天津市四合庄中学2019-2020学年高二上学期第一次月考物理试题

天津市四合庄中学2019-2020学年高二上学期第一次月考物理试题

天津市四合庄中学2019-2020学年高二上学期第一次月考物理试题 一、单选题 ‎1.关于曲线运动，下说法中正确的是 A. 曲线运动一定是变速运动 B. 曲线运动的加速度可以为零 C. 在恒力作用下，物体不可以做曲线运动 D. 物体做曲线运动，动能一定会发生变化 ‎【答案】A ‎【解析】‎ 曲线运动的速度方向为该点的切线方向，时刻变化，故曲线运动是变速运动，故A正确；做曲线运动的物体，一定受到力的作用，故一定有加速度，故B错误；  曲线运动的条件，合外力与速度不一条直线上，与合外力是否变化无关；如平抛运动的合外力不变，加速度不变，物体做匀变速曲线运动故C错误；匀速圆周运动的速率始终不变，故动能不变故D错误．故选A. ‎ ‎2.如图所示，A、B两点分别位于大、小轮的边缘上，大轮半径是小轮半径的2倍，它们之间靠摩擦传动，接触面不打滑，则A、B两点的角速度之比ωA：ωB为（　　）‎ A. 1：2 B. 1：‎4 ‎C. 2：1 D. 1：1‎ ‎【答案】A ‎【解析】‎ A、B两点靠摩擦传动，具有相同的线速度，根据，半径比为2：1，则角速度之比为1：2，故A正确，BCD错误；‎ 故选A。‎ ‎【‎ 点睛】解决本题的关键知道通过摩擦传动轮子边缘上的点具有相同的线速度，以及掌握线速度与角速度的关系。‎ ‎3.如图所示小物块A与圆盘保持相对静止,跟着圆盘一起做匀速圆周运动。下列关于A的受力情况说法正确的是( ) ‎ A. 受重力、支持力 B. 受重力、支持力和与运动方向相反的摩擦力 C. 受重力、支持力、摩擦力和向心力 D. 受重力、支持力和指向圆心的摩擦力 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】物块A随圆盘一起做匀速圆周运动，受重力、支持力和指向圆心的静摩擦力，重力和支持力平衡，靠静摩擦力提供向心力 A. 受重力、支持力，与分析结论不符，故A错误。‎ B. 受重力、支持力和与运动方向相反的摩擦力，与分析结论不符，故B错误。‎ C. 受重力、支持力、摩擦力和向心力，与分析结论不符，故C错误。‎ D. 受重力、支持力和指向圆心的摩擦力，与分析结论相符，故D正确。‎ ‎4.公路在通过小型水库的泄洪闸的下游时，常常要修建凹形桥,如图，汽车通过凹形桥的最低点时（　　）‎ A. 车的加速度为零，受力平衡 B. 车对桥的压力比汽车的重力大 C. 车对桥的压力比汽车的重力小 D. 车的速度越大，车对桥面的压力越小 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】A、汽车做圆周运动，速度在改变，加速度一定不为零，受力一定不平衡，故A错误．‎ BC、汽车通过凹形桥的最低点时，向心力竖直向上，合力竖直向上，加速度竖直向上，根据牛顿第二定律得知，汽车过于超重状态，所以车对桥的压力比汽车的重力大，故B正确，C错误．‎ D、对汽车，根据牛顿第二定律得：，则得，可见，v越大，路面的支持力越大，据牛顿第三定律得知，车对桥面的压力越大，故D错误．‎ 故选B ‎【点睛】解决本题的关键搞清做圆周运动向心力的来源，即重力和支持力的合力提供向心力，结合牛顿第二定律进行求解。‎ ‎5.开普勒第三定律对行星绕恒星的匀速圆周运动同样成立，即它的运行周期T的平方与轨道半径r的三次方的比为常数，设，则常数K的大小　　‎ A. 只与行星的质量有关 B. 与恒星的质量与行星的质量有关 C. 只与恒星的质量有关 D. 与恒星的质量及行星的速度有关 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】由可知，则式中的K只与恒星的质量有关，与行星质量以及行星的速度均无关，故ABD错误，C正确；‎ ‎6.