2021-2022学年吉林省长春六中高一（下）月考物理试卷(含答案解析)

2021-2022学年吉林省长春六中高一（下）月考物理试卷

1.  如图，A、B两点分别位于大、小轮的边缘上，两个轮子靠摩擦力传动.已知两个轮子半径之比为2：1，下列说法正确的是(    )

A. A、B两点线速度之比为2：1
B. A、B两点角速度之比为1：2
C. A、B两点周期之比为1：2
D. A、B两点向心加速度之比为1：1

2.  如图所示，在匀速转动的圆筒内壁上，有一物体随圆筒一起转动而未滑动，当圆筒的角速度增大以后物体未滑动，下列说法正确的是(    )

A. 物体所受弹力不变 B. 物体所受摩擦力增大了
C. 物体所受弹力减小了 D. 物体所受摩擦力不变

3.  人造卫星在发射过程中要经过多次变轨才可到达预定轨道。如图所示，在发射地球同步卫星的过程中，卫星从圆轨道Ⅰ的A点先变轨到椭圆轨道Ⅱ，然后在B点变轨进入地球同步轨道Ⅲ，则(    )

A. 卫星在B点通过减速实现由轨道Ⅱ进入轨道Ⅲ
B. 卫星在轨道Ⅰ、Ⅱ上经过A点时的加速度大小不相等
C. 卫星在轨道Ⅱ上经过A点时的速度大于
D. 若卫星在轨道Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ上运行的周期分别为、、，则

4.  经长期观测，人们在宇宙中已经发现了“双星系统”。“双星系统”由相距较近的恒星组成，每个恒星的半径远小于两个恒星之间的距离，而且双星系统一般远离其它天体，它们仅在彼此的万有引力作用下，绕某一固定点做匀速圆周运动。如图即为某一双星系统，恒星A的质量为，恒星B的质量为，二者球心连线的距离为L，引力常量为G，则下列说法正确的是(    )

A. 恒星A的质量小于恒星B的质量
B. 恒星A的轨道半径为
C. 恒星B的轨道半径为
D. 恒星B运行周期等于

5.  一电动公交车从静止开始以恒定加速度启动在平直公路上做直线运动，输出功率达到额定功率后保持不变，其速度一时间图像如图所示，时发动机因故障熄火，此后公交车滑行至停止。已知公交车的总重量为10t，且整个过程中公交车受到的阻力恒定不变，则下列说法正确的是(    )

A. 公交车受到的阻力大小为
B. 在前5s内，发动机提供的牵引力大小为
C. 在第30s末，发动机的输出功率为
D. 公交车匀加速阶段运动的时间为12s

6.  “嫦娥五号”探测器由轨道器、返回器、着陆器等多个部分组成。探测器预计在2017年由“长征五号”运载火箭在中国文昌卫星发射中心发射升空，自动完成月面样品采集，并从月球起飞，返回地球。若已知月球半径为R，“嫦娥五号”在距月球表面高度为R的圆轨道上飞行，周期为T，万有引力常量为G，下列说法正确的是(    )

A. 月球质量为 B. 月球表面重力加速度为
C. 月球密度为 D. 月球第一宇宙速度为

7.  足球由静止自由下落，落地后被重新弹起，离地后竖直上升的最大高度仍为。已知足球与地面的作用时间为，足球的质量为，重力加速度的大小g取，不计空气阻力，下列说法正确的是(    )

A. 足球下落到与地面刚接触时动量大小为
B. 足球与地面作用过程中动量变化量大小为
C. 地面对足球的平均作用力为50N
D. 足球从最高点下落至重新回到最高点的过程中，重力的冲量大小为

8.  如图甲所示，轻弹簧竖直放置，下端固定在水平地面上，一质量为m的小球，从离弹簧上端高h处由静止释放。某同学探究小球在接触弹簧后向下的运动过程，他以小球开始下落的位置为原点，沿竖直向下方向建立坐标轴Ox，作出小球所受弹力F大小随小球下落的位置坐标x的变化关系如图乙所示，不计空气阻力，重力加速度为g。以下判断正确的是(    )

