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湖北省问津联盟2024-2025学年高一下学期5月月考物理试题（B卷）
一、单选题
1．《中国的航天》白皮书发布，未来几年，我国将持续开展月球物理、月球与行星科学等领域的前瞻探索和基础研究，催生更多原创性科学成果。关于开普勒行星运动定律，下列说法中正确的是（　　）
A．开普勒通过自己长期观测，记录了大量数据，通过对数据研究总结得出了行星运动定律
B．根据开普勒第一定律，行星围绕太阳运动的轨迹是椭圆，太阳处于椭圆的中心
C．根据开普勒第二定律，行星距离太阳越近，其运动速度越大；距离太阳越远，其运动速度越小
D．根据开普勒第三定律，所有行星的轨道半长轴的二次方跟公转周期的三次方的比值都相等
2．如图所示，自行车的大齿轮、小齿轮、后轮的半径不一样，小齿轮和后轮同轴传动，小齿轮与大齿轮通过链条传动。架起后轮，使大齿轮匀速转动时，关于图中、、三点的运动情况，下列说法中正确的是（　　）
A．、、三点的线速度 B．、、三点的周期
C．、、三点的向心加速度 D．、、三点的角速度
3．质量为的汽车在水平路面上匀速行驶，速度为，受到的阻力大小为。此时，汽车发动机输出的实际功率是（　　）
A．40kW B．30kW C．60kW D．70kW
4．如图（a）所示，一物块以一定初速度沿倾角为的固定斜面上滑，运动过程中摩擦力大小恒定，物块动能与运动路程的关系如图（b）所示。重力加速度大小取，物块质量和所受摩擦力大小分别为（　　）
A．， B．，
C．， D．，
5．如图所示，两条船A、B的质量均为，静止于湖面上。质量为的人一开始静止在A船中，人以对地的水平速度从A船跳到B船，再从B船跳到A船……经多次跳跃后，人停在B船上，不计水的阻力，则A船和B船（包括人）的动能之比为（　　）
A． B．
C． D．与跳跃次数有关
6．如图所示，a为放在赤道上相对地球静止的物体，随地球自转做匀速圆周运动，b为做匀速圆周运动的人造卫星（轨道半径小于c的半径），c为地球的静止轨道卫星。下列关于a、b、c的说法中正确的是（　　）
A．地球同步卫星都与c在同一个轨道上，并且它们受到的万有引力大小相等
B．a、b、c做匀速圆周运动的速度大小关系为
C．a与地球的万有引力全部提供a随地球自转的向心力
D．a、b、c做匀速圆周运动的周期大小关系为
7．如图，一质量为m、长度为L的均匀柔软细绳PQ竖直悬挂。用外力将绳的下端Q缓慢地竖直向上拉起至M点，M点与绳的上端P相距。重力加速度为g。此过程中外力做的功为（ ）
A． B． C． D．
二、多选题
8．质量为的物块在水平力的作用下由静止开始沿光滑水平地面做直线运动，与时间的关系如图所示。重力加速度大小取。则（　　）
A．6s时物块的动能为零 B．6s时物块回到初始位置
C．0 6s时间内F对物块所做的功为288J D．3s时物块的动量为
9．如图，矩形金属框竖直放置，其中、足够长，且杆光滑，一根轻弹簧一端固定在点，另一端连接一个质量为的小球，小球穿过杆，金属框绕轴分别以角速度和匀速转动时，小球均相对杆静止，若，则与以匀速转动时相比，以匀速转动时（　　）
A．小球的高度一定不变 B．弹簧弹力的大小可能变大
C．小球对杆压力的大小一定变大 D．小球所受合外力的大小一定变大
10．如图，滑块a、b的质量均为，a套在固定竖直杆上，与光滑水平地面相距，b放在地面上。a、b通过铰链用刚性轻杆连接，由静止开始运动。不计摩擦，a、b可视为质点，重力加速度大小为。则（　　）
A．a落地前，轻杆对b一直做正功
B．a落地时速度大小为
C．a下落过程中，其加速度大小最大值等于
D．a落地前，当a的机械能最小时，a的加速度为
三、实验题
11．某学习小组使用如图所示的实验装置探究向心力大小与半径、角速度、质量之间的关系，若两球分别放在长槽和短槽的挡板内侧，转动手柄，长槽和短槽随变速轮塔匀速转动，两球所受向心力的比值可通过标尺上的等分格显示，当皮带放在皮带盘的第一挡、第二挡和第三挡时，左、右变速轮塔的角速度之比分别为，和。
(1)第二挡对应左、右皮带盘的半径之比为 。
(2)探究向心力大小与质量之间的关系时，把皮带放在皮带盘的第一挡后，应将质量 （选填“相同”或“不同”）的铝球和钢球分别放在长、短槽上半径 （选填“相同”或“不同”）处挡板内侧；
(3)探究向心力大小与角速度之间的关系时，该小组将两个相同的钢球分别放在长、短槽上半径相同处挡板内侧，改变皮带挡位，记录一系列标尺示数。其中一组数据为左边1.1格、右边9.9格，则记录该组数据时，皮带位于皮带盘的第 挡（选填“一”“二”或“三”）。
