地球做匀速圆周运动，如图甲所示，月球绕地球运动的周期为。为了更精准测量地月系统，认为地月系统是一个双星系统，如图乙所示，在相互之间的万有引力作用下，绕连线上的O点做匀速圆周运动，月球绕O点运动的周期为。若地球、月球质量分别为m地、m月，两球心相距为r，地球半径为R，引力常量为G，下列说法正确的是（　　）
A．图甲中，地球的密度可表示为
B．图甲中月球绕地球运动的周期等于图乙中月球绕O点运动的周期
C．图乙中地月双星轨道中O点到地心距离为
D．图乙中地月双星转动的角速度与地月质量之和成正比
8．已知均匀球壳对内部任意一点的引力为零，若地球可视为质量分布均匀的球体，半径为，地球表面的重力加速度大小为，若从地球表面沿半径方向挖一深度为的洞，忽略地球自转和空气阻力的影响，下列说法正确的是（　　）
A．洞底的重力加速度大小为
B．洞底的重力加速度大小为
C．若从地表由静止掉落一物体，到达洞底时的速度大小为
D．若从地表由静止掉落一物体，到达洞底时的速度大小为
9．如图所示，在竖直平面内有一个半径为的光滑圆轨道，在轨道的圆心处固定一带电量为的点电荷，一质量为、带电量为的小球（可视为质点）在轨道的外侧沿着轨道运动。已知静电力常量为，重力加速度为。为使小球能做完整的圆周运动，至少为（　　）
A． B． C． D．
10．均匀带电半球壳在球心O处的电场强度大小为，现截去左边一小部分，截取面与底面的夹角为，剩余部分在球心O处的电场强度大小为（　　）
A． B．
C． D．
二、多选题
11．如图所示，在斜面的点以速度v平抛一小球，经时间落到斜面上的点。若在点将此小球以速度水平抛出，经落到斜面上的点，则以下判断正确的是（　　）
A． B．
C． D．
12．如图所示，正方形的三个顶点、、分别固定三个点电荷、、，若点合场强为0，则下列说法正确的是（　　）
A．三电荷的电性相同
B．与电性相同，与相反
C．
D．
13．河水速度与河岸平行，大小v保持不变，小船相对静水的速度为。一小船从A点出发，船头与河岸的夹角始终保持不变，如图所示，B为A的正对岸，河宽为d，则（　　）
A．小船有可能到达B点
B．小船渡河时间一定等于
C．小船一定做匀速直线运动
D．小船到达对岸的速度一定大于
14．如图甲所示，一水平放置的内表面光滑对称“V”型二面体。AB-CD-EF，可绕其竖直中心轴在水平面内匀速转动，其二面角为，截面图如图乙所示。面ABCD和面CDEF的长和宽均为，CD距水平地面的高度为，置于AB中点P的小物体（视为质点）恰好在ABCD面上没有相对滑动，取重力加速度。（　　）
A．“V”型二面体匀速转动的角速度
B．“V”型二面体匀速转动的角速度
C．若“V”型二面体突然停止转动，小物体从A点离开二面体
D．若“V”型二面体突然停止转动，小物体从AD边离开二面体
15．由于地球自转，地球不同纬度重力加速度略有不同。已知地球北极表面的重力加速度大小为g，地球赤道表面的重力加速度大小为，地球半径为R，万有引力常量为G。若将地球视为理想的质量分布均匀的球体，下列说法正确的是（ ）
A． B．地球的质量为
C．地球的密度为 D．地球的自转周期为
16．如图中的、、、、所示，人们称为拉格朗日点。若飞行器位于这些点上，会在太阳与地球共同引力作用下，可以几乎不消耗燃料而保持与地球同步绕太阳做圆周运动。若发射一颗卫星定位于拉格朗日点，下列说法正确的是（　　）
A．该卫星绕太阳运动的周期和地球自转周期相等
B．该卫星在点处于非平衡状态
C．该卫星绕太阳运动的向心加速度大于地球绕太阳运动的向心加速度
D．该卫星在处所受太阳和地球引力的合力比在处小
三、实验题
17．阿特伍德机是著名的力学实验装置。如图所示，绕过定滑轮的细线上悬挂质量相等的钩码A和钩码B，在钩码B下面再挂钩码C时，由于速度变化不太快，测量运动学物理量更加方便。
(1)某次实验结束后，打出的纸带如图所示，可知纸带的 端（填“左”或“右”）和钩码A相连；已知打点计时器所用交流电源的频率为50Hz，则钩码A运动拖动纸带打出F点时的瞬时速度大小为 ；纸带的加速度大小为 （结果保留两位有效数字）
