2022-2023学年天津市高一下学期第二次月考物理试题（解析版）

高一年级下学期第二次阶段验收

第I卷（选择题）

一、单选题

1. “青箬笠，绿蓑衣，斜风细雨不须归”是唐代诗人张志和《渔歌子》中的描写春雨美景的名句。一雨滴由静止开始下落一段时间后，进入如图所示的斜风区域下落一段时间，然后又进入无风区继续运动直至落地，不计雨滴受到的阻力，则下图中最接近雨滴真实运动轨迹的是（　　）

A.  B.

C.  D.

【答案】B

【解析】

【详解】A．离开斜风区时雨滴的速度斜向左下方，进入无风区后雨滴只受重力，速度和加速度不在一条直线上，不可能做直线运动，A错误；

BD．离开斜风区时雨滴的速度斜向左下方，轨迹在速度和重力之间偏向重力一侧，B正确，D错误；

C．离开斜风区时雨滴有水平向左的分速度，所以在落地前雨滴的速度不可能竖直向下，C错误。

故选B。

2. 如图所示，某人向对面的山坡上水平抛出两个质量不等的石块，分别落到、两处。不计空气阻力，则落到处的石块（　　）

A. 初速度大，运动时间短 B. 初速度大，运动时间长

C. 初速度小，运动时间短 D. 初速度小，运动时间长

【答案】A

【解析】

【详解】由题图可知，落在B处的石块竖直方向位移小，水平方向位移大，根据

可知落到处的石块运动时间短，根据

可知落到处的石块初速度大。

故选A。

3. 地球质量大约是月球质量的81倍，一颗卫星在地球和月球之间。当地球对它的引力和月球对它的引力大小之比为4：1时，该卫星距地心距离与距月心距离之比为（　　）

A.  B. 9：2

C. 1：81 D. 81：1

【答案】B

【解析】

【详解】设地球质量为81m，月球质量为m，卫星距离地心的距离为a，距离月心的距离为b，则

可得

故选B

4. 利用500米口径球面射电望远镜（FAST），我国天文学家探测到了一个新天体，命名为。这个新发现的天体是孤立的，该星质量相对较低，主要由暗物质组成。已知和地球的半径分别为、，和地球表面的重力加速度为、，则和地球的质量比为（　　）

A.  B.  C.  D.

【答案】A

【解析】

【详解】由星球表面的物体重力等于万有引力可得

解得     

设天体的质量为M1，地球的质量为M2，则有

A正确，BCD错误。

故选A。

5. 如图所示，P、Q为质量相同的两质点，分别置于地球表面的不同纬度上，如果把地球看成一个均匀球体，P、Q两质点随地球自转做匀速圆周运动，则下列说法正确的是（　　）

A. P、Q做圆周运动的向心力大小相等

B P、Q所受地球引力大小相等

C. P、Q做圆周运动的线速度大小相等

D. P所受地球引力大于Q所受地球引力

【答案】B

【解析】

【详解】AC．根据题意可知质点随地球一起自转，角速度、周期相等，但两质点随地球自转的半径不同，根据可知两质点的线速度不同，根据公式可知，两质点做圆周运动的向心力大小不等，故AC错误；

BD．两质点距离地心的距离相等，根据知，两质点受到的引力大小相等，故B正确，D错误。

故选B。

6. 滚筒洗衣机里衣物随着滚筒转动能达到脱水的效果，滚筒沿竖直方向的截面如图所示。下列说法正确的是（    ）

A. 衣物在A、B两点时的加速度相同

B. 衣物在最高点A时处于失重状态

C. 衣物上的小水滴因受到离心力的作用而脱离衣物

D. 衣物在A、B两点时所受筒壁的弹力大小相等

【答案】B

【解析】

【详解】A．衣物在A、B两点时加速度的方向都指向圆心位置，所以加速度方向不同，A错误；

B．衣物在最高点A时加速度方向竖直向下，所以衣物处于失重状态，B正确；

C．衣物上的小水滴是因为所需向心力得不到满足，才脱离衣物的，不是因为受到离心力作用，C错误；

D．衣物在A处受到重力和向下的支持力作用

在B处受到重力和向上的支持力作用

所以，衣物在A、B两点所受筒壁弹力大小不相等，D错误。

故选B。

7. 随着人们生活水平的提高，打高尔夫球将逐渐成为普通人的休闲娱乐。如图所示，假设甲、乙、丙三位运动员从同一点O沿不同方向斜向上击出的高尔夫球分别落在水平地面上不同位置A、B、C，三条路径的最高点在同一水平面内，不计空气阻力的影响，则（　　）

