2021南充白塔中学高一下学期第二次月考（6月）物理试题含答案

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高2020级高一下期物理6月月考试卷考试时间：90分钟 一、选择题（共12小题，共计48分，每小题4分，1-8小题只有一个选项正确，9-12题有多个选项正确）1．关于行星运动定律和万有引力定律的建立过程，下列说法正确的是（　　）A．第谷通过研究行星观测记录，发现了行星运动三大定律B．开普勒指出，地球绕太阳运动是因为受到来自太阳的引力C．卡文迪许在实验室里通过扭秤实验，测量出了引力常量的数值D．牛顿通过比较月球公转的向心加速度和地球赤道上物体随地球自转的向心加速度，对万有引力定律进行了“月地检验”2．关于功和功率，下列说法正确的是（　　）A．根据 可知，力做功越多，其功率越大     B．根据可知，汽车的牵引力一定与速率成反比C．滑动摩擦力总是对物体做负功                     D．作用力做正功时，反作用力可能做负功3．如图所示，重物M沿竖直杆下滑，并通过绳带动小车沿斜面升高．当滑轮右侧的绳与竖直方向成θ角，且重物下滑的速率为v时，小车的速度为(　  )A．vsinθ B．v/cosθ C．vcosθ D．v/sinθ4．如图所示，在粗糙水平木板上放一个物块，使木板和物块一起在竖直平面内沿逆时针方向做匀速圆周运动，为水平直径，为竖直直径，在运动中木板始终保持水平，物块相对于木板始终静止，则（　　）A．物块始终受到三个力作用         B．物块受到的合外力始终指向圆心C．在、两个位置，物块所受支持力相同，摩擦力为零D．在、两个位置物块所受摩擦力提供向心力，支持力5．如图所示，a为放在地球赤道上相对地面静止的物体，随地球自转做匀速圆周运动，b为沿地球表面附近做匀速圆周运动的人造卫星（轨道半径约等于地球半径），c为地球的同步卫星。下列关于a、b、c的说法中正确的是（　　）A．a、b、c做匀速圆周运动的角速度大小关系为B．a、b、c做匀速圆周运动的向心加速度大小关系为C．a、b、c做匀速圆周运动的周期关系为    D．卫星b的线速度大小大于卫星c的线速度大小6．一物体从一行星表面某高度处自由下落（不计阻力）.自开始下落计时，得到物体离行星表面高度h随时间t变化的图象如图所示，则根据题设条件可以计算出A．行星表面重力加速度大小B．行星的质量C．行星的密度            D．物体受到星球引力的大小7．两个完全相同的小球、，在某一高度处以相同大小的初速度分别沿水平方向和竖直方向抛出，不计空气阻力，如图所示，则下列说法正确的是（　　）。A．两小球落地时动能相同B．两小球落地时，重力的瞬时功率相同C．两小球落地时的速度相同    D．从开始运动至落地，重力对两小球做功的平均功率相同8．石墨烯是目前世界上已知的强度最高的材料，其发现者由此获得2010年诺贝尔物理学奖．用石墨烯制作的“太空电梯”缆线，使人类进入太空成为可能．假设从赤道上空与地球同步的太空站竖直放下由石墨烯材料做成的太空电梯，固定在赤道上，这样太空电梯随地球一起旋转，如图所示．关于太空电梯仓停在太空电梯中点P时，下列对于太空电梯仓说法正确的是(      )A．处于平衡状态B．向心加速度比同高度卫星的大C．速度比第一宇宙速度大        D．上面的乘客处于失重状态9．如图所示，摆球质量为m，悬线长度为L，把悬线拉到水平位置后放手。设在摆球从A点运动到B点的过程中空气阻力的大小f不变，则下列说法正确的是（　　）A．重力做功为mgL B．悬线的拉力做功为mgLC．空气阻力做功为 D．克服空气阻力做功为fL10．宇宙中，两颗靠得比较近的恒星，只受到彼此之间的万有引力作用互相绕转，称之为双星系统．在浩瀚的银河系中，多数恒星都是双星系统．设某双星系统A、B绕其连线上的O点做匀速圆周运动，如图所示，若AO＞OB，则(　 　)A．星球A的质量一定大于B的质量B．星球A的线速度一定大于B的线速度C．双星间距离一定，双星的总质量越大，其转动周期越小D．双星的总质量一定，双星之间的距离越大，其转动周期越小11．如图所示，三颗卫星a、b、c均绕地球做匀速圆周运动，其中b、c在地球的同步轨道上，a距离地球表面的高度为R，此时a、b恰好相距最近。