【物理】甘肃省定西市岷县第一中学2019-2020学年高一下学期第二次月考试卷 （解析版）

【物理】甘肃省定西市岷县第一中学2019-2020学年高一下学期第二次月考试卷 （解析版）

甘肃省定西市岷县第一中学2019-2020学年 高一下学期第二次月考试卷 一、选择题（本题包括12小题，每小题4分，共48分，1—8小题为单项选择题，9—12为多项选择题，全选对的得4分，选对但不全的得2分，有错选的得0分）‎ ‎1. 如图所示，摩擦轮A和B固定在一起通过中介轮C进行传动，A为主动轮，A的半径为‎20cm，B的半径为‎10cm，A、B两轮边缘上的向心加速度之比( )‎ A. 1∶1 B. 1∶2 C. 2∶1 D. 2∶3‎ ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】AB线速度相等，由向心加速度可知，加速度之比为1:2，故选B。‎ ‎2. 用细绳拉着两个质量相同的小球，在同一水平面内做匀速圆周运动，悬点相同，如图所示，A运动的半径比B的大，则（ ）‎ ‎ ‎ A. A受到的向心力比B的大 B. B受到的向心力比A的大 C. A的角速度比B的大 D. B的角速度比A的大 ‎【答案】A ‎【解析】‎ 试题分析：两个小球均做匀速圆周运动，对它们受力分析，找出向心力来源，可先求出角速度，再由角速度与线速度、向心加速度的关系公式求解．‎ 绳子的拉力和重力充当向心力，故，为绳子与竖直方向的夹角，因为夹角不同，所以向心力不同，夹角越大，向心力越大，故A受到的向心力比B大，A正确B 错误；根据公式，而，故有，故，两者的角速度相等，CD错误．‎ ‎3. 游乐场内两支玩具枪在同一位置先后沿水平方向各射出一颗子弹，打在远处的同一个靶上，A为甲枪子弹留下的弹孔，B为乙枪子弹留下的弹孔，两弹孔在竖直方向上相距高度为h，如图所示，不计空气阻力，关于两枪射出的子弹初速度大小，下列判断正确的是(　　)‎ A. 甲枪射出的子弹初速度较大 B. 乙枪射出的子弹初速度较大 C. 甲、乙两枪射出的子弹初速度一样大 D. 无法比较甲、乙两枪射出的子弹初速度的大小 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】竖直高度决定运动时间，因为甲枪子竖直高度小，所以运动时间短，水平方向做匀速直线运动，因为位移相同根据，可知甲枪射出的子弹初速度较大；‎ 故选A ‎4. 小船匀速渡河，已知船在静水中速度为，水流速度为，河宽为，在船头方向保持不变的情况下，小船渡河时间为，，则以下判断一定正确的是（　　）‎ A. 小船的位移恰好垂直于河岸 B. 小船船头与河岸夹角为指向上游方向 C. 小船渡河位移大小一定是 D. 小船到达对岸时可能在出发点下游‎240m处 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A．河宽为d=‎120m，在船头方向保持不变的情况下，小船渡河时间为t=20s，那么船在垂直河岸方向的速度大小为 ，由于船在静水中的速度为v1=‎10m/s，根据矢量的合成法则，则船在平行于水流方向分速度大小为v2=‎8m/s，由上分析可知，船的位移不可能垂直河岸，故A错误；‎ B．当船在平行于水流方向分速度方向逆着水流方向时，则船头与河岸夹角才为θ=37°指向上游方向；若船在平行于水流方向分速度方向顺着水流方向时，则船头与河岸夹角为θ=37°指向下游方向，故B错误；‎ C．当偏向上游时，则位移为，若偏向下游时，则位移为，故C错误；‎ D．由上分析可知，当船头与河岸夹角为θ=37°指向下游方向时，到达对岸时在出发点下游x=（8+4）×‎20m=‎240m处，故D正确。‎ 故选D。‎ ‎5. 