2021-2022学年辽宁省丹东市凤城一中高一（下）第一次月考物理试卷(含答案解析)

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2021-2022学年辽宁省丹东市凤城一中高一（下）第一次月考物理试卷1.  关于曲线运动，下列说法不正确的是(    )A. 曲线运动的速度大小可能不变
B. 曲线运动的速度方向可能不变
C. 曲线运动一定是变速运动
D. 做曲线运动的物体所受的合外力一定不为零2.  下列关于机械能守恒的说法正确的是(    )A. 物体做匀速直线运动，它的机械能一定守恒
B. 物体所受的合力的功为零，它的机械能一定守恒
C. 物体所受合力等于零，它的机械能一定守恒
D. 物体所受的合力不等于零，它的机械能可能守恒3.  一人用力踢质量为1kg的足球，使球由静止以的速度沿水平方向飞出，假设人踢球时对球的平均作用力为200N，球在水平方向运动了20m，那么人对球所做的功(    )A. 50J B. 200J C. 4000J D. 非上述各值4.  如图所示，在不计滑轮摩擦和绳子质量的条件下，当小车匀速向右运动时，物体A的受力情况是(    )A. 绳的拉力大于A的重力
B. 绳的拉力等于A的重力
C. 绳的拉力小于A的重力
D. 拉力先大于重力，后变为小于重力5.  中国自主研发的北斗二号卫星系统在2015年形成覆盖全球的卫星导航定位系统，此系统由中轨道、高轨道和同步轨道卫星等组成．现在中国正在服役的北斗一号卫星定位系统的三颗卫星都定位在距地面36000km的地球同步轨道上，而美国的全球卫星定位系统GPS由24颗卫星组成，这些卫星距地面的高度均为20000km。则下列说法中正确的是(    )A. 美国所有GPS的卫星所受向心力大小均相等
B. 美国所有GPS的卫星比北斗一号的卫星线速度小
C. 北斗二号中的中轨道卫星的加速度一定大于高轨道卫星的加速度
D. 北斗一号系统中三颗卫星向心加速度比赤道上物体的向心加速度小6.  如图为一皮带传动装置，a、b、c三点做圆周运动的半径之比：：：2：4。若a、b、c三点的线速度分别用、、表示，角速度分别用、、表示，在传动过程中皮带不打滑，则下列关系式正确的是(    )A. ：：：2：4 B. ：：：2：1
C. ：：：1：1 D. ：：：2：27.  质量为5t的汽车在水平路面上由静止开始做匀加速直线运动，动摩擦因数为，启动后第1s末发动机的瞬时功率为，则此时汽车的加速度(    )A.  B.  C.  D. 8.  “嫦娥二号”卫星于2010年10月1日成功发射，这次发射后卫星直接进入近地点高度200公里、远地点高度约38万公里的地月转移轨道直接奔月．当卫星到达月球附近的特定位置时，卫星就必须“急刹车”，也就是近月制动，以确保卫星既能被月球准确捕获，又不会撞上月球，并由此进入近月点100公里、周期12小时的椭圆轨道a，再经过两次轨道调整，进入100公里的极月圆轨道b，轨道a和b相切于P点，如图所示，下列说法正确的是(    )A. 嫦娥二号卫星的发射速度大于，小于
B. 嫦娥二号卫星的发射速度大于
C. 嫦娥二号卫星在a、b轨道经过P点时的速度
D. 嫦娥二号卫星在a、b轨道经过P点时的加速度分别为、，则9.  如图所示，放置在水平地面上的支架质量为M，支架顶端用细线栓着的摆球质量为m，现将摆球拉至水平位置，而后释放，摆球运动过程中，支架始终不动，以下说法正确的是(    )
 A. 在释放瞬间，支架对地面压力为
B. 在释放瞬间，支架对地面压力为Mg
C. 摆球到达最低点时，支架对地面压力为
