2021-2022学年上海市徐汇中学高一（下）月考物理试卷（4月份）(含答案解析)

2021-2022学年上海市徐汇中学高一（下）月考物理试卷（4月份）

1.  关于做匀速圆周运动的物体，下列说法中正确的是(    )

A. 线速度不变 B. 向心加速度不变 C. 周期不变 D. 运动状态不变

2.  关于万有引力定律，下列说法正确的是(    )

A. 牛顿提出了万有引力定律，并测定了引力常量的数值
B. 万有引力定律只适用于天体之间
C. 万有引力的发现，揭示了自然界一种基本相互作用的规律
D. 地球绕太阳在椭圆轨道上运行，在近日点和远日点受到太阳的万有引力大小是相同的

3.  2019年赛历出炉，中国将成第1000场大奖赛举办地，假如赛车在弯道上高速行驶，突然后轮脱离赛车，关于脱离赛车后的车轮的运动情况，以下说法正确的是(    )

A. 仍然沿着汽车行驶的弯道运动
B. 沿着与弯道垂直的方向飞出
C. 沿着脱离时轮子前进的方向做直线运动，离开弯道
D. 上述情况都有可能

4.  如图所示，一球体绕轴以角速度旋转，A、B为球体上两点．下列说法中正确的(    )
 

A. A、B两点具有相同的角速度 B. A、B两点具有相同的线速度
C. A、B两点具有相同的向心加速度 D. A、B两点的向心加速度方向都指向球心

5.  春节期间人们放飞孔明灯表达对新年的祝福，如图所示，孔明灯在竖直Oy方向做匀加速运动，在水平Ox方向做匀速运动，孔明灯的运动轨迹可能为(    )
 

A. 直线OA B. 直线OB C. 曲线OC D. 曲线OD

6.  下列速率-时间图象中，图线Ⅰ、Ⅱ分别表示物体以初速度做平抛运动时，水平方向和竖直方向的两个分运动情况，其中正确的是(    )

A.  B.
C.  D.

7.  如图所示，在同一竖直面内，小球a、b从高度不同的两点，分别以初速度和沿水平方向抛出，经过时间和后落到与两抛出点水平距离相等的p点，若不计空气的阻力，下列关系式正确的是(    )

A.    B.    C.    D.   

8.  自行车结构图如图所示，大齿轮和小齿轮通过链条相连，小齿轮与后轮同轴，某同学用力踩脚蹬使自行车加速行驶，该过程中，下列说法正确的是(    )

A. 后轮边缘线速度等于大齿轮边缘线速度 B. 大齿轮边缘线速度大于小齿轮边缘线速度
C. 后轮角速度等于小齿轮角速度 D. 小齿轮角速度等于大齿轮角速度

9.  如图所示，有一皮带传动装置，A、B、C三点到各自转轴的距离分别为、、，已知，若在传动过程中，皮带不打滑。则(    )

A. A点与C点的角速度大小相等 B. A点与C点的线速度相同
C. B点与C点的角速度大小之比为2：1 D. B点与C点的向心加速度大小之比为1：4

10.  如图所示，在匀速转动的圆筒内壁上，有一物体随圆筒一起转动而未滑动，当圆筒角速度增大时，下列说法中正确的是(    )

A. 物体所受弹力增大，摩擦力不变
B. 物体所受弹力增大，摩擦力减小
C. 物体所受弹力增大，摩擦力也增大
D. 物体所受弹力和摩擦力都减小

11.  自1957年前苏联第一颗人造卫星上天后，迄今人类向太空发射的航天器已经超过4000枚．它们进入轨道后，有的因失去时效而报废，有的因出现故障而失灵，但都仍旧在太空漫游，形成了大量的太空垃圾．在太阳活动期，地球大气会受太阳风的影响而扩张而使一些在大气层外绕地球飞行的太空垃圾被大气包围，而开始向地面下落。大部分太空垃圾在落地前已经燃烧成灰烬，但体积较大的太空垃圾则会落到地面上，对人类造成危害。太空垃圾下落的原因是(    )

