河北省石家庄市辛集中学2024-2025学年高一（下）第二次月考物理试卷（含解析）

河北省辛集中学2024-2025学年高一（下）第二次月考物理试卷
一、单选题：本大题共9小题，共27分。
1.下列四幅图是有关生活中的圆周运动的实例分析，其中说法正确的是( )

A. 汽车通过凹形桥的最低点时，速度越快越容易爆胎
B. 铁路的转弯处，外轨比内轨高是为了利用轮缘与内轨的侧压力来帮助火车转弯
C. 图中所示是圆锥摆，减小，但保持圆锥的高不变，则圆锥摆的角速度变大
D. 洗衣机的脱水是利用了失重现象
2.一个物体在三个恒力、、的共同作用下做匀速直线运动。若保持、不变突然撤去，则该物体之后( )
A. 可能做匀变速曲线运动 B. 不可能继续做直线运动
C. 可能继续做匀速直线运动 D. 在相等时间内速度的变化量一定不相等
3.如图所示，一轻弹簧一端固定于点，另一端系一重物，将重物从与悬点在同一水平面且弹簧保持原长的点无初速度释放，让它自由摆下，不计空气阻力，在重物由点摆向最低点的过程中( )
A. 重力做正功，弹簧弹力不做功，小球的机械能守恒
B. 重力做正功，弹簧弹力做正功，小球的机械能减小
C. 重力做正功，弹簧弹力做负功，小球的机械能减小
D. 重力做负功，弹簧弹力做负功，小球的机械能增加
4.河水的流速随离某一侧河岸距离的变化关系如图所示，船在静水中的位移与时间的关系如图所示，若船头始终垂直河岸渡河，则( )
A. 船渡河的时间是
B. 船在河水中间位置的速度是
C. 船在河水中航行的轨迹是一条折线
D. 到对岸时小船沿河岸方向移动距离为
5.如图所示，半圆轨道固定在水平面上，一小球小球可视为质点从恰好与半圆轨道相切于点斜向左上方抛出，到达半圆轨道左端点正上方某处小球的速度刚好水平，为半圆轨道圆心，半圆轨道半径为，与水平方向的夹角为，重力加速度为，不计空气阻力，则小球在点正上方的水平速度为( )
A. B. C. D.
6.如图为某一彗星和地球绕太阳运行的模型图，地球轨道是半径为的圆轨道，彗星轨道为椭圆轨道，椭圆长轴为，点为两轨道的交点，不计地球与彗星间的引力作用以及其他星球的影响，下列说法正确的是( )
A. 地球和彗星在位置处受到太阳的万有引力相等
B. 地球和彗星在处的速度相同
C. 地球与彗星的公转周期相等
D. 地球与太阳的连线和彗星与太阳的连线在相同时间内扫过相同的面积
7.如图所示，小球在竖直放置的内壁光滑的圆形细管内做半径为的圆周运动，小球过最高点速度为，则下列说法中正确的是( )
A. 的最小值为
B. 小球通过最高点时一定受到管壁向上的弹力
C. 若由减小，则小球在最高点受到的管壁弹力也减小
D. 若由增大，则小球在最高点受到的管壁弹力也增大
8.一起重机的钢绳由静止开始匀加速提起质量为的重物，当重物的速度为时，起重机的有用功率达到最大值，以后起重机保持该功率不变，继续提升重物，直到以最大速度匀速上升为止，则整个过程中，下列说法不正确的是( )
A. 若匀加速过程时间为，则速度由变为的时间大于
B. 钢绳的最大拉力为
C. 重物的最大速度为
D. 重物做匀加速直线运动的时间为
9.如图所示，水平面上固定一个平台，上面有一个固定的光滑圆弧轨道，为圆心，竖直，，轨道半径，在圆弧点固定一个光滑小滑轮图中未画出，有两个小球，质量分别为、，通过轻绳连接并跨过小滑轮。开始时球紧挨着滑轮静止释放，当球到达圆弧点时，球还未到达滑轮处，求：小球到达点时的速度大小( )
A. B. C. D.
二、多选题：本大题共4小题，共20分。
10.某人将的物体由静止向上匀加速提起，这时物体的速度为，则下列说法正确的是( )
A. 物体重力势能增加 B. 物体所受的合外力做功
C. 物体所受的合外力做功 D. 人对物体做功
11.已知地球赤道上的物体随地球自转的线速度大小为、向心加速度大小为，近地卫星线速度大小为、向心加速度大小为，地球静止卫星线速度大小为、向心加速度大小为。设近地卫星距地面高度不计，静止卫星距地面高度约为地球半径的倍。则以下结论正确的是( )