D. 摆球到达最低点时，支架对地面压力为10.  如图所示，A、B为钉在光滑水平面上的两根铁钉，小球C用细绳拴在铁钉B上细绳能承受足够大的拉力，A、B、C、在同一直线上．时，给小球一个垂直于绳的速度，使小球绕着两根铁钉在水平面上做圆周运动．在时间内，细绳的拉力随时间变化的规律如图所示，则下列说法中正确的有(    )
 A. 两钉子间的距离为绳长的
B. 时细绳拉力的大小为6N
C. 时细绳拉力的大小为10N
D. 细绳第三次碰钉子到第四次碰钉子的时间间隔为3s11.  向心力演示器如图所示，用来探究小球做圆周所需向心力的大小F与质量m、角速度和半径r之间的关系。两个变速轮塔通过皮带连接，匀速转动手柄使长槽和短槽分别随变速轮塔1和变速轮塔2匀速转动，槽内的钢球就做匀速圆周运动。横臂的挡板对钢球的压力提供向心力，钢球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力筒下降，从而露出标尺，标尺上的黑白相间的等分格显示出两个钢球所受向心力的比值。如图是探究过程中某次实验时装置的状态。
①在研究向心力的大小F与质量m、角速度和半径r之间的关系时我们主要用到了物理学中的______。
A.理想实验法
B.等效替代法
C.控制变量法
D.演绎法
②图中所示，若两个钢球质量和运动半径相等，则是在研究向心力的大小F与______的关系。
A.钢球质量m
B.运动半径r
C.角速度
③图中所示，若两个钢球质量和运动半径相等，图中标尺上黑白相间的等分格显示出钢球1和钢球2所受向心力的比值为1：4，则与皮带连接的变速轮塔1和变速轮塔2的半径之比为______。
A.2：1
B.1：2
C.4：1
D.1：412.  在做“研究平抛运动”的实验时，某同学用铅笔描出了经过空间三点A、B、C的位置和一条竖直线之后，就取下图纸，忘了标出初始位置O，在图纸上过A点作竖直向下的y轴和水平的x轴，定出了A、B、C三点坐标，如图所示，由图中的数据可知，A点到B点的时间是______ s，小球平抛运动的初速度为______，B点的速度为______，按图示坐标轴，可知平抛运动小球的初始位置的坐标为______。
13.  质量的小球在长为的细绳作用下在竖直平面内做圆周运动，细绳能承受的最大拉力，转轴离地高度，，试求：
若恰好通过最高点，则最高点处的速度为多大；
在某次运动中在最低点细绳恰好被拉断，则此时的速度为多大；
绳断后小球做平拋运动，如图所示，求落地水平距离x。14.  宇航员站在一星球表面上的某高处，沿水平方向抛出一个小球。经过时间t，小球落到星球表面，测得抛出点与落地点之间的距离为L，若抛出时的初速度增大到2倍，则抛出点与落地点之间的距离为已知两落地点在同一水平面上，该星球的半径为R，引力常量为G，则：
若在该星球上发射卫星，求最小的发射速度；
该球星的平均密度为多大？15.  为了研究过山车的原理，物理小组提出了下列的设想：取一个与水平方向夹角为、长为的粗糙的倾斜轨道AB，通过水平轨道BC与竖直圆轨道相连，出口为水平轨道DE，整个轨道除AB段以外都是光滑的．其中AB与BC轨道以微小圆弧相接，如图所示．一个小物块以初速度，从某一高处水平抛出，到A点时速度方向恰沿AB方向，并沿倾斜轨道滑下．已知物块与倾斜轨道的动摩擦因数取，，求：
小物块的抛出点和A点的高度差；
要使小物块不离开轨道，并从水平轨道DE滑出，求竖直圆弧轨道的半径应该满足什么条件．
答案和解析 1.【答案】B 【解析】解：A、曲线运动的速度大小可能不变，如匀速圆周运动，故A正确；
B、曲线运动的速度的方向沿着切线方向，速度的方向时刻改变，故B错误；
C、曲线运动的速度的方向沿着切线方向，速度的方向时刻改变，所以曲线运动一定是变速运动，故C正确；
D、物体做曲线运动的条件是合力与速度不在同一条直线上，合外力大小一定不为零，故D正确；
本题选择不正确的，故选：B。
