2021-2022学年河北省邢台市卓越联盟高一（下）第二次月考物理试卷(含答案解析)

2021-2022学年河北省邢台市卓越联盟高一（下）第二次月考物理试卷

1.  下列说法错误的是(    )

A. 开普勒研究了行星运动得出了开普勒三大定律
B. 卡文迪什利用扭秤实验测出了引力常量G的值
C. 牛顿发现了万有引力定律，并测出万有引力常量G
D. 牛顿进行了月一地检验，证明了地面物体所受引力和天体间引力遵循相同的规律

2.  如图，做匀速圆周运动的质点在由A点运动到B点，其在A、B两点的向心加速度(    )

A. 大小相同，方向不同
B. 大小不同，方向相同
C. 大小和方向都不同
D. 大小和方向都相同

3.  关于离心运动现象下列说法正确的是(    )

A. 当物体所受的离心力时，产生离心现象
B. 离心运动是由于合力突然消失或合力不足以提供向心力而引起的
C. 做匀速圆周运动的物体，当提供的向心力突然增大时做离心运动
D. 离心现象只有危害，无法利用
 

4.  关于万有引力的表达式，下列说法正确的是(    )

A. 当两物体间的距离r趋于零时，万有引力趋于无穷大
B. 引力常量G的单位为
C. 万有引力定律只适用于两个质点间万有引力大小的计算
D. 若，则物体受到的引力大于物体受到的引力
 

5.  如图，A、B两艘快艇在湖面上做半径之比为8：9的匀速圆周运动，在相同的时间内，它们通过的路程之比是4：3，运动方向改变的角度之比是3：2，它们的向心加速度之比为(    )

A. 16：9 B. 9：4 C. 4：1 D. 2：1

6.  如图所示，质量为m的小球用长为l的细线悬于P点，使小球在水平面内以O为圆心做匀速圆周运动，细线与竖直方向的夹角为，下列说法中正确的是(    )

A. 小球受重力、拉力、向心力
B. 由于小球做匀速圆周运动，所以向心力不变
C. 小球所受到的合力大小为
D. 小球角速度的大小为
 

7.  太阳的质量是月球的a倍，太阳到地球的距离大约是月球到地球的距离的b倍，则太阳对地球的引力跟月球对地球引力之比是(    )

A.
B.
C.
D.

8.  共享单车方便人们的出行。如图所示，单车的大齿轮、小齿轮、后轮是相互关联的三个转动部分，其边缘有三个点A、B、C。下列说法正确的是(    )
 

A. A、B两点的向心加速度大小相等 B. B、C两点的周期相同
C. A、B两点的线速度大小相等 D. B、C两点的角速度大小相等

9.  如图所示是生活中的圆周运动实例，下列说法正确的是(    )

A. 图中火车转弯超过规定速度行驶时，外轨对轮缘会有挤压作用
B. 图中汽车通过拱桥的最高点时，无论汽车速度多大，汽车对桥始终有压力
C. 图中汽车通过凹形路面时，汽车处于超重状态
D. 图中在水平路面上行驶的汽车转弯时速度可以任意大小
 

10.  如图所示，长为L的悬线固定在O点，在O正下方处有一钉子C，把悬线另一端的小球m拉到跟悬点同一水平面上无初速度释放，小球到最低点悬线碰到钉子的瞬间，则小球的(    )

A. 线速度大小突然增大为原来2倍 B. 角速度突然增大为原来2倍
C. 向心加速度突然增大为原来2倍 D. 绳子的拉力突然增大为原来2倍

11.  如图所示是利用频闪照相研究平抛运动的示意图。小球A由斜槽滚下，从桌边缘水平抛出，当它恰好离开桌边缘时，小球B也同时由静止开始下落，用频闪相机拍摄的照片中B球有四个像，相邻两像间实际下落距离已在图中标出，单位em，两球恰在位置4相碰。两次相邻频闪拍照的时间间隔为______ s，A球离开桌面时的速度______，通过该实验你能判定：“做平抛运动的物体沿竖直方向做自由落体运动”的依据是______。不计空气阻力。

12.  某学校新进了一批传感器，小明在老师指导下，在实验室利用传感器探究物体圆柱体做圆周运动的向心力与物体质量、轨道半径及线速度的关系，圆柱体放置在水平光滑圆盘上做匀速圆周运动。实验装置如图甲所示。力电传感器测定的是向心力大小F，速度传感器测量圆柱体的线速度大小v。圆柱体可近似看作质点。