在水平面上有A、B两物体，通过一根跨过定滑轮的轻绳相连，现A物体以v1的速度向右匀速运动，当绳被拉成与水平面的夹角分别为α、β时(如图所示)，B物体的运动速度vB为(绳始终有拉力)(　　)‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】将物体A的速度分解为使绳右端伸长和逆时针转动两个分量，如图(a)所示，则绳端伸长的速度v′＝v1cosα；同理对物体B，速度分解如图(b)所示，绳端缩短的速度v″＝v′，因此物体B的运动速度vB＝v″/cosβ＝ ，D项正确．‎ ‎6. 如图所示，在同一竖直平面内，小球a、b从高度不同的两点分别以初速度va和vb沿水平向抛出，经过时间ta和tb后落到与两抛出点水平距离相等的P点。若不计空气阻力，下列关系正确的是（　　）‎ A. ta＞tb，va＜vb B. ta＞tb，va＞vb C. ta＜tb，va＜vb D. ta＜tb，va＞vb ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】平抛运动的运动时间是由竖直的高度决定的，由于a的高度比b的大，所以 ‎，由于ab的水平的位移相等，而ta＞tb，所以，故选A。‎ ‎7. 长期以来“卡戎星（Charon）”被认为是冥王星唯一的卫星，它的公转轨道半径r1=‎19600km，公转周期T1=6.39天．2006年3月，天文学家新发现两颗冥王星的小卫星，其中一颗的公转轨道半径r2=‎48000km，则它的公转周期T2最接近于（ ）‎ A. 15天 B. 25天 C. 35天 D. 45天 ‎【答案】B ‎【解析】试题分析:根据开普勒行星三定律的周期定律，代入数据可求T2最接近于25天，所以B选项正确；A、C、D错误．‎ ‎8. 设地球质量为月球质量的81倍，地球半径是月球半径的4倍，若探测器甲绕地球和探测器乙绕月球做匀速圆周运动的半径相同，则（ ）‎ A. 甲与乙线速度之比为9:2‎ B. 甲与乙线速度之比为1:9‎ C. 甲与乙向心加速度之比为81:1‎ D. 甲与乙的运动周期之比为1:1‎ ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．设探测器运动的半径为r，对甲由得到，同理，则v甲：v乙=9：1，故A、B错误；‎ C．甲的向心加速度了，同理，则a甲：a乙=81：1，故C正确；‎ D．甲的周期，乙的周期，则T甲：T乙=v乙：v甲=1：9，故D错误。‎ 故选C。‎ ‎9. 如图小木块a和b，质量分别为m和‎2m(可视为质点)放在水平圆盘上，a与转轴距离为l，b与转轴的距离为‎2l，a和b跟随圆盘以角速度ω绕OO′转动，下列说法正确的是(　　)‎ A. a、b的向心加速度aa＝2ab B. a、b的转动周期Tb＝2Ta C. a、b的线速度vb＝2va D. a、b所受的静摩擦力Fb＝4Fa ‎【答案】CD ‎【解析】‎ ‎【详解】a、b共轴转动，角速度相同，a、b转动半径分别为l和‎2l，由a=rω2得：ab=2aa．故A错误．由T=，ω相同，得：Tb=Ta．故B错误．由v=rω得：vb=2va．故C正确．两个木块都由静摩擦力提供向心力，由F=ma得：Fb=4Fa．故D正确．故选CD．‎ ‎10. 如图所示，以v0=‎3 m/s的速度水平抛出的小球，飞行一段时间垂直地撞在倾角θ=37°的斜面上，取g=‎10 m/s2，以下结论中正确的是（　　）‎ A. 物体撞击斜面时的速度大小为‎5 m/s B. 物体飞行时间是0.3 s C. 物体飞行的水平距离是‎2 m D. 物体下降的距离是‎0.8 m ‎【答案】AD ‎【解析】‎ 小球撞在斜面上时速度与竖直方向的夹角为30°，则根据速度的分解可得：物体撞击斜面时的速度大小，A正确；小球撞在斜面上时竖直方向的速度，运动时间，B错误；物体飞行的水平距离是，C错误；物体下降的高度，D正确．