2021-2022学年河北省保定市部分学校高一（下）第二次月考物理试卷(含答案解析)

2021-2022学年河北省保定市部分学校高一（下）第二次月考物理试卷

1.  下列关于功的说法正确的是(    )

A. 功有正负，所以功是矢量
B. 摩擦力一定对物体做负功
C. 物体自由落体过程只有重力做功
D. 若作用力对物体做正功，则反作用力一定做负功

2.  关于第一宇宙速度，下列说法正确的是(    )

A. 每个行星的第一宇宙速度都相同
B. 地球的第一宇宙速度是地球同步卫星的环绕速度
C. 地球的第一宇宙速度是人造地球卫星的最小环绕速度
D. 地球的第一宇宙速度是人造地球卫星的最小发射速度

3.  某一质点做曲线运动时，其加速度(    )

A. 方向一定随时间变化 B. 大小一定不断变化
C. 方向跟速度的方向一致 D. 方向一定跟合力的方向一致

4.  一颗运行中的人造地球卫星距地心的距离为r时，所受的万有引力为F；若该人造卫星到地心的距离为3r，则其所受的万有引力为(    )

A.  B.  C. 3F D. 9F

5.  某新型国产列车要进入半径为R的弯道，如图所示。已知轨道的倾角为，重力加速度大小为g，列车在该弯道处的速度大小最为适宜的是(    )

A.
B.
C.
D.

6.  向心力演示器如图所示，探究向心力大小与物体的质量、角速度和轨道半径的关系，可得到的结论为(    )

A. 在轨道半径和角速度一定的情况下，向心力大小与物体的质量成反比
B. 在物体的质量和轨道半径一定的情况下，向心力大小与角速度成反比
C. 在物体的质量和角速度一定的情况下，向心力大小与轨道半径成反比
D. 在物体的质量和轨道半径一定的情况下，向心力大小与角速度的平方成正比

7.  当洗衣机在脱水时，其转速不断增大，现有一衣物视为质点随圆筒一起转动而未滑动，如图所示。下列说法正确的是(    )

A. 衣物所受摩擦力增大
B. 衣物所受摩擦力减小
C. 衣物所受弹力减小
D. 衣物所受弹力增大

8.  某无人机从地面起飞测试时通过传感器获得其水平方向的速度、竖直方向的速度，取竖直向上为正方向与飞行时间t的关系分别如图甲、乙所示。下列说法正确的是(    )
 

A. 前5s内，无人机做曲线运动
B. 10s后无人机做匀变速直线运动
C. 10s末，无人机的速度大小为
D. 20s末，无人机运动到最高点，高度为125m

9.  一行星围绕某恒星做匀速圆周运动。已知其运行周期为T、线速度大小为v，引力常量为G，则(    )

A. 恒星的质量为
B. 行星的质量为
C. 行星运动的轨道半径为
D. 恒星表面的重力加速度大小为

10.  如图甲所示，固定粗糙斜面的倾角为，与斜面平行的轻弹簧下端固定在C处，上端连接质量为1kg的小滑块视为质点，BC为弹簧的原长。现将滑块从A处由静止释放，在滑块从释放至第一次到达最低，点图中未画出的过程中，其加速度a随弹簧的形变量x的变化规律如图乙所示取沿斜面向下为正方向，取，，重力加速度大小，下列说法正确的是(    )
 

A. 弹簧的劲度系数为
B. 滑块与斜面间的动摩擦因数为
C. 滑块从A点运动至B点，滑块的重力势能减少了
D. 滑块从A点运动至D点，滑块的重力势能减少了

11.  如图是小球做平抛运动的闪光照片，图中每个小方格的边长都是已知闪光频率是25Hz，那么重力加速度______，小球的初速度是______

12.  某同学用一把直尺测量做圆锥摆运动小球的角速度、线速度、周期和向心加速度。如图所示，一条不可伸长的细绳一端固定在O点，另一端系着一个金属小球做成圆锥摆。水平平行光照射到圆锥摆上，固定点O和小球A的影子投射在对面竖直墙壁上。是O点在墙壁上的投影，是小球A在墙壁上的投影，是小球自然下垂时在墙壁上的投影。重力加速度大小为g。