A. 当时，重力势能与弹性势能之和最小
B. 从到的过程中重力势能转化为弹性势能
C. 小球位于位置时弹性势能的值为
D. 小球动能的最大值为

9.  如图甲所示，轻杆的一端固定一小球可视为质点，另一端套在光滑的水平轴O上，O轴的正下方有一速度传感器，可以测量小球通过最低点时的速度大小v，O轴处有一力传感器，可以测量小球通过最低点时O轴受到的杆的作用力F的大小，得到的图像如图乙所示。重力加速度，则(    )

A. 小球的质量为3kg B. 小球的质量为
C. 小球重心到O轴的距离为 D. 小球重心到O轴的距离为

10.  截止到2020年7月，北斗卫星系统共有55颗北斗导航卫星，其中a为地球同步轨道卫星，b为地球中轨道卫星，c为静止在赤道上的物体，如图所示。下列说法正确的是(    )

A. b的线速度大于a的线速度
B. b的向心力小于a的向心力
C. c的周期小于b的周期
D. c的向心加速度小于a的向心加速度

11.  在光滑的水平面上，一个质量为2kg的物体A与另一物体B发生正碰，碰撞时间不计，两物体的位置随时间变化规律如图所示，以A物体碰前速度方向为正方向，下列说法正确的是(    )

A. 物体B的质量为2kg B. 碰撞后A的动量为
C. 碰撞后A的动量为 D. 碰撞过程中合外力对B的冲量为

12.  如图甲，长木板A放在光滑的水平面上，质量为的另一物体可看作质点以水平速度滑上原来静止的长木板A的表面。由于A、B间存在摩擦，之后A、B速度随时间变化情况如图乙所示，则下列说法正确的是取(    )

A. 木板获得的动能为1J B. 系统损失的机械能为4J
C. 木板A的最小长度为1m D. A、B间的动摩擦因数为

13.  如图甲所示是一个验证向心力与哪些因素有关的实验装置示意图。其中质量为m的小圆柱体放在未画出的水平光滑圆盘上，沿图中虚线做匀速圆周运动。力电传感器测定圆柱体的向心力，光电传感器测定线速度，轨迹的半径为r。某同学通过保持圆柱体质量和运动半径不变，来验证向心力F与线速度v的关系。
该同学采用的实验方法为______。
A.等效替代法
B.控制变量法
C.理想化模型法
改变线速度v，并进行多次测量，该同学测出了五组F、v数据，如表所示：

该同学对数据分析后，在图乙坐标纸上描出了五个点。
①作出图线；______。
②若圆柱体运动半径，由作出的的图线可得圆柱体的质量______结果保留一位有效数字。

14.  物理实验社团欲利用如图甲所示的装置验证机械能守恒定律。跨过定滑轮的细线两端系着质量均为M的物块A、B，A下端与通过打点计时器的纸带相连，B上放置一质量为m的金属片C，固定的金属圆环D处在B的正下方。系统静止时C、D间的高度差为h。先接通电磁打点计时器，再由静止释放B，系统开始运动，当B穿过圆环D时C被D阻挡而停止。

如已测出B穿过圆环D时的速度大小v，该实验中需验证的等式是______用M、m、v和重力加速度g表示。还可运用图像法加以验证：改变物块B的释放位置，重复上述实验，记录每次C、D间的高度差h，并求出B刚穿过D时的速度v，作出图线如图乙所示，根据图线得出重力加速度的表达式______，判断系统机械能是否守恒。
社团同学认为，由于阻力的作用会使实验误差较大，故欲先行测量阻力的大小，然后再进行验证。已知图丙中用轻细绳跨过轻滑轮连接的两个小物块的质量分别为M和m，且，打点计时器打点的周期为T，重力加速度为g，纸带的质量不计。由静止释放M，小物块m上拖着的纸带通过打点计时器打出一条点迹清晰的纸带，并测出计时点1到计时点2之间的距离为，计时点4到计时点5之间的距离为，如图丁所示，则物块M运动的过程中加速度大小的表达式为______；并据此得出系统在运动的过程中所受到阻力大小的表达式为______。用题干所给物理量的符号表示