‎ ‎11. 质量为‎2 kg的物体在xy平面上做曲线运动，在x方向的速度图像和y方向的位移图像如图所示，下列说法正确的是 A. 质点的初速度为‎5m/s B. 质点所受的合外力为3N C. 质点初速度的方向与合外力方向垂直 D. 2s末质点速度大小为‎6m/s ‎【答案】AB ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ A．由图像可知 vy=‎4m/s 质点初速度 选项A正确；‎ B．物体的加速度a=‎1.5m/s2，由F=ma，得 F=3N 选项B正确；‎ C．质点初速度的方向与合外力方向夹角为α，如图所示，质点初速度的方向与合外力方向不垂直。选项C错误；‎ D．2 s末 vx2=‎6m/s ‎ 选项D错误．‎ 故选AB.‎ ‎12. 要使两个物体间的万有引力减小到原来的，下列办法可采用的是（ ）‎ A. 使两个物体的质量各减小一半，距离不变 B. 使其中一个物体的质量减小到原来的，距离不变 C. 使两个物体间的距离增加到原来的2倍，质量不变 D. 使两个物体间距离和质量都减小到原来的 ‎【答案】ABC ‎【解析】‎ ‎【详解】A.使两个物体的质量各减小一半，距离不变，根据万有引力定律可知，万有引力变为原来的，故A正确。‎ B.使其中一个物体的质量减小到原来的，距离不变根据万有引力定律可知，万有引力变为原来的，故B正确。‎ C.使两个物体间的距离增加到原来的2倍，质量不变，根据万有引力定律可知，万有引力变为原来的，故C正确。‎ D.使两个物体间的距离和质量都减小到原来的，根据万有引力定律可知，万有引力与原来相等，故D错误。‎ 故选ABC。‎ 二、实验题（每空3分，共计15分）‎ ‎13. 图甲是“研究平抛物体的运动”的实验装置图。‎ ‎(1)实验前应对实验装置反复调节，直到斜槽末端切线_______。每次让小球从同一位置由静止释放，是为了每次平抛__________。‎ ‎(2)图乙是正确实验取得的数据，其中O为抛出点，则此小球做平抛运动的初速度为__________m/s（g=‎9.8m/s2）。‎ ‎(3)在另一次实验中将白纸换成方格纸，每个格的边长L=‎5cm，通过实验，记录了小球在运动途中的三个位置，如图丙所示，则该小球做平抛运动的初速度为_______m/s；B点的竖直分速度为________m/s（g=‎10m/s2）。（结果均保留两位有效数字）‎ ‎【答案】 (1). 水平 初速度相同 (2). 1.6 (3). 1.5 2‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)平抛运动的初速度一定要水平，因此为了获得水平的初速度安装斜槽轨道时要注意槽口未端要水平，为了保证小球每次平抛的轨迹都是相同的，这就要求小球平抛的初速度相同，因此在操作中要求每次小球能从同一位置静止释放。‎ ‎(2)由于O为拋出点，所以根据平抛运动规律有，，代入数据，解得 ‎(3)由图可知，物体由和由所用的时间相等，且有，由图可知 ‎，代入解得，根据，将，代入解得 ‎，竖直方向自由落体运动，根据匀变速直线运动中时间中点的瞬时速度等于该过程中的平均速度有 三、计算题（共计37分）‎ ‎14. 一只船在‎200m宽的河中横渡，水流速度是‎2m/s，船在静水中的航速是‎4m/s，则 ‎(1)小船怎样才能以最短时间渡过河去？需时多少？‎ ‎(2)小船怎样才能以最短路径渡过河去?需时多少？‎ ‎【答案】（1）船头方向垂直对岸行驶；50s；（2）船头与河岸上游成600角；57.7s ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）要使小船渡河时间最短，应使船头方向垂直对岸行驶，如图2所示．