2021北京丰台二中高一（下）月考物理（教师版）

1/12021北京丰台二中高一（下）月考物理一．单项选择题（每小题3分，共51分。）1.在匀速圆周运动中，保持不变的物理量是（）A.周期 B.速度 C.合外力 D.加速度2.关于行星运动规律和万有引力定律的建立过程，下列说法符合物理学史实的是（）A.第谷通过整理大量的天文观测数据得到了行星运动规律B.哥白尼提出了日心说并发现了行星沿椭圆轨道运行的规律C.开普勒通过总结论证，总结出了万引力定律D.卡文迪许第一次通过实验测出了引力常量数值3.开普勒认为所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在所有椭圆的焦点上。如图所示，地球绕太阳运动的轨道就是一个椭圆，太阳处在焦点F上，OF距离为d，OB距离为R称为长半轴，OC距离为r称为短半轴，A点离太阳距离较近称为近日点，B点离太阳距离较远称为远日点。若已知太阳的质量为M，地球质量为m，万有引力常量为G，当地球在远日点B时，受到太阳的万有引力大小为（）A. B. C. D.4.如图所示，小物块A与圆盘保持相对静止，随圆盘一起做匀速圆周运动，则下列关于A受力情况的说法中正确的是（）A.受重力、支持力和向心力B.受重力、支持力和指向圆心的摩擦力C.受重力、支持力和与运动方向相反的摩擦力D.受重力、支持力、指向圆心的摩擦力和指向圆心的向心力5.公路在通过小型水库的泄洪闸的下游时，常常要修建凹形桥，也叫“过水路面”．如图所示，汽车通过凹形桥的最低点时A.汽车对凹形桥的压力等于汽车的重力B.汽车对凹形桥的压力小于汽车的重力C.汽车的向心加速度大于重力加速度D.汽车的速度越大，对凹形桥面的压力越大6.如图所示，闹钟和手表之间的争论中，其中闹钟是用哪个物理量来分析圆周运动的()A.角速度 B.周期 C.线速度 D.转速7.关于铁道转弯处内外铁轨间的高度关系，下列说法中正确的是()A.内、外轨一样高，以防列车倾倒造成翻车事故B.因为列车在转弯处有向内倾倒的可能，故一般使内轨高于外轨，以防列车翻倒C.外轨比内轨略高，这样可以使列车顺利转弯，减少车轮与铁轨的挤压D.以上说法均不正确8.火车以60m/s的速率转过一段弯道，某乘客发现放在桌面上的指南针在10s内匀速转过了约10°。在此10s时间内，火车（）A.位移为600mB.加速度为零C.角速度约为1rad/sD.转弯半径约为3.4km9.自行车的大齿轮、小齿轮、后轮的半径不一样，它们的边缘有三个点A、B、C，如图所示。正常骑行自行车时，以下说法正确的是（）A.A、B两点的角速度大小相等 B.B、C两点的线速度大小相等C.A点的向心加速度小于B点的向心加速度 D.B点的向心加速度大于C点的向心加速度10.如图所示，光滑水平面上，小球m在拉力F的作用下做匀速圆周运动。若小球运动到P点时，拉力F发生变化，下列关于小球运动情况的说法不正确的是（）A.若拉力突然消失，小球将沿轨迹Pa做离心运动B.若拉力突然变为0.5F，小球可能沿轨迹Pa做离心运动C.若拉力突然变为0.5F，小球可能沿轨迹Pb做离心运动D.若拉力突然变大，小球可能沿轨迹Pc做向心运动11.“套圈圈”是老少皆宜的游戏。如图，大人和小孩在同一竖直线上的不同高度处分别以水平速度抛出铁丝圈，都能套中地面上的同一目标，且铁丝圈在空中运动时间分别为，不计空气阻力，则（）A. B.C. D.12.一个做平抛运动的物体，初速度为9.8m/s，经过一段时间，它的末速度与竖直方向的夹角为30º，重力加速度g取9.8m/s2，则它下落的时间约为（）A.0.58s B.1.00s C.1.41s D.1.73s13.我们可以用如图所示的实验装置来探究向心力大小与质量、线速度和半径关系。长槽横臂的挡板B到转轴的距离是挡板A到转轴的距离的2倍，长槽横臂的挡板A和短槽横臂的挡板C到各自转轴的距离相等。转动手柄使长槽和短槽分别随变速塔轮匀速转动，槽内的球就做匀速圆周运动。