9、辽宁省沈阳市重点联合体2019-2020学年高一上学期月考物理试题（学生版）

辽宁省沈阳市重点联合体2020高一月考物理试题

辽宁省沈阳市城郊市重点联合体2019-2020学年

高一上学期第二次月考

物理试题

一、选择题

1.(★)牛顿以天体之间普遍存在着引力为依据,运用严密的逻辑推理,建立了万有引力定律,在创建万有引力定律的过程中,牛顿              (　　)

A.接受了胡克等科学家关于“吸引力与两中心距离的平方成反比”的猜想

B.根据地球上一切物体都以相同加速度下落的事实,得出物体受地球的引力与其质量成正比,即F=∝m的结论

C.根据F=∝m和牛顿第三定律,分析了地月间的引力关系,进而得出F=∝m1m2

D.根据大量实验数据得出了比例系数G的大小

2.(★)一物体由静止开始自由下落,一小段时间后突然受一恒定水平向右的风力的影响,但着地前一段时间内风突然停止,则其运动的轨迹可能是              (　　)

3.(★)甲、乙两球位于同一竖直直线上的不同位置,甲比乙高出h。将甲、乙两球以v1、v2的速度沿同一水平方向抛出,不计空气阻力,下列条件中有可能使乙球击中甲球的是              (　　)

A.同时抛出,且v1<v2 B.甲迟抛出,且v1>v2

C.甲早抛出,且v1>v2 D.甲早抛出,且v1<v2

4.(★)如图所示,细绳的一端悬于O点,另一端系一小球,在O点正下方A处有一钉子.现使小球由高处摆下,当绳摆到竖直位置时与钉子相碰.则绳碰钉子前后的瞬间相比(不计空气阻力)              (　　)

A.小球的线速度变大 B.小球的角速度不变

C.小球的向心加速度减小 D.绳子的拉力变大

5.(★★)如图所示,一轻杆一端固定一质量为m的小球,以另一端O为圆心,使小球在竖直面内做圆周运动。以下说法正确的是              (　　)

A.小球过最高点时,杆受力可以是零

B.小球过最高点时的最小速率为

C.小球过最高点时,杆对球的作用力可以竖直向上,此时球受到的重力一定大于杆对球的作用力

D.小球过最高点时,杆对球的作用力一定竖直向下

6.(★,辽宁省沈阳市重点联合体2020高一月考物理试题,6,4分)据报道,我国数据中继卫星“天链一号01星”于2008年4月25日在西昌卫星发射中心发射升空,经过4次变轨控制后,于5月1日成功定点在东经770赤道上空的同步轨道.关于成功定点后的“天链一号01星”,下列说法正确的是              (　　)

A.运行速度大于7.9km/s

B.离地面高度一定,相对地面静止

C.绕地球运行的角速度比月球绕地球运行的角速度大

D.向心加速度与静止在赤道上物体的向心加速度大小相等

7.(★)我国绕月探测工程的预先研究和工程实施已取得重要进展.设地球、月球的质量分别为m1、m2,半径分别为R1、R2,人造地球卫星的第一宇宙速度为v,对应的环绕周期为T,则环绕月球表面附近圆轨道飞行的探测器的速度和周期分别为              (　　)

A.v,T B.v,T

C.v,T D.v,T

8.(★)宇航员在一行星上以速度为v0竖直上抛一个物体经t秒钟后落回手中,已知该行星半径为R,要使物体不再落回星球表面,沿星球表面抛出的速度至少应是              (　　)

A. B. C. D.

9.(★★)一滑块在水平地面上沿直线滑行,t=0时其速度为1m/s。从此刻开始滑块运动方向上再施加一水平面作用F,力F和滑块的速度v随时间的变化规律分别如图a和图b所示.设在第1秒内、第2秒内、第3秒内力F对滑块做的功分别为W1、W2、W3,则以下关系正确的是              (　　)

A.W1=W2=W3 B.W1<W2<W3

C.W1<W3<W2 D.W1=W2<W3

10.(★)质量为m的物块,在几个共点力的作用下静止在光滑的水平桌面上,现把其中一个水平方向的力从F突然增大到4F,保持其他力不变,则在t秒末该力的功率为              (　　)

