辽宁省沈阳市第二十中学2018_2019学年高一物理下学期第一次月考试题（含解析）.docx

辽宁省沈阳市第二十中学2018-2019学年高一物理下学期第一次月考试题（含解析）一、单选题（本大题共6小题，共18.0分）1.下列说法中正确的是（）A. 物体做离心运动时，其运动轨迹是半径增大的圆B. 做匀速圆周运动的物体，所受合力大小改变而不做圆周运动时，必将做离心运动C. 被普遍接受的引力常量的测量结果是卡文迪许最早发表的D. 开普勒通过天文观测，发现了行星运动的三定律【答案】C【解析】【详解】A物体做离心运动时，离圆心越来越远，可能做直线运动，也可能做一般的曲线运动，不能说其运动轨迹是半径增大的圆，故A错误； B做匀速圆周运动的物体，合力大小改变时，有可能增大，也可能减小了，所以可能做离心运动，也可能做向心运动，故B错误； C卡文迪许通过扭秤装置测量出引力常量，故C正确； D开普勒通过研究天文数据，发现了行星运动定律，故D错误。2.如图所示,一铁球用细线悬挂于天花板上,静止垂在桌子的边缘, 细线穿过一光盘的中间孔,手推光盘在桌面上平移, 光盘带动细线紧贴着桌子的边缘以水平速度匀速运动,当光盘由位置运动到图中虚线所示的位置时 ,细线与竖直方向的夹角为,此时铁球A. 竖直方向速度大小为B. 竖直方向速度大小为C. 竖直方向速度大小为D. 相对于地面速度大小为【答案】B【解析】【详解】线与光盘交点参与两个运动，一是逆着线的方向运动，二是垂直线的方向运动，则合运动的速度大小为v，由数学三角函数关系，则有：，而线的速度的方向，即为小球上升的速度大小，故B正确，AC错误；球相对于地面速度大小为，故D错误。【点睛】对线与CD光盘交点进行运动的合成与分解，此点既有逆着线方向的运动，又有垂直线方向的运动，而实际运动即为CD光盘的运动，结合数学三角函数关系，即可求解3.河水由西向东流，河宽为800m，河中各点的水流速度大小为v水，各点到较近河岸的距离为x，v水与x的关系为v水=x（m/s），让小船船头垂直河岸由南向北渡河，小船在静水中的速度大小恒为v船=4m/s，下列说法正确的是（）A. 小船渡河的轨迹为直线B. 小船在河水中的最大速度是C. 小船渡河的时间是200sD. 小船在距南岸200m处的速度小于距北岸200m处的速度【答案】C【解析】【详解】A、小船在垂直河岸方向上做匀速直线运动，在沿河岸方向上做变速运动，合加速度的方向与合速度方向不在同一条直线上，做曲线运动，故A错误；B、当小船行驶到河中央时，v水=400=3m/s，那么小船在河水中的最大速度vmax=5m/s，故B错误；C、小船船头垂直河岸由南向北渡河，那么小船渡河的时间是，故C正确；D、小船在距南岸200m处的河水速度大小与距北岸200m处的河水速度大小相等，根据矢量的合成法则，则两种情况的合速度大小相等，故D错误。4.如图所示，从A点由静止释放一弹性小球，一段时间后与固定斜面上B点发生碰撞，碰后小球速度大小不变，方向变为水平方向，又经过相同的时间落于地面上C点，已知地面上D点位于B点正下方，B、D间距离为h，则（）A. A、B两点间距离为B. A、B两点间距离为C. C、B两点间距离为2hD. B、C两点间距离为【答案】D【解析】【详解】解：AB、AB段小球自由下落，BC段小球做平抛运动，两段时间相同，所以由h=知，A、B两点间距离与B、D两点间距离相等，均为h，故AB错误；CD、BC段平抛初速度v=，运动的时间t=，所以C、D两点间距离x=vt=2h，则C、B之间的距离：L=故C错误，D正确。