2021-2022学年重庆市名校联盟高一（下）第一次月考物理试卷（含答案解析）

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2021-2022学年重庆市名校联盟高一（下）第一次月考物理试卷1.  许多科学家在物理学发展过程中做出了重要贡献，下列说法正确的是(    )A. 托勒密提出“日心说”，认为太阳是宇宙的中心，所有的行星绕太阳做圆周运动
B. “月-地检验”表明，地面物体所受地球的引力和月球所受地球的引力遵从相同的规律
C. 第谷发现了行星沿椭圆轨道运行的规律
D. 牛顿总结提出了万有引力定律，并通过实验测出了万有引力常量2.  关于曲线运动、运动的合成与分解，下列说法正确的是(    )A. 做曲线运动的物体，其速度大小一定是变化的
B. 做匀速圆周运动的物体，所受的合外力不一定指向圆心
C. 做曲线运动的物体，所受的合外力一定不为0
D. 若合运动是曲线运动，则分运动至少有一个是曲线运动3.  一条小船渡河，河宽，河水流速，船在静水中速度为，关于小船的运动，下列说法正确的是(    )A. 小船能垂直到达正对岸
B. 小船合速度大小一定是
C. 小船渡河时间最短为30s
D. 若船头始终垂直于河岸渡河，渡河过程中水流速度加快，渡河时间将变长4.  如图所示，自行车的大齿轮与小齿轮通过链条相连，而后轮与小齿轮是绕共同的轴转动的。设大齿轮、小齿轮和后轮的半径分别为、、，当A点的线速度大小为v时，C点的线速度大小为(    )
A.  B.  C.  D. 5.  乘坐如图所示游乐园的过山车时，质量为m的人随车在竖直平面内沿圆周轨道运动，设重力加速度大小为g，下列说法正确的是(    )
 A. 人在最高点和最低点时的向心加速度一定相同
B. 人在最高点时对座位一定有压力，且压力一定大于mg
C. 车在最高点时人处于倒坐状态，全靠保险带拉住，若没有保险带，人一定会掉下去
D. 人在最低点时对座位的压力大于mg6.  经长期观测人们在宇宙中已经发现了“双星系统”。“双星系统”由两颗相距较近的恒星组成，每个恒星的线度远小于两个星体之间的距离，而且双星系统一般远离其他天体。如图所示，两颗星球组成的双星，在相互之间的万有引力作用下，绕连线上的O点做周期相同的匀速圆周运动。现测得两颗星之间的距离为L，质量之比为：：则可知(    )A. 、做圆周运动的角速度之比为3：2
B. 、做圆周运动的向心力之比为1：1
C. 、做圆周运动的半径之比为3：2
D. 、做圆周运动的线速度之比为2：37.  如图所示，在“嫦娥”探月工程中，设月球半径为R，飞船在轨道半径为4R的圆轨道Ⅰ上运动，到达轨道的A点时点火变轨进入椭圆轨道Ⅱ，到达轨道的近月点B时，再次点火进入近月轨道Ⅲ绕月球做圆周运动，则(    )A. 飞船从轨道Ⅰ进入椭圆轨道Ⅱ需点火加速
B. 飞船在轨道Ⅰ、轨道上Ⅲ上的运行速率之比为1：2
C. 飞船在轨道Ⅰ上的加速度大于在轨道Ⅱ上B处的加速度
D. 飞船在轨道Ⅰ、轨道Ⅱ上运行的周期之比为4：18.  为查明某地的地质灾害，在第一时间紧急调动了8颗卫星参与搜寻。“调动”卫星的措施之一就是减小卫星环绕地球运动的轨道半径，降低卫星运行的高度，以有利于发现地面或海洋目标。下面说法正确的是(    )A. 轨道半径减小后，卫星的环绕速度减小 B. 轨道半径减小后，卫星的环绕速度增大
C. 轨道半径减小后，卫星的环绕周期减小 D. 轨道半径减小后，卫星的环绕周期增大9.  如图所示，“跳一跳”游戏需要操作者控制棋子离开平台时的速度，使其能跳到旁边等高平台上。棋子在某次跳跃过程中的只受重力，轨迹为抛物线，经最高点时速度为，此时离平台的高度为h。取重力加速度为g。则此跳跃过程(    )