(2)某小组想通过这套装置验证连接体系统机械能守恒定律。已知钩码A和钩码B的质量均为M，钩码C质量为m。接通打点计时器电源开关后，由静止释放该系统，钩码BC下降，钩码A上升从而拖动纸带打出一系列点迹，当钩码A由静止上升高度h时，对应计时点的速度为v，若当地的重力加速度为g，则验证钩码A、B、C系统机械能守恒定律的表达式为： ；引起系统误差的原因有： 。（写出一条即可）
18．探究向心力大小F与小球质量m、角速度ω和半径r之间关系的实验装置如图所示，转动手柄，可使变速塔轮、长槽和短槽随之匀速转动，皮带分别套在塔轮的圆盘上，可使两个槽内的小球分别以不同角速度做匀速圆周运动，小球做圆周运动的向心力由横臂的挡板提供，同时小球对挡板的弹力使弹簧测力筒下降，从而露出测力筒内的标尺，左、右标尺上露出的红白相间的等分格数之比即为两个小球所受向心力的比值，已知小球在挡板A、B、C处做圆周运动的轨迹半径之比为1:2:1。
(1)在这个实验中，利用了__________来探究向心力的大小与小球质量m、角速度ω和半径r之间的关系。
A．理想实验法 B．等效替代法 C．控制变量法
(2)探究向心力的大小与圆周运动半径的关系时，应选择两个质量 （填“相同”或“不同”）的小球，分别放在挡板C与 （填“挡板A”或“挡板B”）处，同时选择半径 （填“相同”或“不同”）的两个塔轮。
(3)当用两个质量相等的小球做实验，将长槽中小球的转动半径调整为短槽中小球的2倍，转动时发现左、右标尺上露出的红白相间的等分格数之比为1:2，则左、右两边塔轮的半径之比为 。
四、解答题
19．2024年6月，嫦娥六号探测器在人类历史上首次实现月球背面采样。采样的月壤质量为，测得其在月球表面的重力为。已知月球半径为，引力常量为。求：
(1)月球表面的重力加速度；
(2)月球的质量。
20．如图所示，电荷量分别为、的两带电小球A、B，用两根不可伸长的绝缘细线悬挂于O点，静止时A、B两球处于同一水平线上，已知O点到A球的距离、，，静电力常量为，带电小球均可视为点电荷，求：
（1）A，B两球间的库仑力大小；
（2）A，B两球的质量之比；
（3）A，B连线中点处的电场强度大小。

21．如图为某游戏装置原理示意图。水平桌面上固定一半圆形竖直挡板，其半径为2R、内表面光滑，挡板的两端A、B在桌面边缘，B与半径为R的固定光滑圆弧轨道在同一竖直平面内，过C点的轨道半径与竖直方向的夹角为60°。小物块以某一水平初速度由A点切入挡板内侧，从B点飞出桌面后，在C点沿圆弧切线方向进入轨道内侧，并恰好能到达轨道的最高点D。小物块与桌面之间的动摩擦因数为，重力加速度大小为g，忽略空气阻力，小物块可视为质点。求：
（1）小物块到达D点的速度大小；
（2）B和D两点的高度差；
（3）小物块在A点的初速度大小。
22．一种离心测速器的简化工作原理如图所示。细杆的一端固定在竖直转轴上的O点，并可随轴一起转动。杆上套有一轻质弹簧，弹簧一端固定于O点，另一端与套在杆上的圆环相连。当测速器稳定工作时，圆环将相对细杆静止，通过圆环的位置可以确定细杆匀速转动的角速度。已知细杆长度，杆与竖直转轴的夹角a始终为，弹簧原长，弹簧劲度系数，圆环质量；弹簧始终在弹性限度内，重力加速度大小取，摩擦力可忽略不计
（1）若细杆和圆环处于静止状态，求圆环到O点的距离；
（2）求弹簧处于原长时，细杆匀速转动的角速度大小；
（3）求圆环处于细杆末端P时，细杆匀速转动的角速度大小。
试卷第1页，共3页
参考答案
1．D【详解】AB．上升过程，由动能定理，有
解得牵引绳拉力大小为，故AB均错误；
CD．上升为匀减速过程，克服牵引绳拉力的平均功率为，故C错误，D正确。故选D。
2．C【详解】A．做匀速直线运动的物体，动能不变，重力势能可能变化，机械能不一定守恒，故A错误；
B．若是在水平面上的匀加速直线运动，动能增大，重力势能不变，则机械能不守恒，故B错误；
