2021-2022学年辽宁省铁岭市清河高级中学高一（下）第二次月考物理试卷(含答案解析)

2021-2022学年辽宁省铁岭市清河高级中学高一（下）第二次月考物理试卷

1.  2020年6月我国北斗卫星导航系统已经完成全球组网。如图所示是北斗导航系统中部分卫星的轨道示意图，已知a、b、c三颗卫星均做圆周运动，a是地球同步卫星，则(    )

A. 卫星a的角速度大于c的角速度
B. 卫星a的加速度大于b的加速度
C. 卫星a的运行速度大于第一宇宙速度
D. 卫星b的周期等于24h

2.  已知某行星的质量是地球质量的a倍，半径是地球半径的b倍，地球的第一宇宙速度为v，则该行星的第一宇宙速度为(    )

A.
B.
C.
D.

3.  如图所示，1、2两个小球以相同的速度水平抛出。球1从左侧斜面抛出，经过时间落回斜面上，球2从某处抛出，经过时间恰好垂直撞在右侧的斜面上，已知左右两侧斜面的倾角分别为，，则(    )

A.  B.  C. ：：1 D. ：：2

4.  2018年，在我国西昌卫星发射中心，由中国航天科技集团总负责研制的嫦娥四号中继星“鹊桥”搭乘长征四号丙运载火箭升空。卫星由火箭送入近地点约200公里、远地点约40万公里的地月转移轨道1。在远地点40万公里处点火加速，由椭圆轨道变成高度为40万公里的圆轨道2，在此圆轨道上飞船运行周期等于月球公转周期。下列判断错误的是(    )

A. 卫星在轨道1上Q点的速率大于在轨道2上P点的速率
B. 卫星在轨道1的运行周期小于在轨道2的运行周期
C. 卫星在轨道2上P点向心加速度大于轨道1上的P点的向心加速度
D. 卫星在轨道2上运行的速率小于同步卫星绕地球运行的速率
 

5.  一辆小汽车在水平路面上由静止启动，在前5s内做匀加速直线运动，5s末达到额定功率，之后保持以额定功率运动．其图象如图所示．已知汽车的质量为，汽车受到的阻力为车重的倍，取则以下说法正确的是(    )

A. 汽车在前5 s内的加速度为 B. 汽车在前5 s内的牵引力为
C. 汽车的额定功率为40kW D. 汽车的最大速度为

6.  一小球由某高处自由落下，落在竖直放置的轻质弹簧上，O为弹簧自由状态时最上端，A为小球合力为零的点，B为小球运动的最低点。运动过程在弹性限度内，小球视为质点，不计空气阻力。则下列说法正确的是(    )

A. 小球由O到B过程中，加速度先增大后减小
B. 小球由O到B过程中，重力先做负功再做正功
C. 小球由O到B过程中，小球的机械能守恒
D. 小球在OA段处于失重状态，小球在AB段处于超重状态

7.  2022年4月16日09时56分，神舟十三号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆，在空间站驻留6个月的航天员翟志刚、王亚平、叶光富，创造了中国航天员连续在轨飞行时长新纪录。如图所示，神舟十三号载人飞船与空间站对接后所绕轨道视为圆轨道，绕行角速度为，距地高度为k，R为地球半径，万有引力常量为G。下列说法中正确的是(    )

A. 神舟十三号在低轨只需沿径向加速可以直接与高轨的天宫空间站实现对接
B. 对接后的组合体的运行速度应大于
C. 地球表面重力加速度为
D. 地球的密度为

8.  如图所示，质量为m的物体以某一速度从A点冲上倾角为的固定斜面，其减速运动的加速度为，此物体在斜面上能够上升的最大高度为h，则在这个过程中物体(    )