5.2012年7月，一个国际研究小组借助于智利的甚大望远镜，观测到了一组双星系统，它们绕两者连线上的某点O做匀速圆周运动，如图所示此双星系统中体积较小成员能“吸食”另一颗体积较大星体表面物质，达到质量转移的目的，假设在演变的过程中两者球心之间的距离保持不变，则在最初演变的过程中（）A. 它们做圆周运动的万有引力保持不变B. 它们做圆周运动的角速度不断变大C. 体积较大星体圆周运动轨迹半径变大，线速度也变大D. 体积较大星体圆周运动轨迹半径变大，线速度变小【答案】C【解析】【详解】A、设体积较小的星体质量为m1，轨道半径为r1，体积大的星体质量为m2，轨道半径为r2双星间的距离为L转移的质量为m。则它们之间的万有引力为F=，根据数学知识得知，随着m的增大，F先增大后减小。故A错误。B、对m1：=（m1+m）2r1 对m2：=（m2-m）2r2由得：=，总质量m1+m2不变，两者距离L不变，则角速度不变故B错误。C、D由得：2r2=，、L、m1均不变，m增大，则r2 增大，即体积较大星体圆周运动轨迹半径变大。由v=r2得线速度v也增大。故C正确。D错误。6.如图所示，一颗人造卫星原来在椭圆轨道1绕地球E运行，在P点变轨后进入轨道2做匀速圆周运动。下列说法正确的是： （ ）A. 不论在轨道1还是轨道2运行，卫星在P点的速度都相同B. 不论在轨道1还是轨道2运行，卫星在P点的加速度都相同C. 卫星在轨道1任何位置都具有相同加速度D. 卫星在轨道2的任何位置都具有相同动量(动量P=mv,v为瞬时速度)【答案】B【解析】试题分析：从轨道1变轨到轨道2，需要加速逃逸，故A错误；根据公式可得，故只要半径相同，加速度就相同，由于卫星在轨道1做椭圆运动，运动半径在变化，所以运动过程中的加速度在变化，B正确C错误；卫星在轨道2做匀速圆周运动，运动过程中的速度方向时刻在变，所以动量方向不同，D错误；【考点定位】考查了万有引力定律的应用【方法技巧】在万有引力这一块，涉及的公式和物理量非常多，掌握公式 ，在做题的时候，首先明确过程中的向心力，然后弄清楚各个物理量表示的含义，最后选择合适的公式分析解题，另外这一块的计算量非常大的，所以需要细心计算。二、多选题（本大题共5小题，共15.0分）7.如图际示，偏心轮的转轴为O，以O为圆心的圆内切于偏心轮，且经过偏心轮圆心P，A和B是偏心轮边缘的两点，且APOB于P，则下列说法中正确的是（）A. A、B的角速度大小相等B. A、B的线速度大小相等C. A、P的向心加速度大小之比为2：1D. A、B的向心加速度大小之比为【答案】AD【解析】A、A、B两点绕同轴O点转动，故二者角速度相等，故A正确；B、由图可知A、B的转动半径之比为，由线速度，则A、B的线速度大小不相等，故B错误；C、根据向心加速度a=2r，可得A、B的向心加速度大小之比为，故C错误，D正确。点睛：解决本题的关键知道共轴转动的点，角速度大小相等，知道线速度、角速度、向心加速度之间的关系，并能灵活运用。8.如图甲所示，轻杆一端固定在O点，另一端固定一小球，现让小球在竖直平面内做半径为R的圆周运动小球运动到最高点时，受到的弹力为F，速度大小为v，其F-v2图象如乙图所示则（） A. 小球的质量为B. 当地的重力加速度大小为C. 时，小球对杆的弹力方向向下D. 时，小球受到的弹力与重力大小相等【答案】AD【解析】试题分析：由图乙可知： 当时，杆对球的弹力恰好为零，此时只受重力，重力提供向心力，即重力加速度，故B错误；当时，向心力为零，杆对球的弹力恰好与球的重力等大反向，即小球的质量，故A正确；根据圆周运动的规律，当时杆对球的弹力为零，当时，杆对球的弹力方向向上，当时，杆对球的弹力方向向下，杆对小球的弹力方向向下，根据牛顿第三定律，小球对杆的弹力方向向上，故C错误；当时，又，故D正确。