15.  游乐场里“旋转飞椅”的顶上有一个半径为的“伞”，如图甲所示。“伞盖”在转动过程中带动下面的悬绳转动，其示意图如图乙所示。“伞盖”高，绳长，小明与座椅的总质量为40kg。在某段时间内，“伞盖”保持在水平面内稳定旋转，绳与竖直方向夹角为。g取，，，在此过程中，求：

座椅受到绳子的拉力大小；
小明运动的线速度大小。

16.  一轻质弹簧一端连着静止的物体B，放在光滑的水平面上，静止的物体A被水平速度为的子弹射中并且嵌入其中，随后一起向右运动压缩弹簧，已知物体A的质量是物体B的质量的，子弹的质量是物体B的质量的，求：
物体A被击中后的速度大小；
弹簧压缩到最短时B的速度大小。

17.  如图所示，质量为的长木板B静止放置在光滑水平面上，B左侧的竖直平面内固定一个光滑圆弧轨道PQ，O点为圆心，半径为，OQ竖直，Q点与木板B上表面相切，圆心角为。圆弧轨道左侧有一水平传送带，传送带顺时针转动，传送带上表面与P点高度差为。现在传送带左侧由静止放置一个质量为的可视为质点的滑块A，它随传送带做匀加速直线运动，离开传送带后做平抛运动，恰好从P点沿切线进入圆弧轨道，滑出轨道后又滑上木板B，最后与木板B相对静止。已知滑块A与长木板B间的动摩擦因数，取，，求：
滑块离开传送带的速度大小；
滑块经过Q点时受到弹力大小；结果保留三位有效数字
木板B的最小长度。

答案和解析

1.【答案】B 

【解析】解：A、两轮靠摩擦传动，且没有滑动，因此A、B两点的线速度大小相等，故A、B两点的线速度之比为1：1，故A错误；
B、由于两轮的线速度相同，且半径之比为2：1，根据可得，A、B两点的角速度之比为1：2，故B正确；
C、由于A、B两点的线速度相等，又因为可知，A、B两点的周期之比即为半径之比，即为2：1，故C错误；
D、由于两轮的线速度相同，且半径之比为2：1，根据向心加速度公式可得，A、B两点的向心加速度之比为1：2，故D错误。
故选：B。
靠摩擦传动做匀速转动的大、小两轮接触面互不打滑，知A、B线速度大小相等，根据，，可得出角速度和加速度的关系。
解决本题的关键掌握靠摩擦传动轮子边缘上的点，线速度大小相等，共轴转动的点，具有相同的角速度。
 

2.【答案】D 

【解析】解：对物体受力分析如图所示，竖直方向物体处于平衡状态，由平衡条件可知：
水平方向弹力提供向心力，根据牛顿第二定律得，
当圆筒的角速度增大以后物体未滑动，所以摩擦力不变，但物体所受弹力增大，故ABC错误，D正确。
故选：D。
物体做匀速圆周运动，合力指向圆心，对物体受力分析，受重力、向上的静摩擦力、指向圆心的支持力，合力等于支持力，提供向心力，从而根据角速度的变化分析弹力和摩擦力的变化。
做匀速圆周运动的物体所受的合力等于向心力，向心力可以由重力、弹力、摩擦力中的任意一种力来提供，也可以由几种力的合力提供，还可以由某一种力的分力提供
 

3.【答案】C 

【解析】解：A、由轨道Ⅱ进入轨道Ⅲ是从低轨道进入高轨道，需要点火加速，故A错误；
B、根据牛顿第二定律可得：
解得
则同一点A的向心加速度大小相等，故B错误；
C、近地卫星在A点的速度为，需在A点加速进入轨道Ⅱ，所以卫星在轨道Ⅱ上经过A点时的速度大于，故C正确；
D、根据开普勒第三定律，轨道半长轴越大周期越大，可知卫星在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ轨道上运行的周期满足，故D错误．
故选：C。
根据变轨原理分析AC项，根据万有引力提供向心力分析加速度；根据开普勒定律分析答题。
此题考查了人造卫星的相关知识，明确万有引力定律及开普勒第三定律的应用，关键是弄清楚卫星在不同的轨道上运动时速度大小、运行的周期和轨道半径的关系。
 

