【物理】安徽省滁州市明光市明光中学2019-2020学年高一下学期第二次月考试题（解析版）

【物理】安徽省滁州市明光市明光中学2019-2020学年高一下学期第二次月考试题（解析版）

安徽省滁州市明光市明光中学2019-2020学年 高一下学期第二次月考试题 一、选择题 ‎1. 物体在力F1、F2、F3的共同作用下做匀速直线运动，若突然撤去外力F1，其它力保持不变，则物体此后的运动情况是（ ）‎ A. 必沿着F1的方向做匀加速直线运动 B. 必沿着F1的方向做匀减速直线运动 C. 可能做直线运动，也可能做曲线运动 D. 可能做匀速直线运动 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】撤去F1，其余力的合力与F1等值、反向、共线，与速度方向不共线时，物体做匀变速曲线运动，共线时做匀变速直线运动，故C正确，ABD错误。‎ ‎2. 一个质点在恒力F作用下，在xOy平面上从O点运动到B点的轨迹如图所示，且在A点时的速度方向与x轴平行，则恒力F的方向可能是( )‎ A. 沿＋x方向 B. 沿－x方向 C. 沿＋y方向 D. 沿－y方向 ‎【答案】D ‎【解析】‎ 由于物体做的是曲线运动，根据物体做曲线运动的条件可知，物体受到的恒力的方向应该斜向右下方，可能沿-y方向，故D正确．‎ ‎3. 如图所示，在地面上某一高度处将A球以初速度v1水平抛出，同时在A球正下方地面处将B球以初速度v2斜向上抛出，结果两球在空中相遇，不计空气阻力，则两球从抛出到相遇过程中（　　）‎ A. A和B的初速度大小关系为 B. A和B的加速度大小关系为 C. A做匀变速运动，B做变加速运动 D. A和B的速度变化量不同 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】A．因为两球在空中相遇，知水平位移相等，即水平分速度相等，有v1=v2cosθ，则v1＜v2．故A正确． ‎ B．两球均仅受重力，则加速度相同．故B错误． ‎ CD．A、B两球的加速度都为g，都做匀变速运动，则相同时间内速度的变化量相同．故CD错误．‎ ‎4. 在距河面高度h＝20 m的岸上有人用长绳拴住一条小船，开始时绳与水面的夹角为30°，人以恒定的速率v＝3 m/s拉绳，使小船靠岸，那么(　　)‎ A. 5 s时绳与水面的夹角为60°‎ B. 5 s后小船前进了15 m C. 5 s时小船的速率为4 m/s D. 5 s时小船到岸边的距离为15 m ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A．人以恒定速率v＝3 m/s拉绳，所以5s后滑轮左侧绳子伸长15m，右侧缩短15m，设5s后绳子与水平方向的夹角为，根据几何关系可得：，解的=53°．故A项错误．‎ B．由几何关系得，5 s后小船前进的距离为：‎ ‎．故B项错误．‎ C．5s后绳子与水平方向的夹角为53°，将船速分解为沿绳和垂直于绳方向可得，，则：5 s时小船的速率：．故C项错误．‎ D．由几何关系得，5 s时小船到岸边的距离为，D正确．‎ ‎5. 如图所示，一物体A放在粗糙板上随板一起在竖直平面内沿逆时针方向做匀速圆周运动，且板始终保持水平，位置MN在同一水平高度上，则：（ ）‎ A. 物体在位置MN时受到的弹力都大于重力 B. 物体在位置MN时受到的弹力都小于重力 C. 物体在位置M时受到的弹力大于重力，在位置N时受到的弹力小于重力 D. 物体在位置M时受到的弹力小于重力，在位置N时受到的弹力大于重力 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】物体在位置M受到重力、支持力和静摩擦力，静摩擦力方向水平向右，因为合力指向圆心，所以重力大于支持力；物体在位置N受到重力、支持力和静摩擦力，静摩擦力方向水平向左，因为合力指向圆心，所以重力大于支持力；所以物体在位置M、N时受到的弹力都小于重力，故B正确，ACD错误．