南阳中学2022-2023学年第二学期
高一年级第二次月考物理科
满分100分 时间75分钟
一、单项选择题:本题共7小题,每小题4分,共28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,网球运动员训练时,在同一高度的前后两个不同位置将网球击出后,垂直击中竖直墙上的同一点。不计空气阻力,下列说法正确的是( )
A.两轨迹中网球撞墙前的速度可能相等
B.沿轨迹1运动的网球击出时的初速度大
C.从击出到撞墙,沿轨迹2运动的网球在空中运动的时间短
D.沿轨迹1运动的网球刚要撞墙时的速度小
如图所示,一根轻质不可伸长的细绳绕过光滑的定滑轮,绳的一端系一重物,人握着绳的另一端以速度v拉着绳水平向左匀速运动,经过图示位置时绳与水平方向的夹角为,此时重物的速度大小为( )
A. B.
C. D.
“旋转秋千”是游乐园里常见的项目,人坐在座椅上随转盘旋转而在空中飞旋。若将人和座椅看成质点,简化为如图所示的模型。 质点在水平面内做匀速圆周运动,细线沿圆锥面旋转形成圆锥摆。已知细线长为l,重力加速度为g,当细线跟竖直方向的夹角为θ 时,则( )
A.质点匀速圆周运动的向心力由重力沿垂直绳向下方向的分力提供
B.若细线长度相同,质量越大,θ越小
C.质点受到细线的拉力大小为mgcosθ
D.当转盘加速时,质点做离心运动将脱离原轨道
4.如图所示,修正带是通过两个齿轮的相互咬合进行工作的,其原理可简化为图中所示的模型。A、B是转动的大小齿轮边缘的两点,C是大齿轮上的一点。大齿轮上B、C的半径分别为3r、r,小齿轮上A的半径为2r,则A、B、C三点( )
A.线速度大小之比是3:3:1
B.加速度大小之比是6:3:1
C.角速度之比是2:3:3
D.转动周期之比是3:2:2
5.2020年12月1日,嫦娥五号探测器成功在月球正面预选着陆区着陆。某中学的科技小组设想嫦娥五号的登月轨道方案如图所示,环月轨道I为圆形轨道,环月轨道II为椭圆轨道,远月点记为P点,近月点记为Q点(图中未标出)。减速下降阶段速度很小能安全着陆。下列说法正确的是( )
A.嫦娥五号在环月轨道I上的运动速度比月球的第一宇宙速度大
B.嫦娥五号在环月轨道I上的机械能小于在环月轨道II上的机械能
C.嫦娥五号在轨道I和轨道II上经过P点时的加速度相等
D.嫦娥五号在环月轨道I上的运行周期比在环月轨道II上的运行周期短
6.如图所示,长为L的木板水平放置,在木板的A端放置一个质量为m的物体,现缓慢抬高A端,使木板以左端为轴在竖直面内转动,使木板转到与水平面成α角时物体开始滑动,此时停止转动木板,物体滑到木板底端时的速度为v,则在整个过程中( )
A.支持力对物体做功为0
B.摩擦力对物体做功为mgLsinα
C.物体克服摩擦力做的功为
D.木板对物体做功为
如图所示,取一支按压式圆珠笔,将笔的按压式小帽朝下按在桌面上,放手后笔将会向上弹起一定的高度。圆珠笔运动过程中始终处于竖直状态。下列说法正确的是( )
A.下压圆珠笔的过程中,弹簧的弹性势能减小
B.下压圆珠笔的过程中,重力对圆珠笔做负功
C.圆珠笔向上运动的过程中动能一直减小
D.圆珠笔向上运动的过程中重力势能一直增大
多项选择题:本题共3小题,每小题6分,共18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6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
