黑龙江省哈尔滨师范大学附属中学2024-2025学年高一下学期4月月考物理试题（Word版附解析）

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一、选择题（本题共 14 小题，每题 4 分，共 56 分。其中 1-10 题为单选，选对得 4 分，错选、
不选或多选得 0 分；11-14 题为多选，全选对得 4 分，少选得 2 分，选错、多选或不选得 0 分）
1. 物理学发展历程中，在前人研究基础上经过多年的尝试性计算，首先发表行星运动的三个定律的科学家
是（ ）
A. 托勒密 B. 哥白尼 C. 第谷 D. 开普勒
2. 关于向心力的说法中正确的是（ ）
A. 物体由于做圆周运动而产生了一个指向圆心的力就是向心力
B. 向心力能改变做圆周运动物体的速度大小
C. 做匀速圆周运动的物体，其向心力是不变的
D. 做匀速圆周运动的物体，其所受外力的合力的方向一定指向圆心
3. 如图甲，辘轳是古代民间提水设施，由辘轳头、支架、井绳、水斗等部分构成，如图乙为提水设施工作
原理简化图，某次从井中汲取 m=5kg 的水，辘轳绕绳轮轴半径为 r=0.1m，水斗的质量为 1kg，井足够深且
井绳的质量忽略不计，t=0 时刻，轮轴由静止开始绕中心轴转动向上提水桶，其角速度随时间变化规律如图
丙所示，g 取 10m/s2，则井绳拉力大小为（ ）
A. 61.2N B. 1.2N C. 51N D. 50N
4. 如图所示，鹊桥二号采用周期为 T 的环月椭圆冻结轨道，近月点为 A，远月点 B，CD 为椭圆轨道的短轴。
则鹊桥二号（ ）
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A. 从 A 点到 C 点 运动时间小于
B. 在 C，D 两点的速度相同
C. 在 D 点的加速度方向指向
D. 在地球表面附近的发射速度大于
5. 如图所示，转盘甲、乙具有同一转轴 O，转盘丙的转轴为 ，用一皮带按如图的方式将转盘乙和转盘丙
连接， 分别为转盘甲、乙、丙边缘的点，且 。现计转盘丙绕转轴 做匀速圆周
运动，皮带不打滑。则下列说法正确的是（ ）
A. 的线速度大小之比为
B. 的角速度之比为
C. 的向心加速度大小之比为
D. 的周期之比
6. 如图所示，一个半径为 5 m 的圆盘正绕其圆心匀速转动，当圆盘边缘上的一点 A 处在如图所示位置的时
候，在其圆心正上方 20 m 的高度有一个小球（视为质点）正在向边缘的 A 点以一定的速度水平抛出，取
，不计空气阻力，要使得小球正好落在 A 点，则（ ）
A. 小球平抛的初速度一定是 2.5 m/s
B. 小球平抛的初速度可能是 2 m/s
C. 圆盘转动的角速度一定是π rad/s
D. 圆盘转动的加速度大小可能是π2 m/s2
7. 北京时间 2021 年 2 月 10 日，中国“天问一号”探测器进入环绕火星轨道，标志着我国航天强国建设迈
出坚定步伐。假设“天问一号”环绕火星 轨道半径等于某个环绕地球运动的卫星的轨道半径，如果地球
表面重力加速度是火星表面的重力加速度的 k 倍，火星的半径是地球半径的 q 倍（不考虑它们本身的自转），
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火星和地球均可视为均匀球体，则下列说法正确的是 （ ）
A. “天问一号”与该卫星的环绕运动周期之比为
B. 火星与地球的密度之比为 q：k
C. 火星与地球的第一宇宙速度之比为
D. “天问一号”与该卫星的线速度之比为
8. 投壶是由古代礼仪演化而来，非常盛行的一种文雅游戏。如图，某次投壶游戏时，两箭分别从高度为 2l、
l 的 a、b 位置水平抛出，落地时水平位移分别为 l、2l。忽略空气阻力，两箭都可以看做质点，下列说法正
确的是（ ）
A. a、b 两箭空中运动的位移相等
B. 若改变两箭抛出的先后顺序和时间间隔，两箭可能在空中相遇
C. 要想两箭落到同一点，a 箭的初速度要变为原来的 倍
D. 落地时 a 箭速度偏角正切值为 b 箭速度偏角正切值的
9. 如图所示为双星模型的简化图，两天体 P、Q 绕其球心 、 连线上 点做匀速圆周运动。已知