物体运动轨迹是曲线的运动，称为“曲线运动”．当物体所受的合外力和它速度方向不在同一直线上，物体就是在做曲线运动．物体做曲线运动的条件是合力与速度不在同一条直线上．
本题关键是对质点做曲线运动的条件的考查，匀速圆周运动，平抛运动等都是曲线运动，对于它们的特点要掌握住．
 2.【答案】D 【解析】解：A、物体做匀速直线运动只能是它的动能不变，而重力势能可能变化，
如物体在空中匀速直线下落，机械能就减少，故A错误；
B、物体所受的合力的功为零，它的动能不变，重力势能变化不确定，故B错误。
C、物体所受合力等于零，物体处于静止或匀速直线运动，
物体处于静止，机械能一定守恒，
物体匀速直线运动，机械能不一定守恒，故C错误。
D、物体所受的合力不等于零，它的机械能可能守恒，例如物体自由下落。故D正确。
故选：D。
分析物体机械能是否守恒应该按照机械能守恒的条件来判断，即在只有重力或弹力对物体做功的条件下或者不受其他外力的作用下，物体的动能和势能包括重力势能和弹性势能发生相互转化，但机械能的总量保持不变．
本题考查机械能守恒的条件，看是不是有重力或系统内弹力以外的力做功，若有则不守恒．
 3.【答案】A 【解析】解：对于运动员踢球的过程，根据动能定理得：
人对足球所做的功，
故选：A。
对于运动员踢球的过程，人对足球做功，做足球的动能增大，根据动能定理求解人对足球所做的功．由于踢球时，足球的位移未知，不能用功的公式求此功．
本题中人对足球的作用力是变力，不能直接根据功的公式求人做功，可以根据动能定理求解，这是惯用的方法．
 4.【答案】A 【解析】解：小车沿绳子方向的速度等于A的速度，设绳子与水平方向的夹角为，根据平行四边形定则，物体A的速度，小车匀速向右运动时，减小，则A的速度增大，所以A加速上升，加速度方向向上，根据牛顿第二定律有：知拉力大于重力。故A正确，BCD错误。
故选：A。
将小车的速度分解为沿绳子方向和垂直于绳子方向，沿绳子方向的速度等于A的速度，根据平行四边形定则判断出A的速度变化，从而得出A的加速度方向，根据牛顿第二定律判断拉力和重力的大小关系。
解决本题的关键知道小车沿绳子方向的分速度等于物体A的速度，根据平行四边形定则进行分析。
 5.【答案】C 【解析】解：A、所有GPS卫星的质量关系不清楚，所以所受向心力大小关系不确定，故A错误；
B、根据万有引力提供向心力，，解得：；。所以所有的GPS卫星比北斗一号卫星的线速度大，北斗二号中的中轨道卫星的加速度一定大于高轨道卫星的加速度，故B错误，C正确；
D、北斗一号系统中的三颗卫星和赤道上物体具有相同的角速度，根据得北斗一号系统的三颗卫星向心加速度比赤道上物体的向心加速度大，故D错误；
故选：C。
根据万有引力公式分析出卫星所受万有引力的大小关系；
根据万有引力提供向心力列式分析出线速度和加速度与半径的关系并完成分析；
赤道上的物体和同步卫星的角速度相等，根据向心加速度的表达式分析出向心加速度的大小。
本题主要考查了万有引力定律的相关应用，解题的关键点是理解向心力来源，熟悉向心力公式并结合半径关系完成分析。
 6.【答案】C 【解析】解：AB、ab同传送带传动，所以线速度相等，大小之比为1：1；b与c同轴转动，角速度相等，c的半径是b半径的2倍，根据可知，所以：：：1：2，故AB错误；
CD、a与b线速度相等，，根据，可知a、b的角速度之比为2：1，b、c同轴转动，角速度之比为1：1，所以abc三点角速度之比为：：：1：1，故C正确，D错误；
故选：C。
同传送带转动，所以线速度相等，同轴转动，角速度相等，结合可进行判断。
解决本题的关键是知道线速度、角速度、向心加速度与半径的关系，及知道同传送带转动，所以线速度相等，同轴转动，角速度相等。
 7.【答案】B 【解析】解：由功率公式可得：
1s时功率