8.今年我国南方多地出现重度气象干旱,鄱阳湖、洞庭湖等湖泊水位持续走低.为了缓解气候干燥,环保部门每天派出大量洒水车上街进行空气净化、除尘.洒水车正常工作时始终以较小的速度匀速运动,水在水泵作用下,以雾状均匀喷出(不考虑反冲作用),如图所示.已知洒水车受到的阻力与自身受到的重力成正比,则洒水车正常工作时( )
动能不断减小
受到的阻力不断减小
牵引力的功率随时间均匀减小
D.牵引力的大小跟洒水时间成反比
9.如图所示,一遥控电动赛车(可视为质点)从A点由静止以恒定功率P沿水平地面向右加速运动,当到达固定在竖直面内的光滑半圆轨道最低点B时关闭发动机,赛车恰好能通过最高点C(为半圆轨道的竖直直径)。已知赛车的质量为m,半圆轨道的半径为R,A、B两点间的距离为,赛车在地面上运动时受到的阻力大小恒为(g为重力加速度大小)。不计空气阻力。下列说法正确的是( )
赛车通过C点后在空中运动的时间为
B.赛车通过C点后恰好落回A点
C.赛车通过B点时的速度大小为
D.赛车从A点运动到B点的时间为
10.农民在精选谷种时,常用一种叫“风车”的农具进行分选。在同一风力作用下,谷种和瘪谷(空壳)都从洞口水平飞出,结果谷种和瘪谷落地点不同,自然分开,如图所示。若不计空气阻力,且离开洞口后不受风力影响,对这一现象,下列分析正确的是( )
A.谷种质量大,惯性大,飞出的距离更远
B.谷种和瘪谷飞出洞口后都做匀变速曲线运动
C.谷种和瘪谷从飞出洞口到落地的时间相同
D.谷种飞出洞口后比瘪谷在单位时间内的速度变化大
三、非选择题:共54分
11.(8分)用甲图实验装置,进行“探究平抛运动特点”的实验。实验过程中,用铁锤打击弹片,使A球水平抛出,同时B球自由落下,并用频闪照相记录小球的运动情况,如图乙所示。
(1)下列判断正确的是______;
A.实验中必须保证两球的质量相等
B.球A在竖直方向的分运动为自由落体运动
C.球A在水平方向的分运动为匀速直线运动
D.若增大打击弹片力度,A球在空中运动时间将延长
(2)已知拍照时频闪周期是0.05s,图乙中每个小方格的边长为l=1.20cm。通过计算得出小球A抛出时的速度大小______m/s,当地的重力加速度g=______(均保留到小数点后两位数字)。
12.(8分)如图1所示是用“落体法”验证机械能守恒定律的实验装置。所用的打点计时器连接频率为的交流电。
(1)甲同学按照正确的实验步骤操作后,选出一条纸带如图2所示,其中O点为打点计时器打下的第一个点,然后连续打出7个点依次标为A、B、C、D、E、F、G,已知重锤的质量为,已知当地的重力加速度大小,打点计时器打下点F时,重物的速度为________。
(2)从起点O到打下计数点F的过程中,重物重力势能的减少量________J,重物的动能增加量________J。(结果保留三位有效数字);
(3)通过正确处理纸带,经过计算发现:重物重力势能的减少量一般会略大于重物动能的增加量,其主要原因是________。
13.(10分)2023年年初韦伯天文望远镜发现第一颗编号为LHS475b的系外行星,它的外形特征跟地球的相似度达到了99%,也是由岩石颗粒组成,大小跟地球差不多可能有大气层,也在围绕一颗炙热的恒星运转。随着技术的进步,未来的某一天,人类为了进一步研究该系外行星,发射一探测器绕该系外行星做匀速圆周运动,探测器运行轨道距离该行星表面的高度为h,运行周期为T,已知万有引力常量为G,行星的半径为R,求:
(1)系外行星的质量;
(2)系外行星的第一宇宙速度。
14.(12分)如图所示,某次排球训练活动中甲同学在距离地面高处将排球水平击出,排球的初速度大小为;乙同学在离地处将排球垫起,垫起前后瞬间排球的速度大小不变,垫起后排球速度的方向与水平方向夹角为。已知,,重力加速度,不计空气阻力。求:
(1)垫起后排球上升的离地最大高度;
(2)排球落地时到乙的水平距离L。