已知地球质量为M、半径为R、地球自转的角速度为。万有引力常量为G，则（   ） A．发射卫星b、c时速度要大于   B．b、c卫星离地球表面的高度为C．卫星a和b下一次相距最近还需经过    D．若要卫星c与b实现对接，可让卫星b减速12．如图所示，木块B上表面是水平的，当木块A置于B上，并与B保持相对静止，一起沿固定的光滑斜面由静止开始下滑，在下滑过程中正确的是A．A所受的合外力对A不做功B．B对A的弹力做正功C．B对A的摩擦力做正功           D．A对B不做功二、实验题（共计13分）13（4分）．某实验小组利用如图所示的装置进行“探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系”实验。转动手柄，可使塔轮、长槽和短槽随之匀速转动。塔轮至上而下有三层，每层左、右半径比分别是1：1、2：1和3：1。左、右塔轮通过皮带连接，并可通过改变皮带所处层来改变左、右塔轮的角速度之比。实验时，将两个小球分别放在短槽C处和长槽的A（或B）处，到左、右塔轮中心的距离相等，两个小球随塔轮做匀速圆周运动，向心力大小关系可由标尺露出的等分格的格数判断。(1)该实验用到的方法是（____）A．理想实验        B．等效替代法        C．微元法          D．控制变量法(2) 在某次实验中，某同学把两个质量相等的小球分别放在位置，将皮带连接在左、右塔轮半径之比为2：1的塔轮上，实验中匀速转动手柄时，得到左、右标尺露出的等分格数之比为1：4；随后又将皮带连接在左、右塔轮半径之比为3：1的塔轮上，实验中匀速转动手柄时，得到左、右标尺露出的等分格数之比为1：9；则实验说明（____）。A． 做匀速圆周运动的物体，在质量和转动半径一定时，向心力与转动角速度的平方成正比；B． 做匀速圆周运动的物体，在质量和转动角速度一定时，向心力与转动半径成正比。14（9分）．在“探究平抛运动规律”的实验中，某同学进行了如下实验探究：（1）如图1，将两个倾斜光滑轨道固定在同一个竖直平面内，轨道下端水平。把两个质量相等的小钢球A、B分别从斜面的同一高度由静止开始同时释放，使两小球能以相同的水平速度同时分别从轨道的下端射出（水平轨道足够长），观察到某一现象。改变两小球相对斜面的释放高度，使之仍相同，则仍能观察到这一现象，故可以概括平抛运动的某一规律。该同学观察到的现象和反映的平抛运动的规律是_______；A．A、B两个小球相撞            B．A、B两个小球同时落地C．水平方向做匀速直线运动        D．竖直方向做自由落体运动（2）通过图2中甲图的实验装置，在实验过程中每次释放小球的位置都相同，并在乙图的坐标纸上记录了小球经过的A、B、C三点，已知坐标纸每小格的边长，则该小球做平抛运动的初速度大小为______；B点的竖直分速度大小为_________。（g取）三、解答题（共计39分）15（12分）．如图所示，一个可以视为质点的小球质量为m，以某一初速度冲上光滑半圆形轨道，轨道半径为R = 0.9m，直径BC与水平面垂直，小球到达最高点C时对轨道的压力是重力的3倍，重力加速度g = 10m/s2，忽略空气阻力，求：(1)小球通过C点的速度大小；(2)小球离开C点后在空中的运动时间是多少；(3)小球落地点距B点的距离。  16（12分）．有一台额定功率为的起重机，将一个质量为的物体竖直向上吊起，不计空气阻力，取重力加速度。则：(1)若起重机以最大功率工作时，物体最终能达到的最大速度为多少？(2)若物体从静止开始以的加速度匀加速上升，则维持此加速度的时间是多少？  17（15分）．如图所示，倾角为的粗糙平直导轨与半径为r的光滑圆环轨道相切，切点为b，整个轨道处在竖直平面内. 一质量为m的小滑块从导轨上离地面高为H=3r的d处无初速下滑进入圆环轨道，接着小滑块从最高点a水平飞出，恰好击中导轨上与圆心O等高的c点. 已知圆环最低点为e点，重力加速度为g，不计空气阻力. 求：（1）小滑块在a点飞出的动能；（）小滑块在e点对圆环轨道压力的大小；（3）小滑块与斜轨之间的动摩擦因数. （计算结果可以保留根号）          物理参考答案 1．C【详解】A．开普勒提出行星运动三大定律，A错误；BC．牛顿提出地球绕太阳运动是因为受到来自太阳的引力；卡文迪许在实验室里通过几个铅球之间万有引力的测量，得出了引力常量的数值，B错误，C正确；D．