2019-2020学年辽宁省沈阳市城郊市重点联合体高一上学期第二次月考物理试题(解析版)

辽宁省沈阳市城郊市重点联合体2019-2020学年
高一上学期第二次月考试题
一、选择题
1.牛顿以天体之间普遍存在着引力为依据，运用严密的逻辑推理，建立了万有引力定律，在创建万有引力定律的过程中，牛顿( )
A. 接受了胡克等科学家关于“吸引力与两中心距离的平方成反比”的猜想
B. 根据地球上一切物体都以相同加速度下落的事实，得出物体受地球的引力与其质量成正比，即F=∝m的结论
C. 根据F=∝m和牛顿第三定律，分析了地月间的引力关系，进而得出F=∝m1m2
D. 根据大量实验数据得出了比例系数G的大小
『答案』AB
『解析』
『详解』题干要求“在创建万有引力定律的过程中”，牛顿接受了平方反比猜想，和物体受地球的引力与其质量成正比，即F∝m的结论，而提出万有引力定律后100多年，后来卡文迪许利用扭称测量出万有引力常量G的大小，后来根据大量实验数据不断的测定比例系数G的大小，即CD选项是在建立万有引力定律后才进行的探索，因此符合题意的只有AB。

2.一物体由静止开始自由下落，一小段时间后突然受一恒定水平向右的风力的影响，但着地前一段时间内风突然停止，则其运动的轨迹可能是()
A. B.
C. D.
『答案』C
『解析』
由力的独立作用原理可知，没有风力时物体做自由落体运动，有风力后水平方向匀加速直线运动，水平分速度逐渐增大，撤去风力后水平速度不变，竖直分速度继续增大，C对
3.甲、乙两球位于同一竖直直线上的不同位置，甲比乙高出h ．将甲、乙两球以v 1、v 2的速度沿同一水平方向抛出，不计空气阻力，下列条件中有可能使乙球击中甲球的是（ ）
A. 同时抛出，且12v v <
B. 甲迟抛出，且12v v >
C. 甲早抛出，且12v v >
D. 甲早抛出，且12v v <
『答案』D 『解析』
『详解』由212
h gt =
可得：2h t g =，可知抛出点的高度越大，平抛运动的时间越长；由
图可知甲的抛出点高于乙的抛出点，故要使两球相碰，甲应先抛出；而两物体的水平位移相同，而运动时间甲的要长，由0x v t =可知甲的速度要小于乙的速度，即：12v v < A. 同时抛出，且12v v <与分析不符，故A 错误； B. 甲迟抛出，且12v v >与分析不符，故B 错误； C .
甲早抛出，且12v v >与分析不符，故C 错误； D. 甲早抛出，且12v v <与分析相符，故D 正确．
4.如图所示，细绳的一端悬于O 点，另一端系一小球，在O 点正下方A 处有一钉子．现使小球由高处摆下，当绳摆到竖直位置时与钉子相碰．则绳碰钉子前后的瞬间相比（不计空气阻力） （ ）
A. 小球的线速度变大
B. 小球的角速度不变
C. 小球的向心加速度减小
D. 绳子的拉力变大
『答案』D 『解析』
『详解』AB.细绳与钉子相碰前后线速度大小不变，半径变小，根据v r ω=得知，角速度
增大，故A 、B 错误；
C.根据2
v a r
=知，半径r 变小，向心加速度变大，故C 错误；
D.根据2v F mg m r -=，可得绳子的拉力：2
v F mg m r
=+，由于半径r 变小，拉力F 变
大，故D 正确．
5.如图所示，一轻杆一端固定一质量为m 的小球，以另一端O 为圆心，使小球在竖直面内做圆周运动．以下说法正确的是：（ ）
A. 小球过最高点时，杆受力可以是零
B. 小球过最高点时gr
C. 小球过最高点时，杆对球的作用力可以竖直向上，此时球受到的重力一定大于杆对球的作用力
D. 小球过最高点时，杆对球的作用力一定竖直向下
『答案』AC 『解析』
『详解』A.小球过最高点时，速度
v gR =2
v mg m R
=，由重力完全提供向
心力，杆所受的弹力为零，故A 正确；
B.由于杆能支撑小球，所以小球过最高点时的最小速度为零，故B 错误； CD.gR
2
mv mg F R
-=，知杆对球的作用力竖直向上，与重力方向相反，重力一定大于杆对球的作用力，故C 正确，D 错误．
6.据报道，我国数据中继卫星“天链一号0l 星”于2008年4月25日在西昌卫星发射中心发射升空，经过4次变轨控制后，于5月1日成功定点在东经770赤道上空的同步轨道．关于成功定点后的“天链一号01星”，下列说法正确的是 A. 运行速度大于
7.9 km ／s B. 离地面高度一定，相对地面静止