4.【答案】D 

【解析】解：两恒星绕O点做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，它们做匀速圆周运动的角速度相等；
设A的轨道半径为，B的轨道半径为，由万有引力提供向心力得：
由图可知
所以
A的质量大于B的质量；
解得：，，
故D正确，ABC错误。
故选：D。
根据二者的向心力相等、角速度相等列方程求解的半径；根据万有引力提供向心力解得周期。
本题为双星问题，要把握住双星的特点：彼此间的万有引力充当向心力，并且只能绕同一点做圆周运动且角速度相同。
 

5.【答案】C 

【解析】解：A、内，公交车做匀减速运动，根据图像的斜率表示加速度，可知其加速度大小为，公交车受到的阻力大小为，故A错误；
B、在前5s内，加速度大小为，由牛顿第二定律得：，解得发动机提供的牵引力大小为：，故B错误；
C、在第30s末，发动机的输出功率为，故C正确；
D、设匀加速运动的末速度为，此时发动机的功率达到额定功率，由，得，则公交车匀加速阶段运动的时间为，故D错误。
故选：C。
研究发动机熄火后公交车做匀减速运动的过程，由图像的斜率求出加速度，由牛顿第二定律求阻力大小。在前5s内，公交车做匀加速运动，由图像的斜率求出加速度，由牛顿第二定律求牵引力大小。由求发动机的输出功率。当发动机的功率达到额定功率时，匀加速运动结束，由求匀加速运动的末速度，再由求匀加速运动的时间。
本题考查机车启动模型，需要结合图象进行计算，此类题目的关键要明确公交车的运动情况，把握受力情况，知道速度最大的条件：牵引力等于阻力。
 

6.【答案】B 

【解析】

【分析】
对探测器分析，只受万有引力，做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，根据牛顿第二定律列式得到月球质量的表达式；根据牛顿第二定律列式求解月面重力加速度，第一宇宙速度是月球表面的环绕速度。
本题关键是明确探测器的动力学原理，结合牛顿第二定律列式求解，注意月球的第一宇宙速度是月面卫星的环绕速度，基础题目。
【解答】
A.对于探测器，万有引力提供向心力，根据牛顿第二定律，有：，
解得：，故A错误；
B.月球表面的重力加速度为：，故B正确；
C.月球的密度：，故C错误；
D.月球的第一宇宙速度为月球表面的环绕速度，根据牛顿第二定律，有：，
解得：，故D错误。
故选B。  

7.【答案】D 

【解析】解：A、足球将要落地以及反弹后的速度大小为：，则足球下落到与地面刚接触时动量大小为，故A错误；
B、向上为正，足球与地面作用过程中动量变化量大小为，故B错误；
C、向上为正，根据动量定理
解得地面对足球的平均作用力为
，故C错误；
D、足球从最高点下落至重新回到最高点的过程中，下落的时间为：
则重力的冲量大小为：
代入数据解得：，方向竖直向下，故D正确。
故选：D。
根据速度公式得出足球的速度，结合动量的计算公式得出动量的大小；根据动量的变化量公式得出动量的变化量的大小；根据动量定理得出地面对足球的平均作用力；根据冲量的定义式得出重力冲量的大小。
本题主要考查了动量定理的相关应用，熟悉运动学公式，结合动量定理和冲量的计算公式即可完成分析。
 

