一、單選題(本題共8個小題，每小題3分，共計24分)1．如圖所示，長為l的細繩一端固定于O點，另一端系一個小球（可視為質點在距O點正下方l的A處釘一個釘子，小球從一定高度擺下，則在細繩與釘子相碰瞬間前后，下列說法正確的是()A．細繩與釘子相碰前后繩中張力大小不變B．細繩與釘子碰后瞬間繩中張力增大為碰前瞬間的2倍C．細繩與釘子相碰前后小球的向心加速度大小不變D．細繩與釘子碰后瞬間小球的向心加速度增大為碰前瞬間的2倍2．質量為m的物體隨水平傳送帶一起勻速運動，A為傳送帶的終端皮帶輪.如圖所示，皮帶輪半徑為r，要使物體通過終端時能水平拋出，皮帶輪的轉速至少為()3．如圖所示，一輛質量為m的汽車先過一段凹形橋，再過一段拱形橋，M、N分別為橋的最低點和最高點，且汽車通過M、N兩點時的速度均不為0。汽車在通過兩種橋面的過程中均未脫離橋面，下列說法正確的是()A．汽車通過M點時處于失重狀態B．汽車通過M點時的加速度可能為0C．汽車通過N點時，無論速度多大，對橋面始終有壓力D．汽車通過N點時對橋面的壓力一定比通過M點時對橋面的壓力小4．如圖所示，A、B、C三個物體放在旋轉臺上，動摩擦因數均為μ,A的質量為2m，B、C的質量均為m，A、B離軸的距離為R，C離軸的距離為2R，則當圓臺旋轉時（設A、B、C都沒有滑動，最大靜摩擦力等于滑動摩擦力）()A．C的向心力最大B．B的向心加速度最小C．當圓臺轉速增大時，A比B先滑動D．當圓臺轉速增大時，C將最先滑動5．2024年6月2日上午6時23分，嫦娥六號成功著陸月球背面。設想嫦娥六號被月球俘獲后進入橢圓軌道Ⅰ上運行，周期為T1；當經過近月點M點時啟動點火裝置，完成變軌后進入圓形軌道Ⅱ上運行，周期為T2。已知月球半徑為R，圓形軌道Ⅱ距月球表面的距離為R，橢圓軌道Ⅰ遠月點距月球表面的距離為5R，如圖所示，引力常量為G。忽略其他天體對嫦娥六號的影響，則下列說法正確的是()B．月球的質量為C．月球第一宇宙速度大于軌道Ⅱ上的運行速度D．嫦娥六號由軌道Ⅰ進入軌道Ⅱ需要在M點點火使其加速才能完成6．2024年7月19日，我國成功發射高分十一號05衛星。如圖，高分十一號05衛星和另一顆衛星a分別沿圓軌道和橢圓軌道繞地球運行，圓軌道半徑為R，橢圓軌道的近地點和遠地點間的距離為2R，兩軌道位于同一平面內且A點為兩軌道的一個交點，某時刻兩衛星和地球在同一條直線上，線速度方向如圖，只考慮地球對衛星的引力，下列說法正確的是()A．在圖示位置，高分十一號05衛星和衛星a的加速度大小分別為a1、a2，則a1<a2B．在圖示位置，兩衛星的線速度大小關系為v1<v2C．從圖示位置開始，衛星a先運動到A點D．高分十一號05衛星和衛星a運動到A位置時的向心加速度大小分別為an、an2，則有an=an7．如圖所示為某宇宙飛船運行軌道變化示意圖，飛船先進入近地圓軌道1以第一宇宙速度做勻速圓周運動，再經橢圓軌道2，最終進入圓軌道3，設飛船在軌道1、2、3上運行的周期分別為T1、T2、T3，軌道2分別與軌道1、3相切于A、B兩點。則()T<T1B．飛船在軌道2上穩定運行時，A點和B點加速度大小相同C．飛船在軌道2上穩定運行時，經過A點的速度小于第一宇宙速度8．隨著中國航天科技的飛躍發展，中國宇航員將登上月球。假設宇航員登月后，在月面做了一個自由落體運動的實驗，將一小球由靜止釋放，經過一小段時間t，小球的速度大小為v0，已知月球的第一宇宙速度大小為nv0，引力常量為G，一探測器在離月面的高度為月球半徑倍的軌道上繞月球做勻速圓周運動，下列說法正確的是()A．月面的重力加速度大小為B．探測器的線速度大小為C．月球的半徑為2n2v0tD．月球的密度為二、多選題（本題共4個小題，每小題4分，共計16分。漏選得2分，錯選不得分）9．2023年11月16日，中國北斗系統正式成為全球民航通用的衛星導航系統。