用直尺测得与两点之间的距离为，则小球的角速度大小为______；
又用直尺测得与两点之间的距离为，则小球的线速度大小为______；
小球的周期为______，向心加速度大小为______。

13.  一列火车总质量，发动机的额定功率。在足够长的水平直轨道上行驶时，火车受到的阻力f恒为车重的。火车以额定功率启动，取重力加速度大小。
求火车行驶的最大速度；
当行驶的速度大小时，求火车的加速度大小a。

14.  杂技“空中飞环”节目以惊险、高雅和优美著称，一般作为压轴项目上演。现有一质量的演员另系安全保险绳，坐在质量的圆环内，圆环用长的长绳系着，演员和圆环整体视为质点在竖直平面内做圆周运动，如图所示。不计长绳和保险绳质量，不计所有摩擦，取重力加速度大小，则：
当演员经过最低点的速度时，求长绳的拉力大小F；
长绳能承受的最大拉力，圆环底座能承受的最大压力，求演员的最大安全速度。

15.  如图所示的装置可绕竖直轴匀速转动，可视为质点的小球用细线连接于O处。已知小球的质量，细线长，细线能承受的最大拉力，取重力加速度大小，，。装置从静止开始缓慢增大转速。
当装置转动的角速度时，求细线的拉力大小；
当细线与竖直轴的夹角时，求装置转动的角速度大小；
当细线被拉断后，小球经过时间落地，求此过程小球的位移大小x。

答案和解析

1.【答案】C 

【解析】解：A、功有正负，但功是标量，故A错误；
B、摩擦力方向可以与位移方向相同，也可以相反，故可能做正功，也可能做负功，也可以不做功，故B错误；
C、物体自由落体过程只受到重力作用，所以一定只有重力做功，故C正确；
D、相互作用力是作用在两个物体上的一对力，由于两物体的位移不能确定，所以一对相互作用力做功，可以出现都做正功，都做负功，一正一负或一个做功，一个不做功等各种情况，故D错误。
故选：C。
明确功的性质，知道功有正负，但功是标量，计算公式为，受力与力的方向上位移的乘积。
本题主要考查了功的表达式，即力与在力的方向上通过的位移的乘积，同时明确作用力和反作用力以及平衡力的基本性质。
 

2.【答案】D 

【解析】解：CD、地球的第一宇宙速度是人造地球卫星的最小发射速度，也是人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动的最大运行速度，故D正确，C错误；
AB、行星第一宇宙速度是卫星在行星表面轨道处做匀速圆周运动时的线速度，则有
解得：
可知地球的第一宇宙速度大于地球同步卫星的环绕速度，由于不同行星的质量和半径并不相同，可知每个行星的第一宇宙速度并不相同，故AB错误；
故选：D。
理解第一宇宙速度的概念，结合选项完成分析。
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第一宇宙速度的物理意义，结合牛顿第二定律即可完成分析。
 

3.【答案】D 

【解析】解：A、平抛运动是曲线运动，其加速度的方向不变，故A错误；
B、匀速圆周运动是曲线运动，但加速度的大小不变，故B错误；
CD、物体做曲线运动的条件是合力与速度方向不在同一条直线上，加速度的方向是和合力的方向相同，所以质点速度方向一定与加速度方向不在一条在线上，故C错误，D正确。
故选：D。
物体做曲线运动的条件是合力与速度不在同一条直线上，速度的方向与该点曲线的切线方向相同；加速度的方向与速度方向不在同一直线上。
本题是对曲线运动速度方向的考查，做曲线运动的物体的速度的方向是沿着曲线的切线方向的。
 

4.【答案】A 

【解析】解：由万有引力定律公式，当距离3r时， 可知，故A正确，BCD错误；
故选：A。
根据万有引力定律公式列式，即可求解
本题是万有引力定律的直接运用，关键是将卫星和地球当作质点，基础题．
 