8.【答案】A 

【解析】解：由图可知，当时，弹力等于重力，加速度为零，小球速度最大，动能最大，由于小球和弹簧组成系统机械能守恒，所以重力势能与弹性势能之和最小，故A正确；
由A选项分析可知，从到的过程中力势能转化为弹性势能和小球的动能，所以小球位于位置时弹性势能的值小于，故BC错误；
D.当时，弹力等于重力，加速度为零，小球速度最大，动能最大，从开始下落到位置，由机械能守恒定律和平衡条件得，，解得，故D错误；
故选：A。
根据题意可知，小球下落过程中，小球与弹簧组成的系统机械能守恒，根据机械能守恒定律分析A选项；小球动能最大时受力平衡，由此分析最大动能的位置；从到过程中，弹簧弹力对小球做负功，由此分析小球的机械能的变化情况。
本题主要是考查了机械能守恒定律的知识；要知道机械能守恒定律的守恒条件是只有重力或弹力做功；小球与弹簧接触的过程中机械能不守恒，但系统的机械能守恒。
 

9.【答案】BC 

【解析】解：小球在最低点，根据牛顿第二定律有：，解得：，结合图像斜率可知，截距；
解得：，
故BC正确，AD错误；
故选：BC。
小球在最低点，根据牛顿第二定律列式，结合图像斜率与截距解得。
本题主要考查了圆周运动向心力公式的直接应用，要求同学们能根据图象获取有效信息，难度适中．
 

10.【答案】AD 

【解析】解：由万有引力提供向心力可得
则卫星的加速度为
又
则
故A正确；
B、由万有引力公式可得
由于卫星的质量未知，则万有引力与向心力无法比较；
故B错误；
C、a为地球同步轨道卫星，所以ac的周期相等；
由万有引力提供向心力可得
则卫星的周期为
又
则
所以c的周期大于b的周期
故C错误。
D.a为地球同步轨道卫星，所以ac的角速度相等，根据可知，c的向心加速度小于a的向心加速度；故D正确；
故选：AD。
卫星绕地球做圆周运动，由万有引力提供圆周运动向心力，并由此列式，得周期、向心加速度、线速度与半径的关系，并由此展开分析即可。
该题考查了人造卫星的相关知识，解决本题的关键掌握万有引力提供向心力这一理论，并能根据题意结合向心力的几种不同的表达形式，选择恰当的向心力的表达式。
 

11.【答案】CD 

【解析】解：由题图可知，碰撞前A的速度为

撞后A、B共同的速度为

则碰撞后A的动量为
，故B错误，C正确；
A.根据题意，设B的质量，由图可知，碰撞前B物体静止，A、B碰撞过程中，以A物体碰前速度方向为正方向，由动量守恒定律可得

代入数据解得：，故A错误；
D.根据题意，对B物体，由动量定理有

，故D正确。
故选：CD。
根据位移-时间关系图线分别求出碰撞前后的速度大小，从而求出碰撞前A、B的动量大小，根据动量定理求出B物体受到的冲量．
本题考查了位移-时间图线和动量守恒和动量定理的综合运用，知道位移-时间图线的斜率表示速度，知道冲量的大小等于动量的变化量．
 

12.【答案】AC 

【解析】解：图像斜率表示AB的加速度，由图像可知，A、B的加速度大小都为

根据牛顿第二定律知

二者质量相等均为

则木板获得的动能为
，故A正确；
B.系统损失的机械能

代入数据解得：，故B错误；
C.AB所包围面积之差为木板的最小长度。由图像可求出二者相对位移为

木板A的最小长度为1m，故C正确；
D.分析B的受力，根据牛顿第二定律

可求出，故D错误。
故选：AC。
由图示图象求出A，B的加速度，应用牛顿第二定律求出A、B间的动摩擦因数，A，B的质量；然后求出系统损失的机械能，即增加的内能；图象与坐标轴围成图形的面积是物体等于位移，根据图示图象求出A、B的位移大小，AB所包围面积之差为木板的最小长度。
根据题意与图示图象分析清楚物体的运动过程是解题的前提，应用动量守恒定律与动能的计算公式、牛顿第二定律即可解题。
 

