2021-2022学年江西省宜春市奉新县第一中学高一（下）第二次月考物理试题含解析

奉新一中2024届高一下学期第二次月考物理试卷

一、选择题（每小题4分，共48分。1-8小题为单选题，9-12题为多选题，多选题全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分。）

1. 如图所示，转笔深受广大中学生喜爱，其中也包含了许多的物理知识，假设小李同学是转笔高手，能让笔绕其手上的某一点O做匀速圆周运动，下列叙述正确的是（　　）

A. 笔杆上各点的线速度方向沿着笔杆指向O点

B. 除了O点，笔杆上其他点的角速度大小都一样

C. 笔杆上各点的线速度大小与到O点的距离成反比

D. 笔杆上的点离O点越近，做圆周运动的向心加速度越大

【答案】B

【解析】

【详解】A．笔杆上各点绕O点匀速转动，各点的线速度方向垂直于笔杆，A错误；

B．笔杆上的各个点都做同轴转动，除O点不转动外，其它点的角速度是相等的，B正确；

C．笔杆上各个点的角速度相等，根据

可知，笔杆上各点的线速度的大小与到O点的距离成正比，C错误；

D．笔杆上的各个点都做同轴转动，所以角速度相等，根据向心加速度的公式

可知，离O点越近，向心加速度越小，D错误；

故选B。

2. 东京奥运全红婵以“完美一跳”而使金牌生辉，荣耀乡里，这是运动员平时刻苦训练所结硕果。如图所示，虚线是跳水运动员在某次训练中，运动员离台后其头部在空中轨迹示意图。A为曲线轨迹起始点，B为轨迹最高点，C点的切线沿竖直方向，D点是即将入水点。关于运动员头部在空中运动下述正确的是（　　）

A. 在A处速度和加速度都沿竖直方向 B. 在B加速度向下，速度沿水平方向

C. 在C处速度和加速度都沿水平方向 D. 在D处速度向下，加速度向上

【答案】B

【解析】

【详解】曲线运动物体某位置的速度方向在该点所在轨迹的切线方向上，根据题目轨迹示意图，可知A处速度斜向左上方，B处水平向左，C处和D处都是竖着向下；运动员在空中只受重力作用（忽略空气阻力），所以任意位置的加速度都是重力加速度g，所以ACD错误，B正确。

故选B。

3. 、两质点同时从水平地面开始做斜抛运动，运动方向如图中箭头所示，恰好同时到达C点（两条轨迹平行靠近，两质点不相撞），落地时A的水平位移小于B的水平位移，则下列说法不正确的是（　　）

A. 抛出时质点A的速度小于质点B的速度

B. 到达C点时， 、两质点速度大小相等

C. 、两质点到达最高点时的高度相同

D. 、两质点同时落地

【答案】B

【解析】

【详解】CD．两质点同时开始运动，且同时到达C点，说明、从地面到C的运动，在竖直方向的分运动情况相同，从而抛出时的竖直方向分速度相同，同时到达最高点，且最高点的高度相同，同时落地，落地时竖直分速度也相同，故CD正确，不符合题意；

AB．由图可知，A的水平位移小于B的水平位移，可知运动过程中A的水平分速度小于B的水平分速度，从而抛出时A的合速度小于B的合速度，同样到达C点时，A的合速度小于B的合速度，故A正确，不符合题意，B错误，符合题意。

故选B。

4. 如图所示的皮带传动装置中，轮A和B同轴，A、B、C分别是三个轮边缘的质点，且RA = RC = 3RB，则三质点的向心加速度之比aA：aB：aC等于（   ）

A. 9：3：1 B. 3：1：3

C. 1：3：9 D. 9：1：9

【答案】A

【解析】

【详解】因为B轮和C轮是皮带传动，皮带传动的特点是两轮与皮带接触点的线速度的大小与皮带的下速度大小相同，故有

vC = vB，vB：vC = 1：1

因A轮和B轮共轴，两轮角速度相同，故有

由得

所以

由题目可知

RA = RC = 3RB

根据得

故选A。

5. 如图所示，一个半径是R的圆盘绕竖直轴匀速转动，盘面离地高度为h，当转动的角速度达到某值时，位于圆盘边缘的物块A（可看成质点）刚好从圆盘上飞离，且物块从飞出圆盘到落地的水平位移为L，不计空气阻力，假设物块与圆盘的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则物块与圆盘间的动摩擦因数为（    ）