C．做平抛运动的物体，只受重力做功，机械能必定守恒，故C正确；
D．处于平衡状态的物体，如物体匀速上升时，机械能不守恒，故D错误；故选C。
3．C【详解】AB．竖直方向有m故AB错误；
CD．水平方向有m故C正确，D错误；故选C。
4．C【详解】飞机沿水平方向做匀速直线运动，包裹做平抛运动，包裹水平方向做匀速直线运动，竖直方向做自由落体运动，可知，飞机与包裹在竖直方向始终位于同一条直线上，且在竖直方向上从上往下相邻包裹之间的间距逐渐增大，图中只有第三个符合要求。故选C。
5．D【详解】A．两个加速直线运动的合运动不一定是直线运动，可能是曲线运动，A错误；
B．卡文迪许在利用扭秤实验装置测量引力常量G时，应用了放大法，B错误；
C．牛顿进行了“月地检验"”，他比较的是月球绕地球公转的向心加速度和地球表面上物体的重力加速度，故C错误。
D．物体在恒定合外力作用下不可能做匀速圆周运动，因为匀速圆周运动合外力提供向心力，向心力时刻在变，所以恒力作用下物体不可能做匀速圆周运动，故D正确；故选D。
6．D【详解】A．弹簧的弹力为
则当B受到的摩擦力为0时，
解得转台转动的角速度为选项A错误；
B．当A受到的摩擦力为0时，
转台转动的角速度为选项B错误；
CD．当A达到最大静摩擦力时则解得
当B达到最大静摩擦力时则可得
可知当转台转速逐渐增大时，A、B同时开始滑动，此时转台转动的角速度为，选项C错误，D正确。
故选D。
7．C【详解】A．图甲中，根据万有引力提供向心力
设地球的半径为R，地球的体积为图甲中，地球密度为故A错误；
BCD．根据万有引力提供向心力解得图甲中月球绕地球运动的周期为
地月系统是一个双星系统，设地月双星轨道中O点到地心距离为，地月双星轨道中O点到月球圆心距离为，则可得且
解得、、则
可知图甲月球绕地球运动的周期大于图（b）中月球绕O点运动的周期，故BD错误，C正确。故选C。
8．D【详解】AB．在地球表面，根据万有引力等于重力有其中可得
可以将地球视为一个球心相同而半径为的内部球体和厚度为的外部球壳，由题意可知洞底恰好位于内部球体表面，且外部球壳对洞底的物体的引力为零，而内部球体表面重力加速度满足
其中解得故AB错误；
CD．根据动能定理可知从地表到洞底，万有引力做功等于动能变化，则有
由于内部球体表面重力加速度与内部球体的半径成正比，利用平均值求做功，有
可得物体到达洞底时的速度大小为故C错误，D正确。故选D。
9．C【详解】由于小球（可视为质点）在轨道的外侧沿着轨道运动，为使小球能做完整的圆周运动，则小球能够顺利通过轨道的最低点，当取最小值时，小球在最低点所受轨道弹力恰好为0，小球在轨道最高点速度也恰好为0，在轨道最低点有
从最高点到最低点过程，根据动能定理有解得故选C。
10．B【详解】根据对称性，表面积较小的这部分球面上的电荷产生的电场在O处的电场强度E一定沿着角的角平分线向右下方，同理，表面积较大的部分球面上的电荷产生的电场在O处的电场强度一定沿着角的角平分线向左下方，两部分球面产生的电场在O点处的电场强度一定相互垂直，而均匀带电的半球壳的场强大小为，同理可以分析其场强方向，画出矢量图，如图所示
则剩余部分的电场强度大小为故选B。
11．AD【详解】AB．根据，，解得
可知选项A正确，B错误；
CD．因可知选项C错误，D正确。故选AD。
12．BC【详解】A．根据场强叠加可知，若三电荷的电性相同，则d点的场强不可能为零，选项A错误；
BCD．若与电性相同，与相反，则与在d点的合场强与在d点的场强等大反向，则此时d点的场强为零，此时与在d点的场强大小相等，相互垂直，则由场强叠加可知
可得即选项BC正确，D错误。故选BC。
13．AC【详解】A．如果，小船可能到达B点，故A正确；
B．由题分析，可知小船沿AB方向的速度小于，所以小船渡河时间一定大于，故B错误；
C．匀速直线运动和匀速直线运动的合成，还是匀速直线运动，故C正确；
D．小船到达对岸的速度是船速和水速的合速度，因不知道船速与水速大小的关系，所以合速度有可能大于也有可能等于或小于，故D错误。故选AC。
