2021-2022学年山西省运城市景胜中学高一（下）4月月考物理试题含解析

景胜学校2021-2022学年度高一物理月考试题（4月份）

一．选择题（每题4分，共计48分，9-12为多选）

1. 生活中曲线运动随处可见，关于物体做曲线运动，下列说法正确的是（　　）

A. 速度方向有时与曲线相切，有时与曲线的切线垂直

B. 平抛运动是匀变速曲线运动，斜抛运动是变加速曲线运动

C. 物体所受合力方向一定指向曲线的凹侧

D. 物体所受合力可能不变，但它的加速度一定改变

【1题答案】

【答案】C

【解析】

【详解】A．在曲线运动中，质点的速度方向一定沿着轨迹的切线方向，故A错误；

B．平抛运动是匀变速曲线运动，斜抛运动也是匀变速曲线运动，故B错误；

C．根据曲线运动的受力特点可知，做曲线运动的物体其所受合力一定指向轨迹的凹侧，故C正确；

D．做曲线运动的物体可以受恒力作用，其加速度可以保持不变，如平抛运动，故D错误。故选C。

2. 水上乐园有一末段水平的滑梯，人从滑梯顶端由静止开始滑下后落入水中。如图所示，滑梯顶端到末端的高度，末端到水面的高度。取重力加速度，将人视为质点，不计摩擦和空气阻力。则人的落水点到滑梯末端的水平距离为（　　）

A.  B.  C.  D.

【2题答案】

【答案】A

【解析】

【分析】

【详解】人从滑梯由静止滑到滑梯末端速度为，根据机械能守恒定律可知

解得

从滑梯末端水平飞出后做平抛运动，竖直方向做自由落体运动，根据可知落水时间为

水平方向做匀速直线运动，则人的落水点距离滑梯末端的水平距离为

故选A。

3. 如图所示，园林工人正在把一颗枯死小树苗掰折，已知树苗的长度为L，该工人的两手与树苗的接触位置（树苗被掰折的过程手与树苗接触位置始终不变）距地面高为h，树苗与地面的夹角为α时，该工人手水平向右的速度恰好为v，则树苗转动的角速度为（　　）

A.  B.  C.  D.

【3题答案】

【答案】B

【解析】

【详解】把人的速度分解为垂直于木杆的速度v1和沿杆的速度v2，如图

则有

v1=vsinα

此时手握旗杆的位置到O点距离为

则有

故选B。

4. 如图，网球发球机固定在平台上，从同一高度沿水平方向发射出的网球发球机甲、乙两球均落在水平地面上，运动轨迹如图所示。不计空气阻力，网球可视为质点。则（　　）

A. 甲球在空中运动时间小于乙球在空中运动时间

B. 甲球在空中运动时间大于乙球在空中运动时间

C. 甲球从出口飞出时的初速度大于乙球从出口飞出时的初速度

D. 甲球从出口飞出时的初速度小于乙球从出口飞出时的初速度

【4题答案】

【答案】D

【解析】

【分析】

【详解】AB．竖直方向由

可知，两球下落高度h相同，故在空中运动的时间相同，AB错误；

CD．水平方向由

可知，甲水平位移较小，甲初速度较小，C错误，D正确。

故选D。

5. 如图所示，A、B两小球从相同高度同时水平抛出，经过时间t在空中相遇。若两球的抛出速度都变为原来的2倍，则两球从抛出到相遇经过的时间为（　 　）

A. t B.  C.  D.

【5题答案】

【答案】C

【解析】

【详解】设开始时两小球相距x，A、B抛出速度大小分别为vA和vB，则有

若两球的抛出速度都变为原来的2倍，则两球从抛出到相遇经过的时间为

故选C。

6. 如图所示，竖直杆AB在A、B两点通过光滑铰链连接两等长轻杆AC和BC，AC和BC与竖直方向的夹角均为θ，轻杆长均为L，在C处固定一质量为m的小球，重力加速度为g，在装置绕竖直杆AB转动的角速度ω从0开始逐渐增大的过程中，下列说法正确的是（　　）