A. 甲击出的高尔夫球落地的速率最大

B. 甲击出的高尔夫球在空中运动时间最长

C. 三个高尔夫球飞到最高点时速度为零

D. 三个高尔夫球击出的初速度水平分量相等

【答案】A

【解析】

【详解】ABD．由图可知三个球最高点相同，运动时间相同；由于运动时间相等，水平位移甲的最大，故击出初速度的水平分量甲的最大，据运动的对称性和速度的合成可知甲击出的高尔夫球落地速率最大，故BD错误，A正确；

C．做斜抛运动的物体最高点还有水平速度，速度不为零，故C错误。

故选A

8. 如图所示，某段滑雪雪道倾角为，总质量的滑雪运动员从距底端高为处的雪道上由静止开始匀加速下滑，所受阻力为，g取，运动员从上向下滑到底端的过程中，下滑过程各力对运动员做的总功为（　　）

A. 1500 J B. 3300 J C. 2000 J D. 2500 J

【答案】C

【解析】

【详解】对运动员受力分析可知，运动员受到的合力为

根据题意可知，运动员的位移为

则下滑过程各力对运动员做的总功为

故ABD错误C正确。

故选C。

二、多选题

9. 如图为太阳系示意图，假设地球和土星都绕太阳做匀速圆周运动，以下说法正确的是（　　）

A. 地球的向心加速度大于土星的向心加速度

B. 地球的绕行周期大于土星的绕行周期

C. 地球的绕行线速度小于土星的绕行线速度

D. 地球绕行的角速度小于土星绕行的角速度

【答案】A

【解析】

【详解】A．根据

解得

地球的转动半径小于土星的转动半径，地球的向心加速度大于土星的向心加速度，A正确；

B．根据

解得

地球的转动半径小于土星的转动半径，地球的绕行周期小于土星的绕行周期，B错误；

C．根据

解得

地球的转动半径小于土星的转动半径，地球的绕行线速度大于土星的绕行线速度，C错误；

D．根据

解得

地球的转动半径小于土星的转动半径，地球绕行的角速度大于土星绕行的角速度，D错误。

故选A。

10. 摩天轮是游乐场中一种大型的转轮设施，游客坐在悬挂在摩天轮边缘的座舱，随摩天轮在竖直平面内做匀速圆周运动，游客可视为质点，下列叙述正确的是（    ）

A. 游客乘坐摩天轮做圆周运动时所受的合力为零

B. 在最低点时，游客对座椅的压力小于座椅对他的支持力

C. 游客在与转轴等高处，所受摩擦力方向指向转轴

D. 在最高点时游客处于失重状态

【答案】CD

【解析】

【详解】A．游客乘坐摩天轮做圆周运动，其速度方向不断改变，加速度一定不为零，则合力不可能为零，A错误；

B．游客对座椅的压力与座椅对他的支持力为一对相互作用力，大小相等，方向相反，B错误；

C．游客在与转轴等高处，向心力由摩擦力提供，向心力指向转轴，则所受摩擦力方向指向转轴，C正确；

D．在最高点时，游客的加速度指向圆心，竖直向下，游客处于失重状态，D正确。

故选CD。

11. 厦门大学天文学系顾为民教授团队利用我国郭守敬望远镜积累的海量恒星光谱，发现了一个处于宁静态的中子星与红矮星组成的双星系统，质量比约为2:1，同时绕它们连线上某点O做匀速圆周运动，研究成果于2022年9月22日发表在《自然·天文》期刊上。则此中子星绕O点运动的（　　）

A. 角速度大于红矮星的角速度

B. 轨道半径小于红矮星的轨道半径

C. 向心力大小约为红矮星的2倍

D. 线速度小于红矮星的线速度

【答案】BD

【解析】

【详解】A．双星系统中，由于两星在相同时间内转过的角度相等，则双星系统的角速度相等，即中子星绕O点运动的角速度等于红矮星的角速度，A错误；

B．根据

，

解得

即星体质量越大，轨道半径越小，根据题意中子星质量大，可知，中子星绕O点运动的轨道半径小于红矮星的轨道半径，B正确；

C．双星系统中，有星体之间的万有引力提供向心力，可知，中子星绕O点运动的向心力大小等于红矮星的向心力大小，C错误；

D．根据

根据上述，双星系统角速度相等，中子星的轨道半径小一些，则中子星绕O点运动的线速度小于红矮星的线速度，D正确。

故选BD。

12. 杂技演员表演“水流星”，在长为L=1.6m的细绳的一端，系一个与水的总质量为m=0.5kg的盛水容器，以绳的另一端为圆心，在竖直平面内做圆周运动，如图所示，若“水流星”通过最高点时的速率为4m/s，则下列说法正确的是（g取10m/s2）（　　）

A. “水流星”通过最高点时，没有水从容器中流出

B. “水流星”通过最高点时，绳的拉力及容器底部受到的压力均为零

C. “水流星”通过最高点时，处于完全失重状态，不受力的作用

D. “水流星”通过最高点时，绳子的拉力大小为5N

【答案】AB

【解析】

【详解】当水对桶底压力为零时有

解得

由于“水流星”通过最高点的速度为4m/s，此时“水流星”的重力完全提供向心力，处于完全失重状态，水不会从容器中流出，只受重力作用，绳子拉力为0，容器底部受到的压力也为0。