13.【答案】控制变量法  见解析   

【解析】解：使m和r保持不变，获得F与v的关系的方法为控制变量法。
作图使更多的点在图上越好，不在图像的点分布在图像两侧，误差太大的点舍去，如图：
根据向心力公式，与图像解析式比较得，将代入得：
故答案为：控制变量法；见解析；。
要想找出F与v的关系，必须使m与r不变，所以此实验利用了控制变量法；
根据图象很容易得到F与成正比，求出图象的斜率，即可得到向心力F和圆柱体速度v的关系式；根据向心力公式，即可求得。
本题关键根据图象的形状，由数学知识得到F与v的关系式．同时要掌握向心力的公式。
 

14.【答案】     

【解析】解：系统重力势能减小量为，系统动能增加量为，则需验证，
根据机械能守恒得：，则，由图像可知，；
根据题干图结合运动学公式，得加速度的表达式为，
根据牛顿第二定律得：
解得：；
故答案为：，，。
根据实验原理分析出需要验证的等式，结合图像得出g的表达式；根据匀变速运动的判别式得出加速度的表达式，结合牛顿第二定律得出f的表达式。
本题主要考查了机械能守恒定律的验证实验，根据实验原理掌握正确的实验操作，结合机械能守恒定律和图像完成分析，同时要熟练掌握运动学公式的应用。
 

15.【答案】解：如图所示，
小明受到重力和绳子的拉力作用，向心力沿水平方向，重力和绳子的拉力的合力提供向心力，由平行四边形定则得绳子的拉力为

由牛顿第二定律，得：

其中圆周运动的半径为

解得

答：座椅受到绳子的拉力大小为500N；
小明运动的线速度大小为。 

【解析】分析小明的受力，找到其合力方向，根据平行四边形定则求解绳子的拉力大小；
根据平行四边形定则求解小明做圆周运动的向心力，结合牛顿第二定律求解小明运动的线速度。
飞椅做的是圆周运动，确定圆周运动所需要的向心力是解题的关键，向心力都是由物体受到的某一个力或几个力的合力来提供，在对物体受力分析时一定不能分析出物体受向心力这么一个单独的力。
 

16.【答案】解：设子弹射入A后，A与子弹的共同速度为，取向右为正方向，由动量守恒定律可得：

解得：
当AB速度相等时，弹簧的压缩量最大，设此时A、B的共同速度为v，取向右为正方向，对子弹、A、B组成的系统，由动量守恒定律可得：

解得：
答：物体A被击中后的速度大小为；
弹簧压缩到最短时B的速度大小为。 

【解析】设子弹射入A后，A与子弹的共同速度为，由动量守恒定律列方程求解；
当AB速度相等时，弹簧的压缩量最大，对子弹、A、B组成的系统，由动量守恒定律列方程求解。
本题主要是考查了动量守恒定律，对于动量守恒定律，其守恒条件是：系统不受外力作用或某一方向不受外力作用或合外力为零；解答时要首先确定一个正方向，利用碰撞前系统的动量和碰撞后系统的动量相等列方程求解。
 

17.【答案】解：滑块A离开传送带做平抛运动，竖直方向满足
又A沿切线滑入圆轨道，如图所示，满足
解得：
根据几何关系可得：；
沿圆轨道滑下过程中，根据动能定理可得：
在Q点，有：
解得：，；
滑块A滑上木板B后，A、B水平方向不受外力，动量守恒。
取向右为正方向，根据动量守恒定律可得：
解得
根据能量守恒定律可得：
解得木板B的最小长度：。
答：滑块离开传送带的速度大小为；
滑块经过Q点时受到弹力大小为；
木板B的最小长度为。 

【解析】滑块A离开传送带做平抛运动，根据竖直方向的运动情况求解进入P点时竖直方向的速度大小，根据几何关系求解水平速度大小，即为滑块离开传送带的速度大小；
滑块沿圆轨道滑下过程中，根据动能定理、牛顿第二定律进行解答；
滑块A滑上木板B后，根据动量守恒定律、能量守恒定律求解木板B的最小长度。
本题考查了动量守恒定律、能量守恒定律、运动的合成与分解等，关键能够正确地受力分析、能够根据运动的合成与分解求解P点的速度大小。