江苏省连云港市赣榆区智贤中学2019-2020学年高一（下）5月物理试题（解析版）

2019-2020 学年度第二学期高一年级物理月考试题 一、单项选择题 1.如图所示，一块可升降白板沿墙壁竖直向上做匀速运动，某同学用画笔在白板上画线，画笔相对于墙壁从 静止开始水平向右先匀加速，后匀减速直到停止．取水平向右为 x 轴正方向，竖直向下为 y 轴正方向，则 画笔在白板上画出的轨迹可能为(　　) A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【分析】 找出画笔竖直方向和水平方向的运动规律，然后利用运动的合成与分解进行求解即可； 【详解】由题可知，画笔相对白板竖直方向向下做匀速运动，水平方向先向右做匀加速运动，根据运动的 合成和分解可知此时画笔做曲线运动，由于合力向右，则曲线向右弯曲，然后水平方向向右减速运动，同 理可知轨迹仍为曲线运动，由于合力向左，则曲线向左弯曲，故选项 D 正确，ABC 错误． 【点睛】本题考查的是运动的合成与分解，同时注意曲线运动的条件，质点合力的方向大约指向曲线的凹 侧． 2.牛顿在思考万有引力定律时就曾想，把物体从高山上水平抛出，速度一次比一次大， 落点一次比一次 远．如果速度足够大，物体就不再落回地面，它将绕地球运动，成为人造地球卫星．如图所示是牛顿设想 的一颗卫星，它沿椭圆轨道运动．下列说法正确的是 A. 地球的球心与椭圆的中心重合 B. 卫星在近地点的速率小于在远地点的速率 C. 卫星在远地点的加速度小于在近地点的加速度 D. 卫星与椭圆中心的连线在相等的时间内扫过相等的面积 【答案】C 【解析】 根据开普勒定律可知，地球的球心应与椭圆的一个焦点重合，故 A 错误；卫星在近地点时的速率要大于在 远地点的速率，故 B 错误；根据万有引力定律 ，得 ，故卫星在远地点的加速度一定 小于在近地点的加速度，故 C 正确；根据开普勒第二定律可知，卫星与地球中心的连线在相等的时间内扫 过相等的面积，而与椭圆中心的连线不能保证面积相同，故 D 错误；故选 C． 3.美国火星探测器“洞察”号于 2018 年 11 月 27 日成功登陆火星，已知火星与地球绕太阳公转的轨道半径之 比为 3︰2，火星与地球的质量之比为 1︰10，火星与地球的半径之比为 1︰2，则 A. 火星绕太阳的公转周期小于 1 年 B. “洞察”号减速下降登陆火星的过程中处于失重状态 C. 火星绕太阳公转的向心加速度比地球小 D. 地球和太阳 连线与火星和太阳的连线在相等时间内扫过的面积相等 【答案】C 【解析】 【分析】 研究火星和地球绕太阳公转，根据万有引力提供向心力，列出等式再去进行比较．根据万有引力等于重力 表示出重力加速度，再去进行比较． 【详解】A 项：研究火星和地球绕太阳公转，根据万有引力提供向心力得出： ，得： ，M 为太阳的质量，r 为轨道半径．火星的轨道半径大于地球的轨道半径，通过 T 的表达式 发现公转轨道半径大的周期长，即火星公转的周期比地球的长即大于 1 年，故 A 错误； B 项：“洞察”号减速下降登陆火星的过程中具有向上的加速度，所以处于超重状态，故 B 错误； C 项：研究火星和地球绕太阳公转，根据万有引力提供向心力得出： ，得： M 为太 阳的质量，r 为轨道半径．火星的轨道半径大于地球的轨道半径，通过 a 的表达式发现公转轨道半径大的向 心加速度小，即火星公转的向心加速度比地球公转的向心加速度小，故 C 正确； D 项：对同一个行星而言，太阳行星的连线在相同时间内扫过的面积相等，故 D 错误． 故选 C． 【点睛】要比较一个物理量大小，我们应该把这个物理量先表示出来，在进行比较．向心力的公式选取要 的 2 MmG mar = 2 Ma G r = 2 2 2 4MmG mrr T π= 3 2 rT GM π= 2 MmG mar = 2 GMa r = 根据题目提供的已知物理量或所求解的物理量选取应用． 4.