小明同学为了探究向心力跟线速度的关系，需要控制______和______两个变量保持不变；
改变线速度v，多次测量，小明测出了五组v、F数据，

①他利用作图法处理实验数据，请你根据上面数据帮他在图乙中描点并作出图线。
②若圆柱体运动半径，由作出的图线可得圆柱体的质量______kg。结果保留两位有效数字

13.  为了处理问题方便，通常可以认为太阳系中的各个行星绕太阳做匀速圆周运动。若已知地球绕太阳公转的半径为r，公转周期为T，万有引力常量为G，太阳的半径为R，求：
利用题目给定的数据是否可以计算出地球的质量？
太阳的质量M。
若已知太阳的另一颗行星绕太阳做匀速圆周运动的半径为，则该行星的周期为多大？

14.  长的轻杆，其一端连接着一个零件可看作质点，A的质量现让A在竖直平面内绕O点做圆周运动，如图所示，在A通过最高点时，求：
的速率为多大时，轻杆对A的作用力为0；
的速率心时，轻杆对A的作用力大小和方向；
的速率为多大时，轻杆对A向下的拉力大小为16N。

15.  如图所示，质量为的小物体从A点以的初速度沿粗糙的水平面匀减速运动距离到达B点，然后进入半径竖直放置的光滑半圆形轨道，小物体恰好通过轨道最高点C后水平飞出轨道，重力加速度g取。求：
粗糙水平面的动摩擦因；
小物体在B处对圆形轨道压力的大小；
从轨道最高点C水平飞出后落在距B点的距离x。

答案和解析

1.【答案】C 

【解析】解：A、开普勒研究了行星运动得出了开普勒三大定律，故A正确；
BC、牛顿发现了万有引力定律，卡文迪什利用扭秤实验测出了引力常量G的值，故B正确，C错误；
D、牛顿进行了月一地检验，证明了地面物体所受引力和天体间引力遵循相同的规律，故D正确。
本题选错误的，故选：C。
根据物理学史和常识解答，记住著名物理学家的主要贡献即可。
本题考查物理学史，是常识性问题，对于物理学上重大发现、发明、著名理论要加强记忆，这也是考试内容之一。
 

2.【答案】A 

【解析】解：匀速圆周运动的向心加速度大小相等，方向沿半径指向圆心，所以在A、B两点的向心加速度大小相同，方向不同。
故A正确，BCD错误。
故选：A。
根据匀速圆周运动的向心加速度的特点进行判断。
本题考查匀速圆周运动，要求掌握匀速圆周运动向心加速度的特点。
 

3.【答案】B 

【解析】解：AB、离心运动是由于合力突然消失或合力不足以提供向心力而引起的，并不存在离心力，故A错误，B正确；
C、做匀速圆周运动的物体，提供向心力的合力突然变大时，物体就做向心运动，故C错误；
D、离心现象也有很多应用，如脱水筒，离心器都是利用离心现象工作的，故D错误。
故选：B。
当物体受到的合力的大小不足以提供物体所需要的向心力的大小时，物体就要远离圆心，此时物体做的就是离心运动；而当提供的合力大于物体需要的向心力时，物体将做近心运动，知道离心运动的防止和应用实例。
物体做离心运动的条件：合外力突然消失或者不足以提供圆周运动所需的向心力，所有远离圆心的运动都是离心运动，但不一定沿切线方向飞出。
 

4.【答案】B 

【解析】解：当两物体间的距离r趋于零时，两个物体就不能看成质点了，万有引力定律不适用，故A错误；
B.根据万有引力定律，得，可见引力常量的单位为，故B正确；
C.万有引力定律也适用于两个质量均匀分布的球体，其中的r指球心距，故C错误；
D.物体受到的引力与物体受到的引力是相互作用力，根据牛顿第三定律可知，这两个力大小相等、方向相反，与质量大小无关，故D错误。
故选：B。
根据万有引力定律的适用条件作答；根据单位制运算作答；根据牛顿第三定律作答。
本题考查了万有引力定律的适用条件、引力常量的单位及相反作用力的大小；注意任何定律都有一定适用条件，学习时要全方位的加以理解。
 

