山东省滨州市博兴县2022-2023学年高一下学期第二次月考物理试题（含解析）

博兴县2022-2023学年高一下学期第二次月考
物 理 试 卷0411
注意事项：
1．答题前在答题纸填写好自己的姓名、班级、考号等信息
2．请将答案正确填写在答题卡上，实验题及计算题答案写在答题纸上。
第I卷（选择题）
一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1．如图所示的四幅图表示的是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时重力提供向心力
B．图b所示是一圆锥摆，合力沿绳指向悬点
C．如图c，小球在光滑而固定的圆锥筒内做匀速圆周运动，合力指向圆心
D．如图d，火车转弯超过规定速度行驶时，内轨对内轮缘会有挤压作用
2．关于功和功率的说法正确的是（　　）
A．作用在运动物体上的力一定做功 B．功有正负之分，所以功是矢量
C．根据可知，功率与功成正比，与时间成反比
D．功率是反应做功快慢的物理量，数值上等于单位时间内做的功
3．—辆汽车在平直公路上从静止开始运动，假设汽车的功率保持不变，所受的阻力恒定，则下列说法正确的是（　　）
A．汽车一直做匀加速运动 B．汽车先匀加速运动，后匀速运动
C．汽车先匀加速运动，后匀减速运动直至静止D．汽车做加速度越来越小的加速运动，直至匀速运动
4．关于曲线运动的说法中正确的是（）
A．如果物体做变速运动，则一定是曲线运动
B．如果物体做曲线运动，则一定是变速运动
C．如果物体受到的力是变力，则一定做曲线运动
D．受恒力作用的物体不做曲线运动
5．设想在地球赤道平面内有一垂直于地面延伸到太空的轻质电梯，电梯顶端可超过地球的同步卫星高度（从地心算起）延伸到太空深处，这种所谓的太空电梯可用于低成本地发射绕地人造卫星。假设某物体A乘坐太空电梯到达了图示的B位置并停在此处，与同高度运行的卫星C比较（　　）
A．A与C运行的速度相同
B．A的速度大于C的速度
C．A的速度小于C的速度
D．因为不知道质量，故无法比较A与C的速度大小
6．一卫星绕某一行星表面附近做匀速圆周运动，其线速度大小为假设宇航员在该行星表面上用弹簧测力计测量一质量为m的物体重力，物体静止时，弹簧测力计的示数为，已知引力常量为G,则这颗行星的质量为
A． B． C． D．
7．汽车在平直的公路上由静止开始匀加速行驶，经过时间t，速度为v时功率达到额定功率，并保持不变。之后汽车又继续前进了距离s，达到最大速度vmax。设汽车质量为m，运动过程中所受阻力恒为f，则下列说法正确的是（　　）
A．汽车的额定功率为 fv
B．汽车匀加速运动过程中，克服阻力做功为fvt
C．汽车从静止开始到速度达到最大值的过程中，合力做的功为
D．汽车从静止到速度最大的过程中，牵引力做功为
8．2019年11月5日我国成功发射第49颗北斗导航卫星，标志着北斗三号系统3颗地球同步轨道卫星全部发射完毕。人造卫星的发射过程要经过多次变轨方可到达预定轨道，在发射地球同步卫星的过程中，卫星从圆形轨道Ⅰ的A点先变轨到椭圆轨道Ⅱ，然后在B点变轨进入地球同步轨道Ⅲ。下列说法正确的是（　　）
A．该卫星在轨道Ⅱ上过A点的速率比卫星在轨道Ⅱ上过B点的速率大
B．若卫星在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ轨道上运行的周期分别为T1、T2、T3，则T1C．该卫星在B点通过加速实现由轨道Ⅱ进入轨道Ⅲ
D．该卫星在同步轨道Ⅲ上的运行速度大于7.9km/s