试卷第1页,共3页
15.(16分)如图所示,光滑固定斜面AB的倾角θ=53°,BC为水平面,BC长度l=1.2m,CD为光滑的圆弧,半径R=0.6m。一个质量m=2kg的物体,从斜面上A点由静止开始下滑,物体与水平面BC间的动摩擦因数μ=0.2,轨道在B、C两点平滑连接。当物体到达D点时,继续竖直向上运动,最高点距离D点的高度h=0.2m,不计空气阻力,sin53°=0.8,cos53°=0.6,g取10m/s2。求:
(1)物体运动到C点时的速度大小v;
(2)A点距离水平面的高度H;
(3)物体最终停止的位置到C点的距离s。
南阳中学2022--2023学年度第二学期高一级第二次月考(答案)
1.B
【详解】ACD.根据逆向思维,将网球看成是从竖直墙上反向做平抛运动,则竖直方向有可得水平方向有解得
由于两轨迹高度相同,则两轨迹网球在空中运动的时间相等;由于沿轨迹1运动的网球水平位移大,则有
即沿轨迹1运动的网球刚要撞墙时的速度大于沿轨迹2运动的网球刚要撞墙时的速度,故ACD错误;
B.根据由于
可知沿轨迹1运动的网球击出时的初速度大于沿轨迹2运动的网球击出时的初速度,故B正确。故选B。
2.B
【详解】把速度v分解为沿绳方向和垂直于绳方向,则沿绳方向速度大小即为重物速度大小,为。故选B。
3.D
【详解】A.质点匀速圆周运动的向心力由重力和绳子拉力的合力提供,故A错误;
B.以人和座椅为对象,根据牛顿第二定律可得
可得可知与质点的质量无关,故B错误;
C.设质点质量为,竖直方向根据受力平衡可得
解得质点受到细线的拉力大小为故C错误;
D.当转盘加速时,质点做圆周运动所需的向心力变大,重力和绳子拉力的合力不足以提供所需的向心力,质点做离心运动将脱离原轨道,故D正确。
故选D。
4.A【详解】AC.A、B是转动的大小齿轮边缘的两点,可知
根据,可得
由于B、C两点都在大轮上,可知根据,
可得
则A、B、C三点线速度大小之比为
则A、B、C三点角速度之比为
故A正确,C错误;B.根据
可知A、B、C三点转速之比为
故B错误;
D.根据
可知A、B、C三点周期之比为
故D错误。故选A。
5.C【详解】A.根据公式
可知轨道半径越大,线速度越小,月球的第一宇宙速度等于在月球表面的环绕速度,故嫦娥五号在环月轨道Ⅰ上的运动速度比月球的第一宇宙速度小,选项A错误;
B.从轨道I变轨到轨道II,需要在P点减速做近心运动,故嫦娥五号在环月轨道Ⅰ上的机械能大于在环月轨道Ⅱ上的机械能,选项B错误;
C.根据
可知,嫦娥五号在轨道I和轨道II上经过P点时的加速度相等,选项C正确;
D.根据开普勒第三定律可得
在环月轨道Ⅰ上的运行的半径大于在环月轨道Ⅱ上的运行半长轴,故嫦娥五号在环月轨道Ⅰ上的运行周期比在环月轨道Ⅱ上的运行周期长,选项D错误。
故选C。
6.D
【详解】A.木板以左端为轴在竖直面内转动,木板对物体的支持力方向与物体的位移方向夹角为锐角,此过程支持力对物体做正功,A错误;
B.转动过程,摩擦力不做功,下滑过程,摩擦力做负功,则有
解得B错误;
C.根据上述,摩擦力做负功,则物体克服摩擦力做的功为
C错误;
D.全过程中,对物体有
即木板对物体做功为,D正确。故选D。
7.D【详解】A.下压圆珠笔的过程中,弹簧的压缩量增大,弹簧的弹性势能增大,A错误;
B.下压圆珠笔的过程中,重力方向向下,位移方向向下,重力对圆珠笔做正功,B错误;
C.圆珠笔向上运动的过程中,先做加速直线运动,当弹簧的弹力与圆珠笔的重力大小相等时,加速度是零,此时速度最大,之后做减速运动,可知圆珠笔的动能先增大后减小,C错误;
D.圆珠笔向上运动的过程中,圆珠笔的重力一直做负功,因此重力势能一直增大,D正确。故选D。
