2021-2022学年山东省菏泽市郓城一中高一（下）第二次月考物理试卷（含答案解析）

2021-2022学年山东省菏泽市郓城一中高一（下）第二次月考物理试卷

1.  下列有关物理学史的说法正确的是(    )

A. 伽利略发现了万有引力定律
B. 引力常量是卡文迪许通过实验测量并计算得出的
C. 开普勒提出行星运动规律，并发现了万有引力定律
D. 牛顿发现了万有引力定律并通过实验测量出引力常量

2.  在飞机飞越太平洋上空的过程中，如果保持飞行速度的大小和距离海平面的高度均不变，则下列说法中正确的是(    )

A. 飞机做的是匀速直线运动
B. 飞机做的是匀变速曲线运动
C. 飞机上的乘客对座椅的压力略大于地球对乘客的引力
D. 飞机上的乘客对座椅的压力略小于地球对乘客的引力

3.  如图所示，A、B是两个摩擦传动的靠背轮，A是主动轮，B是从动轮，它们的半径关系，a和b是轮边缘上的两个点，c点是A轮半径的中点，下列判断正确的是(    )

A.  B.  C.  D.

4.  如图所示，质量相同的A，B两小球用轻细线挂在同一点O。在同一水平面上做匀速圆周运动，则下列说法错误的是(    )

A. A的角速度一定与B的角速度相等 B. A的线速度一定比B的线速度大
C. A的加速度一定比B的加速度大 D. A的角速度一定比B的角速度大

5.  如图所示，水平桌面高度为H，从桌面上的A点将一质量为m的小球以初速度抛出，不计空气阻力，以A点所在的水平面为零势能面，小球可视为质点。当小球下落高度h到达B点时(    )

A. 小球的重力势能为 B. 小球的动能为
C. 小球的机械能为 D. 小球的机械能为

6.  高空“蹦极”是勇敢者的游戏。蹦极运动员将弹性长绳质量忽略不计的一端系在双脚上，另一端固定在高处的跳台上，运动员无初速地从跳台上落下。若不计空气阻力，则(    )

A. 弹性绳刚伸直时，运动员开始减速
B. 整个下落过程中，运动员的机械能一直在减小
C. 整个下落过程中，重力对运动员所做的功大于运动员克服弹性绳弹力所做的功
D. 从弹性绳从伸直到最低点的过程中，运动员的重力势能与弹性绳的弹性势能之和先减小后增大

7.  如图所示，在倾角为的光滑斜面上，劲度系数为的轻质弹簧一端连接在固定挡板C上，另一端连接一质量为1kg的小物体A，A静止在图中P点。现将A沿斜面向上拉至距P点10cm的Q点，由静止释放。已知重力加速度，弹簧始终未超过弹性限度。下列说法正确的是(    )

A. A回到P点时，速度为零 B. A回到P点时，弹簧的弹性势能最大
C. 弹簧恢复到原长时，A的速度最大 D. A的最大速度为

8.  一质量为2kg的物体静止于粗糙的水平地面上，在一水平外力F的作用下运动，如图甲所示。外力F对物体所做的功、物体克服摩擦力做的功W与物体位移x的关系如图乙所示，重力加速度g取。下列分析正确的是(    )

A. 物体运动的总位移为
B. 物体与地面之间的动摩擦因数为
C. 物体在前3m运动过程中的加速度为
D. 时，物体的速度为

9.  “亚洲一号”地球同步通讯卫星于1990年4月7日由长征三号运载火简从西昌卫星发射基地发射成功。“亚洲一号”通信卫星是中国承揽发射的第一颗外国商务卫星。关于地球同步卫星，下列说法正确的是(    )

A. 所有同步卫星的轨道平面和轨道半径都相同
B. 所有同步卫星的向心加速度大小都相同
C. “亚洲一号”卫星绕地球运行的角速度大于月球绕地球运行的角速度
D. “亚洲一号”卫星可以定位在北京的正上方，所以我国可以利用它进行电视转播

10.  如照所示，固定在水平地面上的斜面，高为h，将一质量为m的物体可视为质点无初速度在斜面顶端释放，滑到斜面底端时的速度大小为，g为当地的重力加速度。则在物体下滑的过程中，下列说法正确的是(    )