由牛顿第二定律有：

由速度公式可知：
代入数据联立解得：；
故B正确ACD错误。
故选：B。
汽车做匀加速运动，根据牛顿第二定律和运动学公式列式，同时再根据1s末时的速度利用功率公式确定力和加速度的关系，联立即可求出加速度大小。
本题考查功率公式的应用，要注意明确物理过程，知道汽车做匀加速直线运动，同时明确功率公式的准确应用。
 8.【答案】AD 【解析】解：
A、卫星发射速度大于，小于的时候，绕地球轨道是椭圆，故A正确；
B、卫星发射速度大于的时候，会脱离地球成为太阳的卫星，故B错误；
C、由题可知，由椭圆轨道的P点进入圆轨道的P点，需要“急刹车”，嫦娥二号卫星在a、b轨道经过P点时的速度，故C错误；
D、嫦娥二号卫星在a、b轨道经过P点时轨道半径相等，故受到的引力是相等的，故加速度相等，故D正确。
故选AD。
依据第一和第二宇宙速度的含义，卫星的发射速度大于，小于的时候，卫星仍是地球卫星，只是绕地球的轨道是椭圆，而大于，卫星就脱离地球成为太阳的卫星，可判定AB；
由题可知，由椭圆轨道的P点进入圆轨道的P点，需要“急刹车”，故可知速度关系判定C；
嫦峨二号卫星在a、b轨道经过P点时的受到的引力是相等的，故加速度相等，可判定D；
本题一是要理解好几个宇宙速度的含义，知道在什么速度范围内，卫星是什么运动形式，二要对卫星变轨有一定认识，知道有圆轨道变为椭圆需要加速，由低轨道向高轨道需要加速．
 9.【答案】BD 【解析】【分析】
本题考查平衡条件、机械能守恒定律和牛顿运动定律，摆球到达最低点时细线的拉力等于3mg，与摆长无关，是经常用到的结论。
【解答】
在释放摆球的瞬间，支架竖直方向受到重力Mg和地面的支持力，由平衡条件知，，根据牛顿第三定律得知，支架对地面的压力，故A错误，B正确；
设摆球到达最低点时速度大小为v，摆长为L，由机械能守恒定律得：

摆球到达最低点时，有：
联立得细线的拉力：
结合牛顿第三定律，得支架对地面的压力大小为：，故C错误，D正确。
故选BD。  10.【答案】ABD 【解析】解：A、内绳子的拉力不变，知，内拉力大小不变，知，因为，则，两钉子之间的间距故A正确。
B、第一个半圈经历的时间为6s，则，则第二个半圈的时间，则时，小球在转第二个半圈，则绳子的拉力为故B正确。
C、小球转第三个半圈的时间，则时，小球转动的半径，根据，则拉力变为原来的倍，大小为故C错误。
D、细绳每跟钉子碰撞一次，转动半圈的时间少，则细绳第三次碰钉子到第四次碰钉子的时间间隔。故D正确。
故选：ABD。
给小球一个垂直于绳的速度，使小球绕着两根铁钉在水平面上做圆周运动．在整个过程中小球的线速度大小不变，6s末绳子的拉力发生变化，是因为做圆周运动的半径发生变化．
解决本题的关键知道绳子的拉力提供圆周运动的向心力，在跟钉子碰撞的过程中，小球的线速度大小不变，转动的半径每转动半圈变化一次．
 11.【答案】C C A 【解析】解：①根据，要研究向心力的大小F与质量m、角速度和半径r之间的关系，就要保持质量m、角速度和半径r中的两个量不变，研究力F与其他一个量的关系，因此实验采用的是控制变量法。ABD错误，C正确；
故选：C。
②图中所示，若两个钢球质量和运动半径相等，则根据控制变量法的研究方法可知，是在研究向心力的大小F与角速度的关系，故AB错误，C正确；
故选：C。
③根据，两球的向心力之比为1：4，半径和质量相等，则转动的角速度之比为1：2，因为靠皮带传动，变速轮塔的线速度大小相等，根据，知与皮带连接的变速轮塔对应的半径之比为2：1。故BCD错误，A正确；
故选：A。
故答案为：①C；②C；③A
该实验采用控制变量法，图中抓住质量不变、半径不变，研究向心力与角速度的关系，根据向心力之比求出两球转动的角速度之比，结合，根据线速度大小相等求出与皮带连接的变速轮塔对应的半径之比．