地球的质量是月球质量的81倍，若地球吸引月球的力的大小为F，则月球吸引地球的力的大小为(　　)‎ A. B. F C. ‎9F D. ‎‎81F ‎【答案】B ‎【解析】‎ 根据牛顿第三定律，相互作用的两个物体间作用力等大反向作用在同一条直线上，所以地球吸引月球的力等于月球吸引地球的作用力，故答案选B ‎7.如图，铁路在弯道处的内外轨道高低是不同的，已知内外轨道对水平面倾角为，弯道处的圆弧半径为R，若质量为m的火车以速度v通过某弯道时，内、外轨道均不受侧压力作用，下面分析正确的是 A. ‎ B. 若火车速度小于v时，外轨将受到侧压力作用，其方向平行轨道平面向内 C. 若火车速度大于v时，外轨将受到侧压力作用，其方向平行轨道平面向外 D. 无论火车以何种速度行驶，对内侧轨道都有压力 ‎【答案】C ‎【解析】‎ AD、火车以某一速度v通过某弯道时，内、外轨道均不受侧压力作用，其所受的重力和支持力的合力提供向心力，由图可以得出：‎ ‎（为轨道平面与水平面的夹角 合力等于向心力，由牛顿第二定律得：，解得：，故AD错误；‎ B、当转弯的实际速度小于规定速度时，火车所受的重力和支持力的合力大于所需的向心力，火车有向心趋势，故其内侧车轮轮缘会与铁轨相互挤压，内轨受到侧压力作用方向平行轨道平面向内，故B错误；‎ C ‎、当转弯的实际速度大于规定速度时，火车所受的重力和支持力的合力不足以提供所需的向心力，火车有离心趋势，故其外侧车轮轮缘会与铁轨相互挤压，外轨受到侧压力作用方向平行轨道平面向外，故C正确；‎ 故选：C ‎【点睛】本题关键抓住火车所受重力和支持力的合力恰好提供向心力的临界情况，计算出临界速度，然后根据离心运动和向心运动的条件进行分析。‎ ‎8.如图，若两颗人造卫星a和b均绕地球做匀速圆周运动，a、b到地心O的距离分别为r1、r2，线速度大小分别为v1、v2。则（ ）‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】A ‎【解析】‎ 根据万有引力提供向心力，解得，a、b到地心O的距离分别为，所以，A正确。‎ ‎【此处有视频，请去附件查看】‎ ‎9.关于质点做匀速圆周运动，以下说法中正确的是（ ）‎ A. 因为，所以向心加速度与旋转半径r成反比 B. 因为，所以向心力加速度与旋转半径r成正比 C. 因为，所以角速度与旋转半径r成反比 D. ，所以角速度与转速成正比 ‎【答案】D ‎【解析】‎ 由牛顿第二定律可知，向心加速度是由向心力大小和物体的质量决定的，与速度和半径无关，AB错误；由可知角速度与转动半径、线速度都有关，在线速度不变时角速度才与转动半径成反比，C错误；因为2π是恒量，所以角速度与转速成正比，D正确．‎ ‎10.公路急转弯处通常是交通事故多发地带如图所示，某公路急转弯处是一圆弧，当汽车行驶的速率为时，汽车恰好没有向公路内外两侧滑动的趋势则在该弯道处　　‎ A. 公路内侧高外侧低 B. 公路外侧高内侧低 C. 当汽车的速率大于时，其一定做离心运动 D. 当汽车的速率小于 时，其一定做离心运动 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】路面应建成外高内低，此时重力和支持力的合力指向内侧，可以提供圆周运动向心力，故A错误，B正确．车速若大于v0，所需的向心力增大，此时摩擦力可以指向内侧，增大提供的力，车辆不一定做离心运动，故C错误．车速低于v0，所需的向心力减小，此时车辆有向内侧滑动的趋势，摩擦力可以指向外侧，一定不会做离心运动，故D错误．故选B．‎ ‎【点睛】解决本题的关键搞清向心力的来源，运用牛顿第二定律进行求解，知道速率为v0时，靠重力和支持力的合力提供向心力，摩擦力为零．‎ ‎11.地球的半径为R，一卫星到地面的距离为3R，卫星的重力加速的是地面重力加速度的（ ）‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】设地球的质量为M，人造地球卫星的质量为m，在地面附近有：，对于轨道上的人造地球卫星有：，联立解得： 。