二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
9．关于地球的同步卫星，下列说法不正确的是（　　）
A．它的速度等于7.9km/s B．它的周期是24h，且轨道平面与赤道平面重合
C．它的加速度等于9.8m/s2 D．它处于平衡伏态，且其有一定的高度
10．1980年10月14日，中国科学院紫金山天文台发现了一颗绕太阳运行的小行星，2001年12月21日，经国际小行星中心和国际小行星命名委员会批准，将这颗小行星命名为“钱学森星”，若将地球和“ 钱学森星”绕太阳的运动都看作匀速圆周运动，它们的运行轨道如图所示。已知“钱学森星”绕太阳运行一周的时间约为3.4年，设地球绕太阳运行的轨道半径为R，则“钱学森”星绕太阳运行的轨道半径约为（　　）
A．R B．R C．R D．R
11．如图所示，在水平放置的半径为R的圆柱体的正上方P点，将一个小球以速度v0沿垂直于圆柱体轴线方向水平抛出，小球飞行一段时间后恰好从圆柱体的Q点沿切线方向飞过，测得该截面的圆心O与Q点的连线与竖直方向的夹角为θ，那么小球从P运动到Q的时间是（　　）
A．t＝ B．t＝
C．t＝ D．t＝
12．如图所示，物块甲和乙用一不可伸长的轻绳通过两光滑轻质定滑轮连接，乙套在固定的光滑水平直杆上。现将甲、乙由静止同时释放，释放时θ=30°，空气阻力不计，则下列说法正确的是（　　）
A．刚开始释放时，甲处于超重状态
B．当θ=60°时，甲、乙的速度大小之比是1:2
C．当θ向90°增大的过程中甲先处于失重状态，后处于超重状态
D．当θ向90°增大的过程中绳子对甲的拉力始终小于其重力
第II卷（非选择题 共60分）
三、实验题
13．某实验小组利用如图所示的装置进行“探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系”实验。转动手柄，可使塔轮、长槽和短槽随之匀速转动。塔轮至上而下有三层，每层左、右半径比分别是l：1、2：1和3：l。左、右塔轮通过皮带连接，并可通过改变皮带所处层来改变左、右塔轮的角速度之比。实验时，将两个小球分别放在短槽C处和长槽的A（或B）处，A、C到左、右塔轮中心的距离相等，两个小球随塔轮做匀速圆周运动，向心力大小关系可由裸露出的等分格的格数判断。
（1）该实验用到的方法是_________。
A．理想实验　B．等效替代法　C．微元法　D．控制变量法
（2）在某次实验中，某同学把两个质量相等的小球分别放在A、C位置，将皮带连接在左、右塔轮半径之比为2：1的塔轮上，实验中匀速转动手柄时，得到左、右标尺露出的等分格数之比为1：4；
（3）若将皮带连接在左、右塔轮半径之比为3：1的塔轮上，左、右两边塔轮的角速度之比为________，当左边标尺露出1个等分格时，右边标尺露出9个等分格，则实验说明__________。
14．某同学利用图（a）所示装置研究平抛运动的规律。实验时该同学使用频闪仪和照相机对做平抛运动的小球进行拍摄，频闪仪每隔发出一次闪光，某次拍摄后得到的照片如图（b）所示（图中未包括小球刚离开轨道的影像）。图中的背景是放在竖直平面内的带有方格的纸板，纸板与小球轨迹所在平面平行，其上每个方格的边长为。该同学在实验中测得的小球影像的高度差已经在图（b）中标出。
完成下列填空：（结果均保留2位有效数字）
（1）小球运动到图（b）中位置A时，其速度的水平分量大小为___________，竖直分量大小为___________；
（2）根据图（b）中数据可得，当地重力加速度的大小为___________。