A. 所用时间 B. 水平位移大小
C. 初速度的竖直分量大小为 D. 初速度大小为10.  如图所示，O为水平转盘的圆心，物块A和B质量均为m，中间用轻绳连接在一起，A与竖直转轴之间也用轻绳连接，两绳恰好伸直且能承受的张力足够大，两物体一起随水平转盘做圆周运动。已知A与O点距离为R，B与O点距离为2R，A、B与转盘之间动摩擦因数分别为和，水平转盘的角速度从零开始缓慢增大的过程中，有(    )A. 当时，AB绳开始有张力
B. 当时，AB绳开始有张力
C. 当时，OA绳开始有张力
D. 当时，OA绳中的张力为11.  用如图所示的向心力演示器探究向心力的表达式，已知小球在挡板A、B、C处做圆周运动的轨迹半径之比为1：2：

在这个实验中，利用了______来探究向心力的大小F与小球质量m、角速度和半径r之间的关系．
A.理想实验法等效替代法控制变量法
探究向心力大小F与质量m的关系时，选择两个质量______选填“相同”或“不同”的小球，分别放在挡板______选填“A”或“B”和挡板C处．12.  为了研究平抛运动，某同学用如图1所示的装置进行实验．
为了准确地描绘出平抛运动的轨迹，下列要求合理的是______.
A.斜槽轨道必须光滑小球每次必须从斜槽上同一位置由静止释放
C.斜槽轨道末端必须水平本实验必需的器材还有刻度尺和秒表
实验小组为了更方便研究平抛运动，他们在实验中用频闪光源代替钢球，已知频闪光源的闪光频率为50Hz，抛出后经过画布时在上面留下了一串反映平抛运动轨迹的点迹如图将点迹拍照后用软件分析可得到各点的坐标．如图2中、、是频闪光源平抛运动过程中在画布上留下的三个连续点迹，、、的坐标见表格，通过计算可得、之间的时间间隔为______ s，频闪光源做平抛运动的初速度大小为______，当地的重力加速度大小为______此空保留三位有效数字  13.  假设在半径为R的某天体上发射一颗该天体的卫星，若这颗卫星在距该天体表面高度为h的轨道做匀速圆周运动，周期为T，已知万有引力常量为G，忽略天体自转影响求
该天体的质量。
该天体的密度。
该天体表面的重力加速度。14.  2021年花滑世锦赛3月22日至28日在瑞典斯德哥尔摩举行，这也是北京冬奥会的资格赛。如图a所示为某次训练中甲以自己为轴拉着乙做圆锥摆运动的精彩场面，若乙的质量为，伸直的手臂与竖直方向的夹角，转动过程中乙的重心做匀速圆周运动的半径为，等效为如图b所示。忽略乙受到的摩擦力，取重力加速度为，，，。求：
当乙的角速度为时，冰面对乙支持力的大小；
乙刚要离开冰面时，乙的角速度的大小；
当乙的角速度为时，甲对乙拉力的大小。
15.  如图所示，一轨道由半径为2m的四分之一竖直圆弧轨道AB和长度的水平直轨道BC在B点平滑连接而成。现有一质量为的滑块从A点无初速度释放，经过圆弧上B点时，传感器测得轨道所受压力大小为，然后经过水平直轨道BC，从C点水平飞离轨道，落到水平地面上的P点，P、C两点间的高度差为。滑块运动过程中可视为质点，且不计空气阻力。取
求滑块运动至B点时的速度大小；
若滑块与水平直轨道BC间的动摩擦因数，求P、C两点的水平距离；
在P点沿图中虚线安放一个竖直挡板，若滑块与水平直轨道BC间的动摩擦因数可调，问动摩擦因数取何值时，滑块击中挡板时的速度最小，并求此最小速度。

答案和解析 1.【答案】B 【解析】解：A、托勒密提出了“地心说”，认为地球是宇宙的中心，所有行星都是绕地球做圆周运动，故A错误；
B、牛顿通过“月-地检验”表明，地面物体所受地球的引力和月球所受地球的引力遵从相同的规律，故B正确；
C、开普勒发现了行星沿椭圆轨道运行的规律，故C错误；
D、牛顿提出了万有引力定律，卡文迪什通过实验测出了万有引力常量，故D错误。
故选：B。