A. 当ω=0时，AC杆和BC杆对球的作用力都表现为拉力

B. AC杆对球的作用力先增大后减小

C. 一定时间后，AC杆与BC杆上的力的大小之差恒定

D. 当ω=时，BC杆对球的作用力为0

【6题答案】

【答案】C

【解析】

【详解】A．当ω=0时，小球在水平方向受力平衡，因此AC杆对小球的作用力表现为拉力，BC杆对小球的作用力表现为支持力，且大小相等，A错误；

BD．当ω逐渐增大时，AC杆对小球的拉力逐渐增大，BC杆对小球的支持力逐渐减小，当BC杆的作用力为0时，有

mgtanθ=mω2Lsinθ

解得

ω=

当ω继续增大时，AC杆对小球的拉力继续增大，BC杆对小球的作用力变为拉力，且逐渐增大，B、D错误；

C．一定时间后，AC杆和BC杆对球的作用力都变为拉力，拉力的竖直分力之差等于小球的重力，即

FACcosθ-FBCcosθ=mg

则

FAC-FBC=

因此AC杆与BC杆上的力的大小之差恒定，C正确。

故选C。

7. 如图所示，一个质量均匀分布的半径为R的球体对球外质点P的万有引力为F。如果在球体中央挖去半径为r的一部分球体，且r=，则原球体剩余部分对质点P的万有引力大小变为（　　）

A. F B. F C. F D. F

【7题答案】

【答案】C

【解析】

【详解】设原球体的质量为M，质点P的质量为m0，球心与质点P的距离为L。根据

m=ρπr3

知挖去部分的小球的质量

m=M

未挖时，原球体对质点P的引力

F=G

挖去的部分对质点P的引力

F'=F

则剩余部分对质点P的引力

F″=F-F'=F

故选C。

8. 2021年4月29日，我国在海南文昌用长征五号B运载火箭成功将空间站天和核心舱送入预定轨道。核心舱运行轨道距地面高度为左右，地球同步卫星距地面的高度接近。则该核心舱的（　　）

A. 角速度比地球同步卫星的小

B. 周期比地球同步卫星的长

C. 向心加速度比地球同步卫星的大

D. 线速度比地球同步卫星的小

【8题答案】

【答案】C

【解析】

【分析】

【详解】核心舱和地球同步卫星都是受万有引力提供向心力而做匀速圆周运动，有

可得

而核心舱运行轨道距地面的高度为左右，地球同步卫星距地面的高度接近，有，故有

，，，

则核心舱角速度比地球同步卫星的大，周期比地球同步卫星的短，向心加速度比地球同步卫星的大，线速度比地球同步卫星的大，故ABD错误，C正确；

故选C。

9. 如图所示，两个质量均为m的小木块a和b（可视为质点）放在水平圆盘上，a与转轴OO′的距离为l，b与转轴的距离为2l。木块与圆盘的最大静摩擦力为木块所受重力的k倍，重力加速度大小为g。若圆盘从静止开始绕转轴缓慢地加速转动，用ω表示圆盘转动的角速度，下列说法正确的是（　　）