A. 物体的重力势能减少了mgh B. 斜面的支持力对物体做功为mgh
C. 合外力对物体做功为mgh D. 物体的机械能减少了

11.  如图所示，一条长的轻质细绳一端固定在O点，另一端连一质量的小球可视为质点，将细绳拉直至与竖直方向成由静止释放小球，已知小球第一次摆动到最低点时速度为。取，则(    )

A. 小球第一次摆动到最低点时细绳对小球的拉力大小为38N
B. 小球第一次摆动到最低点时，重力对小球做功的功率为60W
C. 小球从释放到第一次摆动到最低点的过程中损失的机械能为1J
D. 小球从释放到第一次摆动到最低点的过程中重力做功为19J

12.  某物体在外力F的作用下竖直向上运动，其动能随上升高度h的变化关系如图所示，不计空气阻力，下列说法正确的是(    )

A. 的过程中，外力F保持不变
B. 的过程中，外力F逐渐增大
C. 的过程中，物体的机械能守恒
D. 的过程中，合外力对物体做功为0
 

13.  “频闪摄影”是研究物体运动的一种常见而有效的方法，“频闪摄影”的重要特点在于照相机总是每隔一定的时间就对运动物体拍摄一次，因此拍摄到物体的图像是不连续的，但是我们能够从这些不连续的图像中发现揭示物体运动的规律。一同学受此启发，利用实验室设备配合频闪摄像机设计了如下实验，来探究“平抛运动的规律”。实验步骤如下：

如图甲所示安装好实验装置，为便于观察，该同学将两个颜色不同，其他完全相同的实心金属小球放置在实验装置上，调整A、B球的高度，使两个小球重心在同一高度上。
调整频闪摄像机位置，将频闪摄像机正对实验装置甲所在的位置，并打开摄像功能。
用小木槌敲击弹片，让A、B两个小球同时开始运动，直至落在实验台上。
通过频闪摄像机连接打印机进行打印，得到如图乙所示的图像，图像与实物比例为1：5。
在图乙中沿水平方向和竖直方向建立坐标系坐标系图中未画出，选择A球的三个影像C、D、E进行测量，得到，，。
下列说法正确的是______。
A.该实验能说明平抛运动在竖直方向的分运动为自由落体运动
B.该实验不能说明小球在水平方向做匀速直线运动
C.提升两球所处平台的高度，对探究平抛运动的规律没有影响
D.该实验中小球可以用任意材质的小球代替
通过测量数据可知，该频闪摄像机的拍照时间间隔为______ s，小球A抛出时的初速度为______；物体经过D点时速度为______。取

14.  某同学利用竖直上抛小球的频闪照片验证机械能守恒定律．频闪仪每隔闪光一次，图中所标数据为实际距离，该同学通过计算得到不同时刻的速度如下表当地重力加速度取，小球质量，结果保留三位有效数字：

由频闪照片上的数据计算时刻小球的速度______；
从 到时间内，重力势能增量______J，动能减少量______J；
在误差允许的范围内，若与近似相等，从而验证了机械能守恒定律．由上述计算得______ 选填“>”、“<”或“=”，造成这种结果的主要原因是______.

15.  2021年5月15日7时18分，“天问一号”火星探测器成功着陆于火星乌托邦平原南部预选着陆区，我国成为第二个成功着陆火星的国家。若“天问一号”火星探测器被火星捕获后，环绕火星做“近火”匀速圆周运动N圈，用时为t。已知火星的半径为R，引力常量为G，求：
火星的质量M；
火星表面的重力加速度g。

16.  某兴趣小组对一辆遥控玩具小车的性能进行研究。他们让这辆小车在水平的直轨道上由静止开始运动，2s末小车达到最大功率，并在以后的运动中保持最大功率不变。传感器将小车运动的图象描绘下来，如图所示。己知在小车运动的过程中，小车电动机的最大功率为9w，小车的质量为，可认为在整个运动过程中小车所受到的阻力大小不变。求：
小车所受到的阻力大小；
小车的速度大小为时，小车的加速度大小；
在的时间内小车位移大小。