14．BD【详解】AB．小物体恰好在ABCD面上没有相对滑动，根据受力分析可得，联立解得故A错误，B正确；
CD．若“V”型二面体突然停止转动，物体做类平抛运动，设小物体在二面体上运动的时间为，运动的初速度大小为，加速度大小为，沿PA方向运动的距离为，沿AD方向向下运动的距离为，则有，，
又解得
所以从AD边离开，故C错误，D正确。故选BD。
15．BD【详解】ABD．在赤道上有
当在地球北极时有可知解得、
故BD正确，A错误；
C．根据密度的公式有，故C错误；故选BD。
16．BD【详解】A．该卫星绕太阳运动的周期和地球公转周期相等，故A错误；
B．该卫星在点做匀速圆周运动，所受合外力提供向心力，处于非平衡状态，故B正确；
C．根据由于角速度相等，该卫星的轨道半径小于地球的轨道半径，则该卫星绕太阳运动的向心加速度小于地球绕太阳运动的向心加速度，故C错误；
D．卫星所受太阳和地球引力的合力提供向心力，根据
由于角速度相等，该卫星在处的轨道半径小于在处的轨道半径，可知该卫星在处所受太阳和地球引力的合力比在处小，故D正确。故选BD。
17．(1) 左 0.83 7.5
(2) 纸带与打点计时器之间有摩擦；空气阻力，装置的摩擦等
【详解】（1）[1]由于从左到右点间距逐渐增加，可知可知纸带的左端和钩码A相连；
[2]钩码A运动拖动纸带打出F点时的瞬时速度大小为
[3]连续相等时间的四段位移，由逐差法可得
（2）[1]对ABC的系统，减少的重力势能转化为增加的动能，则验证机械能守恒定律的表达式是
[2]引起系统误差的原因有纸带与打点计时器之间有摩擦；空气阻力，装置的摩擦等。
18．(1)C(2) 相同 挡板B 相同(3)2:1
【详解】（1）本实验中要分别探究向心力大小与质量m、角速度ω、半径r之间的关系，所以需要用到控制变量法。
故选C。
（2）[1][2][3]探究向心力的大小与圆周运动半径的关系时，应选择两个质量相同的小球（控制质量不变），分别放在挡板C与挡板B处（控制半径不同），选择半径相同的两个塔轮（控制角速度不变）。
（3）当用两个质量相等的小球做实验，将长槽中小球的转动半径调整为短槽中小球的2倍，即
转动时发现左、右标尺上露出的红白相间的等分格数之比为，即
由向心力解得
由于左、右两塔轮用皮带传动，两塔轮边缘的线速度大小相等，由可知，左、右两边塔轮的半径之比为
19．(1)(2)
【详解】（1）月壤质量为，测得其在月球表面的重力为，则有解得
（2）在月球表面有结合上述解得
20．（1）；（2）；（3）
【详解】（1）由几何关系可知，A、B间距离为
由库仑定律可知，A，B两球间的库仑力大小为
（2）对A球，由平衡条件可得
对B球，由平衡条件得联立解得
（3）根据点电荷场强表达式，可知A，B连线中点处的电场强度大小为
21．（1）；（2）0；（3）
【详解】（1）由题知，小物块恰好能到达轨道的最高点D，则在D点有解得
（2）由题知，小物块从C点沿圆弧切线方向进入轨道内侧，则在C点有
小物块从C到D的过程中，根据动能定理有
则小物块从B到D的过程中，根据动能定理有联立解得，HBD = 0
（3）小物块从A到B的过程中，根据动能定理有；S = π 2R解得
22．（1）0.05m；（2）；（3）
【详解】（1）当细杆和圆环处于平衡状态，对圆环受力分析得
根据胡克定律得
弹簧弹力沿杆向上，故弹簧处于压缩状态，弹簧此时的长度即为圆环到O点的距离
（2）若弹簧处于原长，则圆环仅受重力和支持力，其合力使得圆环沿水平方向做匀速圆周运动。根据牛顿第二定律得
由几何关系得圆环此时转动的半径为
联立解得
（3）圆环处于细杆末端P时，圆环受力分析重力，弹簧伸长，弹力沿杆向下。根据胡克定律得
对圆环受力分析并正交分解，竖直方向受力平衡，水平方向合力提供向心力，则有，由几何关系得联立解得
答案第1页，共2页

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