A. b一定比a先开始滑动 B. a、b所受的摩擦力始终相等

C. 是b开始滑动的临界角速度 D. 当时，a所受摩擦力的大小为kmg

【9题答案】

【答案】AC

【解析】

【详解】A．小木块a、b做圆周运动时，由静摩擦力提供向心力，即

Ff=mω2R

当角速度增加时，静摩擦力增大，当增大到最大静摩擦力时，发生相对滑动，对木块a

Ffa=mωa2l

当Ffa=kmg时

kmg=mωa2l

对木块b

Ffb=mωb2·2l

当Ffb=kmg时

kmg=mωb2·2l

所以b先达到最大静摩擦力，b一定比a先开始滑动，选项A正确；

B．两木块滑动前转动的角速度相同，则

Ffa=mω2l

Ffb=mω2·2l

Ffa<Ffb

选项B错误；

C．当

时，b刚开始滑动，选项C正确；

D．当

a没有滑动，则

Ffa=mω2l=kmg

选项D错误。

故选AC。

10. 我国计划发射“嫦娥五号”探月卫星，执行月面取样返回任务。“嫦娥五号”从月球返回地球的过程可以简单分成四步，如图所示，第一步将“嫦娥五号”发射至月球表面附近的环月圆轨道Ⅰ，第二步在环月轨道的A处进行变轨，进入月地转移轨道Ⅱ，第三步当接近地球表面附近时，又一次变轨，从B点进入绕地圆轨道Ⅲ，第四步再次变轨道后降落至地面。下列说法正确的是（　　）

A. 将“嫦娥五号”发射至轨道Ⅰ时，所需的发射速度为7.9 km/s

B. “嫦娥五号”从环月轨道Ⅰ进入月地转移轨道Ⅱ时需要加速

C. “嫦娥五号”从A点沿月地转移轨道Ⅱ到达B点的过程中其速率先减小后增大

D. “嫦娥五号”在第四步变轨时需要加速

【10题答案】

【答案】BC

【解析】

【详解】A．7.9 km/s是地球的第一宇宙速度，也是将卫星从地面发射到近地圆轨道的最小发射速度，而月球的第一宇宙速度比地球的小得多，故将卫星发射到近月轨道Ⅰ上的发射速度比7.9 km/s小得多，故A错误；

B．“嫦娥五号”从环月轨道Ⅰ进入月地转移轨道Ⅱ时做离心运动，因此需要加速，故B正确；

C．“嫦娥五号”从A点沿月地转移轨道Ⅱ到达B点的过程中，开始时月球的引力大于地球的引力，“嫦娥五号”做减速运动，当地球的引力大于月球的引力时，“嫦娥五号”开始做加速运动，故C正确；

D．“嫦娥五号”在第四步变轨时做近心运动，因此需要减速，故D错误。

故选BC。

11. 地球赤道上的重力加速度为g，物体在赤道上随地球自转的向心加速度为a，卫星甲、乙、丙在如图所示的三个椭圆轨道上绕地球运行，卫星甲和乙的运行轨道在P点相切，以下说法中正确的是（　　）

A. 如果地球自转的角速度突然变为原来的倍，那么赤道上的物体将会“飘”起来

B. 卫星甲、乙经过P点时的加速度大小相等

C. 卫星甲的周期最小

D. 三个卫星在远地点的速度可能大于第一宇宙速度

【11题答案】

【答案】AB

【解析】

【详解】A．物体在赤道上随地球自转时，对物体有

物体“飘”起来时，仅受万有引力，有

结合

a=ω2R

可得地球自转的角速度突然变为原来的倍时，赤道上的物体会“飘”起来。故A正确；

B．根据公式

可知卫星在同一位置其加速度相同。故B正确；

C．根据开普勒第三定律，有

可知卫星丙轨道的半长轴最小，则其周期最小。故C错误；

D．假设一卫星沿经过丙卫星轨道上远地点（设为Q点）的圆轨道运行，则此卫星的速度一定小于第一宇宙速度，而如果此卫星从Q点变轨进入丙卫星的椭圆轨道，需减速，由以上分析知三个卫星在远地点的速度均小于第一宇宙速度，故D错误。

故选AB。

12. 2020年11月24日，长征五号遥五运载火箭搭载嫦娥五号探测器成功发射升空并将其送入轨道，11月28日，嫦娥五号进入环月轨道飞行，12月17日凌晨，嫦娥五号返回器携带月壤着陆地球。假设嫦娥五号环绕月球飞行时，在距月球表面高度为h处，绕月球做匀速圆周运动（不计周围其他天体的影响），测出其飞行周期T，已知引力常量G和月球半径R，则下列说法正确的是（　　）

