【物理】甘肃省静宁县第一中学2019-2020学年高一下学期第一次月考试题 （解析版）

【物理】甘肃省静宁县第一中学2019-2020学年高一下学期第一次月考试题 （解析版）

甘肃省静宁县第一中学2019-2020学年高一下学期 第一次月考物理试题 一．选择题（本题共16小题。其中1-11小题每小题只有一个选项正确，12-16小题每小题有多个选项正确）‎ ‎1.关于曲线运动的速度，下列说法正确的是（　　）‎ A. 做曲线运动的物体速度方向必定变化 B. 速度变化的运动必定是曲线运动 C. 加速度恒定的运动不可能是曲线运动 D. 加速度变化的运动必定是曲线运动 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】A. 因为做曲线运动的物体，合力与速度不在一条直线上，所以做曲线运动的物体速度方向必定变化，故A符合题意； ‎ B. 速度变化的运动不一定是曲线运动，如匀变速直线运动，故B不符合题意；‎ C. 加速度恒定的运动可能是曲线运动，如平抛运动，故C不符合题意； ‎ D. 若合力与速度在同一条直线上，合力的大小变化，加速度大小也变化，但物体做直线运动，所以加速度变化的运动不一定是曲线运动，故D不符合题意．‎ ‎2.质点仅在恒力F的作用下，由O点运动到A点的轨迹如图所示，在A点时速度的方向与x轴平行，则恒力F的方向可能沿（ ）‎ A. 沿y轴正方向 B. 沿x轴的正方向 C. 沿x轴的负方向 D. 沿y轴的负方向 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】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，因v0有沿y轴正向分量，而vA沿y轴正向分量为零，所以恒力F必有沿y轴负向分量，因此物体受到的恒力的方向应该y轴负方向，故D正确，A、B、C错误．‎ ‎3.做匀速圆周运动的两物体甲和乙，它们的向心加速度分别为a1和a2，且a1>a2，下列判断正确的是(　　)‎ A. 甲的线速度大于乙的线速度 B. 甲角速度比乙的角速度小 C. 甲的轨道半径比乙的轨道半径小 D. 甲的速度方向比乙的速度方向变化快 ‎【答案】D ‎【解析】‎ 由于不知甲和乙做匀速圆周运动的半径大小关系，故不能确定它们的线速度、角速度的大小关系，故ABC错误．向心加速度是表示线速度方向变化快慢的物理量，a1>a2，表明甲的速度方向比乙的速度方向变化快，选项D正确；故选D.‎ ‎4.在一斜面顶端，将甲乙两个小球分别以v和的速度沿同一方向水平抛出，两球都落在该斜面上。甲球落至斜面时的速率是乙球落至斜面时速率的（　　）‎ A. 2倍 B. 4倍 C. 6倍 D. 8倍 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】设斜面倾角为α，小球落在斜面上速度方向偏向角为θ，小球水平抛出，均落在斜面上；根据平抛运动的推论可得tanθ=2tanα，所以甲乙两个小球落在斜面上时速度偏向角相等；故对甲有，对乙有，所以，故A正确，BCD错误。‎ ‎5.如图所示，B为绕地球沿椭圆轨道运行卫星，椭圆的半长轴为a，运行B周期为；C为绕地球沿圆周轨道运动的卫星，圆周的半径为r，运行周期为。下列说法或关系式中正确的是（ ）‎ A. 地球位于B卫星轨道的一个焦点上，位于C卫星轨道的圆心上 B. 卫星B和卫星C运动的速度大小均不变 C. ，该比值的大小与地球和卫星有关 D. ，该比值的大小不仅与地球有关，还与太阳有关 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】A．根据开普勒第一定律和行星运动规律可知地球位于B卫星的椭圆轨道的一个焦点上，位于C卫星圆轨道的圆心上，故A正确；‎ B．卫星B为椭圆轨道，不断的在做离心运动和近心运动，近地点的线速度最大，远地点的线速度最小；而卫星C为圆轨道，运动的速度大小均不变，故B错误；‎ CD．由开普勒第三定律可知，k值与中心天体地球的质量有关，而与环绕天体卫星无关，取椭圆轨道的半长轴或圆轨道的半径，故CD错误。