根据托雷密、开普勒、牛顿、卡文迪什等科学家的物理学成就进行答题．
解决本题的关键要记住开普勒、牛顿、卡文迪什等科学家的物理学贡献，平时要加强记忆，注重积累．
 2.【答案】C 【解析】解：A、做曲线运动的物体速度的大小不一定变化，如匀速圆周运动，故A错误；
B、做匀速圆周运动的物体速度的大小不变，物体受到的合外力的方向一定指向圆心，故B错误；
C、曲线运动的条件是物体所受的合外力方向和它速度方向不在同一直线上，所以合外力一定不等于零，故C正确；
D、合运动是曲线运动，其分运动可以都是直线运动，如平抛运动是水平方向的匀速直线运动与竖直方向的自由落体运动组成，两个分运动都是直线运动，故D错误。
故选：C。
物体运动轨迹是曲线的运动，称为“曲线运动”。当物体所受的合外力方向和它速度方向不在同一直线上，物体就是在做曲线运动；两个直线运动的合运动也可能是曲线运动。
本题关键是对质点做曲线运动的条件的考查，匀速圆周运动，平抛运动等都是曲线运动，对于它们的特点要掌握住。
 3.【答案】C 【解析】解：A、河水流速大于船在静水中的速度，合速度不能垂直河岸，小船不能垂直到达正对岸，故A错误；
B、船在静水中速度的方向未知，无法确定合速度的大小，故B错误；
C、以最短时间渡河，即小船行驶过程中船头一直垂直指向对岸，过河时间最短：，故C正确；
D、由C选项分析可知，若船头始终垂直于河岸渡河，渡河时间最短，水流速度不会影响渡河时间，故D错误。
故选：C。
船参与了两个分运动，沿着船头方向且相对于静水的分运动，随着水流一起的分运动；
当船在静水中速度垂直河岸时，渡河时间最短。
小船过河问题属于运动的合成问题，要明确分运动的等时性、独立性，运用分解的思想，看过河时间只分析垂直河岸的速度，分析过河位移时，要分析合速度。
 4.【答案】D 【解析】解：A、传动过程中，同一链条上的A、B两点的线速度相等，即，所以：：1，
A点的速度为v，根据可知：
又小齿轮和后轮同轴转动，角速度相等，
故C点的线速度大小为：
故ABC错误，D正确；
故选：D。
本题在皮带轮中考查线速度、角速度、半径等之间的关系，解决这类问题的关键是弄清哪些地方线速度相等，哪些位置角速度相等。
对于皮带传动装置问题要把握两点一是同一皮带上线速度相等，二是同一转盘上角速度相等。
 5.【答案】D 【解析】解：A、人在最高点的速度小于最低点的速度，根据可知最高点和最低点的向心加速度大小不相等，故A错误；
BC、当人与保险带间恰好没有作用力，由重力提供向心力时，，临界速度为当人在最高点的速度人对座位就产生压力，人不一定掉下去，故BC错误；
D、人在最低点时，加速度方向竖直向上，根据牛顿第二定律分析可知，人处于超重状态，人对座位的压力大于mg，故D正确。
故选：D。
车在最高点时，若恰好由重力提供向心力时，人与保险带间恰好没有作用力，没有保险带，人也不会掉下来．当速度更大时，人更不会掉下来．当速度大于临界速度时，人在最高点时对座位就产生压力．人在最低点时，加速度方向竖直向上，根据牛顿第二定律分析压力与重力的关系。
本题是实际问题，考查运用物理知识分析实际问题的能力，关键根据牛顿运动定律分析处理圆周运动动力学问题，难度适中。
 6.【答案】BD 【解析】解：A、双星系统靠相互间的万有引力提供向心力，角速度大小相等，向心力大小相等，所以、做圆周运动的角速度之比为1：1，故A错误；
B、双星系统靠相互间的万有引力提供向心力，所以、做圆周运动的向心力之比为1：1，故B正确；
C、对：，
对：，得：，所以、做圆周运动的半径之比为2：3，故C错误；
D、根据，知：：：3，故D正确；
故选：BD。
双星系统靠相互间的万有引力提供向心力，角速度的大小相等，根据向心力的关系求出转动的半径之比，从而得出线速度大小之比。
