四川省遂宁市射洪中学校2021-2022学年高一（下）第二次月考物理试题含解析

  射洪中学高2021级2022年上期第二次学月考试

物理试题

考试时间：90分钟   满分：100分

注意事项：

1.答卷前，考生务必将自己的姓名、座位号和准考证号填写在答题卡上。

2.答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案标号。写在本试卷上无效。

3.答主观题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。

4.考试结束后，将答题卡交回。

第Ⅰ卷  选择题部分

一、单项选择题：本题共12小题，每小题3分，共36分。在每小题给出的四个选项中只有一项符合题目要求。

1. 下列说法正确的是（　　）

A. 做曲线运动的物体，所受的合力一定发生变化

B. 物体做匀速圆周运动，加速度恒定不变

C. 平抛运动是匀变速曲线运动

D. 两直线运动的合运动一定也是直线运动

【1题答案】

【答案】C

【解析】

【详解】A．做曲线运动的物体，所受的合力可能不变，如平抛运动，故A错误；

B．物体做匀速圆周运动，加速度方向不断变化，故B错误；

C．平抛运动加速度为重力加速度，匀变速曲线运动，故C正确；

D．一个匀速直线运动和一个匀变速直线运动合成，合速度的方向与合加速度的方向不在同一条直线上时，合运动是曲线运动，故D错误。

故选C。

2. 下列说法正确的是（　　）

A. 为了验证地面上物体的重力与地球吸引月球、太阳吸引行星的力是同一性质的力，牛顿做了著名的“月-地”检验

B. 在牛顿万有引力定律的指导下，开普勒发现了开普勒三大定律

C. 在不同星球上，万有引力常量G的数值不一样

D. 牛顿用实验的方法测定了引力常量的值，被称为“测出地球质量的人”

【2题答案】

【答案】A

【解析】

【分析】

【详解】A．为了验证地面上物体的重力与地球吸引月球、太阳吸引行星的力是同一性质的力，牛顿做了著名的“月-地”检验，选项A正确；

B．在开普勒行星三大定律的指导下，牛顿发现了万有引力定律，选项B错误；

C．在不同星球上，万有引力常量G的数值是一样的，选项C错误；

D．卡文迪许用实验的方法测定了引力常量的值，被称为“测出地球质量的人”，选项D错误。

故选A。

3. 一辆汽车在水平公路上转弯，沿曲线由M向N加速行驶，如图所示，分别画出汽车转弯运动到某位置时所受合力的四种方向，你认为可能正确的是（ ）

A.  B.

C.  D.

【3题答案】

【答案】C

【解析】

【分析】

【详解】汽车从M点运动到N，曲线运动，合外力应指向轨迹的凹侧，汽车同时加速，所以合力与速度的方向的夹角要小于90°。

故选C。

4. 在同一点抛出的三个物体，做平抛运动的轨迹如图所示，则三个物体做平抛运动的初速度、、的关系和三个物体做平抛运动的时间、、的关系分别是（　　）

A. ，

B. ，

C. ，

D. ，

【4题答案】

【答案】C

【解析】

【详解】平抛运动在竖直方向做自由落体运动

可知时间只与高度有关，即

根据题图可知时间关系为

水平方向做匀速直线运动

根据题图的水平位移关系结合时间关系可知初速度

ABD错误，C正确。

故选C。

5. 如图所示，小球自空中匀速下落。并沿匀速转动的圆形纸筒圆心穿过，纸筒半径R=5m，小球速度v=5m/s。g取10m/s2。若小球穿筒壁时能量损失不计，撞破纸的时间也可不计，且小球穿过后纸筒上只留下一个孔，则纸筒转动的角速度可能为（　　）

A.  B.  C.  D.

【5题答案】

【答案】D

【解析】

【详解】小球穿过后纸筒上只留下一个孔，即小球仍从此空穿出，有

①

设纸筒转动周期T，则

②

根据题意

（）③

由①②③得

（）

只有D项符合。

故选D。

6. 我国发射的“嫦娥一号”卫星绕月球经过一年多的运行，完成了既定任务，于2009年3月1日16时13分成功撞月。如图为“嫦娥一号”卫星撞月的模拟图，卫星在控制点开始进入撞月轨道。假设卫星绕月球作圆周运动的轨道半径为r，周期为T，引力常量为G，根据题中信息，以下说法正确的是（　　）