A.  B.  C.  D.

【答案】B

【解析】

【详解】物块A从圆盘边缘飞出后做平抛运动，则有

联立可得初速度

物体A刚好飞离圆盘的时候，可以认为最大静摩擦力提供了向心力，有

解得

故B正确，ACD错误。

故选B。

6. 如图（a）所示为游乐园中的旋转飞椅，可简化为如图（b）所示的模型，乘坐在吊椅上的游客甲和乙的运动均可视为匀速圆周运动，不考虑空气阻力的影响，游客甲和乙的坐椅吊绳长度不同，坐椅与游客均可视为质点，则吊绳与竖直方向夹角θ较大的游客（　　）

A. 角速度较大

B. 坐椅离地面高度较小

C. 向心加速度较小

D. 所受的向心力较大

【答案】B

【解析】

【详解】A．乘坐在吊椅上的游客甲和乙的运动可视为匀速圆周运动，角速度ω相等，A错误；

B．设吊绳长为l，转盘半径为r，坐椅与转盘的竖直距离为d，根据牛顿第二定律得

mgtan θ=m（r+lsin θ）·ω2

可得

g=（+d）ω2

可知吊绳与竖直方向的夹角越大，坐椅与转盘的竖直距离越大，距离水平地面的高度越小，故B正确；

C．根据

mgtan θ=ma

可知吊绳与竖直方向夹角θ较大的游客向心加速度较大，C错误；

D．F=ma，由于不知道两游客的质量关系，无法判断甲、乙所受向心力的大小，D错误。

故选B。

7. 如图所示，将完全相同的两小球AB，用长L=0.8m的细绳悬于以v=4m/s向右匀速运动的小车顶部，两球与小车前后壁接触，由于某种原因，小车突然停止瞬间，两悬线中的张力之比TB:TA为（　　）

A. 1:1 B. 1:2 C. l:3 D. 1:4

【答案】C

【解析】

【分析】

【详解】设小球的质量都是m小车突然停止，则B球受到小车前壁的作用停止运动，对B球有：

FB=mg=10m

小车突然停止，则A球由于惯性，会向前摆动，做圆周运动，对A球有：

所以

两悬线中的张力之比TB:TA为1:3。

故选C

8. 如图所示，水平面上OA为一根轻杆，轻杆可绕O点在竖直面内转动。AB为一根轻绳，在A点与轻杆连接，在B点系着一个小球。轻杆OA与轻绳AB等长，均为L。某时刻开始轻杆绕O点以角速度逆时针转动，当轻杆OA转过θ角（θ角较小）时，小球的速度大小为（　　）

A.  B.  C.  D.

【答案】D

【解析】

【详解】如图所示，把A点和小球的速度沿绳方向和垂直绅方向分解，绳长不变，所以沿绳方向两分速度相等，有

得

故选D。

9. 下列说法正确的是（　　）

A. 地面物体所受地球的引力与月球所受地球的引力是同一种性质的力

B. 地面物体所受地球的引力与月球所受地球的引力不是同一种类型的力

C. 地面物体所受地球引力只与物体质量有关，

D. 月球所受地球的引力与月球质量有关外，还与地球质量有关

【答案】AD

【解析】

【详解】月地检验的结果说明地面物体所受地球的引力与月球所受地球的引力是同一种性质的力，即遵循力与两物体质量的乘积成正比，与距离的平方成反比的规律，故AD正确，BC错误。

故选AD。

10. 2021年6月17日，搭载三名宇航员的“神舟十二号”载人飞船由“长征二号F”运载火箭送上太空，飞船经过585秒后进入到距离地球表面最近200km、最远400km的椭圆轨道上运行，约6.5小时后与在距离地球表面高为400km的圆轨道上运行的空间站完美对接，若“神舟十二号”载人飞船在椭圆轨道上运行时只受到地球的吸引力，地球半径为6400km，近地卫星的运动周期约为84分钟，飞船在椭圆轨道上运行过程中（　　）

A. 运行的周期约为90分钟

B. 在近地点和远地点的速率之比为

C. 在近地点和远地点的速率之比为

D. 在近地点和远地点的加速度大小之比为

【答案】AB

【解析】

【详解】A．根据开普勒第三定律得

解得

A正确；

BC．在近地点和远地点的速率之比为

B正确，C错误；

D．根据牛顿第二定律得

解得

D错误。

故选AB。

11. 如图所示，ab为竖直平面内的半圆环acb的水平直径，c为环上最低点，环半径为R．将一个小球从a点以初速度v0沿ab方向抛出，设重力加速度为g，不计空气阻力，则（　　）

A. 当小球的初速度为时，撞击环上时的竖直分速度最大

B. 当小球的初速度为时，将撞击到环上的bc段

C. 当取适当值，小球可以垂直撞击圆环

D. 无论取何值，小球都不可能垂直撞击圆环

【答案】AD

【解析】

【详解】A.平抛运动在竖直方向的分运动是自由落体运动，由 知，当小球落在c点运动的时间最长，竖直方向的分速度：vy=gt，可知运动时间越长，竖直方向的分速度越大，所以当小球落在c点时竖直方向的分速度最大，对应的初速度