A. B. C. D.
12.如图所示，固定粗糙的斜面长为，为斜面中点。小物块在恒定拉力作用下，从最低点由静止开始沿斜面向上运动，到达点时撤去拉力，小物块能继续上滑至斜面的点，取出发点为参考点。下列描述小物块运动到点的过程中重力势能随位移、摩擦产生的热量随位移、动能随位移、机械能随位移的变化规律可能正确的是( )
A. B.
C. D.
13.竖直平面内的四个光滑轨道，由直轨道和平滑连接的圆弧轨道组成，圆轨道的半径为，为圆弧轨道的最低点。点左侧的四个轨道均相同，点右侧的四个圆弧轨道的形状如图所示。现让四个相同的小球可视为质点，直径小于图丁中圆管内径分别从四个直轨道上高度均为处由静止下滑，关于小球通过点后的运动情况，下列说法正确的是( )
A. 若，则四个小球能达到的最大高度均相同
B. 若，则四个小球能达到的最大高度均相同
C. 若，则图乙中的小球能达到的高度最大
D. 若，则图甲、图丙中的小球能达到的最大高度相同
三、实验题：本大题共2小题，共16分。
14.以下为某学习小组在“探究平抛运动规律”时的实验操作。
用如图甲所示装置获得钢球的平抛轨迹，为了能较准确地描绘运动轨迹，下列操作要求正确的是_____填正确答案标号。
A.斜槽的末端必须调节成水平
B.每次释放小球的位置必须相同
C.记录小球位置时，每次必须严格地等距离下降
D.小球运动时可以与木板上的白纸相接触
图乙是实验中小球从斜槽上不同位置由静止释放获得的两条轨迹，轨迹所对应的小球在斜槽上释放的位置____填“较低”或“较高”
按正确的操作步骤得到如图丙所示的小球的运动轨迹，在轨迹上取、、三点，以点为坐标原点，、坐标如图所示，则小球平抛的初速度____取。
该小组利用实验数据绘制“”图线，发现是一条过原点的直线，由此判断小球下落的轨迹是抛物线，并求得斜率，当地的重力加速度表达式为____用斜率和初速度表示。
15.同学们在做“验证机械能守恒定律”实验时，设计了如图甲所示的两种方案：
为完成实验方案，下列说法正确的( )
A.还需要刻度尺、秒表、交流电源
B.必须用天平测出重锤的质量
C.可以根据来计算重物在时刻的瞬时速度
D.安装打点计时器时，应使两个限位孔处于同一竖直线上，实验时先接通电源，后释放重物
用方案装置打出的一条纸带如图乙所示，图中、、、、、为连续打出的点，交流电频率为，计算出打下点时重物的速度大小为_____结果保留位有效数字。
方案中，为了减小实验误差，需要( )
A.
B.多次测量遮光条的宽度取平均值
C.使遮光条与光电门的距离尽量远些
方案中，滑块与光电门的距离为，数字计时器测得遮光条通过光电门的时间为，若满足_____，则表明钩码和滑块组成的系统机械能守恒。已知滑块与遮光条总质量为、钩码质量为、重力加速度为，遮光条的宽度为。用、、、、、来表示
四、计算题：本大题共3小题，共37分。
16.质量为的物体以速度从地面竖直向上抛出，物体落回地面时，速度大小为。设物体在运动中所受空气阻力大小不变。求：
物体运动过程中所受空气阻力的大小；
若不计物体落地碰撞过程中的能量损失，物体运动的总路程。
17.如图所示，一个质量为的小球悬挂在长的细线下端．左侧有一竖直放置的圆管轨道，轨道半径，为其竖直直径，，点到点的竖直距离现让小球从与竖直方向成角的点由静止释放，小球运动到悬挂点正下方点时绳子刚好断开，接着小球从点飞出后刚好由点切线进入圆管轨道，而且小球运动到圆管轨道的最高点时和管道内外壁无弹力作用．取，，，不计空气阻力，求：
细线与竖直方向的夹角；
在圆管轨道间运动时，小球克服摩擦力所做的功．
18.如图所示，水平传送带长，以速度顺时针转动，传送带与半径可调的竖直光滑半圆形轨道平滑连接，段为光滑管道，小物块可视为质点轻放在传送带左端，已知小物块的质量，与传送带间的动摩擦因数，，重力加速度。
求小物块到达点时的速度大小；
求由于传送小物块，电动机多做的功；
若小物块在半圆轨道内运动时始终不脱离轨道且不从点飞出，求半圆轨道半径的取值范围。
答案和解析
1.【答案】
【解析】汽车通过凹形桥的最低点时，根据牛顿第二定律有
解得
故速度越大，汽车轮胎所受地面支持力越大，越容易爆胎，故A正确；