5.【答案】D 

【解析】解：在相同的时间内它们通过的路程之比是4：3可知
在相同的时间内运动方向改变的角度之比是3：2可知
它们的向心加速度之比为：
故ABC错误，D正确。
故选：D。
根据相同的时间内它们通过的路程之比得到线速度之比，相同时间内运动方向改变的角度之比得到角速度之比，根据向心加速度公式得到向心加速度之比。
本题考查向心加速度公式，要求掌握用角速度和线速度表示的向心加速度公式。
 

6.【答案】C 

【解析】解：A、小球在水平面内做匀速圆周运动，对小球受力分析，如图，小球受重力、绳子的拉力，由于它们的合力总是指向圆心并使得小球在水平面内做圆周运动，叫做向心力，故A错误；
B、小球做匀速圆周运动，向心力大小不变，但方向时刻变化，所以向心力是变力，故B错误；
C、根据几何关系可知：，故C正确；
D、根据牛顿第二定律知，解得，故D错误。
故选：C。
先对小球进行运动分析，做匀速圆周运动，再找出合力的方向，进对小球受力分析，根据力的合成与分解与根据牛顿第二定律求解合力、角速度．
向心力是效果力，匀速圆周运动中由合外力提供，是合力，与分力是等效替代关系，不是重复受力！
 

7.【答案】B 

【解析】解：根据万有引力定律可得：。
则太阳对地球的引力跟月球对地球引力之比：，故B正确，ACD错误。
故选：B。
已知月球与太阳质量关系、它们到地球的距离关系，由万有引力公式可以求出它们间的引力关系。
此题考查了万有引力定律及其应用，熟练应用万有引力定律的计算公式即可正确解题。
 

8.【答案】BCD 

【解析】解：AC、自行车的链条不打滑，A与B的线速度大小相等，A的半径大于B的半径，由向心加速度公式得A、B两点的向心加速度大小不相等，故A错误，C正确；
BD、B与C绕同一转轴转动，角速度相等，周期相同，故BD正确；
故选：BCD。
自行车的链条不打滑，A与B的线速度大小相等，B与C绕同一转轴转动，角速度相等。由研究A与B角速度的关系。由向心加速度公式研究向心加速度的关系。
知道链条传动和同轴转动的物理特征，熟记匀速圆周运动的相关公式。
 

9.【答案】AC 

【解析】解：A、火车转弯时，刚好由重力和支持力的合力提供向心力时，根据牛顿第二定律有解得：，当时，重力和支持力的合力小于所需的向心力，则火车做离心运动的趋势，外轨对轮缘会有挤压作用，故A正确；
B、当车的速度比较大时，车可以对桥面没有压力，此时车的重力提供向心力，则，解得，即当车的速度大于等于时，车对桥面没有压力，故B错误；
C、汽车通过凹形桥最低点时，具有向上的加速度向心加速度，处于超重状态，故C正确；
D、汽车在水平路面上拐弯，靠静摩擦力提供向心力，最大速度决定于动摩擦因数，不可任意大小，故D错误。
故选：AC。
分析每种模型的受力情况，根据合力提供向心力求出相关的物理量，进行分析即可。
此题考查圆周运动常见的模型，每一种模型都要注意受力分析找到向心力，从而根据公式判定运动情况，如果能记住相应的规律，做选择题可以直接用，从而大大的提高做题的速度，所以要求同学们要加强相关知识的记忆。
 

10.【答案】BC 

【解析】解：A、悬线与钉子碰撞前后瞬间，线的拉力始终与小球运动方向垂直，小球线速度大小不变，故A错误；
B、根据，可知线速度大小不变，半径减半，则角速度变为原来的2倍，故B正确；
C、根据向心加速度公式，可知线速度大小不变，半径减半，则向心加速度变为原来的2倍，故C正确；
D、根据合力充当向心力知，向心力增大为原来的2倍，但拉力增大不了二倍，故D错误。
故选：BC。
碰到钉子的瞬间，根据惯性可知，小球的速度不能发生突变，小球碰到钉子后仍做圆周运动，由向心力公式可得出绳子的拉力与小球转动半径的关系；由圆周运动的性质可知其线速度、角速度及向心加速度的大小关系。
本题中要注意细绳碰到钉子前后转动半径的变化，线速度大小不变，再由向心力加速度公式分析出向心加速度速度、角速度变化。
 