考点：圆周运动（向心力）9.已知地球自转周期为T0，有颗与同步卫星在同轨道平面的低轨道卫星，自西向东绕地球运行，其运行半径为同步轨道半径的九分之一，该卫星两次在同一城市的正上方出现的时间间隔可能是（）A. B. C. D. 【答案】AC【解析】【详解】设地球的质量为M，卫星的质量为m，运动周期为T，因为卫星做圆周运动的向心力由万有引力提供，则有：，解得：T=2同步卫星的周期与地球自转周期相同，即为T0已知该人造卫星的运行半径为同步卫星轨道半径的九分之一，所以该人造卫星与同步卫星的周期之比是，解得：T=。设卫星至少每隔t时间才在同一地点的正上方出现一次，根据圆周运动角速度与所转过的圆心角的关系=t得：，解得：t=，因此卫星可能每隔时间才在同一地点的正上方出现一次，那么卫星两次在同一城市的正上方出现的时间间隔可能为，故AC正确，BD错误。10.我国于2013年12月发射了“嫦娥三号”卫星，该卫星在距月球表面高度为h的轨道上做匀速圆周运动，其运行的周期为T；卫星还在月球上软着陆若以R表示月球的半径，忽略月球自转及地球对卫星的影响则（）A. “嫦娥三号”绕月运行时的向心加速度为B. 月球的第一宇宙速度为C. 物体在月球表面自由下落的加速度大小为D. 由于月球表面是真空，“嫦娥三号”降落月球时，无法使用降落伞减速【答案】BCD【解析】【详解】根据，解得嫦娥三号绕月运行时的向心加速度为：，故A错误；根据万有引力提供向心力：，解得：，又因为，联立可得：，故B正确；根据万有引力提供向心力：，在月球表面：，联立可得：，故C正确；降落伞只能在有空气时才能产生阻力，由于月球表面是真空，“嫦娥三号”降落月球时，无法使用降落伞减速，故D正确。所以BCD正确，A错误。11.如图，叠放在水平转台上的物体A、B、C能随转台一起以角速度匀速转动，A、B、C的质量分别为3m、2m、m，A与B、B和C与转台间的动摩擦因数都为，A和B、C离转台中心的距离分别为r、1.5r。设本题中的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，下列说法正确的是（）A. B对A的摩擦力一定为B. B对A的摩擦力一定为C. 转台的角速度一定满足：D. 转台的角速度一定满足：【答案】BD【解析】【详解】A.B. 对A受力分析，受重力、支持力以及B对A静摩擦力，静摩擦力提供向心力，有f=(3m)2r(3m)g，故A错误，B正确；C.D. 由于A.AB整体、C受到的静摩擦力均提供向心力，故对A，有：(3m)2r(3m)g对AB整体，有：(3m+2m)2r(3m+2m)g对物体C，有：m2(1.5r)mg解得：，故C错误，D正确；故选：BD.三、填空题（本大题共1小题，共4.0分）12.某同学利用图所示装置做“研究平抛运动”的实验，根据实验结果在坐标纸上描出了小球水平抛出后的运动轨迹，但不慎将画有轨迹图线的坐标纸丢失了一部分，剩余部分如图所示。图中水平方向与竖直方向每小格的长度均代表0.10m，P1、P2和P3是轨迹图线上的3个点，P1、P2和P3之间的水平距离相等。完成下列填空：（重力加速度取10m/s2）（1）设P1、P2和P3的横坐标分别为x1、x2和x3，纵坐标分别为y1、y2和y3，从图中可读出|y2-y1|=_m，|y3-y2|=_m，|x2-x1|=_m，|x3-x2|=_m（保留两位小数）。