B.在铁路的转弯处，通常要求外轨比内轨高，目的是使火车自身重力与所受支持力的合力来提供转弯所需的向心力，减轻轮缘与轨道的挤压，故B错误；
C.根据牛顿第二定律可知重力和拉力的合力提供向心力，则有
则
故减小 但保持圆锥的高不变时，角速度不变，故C错误；
D.洗衣机脱水桶的脱水原理是利用了离心现象，故D错误。
故选A。
2.【答案】
【解析】物体做匀速直线运动的速度方向与的方向关系不明确，可能是相同、相反或不在同一条直线上，故保持、不变突然撤去，即之后的合力大小为，方向与的方向相反，则该物体之后可能做匀变速曲线运动，或匀变速直线运动，不可能继续做匀速直线运动，故A正确，BC错误；
D.若保持、不变突然撤去，即之后的合力大小为，方向与的方向相反，故撤去后物体所受的合外力大小不变，根据牛顿第二定律可知，物体的加速度恒定不变，根据可知在相等时间内速度的变化量相等，故D错误。
故选：。
3.【答案】
【解析】在重物由点摆向最低点的过程中，重物的高度下降，重物的重力势能减小，重力对重物做正功。弹簧伸长，弹簧的弹力对重物做负功，根据功能原理知，小球的机械能减小。故ABD错误，C正确。
故选：。
4.【答案】
【解析】A.由图可知河宽，由图可知小船的静水航速为图中图线斜率，，船头始终垂直河岸渡河，，故A错误；
B.船在河水中间位置的速度沿河岸方向且大小为，垂直河岸方向速度为，其合速度为，故B错误；
C.根据沿河岸方向是两段匀变速，垂直河岸方向是匀速，所以轨迹是两段抛物线的组合，故C错误；
D.由于垂直河岸方向小船做匀速运动，所以图的横轴可以替换为时间轴，则图像变换为沿河岸方向的图像，图像面积为向下移动的距离，可得小船沿河岸方向向下移动距离，故D正确。
故选D。
5.【答案】
【解析】设小球在点正上方的水平速度为，抛出时恰好与半圆轨道相切于点，则知速度与水平方向的夹角为， 则有：，又，则得：，
水平方向上小球做匀速直线运动，则有： 联立解得：，故A正确，BCD错误。
故选A。
6.【答案】
【解析】A.根据万有引力公式，由于地球和彗星的质量不一定相等，所以它们在位置处受到太阳的万有引力不一定相等，故A错误；
B.地球和彗星经过点的速度大小可能相等，但是方向一定不同，故B错误；
C.根据开普勒第三定律，地球轨道半径和彗星轨道半长轴都为，所以地球与彗星的公转周期相等，故C正确；
D.开普勒第二定律是对同一行星而言，在相同时间内扫过相同的面积，而地球和彗星是不同的天体，所以地球与彗星在相同时间内扫过的面积不相同，故D错误．
故选C。
7.【答案】
【解析】【解答】、小球在最高点，由于细管对小球的弹力可以向上，也可以向下，则的最小值为零，故A错误。
B、在最高点，若，细管对小球的弹力方向向下，若，细管对小球的弹力方向向上，故B错误。
C、若由减小，细管对小球的弹力方向向上，根据牛顿第二定律得，，速度减小，弹力变大，故C错误。
D、若由增大，细管对小球的弹力方向向下，根据牛顿第二定律得，，速度增大，弹力变大，故D正确。
故选：。
8.【答案】
【解析】A.起重机提升重物的图象如图所示
若匀加速过程时间为，则重物在匀加速过程中
起重机的有用功率达到额定功率后，若按匀加速从到，设从加速到的时间为，则
结合图象可以看出，即
故A正确；
B.匀加速提升重物时钢绳拉力最大，且等于匀加速结束时的拉力，由得，故B错误；
C.重物以最大速度为匀速上升时，，所以，故C正确；
D.重物做匀加速运动的加速度，根据速度公式：，故D正确。
故选B。
9.【答案】
【解析】小球从滑到的过程中，设到达点时的速度为，则的速度，对小球、的系统列动能定理，
解得。故选B。
10.【答案】
【解析】A.物体上升过程中重力势能增加
选项A正确；
由动能定理知，物体合力做的功等于动能变化，故合外力做的功为
选项C正确，B错误；
D.物体克服重力做功等于重力势能的增加，则有
所以人对物体做功
选项D正确。
故选ACD。
11.【答案】
【解析】静止卫星的轨道半径
根据
可知
根据
解得
则 ，AB正确；
根据
可知
根据
可知
D错误。
故选AB。
12.【答案】
【解析】A.设斜面倾角为
可知，重力势能与位移成正比关系，故A错误；
B.摩擦生热为
摩擦力大小不变，热量与位移成正比关系，故B正确；