C. 绕地球运行的角速度比月球绕地球运行的角速度大
D. 向心加速度与静止在赤道上物体的向心加速度大小相等、
『答案』BC 『解析』
『详解』同步卫星在轨道上运动时，由万有引力提供它做圆周运动的向心力，根据牛顿第
二定律，可以得出
，其中是卫星的轨道半径，说明轨道半径越大，线速度越小．所
以可得同步卫星的线速度小于第一宇宙速度．第一宇宙速度是最小的发射速度，最大的轨道速度．同步卫星的特点就是相对地面静止，所以它离地面的高度是确定不变的．即同步卫星有五定，这是必须掌握的．根据万有引力定律和牛顿第二定律及向心力公式，可以得出
，说明轨道半径越大，角速度越小．所以绕 地球运行的角速度比月球绕地球运
行的角速度大．也可能通过常识来分析：月球绕地球一周需要27天，而同步卫星绕地球一周是一天，所以角速度不同．但在地球赤道上相对地球静止的物体和同步卫星具有相同的角速度，根据向心加速度的公式
得，同步卫星的向心加速度大．所以答案为BC ．
7.我国绕月探测工程的预先研究和工程实施已取得重要进展．设地球、月球的质量分别为m 1、m 2，半径分别为R 1、R 2，人造地球卫星的第一宇宙速度为v ，对应的环绕周期为T ，则环绕月球表面附近圆轨道飞行的探测器的速度和周期分别为 A.
2112
m R v m R 3
12
321 m R T m R B.
1221
m R v m R 3
213
12 m R T m R
C.
v
T
D.
v
T 『答案』A 『解析』
设人造地球卫星的质量为m ，则其在近地轨道运动过程中：
22
122114m m v G m m R R T
π==
得：v =
2T =
同理，月球探测器在月球表面附近圆轨道运动时'v =
'2T =
所以'v v =
，'T T = 故本题A 选项正确；
8.宇航员在一行星上以速度为0v 竖直上抛一个物体经t 秒钟后落回手中，已知该行星半径为R ，要使物体不再落回星球表面，沿星球表面抛出的速度至少应是：（ ） A.
0v t R
B.
C.
D.
『答案』C 『解析』
『详解』设行星表面的重力加速度为g ，由物体竖直上抛运动，有：0
2v t g
=
，可得： 0
2v g t
=
，要使物体沿水平方向抛出而不落回星球表面，沿星球表面抛出的速度为v ，则有：2v mg m R =
，联立解得：v =
A.
0v t
R
与分析不符，故A 错误；
B.
B 错误；
C.
2Rv t
与分析相符，故C 正确； D.
2v Rt
与分析不符，故D 错误． 9.一滑块在水平地面上沿直线滑行，t =0时其速度为1 m/s ．从此刻开始滑块运动方向上再施加一水平面作用F ，力F 和滑块的速度v 随时间的变化规律分别如图a 和图b 所示．设在第1秒内、第2秒内、第3秒内力F 对滑块做的功分别为123W W W 、、，则以下关系正确的是( )
A. 123W W W ==
B. 123W W W <<
C. 132W W W <<
D. 123W W W =<
『答案』B 『解析』
解：由速度图象可知，第1s 、2s 、3s 内的位移分别为0.5m 、0.5m 、1m ，由F ﹣t 图象及功的公式w=Fscosθ可求知：W 1=0.5J ，W 2=1.5J ，W 3=2J ．故本题中ACD 错，B 正确． 故选B ．
10.质量为m 的物块，在几个共点力的作用下静止在光滑的水平桌面上，现把其中一个水平方向的力从F 突然增大到4F ,保持其它力不变，则在t 秒末该力的功率为( )
A. 24F t m
B. 29F t m
C. 26F t m
D.
212F t m 『答案』D 『解析』
把其中一个水平方向的力从F 突然增大到4F ,保持其它力不变，则物体所受的合外力为3F ，由牛顿第二定律得：3a F m =
，在t 秒末物块的速度：3v at Ft
m
==，再利用瞬时功率的计算式P Fv =得，在t 秒末该力的功率为：2
312P 4F Ft F t m m =⨯=，ABC 错误；D 正确；
故选D ． 二、实验题
11.如图是自行车传动机构的示意图．假设脚踏板每T s 转一圈，要知道在这种情况下自行车前进的速度有多大，还学要测量哪些物理量，请在图中用字母标注出来．．．．．．．．．．．_______，并且用这些量推导出自行车前进速度表达式v
=__________
『答案』(1).