A.t B.t C.t D.t

二、实验题

11.(★★)如图是自行车传动机构的示意图。假设脚踏板每Ts转一圈,要知道在这种情况下自行车前进的速度有多大,还学要测量哪些物理量,请在图中用字母标注出来　　　　,并且用这些量推导出自行车前进速度表达式v=　　　　。 

12.(★★)在安装“研究平抛物体的运动”实验装置时,斜槽末端的切线必须是水平的,这样做的目的是　　　　。某同学在实验中,忘了记下斜槽末端的位置O,A为物体运动一段时间后的位置,记下小球从A开始的运动轨迹及坐标值如图所示,则根据此图求出小球平抛的初速度为v0=　　　　m/s。(保留两位有效数字,g取10m/s2) 

三、计算题

13.(★★)为了清理堵塞河道的冰凌,空军实施了投弹爆破,飞机在河道上空高H处以速度v0水平匀速飞行,投掷下炸弹并击中目标。求炸弹刚脱离飞机到击中目标所飞行的水平距离及击中目标时的速度大小。(不计空气阻力)

14.(★)如图所示,一个竖直放置的圆锥筒可绕其中心OO'转动,筒内壁粗糙,筒口半径和筒高分别为R和H,筒内壁A点的高度为筒高的一半,内壁上有一质量为m的小物块.求:

(1)当筒不转动时,物块静止在筒壁A点受到的摩擦力和支持力的大小;

(2)当物块在A点随筒做匀速转动,且其受到的摩擦力为零时,筒转动的角速度。

15.(★,辽宁省沈阳市重点联合体2020高一月考物理试题,15,16分)质量为2000kg的汽车在平直公路上行驶,所能达到的最大速度为20m/s,设汽车所受阻力为车重的0.2倍(即f=0.2G)。如果汽车在运动的初始阶段是以2m/s2的加速度由静止开始匀加速行驶,试求:

(1)汽车的额定功率;

(2)汽车在匀加速行驶时的牵引力;

(3)汽车在3秒内牵引力所做的功;

(4)汽车在第3秒末的发动机的瞬时功率。

辽宁省沈阳市重点联合体2020高一月考物理试题

答案全解全析

1.考向　物理学史

题组　万有引力定律

答案　AB

解析　题干要求“在创建万有引力定律的过程中”,牛顿接受了平方反比猜想,和物体受地球的引力与其质量成正比,即F∝m的结论,而提出万有引力定律后100多年,后来卡文迪许利用扭称测量出万有引力常量G的大小,后来根据大量实验数据不断的测定比例系数G的大小,即CD选项是在建立万有引力定律后才进行的探索,因此符合题意的只有AB。

故选AB。

2.考向　运动轨迹分析

题组　轨迹和合外力的关系

答案　C

解析　由力的独立作用原理可知,没有风力时物体做自由落体运动,有风力后水平方向匀加速直线运动,水平分速度逐渐增大,撤去风力后水平速度不变,竖直分速度继续增大,C对。

3.考向　平抛运动计算

题组　平抛运动规律应用

答案　D

解析　

由h=gt2可得:

t=

可知抛出点的高度越大,平抛运动的时间越长;由图可知甲的抛出点高于乙的抛出点,故要使两球相碰,甲应先抛出;而两物体的水平位移相同,而运动时间甲的要长,由x=v0t可知甲的速度要小于乙的速度,即:

v1<v2

A.同时抛出,且v1<v2与分析不符,故A错误;

B.甲迟抛出,且v1>v2与分析不符,故B错误;

C.甲早抛出,且v1>v2与分析不符,故C错误;

D.甲早抛出,且v1<v2与分析相符,故D正确。

4.考向　描述圆周运动物理量判断

题组　描述圆周运动物理量

答案　D

解析　AB.细绳与钉子相碰前后线速度大小不变,半径变小,根据v=ωr得知,角速度增大,故A、B错误;

C.根据a=知,半径r变小,向心加速度变大,故C错误;

D.根据F-mg=m,可得绳子的拉力:

F=mg+m

由于半径r变小,拉力F变大,故D正确。

5.考向　圆周运动轻杆模型

题组　圆周运动临界

思路分析　竖直平面内轻杆相连过最高点的临界条件为速度v≥0。

答案　AC

解析　

A.小球过最高点时,速度为v=时,则有:

mg=m

由重力完全提供向心力,杆所受的弹力为零,故A正确;

B.由于杆能支撑小球,所以小球过最高点时的最小速度为零,故B错误;

CD.在最高点,根据牛顿第二定律可知,当小球的速度小于时,则有:

mg-F=

知杆对球的作用力竖直向上,与重力方向相反,重力一定大于杆对球的作用力,故C正确,D错误。

6.考向　描述卫星物理量

题组　同步卫星

思路分析　了解第一宇宙速度是近地卫星的环绕速度,也是最大的圆周运动的环绕速度.要比较一个物理量大小,我们应该把这个物理量先表示出来,在进行比较.

答案　BC

解析　

同步卫星在轨道上运动时,由万有引力提供它做圆周运动的向心力,根据牛顿第二定律,可以得出v=,其中r是卫星的轨道半径,说明轨道半径越大,线速度越小。所以可得同步卫星的线速度小于第一宇宙速度。第一宇宙速度是最小的发射速度,最大的轨道速度。同步卫星的特点就是相对地面静止,所以它离地面的高度是确定不变的。即同步卫星有五定,这是必须掌握的。根据万有引力定律和牛顿第二定律及向心力公式,可以得出ω=,说明轨道半径越大,角速度越小。所以绕地球运行的角速度比月球绕地球运行的角速度大。也可能通过常识来分析:月球绕地球一周需要27天,而同步卫星绕地球一周是一天,所以角速度不同。但在地球赤道上相对地球静止的物体和同步卫星具有相同的角速度,根据向心加速度的公式a=ω2r得,同步卫星的向心加速度大.所以答案为BC。

7.考向　计算卫星运动物理量

题组　卫星问题

思路分析　无论是卫星绕地球运动,还是卫星绕月球运动,它们有个共同特点都是万有引力充当向心力,根据牛顿第二定律列出包含已知物理量的等式,分别求解,然后根据已知条件进行对比,得出结果。

答案　A

解析　设人造地球卫星的质量为m,则其在近地轨道运动过程中:

G=m=m

得:v=,T=2π

同理,月球探测器在月球表面附近圆轨道运动时v'=,T'=2π

所以v'=·v,T'=·T

故本题A选项正确。

8.考向　计算天体表面重力加速

题组　万有引力定律应用

答案　C

解析　设行星表面的重力加速度为g,由物体竖直上抛运动,有:

t=

可得:g=

要使物体沿水平方向抛出而不落回星球表面,沿星球表面抛出的速度为v,则有:

mg=m

联立解得:

v=

A.与分析不符,故A错误;

B.与分析不符,故B错误;

C.与分析相符,故C正确;

D.与分析不符,故D错误。

9.考向　力学图像

题组　功和功率

思路分析　这是一个典型的图像信息给予题,关键是弄清楚图像中所包含的物理信息。

答案　B

解析　

试题分析:根据功的公式W=Fl可知,知道F的大小,再求得各自时间段内物体的位移即可求得力F做功的多少。

解:由速度图像可知,第1s、2s、3s内的位移分别为0.5m、0.5m、1m,由F-t图像及功的公式w=Fscosθ可求知:W1=0.5J,W2=1.5J,W3=2J。故本题中ACD错,B正确。

故选B。

10.考向　瞬时功率计算

题组　功和功率

答案　D

解析　把其中一个水平方向的力从F突然增大到4F,保持其它力不变,则物体所受的合外力为3F,由牛顿第二定律得:a=,在t秒末物块的速度:v=at=,再利用瞬时功率的计算式P=Fv得,在t秒末该力的功率为:P=4F×=t,ABC错误;D正确;

故选D。

11.考向　线速度和角速度的关系

题组　描述圆周运动几个物理量之间的关系

思路分析　首先明确自行车传动的原理,然后根据多次v=ωr列式求解。

答案　(1)　大齿轮半径r1,小齿轮半径r2,后轮的半径为r3　(2)