故A正确．

B.当小球的初速度为时，由于

<

所以小球将撞击到环上的ac段，故B错误．

CD.小球的初速度小于等于，小球将撞击到环上的圆弧ac段，小球撞击在圆弧ac段时，速度方向斜向右下方，不可能与圆环垂直．当小球的初速度大于时，小球将撞击在圆弧cb段，根据推论：平抛运动的速度反向延长线交水平位移的中点，可知，由于O不在水平位移的中点，所以小球撞在圆环上的速度反向延长线不可能通过O点，也就不可能垂直撞击圆环．因此无论v0取何值，小球都不可能垂直撞击圆环，故C错误，D正确．

故选AD

12. 如图所示，在水平圆盘上放有质量分别为m、m、2m的可视为质点的三个物体A、B、C，圆盘可绕垂直圆盘的中心轴转动。三个物体与圆盘的动摩擦因数均为，最大静摩擦力认为等于滑动摩擦力。三个物体与轴O共线且OA=OB=BC=r=0.2 m，现将三个物体用轻质细线相连，保持细线伸直且恰无张力。若圆盘从静止开始转动，角速度极其缓慢地增大，已知重力加速度为g=10m/s2，则对于这个过程，下列说法正确的是（　　）

A. A、B两个物体同时达到最大静摩擦力

B. B、C两个物体的静摩擦力先增大后不变

C. 当时整体会发生滑动

D. 当时，在增大的过程中B、C间的拉力不断增大

【答案】BC

【解析】

【分析】

【详解】ABC．当圆盘转速增大时，由静摩擦力提供向心力。三个物体的角速度相等，由可知，因为C的半径最大，质量最大，故C所需要的向心力增加最快，最先达到最大静摩擦力，此时

计算得出

当C摩擦力达到最大静摩擦力之后，BC间绳子开始提供拉力，B的摩擦力增大，达最大静摩擦力后，AB之间绳子开始有力的作用，随着角速度增大，A的摩擦力将减小到零然后反向增大，当A与B的摩擦力也达到最大时，且BC的拉力大于AB整体的摩擦力时物体将会出现相对滑动，此时A与B还受到绳的拉力，对C可得

对AB整体可得

计算得出

当时整体会发生滑动，故A错误，BC正确；

D．在时，B、C间的拉力为零，当时，在增大的过程中B、C间的拉力逐渐增大，故D错误。

故选BC。

二、实验题（每空2分，共12分）

13. 为更简洁和精准验证“用圆锥摆验证向心力的表达式”实验，某兴趣小组对实验进行了改进，如图是简化实验装置示意图，在小圆盘中心打孔，将电动机的转轴穿过小孔，使小圆盘与转轴垂直并固定，且保证重锤悬在电动机转轴的正下方。把悬挂摆球的细线穿过小孔中心并系牢。

实验步骤如下：

第一步：将电动机接入电路，用手给摆球一个初速度，使摆球在电动机带动下做速度合适的匀速圆周运动；

第二步：待摆球做稳定的匀速圆周运动时，通过调节激光笔的高度和角度，使激光笔既能照到重锤线上，又能在一圈中两次照在圆平面上做匀速圆周运动的摆球，调整好后固定激光笔；

第三步：观察激光笔照到右侧墙（未画出）上的激光点，当激光点第一次挡住时数0圈，同时按下停表，第三次被挡住时数1圈，第五次被挡住时数2圈，依次数到n圈时按下停表，记录时间t；

第四步：断开开关，测出小圆盘到重锤线上激光点的距离h；

第五步：改变摆线长度，重复实验5次。

(1)改进实验中，是否需要测量圆锥摆匀速圆周运动的轨道半径。______（填“是”或“否”）。

(2)改进实验中，只需验证______（用n、t、h、、g表示）。

(3)保持n的取值不变，改变摆线长度进行多次实验，可获取不同的t。若小球所受的合力大小F与向心力大小相等，则如图所示图象合理的是______。

A． B C. D.