， ，假设两星球的半径远小于两星球球心之间的距离。则下列说法正确的是
（ ）
A. P、Q 做匀速圆周运动的半径之比为
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B. P、Q 的线速度之和与线速度之差的比值为
C. P、Q 的质量之和与质量之差的比值为
D. 若 P、Q 各有一颗公转周期为 T 的环绕卫星，则 的卫星公转半径更大
10. 如图所示，Ⅰ为北斗卫星导航系统中的静止轨道卫星，其对地张角为 ；Ⅱ为地球的近地卫星。已知
地球的自转周期为 ，引力常量为 ，根据题中条件，可求出（ ）
A. 卫星Ⅱ的周期为
B. 卫星Ⅰ和卫星Ⅱ的加速度之比为
C. 地球的平均密度为
D. 卫星Ⅱ运动的周期内无法直接接收到卫星Ⅰ发出电磁波信号的时间为
11. 如图所示，有 四颗卫星： 还未发射，在地球赤道上随地球一起转动； 在地面附近近地
轨道上正常运行； 是地球静止卫星； 是高空探测卫星。设地球半径为 ，自转周期为 24 小时，地球表
面重力加速度为 ，所有卫星的运动均视为匀速圆周运动，则下列说法正确的是（ ）
A. 线速度小于 的运行速度
B. 在 4 小时内转过的圆心角为
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C. 在相同的时间内， 与地心的连线扫过的面积等于 与地心的连线扫过的面积
D. 运动周期的平方与其轨道半径的三次方的比值为
12. 大坝被广泛用于电力发动、稳定水流量和洪水预防，杭州良渚古城外围发现的水利系统是迄今所知中国
最早的大型水利工程，也是世界最早的大坝。如图是湖边一倾角为 的大坝横截面示意图，水面与大坝的
交点为 O。一人站在 A 点以速度 水平拋出一小石子，不考虑石子反弹过程，已知 ，重力加速
度 ，不计空气阻力。下列说法正确的是（ ）
A. 若 ，则石子刚好落在水面与大坝的交点 O 处
B. 若 ，则石子落在 AO 的中点
C. 若石子能直接落入水中，则 越小，末速度与竖直方向夹角越小
D. 若石子不能直接落入水中，则 越大，末速度与竖直方向的夹角越大
13. 某同学使用小型电动打夯机平整自家房前的场地，电动打夯机的结构示意图如图所示。质量为 m 的摆
锤通过轻杆与总质量为 M 的底座(含电动机)上的转轴相连。电动机带动摆锤绕转轴 O 在竖直面内匀速转动，
转动半径为 R，重力加速度为 g。下列说法正确的是( )
A. 转到最低点时摆锤处于超重状态
B. 摆锤在最低点和最高点，杆给摆锤的弹力大小之差为 6mg
C. 若打夯机底座刚好能离开地面，则摆锤转到最低点时，打夯机对地面的压力为 3(mg＋Mg)
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D. 若打夯机底座刚好能离开地面，则摆锤转到最低点时，打夯机对地面的压力为 2(mg＋Mg)
14. 如图所示，足够大的水平圆台中央固定一光滑竖直细杆，原长为 L 的轻质弹簧套在竖直杆上，质量均为
m 的光滑小球 A、B 用长为 L 的轻杆及光滑铰链相连，小球 A 穿过竖直杆置于弹簧上。让小球 B 以不同的
角速度ω绕竖直杆匀速转动，当转动的角速度为 时，小球 B 刚好离开台面。弹簧始终在弹性限度内，劲
度系数为 k，重力加速度为 g，则下列说法错误的（ ）
A. 小球均静止时，弹簧的长度为
B. 角速度 时，小球 A 对弹簧的压力为 mg
C. 角速度ω0=
D. 角速度从 继续增大的过程中，小球 A 对弹簧的压力不变
二、实验题（本题共 2 小题，共 12 分；其中 15 题 6 分，16 题 6 分）
15. 用图甲所示装置探究向心力的大小 F 与质量 m、角速度ω和半径 r 之间的关系。转动手柄，可使变速塔
轮、长槽和短槽随之转动，塔轮自上而下有三层，每层左右半径之比由上至下分别是 1：1、1：2 和 1：3
（如图乙所示）。左右塔轮通过不打滑的传动皮带连接，并可通过改变传动皮带所处的层来改变左右塔轮的
角速度之比。实验时，将两个小球分别放在短槽的 C 处和长槽的 A（或 B）处，C、A 到左右塔轮中心的距