‎ ‎6. 有关人造地球卫星，下列说法正确的是（　　）‎ A. 两颗轨道不同的卫星，其周期可能相等 B. 周期相同两颗卫星，其机械能一定相同 C. 人造卫星环绕地球的运动周期可以等于70分钟 D. 在椭圆轨道上运行的卫星，其机械能不守恒 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】A．根据开普勒第三定律可知，可知轨道不同，但半长轴相同的两颗卫星，其周期是相等的，故A正确；‎ B．根据万有引力提供圆周运动的向心力，得，卫星的动能为Ek=mv2，解得可知，周期相同的两颗卫星，轨道半径可能相同，而其动能的大小与卫星的质量还有关，同时其重力势能的大小也与卫星的质量有关，所以它们的机械能不一定相同，故B错误；‎ C．第一宇宙速度为7.9km/s，所以人造卫星环绕地球的运动周期最小为 ‎，所以人造卫星环绕地球的运动周期不可能为70min，故C错误；‎ D．在椭圆轨道上运行的卫星在运行的过程中，只有万有引力做功，动能与势能之间相互转化，其机械能守恒，故D错误。‎ 故选A.‎ ‎7. 人造卫星绕地球做匀速圆周运动，其轨道半径为r，线速度为v，周期为T，若要使卫星的周期变为3T，可以采取的办法是 A. r不变，使线速度变为 B. v不变，使轨道半径变为 ‎ C. 使卫星的高度增加 D. 使其轨道半径变为 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A、若半径r不变，使卫星的线速度减小，卫星将做近心运动，周期减小，因此不可能，故A错误；‎ B、若v不变，根据可知卫星只能在原轨道上运动，半径不变，周期也不变，故B错误；‎ CD、设地球的质量为M，卫星的质量为m，由牛顿第二定律得：，解得卫星运动的周期，根据数学知识可知，使轨道半径变为时，卫星的周期变为3T，即卫星的高度增加，故D正确，C错误；‎ 故选D．‎ ‎8. 太阳质量为M，地球质量为m，地球绕太阳公转的周期为T，万有引力恒量值为G，地球公转半径为R，地球表面重力加速度为g。则以下计算式中正确的是 A. 地球公转所需的向心力为F向=mg B. 地球公转半径 C. 地球公转的角速度 D. 地球公转的向心加速度 ‎【答案】BD ‎【解析】‎ ‎【详解】A．g表示地球表面重力加速度，所以mg不能表示地球公转所需的向心力，故A错误；‎ B．根据，解得，故B正确；‎ C．根据，解得，故C错误；‎ D．根据，解得，故D正确。‎ 故选BD。‎ ‎9. 将一小球从距地面h高处，以初速度v0水平抛出，小球落地时速度为v，它的竖直分量为vy，则下列各式中计算小球在空中飞行时间t正确的是：（ ）‎ A. B. （v－v0）/g C. vy/g D. 2h/vy ‎【答案】ACD ‎【解析】‎ ‎【详解】根据，解得：，故A正确；竖直速度，根据vy=gt，可得：，故B错误；根据vy=gt，可得：‎ ‎，故C正确；根据平均速度的公式：，可得：，故D正确．所以ACD正确，B错误．‎ ‎10. 如图所示，一只光滑的碗水平放置，其内放一质量为m的小球，开始时小球相对于碗静止于碗底，则下列哪些情况能使碗对小球的支持力大于小球的重力（   ）‎ A. 碗竖直向上做加速运动 B. 碗竖直向下做减速运动 C. 碗竖直向下做加速运动 D. 当碗由水平匀速运动而突然静止时 ‎【答案】ABD ‎【解析】‎ ‎【详解】A、碗竖直向上加速运动，小球受重力和支持力，根据牛顿第二定律，有：，故，故A正确； B、碗竖直向下减速运动，加速度向上，小球受重力和支持力，根据牛顿第二定律，有：，故，故B正确； C、碗向下加速时，加速度方向竖直向下，小球处于失重状态，碗对小球的支持力小于小球的重力，故C错误； D、碗水平匀速运动而突然静止时，球由于惯性继续运动，有沿着切线方向沿碗的内壁上升的趋势，小球有向上的向心加速度，加速度向上，超重，故D正确．