11.【答案】下落过程中，球A、B始终在同一水平线上 

【解析】解：根据B球自由落体运动相邻相等时间间隔位移差为，则；A球水平方向有，则；由图中轨迹可知判断依据为下落过程中，球A、B始终在同一水平线上；
故答案为：；；下落过程中，球A、B始终在同一水平线上。
根据竖直方向求解频闪拍照时间间隔，由水平方向匀速直线运动计算初速度，根据图中小球轨迹得出结论。
本题考查平抛运动初速度计算，频闪周期计算及结论，学生应掌握平抛运动的运动规律并应用其解题。
 

12.【答案】质量  半径   

【解析】解：实验中研究向心力和线速度的关系，保持圆柱体质量和运动半径不变；
①作出图线，使更多的点在图像上，不在图像的点分布在图像两侧，误差太大的点舍去，如图所示

②根据知图线的斜率，故
根据可知：
当时，
故答案为：质量，半径；
研究一个物理量与多个物理量的关系，先要控制一些物理量不变，再进行研究，这种方法叫控制变量法，
根据表格中的数据，作出图线，结合向心力公式，通过图线的斜率求出圆柱体的质量。
本实验采用控制变量法，掌握描点作图的方法，知道图线斜率的物理意义，难度不大。
 

13.【答案】解：地球是环绕卫星，利用题目给定的数据只能计算太阳的质量，不能计算出地球的质量；
地球绕太阳做匀速圆周运动的向心力由太阳对行星的万有引力提供，则有：，
解得。
地球和另一行星均绕太阳做匀速圆周运动，根据开普勒第三定律，有：
解得：。
答：利用题目给定的数据不能计算出地球的质量；
太阳的质量为；
若已知太阳的另一颗行星绕太阳做匀速圆周运动的半径为，则该行星的周期为。 

【解析】地球是环绕卫星，利用题目给定的数据不能计算出地球的质量；
根据万有引力提供向心力进行解答；
根据开普勒第三定律求解该行星的周期。
本题主要是考查万有引力定律及其应用，解答本题的关键是能够根据万有引力提供向心力结合向心力公式进行分析，掌握开普勒第三定律的应用方法。
 

14.【答案】解：当杆的作用力为0时，根据向心力公式：
得：
假设当时，杆对A的作用力竖直向上，设为，
根据向心力公式得：
解得
此种情况下：杆对A的作用力竖直向上
设拉为，根据向心力公式得：
解得
答：的速率为时，轻杆对A的作用力为0；
的速率心时，轻杆对A的作用力大小为16N，作用力竖直向上；
的速率为时，轻杆对A向下的拉力大小为16N。 

【解析】小球在最高点受重力和杆子的作用力的合力提供向心力，杆的作用力为0，只有重力提供向心力；
根据牛顿第二定律求出作用力的大小，进而判断方向．
解决本题的关键搞清向心力的来源，运用牛顿第二定律进行求解，本题应注意明确杆的性质，知道杆即可以向下拉物体，也可以向上支持物体，因此要根据向心力公式明确力的方向．
 

15.【答案】解：物体由A到B过程，由动能定理，

则
故粗糙水平面的动摩擦因为；
小物体在B处对圆形轨道压力的大小为，根据牛顿第三定律可知，圆形轨道对小物体的支持力大小也为，
根据牛顿第二定律
则
故小物体在B处对圆形轨道压力的大小为60N；
根据题意小物体恰好到达C点，故在C点小物体受到的重力充当向心力
，得，
小物体从C点水平飞出后将做平抛运动，
根据            ①
②
联立①②解得
故从轨道最高点C水平飞出后落在距B点的距离为；
答：粗糙水平面的动摩擦因为；
小物体在B处对圆形轨道压力的大小为60N；
从轨道最高点C水平飞出后落在距B点的距离为。 

【解析】对AB过程应用动能定理可分析得第一问，在B点对小物体受力分析，应用牛顿第二定律可以得第二问，根据小物体恰好到达C点求出小物体在C点的速度，再解平抛运动即可。
本题考查了动能定理、圆周运动向心力以及平抛运动等知识，需要学生在分析该题时要充分考虑各段的运动特点，选择合适的方法进行求解。