如圖，北斗系統空間段由若干地球同步衛星a、傾斜地球同步軌道衛星b和中圓地球軌道衛星c等組成。將所有衛星的運動視為勻速圓周運動、地球看成質量均勻的球體，若同步衛星a的軌道半徑是地球半徑的k倍，下列說法正確的是 A．衛星c的線速度小于衛星a的線速度B．衛星b有可能每天同一時刻經過重慶正上方C．地球赤道重力加速度大小與北極的重力加速度大小之比為D．地球赤道重力加速度大小與北極的重力加速度大小之比為1+10．2022年1月22日，我國將一顆失效的北斗二號G2衛星從軌道半徑為R1的地球同步軌道上變軌后運行到軌道半徑為R2的“墓地軌道”上，此舉標志著航天器被動移位和太空垃圾處理新方式的成功執行。該過程的簡化示意圖如圖所示。已知橢圓形轉移軌道與同步軌道和“墓地軌道”分別相切于P、Q兩點，則北斗二號G2衛星()A．在轉移軌道上Q點的加速度小于在“墓地軌道”上Q點的加速度B．在轉移軌道上Q點的速度小于在“墓地軌道”上Q點的速度C．在轉移軌道上P點的速度與Q點速度之比為R1∶R2D．沿轉移軌道從P點運動到Q點所用的時間為天11．同步衛星離地心距離為r，運行速率v1，加速度為a1，地球赤道上的物體隨地球自轉的向心加速度為a2，第一宇宙速度為v2，地球的半徑為R，則下列比值正確的是()12．如圖所示，某航天器圍繞一顆半徑為R的行星做勻速圓周運動，其環繞周期為T，經過軌道上A點時發出了一束激光，與行星表面相切于B點，若測得激光束AB與軌道半徑AO夾角為θ,引力常量為G，不考慮行星的自轉，下列說法正確的是()A．行星的質量為B．行星的平均密度為C．行星表面的重力加速度為D．行星赤道表面隨行星自轉做勻速圓周運動的線速度為三、非選擇題（本題共6個小題，共計60分）13（6分某同學利用圖甲中所示的DIS向心力實驗器來探究圓周運動向心力的影響因素。實驗時，砝碼隨旋臂一起做圓周運動，其受到的向心力可通過牽引桿由力傳感器測得，旋臂另一端的擋光桿每經過光電門一次，通過力傳感器和光電門就同時獲得一組向心力F和擋光時間Δt，換算生成w。保持砝碼的質量和轉動半徑不變，改變其轉速得到多組F、w的數據后，作出了F-w2圖線如圖乙所示。牽引桿的質量和一切摩擦可忽略。（1）該同學采用的主要實驗方法為。A．等效替代法B．理想化模型法C．控制變量法（2）實驗中，某次擋光桿經過光電門時的擋光時間為Δt，已知擋光桿到轉軸的距離為d，擋光桿的擋光寬度為Δs，則可得擋光桿轉動角速度w的表達式為。（3）根據圖乙，得到的實驗結論是()A．在m、r一定的情況下，向心力大小與角速度的平方成正比B．在m、r一定的情況下，向心力大小與角速度正比14（6分2022年3月23日下午，“天宮課堂”第二課在中國空間站開講，王亞平做了太空拋物實驗，奧運頂流“冰墩墩”在空間站上被航天員拋出后，并沒有像在地面上那樣做曲線運動，而是水平飛出去了。請根據此實驗回答以下問題：（1）關于冰墩墩被水平拋出后，做水平運動的原因，以下解釋中正確的是；A．冰墩墩在空間站內不受力的作用B．冰墩墩所受合外力為零C．冰墩墩處于完全失重的狀態D．冰墩墩隨空間站繞地球做勻速圓周運動，萬有引力提供向心力（2）歷史上，牛頓曾提出：若在地球表面的高山上來做平拋實驗，把物體拋出，它將落向地面；如果將物體拋出的速度變大，它將會落向更遠的地方。如果拋出的速度足夠大，它有可能不落回地面，而是繞地球運轉。已知地球半徑為6.4×103km，小偉同學用如下方法推導這一“足夠大速度”速度：其結果與正確值相差很遠，這是由于他在近似處理中，錯誤的假設是；A．衛星的軌道是圓的B．衛星的軌道半徑等于地球半徑C．衛星的周期等于地球自轉的周期D．衛星的向心力等于它在地球上受到的地球引力（3）已知地球表面重力加速度g=10m/s2，請你利用已學習的物理知識求出正確的“足夠大的速度”為四、解答題（本題共4個小題，每小題12分，共計48分）15．