解决本题的关键知道双星系统的特点，角速度大小相等，向心力大小相等。
 7.【答案】B 【解析】解：A、飞船从轨道Ⅰ进入椭圆轨道Ⅱ做向心运动，需点火减速，故A错误；
B、由万有引力提供向心力有：，解得：，飞船在轨道Ⅰ、轨道上Ⅲ上的运行轨道半径之比为4：1，则飞船在轨道Ⅰ、轨道上Ⅲ上的运行速率之比为1：2，故B正确；
C、根据牛顿第二定律可得，解得，则飞船在轨道Ⅰ上的加速度小于在轨道Ⅱ上B处的加速度，故C错误；
D、根据开普勒第三定律可得，飞船在Ⅰ上运行的轨道半径为4R，飞船在Ⅱ上运行的椭圆半长轴为：，则飞船在轨道Ⅰ、轨道Ⅱ上运行的周期之比为：，故D错误。
故选：B。
根据变轨原理分析A选项；
根据万有引力提供向心力得到线速度表达式进行分析；
根据牛顿第二定律分析加速度大小；
根据开普勒第三定律求解飞船在轨道Ⅰ、轨道Ⅱ上运行的周期之比。
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，掌握开普勒第三定律的应用方法。
 8.【答案】BC 【解析】解：卫星环绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力有

整理可得 
由可知，轨道半径减小后，卫星的环绕速度增大；
由可知，轨道半径减小后，卫星的环绕周期减小，故AD错误，BC正确。
故选：BC。
卫星环绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力得出卫星的线速度和周期与轨道半径的关系，进而判断轨道半径减小时，环绕速度和环绕周期的变化。
在处理人造卫星问题时，要熟记万有引力提供向心力时，人造卫星的线速度、加速度、角速度及周期与轨道半径的关系。
 9.【答案】D 【解析】解：A、棋子达到最高点后做平抛运动的时间为，竖直方向运动学公式可得，
该斜上抛运动上升过程中经过的时间等于下落过程中经过的时间，则，故A错误；
B、经最高点时速度为，则棋子在水平方向做匀速直线运动的速度大小为，水平位移，故B错误；
C、棋子离平台的高度为h，竖直方向根据运动学公式可得：，解得初速度的竖直分量大小为：，故C错误；
D、用速度的合成得初速度大小为：，故D正确。
故选：D。
可将该斜抛运动等效为两个完全相同的平抛运动，再由平抛运动的规律结合运动学公式求解。
本题关键是可将该斜抛运动等效为两个完全相同的平抛运动，再由平抛运动公式求解本题。平抛运动分解要熟练掌握。
 10.【答案】AD 【解析】解：AB、假设无OA、AB绳，那么使A产生滑动有得，使B产生滑动有：得，即，所以当时，AB绳开始有张力，故A正确，B错误；
C、设AB绳弹力为F，对A有，对B有，解得，即当角速度为时，OA绳开始有张力，故C错误；
D.当时，OA绳有张力，对A有，对B有，解得，故D正确。
故选：AD。
开始角速度较小，两木块都靠静摩擦力提供向心力，B先到达最大静摩擦力，角速度继续增大，则绳子出现拉力；根据牛顿第二定律列式即可确定OA当时，OA绳中的张力大小。
解决本题的关键弄清楚木块向心力的来源，结合牛顿第二定律进行分析，特别要注意临界状态的分析是解决此题的关键。
 11.【答案】C 不同  A 【解析】解：在研究向心力的大小F与质量m的关系时，控制角速度和半径r不变，在研究向心力的大小F与角速度的关系时，控制质量m和半径r不变，在研究向心力的大小F与和半径r之间的关系时，控制角速度和质量m不变，主要用到了物理学中的控制变量法，故AB错误，C正确。
故选：C。
在探究向心力大小F与质量m的关系时，应控制角速度和半径r不变，选择两个质量不同的小球，并将两个小球分别放在挡板A处和C处。
故答案为：；不同，A。
研究向心力的大小F与质量m、角速度和半径r之间的关系时，主要使用控制变量法；