‎ A. 与分析结论不符，故A错误。‎ B. 与分析结论相符，故B正确。‎ C. 与分析结论不符，故C错误 D. 与分析结论不符，故D错误。‎ ‎12.平抛时间由一下哪些物理量决定（ ）‎ A. 水平速度 B. 落地速度 C. 高度 D. 水平速度和高度 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】根据平抛运动竖直方向分运动可知，平抛运动时间 ，时间由高度决定。‎ A. 水平速度，与分析结论符，故A错误。‎ B. 落地速度，与分析结论不符，故B错误。‎ C. 高度，与分析结论相符，故C正确。‎ D. 水平速度和高度，与分析结论不符，故D错误。‎ 二、多选题 ‎13.两根长度不同的细线下面分别悬挂两个完全相同的小球A、B，细线上端固定在同一点，绕共同的竖直轴在水平面内做匀速圆周运动已知A球细线跟竖直方向的夹角为，B 球细线跟竖直方向的夹角为，下列说法正确的是　　‎ A. 细线和细线所受的拉力大小之比为：1‎ B. 小球A和B的向心力大小之比为1：3‎ C. 小球A和B角速度大小之比为1：1‎ D. 小球A和B的线速度大小之比为1：‎ ‎【答案】BC ‎【解析】‎ A项：两球在水平面内做圆周运动，在竖直方向上的合力为零，由：TAcos30°=mg，TBcos60°=mg，则，TB=2mg，所以，故A错误；‎ B项：小球A做圆周运动的向心力FnA=mgtan30°=，小球B做圆周运动的向心力FnB=mgtan60°=，可知小球A、B的向心力之比为1：3，故B正确；‎ C、D项：根据mgtanθ=m•htanθ•ω2= 得，角速度，线速度可知角速度之比为1：1，线速度大小之比为1：3，故C正确，D错误。‎ 点晴：小球在水平面内做圆周运动，抓住竖直方向上的合力为零，求出两细线的拉力大小之比．根据合力提供向心力求出向心力大小之比，结合合力提供向心力求出线速度和角速度的表达式，从而得出线速度和角速度之比。‎ ‎14.关于行星绕太阳运动,根据开普勒第三定律,下列说法中正确的有( )‎ A. k是一个仅与中心天体有关的常量 B. T表示行星的公转周期 C. 若地球绕太阳运转的半长轴为,周期为,月亮绕地球运转的半长轴为,周期为,由开普勒第三定律可得 D. 离太阳越近的行星的运动周期越短 ‎【答案】ABD ‎【解析】‎ ‎【详解】A. 结合万有引力定律可知，开普勒第三定律中k是一个与行星无关的常量，与恒星的质量有关，故A正确。‎ B. 开普勒第三定律中的公式，可知半长轴的三次方与公转周期的二次方成正比，所以T表示行星的公转周期，故B正确。‎ C. 地球与月亮公转时的环绕的中心天体不同，所以，故C错误。‎ D. 根据开普勒第三定律中的公式可知，，离太阳越近的行星的运动周期越短。故D正确。‎ ‎15.两颗人造卫星绕地球做匀速圆周运动，它们的质量之比为mA:mB＝1:2，轨道半径之比rA:rB＝3:1，则下列说法正确的是(　　)‎ A. 它们的线速度之比为vA：vB＝1：‎ B. 它们的向心加速度之比为aA:aB＝1:9‎ C. 它们的向心力之比为FA：FB＝1:18‎ D. 它们的周期之比为TA:TB＝3:1‎ ‎【答案】ABC ‎【解析】‎ 试题分析：人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动时，万有引力提供向心力，据 ‎，得：，，：则，故A正确；，故B正确；，则，故C正确；，故D错误。‎ 考点：线速度、角速度和周期、转速 ‎【名师点睛】熟练掌握万有引力提供卫星圆周运动的向心力，并能写出向心力的不同表达式。‎ ‎16.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，则下列各式中不能表示小球在空中飞行时间的是（ ）‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】B ‎【解析】‎ A、根据得，平抛运动的时间，故A正确；‎ BC、平抛运动的时间，故C正确，B错误；‎ D、在竖直方向上，根据平均速度的推论，则运动的时间，故D正确；‎ 不能表示小球在空中飞行时间的是故选B。