C.到过程中，恒力对小物块做正功，根据动能定理
可知，动能与位移成正比关系
到 过程中，恒力对小物块做负功，根据动能定理
可知，动能随位移均匀减小，故C正确；
D.除重力外，其他力在到过程中做正功，在到 过程中做负功，故机械能先增大后减小，故D错误。
故选BC。
13.【答案】
【解析】A.若 ，根据机械能守恒知，小球不会越过圆弧轨道的 ，不会脱离圆轨道，上升到最高点的速度均为，上升的最大高度均相同，A正确；
B.若 ，根据机械能守恒，甲、乙、丁小球不会越过圆弧轨道的四分之一，不会脱离圆轨道；而丙图，当 时，小球丙会脱离圆轨道，做斜抛运动，最高点的速度不为，所以上升的最大高度小于其他三个小球，B错误；
若 ，乙图中的小球离开轨道，上升到最高点的速度为零，根据机械能守恒，乙图小球上升的最大高度 ；甲、丁两图中小球上升的最大高度等于 ；丙图小球离开轨道，做斜抛运动，上升到最高点时速度不为，根据机械能守恒，丙图的小球上升的高度小于 。所以乙图小球能达到的高度最大，图甲小球上升的最大高度小于丙球，C正确，D错误。
故选AC。
14.【答案】 较高 。
【解析】斜槽的末端必须调节成水平，保证小球初速度水平，抛出后做平抛运动，故 A正确；
B.每次释放小球的位置必须相同，保证平抛的初速度相同，故B正确；
C.记录小球位置时，不需要每次必须严格地等距离下降，只要保证小球平抛即可，故 C错误；
D.小球运动时只受重力作用，所以不应与木板上的白纸相接触，故 D错误。故选AB。
由图可知小球下落相同高度时，图线所对应的小球水平位移大，说明图线所对应的小球水平速度大，根据能量守恒，图线所对应的小球在斜槽上释放的位置较高。
由竖直方向上，水平方向上，可得
根据平抛规律可得，，可得，又因为斜率为，故，解得
15.【答案】

【解析】为验证机械能守恒，需要测量下落的高度和物体的速度，所以需要刻度尺，打点计时器，交流电源等，但不需要秒表，A错误；
B.验证机械能守恒，即验证
整理得
可知，测量物体质量不是必要的，B错误；
C.这个公式仅适用于自由落体运动，而实验中重物并非自由落体，而是通过打点计时器记录其运动，C错误；
D.安装打点计时器时，应使两个限位孔处于同一竖直线上，减小摩擦产生的误差，使用打点计时器时先接通电源，后释放重物，D正确。
故选D。
因为交流电的频率为 ，所以相邻两点的时间
点的速度
实验验证机械能守恒，不需要求加速度，所以不要求 ，A错误；
B.多次测量遮光条的宽度求平均值，可以减小偶然误差，B正确；
C.遮光条与光电门之间的距离稍微远一些，使遮光条经过光电门时的速度变大，经过光电门所用时间减小，平均速度更接近于瞬时速度，可以减小误差，C正确。
故选BC。
滑块通过光电门时的速度
若机械能守恒，则系统需满足减小的重力势能等于增加的动能，即
整理得
16.【解析】设物体所受阻力为 ，上升过程由动能定理得
下降过程由动能定理得
得
解得
若不计物体落地碰撞过程中的能量损失，设物体运动的总路程为 。全过程由动能定理得
解得
17.【解析】小球从点到点做平抛运动，
落到点时其竖直方向分速度为
由解得
而
水平分速度和大小相等，解得
小球从点运动点，机械能守恒，有
代入数据解得，故
小球在点和轨道间无弹力，有解得
因，，
故
所以小球从点到点由动能定理得
代入数据解得因此，小球克服摩擦力所做的功为。
18.【解析】对小物块受力分析，由牛顿第二定律
解得
设小物块与传送带共速的时间为，由运动学公式
可得
加速的位移为
因为
所以小物块在传送带上先加速后匀速，到达点时的速度大小为。
小物块在传送带上因摩擦而产生的热量为
由于传送小物块，电动机多做的功为
刚好沿半圆到达与圆心等高处，根据动能定理
解得
小物块在半圆轨道内运动时始终不脱离轨道，则
刚好到达点不脱轨，临界条件是弹力为，在点
从点到点，根据动能定理
代入数据解得
刚好到达点不脱轨，在点有 ，从点到点，根据动能定理
代入数据解得
若小物块在半圆轨道内运动时不从点飞出，则满足
综上所述，半圆轨道半径的取值范围为
或
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