四、解答题（注意书写规范，写出必要文字说明、方程和过程，只写结果不得分）
15．小轿车在平直公路上行驶，额定功率为Pe=90kW，汽车行驶过程中所受阻力f=3×103N，汽车的质量m=2×103kg。现汽车从静止开始做匀加速直线运动，加速度的大小为a=1m/s2，汽车达到额定功率后，保持此功率继续行驶。求：
（1）汽车在整个运动过程中所能达到的最大速度；
（2）匀加速运动能保持多长时间；
（3）当汽车的速度为20m/s时的加速度。
16．地球为太阳系中由内及外的第三颗行星，已知地球可以看成是质量均匀的球体，半径为R，密度为ρ，太阳的质量为地球质量的n倍。地球绕太阳的运动可以近似看成是匀速圆周运动，运动的半径为L。已知引力常量为G，球体的体积公式为，求∶
（1）太阳与地球间的万有引力大小；
（2）地球绕太阳公转的周期。
17．某学生在台阶上玩玻璃弹子，台阶的尺寸如图所示，高，宽。他在台阶最高处将一颗小玻璃弹子垂直于台阶棱角边沿水平方向弹出，不计空气阻力，g取。
（1）要使弹子落在第一级台阶上，弹出的速度应满足什么条件？
（2）若弹子被水平弹出的速度，它将落在第几级台阶上？
18．如图所示，长度为L＝4.5m的轻绳，系一质量为的小球在竖直平面内做圆周运动，小球刚好能够经过最高点A；已知轻绳可以承受的最大张力为60N，当小球运动到最低点时，绳恰好断裂，之后小球恰好沿倾角为的斜面下滑，B点距斜面高度为H，斜面高度为，动摩擦因数为，小球可视为质点，g取10m/s2（小球在斜面上的运动视作滑动，，）。求：
（1）小球在最高点时的速度大小以及绳断裂瞬间小物块的速度大小；
（2）小球从最低点到斜面顶端的水平距离；
（3）小球到达斜面底端D点时的速度大小。
试卷第1页，共3页
2022级高一年级下学期第二次月考
物理试卷参考答案0411
1．C【详解】A．汽车通过拱桥得最高点时，向心力方向向下，重力和支持力的合力提供向心力，A错误；B．圆锥摆的合力指向圆心，B错误；
C．小球在光滑而固定的圆锥筒内做匀速圆周运动，支持力和重力的合力提供向心力，指向圆心，C正确；D．火车速度过大时，外轨对外轮缘有挤压作用，D错误。故选C。
2．D【详解】A．作用在运动物体上的力不一定做功，根据可知，当物体在力的方向上的位移为零时，力对物体不做功，故A错误；
B．功的正负所描述的是力对物体运动的促进或阻碍作用，并不是对方向的描述，其运算遵循代数运算法则，而不是平行四边形定则，所以功不是矢量，故B错误；
C．是功率的定义式而非决定式，所以并不能说P与功成正比，与时间成反比，故C错误；D．功率是反应做功快慢的物理量，数值上等于单位时间内做的功，故D正确。
故选D。
3．D【详解】汽车启动之后开始做加速运动，速度增大，根据
可知汽车牵引力减小，而汽车所受阻力恒定，根据牛顿第二定律有
可知汽车做加速度越来越小的加速运动，当牵引力减小至与阻力大小相等后，汽车加速度减为零，开始做匀速运动。故选D。
4．B【详解】物体做变速运动，不一定是曲线运动，例如自由落体运动，故A错误；如果物体做曲线运动，则物体的速度一定变化，则一定是变速运动，故B正确；如果物体受到的力是变力，则不一定做曲线运动，例如物体在弹簧作用下做往复的直线运动，故C错误；受恒力作用的物体也可能做曲线运动，例如平抛运动，胡D错误。故选B.
5．C【详解】卫星C只受地球的万有引力，万有引力提供向心力
解得同理，同步卫星 解得
由题意所以物体A坐电梯到达位置B处，物体A与地球同步自转，即物体A、地球、同步卫星角速度相等，则所以即故选C。
6．B【详解】根据G=mg，所以 ，根据万有引力提供向心力得： 解得： ，故选B.