‎ 故选A。‎ ‎6.一颗人造卫星在地球引力作用下，绕地球做匀速圆周运动，已知地球的质量为M，地球的半径为R，卫星的质量为m，卫星离地面的高度为h，引力常量为G，则地球对卫星的万有引力大小为（ ）‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】根据万有引力的大小公式为，，所以，故A正确，BCD错误．‎ ‎【点睛】解决本题关键掌握万有引力的大小公式，以及知道r为卫星到地心的距离．‎ ‎7.如图所示，质量为的小球用两根细线连接，细线的另一端连接在车厢顶，细线的另一端连接于侧壁，细线与竖直方向的夹角为 保持水平，重力加速度大小为，车向左做加速运动，当段细线拉力为段细线拉力的两倍时，车的加速度大小为（）（　　）‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】设段细线的拉力为，则，，求得，选项D正确，ABC错误。‎ ‎8.如图所示，竖立在水平面上的轻弹簧下端固定，将一个小球放在弹簧顶端（球与弹簧不连接），用力向下压球使弹簧被压缩，松手后小球被弹起，脱离弹簧后小球还能继续向上运动直到速度为零。从小球开始运动到第一次上升至最高点的过程中，下列描述正确的是（　　）‎ A. 在脱离弹簧前小球的合力始终竖直向上 B. 在脱离弹簧前小球的合力先减小后增大 C. 小球的加速度先减小后恒定 D. 脱离弹簧时小球的速度最大 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】在脱离弹簧前，开始时弹力大于重力，小球先做加速度减小的加速运动；当弹力等于重力时速度最大；后来弹力小于重力，加速度向下逐渐增大，小球做加速度增大的减速运动。所以小球的加速度先减小后增大。脱离弹簧后，小球做竖直上抛运动。‎ 选项B正确，ACD错误。‎ ‎9.在光滑的水平面上有一个物体同时受到水平力F1和F2的作用，在第1 s内保持静止状态，若两个力随时间变化情况如图所示，则下列说法中正确的是(　　)‎ A. 在第2 s内物体做匀加速运动，加速度大小恒定，速度均匀增大 B. 在第5 s内物体做变加速运动，加速度均匀减小，速度逐渐增大 C. 在第3 s内物体做变加速运动，加速度均匀减小，速度均匀减小 D. 在第6 s末，物体的速度和加速度均为零 ‎【答案】B ‎【解析】‎ 在第1 s内，F1＝F2，方向相反，物体静止；在第2 s内，F1>F2，F1恒定，F2变小，合力F变大，加速度方向与F1相同，为正，a逐渐变大，物体做变加速运动，速度方向与F1方向一致，为正，A不正确．在第3 s内，F2继续变小，合力F变大，加速度继续逐渐变大，物体继续做变加速运动，C不正确．在第5 s内，F2由零均匀增大到等于F1，合力均匀减小到零，加速度均匀减小，合力方向与速度方向一致，速度逐渐增大，B正确．在第6 s内，F1＝F2，加速度为零，速度不变，且与5 s末相同，不为零，物体做匀速直线运动，D不正确．‎ ‎10.‎2007年4月18日，中国铁路第六次大面积提速，主要干线开始以“时速200公里”的高速运行，标志着中国铁路提速水平已经跻身世界先进行列。当火车以规定速度通过弯道时，内低外高的轨道均不受挤压，则下列说法正确的是（　　）‎ A. 当火车以规定速度转弯时，火车受重力、支持力、向心力 B. 若要降低火车转弯时的规定速度，可减小火车的质量 C. 若要增加火车转弯时的规定速度，可适当增大弯道的坡度 D. 当火车的速度大于规定速度时，火车将挤压内轨 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A．当火车以规定速度转弯时，火车受重力、支持力作用，二者的合力提供向心力，故A错误；‎ B．合力提供向心力，即，则可以看出规定的速度与火车的质量无关，故B错误；‎ C．根据公式，可以看出当θ增大时，规定速度也增大，故C正确；‎ D．当火车的速度大于规定速度时，则受到外轨弹力与重力和支持力的合力一起提供向心力，使火车继续做圆周运动，故D错误。‎ ‎11.