A. 可以求出月球的质量

B. 可以求出月球的密度

C. 可以求出月球的第一宇宙速度

D. 可以求出“嫦娥一号”的质量

【6题答案】

【答案】A

【解析】

【详解】A．根据万有引力提供圆周运动向心力

可以求出月球的质量

故A正确

B．不知道月球的半径，求不出其体积，则不可以求出月球的密度，故B错误；

C．根据题中条件不可以求出月球的第一宇宙速度，故C错误；

D．根据万有引力提供圆周运动向心力列出等式，但“嫦娥一号”的质量m约掉了，不能求出“嫦娥一号”的质量，故D错误。

故选A。

7. 如图所示，光滑的斜劈放在水平面上，斜面上用固定的竖直板挡住一个光滑球，整个装置沿水平面向左以速度v匀速运动，以下说法中正确的是（　　）

A. 挡板对球的弹力不做功 B. 挡板对球的弹力做负功

C. 斜面对球的弹力不做功 D. 斜面对球的弹力做负功

【7题答案】

【答案】B

【解析】

【详解】对小球进行受力分析：小球受到竖直向下的重力，斜面对它垂直斜面向上的弹力，挡板对它水平向右的弹力，而小球位移方向水平向左，所以挡板对球的弹力做负功，斜面对它垂直斜面向上的弹力做正功，故选B。

8. 质量不等的两星体在相互间的万有引力作用下，绕两者连线上某一定点O做匀速圆周运动。构成双星系统。由天文观察测得其运动周期为T，两星体之间的距离为r，已知引力常量为G。下列说法正确的是（　　）

A. O点离质量较大的星体较远

B. 两星体的向心加速度大小相同

C. 双星系统的总质量为

D. 若在O点放一物体，则物体受两星体的万有引力的合力为零

【8题答案】

【答案】C

【解析】

【详解】A．双星系统的两个星球角速度相等，设质量较大的运行半径为，质量为，质量较小的运行半径为，质量为，由二者之间的万有引力提供向心力可得

因为

所以

故A错误；

B．根据牛顿第二定律可得

可知质量较大的星球向心加速度小，故B错误；

C．根据

又

联立解得

故C正确；

D．因为O点离质量较大的星体较近，根据万有引力定律可知：若在O点放一物体，则物体受质量大的星体的万有引力较大，故合力不为零，故D错误。

故选C。

9. 如图所示是地球周围两颗卫星的轨道示意图，其中c是“风云四号”，即地球同步卫星，b是近地卫星（轨道半径近似等于地球半径），a是赤道上的物体，a、b、c的向心加速度分别为a1、a2、a3，线速度大小分别为v1、v2、v3，周期分别为T1、T2、T3，角速度分别为ω1、ω2、ω3，则下列说法正确的是（　　）

A. a1=a2>a3 B. v2>v1>v3 C. T1=T3<T2 D. ω1=ω3<ω2

【9题答案】

【答案】D

【解析】

【详解】A．根据

a2>a3

c是地球同步卫星，角速度与a相同，根据

a3>a1

故A错误；

B．c是地球同步卫星，角速度与a相同，根据

v3>v1

故B错误；

C．根据

得

T3>T2

故C错误；

D．根据

ω3<ω2

又

ω1=ω3

则

ω1=ω3<ω2

故D正确。

故选D。

10. 一物体（可视为质点）在xOy平面上运动，时，质点在坐标原点上。物体在x轴方向上初速度为零，加速度随时间变化关系图像如图甲所示，在y方向上的速度随时间变化关系图像如图乙所示。下列说法正确的是（　　）

A. 物体在0~3s的运动轨迹是一条直线 B. 物体在内发生的位移大小为4m

C. 物体在时的速度大小为m/s D. 物体在时的速度大小为m/s

【10题答案】

【答案】D

【解析】

【详解】A．由图可知，物体在x轴方向上做初速度为零的匀加速直线运动，y轴方向上做匀速直线运动，则合加速度沿x轴，合初速度沿y轴，二者不共线，故物体在0~3s的运动轨迹是一条曲线，故A错误；

