2021-2022学年黑龙江省大庆铁人中学高一下学期4月月考试题物理试卷含答案

铁人中学2021级高一学年下学期第一次月考

  物理试题

试题说明：1、本试题满分   100   分，答题时间   90   分钟。         

2、请将答案填写在答题卡上，考试结束后只交答题卡。

第Ⅰ卷（选择题 共52分）

一、 单项选择题(本题共8小题，每小题4分，共32分，每小题只有一个选项符合题意。)

1.下列说法中正确的是（  ）

  A. 开普勒第三定律中的常数k与太阳有关

B. 牛顿发现了万有引力定律，并测出了引力常量

C. 天王星被称为“笔尖下发现的行星”

D. 同步卫星可以“静止”在大庆的上方

2.有关重力势能的变化，下列说法中不正确的是(　　)

A．物体受拉力和重力作用向上运动，拉力做功是1 J，但物体重力势能的增加量有可能不是1 J

B．从同一高度将某一物体以相同的速率平抛或斜抛，落到地面上时，物体重力势能的变化是相同的

C．从同一高度落下的物体到达地面，考虑空气阻力和不考虑空气阻力的情况下重力势能的减少量是相同的

D．物体运动中重力做功是－1 J，但物体重力势能的增加量不是1 J

3. 如图所示，是月亮女神、嫦娥1号绕月做圆周运行时某时刻的图片，用R1、R2、T1、T2分别表示月亮女神和嫦娥1号的轨道半径及周期，用R表示月亮的半径。此时二者的连线通过月心，轨道半径之比为1∶4。若不考虑月亮女神、嫦娥1号之间的引力，则下列说法正确的是（　　）

A. 在图示轨道上，月亮女神的速度小于嫦娥1号

B. 在图示轨道上，嫦娥1号的加速度大小是月亮女神的4倍

C. 在图示轨道上，且从图示位置开始经二者第二次相距最近

D. 若月亮女神从图示轨道上适当位置加速，可与嫦娥1号对接

4. 同步卫星与地心的距离为r1，运行速率为v1，向心加速度为a1；近地卫星运行速率为v2，向心加速度为a2；地球赤道上的物体随地球自转的速率为v3，向心加速度为a3；地球半径为r，则下列比值正确的是（　　）

①     ②     ③    ④

A. ①③ B. ②④           C. ①③④ D. ①②③

5. 如图所示，竖直平面内光滑圆轨道半径R=0.4m，从最低点A有一质量为m=1kg的小球开始运动，初速度v0=5m/s方向水平向右，重力加速度g取10m/s2，下列说法正确的是（　　）

A. 在A点时，小球对轨道的压力为62.5N

B. 小球可能脱离圆轨道

C. 在B点时，小球重力的瞬时功率为30W

D. 小球在B点的速率为3m/s

6. 如图所示，板长为L，板的B端静止放有质量为m的小物体，物体与板的动摩擦因数为μ。开始时板水平，在缓慢转过一个不太大的角度α的过程中，小物体保持与板相对静止，则在这个过程中（　　）

A．摩擦力对小物体做功为μmgLcosα（1-cosα）

B．摩擦力对小物体做功为mgLsinα（1-cosα）

C．弹力对小物体做功为mgL sinα

D．板对小物体做功为mgLsinαcosα

7．一质量为m的质点以速度运动，在t=0时开始受到恒力作用，速度大小先减小，后增大，其最小值为 =。质点从开始受到恒力作用到速度最小的过程中的位移为      （  ）

A.          B.        C.        D.

8. 如图所示，竖直面内固定一半径为R的部分圆轨道MN，圆心为O，P点为MN所在圆的最高点，Q点为轨道MN的最右端点，OM与水平方向和ON与竖直方向的夹角均为α=37°。现将一个质量为m的小球从P点以不同的初速度水平向右抛出，小球落在圆弧MN上不同位置。已知sin37°=0.6，cos37°=0.8，重力加速度为g，忽略空气阻力，小球可视为质点，下列判断正确的是（　　）

A．小球落在Q点时的速度最小 B．小球落在M点时的速度最大

C．小球落在轨道上的最小动能为 D．小球落在轨道上的最大动能为

二、多项选择题（本题共5小题，每小题4分，共20分。每小题有多个选项符合题意，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，错选或不答的得0分。）