A. 重力势能增加了 B. 机械能损失了
C. 动能损失了 D. 克服摩擦力做功

9.  安全检查仪对旅客的行李进行安全检查，其传送装置可简化为如图所示。紧绷的水平传送带始终保持的恒定速率向左运行，旅客把质量为10kg的行李可视为质点无初速度地放在传送带A端，通过传送带使其运动到B端。设行李与传送带之间的动摩擦因数为，AB间的距离为2m，g取，则(    )

A. 行李箱始终受到向左的摩擦力 B. 行李箱到达B端所用时间为
C. 传送带对行李箱所做的功为5J D. 行李箱与传送带摩擦产生的热量为20J

10.  如图所示，在匀速转动的水平圆盘上，沿半径方向放着用细绳相连的质量均为m的两个物体A和B，它们分居圆心两侧，与圆心距离分别为，，与盘间的动摩擦因数相同，当圆盘转速缓慢加快到两物体刚好要发生滑动时，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则下列说法正确的是(    )

A. 此时绳子张力为
B. 此时A所受摩擦力方向沿半径指向圆内
C. 此时圆盘的角速度为
D. 此时烧断绳子，A仍相对盘静止，B将做离心运动

11.  某学习小组做探究“合力的功和物体速度变化的关系”的实验，图1中小车是在1条橡皮筋作用下弹出，沿木板滑行，这时橡皮筋对小车做的功记为W。当用2条、3条…完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次…实验时，使每次实验中橡皮筋伸长的长度都保持一致，每次实验中小车获得的速度由打点计时器所打的纸带测出。

实验中，小车会受到摩擦阻力的作用，可以使木板适当倾斜来平衡掉摩擦阻力，则下面操作正确的是______。
A.放开小车，能够自由下滑即可
B.放开小车，能够匀速下滑即可
C.放开拖着纸带的小车，能够自由下滑即可
D.放开拖着纸带的小车，能够匀速下滑即可
若木板水平放置，小车在两条橡皮筋作用下运动，当小车速度最大时，关于橡皮筋所处的状态与小车所在的位置，下列说法正确的是______。
A.橡皮筋处于原长状态
B.橡皮筋仍处于伸长状态
C.小车在两个铁钉的连线处
D.小车已过两个铁钉的连线
若用如图所示的装置进行“探究做功与速度变化关系”的实验，下列说法正确的是______。
A.每次实验必须算出橡皮筋对小车做功的具体值
B.每次实验橡皮筋拉伸的长度没有必要保持一致
C.先接通电源，再让小车在橡皮筋的作用下弹出
D.纸带上打出的点两端密，中间疏，可能是木板倾角太大
在正确操作情况下，打在纸带上的点并不都是均匀的，为了测量小车获得的速度，应选用图2中纸带的______部分进行测量。

12.  如图所示，用光电门等器材验证机械能守恒定律。直径为d、质量为m的金属小球从A点由静止释放，下落过程中经过A点正下方的位置B，B处固定有光电门，测得AB间的距离为，光电门测出小球通过光电门的时间为t，当地的重力加速度为g，则：

小球通过光电门B时的速度表达式______；
多次改变高度H，重复上述实验，描点作出随H的变化图像如图所示，若作出的图线为通过坐标原点的直线，且斜率为______表达式用已给的物理量表达，可判断小球下落过程中机城能守恒；
实验中发现动能增加量总是______填“大于”、“小于”或“等于”。

13.  为了研究过山车的原理，某兴趣小组提出了下列设想：取一个与水平方向夹角，长的倾斜轨道AB，通过水平轨道BC与半径为的竖直圆轨道相连，出口为水平轨道DE，所有轨道都是光滑的。其中AB与BC轨道以微小圆弧相接，如图所示。一个质量小物块可视为质点从A点由静止沿倾斜轨道滑下，小物块恰能过竖直圆轨道的最高点。取求：
小物体到达圆轨道最高点时的速度大小；
小物块到达C点时的速度大小；
小物块到达C点时对圆轨道压力的大小。