牛顿认为如果重力和星体间的引力是同一性质的力，都与距离的二次方成正比关系，那么月球绕地球做近似圆周运动的向心加速度就应该是地面重力加速度的1/3600，因为月心到地心的距离是地球半径的60倍，牛顿通过计算证明他的想法是正确的。所以牛顿通过比较月球公转的向心加速度和地球表面的重力加速度，对万有引力定律进行了“月地检验”，D错误。故选C。2．D【详解】A．根据 可知，单位时间内力做功越多，其功率越大，选项A错误；B．根据可知，当汽车的功率一定时，汽车的牵引力一定与速率成反比，选项B错误；C．滑动摩擦力总是对物体可以做正功，也可以做负功，也可以不做功，选项C错误；D．静摩擦力可以对物体做正功，也可以对物体做负功，也可以不做功，选项D正确。故选D。3．C【详解】将M物体的速度按图示两个方向分解，如图所示则绳子的速率为： 而绳子速率等于物体m的速率，则有物体m的速率为 故选C．4．B【详解】A．物块在最高点和最低点受重力和支持力两个力作用，靠两个力的合力提供向心力，在a、b两点，受重力、支持力和静摩擦力三个力作用，故A错误；B．物块做匀速圆周运动，靠合外力提供向心力，可知合外力始终指向圆心，故B正确；CD．在位置c，根据牛顿第二定律得得在位置d，根据牛顿第二定律得得最高点和最低点，摩擦力为零，靠重力和支持力的合力提供向心力，在a、b两位置，重力和支持力平衡，靠静摩擦力提供向心力，故CD错误。故选B。5．D【详解】A．地球赤道上的物体与同步卫星具有相同的角速度，所以ωa=ωc；根据万有引力定律有解得因为rb<rc，所以ωb>ωc=ωa选项A错误；B．地球赤道上的物体与同步卫星具有相同的角速度，所以ωa=ωc，根据a=rω2知，c的向心加速度大于a的向心加速度，根据a=得b的向心加速度大于c的向心加速度，即ab>ac>aa选项B错误；C．卫星c为地球同步卫星，所以Ta=Tc根据T=2π得c的周期大于b的周期，即Ta=Tc>Tb选项C错误；D．在b、c中，根据万有引力定律有解得因为rb<rc，所以b的线速度比c的线速度大，选项D正确。故选D。6．A【分析】根据离行星表面的高度落地时间求出行星表面的重力加速度，从而再求出落地的速度．【详解】物体离行星表面的高度为25m，落地时间为2.5s，根据，得出重力加速度g，再根据公式v=gt，求出落地的速度，故AC正确；由于不知道行星的半径，所以不能求出行星的质量，故B错误；由于不知道物体的质量，所以不能求出物体受到行星的引力大小，故D错误．所以AC正确，BD错误．【点睛】本题主要考查了根据运动学公式求出行星表面的重力加速度和落地速度．以及知道万有引力等于重力，因为不知行星的半径，不能求出中心天体的质量，以及不知物体的质量m，而不能求出引力大小．7．A【详解】AC．根据动能定理得高度相同，则重力做功mgh相同，初动能相同，则末动能相同，故AC正确；
B．根据P=mgv竖直知，落地的速度大小相等，但是A落地时速度方向与重力之间有夹角，可知两球落地时的重力功率不同，故B错误；
D．从开始抛出到落地，重力做功相同，但是竖直上抛运动的时间大于平抛运动的时间，根据知，重力做功的平均功率不同，且PA＞PB，故D错误。
故选AC。8．D【详解】A．太空电梯仓绕地球做匀速圆周运动，不是平衡状态，选项A错误；B．根据可知，太空电梯仓转动的向心加速度小于同步卫星A的向心加速度，根据可知，同步卫星A的向心加速度小于与P同高度卫星的向心加速度，则太空电梯仓向心加速度比同高度卫星的小，选项B正确；C．根据可知，太空电梯仓转动的速度小于同步卫星A的速度，根据可知，同步卫星A的速度小于第一宇宙速度，则太空电梯仓的速度比第一宇宙速度小，选项C错误；D．由于各点随地球一起做匀速圆周运动，重力作为了需要的向心力，则上面的乘客处于失重状态，故D正确．9．AC【详解】A．由重力做功特点得重力做功为故A正确；B．悬线的拉力始终与 v垂直，不做功，故B错误；CD．将圆弧路径分成若干小圆弧(尽量小)，每一段小圆弧上可认为f是恒力，所以f所做的总功等于每个小弧段上f所做功的代数和，即故C正确，D错误。故选AC。10．