‎ 三、填空题 ‎17.用长为L的细绳拴住一质量m的小球,当小球在一水平面上做匀速圆周运动时,如图,细绳与竖直方向成 角,则小球做匀速圆周运动的周期为______ ,细绳对小球的拉力为______ ．‎ ‎【答案】 (1). (2). ‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】[1]根据牛顿第二定律得 解得：。‎ ‎[2] 小球的受力如图所示，根据平行四边形定则知，细绳对小球的拉力。‎ ‎18.如图所示,a、b为地球的两颗人造卫星,b的轨道半径大于a的轨道半径,则a的速度______ b的速度,a的运动周期______ b的运动周期（填“大于”、“小于”或“等于”）‎ ‎【答案】 (1). 大于 (2). 小于 ‎【解析】‎ ‎【详解】[1][2] 人造卫星绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力得：‎ 解得：‎ 则知，卫星的轨道半径越小，速度越大，周期越小，所以a的速度大于b的速度，a的运动周期小于b的运动周期。‎ ‎19.根据万有引力公式F=，若只是两物体间的距离变为原来的2倍，它们间的引力将变为原来的____倍；若只是每个物理的质量均变为原来的2倍，引力将变为_____倍。‎ ‎【答案】 (1). 1/4 (2). 4‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】根据万有引力公式F=，若只是两物体间的距离变为原来的2倍，它们间的引力将变为原来的1/4倍；若只是每个物理的质量均变为原来的2倍，引力将变为4倍。‎ 四、计算题 ‎20.一恒星的卫星绕其表面运行周期为T，已知万有引力常量为G，求恒星的平均密度。‎ ‎【答案】‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】根据万有引力提供向心力，由牛顿第二定律得：‎ 可得恒星的质量为，又因为该星球的体积，因此该行星的平均密度为：‎ 答：‎ ‎21.如图,小球A在倒立的圆锥的水平面内做匀速圆周运动,小球圆周运动的半径r,圆锥倾角θ,重力加速度g。 ‎ ‎(1)求小球运动线速度v ‎(2)角速度 ‎ ‎【答案】(1) (2)‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1) 以小球为研究对象，对小球受力分析，小球受力如图所示：‎ 由牛顿第二定律得：，解得：‎ ‎(2)根据线速度和角速度关系可知 答：(1) (2)‎ ‎22.根据万有引力定律和牛顿第二定律说明：(1)为什么不同物体在地球表面的自由落体加速度都是相等的？(2)为什么高山上自由落体加速度比地面小？‎ ‎【答案】(1)见解析(2) 见解析 ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)设地球质量为M，半径为R，对质量为m的物体，在地表根据万有引力定律可知 ，解得： ，与物体质量无关，所以不同物体在地球表面的自由落体加速度都是相等的。‎ ‎(2)物体据地表高度为h，则可知， ‎ ‎，所以高山上自由落体加速度比地面小。‎ ‎23.如图所示，从某高处水平抛出一小球。经过时间t到达地面时，速度与水平方向的夹角为θ。不计空气阻力，重力加速度为g。求：‎ ‎（1）小球水平抛出时的初速度 ‎（2）试论证：小球初速度增大，则θ减小。‎ ‎【答案】(1)(2) 论证过程见解析 ‎【解析】‎ ‎【详解】(1) 经过时间t到达地面时，竖直速度 ，根据速度分解可得：‎ ‎(2)因为抛出高度不变， ，运动时间不变，落地竖直速度不变，，所以小球初速度增大，则θ减小。‎ 答：(1)(2) 论证过程见解析 ‎ ‎