根据实验的要求分析。
本题考查向心力，学生需熟练掌握向心力公式，并能够灵活运用，综合求解。
 12.【答案】 【解析】解：为了准确地描绘出平抛运动的轨迹，斜槽轨道不需要必须光滑，但应该小球每次必须从斜槽上同一位置由静止释放，且斜槽轨道末端必须水平，故A错误，BC正确；
D.本实验必需的器材还有刻度尺，但不需要秒表，故D错误。
故选：BC。
因为频闪光源的闪光频率为50Hz，所以每两个点之间的时间间隔为

因为水平方向为匀速直线运动，故频闪光源做平抛运动的初速度大小为

因为竖直方向满足

所以当地的重力加速度大小为
故答案为：；；；。
平抛运动规律：水平方向匀速直线运动，竖直方向自由落体运动；解答本题的突破口是利用在竖直方向上连续相等时间内的位移差等于常数，解出闪光周期，然后进一步根据匀变速直线运动的规律、推论求解。
对于平抛运动问题，一定明确其水平和竖直方向运动特点，尤其是在竖直方向熟练应用匀变速直线运动的规律和推论解题。
 13.【答案】解：卫星做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，
根据牛顿第二定律，有：，
解得：①
根据密度公式；
在天体表面，重力等于万有引力，故：②
联立①②解得：③
答：该天体的质量；
该天体的密度；
该天体表面的重力加速度。 【解析】卫星做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，根据牛顿第二定律列式求解；
根据密度的定义求解天体密度；
在天体表面，重力等于万有引力，列式求解；
本题关键是明确卫星做圆周运动时，万有引力提供向心力，而地面附近重力又等于万有引力，
 14.【答案】解：乙受重力、地面的支持力和甲对乙的拉力，如图所示。
水平方向有
竖直方向有
联立解得 ；
乙刚要离开地面时，受重力和甲对乙的拉力，则
解得；
，乙离开冰面
乙做圆周运动此时手臂与竖直方向的夹角为，则
做圆周运动的半径
由牛顿第二定律：
解得
此时乙受到重力与甲对乙的拉力，则
联立解得。 【解析】对乙受力分析，根据牛顿第二定律和共点力平衡求得冰面对乙支持力；
乙刚要离开冰面时，受到重力和拉力，其合力提供乙做圆周运动的向心力，即可求得乙的角速度；
通过角速度，判断出乙脱离冰面，然后对乙受力分析，乙受到的合力提供其做匀速圆周运动的向心力，即可求得甲对乙拉力。
本题是实际问题，要建立物理模型，对实际问题进行简化。结合牛顿第二定律进行求解。该类型题的关键是正确受力分析，找出哪些力提供了向心力，铭记沿半径方向上的所有力的合力提供向心力。
 15.【答案】解：在B点滑块做圆周运动，则有：
解得：
在BC段，滑块做匀减速运动，根据牛顿第二定律可知：

解得：
由解得：
滑块从C点做平抛运动，则在竖直方向，
解得：
PC的水平位移为：
设BC间的摩擦因数为，则到达C点的速度为，则加速度大小为：，根据得：
从C点做平抛运动，击中挡板所需时间为，则有：
在竖直方向获得的速度为，击中挡板的速度为：，当且仅当，取最小值，
解得：，
答：滑块运动至B点时的速度大小为；
、C两点的水平距离为；
动摩擦因数取时，滑块击中挡板时的速度最小，此最小速度为。 【解析】滑块在B点做圆周运动，根据求得在B点的速度；
在BC段做匀减速运动，根据牛顿第二定律求得加速度，利用运动学公式求得到达C点的速度，从C点做平抛运动，竖直方向做自由落体运动，求得运动时间，即可求得水平距离；
在BC段做匀减速运动，根据牛顿第二定律求得加速度，利用运动学公式求得到达C点的速度，从C点做平抛运动，击中挡板，分别表示出竖直方向和水平方向的速度，即可求得最小值的条件，即可判断；
本题主要考查了运动学公式和平抛运动，其中的第三问的难度较大，需要利用数学知识求得极值。