A. 嫦娥五号绕月球飞行的线速度为

B. 月球的质量为

C. 月球的第一宇宙速度为

D. 月球表面的重力加速度为

【12题答案】

【答案】ACD

【解析】

【详解】A．嫦娥五号绕月球飞行的轨道半径是R+h，则线速度

故A正确；

B．嫦娥五号绕月球做匀速圆周运动，由牛顿第二定律有

解得月球的质量

故B错误；

C．设月球的第一宇宙速度为v1，有

联立可得

故C正确；

D．在月球表面有

解得月球表面重力加速度

故D正确。

故选ACD。

第II卷（非选择题）

三、实验题(共8分)

13. 在“探究做平抛运动的特点”实验中，小明等同学设计了用图1装置验证平抛运动___________，用图2装置验证平抛运动___________。最终用一张印有正方形小方格的纸记录轨迹，小方格的边长为。、、、为小球在平抛运动中途经的几个位置如图3所示，重力加速度为，由图可知：小球做平抛运动初速度的计算式___________（用、表示），小球做平抛运动的初始位置与的高度差为___________。

【13题答案】

【答案】    ①. 在水平方向的分运动为匀速直线运动    ②. 在竖直方向的分运动为自由落体运动    ③.     ④.

【解析】

【详解】[1]图1装置中，两个小球到达斜槽末端时的速度都为v0，而小球1离开斜槽末端后做平抛运动，小球2离开斜槽末端后做匀速直线运动，实验中发现两小球总能相碰，所以该装置验证平抛运动在水平方向的分运动为匀速直线运动。

[2]图2装置中，小球3到达斜槽末端时将S断开后做平抛运动，此时小球4失去电磁铁的吸引而做自由落体运动，实验中发现两小球总是同时落地，所以该装置验证平抛运动在竖直方向的分运动为自由落体运动。

[3]由题意可知小球从a到b和从b到c所用时间相同，均设为T，根据运动学规律有

解得

所以

[4]小球在b点时的竖直分速度大小为

小球做平抛运动的初始位置与b的高度差为

小球做平抛运动的初始位置与的高度差为

四、解答题(共44分)

14. 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。

【14题答案】

【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

15. 如图所示，一光滑的半径为R的半圆形轨道固定在水平面上，一个质量为m的小球以某一速度冲上轨道，当小球从轨道口B飞出后，小球落地点C距A处的距离为4R（AB为圆的直径，重力加速度为g），求：

（1）小球经过B点的速度大小；

（2）小球在B点对轨道的压力大小。

【15题答案】

【答案】（1）2；（2）3mg

【解析】

【详解】（1）假设小球经过B点速度大小为vB，做平抛运动的时间为t，则根据平抛运动规律有

4R=vBt

解得

（2）设小球在B点时受到轨道的压力大小为N，则根据牛顿第二定律有

解得

N=3mg

由牛顿第三定律可知小球在B点对轨道的压力大小为

F=N=3mg

16. 长为L的细绳，一端拴一质量为m的小球，另一端固定于O点，让其在水平面内做匀速圆周运动（圆锥摆），摆线与竖直方向的夹角为，重力加速度为g，求：

（1）细绳的拉力F；

（2）小球运动的线速度的大小；

（3）小球运动的角速度。

【16题答案】

【答案】（1）；（2）；（3）

【解析】

【分析】

【详解】（1）小球受重力和拉力作用，两个力的合力提供向心力，如图

则

（2）根据牛顿第二定律得

又

解得

（3）根据牛顿第二定律得

又

解得

17. 宇航员站在某质量分布均匀的星球表面一斜坡上P点，沿水平方向以初速度抛出一个小球，测得小球经时间t落到斜坡另一点Q上，斜坡的倾角为α，已知该星球的半径为R，引力常量为G，球的体积公式是。求：

（1）该星球表面的重力加速度g；

（2）该星球的密度；

（3）该星球的第一宇宙速度。

【17题答案】

【答案】（1）；（2）；（3）

【解析】

【分析】

【详解】解：（1）小球斜坡上做平抛运动时：水平方向上

①

竖直方向上

②

由几何知识

③

由①②③式得

（2）对于该星球表面质量为的物体，有

又

故

（3）该星球的第一宇宙速度等于它的“近地卫星”的运行速度，故

又

解得