点睛：本题是卫星类型的问题，常常建立这样的模型：环绕天体绕中心天体做匀速圆周运动，由中心天体的万有引力提供向心力．重力加速度g是联系星球表面宏观物体运动和天体运动的桥梁．
D故D正确。
8．ABC【详解】A．根据开普勒第二定律可知卫星在轨道Ⅱ上过A点的速率比卫星在轨道Ⅱ上过B点的速率大，A正确；B．设轨道Ⅱ的半长轴为r2，轨道Ⅰ、Ⅲ的半径分别为r1和r3，则由题图可知r1＜r2＜r3根据开普勒第三定律有
所以B正确；C．卫星在B点通过加速实现由轨道Ⅱ进入轨道Ⅲ，C正确；
D．设地球和卫星的质量分别为M和m，卫星在半径为r的圆轨道上运动时的速率为v，则根据牛顿第二定律有解得
由上式可知v随r的增大而减小，而第一宇宙速度7.9km/s是卫星在近地轨道上运行时的速率，所以卫星在同步轨道Ⅲ上的运行速度小于7.9km/s，D错误。
故选ABC。
9．ACD【详解】A．7.9km/s是最大的圆周运动环绕速度，地球同步卫星在轨道上的绕行速度约为3.1千米/秒，小于7.9km/s，故A错误，符合题意；
B．若地球的同步卫星在除赤道所在平面外的任意点，假设实现了“同步”，那它的运动轨道所在平面与受到地球的引力就不在一个平面上，这是不可能的．所以同步卫星只能在赤道的正上方，由于同步，故其周期是24h，且轨道平面与赤道平面重合，故B正确，不符合题意；
C．同步卫星的轨道不是近地轨道，故万有引力小于地面的重力，故加速度小于地面的重力加速度，故C错误，符合题意；
D．卫星都在绕地球做圆周运动，受到的合外力不为零，不是平衡状态；所有同步卫星均处于相同高度上；故D错误，符合题意。故选ACD。
10．C【详解】根据开普勒第三定律，有＝其中T＝1年，T钱≈3.4年，代入解得
R钱＝R≈R
故选C。
11．ABD
【详解】A．如图所示
小球在水平方向上做匀速运动，水平位移
x=Rsinθ=v0t得t=故A正确；
B．小球到达Q点时的竖直方向上的速度vy=gt=v0tanθ得t=故B正确；
CD．小球从圆柱体的Q点沿切线飞过，故小球在Q点的速度方向垂直于半径OQ，Q点的速度的反向延长线一定通过此时水平位移的中点，设小球通过Q点时其竖直位移为y，则
y=tanθ=Rsinθtanθ又有y=gt2，联立解得t=故D正确，C错误。
故选ABD。
12．BC
【详解】ACD．刚开始释放时，甲物体由静止变为向下运动，处于向下加速状态，是失重现象，速度越来越大，当 超过某一值时，甲开始做减速运动，当 变为时，甲瞬时速度为0，这个过程加速度竖直向上，处于超重状态，AD错误，C正确；
B．当为时B正确；故选BC。
13． D 1:3 做匀速圆周的物体，在质量和转动半径一定时，向心力与转动角速度的半径平方成正比
【详解】(1)[1]要探究向心力的大小与质量、角速度与半径的关系，需要采用控制变量法。故选D。
(3)[2]将皮带连接在左、右塔轮半径之比为3：1的塔轮上，边缘的点线速度相等，由
可知
[3]当左边标尺露出1个等分格时，右边标尺露出9个等分格，说明向心力大小相等，此次实验说明做匀速圆周的物体，，在质量和转动半径一定时，向心力与转动角速度的半径平方成正比。
14． 1.0 2.0 9.7
【详解】（1）[1]因小球水平方向做匀速直线运动，因此速度为
[2]竖直方向做自由落体运动，因此A点的竖直速度可由平均速度等于时间中点的瞬时速度求得
（2）[3]由竖直方向的自由落体运动可得代入数据可得
15．（1）30m/s；（2）18s；（3）0.75m/s2
【详解】（1）当牵引力等于阻力时，汽车速度最大得
（2）设汽车匀加速阶段的牵引力为，由牛顿第二定律得得
设匀加速阶段的末速度为，则得匀加速运动能保持的时间
（3）当汽车的速度为20m/s时，设此时的牵引力为，则
此时汽车的加速度
16．（1）；（2）6【详解】（1）据解得
则（2）构造由题图中棱角边所成的斜面，如图所示，则
竖直方向
联立解得
n应取6，即玻璃弹子将落在第6级台阶上。
17．（1）；15m/s；（2）；（3）31 m/s
【详解】（1）小球在最高点时，由
解得
在最低点B时
（2）小球从B点到C点做平抛运动，在C点时
从B到C的时间为
故其水平距离为
（3）在C点时平行于CD斜面的速度为
在斜面上，由牛顿第二定律得
得
从C到D小球做匀加速直线运动
其中
18．（1） ；（2）
【详解】（1）地球的质量可表示为
太阳的质量M日=nM0，根据万有引力定律，地球与太阳间的万有引力的大小
解得
（2）地球绕太阳做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，有
解得