离相等，B 到右塔轮中心的距离是 A 到右塔轮中心的距离的 2 倍，两个小球随塔轮做匀速圆周运动，向心
力的大小之比可由两塔轮中心标尺露出的等分格数计算出。
（1）该实验利用___________探究向心力与质量、角速度和半径之间的关系。
A. 理想实验法 B. 等效替代法
C. 控制变量法 D. 微元法
（2）若要探究向心力与半径的关系，应将传动皮带调至第一层塔轮，然后将质量相等的两小球分别放置挡
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板___________（选填“A”或“B”） 和挡板 C 处。
（3）若质量相等的两小球分别放在挡板 C 和挡板 B 处，传动皮带位于第三层，则当塔轮匀速转动时，左右
两标尺露出的格数之比为___________。
16. 某实验小组用如图甲所示 装置探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系。滑块 A 套在水平杆上，
随杆一起绕竖直杆做匀速圆周运动，力传感器 B 通过一细绳连接滑块 A，用来测量绳子拉力，该小组认为
绳子拉力等于向心力 F 的大小。滑块上固定一遮光片 C，图示位置滑块正上方有一光电门 D 固定在铁架台
的横杆上。滑块每经过光电门一次，通过力传感器和光电门就同时获得一组向心力 F 和角速度 的数据。
（1）在探究向心力跟角速度 的关系时，选用质量适当的物块和长度适当的细线，多次改变竖直杆转速后，
记录多组力与对应角速度数据，用图像法来处理数据，画出了如图乙所示的图像，该图线是一条过原点的
直线，则图像横坐标表示的物理量可能是________（选填“ ”“ ”“ ”“或“ ”）；
（2）在乙图中，若以 F 为纵坐标，以 为横坐标，可在坐标纸中描出数据点作一条直线；图像的斜率
为 k，则滑块的质量为________（用 表示）；
（3）该小组验证（2）中的表达式时，经多次实验，分析检查，仪器正常，操作和读数均没有问题，在滑
块与水平杆之间存在的静摩擦力的影响下，示数 F 的测量值与物块 A 受到的向心力相比________（选填“偏
大”或“偏小”）。
三、计算题（本题共 3 小题，共 32 分。解题时应写出必要的文字说明、重要的物理规律，答
题时要写出完整的数字和单位；只有结果而没有过程的不能得分）
17. 如图所示，人造卫星 A 绕地心做匀速圆周运动。已知地球的半径为 R，A 距地面的高度为 h，周期为 T，
万有引力常量为 G。求：
（1）地球的质量；
（2）地球的第一宇宙速度。
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18. 如图所示，在水平转台上放一个质量 M=4kg 的木块，细绳的一端系在木块上，另一端穿过固定在转台
圆心 O 的光滑圆筒后悬挂一小球，木块与 O 点间距离 r =0.1m。木块可视为质点，重力加速度 g 取 10m/s2。
（1）若转台光滑，当角速度ω0=10rad/s 时，木块与转台保持相对静止，求此小球的质量 m；
（2）若转台与木块间的动摩擦因数μ=0.75，且最大静摩擦力大小等于滑动摩擦力大小。为使木块与转台间
保持相对静止，求转台转动的角速度范围。
19. 如图所示，倾角为 斜面体固定放置在水平地面上，在斜面上固定放置一个半圆管轨道 AEB，
圆管的内壁光滑，半径为 r=0.5 m，最低点 A、最高点 B 的切线水平，AB 是半圆管轨道的直径，现让质量
为 m=1 kg 的小球（视为质点）从 A 点以一定的水平速度滑进圆管，圆管的内径略大于小球的直径，重力加
速度为 ，sin53°=0.8，cs53°=0.6，管壁对小球的弹力沿着斜面。答案可含根号，求：
（1）若小球在 A 点的加速度大小为 ，到达 B 点时的加速度大小为 ，A、B 两处管壁对小
球的弹力的大小之差；
（2）若小球到达 B 点时与管壁无弹力作用，小球的落地点与 B 点间的距离；
（3）若小球到达 B 点时受到管壁的弹力大小为 4 N，小球落地后平抛运动的水平位移。
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