17.  如图所示，一段光滑圆弧轨道CD右端连接一长木板，一起固定在水平面上。有一个可视为质点的质量为的小物块，从光滑平台上的A点以的初速度水平抛出，到达C点时，恰好沿C点的切线方向进入圆弧轨道，最后小物块滑上长木板。已知木板上表面与圆弧轨道末端切线相平，小物块与长木板间的动摩擦因数，圆弧轨道的半径为，C点和圆弧的圆心连线与竖直方向的夹角为。不计空气阻力，，，求：
两点的高度差；
小物块到达圆弧轨道末端D点时对轨道的压力大小；
要使小物块不滑出长木板，木板的最小长度。

18.  如图所示，半径为的光滑圆弧支架竖直放置，圆心角，支架的底部CD水平，离地面足够高，圆心O在C点的正上方，右侧边缘P点固定一个光滑小轮滑轮大小不计，可视为质点的小球A、B系在长为的跨过小轮的轻绳两端，两球的质量分别为、。将A球从紧靠小轮P处由静止释放，不计空气阻力，取CD面为零势能面，g取。
求释放前系统的重力势能；
求A球运动到C点时的速度大小；
若A球运动到C点时轻绳突然断裂，从此时开始，需经过多长时间t两球重力的功率大小相等。计算结果可用根式表示

答案和解析

1.【答案】B 

【解析】解：A、牛顿发现的万有引力定律，故A错误；
BD、牛顿发现了万有引力定律，卡文迪许通过实验测量并通过精确的计算得出万有引力常量，故B正确，D错误；
C、开普勒提出行星运动规律，牛顿发现了万有引力定律，故C错误。
故选：B。
明确万有引力发现历程，根据物理学史和常识解答，记住著名物理学家的主要贡献即可。
本题考查物理学史，是常识性问题，对于物理学上重大发现、发明、著名理论要加强记忆，这也是考试内容之一。
 

2.【答案】D 

【解析】解：AB、地球是圆形的，由飞机在飞越太平洋上空的过程中，做匀速圆周运动，故AB错误；
CD、对人受力分析，，所以飞机上的乘客对座椅的压力略小于重力，故C错误，D正确；
故选：D。
地球是圆形的，由飞越太平洋上空的过程中，做匀速圆周运动，合力提供向心力，对乘客进行受力分析即可判断。
解决本题的关键知道地球是圆形的，由飞机在飞越太平洋上空的过程中，做匀速圆周运动，以及知道圆周运动向心力的来源，运用牛顿第二定律进行求解。
 

3.【答案】D 

【解析】解：ABD、由于A、B两轮之间通过摩擦传动，故A、B两轮的边缘的线速度大小相同，即：，根据公式：，可得：：：2，又因为a、c同轴转动，角速度相同，即：，又根据可知，，故AB错误，D正确；
C、根据可知，，故C错误；
故选：D。
A、B两轮之间是摩擦传动，即两轮边缘的线速度大小相等，即；a、c两点同轴转动角速度相等，利用即可求解。
本题考查匀变速直线运动中线速度、角速度周期、转速间的关系，明确摩擦传动特点是轮子边缘的线速度大小相等；同一个轮子上各点的角速度大小相等；灵活应用线速度大小与角速度的关系。
 

4.【答案】D 

【解析】解：设悬线长为L，悬线与竖直方向的夹角为，根据得，加速度，线速度，角速度，A球细线与竖直方向的夹角较大，则A的加速度比B球的加速度大，两球相等，则两球的角速度相等，A球的轨道半径较大，细线与竖直方向的夹角较大，则线速度较大，故ABC正确，D错误；
本题选择错误的，故选：D。
小球受重力和拉力两个力作用，靠两个力的合力提供向心力，根据牛顿第二定律得出线速度、角速度、加速度的表达式，从而比较大小。
解决本题的关键知道小球做圆周运动向心力的来源，结合牛顿第二定律得出线速度、角速度、加速度的表达式是关键。
 

5.【答案】B 

【解析】解：根据题意可知，以A点所在的水平面为零势能面。
A、当小球下落高度h到达B点时，小球的重力势能为，故A错误；
B、根据机械能守恒定律可得：，解得小球的动能为：，故B正确；
CD、下落过程中，小球的机械能守恒，根据机械能守恒定律可得小球的机械能为：，故CD错误。
故选：B。
根据重力做功与重力势能的变化关系进行解答；根据机械能守恒定律求解小球的动能和小球在B点的机械能。
本题主要是考查机械能守恒定律，解答此类问题的关键是掌握机械能守恒定律的书写方法：①根据某一位置的动能与重力势能之和等于另一位置的动能与重力势能之和列方程；②根据系统重力势能的减少等于系统动能的增加列方程。
 