无缝钢管的制作原理如图所示，竖直平面内，管状模型置于两个支承轮上，支承轮转动时通过摩擦力带动管状模型转动，铁水注入管状模型后，由于离心作用，紧紧地覆盖在模型的内壁上，冷却后就得到无缝纲管。已知管状模型内壁半径R，则下列说法正确的是 A. 铁水是由于受到离心力的作用才覆盖在模型内壁上 B. 模型各个方向上受到的铁水的作用力相同 C. 若最上部的铁水恰好不离开模型内壁，此时仅重力提供向心力 D. 管状模型转动的角速度ω最大为 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A．离心力不是真实存在的力，故A错；‎ B．模型最下部受到铁水的作用力最大，最上方受到的作用力最小，B错误；‎ CD．最上部的铁水如果恰好不离开模型内壁，则重力提供向心力，由mg＝mω2R可得：，故管状模型转动的角速度ω至少为，C正确，D错误；‎ ‎12.关于太阳与行星间的引力，下列说法中正确的是(　　)‎ A. 由于地球比木星离太阳近，所以太阳对地球的引力一定比对木星的引力大 B. 行星绕太阳沿椭圆轨道运动时，在近日点所受引力大，在远日点所受引力小 C. 由F＝G可知，G＝，由此可见G与F和r2的乘积成正比，与M和m的乘积成反比 D. 行星绕太阳运动的椭圆轨道可近似看作圆形轨道，其向心力来源于太阳对行星的引力 ‎【答案】BD ‎【解析】‎ ‎【详解】根据万有引力，B对．引力还跟星体质量有关，所以A错．G是万有引力常量是个定值，C错．万有引力提供天体做圆周运动的向心力，D对．‎ ‎13.有一个质量为m的小木块，由碗边滑向碗底，碗内表面是半径为R的圆弧，由于摩擦力的作用，木块运动的速率不变，则 A. 它的加速度为零 B. 它所受合力为零 C. 它所受的合外力大小一定、方向改变 D. 它的加速度大小恒定 ‎【答案】CD ‎【解析】‎ A、物块下滑过程速率保持不变，做匀速圆周运动，加速度不等于零，合外力不等于零．故AB错误； C、物块所受合外力提供向心力，合外力的大小不变，向心加速度大小不变，但方向指向圆心，故CD正确．‎ 点睛：物块下滑过程速率保持不变，做匀速圆周运动，加速度不等于零，合外力不等于零．合外力提供向心力，大小不变，向心加速度大小不变，方向指向圆心，随时间变化．‎ ‎14.一质量为‎0.2kg的物体在水平面上运动，它的两个正交分速度与时间的关系图像分别如图甲、乙所示，由图可知（ ）‎ A. 开始4s内物体的位移大小为 B. 开始4s内物体的平均速度大小为 C. 从开始至6s未物体一直做曲线运动 D. 开始4s内物体做曲线运动此后2s内物体做直线运动 ‎【答案】ABD ‎【解析】‎ ‎【详解】A．图像与时间轴围成的面积表示物体运动的位移，开始4s内，物体沿方向的位移为‎8m，方向的位移为‎8m，所以开始4s内物体的位移大小为，故A正确。‎ B．根据平均速度等于位移与时间的比值，可知开始4s内物体的平均速度大小，故B正确。‎ CD．开始时物体的初速度沿方向，加速度沿方向，两者不在一条直线上，所以物体做曲线运动；4s末物体的速度方向与方向夹角的正切值为 加速度方向与方向夹角的正切值为，所以速度方向与加速度方向在同一条直线上，物体做直线运动，故C错误，D正确。‎ 故选ABD。‎ ‎15.如图所示，固定的锥形漏斗内壁是光滑的，内壁上有两个质量相等的小球A和B，在各自不同的水平面内做匀速圆周运动，以下各物理量关系正确的是（　　）‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】AD ‎【解析】‎ ‎【详解】小球受力如图所示 将沿水平和竖直方向分解得 ‎①‎ ‎②‎ AB．由①②可得，则半径大的线速度大，角速度小，A正确，B错误；‎ C．根据牛顿第二定律，合外力提供向心力，合外力相等，则向心力相等，C错误；‎ D．由②可知所以压力相等，D正确。故选AD。‎ ‎16.有关圆周运动的基本模型，下列说法正确的是（　　）‎ A. 如图a，汽车通过拱桥的最高点处于超重状态 B. 如图b所示是一圆锥摆，增大θ，若保持圆锥的高不变，则圆锥摆的角速度不变 C. 