把质量为 m 小球(可看做质点)放在竖直的轻质弹簧上，并把小球下按到 A 的位置，如图甲所示。迅速松 手后，弹簧把小球弹起，球升至最高位置 C 点(图丙)，途中经过位置 B 时弹簧正好处于自由状态(图乙)。已 知 A、B 的高度差为 h1，B、C 的高度差为 h2，重力加速度为 g，不计空气阻力。则(　　) A. 小球从 A 上升到 B 位置的过程中，动能增大 B.小球从 A 上升到 C 位置的过程中，机械能一直增大 C. 小球在图甲中位置时，弹簧的弹性势能为 mg(h2＋h1) D. 小球在图甲中位置时，弹簧的弹性势能为 mgh2 【答案】C 【解析】 【详解】A．小球从 A 上升到 B 位置的过程中，先加速，当弹簧的弹力为 kΔx=mg 时，合力为零，加速度减 小到零，速度达到最大，之后小球继续上升，弹簧弹力小于重力，小球做减速运动，故小球从 A 上升到 B 的过程中，动能先增大后减小，故 A 不符合题意； B．小球与弹簧组成的系统机械能守恒，从 A 到 B 过程中，弹簧弹性势能减小，小球的机械能增加，离开 B 继续上升到 C 的过程小球机械能不变，故 B 不符合题意； CD．根据系统机械能守恒可知，小球在图甲中位置时，弹簧的弹性势能等于小球由 A 到 C 位置时增加的重 力势能为 mg(h2＋h1)，故 C 符合题意，D 不符合题意。 故选 C。 5.乘坐如图所示游乐园的过山车时，质量为 m 的人随车在竖直平面内沿圆周轨道运动.下列说法正确的是（ ） A. 车在最高点时人处于倒坐状态，全靠保险带拉住，若没有保险带，人一定会掉下去 B. 人在最高点时对座位仍可能产生压力，但压力一定小于 mg 的 C. 人在最高点和最低点时的向心加速度大小相等 D. 人在最低点时对座位的压力大于 mg 【答案】D 【解析】 【详解】A. 当人与保险带间恰好没有作用力，由重力提供向心力时， ， 则临界速度为 v0= ， 当速度 v⩾ 时，没有保险带，人也不会掉下来。故 A 错误； B. 当人在最高点的速度 v> ，人对座位就产生压力。以人为研究对象，根据牛顿第二定律得： mg+N= ， 得： N= −mg， 座位对人作用力与速度 v 有关，当 v> 时，N>mg，则座位对人的压力将大于 mg，故 B 错误； C. 人在最高点和最低点速度大小不等，根据向心加速度公式 可知，人在最高点和最低点时的向心加速度大小不相等，故 C 错误； D. 人在最低点时，加速度方向竖直向上，根据牛顿第二定律分析可知，人处于超重状态，人对座位的压力 大于 mg，故 D 正确。 故选：D。 6.如图所示，一个圆盘绕过圆心 O 且与盘面垂直的竖直轴匀速转动角速度为 ，盘面上有一质量为 m 的物 块随圆盘一起做匀速圆周运动，已知物块到转轴的距离为 r，下列说法正确的是（ ） 2 0vmg m R = gR gR gR 2vm R 2vm R 2gR 2va R = ω A. 物块受重力、弹力、向心力作用，合力大小为 m 2r B. 物块受重力、弹力、摩擦力、向心力作用，合力大小为 m 2r C. 物块受重力、弹力、摩擦力作用，合力大小为 m 2r D. 物块只受重力、弹力作用，合力大小为零 【答案】C 【解析】 【详解】对物体进行受力分析可知物体受重力、圆盘对它的支持力及摩擦力作用。 物体所受的合力等于摩擦力，合力提供向心力。根据牛顿第二定律有： 选项 ABD 错误，C 正确。 故选 C。 二、多项选择题 7.如图所示，物块 P 置于水平转盘上随转盘一起运动，图中 c 方向沿半径指向圆心，a 方向与 c 方向垂直。 当转盘逆时针转动时，下列说法不正确的是（　　） A. 当转盘匀速转动时，P 所受摩擦力方向为 b B. 当转盘匀速转动时，P 不受转盘 摩擦力 C. 当转盘加速转动时，P 所受摩擦力方向可能为 a D. 当转盘减速转动时，P 所受摩擦力方向可能为 d 【答案】ABC 【解析】 【详解】A B．圆盘匀速转动时，重力和支持力平衡，合外力（摩擦力）提供圆周运动向心力，故摩擦力方 向指向圆心 O 点。