6.【答案】D 

【解析】解：弹性绳刚伸直到弹性绳弹力等于重力之前，重力大于弹性绳弹力，运动员都处于加速状态，故A错误；
B.运动员从跳台跳下到弹性绳刚伸直过程中，只受重力，运动员的机械能守恒，故B错误；
C.下落到最低点时，运动员速度为0，整个下落过程中重力对运动员所做的功等于运动员克服弹性绳弹力所做的功，故C错误；
D.从弹性绳从伸直到最低点的过程中，运动员和弹性绳组成的系机械能守恒，弹性绳从伸直到最低点的过程中，运动员先加速后减速到0，所以运动员的动能先增大后减小，则运动员的重力势能与弹性绳的弹性势能之和先减小后增大，故D正确。
故选：D。
速度是加速还是减速通过受力确定加速度来判定，机械能的变化弹力做的功，根据动能定理与机械能守恒定律即可确定。
本题重点考查对功能关系的深入理解，注意对机械能守恒条件的理解。本题还是有一定难度的。
 

7.【答案】D 

【解析】解：AC、开始小物体A静止在图中P点，则A在P点合力为0，即。当小物体A从Q点由静止释放后，A沿斜面向下做加速运动，接触弹簧后，加速度减小，回到P点时，合力为0，加速度为0，速度最大，故AC错误；
B、小物体A回到P点时速度沿斜面向下最大，会继续压缩弹簧，因此A回到P点时，弹簧的弹性势能不是最大，故B错误；
D、A回到P点时，速度最大，设最大速度为v。小物体A从Q点由静止到回到P点，根据A和弹簧的系统机械能守恒有：，其中，联立解得：，故D正确。
故选：D。
分析物体A的受力情况，判断其运动情况，确定AA回到P点时速度大小。根据形变量的大小判断弹簧弹性势能的大小。根据系统的机械能守恒求A的最大速度。
本题解题的关键是根据物体的受力分析判断运动情况，知道物体的加速度为零时速度最大，利用系统机械能守恒求最大速度。
 

8.【答案】A 

【解析】解：AB、摩擦力大小始终不变，所以图乙中直线为摩擦力做功与位移的关系，物体克服摩擦力做功，图象的斜率，代入数据解得：，由图乙所示可知，整个过程克服摩擦力做的，代入数据解得，物体运动的最大位移：，故A正确，B错误；
C、外力F做的功，由图示图象可知，前3m内，拉力大小，对物体，由牛顿第二定律得：，代入数据解得，加速度大小：，故C错误；
D、由图乙所示图象可知，时，外力做功，对物体，由动能定理得：，代入数据解得：，故D错误。
故选：A。
物体运动过程所受摩擦力大小不变，乙图中的下面一条直线为摩擦力做功的图象；结合斜率求出摩擦力大小、动摩擦因数和外力F大小，从而求出加速度大小；再由动能定理求解时的速度大小。
本题综合考查动能定理、图象以及牛顿第二定律的应用等，解题的关键在于对图象的认识，对于图象类的题目，主要是要理解横纵坐标的含义，斜率的含义，然后再结合动能定理求解。
 

9.【答案】ABC 

【解析】解：AB、地球同步卫星相对于地球上的某位置相对静止，它的特点有这样几个方面：
轨道平面一定：轨道平面和赤道平面重合。
周期一定：与地球自转周期相同，即为：…①
高度一定：距离地面的距离一定。
又向心加速度的大小为：
故AB正确；
C、月球绕地球运行的周期大约为27天…②
根据做圆周运动时有：…③
综合①②③，得“亚洲一号”卫星绕地球运行的角速度大于月球绕地球运行的角速度，故C正确；
D、“亚洲一号”卫星的轨道必须在赤道平面的上空，不可能在北京的正上方，故D错误；
故选：ABC。
利用地球同步卫星的特点可判断半径、向心加速度和角速度关系。
本题考查地球同步卫星，关键是熟记地球同步卫星的几个特点。要注意同步卫星的轨道半径一样，但质量可能不同。
 