BC【解析】【详解】A、根据万有引力提供向心力mAω2rA=mBω2rB，因为rA＞rB，所以mA＜mB，即A的质量一定小于B的质量，故A错误；B、双星运动的角速度相等，据v=rω可知：因为rA＞rB，所以vA＞vB，故B正确；C、D、设两星体间距为L，根据万有引力提供向心力公式得：，解得：，由此可知双星距离一定，双星总质量越大，其转动周期越小，双星的总质量一定，双星之间的距离越大，其转动周期越大，故C正确，D错误.故选BC.11．BC【详解】A．卫星b、c绕地球做匀速圆周运动，7.9km/s是指在地球上发射的物体绕地球飞行作圆周运动所需的最小初始速度，11.2km/s是物体挣脱地球引力束缚的最小发射速度。所以发射卫星b时速度大于7.9km/s，而小于11.2km/s，故A错误；
B．万有引力提供向心力，对b、c卫星，由牛顿第二定律得解得故B正确；
C．卫星b在地球的同步轨道上，所以卫星b和地球具有相同的周期和角速度。由万有引力提供向心力，即解得a距离地球表面的高度为R，所以卫星a的角速度此时a、b恰好相距最近，到卫星a和b下一次相距最近（ωa-ω）t=2π故C正确；
D．让卫星b减速，卫星b所需的向心力减小，万有引力大于所需的向心力，卫星b会做向心运动，轨道半径变小，离开原轨道，所以不能与c对接，故D错误；故选BC。12．CD【详解】木块向下加速运动，故动能增加，由动能定理可知，木块A所受合外力对A做正功，故A错误；A、B整体具有沿斜面向下的加速度，设为a，将a正交分解为竖直方向分量a1，水平分量a2，如图所示，
由于具有水平分量a2，故必受水平向左摩擦力f，A受力如图所示，所以支持力做负功，摩擦力做正功，故B错误，C正确；
由牛顿第二定律得；竖直方向上； mg-N=ma1①
水平方向上：f=ma2②
假设斜面与水平方向的夹角为θ，摩擦力与弹力的合力与水平方向夹角为α，由几何关系得；a1=gsinθsinθ ③
a2=gsinθcosθ ④ ⑤
①→⑤联立得： 即α+θ＝ 所以B对A的作用力与斜面垂直，所以B对A不做功，故B错误；
由牛顿第三定律得，A对B的作用力垂直斜面向下，所以A对B也不做功，故D正确．故选CD．点睛：判断外力是否做功及功的正负可根据做功的条件是否做功，再根据力与位移方向的夹角判断功的正负，也可以根据力与速度方向的夹角判断功的正负．13．D    A    【详解】(1)[1]该实验探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系，用到的方法是控制变量法，故选D。(2)[2]把两个质量相等的小球分别放在AC位置，则转动半径相等，第一次将皮带连接在左、右塔轮半径之比为2：1的塔轮上，则两球转动的角速度之比为1∶2，得到左、右标尺露出的等分格数之比为1：4，即向心力之比为1∶4；同理第二次将皮带连接在左、右塔轮半径之比为3：1的塔轮上，则两球转动的角速度之比为1∶3，得到左、右标尺露出的等分格数之比为1：9，即向心力之比为1∶9；说明做匀速圆周运动的物体，在质量和转动半径一定时，向心力与转动角速度的平方成正比；故选A。14．AC    1.5    2.5    【详解】(1)[1]该同学观察到的现象是A、B两个小球相撞，说明两球在水平方向的运动完全相同，即反映的平抛运动的规律是水平方向做匀速直线运动，故选AC。(2)[2][3]根据可得  该小球做平抛运动的初速度大小为 经过B点的竖直速度则15．(1)6m/s；(2)0.6s；(3)3.6m【详解】(1)小球通过最高点C，重力和轨道对小球的支持力提供向心力有F + mg = m，F = 3mg解得vC = 6m/s(2)小球离开C点后在空中做平抛运动，竖直方向有2R = gt2解得t = 0.6s(3)水平方向有x = vCt = 3.6m16．(1)；(2)【详解】(1)当牵引力等于重力时，速度最大，根据，可得最大速度为(2)根据牛顿第二定律得解得匀加速运动的末速度可知17．（1）；（2）F′=6mg；（3）【详解】（1）小滑块从a点飞出后做平拋运动：水平方向：    竖直方向：    解得：    小滑块在a点飞出的动能    （2）设小滑块在e点时速度为，由机械能守恒定律得：        在最低点由牛顿第二定律：    由牛顿第三定律得：F′=F    解得：F′=6mg    （3）bd之间长度为L，由几何关系得：    从d到最低点e过程中，由动能定理        解得