横臂的挡板对球的压力提供了向心力，球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力筒下降，从而露出标尺，标尺上的红白相间的等分格显示出两个球所受向心力的相对大小。现将传动皮带套在两塔轮半径相等的轮盘上，档板A处放置实心铝球，档板C处放置相同体积的实心钢球，转动手柄使两球做匀速圆周运动，则此时正在探究哪两个物理量之间的关系（）A.向心力与质量之间的关系 B.向心力与角速度之间的关系C.向心力与半径之间的关系 D.向心力与线速度之间的关系14.国际天文学联合会大会投票，通过了新的行星定义，冥王星被排除在太阳系大行星行列之外，太阳系的大行星数量将由九颗减为八颗．若将八大行星绕太阳运行的轨迹可粗略地认为是圆，各星球半径和轨道半径如下表所示：行星名称水星金星地球火星木星土星天王星海王星星球半径()轨道半径()从表中所列数据可以估算出海王星的公转周期最接近（）A.165年 B.120年 C.80年 D.30年15.一质量为2.0×103kg的汽车在水平公路上行驶，路面对轮胎的径向最大静摩擦力为1.4×104N，当汽车经过半径为80m的弯道时，下列判断正确的是（）A.汽车转弯时所受的力有重力、弹力、摩擦力和向心力B.汽车转弯的速度为20m/s时所需的向心力为1.4×104NC.汽车转弯的速度为20m/s时汽车会发生侧滑D.汽车能安全转弯的向心加速度不超过7.0m/s216.如图，一同学表演荡秋千。已知秋千两根绳长均为10m，该同学和秋千踏板的总质量约为50kg。绳的质量忽略不计，当该同学荡到秋千支架的正下方时，速度大小为8m/s，此时每根绳子平均承受的拉力约为（）A.200N B.400N C.600N D.800N17.如图甲所示，一轻质细杆，一端穿在过O点的水平转轴上，另一端固定一质量未知的小球，整个装置绕O点在竖直面内转动。小球通过最高点时，轻杆对小球的弹力F与其速度平方v2的关系如图乙所示，已知重力加速度为g。下列说法正确的是（）A轻杆长度l=B.小球质量m=C.当v2<a时，轻杆对小球施加向下的拉力D.仅换用长度较短的轻杆做实验，图线a点的位置不变二．填空题（共20分）18.小文同学在探究物体做曲线运动的条件时，将一条形磁铁放在桌面的不同位置，让小钢珠在水平桌面上从同一位置以相同初速度v0运动，得到不同轨迹．图中a、b、c、d为其中四条运动轨迹，磁铁放在位置A时，小钢珠的运动轨迹是________（填轨迹字母代号），磁铁放在位置B时，小钢珠的运动轨迹是________（填轨迹字母代号）．实验表明，当物体所受合外力的方向跟它的速度方向________（填“在”或“不在”）同一直线上时，物体做曲线运动．19.如图所示为研学小组的同学们用圆锥摆验证向心力表达式的实验情景。将一轻细线上端固定在铁架台上，下端悬挂一个质量为m的小球，将画有几个同心圆周的白纸置于悬点下方的水平平台上，调节细线的长度使小球自然下垂静止时恰好位于圆心处。用手带动小球运动使它在放手后恰能在纸面上方沿某个画好的圆周做匀速圆周运动．调节平台的高度，使纸面贴近小球但不接触。（1）若忽略小球运动中受到的阻力，在具体的计算中可将小球视为质点，重力加速度为g。①从受力情况看，小球做匀速圆周运动所受的向心力是______（选填选项前的字母）。A．小球所受绳子的拉力B．小球所受的重力C．小球所受拉力和重力的合力②在某次实验中，小球沿半径为r的圆做匀速圆周运动，用秒表记录了小球运动n圈的总时间t，则小球做此圆周运动的周期T=_______，向心力大小Fn=______（用m、n、t、r及相关的常量表示）．用刻度尺测得细线上端悬挂点到画有圆周纸面的竖直高度为h，那么对小球进行受力分析可知，小球做此圆周运动所受的合力大小F=_______（用m、h、r及相关的常量表示）。③保持n的取值不变，改变h和r进行多次实验，可获取不同时间t．研学小组的同学们想用图像来处理多组实验数据，进而验证小球在做匀速圆周运动过程中，小球所受的合力F与向心力Fn大小相等．为了直观，应合理选择坐标轴的相关变量，使待验证关系是线性关系．