（2）若已测知抛出后小球在水平方向上做匀速运动，利用（1）中读取的数据。求出小球从P1运动到P2所用的时间为_s，小球抛出后的水平速度为_m/s。（3）小球在P2速度为_m/s，小球从抛出点到P2的时间为_s。【答案】 (1). 0.60 (2). 1.00 (3). 0.60 (4). 0.60 (5). 0.20 (6). 3.0 (7). 5 (8). 0.4【解析】【详解】（1）根据图（2）可解得：|y2-y1|=60.10m=0.60m，|y3-y2|=100.10m=1.00m，|x2-x1|=60.10m=0.60m，|x3-x2|=60.10m=0.60m（2）小球经过P1、P2、和P3之间的时间相等，在竖直方向有：h1=0.60m，h2=1.00m连续相等时间内的位移差为常数：h=gt2，水平方向匀速运动：x=v0t其中h=1.00-0.60=0.40m，x=0.60m，代入数据解得：t=0.20s，v0=3.0m/s（3）P2点竖直方向速度为：，则P2点速度为：则从抛出到P2点所用时间为四、实验题探究题（本大题共1小题，共9.0分）13.如图所示，是用圆锥摆粗略验证向心力的表达式的实验，实验步骤如下：（1）用秒表记下钢球运动n圈的时间t。（2）通过纸上的圆测出钢球做匀速圆周运动的半径r，并用天平测出钢球质量m。（3）测出钢球（以球心为准）到悬点的竖直高度h。用上述测得的量分别表示钢球所需要向心力的表达式F1=_，钢球所受合力的表达式F2=_。下面是一次实验得到的数据，代入上式计算结果F1=_N，F2=_N（g取10m/s2，210，保留三位有效数字）（4）比较上述向心力F1和合力F2，得出了实验结论。m（kg）r（m）n（转）t（秒）h（m）0.10.0254030.20.145【答案】 (1). (2). (3). 0175 (4). 0.172【解析】【详解】钢球做匀速圆周运动的线速度为：v=，则钢球所需要向心力的表达式为：F1=0.175N，根据几何关系可知，钢球所受合力的表达式为：F2=mgtan=。五、计算题（本大题共3小题，共30.0分）14.已知某星球的质量是地球质量的81倍，半径是地球半径的9倍在地球上发射一颗卫星，其第一宇宙速度为7.9km/s，则在某星球上发射一颗人造卫星，其发射速度最小是多少？【答案】23.7km/s【解析】试题分析：建立模型：卫星绕地球做匀速圆周运动，地球对卫星的万有引力提供向心力推广到其他球星根据此模型，利用比例法求星球上发射人造卫星最小发射速度设地球质量为，半径为；某星球质量为，半径为由万有引力定律得可得故地球和该星球第一宇宙速度之比为：则在该星球上发射人造卫星速度至少为：v2=3v1=23.7km/s15.某电视台“快乐向前冲”节目的场地设施如图所示，AB为水平直轨道，上面安装有电动悬挂器，可以载人运动，水面上漂浮着一个半径为R、角速度为、铺有海绵垫的转盘，转盘的轴心离平台的水平距离为L，平台边缘与转盘平面的高度差为H选手抓住悬挂器可以在电动机的带动下，从A点下方的平台边缘处沿水平方向做初速度为零、加速度为a的匀加速直线运动选手必须作好判断，在合适的位置释放，才能顺利落在转盘上设人的质量为m（不计身高），人与转盘间的最大静摩擦力为mg，重力加速度为g（1）假设选手落到转盘上瞬间相对转盘速度立即变为零，为保证他落在任何位置都不会被甩下转盘，转盘的角速度应限制在什么范围？（2）若已知H=5m，L=8m，a=2m/s2，g=10m/s2，且选手从某处C点释放能恰好落到转盘的圆心上，则他是从平台出发后多长时间释放悬挂器的？【答案】（1）（2）2 s【解