5.【答案】A 

【解析】解：设计速度最为适宜时，火车转弯时，内外轨对车轮均没有侧向压力，火车的受力如图，由重力和轨道支持力的合力提供向心力，根据牛顿第二定律得：
解得最为适宜的速度：，故A正确，BCD错误。
故选：A。
设计速度最为适宜时，火车转弯时，内外轨对车轮均没有侧向压力，靠重力和轨道支持力的合力提供向心力，根据牛顿第二定律求出最为适宜的速度大小。
解答本题时，要知道火车拐弯时以最为适宜的速度行驶时，由火车的重力和支持力的合力提供圆周运动所需的向心力。
 

6.【答案】D 

【解析】解：由向心力公式，在轨道半径和角速度一定的情况下，向心力大小与物体的质量成正比；在物体的质量和角速度一定的情况下，向心力大小与轨道半径成正比；在物体的质量和轨道半径一定的情况下，向心力大小与角速度的平方成正比，故D正确，ABC错误。
故选：D。
根据向心力公式分析出向心力与角速度、半径和质量的关系。
本题主要考查了向心力的相关应用，熟记向心力公式即可完成分析，属于简单题型。
 

7.【答案】D 

【解析】解：AB、对衣物受力分析，竖直方向受力平衡，摩擦力大小等于重力大小，故AB错误；
CD、水平方向弹力提供向心力，转速增大，则所需向心力增大，即弹力增大，故C错误、D正确。
故选：D。
根据对衣物的分析，竖直方向上受力平衡，水平方向上的合力提供向心力，根据牛顿第二定律完成分析。
本题主要考查了牛顿第二定律的相关应用，理解物体在不同方向的运动特点，结合牛顿第二定律即可完成分析。
 

8.【答案】CD 

【解析】解：A、在时间内，无人机在水平方向上做初速度为零的匀加速直线运动，在竖直方向上做初速度为零的匀加速直线运动，则合运动为初速度为零的匀加速直线运动，故A错误；
B、10s后无人机在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上做匀减速运动，则合运动为匀变速曲线运动，故B错误；
C、由题图，10s时刻无人机水平方向速度，竖直方向上速度，此时的速度为，故C正确；
D、时间内无人机竖直方向上速度均向上，一直升高，无人机到达最大高度时的位移：，故D正确。
故选：CD。
从合加速度和合速度方向的情况来判断无人机实际的运动情况；加速度恒定时，无人机做匀变速运动。分别得出10s时刻的各个方向的速度，根据勾股定理得出无人机的速度；根据图像得出无人机的位移，并结合选项完成分析。
本题主要考查了运动的合成和分解问题，理解图像的物理意义，熟悉矢量合成的特点即可完成分析。
 

9.【答案】AC 

【解析】解：C、根据，得行星的轨道半径，故C正确；
AB、根据万有引力提供向心力，有
解得：，故A正确，B错误；
D、由得，又可解得，可见应是行星所在轨道处的重力加速度，而不是恒星表面的重力加速度，故D错误。
故选：AC。
根据圆周运动知识和已知物理量求出轨道半径．根据万有引力提供向心力，列出等式求出中心体的质量和加速度．
本题考查万有引力与圆周运动问题．根据万有引力提供向心力，列出等式可求出中心体的质量，不能求出环绕体质量．
 

10.【答案】ABD 

【解析】解：A、滑块从A到B，由牛顿第二定律有：，解得：，即乙图图象斜率大小等于，即，解得：，故A正确；
B、在B点，由牛顿第二定律有：，由图知，，代入数据算得：，故B正确；
C、滑块从A到B，则AB间的距离，滑块的重力势能减少量为，故C错误；
D、滑块第一次到最低点过程，滑块沿斜面的位移：，滑块的重力势能减少量为，故D正确。
故选：ABD。
根据对滑块的受力分析结合图象分析滑块的运动情况；根据B点滑块的加速度，由牛顿第二定律求弹簧的劲度系数和动摩擦因数；滑块第一次到最低点过程，根据重力做功等于重力势能的变化量即可求得。
本题结合图象考查牛顿第二定律、重力做功与重力势能间的的综合应用，读出图象的信息，通过牛顿第二定律求动摩擦因数和弹簧的劲度系数是解决本题的关键。
 