12．如图放置实验器材，连接小车与托盘的绳子与桌面平行，遮光片与小车位于气垫导轨上，气垫导轨没有画出（视为无摩擦力），重力加速度为。接通电源，释放托盘与砝码，并测得：
a、遮光片长度
b、遮光片到光电门长度
c、遮光片通过光电门时间
d、托盘与砝码质量，小车与遮光片质量
(1)小车通过光电门时的速度为 ；
(2)从释放到小车经过光电门，这一过程中，系统重力势能减少量为 ，动能增加量为 ；
(3)改变，做多组实验，作出以为横坐标，以为纵坐标的图像。若机械能守恒成立，则图像斜率为 。
四、解答题
13．如图所示，质量的木板静止在光滑水平面上，质量的物块（可视为质点）放在木板的左端，物块与木板间的动摩擦因数。质量的子弹以速度沿水平方向射入物块并留在其中（子弹与物块作用时间极短），木板足够长，取。求：
(1)物块的最大速度；木板的最大速度；
(2)物块在木板上滑动的时间。
14．如图所示，一宇宙飞船绕地球中心做匀速圆周运动，已知地球半径为，轨道半径是，将飞船转移到另一个半径为的圆轨道上去，若规定距地心无限远处为引力势能零势能点，飞船和地球组成的系统之间的引力势能表达式为（其中为飞船到地心的距离）。已知地球质量为，飞船质量为，引力常量为。
(1)求飞船在轨道上的环绕速度。
(2)求飞船在轨道上的机械能。
(3)请根据理论计算这次轨道转移点火需要的能量。
15．如图是由弧形轨道、圆轨道（轨道底端略错开，图中未画出）、水平直轨道平滑连接而成的力学探究装置。水平轨道右端装有理想轻弹簧（右端固定），圆轨道与水平直轨道相交于点，且点位置可在间移动，现将点置于中点，质量的滑块（可视为质点）从弧形轨道高处静止释放。已知圆轨道半径，水平轨道长，滑块与间的动摩擦因数，弧形轨道和圆轨道均视为光滑，不计其他阻力与能量损耗，重力加速度取。求：
(1)滑块第一次滑至圆轨道最高点时对轨道的压力大小；
(2)轻弹簧获得的最大弹性势能；
(3)撤掉弹簧和挡板，若右端的水平轨道足够长。滑块从弧形轨道高处静止释放，改变点位置，使滑块在整个滑动过程中不脱离轨道，求长度满足的条件。
题号 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
【详解】（1）皮带传动线速度大小相等，第二挡变速轮塔的角速度之比为，根据可知，第二挡对应左、右皮带盘的半径之比为。
（2）[1][2]探究向心力大小与质量之间的关系时，需要保证两个物体做圆周运动的角速度相等、半径相等，质量不同，所以应将质量不同的铝球和钢球分别放在长、短槽上半径相同处挡板内侧。
（3）根据其中一组数据为左边1.1格、右边9.9格，则角速度平方之比为
皮带位于皮带盘的第三档。
12．(1)
(2)
(3)
【详解】（1）小车通过光电门时的速度为
（2）[1]从释放到小车经过光电门，这一过程中，系统重力势能减少量为
[2]从释放到小车经过光电门，这一过程中，系统动能增加量为
（3）若机械能守恒成立，有
整理有
改变，做多组实验，作出以为横坐标，以为纵坐标的图像。则图像斜率为。
13．(1) ，
(2)
【详解】（1）子弹射入物块后一起向右滑行的初速度即为物块的最大速度，取向右为正方向，根据子弹和物块组成的系统动量守恒得
解得
当子弹、物块和木板三者速度相同时，木板的速度最大，根据三者组成的系统动量守恒得
解得
（2）对木板，根据动量定理得
解得
14．(1)
(2)
(3)
【详解】（1）飞船在轨道上运动时，由万有引力提供向心力，可得
解得
（2）设飞船在轨道轨道上稳定运行时的机械能为，则有
动能
势能
可得
（3）飞船在轨道的动能
又因为，
则
势能
可得
可得这次轨道转移点火需要的能量
15．(1)100N
(2)8J
(3)或
【详解】（1）从出发到第一次滑至圆轨道最高点过程，由动能定理可得
在圆轨道最高点，由牛顿第二定律可得
联立解得
由牛顿第三定律可知，滑块对轨道的压力大小为。
（2）弹簧第一次被压缩到最短时，弹性势能有最大值；从出发到弹簧第一次被压缩到最短过程，由动能定理可得
又有
联立解得
（3）滑块不脱离轨道有两种可能，一种能做完整的圆周运动，另一种不能过与圆心等高的点
①若滑块恰好到达圆轨道的最高点，则有
从开始到圆轨道最高点，由动能定理可得
解得，
要使滑块不脱离轨道，之间的距离应该满足
②若滑块刚好达到圆轨道的圆心等高处，此时的速度为零；由动能定理可得
解得，
要使滑块不脱离轨道，之间的距离应该满足
结合①②两种情况，符合条件的长度为或

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