解析　[1]设大齿轮半径r1,小齿轮半径r2,后轮的半径为r3,如图所示

[2]脚踏板的角速度为:

ω=

则大齿轮的角速度为ω1=,因为大小齿轮的线速度相等,则有:ω1r1=ω2r2

解得:ω2=

小齿轮和后轮的角速度相等,则有:

v=r3ω2==

12.考向　平抛运动特点

题组　探究平抛运动的特点

思路分析　本题的关键是掌握“研究平抛运动”实验的注意事项,以及知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律,灵活运用运动学公式求解.

答案　(1)小球离开斜槽末端时的速度是水平的,物体作平抛运动　(2)2.0

解析　[1]斜槽末端的切线必须是水平的,是为了保证小球抛出后做平抛运动;

[2]平抛运动在竖直方向上做自由落体运动,在竖直方向上有:

Δy=gT2

解得:T==s=0.1s

水平方向匀速运动,因此有:x=v0t

解得:v0===2.0m/s

13.考向　平抛运动的计算

题组　平抛运动的基本规律

思路分析　(1)炸弹做平抛运动,将运动分解成竖直方向做自由落体运动与水平方向做匀速直线运动,根据运动学公式,即可求解;

(2)根据运动学公式,可求出竖直方向速度,从而由速度的合成,可求出结果.

答案　v0;

解析　根据H=gt2可得:

t= 3分

则击中目标时飞机飞行的水平距离:

x=v0t=v0 3分

炸弹击中目标时竖直分速度:

vy=gt= 3分

根据平行四边形定则得击中目标时的速度大小:

v== 3分

14.考向　向心力计算

题组　向心力临界问题

思路分析　(1)物体受重力、支持力和静摩擦力,根据平衡条件求解静摩擦力和支持力;

(2)物体受重力和支持力,合力提供向心力,根据平行四边形定则求解出合力,根据向心力公式列式求解筒转动的角速度。

答案　(1)摩擦力f=mg,支持力N=mg　(2)ω=

解析　(1)根据受力分析则物体保持平衡的受力分析如图,

根据平衡可知:

N=mgcosθ= 3分

f=mgsinθ= 3分

(2)当转速增加,f=0时,即

mgtanθ=mrω2, 3分

化简则g=ω2, 3分

所以ω= 4分

15.考向　机车启动

题组　平均功率和瞬时功率

思路分析　本题考的知识点是汽车的两种启动方式,恒定加速度启动和恒定功率启动。本题属于恒定加速度启动方式,由于牵引力不变,根据p=Fv可知随着汽车速度的增加,汽车的实际功率在增加,此过程汽车做匀加速运动,当实际功率达到额定功率时,功率不能增加了,要想增加速度,就必须减小牵引力,当牵引力减小到等于阻力时,加速度等于零,速度达到最大值。求3s末的瞬时功率,首先要知道3s末时汽车是否还处于匀加速直线运动的状态。

答案　(1)80kw　(2)8000N　(3)72000J　(4)48kW

解析　(1)当汽车达到最大速度的时候,汽车的牵引力等于阻力,此时车速为最大速度且匀速,所以汽车的额定功率:

P额=Fv=fv=0.2×2000×10×20W=80KW 2分

(2)汽车在匀加速行驶时,由牛顿第二定律可得:

F-f=ma 1分

解得汽车在匀加速行驶时的牵引力:

F=ma+f=2000×2+0.2×2000×10N=8000N 2分

(3)设汽车匀加速运动的最大速为v,由P=Fv得:

v==10m/s 2分

匀加速运动的时间为:

t==5s 2分

因为3s<5s,所以3s末汽车仍做匀加速直线运动,在3s内汽车汽车的位移是:

x=at2=9m 2分

在3s内汽车牵引力所做的功为:

W=Fx=8000×9J=72000J 2分

(4)3s末的瞬时速度为:

v3=at3=6m/s 1分

所以汽车在第3s末的瞬时功率:

P3=Fv3=48kW 2分