11.【答案】 

【解析】解：相邻两个点的时间间隔为
在竖直方向上，
所以
初速度；
故答案为：；
根据闪光的频率知相邻两点间的时间间隔．在竖直方向上根据，求出重力加速度．水平方向上做匀速直线运动，根据，求出初速度．
解决本题的关键掌握平抛运动的处理方法，平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上做自由落体运动．
 

12.【答案】    

【解析】解：以小球为研究对象，受到重力、绳子拉力，如图所示。

对小球根据牛顿第二定律可得：
用直尺测出与之间的距离为，则有：，
联立解得：；
用直尺测出与之间的距离为，则绳长为，
小球做匀速圆周运动的半径
则小球做圆锥摆运动的线速度为：；
根据
解得：
根据向心加速度的计算公式可得：
代入、，解得：。
故答案为：；；，
对小球根据牛顿第二定律求解角速度；
用直尺测出与之间的距离为，即可得到小球做匀速圆周运动的半径，根据线速度的计算公式求解小球做圆锥摆运动的线速度；
根据向心加速度和周期的计算公式求解向心加速度和周期大小。
本题主要是考查匀速圆周运动，关键是能够对小球进行受力分析，知道向心力的来源，能够根据几何关系结合向心力计算公式进行解答。
 

13.【答案】解：列车以额定功率工作时，当牵引力等于阻力，时列车的加速度为零，速度达最大，则有：；
发动机以额定功率P工作，当行驶速度为时
根据牛顿第二定律
代入数据解得：
答：这列车在水平直轨道上行驶的最大速度为；
若发动机以额定功率P工作，当行驶速度为时，这列车的瞬时加速度a的大小为 

【解析】以恒定的功率行驶时，当牵引力和阻力大小相等时，列车的速度达到最大值；
发动机的功率不变，根据可以求得不同速度时的牵引力的大小，再根据牛顿第二定律可以求得此时机车的加速度的大小。
本题考查的是汽车的启动方式，对于汽车的两种启动方式，恒定加速度启动和恒定功率启动，对于每种启动方式的汽车运动的过程一定要熟悉．
 

14.【答案】解：在最低点对演员和圆环整体受力分析，有

解得。
设长绳拉力最大时演员的速度为，有

解得
设圆环底座所受压力最大时演员的速度为，有

解得
由于
则演员的最大安全速度。
答：当演员经过最低点的速度时，长绳的拉力大小F为650N；
长绳能承受的最大拉力，圆环底座能承受的最大压力，演员的最大安全速度为。 

【解析】在最低点整体列牛顿第二定律方程即可求解；
依据长绳拉力最大时求演员的速度，再依据圆环底座所受压力最大时演员的速度，找到最小速度即可。
本题考查了绳模型的临界速度问题，用牛顿第二定律结合向心力公式求解即可。
 

15.【答案】解：设此时细线与竖直方向的夹角为，对小球受力分析有
解得。
设此时细线的拉力大小为F，有

解得。
当细线被拉断时，细线与竖直方向的夹角为，设小球的速度大小为v，有

解得，
小球在细线被拉断后做平抛运动，设水平方向位移大小为s，竖直方向位移大小为h
水平方向有
竖直方向有
则
解得。
答：当装置转动的角速度时，细线的拉力大小为；
当细线与竖直轴的夹角时，装置转动的角速度大小为；
此过程小球的位移大小为1m。 

【解析】根据牛顿第二定律解得；
分析小球的运动情况，再根据牛顿第二定律解答；
根据平抛运动规律解答。
本题考查牛顿第二定律在圆周运动中的应用，解题关键掌握合力的计算，注意平抛运动规律的运用。