大齿轮半径1r ，小齿轮半径2r ，后轮的半径为3r
(2).
31
22r r r T
π
『解析』
『详解』设大齿轮半径1r ，小齿轮半径2r ，后轮的半径为3r ，如图所示
脚踏板的角速度为：2T
πω= 则大齿轮的角速度为12T
π
ω=，因为大小齿轮的线速度相等，则有：1122r r ωω= 解得：11
22
r r ωω=
小齿轮和后轮的角速度相等，则有：113
31
322
22T
r r r r v r r r ωπω=
==
12.在安装“研究平抛物体的运动”实验装置时，斜槽末端的切线必须是水平的，这样做的目的是____________．某同学在实验中，忘了记下斜槽末端的位置 O ，A 为物体运动一段时间后的位置，记下小球从A 开始的运动轨迹及坐标值如图所示，则根据此图求出小球平抛的初速度为v 0=_________________m / s ．（保留两位有效数字，g 取10 m / s 2）
『答案』 (1). 小球离开斜槽末端时的速度是水平的，物体作平抛运动 (2). 2.0 『解析』
『详解』斜槽末端的
切线必须是水平的，是为了保证小球抛出后做平抛运动；
平抛运动在竖直方向上做自由落体运动，在竖直方向上有：2y gT ∆=
解得：2
251510s 0s 10
).1(y T g -∆-⨯=== 水平方向匀速运动，因此有：0x v t = 解得：020cm 2.0m/s 0.1s
x v t === 三、计算题
13.为了清理堵塞河道的冰凌，空军实施了投弹爆破，飞机在河道上空高H 处以速度v 0水平
匀速飞行，投掷下炸弹并击中目标．求炸弹刚脱离飞机到击中目标所飞行的水平距离及击中目标时的速度大小．（不计空气阻力）
『答案』v 2h g
2
02v gH +『解析』
『详解』根据212
H gt =
可得：2t H
g
=
则击中目标时飞机飞行的水平距离：02H
x v t v g
==炸弹击中目标时竖直分速度：2y v gt gH == 根据平行四边形定则得击中目标时的速度大小：222002y v v v v gH ==
++
14.如图所示，一个竖直放置的圆锥筒可绕其中心OO′转动，筒内壁粗糙，筒口半径和筒高分别为R 和H ，筒内壁A 点的高度为筒高的一半，内壁上有一质量为m 的小物块．求：
(1)当筒不转动时，物块静止在筒壁A 点受到的摩擦力和支持力的大小； (2)当物块在A 点随筒做匀速转动，且其受到的摩擦力为零时，筒转动的角速度．
『答案』(1)摩擦力f =22
mg H R +，支持力N =22
mg
H R +. (2) 2gH
ω=
『解析』
『详解』
（1）根据受力分析则物体保持平衡的
受力分析如图，
根据平衡可知：
2
2
cos N mg H R θ==
+22
sin f mg H R θ==
+
（2）当转速增加，f =0时，即2tan mg mr θω=， 化简则2
2
H R g
R ω=， 所以2gH
ω=
15.质量为2000kg 的汽车在平直公路上行驶，所能达到的最大速度为20m/s ，设汽车所受阻
力为车重的0.2倍（即f =0.2G ）.如果汽车在运动的初始阶段是以2m/s 2的加速度由静止开始匀加速行驶，试求： (1)汽车的额定功率；
(2)汽车在匀加速行驶时的牵引力；
(3)汽车在3秒内牵引力所做的功； (4)汽车在第3秒末的发动机的瞬时功率．
『答案』
（1）80kw ；（2）8000N ；（3）72000J ； （4）48kW 『解析』
『详解』(1)当汽车达到最大速度的时候，汽车的牵引力等于阻力，此时车速为最大速度且
匀速，所以汽车的额定功率：
P 额0.220001020W 80KW Fv fv ===⨯⨯⨯=
(2)汽车在匀加速行驶时，由牛顿第二定律可得：F f ma -= 解得汽车在匀加速行驶时的牵引力：
200020.2200010N 8000N F ma f =+=⨯+⨯⨯=
(3)设汽车匀加速运动的最大速为v ，由P Fv =得：10m/s P
v F
== 匀加速运动的时间为：5s v
t a
∆=
= 因为3s 5s <，所以3s 末汽车仍做匀加速直线运动，在3s 内汽车汽车的位移是
2
19m 2
x at =
= 在3s 内汽车牵引力所做的功为：80009J 72000J W Fx ==⨯= (4)3s 末的瞬时速度为：336m/s v at ==
所以汽车在第3s 末的瞬时功率：33 48KW P Fv ==。