9. 如图所示，A、B两质量相同的质点以相同的水平速度v0抛出，A在竖直面内运动，落地点为P1，B沿光滑斜面运动，落地点为P2，不计空气阻力，则（　　）

A. A、B落地时速度相同

B. A、B落地时动能相同

C. A、B运动过程中加速度相同

D. A、B落地时重力功率不一样大

10. 在倾角为30°的斜面上，某人用平行于斜面的力把原来静止于斜面上的质量为2 kg的物体沿斜面向下推了2 m的距离，并使物体获得1 m/s的速度，已知物体与斜面间的动摩擦因数为，g取10 m/s2，如图所示，则在这个过程中(　　)

A. 物体重力势能减小20 J

B.人对物体做功21 J

C. 物体克服摩擦力做功21 J

D. 合外力对物体做功1 J

11. 物体在水平地面上受到水平推力的作用，在6s内力F、速度v随时间变化如图所示，由图像可得（　　）

A. 物体的质量为2kg

B. 物体与地面的动摩擦因数为0.025

C. 在2s内推力做的功3J

D. 物体在6s内的运动的位移为5m

12．如图所示，一根长为L的轻杆，O端用铰链固定，另一端固定着一个小球A，轻杆靠在一个高为h的物块上。若物块与地面摩擦不计，则当轻杆以不变的角速度顺时针转动至轻杆与水平方向夹角为θ时，物块与轻杆的接触点为B，下列说法正确的是（　）

A．A点与B点角速度相同

B．小球A的线速度大小为

C．物块向右运动的速度

D．随着轻杆与水平方向夹角的减小，物块速度先增大后减小

13. 为了实现人类登陆火星的梦想，我国宇航员王跃和俄罗斯宇航员一起进行了“模拟登火星”的实验活动，假设火星半径与地球半径之比为1：2，火星质量与地球质量之比为1：9，已知地球表面的重力加速度为g，地球半径为R，万有引力常量为G，忽略自转的影响，则（　　）

A. 火星表面与地球表面的重力加速度之比为2：9

B. 火星的密度为

C. 火星的第一宇宙速度与地球的第一宇宙速度之比为

D. 王跃以相同初速度在火星表面与地球表面能竖直跳起的最大高度之比为9：4

第Ⅱ卷 （非选择题 共48分）

三、实验题（本题共2小题，共15分。）

14.（5分）在“研究平抛物体的运动”的实验中

（1）让小球多次沿同一轨道运动，通过描点法画出小球做平抛运动的轨迹。为了能较准确地描绘运动轨迹，下面列出了一些操作要求，将你认为正确的选项前面的字母填在横线上______；

a.通过调节使斜槽的末端保持水平，每次必须由 静止释放小球，                   每次释放小球的位置必须相同

b.斜槽必须光滑

c.小球运动时可以与木板上的白纸（或方格纸）相接触

d.记录小球位置用的木条（或凹槽）每次必须严格的等距离下降

e.将球的位置记录在纸上后，取下纸，用直尺将点连成折线

（2）某同学只记录了A、B、C三点，各点的坐标如图所示，则物体运动的初速度为______m/s（g=10m/s2），开始做平抛运动的初始位置的坐标为______。