14.  如图所示，一足够长的、不可伸长的柔软轻绳跨过光滑定滑轮，绳两端各系一小球a和b。a球质量为m，静置于地面；b球质量为3m，用手托住，高度为h，此时轻绳刚好拉紧，从静止开始释放b后，求：
球落地瞬间的速度大小；
能离地面的最大高度；
从释放到b刚落地这个过程，b的机械能变化量。

15.  如图所示，半径的四分之一圆弧形曲面体AB固定在水平地面上，轻质弹簧的处于压缩状态并用细线锁定，右端固定在墙上，左端放置一个质量的小球弹簧与小球不拴连，此时弹簧具有的弹性势能，弹簧原长小于CE间的距离．解除锁定后，小球被弹出并冲上曲面体，从最高点B冲出后又落回B点进入圆弧形轨道．AC平面粗糙，其他接触面均光滑．小球与水平面AC之间的动摩擦因数，AC间的距离，不计空气阻力，取求：

小球第一次到达A点时的速度；
小球第一次从B点冲出曲面体后又落回B点所用时间t；
小球停止运动时与A点距离

答案和解析

1.【答案】D 

【解析】解：卫星绕地心做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，
解得线速度：，周期：，角速度：，向心加速度：
AB、由角速度，加速度的表达式可得出：半径大的角速度小，加速度小，即卫星a的角速度小于c的角速度，卫星a的加速度等于b的加速度，故AB错误；
C、第一宇宙速度是近地卫星的运行速度，轨道半径大的线速度小，则卫星a的运行速度小于第一宇宙速度，故C错误；
D、a为同步卫星，运行周期为24h，b，a的轨道半径相同，周期相同为24h，故D正确。
故选：D。
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、角速度、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。
 

2.【答案】B 

【解析】

【分析】物体在地面附近绕地球做匀速圆周运动的速度叫做第一宇宙速度，大小，可根据卫星在圆轨道上运行时的速度公式解得．
【解答】设地球质量M，某行星的质量是地球质量的a倍，地球半径r，某星球半径是地球半径的b倍
由万有引力提供向心力做匀速圆周运动得：，
解得：卫星在圆轨道上运行时的速度公式
分别代入地球和某星球的各物理量得： 
，故B正确、ACD错误．
故选：
本题要掌握第一宇宙速度的定义，正确利用万有引力公式列出第一宇宙速度的表达式．  

3.【答案】A 

【解析】解：对球1根据平抛运动规律有：，
对球2根据平抛运动规律有：，
联立解得：：3，故A正确，BCD错误；
故选：A。
球1从左侧斜面抛出，经过时间落回斜面上。所以小球1的位移与水平方向的夹角为，球 2从某处抛出，经过时间恰能垂直撞在右侧的斜面上。所以小球2的速度与水平方向的夹角为，根据数学关系联立解答。
解决本题的关键知道小球落在斜面上时，小球位移水平水平方向的夹角，垂直撞在斜面上，速度与斜面垂直，速度方向与水平方向的夹角为，将位移或速度进行分解，根据平抛运动的两个正切关系解答。
 

4.【答案】C 

【解析】解：根据开普勒第二定律可知，与轨道1上的P点相比，因为Q点的半径较小，则线速度较大，故A正确；
B.由开普勒第三定律得，因为轨道1的半长轴小于轨道2的半径，故卫星在轨道1的运行周期小于在轨道2的运行周期，故B正确；
C.根据牛顿第二定律，万有引力提供向心力，提供卫星的向心加速度，同一位置，万有引力一定，向心加速度相等，卫星变轨前通过椭圆轨道远地点时的加速度等于变轨后沿圆轨道运动的加速度，故C错误；
D.同A选项的分析可知，圆轨道2距离地表40万公里，大于同步卫星轨道距地表的约36万公里的高度，所以圆轨道2的半径大于同步卫星的轨迹半径，速率就比同步卫星的速率小，故D正确。
本题选错误的，故选：C。
根据万有引力提供向心力分析出线速度与半径的关系，结合题意完成分析；
根据开普勒第三定律分析出卫星的运行周期的大小关系；
根据万有引力定律结合牛顿第二定律分析出卫星在P点的加速度变化。
本题主要考查了万有引力定律的相关应用，解题的关键点是理解卫星做圆周运动的向心力来源，结合向心力公式和开普勒第三定律即可完成分析，整体难度不大。
 