故选AB。

第II卷（非选择题）

三、实验题

13. 在“研究平抛运动”实验中，

（1）图 1 是用横挡条卡住平抛小球，用铅笔标注小球最高点，确定平抛运动轨迹的方法，坐标原点应选小球在斜槽末端点时的________在坐标纸上的投影点。（选项填大写字母）

A.球心                B.球的上端            C.球的下端

（2）在此实验中，下列说法正确的是________。（选项填大写字母）

A.斜槽轨道必须光滑

B.记录的点应适当多一些

C.用光滑曲线把所有的点连接起来

D.y轴的方向根据铅垂线确定

（3）图2是利用图1装置拍摄小球做平抛运动的频闪照片，由照片可判断实验操作错误的是_______。（选项填大写字母）

A.释放小球时初速度不为 0

B.释放小球的初始位置不同

C.斜槽末端切线不水平

【答案】    ①. A    ②. BD##DB    ③. C

【解析】

【详解】(1)[1]坐标原点应该选小球的球心，故选A。

(2)[2]A.本实验对斜槽轨道的粗糙程度没有要求。故A错误；

B.记录的点应适当多一些，可以提高实验的准确性。故B正确；

C.用光滑曲线把尽可能多的点连接起来，必要的时候可以舍弃一些点。故C错误；

D.y轴的方向根据重垂线确定。故D正确。

故选BD。

(3)[3]从照片来看，小球做的是斜抛运动，故C正确。

四、解答题

14. 发射地球同步卫星时，先将卫星发射到距地面高度为h1近地圆形轨道上，在卫星经过A点时点火实施变轨进入椭圆轨道，最后在椭圆轨道的远地点B点再次点火将卫星送入同步轨道，如图所示。已知同步卫星的运动周期为T，地球的半径为R，地球表面重力加速度为g，忽略地球自转的影响。求：

(1)卫星在近地点A的加速度大小；

(2)远地点B距地面的高度。

【答案】(1)；(2)

【解析】

【分析】

【详解】(1)设地球质量为M，卫星质量为m，万有引力常量为G，卫星在A点的加速度为a，

由牛顿第二定律得

G＝ma①

卫星在地球赤道表面上受到的万有引力等于重力，则

G＝mg②

解以上两式得

a＝③

(2)设远地点B距地面高度为h2，卫星在同步轨道上运动时受到的万有引力提供向心力，由牛顿第二定律得

G＝m（R＋h2）④

由②④两式解得

h2＝－R

15. 如图所示，质量为的物体静止在水平地面上，受到与水平地面夹角为，大小的拉力作用，物体移动的距离物体与地面间的动摩擦因数，g取。（，）求：

（1）拉力所做的功；

（2）摩擦力所做的功；

（3）处拉力做功的瞬时功率。

【答案】（1）；（2）；（3）

【解析】

【详解】（1）根据题意，由公式可得，拉力做功为

（2）根据题意，由平衡条件有

又有

由公式可得，摩擦力做功为

联立代入数据解得

（3）根据题意，由牛顿第二定律有

又有

拉力做功的瞬时功率为

联立代入数据解得

16. 质量为4000kg的汽车，其发动机的额定功率为80kW，它在平直公路上行驶时所受阻力为其车重的0.1倍，该车从静止开始以2m/s2的加速度做匀加速运动，g取10m/s2，求：

（1）该汽车在路面上行驶的最大速度是多少？

（2）这种匀加速运动能的维持时间？

（3）当汽车的加速度变为1.0m/s2时，汽车做匀加速加速运动所能达到的速度为多大？

【答案】（1）20m/s；（2）3.33s；（3）10m/s．

【解析】

【分析】（1）当牵引力等于阻力时，速度最大，根据P=Fv求出最大速度；

（2）当P=P额是匀加速直线运动结束，根据P=Fv求出末速度，再根据匀变速直线运动速度时间关系求解时间；

（3）根据牛顿第二定律求出牵引力，根据P=Fv求出速度．

【详解】（1）当汽车在路面上行驶达到最大速度时a=0，故满足牵引力

F=f

由

P=Fv

得

（2）汽车匀加速时，有牛顿第二定律得

F-f=ma

即牵引力

F=ma+f=4000×2+4000×10×0.1=12000N

根据P=Fv得功率刚刚达到额定功率时得速度为

由v=at得匀加速运动得最长时间为

（3）加速度为1m/s2时，由牛顿第二定律得

F′-f=ma′

牵引力为

F′=ma′+f=4000×1+4000×10×0.1=8000N

根据

P=Fv

得此时