如图c，同一小球在光滑而固定的圆锥筒内的A、B位置先后分别做匀速圆周运动，则在A、B两位置小球的角速度及所受筒壁的支持力大小相等 D. 火车转弯超过规定速度行驶时，外轨对火车轮缘会有挤压作用 ‎【答案】BD ‎【解析】‎ ‎【详解】A．当汽车在拱桥顶端时，根据牛顿第二定律则有，可得，根据牛顿第三定律可得汽车通过拱桥的最高点处汽车对桥顶的压力小于重力，处于失重状态，故A错误；‎ B．球受到重力和绳的拉力作用，二者合力提供向心力，向心力大小为，小球做圆周运动的半径为，由牛顿第二定律得，联立可得角速度知保持圆锥摆的高度不变，则角速度不变，故B正确；‎ C．设支持力与竖直方向的夹角为，则支持力的大小，则有，由牛顿第二定律得，可得角速度，由于，所以可得 故C错误；‎ D．火车拐弯时超过规定速度行驶时，由于支持力和重力的合力不够提供向心力，会对外轨产生挤压，即外轨对轮缘会有挤压作用，故D正确；‎ 故选BD。‎ 二、实验题（本题共2小题）‎ ‎17.小张同学采用如图甲所示的实验装置做“研究平抛运动”的实验。‎ ‎　　　　‎ ‎(1)实验时下列哪些操作是必需的________（填序号）。‎ ‎①将斜槽轨道的末端调成水平。‎ ‎②用天平称出小球的质量。‎ ‎③每次都要让小球从同一位置由静止开始运动。‎ ‎(2)实验时小张同学忘记在白纸上记录小球抛出点的位置，于是他根据实验中记录的点迹描出运动轨迹曲线后，在该段曲线上任取水平距离均为Δx＝‎10.00 cm的三点A、B、C，如图乙所示，其中相邻两点间的竖直距离分别为y1＝‎10.00 cm，y2＝‎‎20.00 cm ‎。小球运动过程中所受空气阻力忽略不计。请你根据以上数据帮助他计算出小球初速度v0＝________ m/s。（g取‎10 m/s2）‎ ‎【答案】 (1). ①③ (2). 1.00‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)为了保证小球离开斜槽时的速度沿水平方向，斜槽的末端要调整成水平，操作①是必需的。该实验不用测小球的质量，操作②没有必要。为了保证小球每次离开斜槽时的速度都相同，每次都要让小球从斜槽上同一位置由静止开始运动，操作③是必需的。故填①③。‎ ‎(2)由于xAB＝xBC＝Δx＝‎10.00 cm，所以小球从A运动到B与从B运动到C的时间相同，设此时间为t。据y2－y1＝gt2得t＝＝s＝0.1 s 故初速度v0＝×10‎-2m/s＝‎1.00 m/s ‎18.某同学用长木板、小车、光电门等装置做探究加速度与质量关系的实验．装置如图所示．‎ ‎(1)实验前先用游标卡尺测出安装在小车上遮光条的宽度d．‎ ‎(2)按图示安装好装置，将长木板没有定滑轮的一端适当垫高，小车_______________(填“连接”或“不连接)砝码盘，轻推小车，如果计时器记录小车通过光电门的时间t1、t2满足t1________t2(填“大于”“小于”或“等于”），则摩擦力得到了平衡．‎ ‎(3)保证砝码和砝码盘的总质量远小于小车的质量，调节好装置后，将小车由静止释放，读出遮光条通过光电门A、B的时间分别为t1、t2，测出两光电门间的距离为L，则小车的加速度a=_________________(用已知或测出的物理量字母表示）．‎ ‎(4)保持两个光电门间的距离、砝码和砝码盘的总质量均不变，改变小车的质量M重复实验多次，测出多组加速度a的值，及对应的小车质量M，作出a-1/M图象．若图象为一条过原点的倾斜直线，则得出的结论_______________________________________________ ．‎ ‎【答案】 (2). 不连接 等于 (3). ‎ ‎(4). 在砝码和砝码盘总质量不变时，即小车所受拉力不变时，小车的加速度与拉力成反比 ‎【解析】‎ ‎【详解】(2)平衡摩擦力的方法是用重力沿斜面向下的分力来抵消摩擦力的作用，具体做法是：将小车轻放（静止）在长木板上，挂好纸带（纸带和打点计时器的限位孔之间有摩擦力）、不连接砝码盘，将长木板靠近打点计时器的一端适当垫高，形成斜面，轻推小车，使小车做匀速运动即可，此时小车通过光电门的时间t1、t2满足t1等于t2．