B．物体在1s内x轴上的位移为

y轴上的位移为

则在内发生的位移大小为

故B错误；

C．物体在时x轴上的分速度为

y轴上的分速度为

则物体在时的速度大小为

故C错误；

D．物体在时x轴上的分速度为

y轴上的分速度为

则物体在时的速度大小为

故D正确。

故选D。

11. 在刘慈欣的科幻小说《带上她的眼睛》里演绎了这样一个故事：“落日六号”地层飞船深入地球内部进行探险，在航行中失事后下沉到船上只剩下一名年轻的女领航员，她只能在封闭的地心度过余生。已知地球可视为半径为R、质量分布均匀的球体，且均匀球壳对壳内质点的引力为零。若地球表面的重力加速度为g，当“落日六号”位于地面以下深0.5R处时，该处的重力加速度大小为（　　）

A. 0.25g B. 0.5g C. 2g D. 4g

【11题答案】

【答案】B

【解析】

【分析】

【详解】设地球的密度为，则在地球表面

地球的质量为

联立可得，地表重力加速度表达式为

由题意可知，地面以下深0.5R处的重力加速度相当于半球为0.5R的球体表面的重力加速度，即

对比可得

B正确。

故选B。

12. 旋转秋千是青少年最喜欢的游乐项目之一，启动时，座椅在旋转圆盘的带动下围绕竖直的中心轴旋转漂游。如图所示，“旋转秋千”中的两个座椅A、B质量相等，通过相同长度的缆绳悬挂在旋转圆盘上。不考虑空气阻力的影响，当旋转圆盘绕竖直的中心轴匀速转动时，下列说法正确的是（　　）

A. A座位的线速度比B座位的线速度大

B. A座位与B座位的向心加速度大小相等

C. 悬挂A、B座位的缆绳与竖直方向的夹角相等

D. 悬挂A座位的缆绳所受的拉力比悬挂B座位的小

【12题答案】

【答案】D

【解析】

【详解】AC．设缆绳与竖直方向的夹角为θ，悬挂点距离转轴为d，缆绳长为l，则分别对AB受力分析可知

解得

可知d越大，则θ角越大，则B座位的缆绳与竖直方向的夹角较大；转动半径

越大，根据

可知线速度越大，A座位的线速度比B座位的线速度小，选项AC错误；

B．根据

可知，A座位与B座位的向心加速度大小不相等，选项B错误；

D．缆绳受到的拉力

则悬挂A座位的缆绳所受的拉力比悬挂B座位的小，选项D正确。

故选D。

二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。

13. 如图所示，人在岸上拉船，已知船的质量为m，水的阻力恒为f，当轻绳与水面的夹角为θ时，船的速度为v，人的拉力大小为F，则此时（　　）

A. 人拉绳行走的速度为 B. 人拉绳行走的速度为

C. 船的加速度为 D. 船的加速度为

【13题答案】

【答案】BC

【解析】

【分析】

【详解】AB．把船的速度分解在沿绳方向与垂直绳方向，如图所示

人拉绳行走的速度

故A错误，B正确；

CD．对船受力分析，由牛顿第二定律有

解得船的加速度为

所以C正确，D错误。

故选BC。

14. 2005年10月12日，我国“神州六号”载人宇宙飞船成功发射并收回。这是我国航天史上重要的里程碑。发射时，运载火箭将飞船向上送至轨道1，如图所示，又经第一次飞船点火，进入轨道2，再次点火，进入轨道3做圆周运动。下列说法正确的是（　　）