则 AB 错误，符合题意； 的 ω ω ω 2F f m rω= =合 C．当转盘加速转动时，物块 P 做加速圆周运动，不仅有沿 c 方向指向圆心的向心力，还有指向 a 方向的切 向力，使线速度大小增大，两方向的合力即摩擦力可能指向 b，故 C 错误，符合题意； D．当转盘减速转动时，物块 P 做减速圆周运动，不仅有沿 c 方向指向圆心的向心力，还有指向 a 相反方向 的切向力，使线速度大小减小，两方向的合力即摩擦力可能指向 d，故 D 正确，不符合题意。 故选 ABC。 8.欧洲天文学家 4 月 6 日宣布，人类首次发现一颗体积与地球不相上下的行星拥有大气层．该行星距离地球 约 39 光年，质量相当于 1.6 个地球，半径相当于 1.4 个地球. 若已知引力常量、地球表面的重力加速度和地 球半径，可求出该行星的(　　) A 质量 B. 表面的重力加速度 C. 第一宇宙速度 D. 同步卫星的高度 【答案】ABC 【解析】 A 项：对于地球：通过 可求的地球的质量 M，又行星的质量相当于 1.6 个地球，所以可求出行 星的质量，故 A 正确； B 项：由公式 得， ， ，故 B 正确； C 项：由公式 ，所以可求出行星的第一宇宙速度，故 C 正确； D 项：由于不能求出行星的同步卫星的周期，所以不能求出同步卫星的高度，故 D 错误． 9.运动员在同位置一分别沿与地面成 30°和 60°的方向踢出一只橄榄球，两次球落在同一地点，运动轨迹如 图所示，不计空气阻力，则橄榄球 A. 两次运动位移相等 B. 沿轨迹①运动时间长 . 2 MmG mgR = 2 MmG mgR = 2 GMg R = 2 2 2 1 1.4= =1.6 1 Rg M g M R × ×行地 地 行 行 地 1 GMv R = 行 行 C. 在最高点时沿轨迹②运动速度小 D. 两次最高点位置一定在同一直线上 【答案】ABD 【解析】 【详解】A.两次球从同一地点出发落在同一地点，则两次运动位移相等，故 A 正确． B.两次球都做斜抛运动，竖直方向做竖直上抛运动，设下落的时间为 t，最大高度为 h，则有： 得： 可知球沿轨迹①下落的时间长，而上升与下落时间相等，所以沿轨迹①运动的总时间长，故 B 正确． C.球水平方向做匀速直线运动，则有： 得水平分速度： 水平分位移 x 相等，球沿轨迹①运动时间长，则球沿轨迹①的水平分速度小，在最高点时的速度小，故 C 错误． D.两次球都做斜抛运动，轨迹都抛物线，根据对称性知，两次最高点位置一定在同一竖直线上，故 D 正 确． 10.有关圆周运动的基本模型，下列说法正确的是（　　） A. 如图 a，汽车通过拱桥的最高点处于超重状态 B. 如图 b 所示是一圆锥摆，增大 θ，若保持圆锥的高不变，则圆锥摆的角速度不变 C. 如图 c，同一小球在光滑而固定的圆锥筒内的 A、B 位置先后分别做匀速圆周运动，则在 A、B 两位置小 球的角速度及所受筒壁的支持力大小相等 D. 火车转弯超过规定速度行驶时，外轨对火车轮缘会有挤压作用 【答案】BD 【解析】 21 2h gt= 2ht g = xx v t= x xv t = 【详解】A．当汽车在拱桥顶端时，根据牛顿第二定律则有 可得 根据牛顿第三定律可得汽车通过拱桥的最高点处汽车对桥顶的压力小于重力，处于失重状态，故 A 错误； B．球受到重力和绳的拉力作用，二者合力提供向心力，向心力大小为 小球做圆周运动的半径为 由牛顿第二定律得 联立可得角速度 知保持圆锥摆的高度不变，则角速度不变，故 B 正确； C．设支持力与竖直方向的夹角为 ，则支持力的大小 则有 由牛顿第二定律得 可得角速度 由于 ，所以可得 2 N vmg F m R − = 2 N vF mg m mgR = − < tanθnF mg= tanθR h= 2tanθ tanθmg m hω= g h ω = α cosα mgN = A BN N= 2sinθN m rω= tanαg r ω = A Br r> A B ω ω