15.（10分）飞船在靠近月球表面的圆形轨道绕行几圈后登陆月球，飞船上备有以下实验器材：

A.计时表一只；

B.弹簧测力计一只；

C.已知质量m的物体一个；

D.天平一架（附砝码一盒）；

已知航天员在绕行时及着陆后各做了一次测量，依据测量的数据，可求出月球的半径R及月球的质量M。（已知引力常量G）

（1）两次测量所选用的器材                          （多选）          

（2）两次测量的物理量是______________________和____________________________

（3）试用所给物理量的符号分别写出月球半径R和质量M的表达式。R=_______,M=________

四、计算题（本题共3小题，共33分。解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案不得分。）

16.（10分）在平直路面上运动的汽车的额定功率为60 kW，若其总质量为5 t，在水平路面上所受的阻力为5×103 N。

(1)求汽车所能达到的最大速度；

(2)若汽车以0.5 m/s2的加速度由静止开始做匀加速运动，则这一过程能维持多长时间？

(3)若汽车以额定功率启动，则汽车车速v′＝2 m/s时其加速度为多大？

17.（11分）为了探测引力波，“天琴计划”预计发射地球卫星P，其轨道半径约为地球半径的4倍，周期为T，万有引力常量为G，地球半径为R。求：

（1）地球表面的重力加速度；

（2）在地面上有一小球在竖直放置的光滑圆形管道内做圆周运动。当小球运动到圆形管道的最高点时，管道对小球的弹力与最高点时的速度平方的关系如图乙所示（取竖直向下为正方向）。MN为通过圆心的一条水平线。不计小球半径、管道的粗细，则管道的半径为多少；小球的质量为多少。

18.(12分) 某种弹射装置如图所示，左端固定的轻弹簧处于压缩状态且锁定，弹簧具有的弹性势能EP=4.5J，质量m=1.0kg的小滑块静止于弹簧右端，光滑水平导轨AB的右端与倾角θ=30°的传送带平滑连接，传送带长度L=8.0m，传送带以恒定速率v0=8.0m/s顺时针转动。某时刻解除锁定，滑块被弹簧弹射后滑上传送带，并从传送带顶端滑离落至地面。已知滑块与传送带之间的动摩擦因数μ=，重力加速度g取10m/s2。

（1）求滑块离开传送带时的速度大小v；

（2）求电动机传送滑块多消耗的电能E；

（3）若每次开始时弹射装置具有不同的弹性势能，要使滑块滑离传送带后总能落至地面上的同一位置，求的取值范围。

铁人中学2021级高一学年下学期第一次月考

物理试题答案

14.（第一问1分，其余每问2分）（1）  a    （2）1    （3）（－10cm，－5cm）

15.（每问2分）（1）A、B、C  

（2）飞船绕月球飞行的周期T    质量为m的物体在月球上所受重力的大小F

（3）   

16.【答案】 (1)12 m/s　(2)16 s　(3)5 m/s2

解析：(1)当汽车速度达到最大时，牵引力F＝Ff，   （1分）

则由P＝Fv得汽车所能达到的最大速度         

vmax＝＝ m/s＝12 m/s。          （2分）

(2)汽车以恒定的加速度a做匀加速运动，能够达到的最大速度为v，则有－Ff＝ma  （1分）

得v＝＝ m/s＝8 m/s （1分）

由v＝at得这一过程维持的时间t＝＝ s＝16 s。  （1分）

(3)当汽车以额定功率启动达到2 m/s的速度时，牵引力

F′＝＝ N＝3×104 N，    （2分）

由牛顿第二定律得汽车的加速度

a＝＝ m/s2＝5 m/s2。   （2分）

17.【答案】（1）；（2），

【详解】（1）根据牛顿第二定律得

    （2分）

在地球表面有

  （2分）

解得

   （1分）

（2）由图可知：当v2=b时

FN=0   （1分）

此时

    （1分）

解得

（1分）

当v2=0时，此时

FN=mg=a   （1分）

解得

   （2分）

18. 【答案】（1）7m/s；（2）96J；（3）12J≤Ep'≤132J

【详解】

（1）设滑块刚冲上传送带底端的速度为v1，根据能量守恒

  （1分）

代入数据得

因为μ＞tanθ，故滑块在传送带上先向上加速，根据根据牛顿第二定律

  （1分）

得

若滑块在传送带上一直加速，则离开传送带时的速度大小v满足

   （1分）

解得

   （1分）

所以假设成立，滑块离开传送带时的速度大小为7m/s。

（2）滑块在传送带上运动时间

   （1分）

该段时间，传送带的位移

   （1分）

对传送带，根据动能定理有

  （1分）

解得

即电动机传送滑块多消耗的电能

  （1分）

（3）分析可知，要使滑块滑离传送带后总能落至地面上的同一位置，滑块滑出传送带时要与传送带共速。

滑块刚好加速到与传送带共速时离开传送带，所对应的弹性势能最小，有

   （1分）

得

  （1分）

同理可得，滑块刚好减速到与传送带共速时离开传送带，所对应的弹性势能最大，有

   （1分）

得

  （1分）

所以，满足条件的弹性势能范围为