A. 飞船在轨道3上的速率小于在轨道1上的速率

B. 飞船在轨道3上的角速度大于轨道1上的角速度

C. 飞船在轨道1上经过Q点的加速度大于它在轨道2上经过Q点的加速度

D. 飞船在轨道2上经过P点的加速度等于它在轨道3上经过P点的加速度

【14题答案】

【答案】AD

【解析】

【详解】A．研究卫星绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力

可得

表达式里M为中心体星球的质量，r为运动的轨道半径．又因为

r1＜r3

所以

v1＞v3

A正确；

B．根据万有引力提供向心力，可得

=mrω2

可得

则半径大的角速度小，飞船在轨道3上的角速度小于轨道1上的角速度，B错误；

CD．根据万有引力提供向心力，即有

=ma

则在同一位置加速度相同，C错误，D正确。

故选AD。

15. 如图所示，在水平转台上放一个质量M=3kg的木块，它与转台间最大静摩擦力fmax=5N，绳的一端系在木块上，穿过转台的中心孔O（孔光滑），另一端悬挂一个质量m=1.5kg的物体，当转台以角速度ω=5rad/s匀速转动时，木块相对转台静止，则木块到O点的距离可以是（g取10m/s2，M、m均视为质点）（　　）

A. 0.12 m B. 0.19 m C. 0.25m D. 0.32 m

【15题答案】

【答案】BC

【解析】

【分析】

【详解】物体摩擦力和绳子的拉力的合力提供向心力，根据向心力公式得

解得最大半径

根据

解得最小半径

故选BC。

16. 长为L的轻杆一端固定一个小球，另一端固定在光滑水平轴上，使小球在竖直平面内做圆周运动，关于小球在过最高点的速度v，下列叙述中正确的是（　　）

A. v的极小值为

B. v由零逐渐增大，向心力也逐渐增大

C. 当v由值逐渐增大时，杆对小球的弹力也逐渐增大

D. 当v由值逐渐减小时，杆对小球的弹力也逐渐减小

【16题答案】

【答案】BC

【解析】

【详解】A．小球在最高点的最小速度为零，此时重力等于杆子的支持力，故A错误；

B．在最高点，根据得，当v由零逐渐增大时，小球向心力也逐渐增大，故B正确；

C．在最高点，当杆子作用力为零时

得

当时杆子提供拉力，则有

当v由值逐渐增大时，杆对小球的弹力也逐渐增大，故C正确；

D．在最高点，当杆子作用力为零时

得

当时，杆子提供支持力则有

当v由值逐渐减小时，杆对小球的弹力逐渐增大，故D错误。

故选BC。

第Ⅱ卷   非选择题部分

三、实验题：本题共有2小题，每空2分，共16分。

17. 在“研究平抛运动”实验时，某同学得到了一个小球做平抛运动的频闪照片。如图所示，图中背景方格的边长均为5cm，重力加速度g=10m/s2。

（1）A点________抛出点（填“是”或“不是”）

（2）闪光频率为_______；

A.0.1Hz　　B.0.5Hz　　C.1.0Hz　　D.10Hz

（3）小球做平抛运动的初速度的大小为_______；

A.1.0m/s　　B.1.5m/s　　C.2.5m/s　　D.3.0m/s

（4）小球经过B点时的速度大小为_______。

A．2.5m/s　　B.2.0m/s　　C.1.5m/s　　D.1.0m/s

【17题答案】

【答案】    ①. 不是    ②. D    ③. B    ④. A

【解析】

【详解】（1）[1]在竖直方向上，根据

得

小球做平抛运动的初速度的大小为

B点竖直分速度为

A点竖直分速度为

可知A点不是抛出点

（2）[2]闪光频率为

故选D。

（3）[3]小球做平抛运动的初速度的大小为

故选B。

（4）[4] 小球经过B点时的速度大小为

故选A。

18. 如图甲所示是一个研究向心力大小与哪些因素有关的DIS实验装置的示意图，其中做匀速圆周运动的圆柱体的质量为m，放置在未画出的水平圆盘上，圆周轨道的半径为r，力电传感器测定的是向心力，光电传感器测定的是圆柱体的线速度大小，图乙是在用实验探究向心力F和圆柱体线速度大小v的关系时做出的图像。

（1）在这个实验中，利用了___________（选填“理想实验法”“等效替代法”或“控制变量法”）来研究。

（2）根据乙图可得出向心力F和圆柱体线速度大小v的关系式为___________。

（3）为了研究F与r成反比的关系，实验时除了保持圆柱体质量不变外，还应保持___________不变。

（4）若该实验数据是在保持圆柱体质量不变、半径恒为r=0.1m的条件下得到的，再规范作图得出图线，如乙图所示，则该实验所用圆柱体的质量为___________kg。