‎ ‎11. 如图所示，内部光滑的半球形容器固定放置，两个完全相同的小气a.b分别沿容器内部，在不同的水平面内做匀速圆周运动，下列判断正确的是（ ）‎ A. a的内壁的压力小于b对内壁的压力 B. a的周期小于b的周期 C. a的角速度小于b的角速度 D. a的向心加速度大小大于b的向心加速度大小 ‎【答案】BD ‎【解析】‎ ‎【详解】A．小球受到重力和内壁的支持力，如图所示 合力指向圆心，根据力的合成与分解可得小球的支持力，对于两球，所以，故A错误；‎ BC．设容器的半径为R，重力和支持力的合成充当向心力，所以有得，根据几何关系可知运动半径，则，对于两球 ‎，则，根据公式，可得，故B正确，C错误；‎ D．向心加速度，对于两球，则向心加速度，故D正确。‎ 故选BD。‎ ‎12. 与嫦娥1号、2号月球探测器不同，嫦娥3号是一次性进入距月球表面100km高的圆轨道Ⅰ（不计地球对探测器的影响），运行一段时间后再次变轨，从100km的环月圆轨道Ⅰ，降低到距月球15km的近月点B、距月球100km的远月点A的椭圆轨道Ⅱ，如图所示，为下一步月面软着陆做准备.关于嫦娥3号探测器下列说法正确的是 （ ） ‎ A. 探测器从轨道Ⅰ变轨到轨道Ⅱ，在A点应加速 B. 探测器在轨道Ⅱ经过A点的速度小于经过B点的速度 C. 探测器沿轨道Ⅰ运动过程中，探测器中的科考仪器对其支持面没有压力 D. 探测器在轨道Ⅱ经过A点时的加速度小于在轨道Ⅰ经过A点时的加速度 ‎【答案】BC ‎【解析】‎ ‎【详解】A、探测器从轨道I变轨到轨道II的过程中探测器轨道半径要减小做近心运动，提供的向心力大于所需向心力，又因在轨道I上运动时万有引力和向心力相等，故变轨时需在A点做减速运动，使得探测器满足做近心运动，故A错误；‎ B、探测器在椭圆轨道Ⅱ运行由A运动至B点过程中，逐渐靠近地球，万有引力做功，故势能变小，动能变大，经过A点的线速度小于经过B点的线速度，故B正确；‎ C、探测器沿轨道Ⅰ运动过程中，处于完全失重状态，探测器中的科考仪器对其支持面没有压力，故C正确；‎ D、在A点探测器产生的加速度都是由万有引力产生的，因为同在A点万有引力大小相等，故不管在哪个轨道上运动，在A点时万有引力产生的加速度大小相等，故D错误．‎ 二、填空题 ‎13. 利用实验室的斜面小槽等器材研究平抛运动．每次都使钢球在斜槽上同一位置滚下，要想得到钢球在空中做平抛运动的轨迹就得设法用铅笔描出小球经过的位置(每次使用铅笔记下小球球心在木板上的水平投影点O)．通过多次实验，把在竖直白纸上记录的钢球的多个位置，用平滑曲线连起来就得到了钢球做平抛运动的轨迹． ‎ ‎（1）实验过程中，要建立直角坐标系，在下图中，建系坐标原点选择正确的是__________‎ ‎（2）甲、乙、丙、丁四位同学分别建立（1）中A、B、C、D四种坐标系，在描出的平抛运动轨迹图上任取一点（x，y），运用公式可求得小球的初速度，这样测得的平抛初速度值与真实值相比，甲同学的结果_______，丙同学的结果_______．（填“偏大”、 “偏小”或“准确”)‎ ‎【答案】 (1). C (2). 偏大 准确 ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)坐标原点为小球在斜槽末端时，小球球心在木板上的投影，故C正确，ABD错误；‎ ‎(2)由公式，得： ‎ 以(1)题中A图建立坐标系，甲同学竖直方向位移测量值偏小，水平位移x测量准确，则初速度测量值偏大，‎ 由于丙同学所选用的即为正确的坐标，所以丙同学的结果准确．‎ ‎14. 如果测出行星的公转周期T以及它和太阳的距离r，就可以求出________的质量。根据月球绕地球运动的轨道半径和周期，就可以求出_______的质量。________星的发现，显示了万有引力定律对研究天体运动的重要意义。