【答案】    ①. 否    ②.     ③. D

【解析】

【分析】

【详解】(1)圆锥摆转动时满足

即

则不需要测量圆锥摆匀速圆周运动的轨道半径；

(2)因为

则实验中只需验证

(3)由于

可知图像D正确；

14. 图甲是“研究平抛物体的运动”的实验装置图．

(1)图乙是正确实验取得的数据，其中O为抛出点，则此小球做平抛运动的初速度为______________m/s（取g="9.8" m/s2）．

(2)在另一次实验中将白纸换成方格纸，每小格的边长L＝5 cm，通过实验，记录了小球在运动途中的三个位置，如图丙所示，则该小球做平抛运动的初速度为_______m/s；B点的竖直分速度为________m/s（取g="10" m/s2）．

【答案】(1)1.6   (2)1.5    2

【解析】

【详解】（1）由于O为抛出点，所以根据平抛运动规律有：

x=v0t，

将x=32cm，y=45cm代入解得：

（2）根据平抛运动规律有：

竖直方向：

△h=gt2，

水平方向：

x=v0t

将x=3L=15cm，△h=2h=10cm，代入解得

t=0.1s，v0=1.5m/s，，

小球通过B点的速度

三、计算题（第15题8分，第16题10分，第17题10分第18题12分，共40分）

15. 如图所示，某人距离平台右端x0=10m处起跑，以恒定的加速度向平台的右端冲去，离开平台后恰好落在地面上的小车车厢底板中心。设平台右端与车厢底板间的竖直高度H=1.8m，与车厢底板中心的水平距离x=1.2m，取g=10m/s2，求：

(1)人离开平台时的速度v0；

(2)人运动的总时间t。

【答案】（1）；（2）

【解析】

【详解】(1)设人在平台上运动的时间为t1，离开平台做平抛运动的初速度为v0，平抛运动的时间为t2，由平抛运动的规律有

，

解得

t2=0.6s，v0=2m/s

(2)人在平台上做匀加速直线运动，有

解得

t1=10s

人运动的总时间为

t=t1+t2

解得

t=10.6s

16. 如图甲所示，有一质量为M、半径为R的密度均匀球体，在距离球心O为2R的地方有一质量为m的质点。求

（1）球体对质点m的万有引力大小

（2）若从M中挖去一半径为的球体，如图乙所示，求剩下部分对质点的万有引力F为多大？

【答案】（1）；（2）

【解析】

【分析】

【详解】（1）由万有引力定律球体与质点之间的万有引力

（2）完整球体的质量

挖去的小球质量

被挖掉的小球与质点之间的万有引力

故剩下部分对质点的万有引力

17. 如图所示，一光滑的半径为R的半圆形轨道底部固定竖直放置在水平面上，一个质量为2m的小球以某一速度冲上轨道，然后小球从轨道口B处飞出，最后落在水平面上，已知小球落地点C距B处的距离为6R。求：小球对轨道口B处的压力为多大?

【答案】

【解析】

【详解】设小球经过B点时速度为，离开B点后做平抛运动，水平位移

水平方向有

竖直方向有

解得

小球过B点时由牛顿第二定律得

解得

由牛顿第三定律知小球对B处的压力为

18. 如图所示，A点距水平面BC的高度h=1.25m，BC与圆弧轨道CDE相接于C点，D为圆弧轨道的最低点，圆弧轨道DE对应的圆心角θ=37°，圆弧的半径R=0.5m，圆弧和倾斜传送带EF相切于E点，EF的长度为l=5m，一质量为m=1kg的小物块从A点以v0=5m/s的速度水平抛出，从C点沿切线进入圆弧轨道，当经过E点时，物体受到圆弧的摩擦力f=40N，随后物块滑上传送带EF，已知物块与圆弧上E点附近以及传送带EF间的动摩擦因数μ均为0.5，重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，求：

（1）物块做平抛运动时水平方向位移BC的长度；

（2）物块到达E处时速度的大小；

（3）若物块能被送到F端，传送带顺时针运转的速度应满足的条件及物块从E端到F端所用时间的范围。

【答案】（1）2.5m；（2）6m/s；（3）v≥4m/s；1～2.2s

【解析】

【详解】物块做平抛运动，竖直方向上

解得

t=0.5s

水平方向上

（2）物块经过E点时，受滑动摩擦力

f=μN

解得

N=80N

物块圆周运动沿半径方向的合外力提供向心力

解得

vE=6m/s

若传送带速度v≥6m/s，此时对物体受力分析可得

，

物块将以a1=2m/s2，一直沿传送带向上做匀减速运动，减速到零时位移

物块能到达F端；此时用时最短

，

解得

t=1s或t=5s（舍去）

若传送带的速度v<6m/s，此时对物块受力分析可得

，

物块开始将以a2=l0/s2沿传送带向上匀减速直线运动；减速到和传送带速度相等后，由于，

将以a1=2m/s2继续匀减，直到被送到F端或减速到零；

设传送带速度为v时，物体到F点速度恰好到零，则

，

解得

v=4m/s

此时物块到F端的时间最长

故传送带的速度应满足的条件v≥4m/s；物块从E到F端的时间范围是1～2.2s。