为此不同的组员尝试选择了不同变量并预测猜想了如图所示的图像，若小球所受的合力F与向心力Fn大小相等，则这些图像中合理的是_______（选填选项的字母）．A.B.C.D.（2）上述实验中小球运动起来后撤掉平台，由于实际实验过程中存在空气阻力的影响，所以持续观察会发现小球做圆周运动的半径越来越小．经过足够长时间后，小球会停止在悬点正下方．若小球在运动中每转动一周的时间内半径变化均可忽略，即每一周都可视为匀速圆周运动．请分析说明在小球做上述圆周运动的过程中，随着细绳与竖直方向的夹角不断减小，小球做圆周运动的周期是如何变化的。（）四．计算题（共29分，解答应写出必要的文字说明、方程式和演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案必须明确写出数值和单位）20.公路上的拱形桥是常见的，汽车过桥时的运动可以看做圆周运动．如图所示，质量为1500kg的汽车以5m/s的速度驶过拱桥顶部。已知拱桥顶部的半径为50m，g取10m/s2。（1）请做出此时汽车在竖直方向的受力示意图；（2）求此时汽车对地面的压力大小。（3）请你根据第(2)问的结果，从安全的角度对桥梁设计者或汽车驾驶员提出一条建议，并说明理由。21.人类发射的空间探测器进入某行星的引力范围后，绕该行星做匀速圆周运动，已知该行星的半径为R，探测器运行轨道在其表面上空高为h处，运行周期为T，引力常量为G。求：（1）探测器的线速度大小；（2）该行星的质量；（3）该行星平均密度.22.如图所示，一个竖直放置的圆锥筒可绕其中心轴'转动，筒内壁粗糙，筒口半径和筒高分别为和，筒内壁A点的高度为筒高的一半，内壁上能静止放置着一个质量为的小物块，，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，且其所受到的摩擦力为零时，筒转动的角速度；(3)若圆锥筒以第(2)问求得的角速度的两倍做匀速圆周运动，且物块在A点与圆锥筒仍相对静止，此时物块所受的摩擦力。

2021北京丰台二中高一（下）月考物理参考答案一．单项选择题（每小题3分，共51分。）1.【答案】A【解析】【分析】【详解】在匀速圆周运动中，速度、合外力、加速度大小不变，方向时刻改变，周期不变，故A正确BCD错误。故选A。2.【答案】D【解析】【分析】【详解】A．开普勒在第谷的天文观测数据的基础上，总结出了行星按照椭圆轨道运行的规律，故A错误；B．哥白尼提出了日心说，开普勒发现了行星沿椭圆轨道运行的规律，故B错误；CD．牛顿发现了万有引力定律，卡文迪许用扭称实验测出了万有引力常量的数值，故C错误D正确。故选D。3.【答案】D【解析】【分析】【详解】根据万有引力公式可得故选D。4.【答案】B【解析】【分析】【详解】匀速圆周运动，靠合力提供向心力，A受重力、支持力和静摩擦力作用，靠静摩擦力提供向心力，所以静摩擦力的方向指向圆心，故B正确，ACD错误。故选B。点睛：物块与圆盘一起做圆周运动，靠静摩擦力提供向心力，根据向心力的方向判断摩擦力的方向．5.【答案】D【解析】【详解】AB.公路在通过小型水库的泄洪闸的下游时，常常要修建凹形桥，也叫“过水路面”．如图所示，汽车通过凹形桥的最低点时，解得：，，可知汽车对桥的压力大于汽车的重力，故AB错误；C.汽车通过凹形桥的最低点时，所以汽车的向心加速度不一定大于重力加速度；D.汽车通过凹形桥的最低点时，解得：，所以汽车的速度越大，对凹形桥面的压力越大，故D正确．6.【答案】C【解析】【分析】【详解】由图可知闹钟是用线速度来分析圆周运动，故C正确，ABD错误。故选C。考点：考查圆周运动点评：本题难度较小，注意圆周运动相关物理量的物理意义和单位即可7.【答案】C【解析】【详解】铁道转弯处外轨比内轨略高，从而使支持力的水平方向合力可提供一部分向心力，以减少车轮与铁轨的挤压避免事故发生，选项C正确，ABD错误。故选C。8.【答案】D【解析】【详解】A．圆周运动的弧长s=vt=60×10m=600m则位移小于600m，选项A错误；B．火车转弯是圆周运动，圆周运动是变速运动，所以合力不为零，加速度不为零，故选项B错误；CD．