5.【答案】D 

【解析】解：AB、汽车受到地面的阻力为车重的倍，则阻力为：，
由图可知，汽车匀加速直线运动的加速度为：
根据牛顿第二定律得：
解得牵引力为：，故AB错误；
C、发动机额定功率为：，故C错误。
D、当牵引力等于阻力时，速度最大，则最大速度为：，故D正确。
故选：D。
根据速度时间图线得出匀加速直线运动的加速度，结合牛顿第二定律求出牵引力，通过求出额定功率．当牵引力等于阻力时，速度最大，根据求出最大速度。
本题首先要识别图象的物理意义，从斜率读出加速度．其次，抓住5s这个时刻汽车达到额定功率．抓住达到最大速度的条件，由功率公式求最大速度。
 

6.【答案】D 

【解析】解：A、小球由O到A过程中，重力大于弹力，则加速度向下，随弹力的增加，加速度减小；由A到B过程中，弹力大于重力，则加速度向上，随弹力的增加，加速度增加；则小球由O到B过程中，加速度先减小后增大，故A错误；
B、小球由O到B过程中，高度下降，则重力一直做正功，故B错误；
C、小球由O到B过程中，除重力做功外还有弹力对小球做负功，则小球的机械能不守恒，故C错误；
D、小球在OA段加速度向下，处于失重状态，小球在AB段加速度向上，处于超重状态，故D正确。
故选：D。
根据小球的受力情况分析小球的运动情况，根据功能关系分析重力势能的变化和机械能的变化情况。
本题主要考查机械能守恒定律，关键是能清楚小球的受力情况和运动过程中能量的转化情况，知道重力势能变化与重力做功有关，动能的变化与合力做功有关。
 

7.【答案】C 

【解析】解：A、神舟十三号对接需要沿径向和切向方向都提供加速度才能实现对接，故A错误：
B、由万有引力提供向心力有：，解得：，第一宇宙速度是卫星环绕地球做圆周运动的最大速度，所以对接后组合体的运行速度应小于，故B错误；
C、由万有引力提供向心力
地球表面物体所受万有引力等于重力，有
联立以上两式得：，故C正确；
D、根据得地球的质量：
则地球的密度为，故D错误。
故选：C。
根据变轨原理进行分析；由万有引力提供向心力得到线速度表达式进行分析；根据万有引力和重力的关系进行分析；根据万有引力提供向心力求解地球的质量，根据密度的计算公式求解密度。
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。
 

8.【答案】BC 

【解析】解：A、物体在斜面上能够上升的最大高度为h，克服重力做的功为mgh，所以重力势能增加mgh，故A错误；
BD、设物体所受的摩擦力大小为f，根据牛顿第二定律得：，解得；
所以克服摩擦力做功为：，则机械能损失了，故B正确，D错误；
C、根据动能定理得：，解得：，即动能损失了，故C正确。
故选：BC。
根据牛顿第二定律求解摩擦力的大小，根据功的计算公式求解克服摩擦力做的功，根据功能关系分析机械能损失多少；克服重力做的功等于重力势能增加；根据动能定理求解动能的损失。
本题主要是考查功能关系，关键是能够分析能量的转化情况，知道重力势能变化与重力做功有关、动能的变化与合力做功有关、机械能的变化与除重力或弹力以外的力做功有关。
 