【18题答案】

【答案】    ①. 控制变量法    ②.     ③. 线速度的大小    ④. 0. 1

【解析】

【分析】

【详解】（1）[1] 该实验运用控制变量法研究物理量的关系。

（2）[2] 由乙图可知，由数学知识得到F-v2图像的斜率

故向心力F和圆柱体速度v的关系是

（3）[3] 根据向心力公式

可知为研究F与r的关系，实验时除保持圆柱体的质量不变外，还应保持不变的物理量是线速度的大小。

（4）[4] 根据向心力公式

与

解得

四、计算题：计算时要求写出必要的文字、公式、重要的步骤等。本大题共有4个小题，满分共32分。

19. 汽艇以v1=18km/h的速度沿垂直于河岸的方向匀速向对岸行驶，河宽d=300m。

（1）设想河水不流动，汽艇驶到对岸要多长时间？

（2）如果河水流速v2=3.6km/h，汽艇驶到对岸需要多长时间？汽艇在对岸何处靠岸？

【19题答案】

【答案】（1）；（2），

【解析】

【详解】（1）由题可知

因为汽艇沿垂直于河岸的方向匀速向对岸行驶，所以汽艇驶到对岸的时间为

（2）由于运动具有独立性，当河水速度不零时，过河时间不变，仍为

又因为运动具有同时性，所以汽艇在对岸靠岸时，沿岸边的水平距离为

其中

所以

20. 水平抛出的一个石子，经过0.4s落到地面，落地时的速度方向跟水平方向的夹角是53°，（g=10m/s2）。求：

（1）石子的抛出点距地面的高度；

（2）石子抛出的水平初速度；

（3）石子下落0.3s时的速度。

【20题答案】

【答案】（1）0.8m；（2）3m/s；（3）3m/s

【解析】

【分析】

【详解】（1）根据

h=

得

h=

（2）小球落地时竖直方向上的分速度

vy=gt=4m/s

根据

tan53°

则

（3）石子下落0.3s时的竖直分速度

vy=gt=3m/s

则

v=

21. 如图所示，一杂技运动员骑摩托车沿一竖直圆轨道做匀速圆周运动。摩托车运动的速率恒为v=10m/s，人和车的总质量为m=200kg，摩托车受到的阻力是摩托车对轨道压力的k倍，且k=0.5，摩托车通过与圆心O在同一水平面上的B点向下运动时牵引力恰好为零，摩托车车身的长度不计，g取10m/s2，π取3.14，试求：

（1）运动员完成一次圆周运动所需的时间；

（2）车在最低点对轨道的压力大小。

【21题答案】

【答案】（1）3.14s；（2）

【解析】

【详解】（1）根据题意可知摩托车通过与B点时牵引力恰好为零，此时摩托车所受摩擦阻力f与重力平衡，所以有

mg=f=kN

根据牛顿第二定律有

解得

运动员完成一次圆周运动所需的时间为

解得

t=3.14s

（2）在最低点，对人和车整体

解得

根据牛顿第三定律，车对轨道的压力大小

22. 如图所示，地球的两个卫星同向逆时针绕地球在同一平面内做匀速圆周运动，已知卫星一运行的周期为，地球的半径为，卫星一和卫星二到地球中心之间的距离分别为，，引力常量为，某时刻，两卫星与地心之间的夹角为。（结果均用、、表示）

求：（1）卫星二围绕地球做圆周运动的周期；

（2）地球表面的重力加速度。

（3）从图示时刻开始，经过多长时间两卫星第一次相距最近。

【22题答案】

【答案】（1）；（2）；（3）

【解析】

【详解】（1）根据万有引力提供向心力，有

解得

则有

解得卫星二围绕地球做圆周运动的周期为

（2）在地球表面有

卫星一绕地球做圆周运动，有

联立解得

（3）两卫星第一次相距最近所用时间为，则有

解得