由题意得圆周运动角速度rad/s=rad/s又所以m=3439m≈3.4km故选项C错误、D正确。故选D。9.【答案】C【解析】【分析】【详解】A．A、B两点在传送带上，是同缘传动的边缘点，所以两点的线速度相等，根据由于半径不同，则角速度不相等。故A错误；B．B、C两点属于同轴转动，故角速度相等；再据半径不同，所以两点的线速度不同，故B错误；C．由向心加速度的公式A、B两点的线速度相同，向心加速度与其半径成反比，A点的半径大向心加速度小，故C正确；D．由向心加速度的公式B、C两点的角速度相同，向心加速度与其半径成正比，B点半径小向心加速度小，故D错误。故选C。10.【答案】B【解析】【分析】【详解】A．在水平面上，细绳的拉力提供小球所需的向心力，当小球做匀速圆周运动，当拉力突然消失时，小球将沿切线Pa方向做匀速直线运动，故A正确；BC．当拉力突然减小时，小球将沿Pb做离心运动，故B错误C正确；D．当拉力突然增大时，小球将沿Pc做向心运动，故D正确。故选B。11.【答案】C【解析】【详解】AB.水平分运动是匀速运动，则水平分位移相同，得，故AB错误；CD.铁丝圈做平抛运动，竖直分运动是自由落体运动，则有得故C正确D错误。故选C。12.【答案】D【解析】【详解】物体做平抛运动，根据平抛运动的特点可知解得t=1.73s故D正确，ABC错误。故选D。13.【答案】A【解析】【分析】【详解】将传动皮带套在两塔轮半径相等的轮盘上，档板A处放置实心铝球，档板C处放置相同体积的实心钢球，转动手柄使两球做匀速圆周运动时，两球的线速度、角速度、半径相等，由可知，研究的是向心力与质量之间的关系，故A正确，BCD错误。故选A。14.【答案】A【解析】【分析】【详解】根据周期因为海王星的轨道半径时地球轨道半径的30倍，则海王星的周期大约是地球公转周期的165倍。地球公转周期为1年，则海王星的公转周期为165年。故A正确BCD错误。故选A。15.【答案】D【解析】【分析】汽车转弯时做圆周运动，重力与路面的支持力平衡，侧向静摩擦力提供向心力，根据牛顿第二定律分析解题．【详解】汽车转弯时受到重力，地面的支持力，以及地面给的摩擦力，其中摩擦力充当向心力，A错误；当最大静摩擦力充当向心力时，速度为临界速度，大于这个速度则发生侧滑，根据牛顿第二定律可得，解得，所以汽车转弯的速度为20m/s时，所需的向心力小于1.4×104N，汽车不会发生侧滑，BC错误；汽车能安全转弯的向心加速度，即汽车能安全转弯的向心加速度不超过7.0m/s2，D正确．【点睛】本题也可以求解出以20m/s的速度转弯时所需的向心力，与将侧向最大静摩擦力与所需向心力比较，若静摩擦力不足提供向心力，则车会做离心运动．16.【答案】B【解析】【详解】在最低点由知T=410N即每根绳子拉力约为410N，故选B。17.【答案】B【解析】【分析】【详解】A．小球通过最高点，当F=0时根据向心力公式有解得故A错误；B．当v2=0时，小球在最高点所需的向心力为0，即所以小球的质量为故B正确；C．当v2<a时，由小球在最高点所需的向心力小于mg，轻杆中的弹力表现为向上的支持力，故C错误；D．换用长度较短轻杆做实验，由可知a点的位置变化，故D错误。故选B。二．填空题（共20分）18.【答案】(1).b；(2).c；(3).不在【解析】【详解】[1]因条形磁铁与钢珠间的作用力为引力，方向沿二者的连线方向，而物体所受合力与速度共线时做直线运动，不共线时做曲线运动，且运动轨迹向合力方向的一侧弯曲，由图知磁铁在A位置时对钢珠引力与v0同向，轨迹为b；[2][3]当磁铁放在位置B时，先钢珠运动过程中有受到磁体的吸引，小钢珠逐渐接近磁体，所以其的运动轨迹是c；实验表明，当物体所受合外力的方向跟它的速度方向不在同一直线上时，物体做曲线运动。19.【答案】(1).C(2).(3).(4).(5).B(6).小球周期变大【解析】【分析】【详解】(1)①[1]小球在运动过程中受到重力和绳子的拉力，重力和绳子的拉力的合力提供小球做圆周运动的向心力。故选C。②[2][3][4]小球做圆周运动的周期为根据向心力