9.【答案】BC 

【解析】解：A、行李箱从A端由初速度为零开始先做匀加速直线运动，设其加速度大小为a，传送带的速率为，传送带A端到B端的距离为，由牛顿第二定律得：

代入数据解得：
假设物体A能加速到与传送带速度相同，设其位移为x，则有：

代入数据解得：
因，故假设成立，行李箱先匀加速到和传送带速度相同，之后再和传送带保持相对静止做匀速直线运动，行李箱先受到向左的摩擦力，和传送带速度相同保持相对静止的过程不受摩擦力作用，故A错误；
B、行李箱匀加速直线运动过程的时间：
匀速直线运动过程的时间：
行李箱到达B端所用时间：，故B正确；
C、传送带对行李箱所做的功为：，故C正确；
D、在行李箱匀加速直线运动的过程，传送带的位移大小为：

此过程两者的相对位移大小为：
行李箱与传送带摩擦产生的热量为：，故D错误。
故选：BC。
行李箱从A端由初速度为零开始先做匀加速直线运动，应用牛顿第二定律和运动学公式判断行李箱与传送带是否会出现相对静止一起匀速直线运动的过程；依据判断结果应用运动学公式求解时间；利用做功的定义或者动能定理求解传送带对行李箱所做的功；行李箱与传送带摩擦产生的热量等于行李箱受到的滑动摩擦力乘以相对位移。
本题考查了牛顿运动定律应用的传送带模型和功能关系。传送带模型要注意摩擦力的判断和物体运动过程的分析，判断物体是否会与传送带共速。
 

10.【答案】C 

【解析】解：ABC、两物块A和B随着圆盘转动时，由合外力提供向心力，则，B的半径比A的半径大，所以B所需向心力大，绳子拉力相等，所以当圆盘转速加快到两物体刚好还未发生滑动时，B的静摩擦力方向指向圆心，A的最大静摩擦力方向背向圆心，有相对圆盘沿半径指向圆内的运动趋势，根据牛顿第二定律得：


解得：，，故AB错误，C正确；
D、烧断绳子瞬间A物体所需的向心力，此时烧断绳子，A的最大静摩擦力不足以提供向心力，则A做离心运动，故D错误。
故选：C。
两物块A和B随着圆盘转动时，始终与圆盘保持相对静止。当圆盘转速加快到两物体刚好还未发生滑动时，A、B的静摩擦力都到达最大静摩擦力，由牛顿第二定律求出A、B两物块与圆盘保持相对静止的最大角速度及绳子的拉力。
解决本题的关键是找出向心力的来源，知道A、B两物体是由摩擦力和绳子的拉力的合力提供向心力。
 

11.【答案】D B C GK 

【解析】解：平衡摩擦力时，除了平衡小车和斜面之间的摩擦力，还要平衡纸带和小孔之间的摩擦力，平衡摩擦力时，小车匀速直线运动，故ABC错误，D正确。
故选：D。
当木板水平时，未平衡摩擦力，此时当小车速度最大时，加速度为0，由于存在摩擦力，橡皮筋仍处于拉伸状态，故ACD错误，B正确。
故选：B。
、只需要改变橡皮筋的条数来改变合力对小车的做功，而无需测量橡皮筋对小车做功的具体数值，故A错误；
B、由于通过橡皮筋条数来改变橡皮筋对小车所做的功，因此必须保证每次实验过程中，橡皮筋的拉伸长度一致，故B错误；
C、为充分利用纸带，保证打点计时器在纸带开始处打点，就需要先接通电源，故C正确；
D、当小车平衡摩擦力不足时，小车脱离橡皮筋后会做减速运动，因此造成小车在纸带末端的相等时间内位移差逐渐减小，造成纸带末端的点比较密，而不是平衡摩擦力过度，故D错误。
故选：C。
在正确的操作下，应选择小车匀速运动阶段进行测量，此时小车速度最大，即图中GK部分。
故答案为：；；；。
实验前应平衡摩擦力，把木板的一端适当垫高使拖着纸带的小车在木板上做匀速直线运动；
小车所受合外力为零时受到最大，根据题意分析判断橡皮筋的状态；
根据实验原理与实验注意事项分析答题；
应选用橡皮筋做功完毕小车做匀速直线运动时对应的纸带部分。
本题考查了探究做功与速度变化关系实验，理解实验原理、知道实验注意事项是解题的前提与关键，根据实验原理与实验注意事项、分析清楚小车的运动过程即可解题。
 