10.【答案】AD 

【解析】解：因重力势能的减小量为：动能的增量为：，则机械能减小量为：
A、物体的重力势能减少了mgh，故A正确
B、斜面的支持力对物体做功为0，故B错误
C、合外力对物体做功为W，有：，故C错误
D、机械能减小，故D正确
故选：AD。
运动过程重力势能的减小量为mgh，动能的增量为分析二者的大小关系确定各能量的变化。
理解功能关系时应注意重力做功等于重力势能的变化量，阻力做功等于机械能的改变量，而合力外力做功等于动能的变化量。
 

11.【答案】AC 

【解析】解：小球第一次摆动到最低点时细绳对小球的拉力大小为，故A正确；
B.小球第一次摆动到最低点时，速度方向水平向左，重力方向竖直向下，则重力对小球做功的功率为，故B错误；
C.取最低点所在的平面为零势能面，则小球从释放到第一次摆动到最低点的过程中损失的机械能为，代入数据额解得，故C正确；
D.小球从释放到第一次摆动到最低点的过程中重力做功为，代入数据解得，故D错误。
故选：AC。
小球摆动到最低点时，由牛顿第二定律求细线的拉力，由求重力功率；先由求重力做功，再由动能定理求到达最低点过程中阻力做功得到机械能的损失。
本题考查动能定理和牛顿第二定律综合的应用，要知道动能定理和向心力的关联点是最低点的速度。要知道阻力对小球做的功等于小球的机械能变化。
 

12.【答案】AD 

【解析】解：物体上升过程根据动能定理有，整理得：；
由图象可知的过程中图线斜率不变，因此外力F保持不变，故A正确，B错误；
的过程中，随着高度的增加，动能不变，则合外力对物体做功为0，即重力做功与F做功相等，机械能不守恒，故C错误，D正确。
故选：AD。
物体上升过程根据动能定理得到表达式，结合图象进行分析；的过程中，动能不变，则合外力对物体做功为0，根据机械能守恒定律的守恒条件分析机械能是否守恒。
本题考查了动能与高度的变化图象；关键是能够根据动能定理推导的关系式，根据图线的斜率进行分析。
 

13.【答案】； ；；。 

【解析】

【分析】
在实验中，观察两球在同一帧照片中的位置关系，可以确定小球在竖直和水平方向的分运动；提升高度对实验没有影响；小球应用质量大密度大的金属球较恰当；
平抛运动竖直方向是自由落体运动，对于竖直方向根据求出时间单位T，对于水平方向由公式求出初速度。
对于平抛运动问题，一定明确其水平和竖直方向运动特点，尤其是在竖直方向熟练应用匀变速直线运动的规律和推论解题。
解决本题的关键知道平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上做自由落体运动。

【解答】
、从频闪照片来看，同一幅照片中，两个球在同一竖直高度，所以可以说明平抛运动的竖直分运动是自由落体运动，故A正确；
B、从频闪照片来看，在任意相邻幅照片中，平抛小球的水平位移均相等，可以说明平抛运动在水平方向上说明是匀速直线运动，故B错误；
C、把两个小球提升高度，只是把整个幅照片向上平移，并不影响研究平抛运动，故C正确；
D、为减小阻力，一般采用密度大质量大的金属球来做实验，故D错误。
故选：AC；
由于闪光间隔时间相等，设为T，根据匀变速直线运动的推论，注意比例尺是1：5，可以求得闪光时间间隔，
平抛的初速度，
先求D点的竖直速度，
所以D点速度。
故答案为：； ；；。  

14.【答案】；；；<；存在空气阻力 

【解析】解：在匀变速直线运动中，中间时刻的瞬时速度等于该过程中的平均速度，所以有：

故答案为：
根据重力做功和重力势能的关系有：


故答案为：，
由于纸带和打点计时器的摩擦以及空气阻力的存在，导致动能减小量没有全部转化为重力势能，因此
故答案为：<，存在空气阻力．
在匀变速直线运动中，中间时刻的瞬时速度等于该过程中的平均速度，据此可以求时刻的速度大小；
根据重力做功和重力势能之间的关系可以求出重力势能的减小量，根据起末点的速度可以求出动能的增加量．
由于纸带和打点计时器的摩擦以及空气阻力的存在，导致动能的减小量没有全部转化为重力势能．
本题考查了验证机械能守恒定律中的数据处理方法，以及有关误差分析，尤其是误差分析是难点，要学会根据可能产生误差的原因进行分析．
 