‎ ‎(3) 遮光条经过光电门A时的速度表达式 经过光电门B时的速度表达式 所以 ‎(4)由牛顿第二定律可知，‎ 保持两个光电门间距离、砝码和砝码盘的总质量均不变，改变小车的质量M重复实验多次，是一条过原点的直线，说明在砝码和砝码盘总质量不变时，即小车所受拉力不变时，小车的加速度与拉力成反比．‎ 三、解答题（本题共4小题）‎ ‎19.如图所示，斜面体ABC固定在地面上，小球p从A点静止下滑，当小球D开始下滑时，另一小球q从A点正上方的D点水平抛出，两球同时到达斜面底端的B处．已知斜面AB光滑，长度=‎2.5m，斜面倾角为θ=30°．不计空气阻力，g取‎10m/s2．求：‎ ‎ ‎ ‎(1)小球p从A点滑到B点的时间；‎ ‎(2)小球q抛出时初速度的大小．(结果可以用分式或根号表示)‎ ‎【答案】（1）1s；（2）m/s ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）小球p从斜面上下滑的加速度为a，根据牛顿第二定律 ‎ ①‎ 下滑所需时间为t1，根据运动学公式得 ②‎ 由①②得 ③ ‎ 代入数据得 t1=1s ‎（2）小球q运动为平抛运动，水平方向做匀速直线运动，设抛出速度为v0．则 x=lcos30°=v0t2④‎ 依题意得：t2=t1⑤‎ 由③④⑤得 ‎20.如图所示，质量为‎60kg的滑雪运动员，在斜坡顶端从静止开始匀加速下滑‎100m到达坡底，用时10s，斜面与水平面间的夹角为37°，假设运动员与水平地面间的动摩擦因数μ=0.2，求：（已知，）‎ ‎(1)运动员到达坡底时的速度大小；‎ ‎(2)运动员与斜面之间的动摩擦因数；‎ ‎(3)运动员能在水平面上运动的距离．‎ ‎【答案】(1)‎20m/s(2)0.5(3)‎‎100m ‎【解析】‎ 详解】(1)根据位移时间公式，可得：‎ 解得：‎ 根据速度时间公式可得：v=at=2×‎10m/s=‎20m/s．‎ ‎(2)受力分析由牛顿第二定律有：‎ 解得 ‎(3)人在水平面上做匀加速运动，加速度大小为，由牛顿第二定律得：‎ 解得 由，‎ 得．‎ ‎21.表演“顶竿”杂技时，站在地上的演员（称为“底人”）扛一竹竿，演员和竹竿的总质量为‎80kg，一质量为‎10kg的小猴（可当质点处理）在竿底端从静止开始以‎2m/s2加速上爬，同时演员以‎1m/s的速度水平向右匀速移动，以猴的出发点为坐标原点，建立平面直角坐标系如图所示，g取‎10m/s2。‎ ‎(1)2s时猴子的位置（用坐标表示）；‎ ‎(2)2s时猴子的瞬时速度为多大？‎ ‎(3)在此过程中，演员对地面的压力。（根号可保留）‎ ‎【答案】(1)（‎2m，‎4m）； (2) ；；(3)920N ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)在竖直方向做匀加速直线运动，则有 在水平方向做匀速直线运动，则有 ‎2s时猴子的位置坐标为（‎2m，‎4m） ‎ ‎(2) 竖直方向速度为 ‎2s时猴子的瞬时速度大小为 速度方向为与水平方向的夹角为，则有 ‎ ‎(3) 视演员、竹竿和小猴为整体，根据牛顿第二定律可得 解得 根据牛顿第三定律可得演员对地面的压力920N。‎ ‎22.如图所示，在绕竖直轴匀速转动的水平圆盘盘面上，离轴心r=‎20cm处放置一小物块，其质量为m=‎2kg，物块与圆盘间的动摩擦因数μ=0.5．当圆盘转动的角速度ω=2rad/s时，物块随圆盘一起转动，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度g=‎10m/s2．求：‎ ‎(1)物块的线速度大小；‎ ‎(2)物块的向心加速度大小；‎ ‎(3)欲使物块与盘面间不发生相对滑动，则圆盘转动的角速度不能超过多大？‎ ‎【答案】（1）‎0.4 m/s （2）‎0.8 m/s2 （3）5 rad/s ‎【解析】‎ ‎【详解】解：(1) 当时，滑块的线速度： ‎ ‎(2) 当时，滑块的向心加速度：‎ ‎(3) 当物块刚要发生滑动时最大静摩擦力充当向心力，设此时圆盘转动的角速度为 由牛顿第二定律得 解得：，故圆盘转动的角速度不能超过 ‎ ‎