12.【答案】   小于 

【解析】解：由题意可知小球的直径已知，则由平均速度表示经过光电门时的速度，故；
若小球减小的重力势能等于增加的动能时，则认为机械能守恒，即，
即，
解得，
结合图像，则有；
由于小球下落过程中有阻力做功，因此动能的增加量一定小于重力势能的减小量；
故答案为：小于
由题意可知，本实验采用光电门利用平均速度法求解落地时的速度；根据机械能守恒定律列式，再根据数学规律即可求得对应的关系式，以及斜率的意义；则根据题意可知，小球下降过程中由于受到阻力作用，因此动能的增加量一定小于重力势能的减小量。
解决本题的关键知道实验的原理以及误差的来源，掌握纸带的处理方法，会根据纸带求解瞬时速度，从而得出动能的增加量，会根据下降的高度求解重力势能的减小量。
 

13.【答案】解：根据
得
对小物块，根据运动学公式得：
根据速度-位移关系有：
解得：
根据牛顿第二定律得：
又
代入数据解得：
答：小物体到达圆轨道最高点时的速度大小为；
小物块到达C点时的速度大小为；
小物块到达C点时对圆轨道压力的大小为60N。 

【解析】根据牛顿第二定律求出小物体到达圆轨道最高点的速度大小。
根据速度-位移关系求出小物块到达C点的速度，结合牛顿第二定律求出支持力的大小，从而得出压力的大小。
本题考查了匀变速直线运动与圆周运动的运用，知道圆周运动向心力的来源是解决本题的关键。
 

14.【答案】解：根据能量守恒可得
解得

球着地时，a球上升高度为
之后竖直上抛运动，上升高度为
所以，a球上升的最大高度为
从释放到b刚落地这个过程，b的机械能变化量为减少
答：球落地瞬间的速度大小为；
能离地面的最大高度为；
从释放到b刚落地这个过程，b的机械能减少。 

【解析】、b组成的系统机械能守恒，根据系统机械能守恒定律求出b球着地的速度大小。
根据机械能守恒得出b球着地的速度大小，再结合速度位移公式求出a球继续上升的高度，从而得出a所能达到的最大高度。
根据机械能等于动能与重力势能之和解答。
本题考查了机械能守恒定律和动能定理的基本运用，掌握系统机械能守恒的条件，知道b着地后，a继续做竖直上抛运动。
 

15.【答案】解：小球被弹簧弹出到A点过程中，根据能量转化与守恒定律可得

代入数据解得：；
第一次到达B点的速度大小为，对A到B过程根据动能定理可得

代入数据解得：
小球从B点抛出后做竖直上抛运动，根据运动的对称性可知再次回到B点时的速度大小相同，则有
；
其他接触面均光滑，可知小球最终静止在AC之间，整个过程而言弹簧的弹性势能转化为摩擦生热，设小球在AC上运动的总路程为s，则有

代入数据解得：
由此可知，小球停止运动时与A点距离x为
。
答：小球第一次到达A点时的速度为；
小球第一次从B点冲出曲面体后又落回B点所用时间t为1s；
小球停止运动时与A点距离x为。 

【解析】小球被弹簧弹出到A点过程中，根据能量守恒定律列式可求；
对A到B过程根据动能定理求出到达B点时速度，离开B后做竖直上抛运动，根据匀变速直线运动规律求时间；
其他接触面均光滑，可知小球最终静止在AC之间，整个过程而言弹簧的弹性势能转化为摩擦生热，根据能量守恒定律可求停止位置。
本题考查了动能定理和能量守恒定律应用，根据题意分析清楚小球的运动过程是解题的前提与关键，选取合适过程列式即可。