‎ ‎【答案】 太阳 地球 海王星 ‎【解析】‎ ‎【详解】设太阳的质量为，行星的质量为，则由万有引力等于向心力可得 可求出太阳的质量为 月球围绕地球运动时，由地球万有引力提供向心力，则同理可得：根据月球围绕地球运动的轨迹半径和周期即可求出地球质量。‎ 海王星的发现，显示了万有引力定律对研究天体运动的重要意义。‎ 三、简答题 ‎15. 长度为L=1.0m的绳，系一小球在竖直面内做圆周运动，小球的质量为m=10kg，小球半径不计，小球在通过最低点的速度大小为v=10m/s, （g取10m/s2）．‎ ‎(1)小球在最低的向心加速度大小；‎ ‎(2)小球在最低点所受绳的拉力大小．‎ ‎【答案】（1）；（2）‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）依题意有，小球在最低的向心加速度 ‎（2）对小球在最低点受力分析有 则得 ‎16. 在天体运动中，将两颗彼此相距较近的星体称为双星．它们在相互的万有引力作用下间距保持不变，并沿半径不同的同心圆轨道做匀速圆周运动．如果双星间距为L，质量分别为M1和M2，引力常量为G，试计算：‎ ‎（1）双星的轨道半径R1、R2；‎ ‎（2）双星的运行周期T；‎ ‎（3）双星的线速度v1、v2．‎ ‎【答案】(1) ； ； (2) ； (3) ；。‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】设行星转动的角速度为ω，周期为T． （1）对星球M1，由向心力公式可得G=M1ω2R1‎ 同理对星M2有G=M2ω2R2‎ 两式相除得，（即轨道半径与质量成反比）‎ 又因为L=R1+R2‎ 所以得 R1=L R2=L．‎ ‎（2）由上式得到ω=‎ 因为T= ，所以 ‎（3）由v＝可得双星线速度为 v1＝＝‎ v2＝＝‎ 点睛：解决本题的关键掌握双星模型系统，知道它们靠相互间的万有引力提供向心力，向心力的大小相等，角速度的大小相等．‎ ‎17. 地面上有一个半径为R的圆形跑道，高为h的平台边缘上的P点在地面上P′点的正上方，P′与跑道圆心O的距离为L（L＞R），如图所示，跑道上停有一辆小车，现从P点水平抛出小沙袋，使其落入小车中（沙袋所受空气阻力不计）．问：‎ ‎（1）当小车分别位于A点和B点时（∠AOB=90°），沙袋被抛出时的初速度各为多大？‎ ‎（2）要使沙袋落在跑道上，则沙袋被抛出时的初速度在什么范围内？‎ ‎（3）若小车沿跑道顺时针运动，当小车恰好经过A点时，将沙袋抛出，为使沙袋能在B处落入小车中，小车的速率v应满足什么条件？‎ ‎【答案】（1） ‎ ‎（2） ‎ ‎（3）‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）沙袋从P点被抛出后做平抛运动，设它的落地时间为t，则h=gt2‎ 解得（1）‎ 当小车位于A点时，有xA=vAt=L-R（2）‎ 解（1）（2）得vA=（L-R）‎ 当小车位于B点时，有（3）‎ 解（1）（3）得 ‎（2）若小车在跑道上运动，要使沙袋落入小车，最小的抛出速度为 v0min=vA=（L-R）（4）‎ 若当小车经过C点时沙袋刚好落入，抛出时的初速度最大，有xc=v0maxt="L+R" （5）‎ 解（1）（5）得 v0max=（L+R）‎ 所以沙袋被抛出时的初速度范围为（L-R）≤v0≤（L+R）‎ ‎（3）要使沙袋能在B处落入小车中，小车运动的时间应与沙袋下落时间相同 tAB=（n+）（n=0，1，2，3…）（6）‎ 所以tAB=t=‎ 解得v=（4n+1）πR（n=0，1，2，3…）．‎ ‎【点睛】本题是对平抛运动规律的考查，在分析第三问的时候，要考虑到小车运动的周期性，小车并一定是经过圆周，也可以是经过了多个圆周之后再经过圆周后恰好到达B点，这是同学在解题时经常忽略而出错的地方．‎