本实验采用控制变量法，即要研究一个量与另外一个量的关系，需要控制其它量不变．知道靠皮带传动，变速轮塔的线速度大小相等．
 12.【答案】   【解析】解：在竖直方向上，根据得，
则小球平抛运动的初速度
B点的竖直分速度，
则抛出点到B点的运动时间，
B点的速度
抛出点到B点的水平位移，抛出点到B点的竖直位移，
则抛出点的横坐标，纵坐标，可知小球初始位置的坐标为
故答案为：，，，
根据竖直方向上连续相等时间内的位移之差是一恒量求出相等的时间间隔，结合水平位移和时间间隔求出小球平抛运动的初速度．根据竖直方向上某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出B点的竖直分速度，结合速度-时间公式求出抛出点到B点的时间，根据运动学公式求出抛出点到B点的水平位移和竖直位移，确定小球初始位置的坐标．
解决本题的关键知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，结合运动学公式灵活求解，难度不大．
 13.【答案】解：当小球恰好通过最高点时，小球只受重力，故重力提供向心力，设此时速度为，根据牛顿第二定律可得：
解得：；
小球在最低点受力如图所示，由牛顿第二定律得：

代入数据得：
细绳断后，小球做平抛运动，设水平距离为x
则有：
解得：
水平方向有：
解得：
答：在若要想恰好通过最高点，则此时的速度；
在某次运动中在最低点细绳恰好被拉断则此时的速度为；
绳断后小球做平抛运动，落地水平距离x为6m。 【解析】当小球恰好通过最高点时，重力提供向心力，根据向心力公式即可求解；
对小球在最低点进行受力分析，由向心力公式即可求解；
细绳断后，小球做平抛运动，根据平抛运动基本公式即可求解。
本题主要考查了向心力公式、平抛运动基本公式的应用，要求同学们能正确分析小球的受力情况，明确最高点时的临界条件是重力恰好充当向心力。
 14.【答案】解：设抛出点的高度为h，第一次平抛运动的水平位移为x，则：
若抛出的初速度为2倍时，则水平位移为2x 因此有：
设该星球表面的重力加速度为，则：，
而在该星球表面上，有：，解得，星球质量：；
万有引力提供向心力，由牛顿第二定律得：，
解得：；
星球的平均密度：；
答：若在该星球上发射卫星，最小的发射速度是；
该球星的平均密度为。 【解析】根据平抛运动的规律，知初速度增大到2倍，则水平位移也增大2倍，结合几何关系求出小球落地的高度，通过平抛运动竖直方向上的运动规律求出重力加速度的大小，结合万有引力等于重力求出月球的质量M，卫星做圆周运动，万有引力提供向心力，应用牛顿第二定律求出最小发生速度。
应用密度公式求出星球的平均密度。
本题综合考查了平抛运动和万有引力的综合，知道平抛运动在水平方向上和竖直方向上的运动规律，以及掌握万有引力等于重力这一理论，并能灵活运用。
 15.【答案】解：设从抛出点到A点的高度差为h，根据平抛运动的规律有：
 
解得
且 
代入数据解得
小物体到达A点时的速度：
从A到B，由动能定理：
 
小物体从B到环最高点P机械能守恒：
 
在最高点有：
由④⑤⑥⑦解得 
答：
小物块的抛出点和A点的高度差为；
要使小物块不离开轨道，并从水平轨道DE滑出，则竖直圆弧轨道的半径应小于等于 【解析】从抛出点到A点做平抛运动，根据平抛运动的规律可解得落到A点时竖直方向的速度与h的关系，根据竖直方向速度与水平方向速度的夹角之间的关系，可以解得
现根据第一问中求得到达A的速度，从A到B运用动能定理列方程，从B到环的最高点运用机械能守恒列方程，再根据到达最高点的临界条件，联立方程组求解．
此题要求熟练掌握平抛运动、动能定理、机械能守恒定律、圆周运动等规律，包含知识点多，关键要掌握圆周运动的临界条件．