某汽車廠利用下列方式來測量干燥情況下汽車輪胎和地面間的動摩擦因數。在一輛車內頂部用細線懸掛一個小球P，使該車在水平路面上沿半徑R=8m的圓弧彎道轉彎。某次轉彎測試時，測試車輛在彎道上做勻速圓周運動，從車正后面看，車內小球位置如圖所示，此時細線與豎直方向夾角為θ=37。，轉彎過程中，小球和車輛保持相對靜止，測試車輛剛好不發生側滑，最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，重力加速度g（1）求小球的向心加速度？（2）求車輛輪胎和地面之間的動摩擦因數μ。（3）如果圓弧彎道半徑增大為r=12m，要使車輛不發生側滑，求車輛轉彎時的最大速度。16．空間站上安裝的機械臂不僅可以維修、安裝空間站部件，還可以發射、抓捕衛星。如圖所示，若空間站在半徑為r的軌道上做勻速圓周運動。從空間站伸出長為d的機械臂，微型衛星放置在機械臂的外端。在機械臂的作用下，微型衛星、空間站、地球在同一直線上，微型衛星與空間站同步做勻速圓周運動。已知地球半徑為R，地球表面重力加速度為g，微型衛星質量為m，求：（1）地球的質量及平均密度；（2）空間站所在軌道處的重力加速度；（3）機械臂對微型衛星的作用力大小（忽略空間站對衛星的引力以及空間站的尺寸）。17．如圖所示，摩托車做騰躍特技表演，沿曲面沖上高0.8m頂部水平高臺，接著以v=3m/s水平速度離開平臺，落至地面時，恰能無碰撞地沿圓弧切線從A點切入光滑豎直圓弧軌道，并沿軌道下滑，A、B為圓弧兩端點，其連線水平，已知圓弧半徑為R=1.0m，人和車的總質量為180kg，特技表演的全過程中，阻力求∶（1）從平臺飛出到A點，人和車運動的水平距離S；（2）人與車整體在A點時的速度大小和方向；（3）若人與車整體運動到圓弧軌道最低點O時，速度為v'=8m/s，求此時對軌道的壓力大小。18．某星球的質量約為地球質量的4倍，半徑與地球近似相等。（1）若從地球表面高為h處平拋一物體，水平射程為10m，則在該星球上，從同樣高度，以同樣的初速度平拋同一物體，水平射程應為多少？（2）如圖所示，在該星球表面發射一枚帶有精密探測器的火箭，火箭豎直向上做加速直線運動。已知該星球半徑為R0，表面重力加速度為g0，升到某一高度時，加速度為g0，測試儀器對平臺的壓力剛好是起飛前壓力的，求此時火箭所處位置距星球表面的高度。《2025年3月月考高中物理試題》參考答案題號123456789答案DADDCCDBBCBD題號答案ADABC151）7.5m/s2，方向水平向左2）0.753）3m/s【詳解】（1）小球和車保持相對靜止，對小球進行受力分析，如圖所示根據圖像可知，小球的合力方向水平向左，則車向左轉彎，則有mgtanθ=ma解得a=7.5m/s2方向水平向左。（2）對小球和車整體分析有μ(M+m)g=(M+m)a結合上述解得μ=0.75（3）如果圓弧彎道半徑增大為r=12m，要使車不發生側滑，根據牛頓第二定律有結合上述解得vmax=3m/s161【詳解】（1）在地球表面質量為m1的物體，重力由萬有引力提供則M地可得地球的平均密度（2）設空間站質量為m2，則有聯立，解得（3）對空間站有對質量為m的微型衛星有聯立，解得171）1.2m2）5m/s，速度方向與水平方向的夾角53°3）13320N【詳解】(1)車做的是平拋運動，根據平拋運動的規律可得2豎直方向上H=2gt水平方向上S=2(2)摩托車落至A點時，其豎直方向的分速度vy=gt=4m/s到達A點時速度設摩托車落至A點時，速度方向與水平方向的夾角為α,則(3)在最低點O，受力分析可得解得N=13320N由牛頓第三定律可知，人和車在最低點O時對軌道的壓力為13320N