8.ABC【详解】A.洒水车的质量在减小,根据可知,洒水车的动能在减小, A正确;B.洒水车受到的阻力与其受到的重力成正比,故摩擦阻力在减小, B正确;
CD.牵引力,洒水车的质量随洒水时间均匀减小,则牵引力的大小也随洒水时间均匀减小,不成反比,C正确,D错误。故选ABC。
9.BD【详解】A.赛车通过C点后在空中做平抛运动,竖直方向有
解得故A错误;
B.赛车恰好能通过最高点C,则有
根据平抛运动水平方向规律有
解得
赛车通过C点后恰好落回A点,故B正确;
C.赛车从B到C的过程中,根据动能定理有
解得故C错误;
D.赛车从A点运动到B点,根据动能定理有
解得
故D正确;故选BD。
10.BC【详解】A.在大小相同的风力作用下,风车做的功相同,由于谷种的质量大,所以离开风车时的速度小,飞出后,竖直高度相同,在空中飞行时间相同,但是水平距离会较小,A错误;
B.谷种和瘪谷做的是平抛运动,平抛运动是匀变速曲线运动,故谷种和瘪谷飞出洞口后都做匀变速曲线运动,B正确;
C.平抛运动在竖直方向做自由落体运动,高度相同,故运动时间相同,C正确;
D.由于飞出后两者都只受重力,加速度相同,单位时间内速度变化量是一样的,D错误。
故选BC。
11. BC/CB 0.72 9.60
【详解】(1)[1]
A.因在误差允许的范围内,实验中两球的质量不一定必须相等,因为两球下落的时间与质量无关,故A错误;
B.因两球在同一高度,同时运动,又同时落地,因此球A在竖直方向的分运动为自由落体运动,故B正确;
C.小球A为平抛运动,水平方向的分运动为匀速直线运动,故C正确;
D.A球在空中飞行时间与水平的初速度无关,因此增大打击弹片力度,A球在空中运动时间将不变,故D错误。
故选BC。
(2)[2]已知拍照时频闪周期是0.05s,图乙中每个小方格的边长为l=1.20cm。小球A抛出时的速度大小为
[3]由,可得当地的重力加速度
12. 1.15 0.686/0.687/0.688/0.689/0.690/0.691/0.692/0.693/0.694/0.695/0.696 0.661 由于纸带运动受到的阻力和重物受到的空气阻力做功产生内能
【详解】(1)[1]由于交流电频率50Hz,则打点时间间隔
图中E点刻度尺读数4.90cm,G点9.50cm,打点计时器打下点F时,重物的速度为
(2)[2] F点刻度尺读数7.04cm,从起点O到打下计数点F的过程中,重物重力势能的减少量
[3]从起点O到打下计数点F的过程中,重物的动能增加
(3)[4]重物重力势能的减少量一般会略大于重物动能的增加量,其主要原因是由于纸带运动受到的阻力和重物受到的空气阻力做功产生内能。
13.(1);(2)
【详解】(1)卫星做匀速圆周运动,万有引力提供向心力,根据牛顿第二定律有
解得
(2)该小型行星的第一宇宙速度是近地卫星的环绕速度,根据牛顿第二定律,有
解得16.(1)4.05m;(2)10.2m
14.【详解】(1)排球被击出后做平抛运动过程,竖直方向满足
可得
排球被垫起前瞬间竖直方向分速度大小为
合速度大小为
排球被垫起后瞬间,竖直方向的分速度大小为
竖直方向上升的最大高度为
垫起后排球上升的离地最大高度为
(2)排球上升到最高点的时间为
从最高点落地所用时间为,由
可得
落地点到乙的水平距离为L,则
解得
15.(1)4m/s;(2)1.04m;(3)0.8m
【详解】(1)物体由C点运动到最高点,根据动能定理得
代入数据解得m/s
(2)物体由A点运动到C点,根据动能定理得
代入数据解得m
(3)从物体开始下滑到最终停止,根据动能定理得
代入数据,解得m
由于m
所以物体最终停止的位置到C点的距离为
1