15.【答案】解：“天问一号”火星探测器做圆周运动的周期

根据万有引力提供向心力，则有

联立解得
在火星表面万有引力等于重力，有

解得
答：火星的质量M为；
火星表面的重力加速度g为。 

【解析】火星探测器在火星表面做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，即可求解火星质量。
根据火星表面上质量为m的物体受到的万有引力和重力相等，即可求解火星表面的重力加速度。
此题考查了万有引力定律及其应用，明确探测器的运动性质和动力学条件，然后根据万有引力等于向心力列式求解火星质量，同时注意火星表面上质量的物体受到的万有引力和重力相等求解火星表面的重力加速度。
 

16.【答案】解：由图象知，小车在12s末达到最大速度，此时小车的牵引力与阻力平衡，即：

可得小车所受阻力；
由题意小车2s末达到最大功率，故当小车速度为时，对应的牵引力：

对小车受力分析根据牛顿第二定律有：

可得小车的加速度
速度图象与时间轴的“面积”的数值等于物体位移大小：
内，
内，根据动能定理有：


则在的时间内小车位移大小
答：小车所受到的阻力大小为；
小车的速度大小为时，小车的加速度大小为；
在的时间内小车位移大小为54m。 

【解析】小车速度最大时牵引力与阻力平衡，小车的功率，由小车的最大功率和图中的最大速度求得阻力的大小；
根据求得小车在时的牵引力，再根据牛顿第二定律求得小车的加速度a；
前2秒位移根据运动学公式求解，2s到10s为变加速过程，其位移可以由动能定理求解。
本题关键分析清楚小车各段的运动规律以及力的变化情况，结合牛顿第二定律和动能定理求解。
 

17.【答案】解：小物块从A到C过程做平抛运动，设小物块到达在C点的速度大小为，如图所示，

小物块到达C点的速度大小
竖直方向分速度为
小物块在竖直方向做自由落体运动，AC两点的高度差；
小物块由C到D的过程中，由动能定理：

代入数据解得：
小物块在D点时，由牛顿第二定律得：
代入数据得：
由牛顿第三定律可知，小物块在D点时对轨道的压力大小为
要使小物块不滑出长木板，设木板的最小长度为L，由动能定理得：
代入数据解得：。 

【解析】小物块从A到C过程做平抛运动，求出小球到达C点时的速度与竖直分速度，然后求出AC两点的高度差。
小物块从C到D过程，应用动能定理求出到达D点的速度大小，应用牛顿第二定律求出轨道对小物块的支持力，然后应用牛顿第三定律求出对轨道的压力。
应用动能定理求出木板的最小长度
本题综合考查了动能定理、牛顿第二定律等知识的应用，综合性较强，关键理清物块的运动过程，选择合适的规律进行求解。
 

18.【答案】解：取CD面为零势能面，A球距离零势能面的高度：
B球在零势能面以下的距离：
所以系统的重力势能：
解得：；
由题意可知，A、B组成的系统机械能守恒，有：
在C点进行速度的合成与分解，如图所示，根据几何关系，有：
联立解得：；
轻绳断裂后，A球做平抛运动，B球做竖直上抛运动，B球上抛初速度：
设经过时间t两球重力的功率大小相等，则：
根据速度-时间关系可得：、
联立解得：。
答：释放前系统的重力势能为；
球运动到C点时的速度大小为；
需经过两球重力的功率大小相等。 

【解析】取CD面为零势能面，根据重力势能的计算公式求解系统的重力势能；
、B组成的系统机械能守恒，根据机械能守恒定律、运动的合成与分解进行解答；
根据功率计算公式结合速度-时间关系进行解答。
本题主要是考查机械能守恒定律，解答此类问题的关键是掌握机械能守恒定律的书写方法：①根据某一位置的动能与重力势能之和等于另一位置的动能与重力势能之和列方程；②根据系统重力势能的减少等于系统动能的增加列方程。