其渡河时间t=s=50 s． ‎ ‎（2）要使小船以最短路径渡河，合速度方向应垂直对岸，如图1所示．则，得θ=60°，即船头与河岸上游成60°角，这时v=v2sin θ=2m/s 渡河时间：‎ ‎15. 有一辆质量为‎800kg的小汽车驶上圆弧半径为‎50m的拱桥。（g取‎10m/s2）‎ ‎(1)汽车到达桥顶时速度为‎5m/s，汽车对桥压力是多大？‎ ‎(2)汽车以多大速度经过桥顶时便恰好对桥没有压力而腾空？‎ ‎【答案】(1)7600N；(2)m/s。‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)如图所示，汽车到达桥顶时，竖直方向受到重力G和桥对它的支持力N的作用，如图：‎ 汽车对桥顶的压力大小等于桥顶对汽车的支持力N，汽车过桥时做圆周运动，重力和支持力的合力提供向心力，即F=G﹣N；‎ 根据向心力公式：mg﹣N =‎ 有=7600N 故汽车对桥的压力是7600N ‎(2)汽车经过桥顶恰好对桥没有压力而腾空，则N=0，即汽车做圆周运动的向心力完全由其自身重力来提供，所以有：F=G=m 得=‎22.4m/s 故汽车以m/s速度经过桥顶时便恰好对桥没有压力而腾空。‎ ‎16. 如图所示，在光滑水平桌面上有一光滑小孔O，一根轻绳穿过小孔，一端连接质量为 的小球A，另一端连接质量为M=‎4kg的重物B，已知g=‎10m/s2，则：‎ ‎（1）当A球沿半径r=‎0.1m的圆周做匀速圆周运动，其角速度ω1为多大时，B物体处于将要离开、而尚未离开地面的临界状态？‎ ‎（2）当小球A的角速度为ω2=10rad/s时，物体B对地面的压力为多大？‎ ‎【答案】（1）；（2）‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）当B对地面恰好无压力时，有：‎ 拉力提供小球A所需向心力，则：‎ 则有：‎ ‎（2）对小球A来说，小球受到的重力和支持力平衡．因此绳子的拉力提供向心力，则：‎ 对物体B来说，物体受到三个力的作用：重力、绳子的拉力、地面的支持力，由力的平衡条件可得：‎ 故 将，代入可得：‎ 由牛顿第三定律可知，B对地面的压力为，方向竖直向下．‎ ‎17. 晓明站在水平地面上，手握不可伸长的轻绳一端，绳的另一端系有质量为m的小球，甩动手腕，使球在竖直平面内做圆周运动，当球某次运动到最低点时，绳突然断掉。球飞离水平距离d后落地，如图所示，已知握绳的手离地面高度为d，手与球之间的绳长为，重力加速度为g，忽略手的运动半径和空气阻力。‎ ‎(1)求绳断时球的速度大小v1和球落地时的速度大小v2‎ ‎(2)问绳能承受的最大拉力多大？‎ ‎(3)改变绳长，使球重复上述运动。若绳仍在球运动到最低点时断掉，要使球抛出的水平距离最大，绳长应为多少？最大水平距离为多少？‎ ‎【答案】(1)v1=，v2=；(2)T=mg；(3)当l＝时，x有极大值xmax＝d ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)设绳断后球飞行时间为t，由平抛运动规律，竖直方向有：‎ 水平方向有：‎ 联立解得 从小球飞出到落地，根据机械能守恒定律有：‎ 解得 ‎(2)设绳能承受的最大拉力大小为F，这也是球受到绳的最大拉力大小。球做圆周运动的半径为，根据牛顿第二定律有：‎ 解得 ‎(3)设绳长为l，绳断时球的速度大小为v3，绳承受的最大拉力不变，根据牛顿第二定律有：‎ 得 绳断后球做平抛运动，竖直位移为，水平位移为x，时间为，根据平抛运动规律，竖直方向有：‎ 竖直方向有：‎ 联立解得 根据一元二次方程的特点，当时，x有极大值，为xmax＝d ‎ ‎