A. 大气的扩张使垃圾受到的万有引力增大而导致下落
B. 太空垃圾在燃烧过程中质量不断减小，根据牛顿第二运动定律，向心加速度不断增大，由此导致下落
C. 太空垃圾在大气阻力作用下速度减小，做圆运动所需的向心力将小于实际的万有引力，过大的万有引力将垃圾拉向了地面
D. 太空垃圾的上表面受到的大气压力大于其下表面受到的大气压力，这种压力差将它推向地面

12.  在光滑水平面上运动的物体，受到水平恒力F作用后，沿曲线MN运动，速度方向改变了，如图所示，则此过程中，物体受到的恒力可能是(    )

A.  B.  C.  D.

13.  航天员王亚平在“天宮一号”飞船内进行了我国首次太空授课，演示了一些完全失重状态下的物理现象。若飞船质量为m，距地面高度为h，地球质量为M，半径为R，引力常量为G，则飞船所在处的重力加速度大小为(    )

A. 0 B.  C.  D.

14.  “飞车走壁”是一种传统的杂技艺术，演员骑车在倾角很大的桶面上做圆周运动而不掉下来。如图所示，已知桶壁的倾角为，车和人的总质量为m，做圆周运动的半径为r，若使演员骑车做圆周运动时不受桶壁的摩擦力，下列说法正确的是(    )

A. 桶面对车的弹力为 B. 桶面对车的弹力为
C. 人和车的速度为 D. 人和车的速度为

15.  如图所示，长为L的细绳一端固定，另一端系一质量为m的小球．给小球一个合适的初速度，小球便可在水平面内做匀速圆周运动，这样就构成了一个圆锥摆，设细绳与竖直方向的夹角为下列说法中正确的是(    )

A. 小球受重力、细绳的拉力和向心力作用 B. 细绳的拉力提供了向心力
C. 越大，小球运动的线速度越大 D. 越大，小球运动的周期越大

16.  如图所示是上海锦江乐园中的“摩天轮”，它高108m，直径为98m，每次可乘坐378人，每转一圈。摩天轮转动时，某一轿厢内坐有一位游客，则该游客随轮一起匀速转动的周期为______ s，线速度大小为______。

17.  汽车在水平地面上转弯时，是______力提供向心力，转弯时车速不能太快，当速度为v时，安全转弯的半径最小为R，若当转弯半径为4R时，该汽车安全转弯的最大速度为______ v。

18.  一艘轮船以一定的速度、船头垂直河岸向对岸行驶，河水匀速流动河道是直的，则若水流速度越大，则轮船渡河通过的路程______越大、越小、不变，所用时间______越长、越短、不变。

19.  某同学将弹珠平行于竖直墙面水平向右弹出，利用摄像机记录其运动过程，处理之后的运动轨迹如图所示。测得每块砖的高度为、长度为27cm，忽略空气阻力，重力加速度取，则弹珠从图中A点运动到B点所用时间为______ s，弹珠弹出时的水平初速度为______。
 

20.  一行星绕某恒星做圆周运动．由天文观测可得其运行的周期为T、线速度的大小为v，已知引力常量为G，求：
行星运动的轨道半径；
恒星的质量。

21.  我国滑雪运动员谷爱凌在备战2022年北京冬奥会期间的一次滑雪训练中，在滑雪道上获得一定的初速度后从跳台水平飞出，在空中飞行一段距离后着陆。如图所示，从O点水平飞出，经落到斜坡上的A点。已知O点是斜坡的起点，斜坡与水平面的夹角，不计空气阻力。取，，，求：
点与A点的高度差和OA距离L；
谷爱凌刚要离开O点时的速度大小；
谷爱凌何时离斜面最远。

22.  如图所示，AB为竖直半圆轨道的竖直直径，轨道半径，轨道B端与水平面相切，质量的光滑小球从水平面以初速度向B滑动，取
若，求小球经轨道最低点B瞬间对轨道的压力为多少？
若小球刚好能经过A点，则小球在A点的速度至少为多大？小球离开A点后在水平面的落点与B点的距离为多少？

答案和解析

1.【答案】C 

【解析】解：A、匀速圆周运动指速度大小不变的圆周运动，线速度的方向时刻在变，故A错误；
B、匀速圆周运动的向心加速度始终指向圆心，故向心加速度方向时刻在改变，故B错误；
C、匀速圆周运动的角速度是保持不变的，故C正确；
D、由于速度时刻在改变，故运动状态时刻改变，故D错误；
故选：C。
匀速圆周运动指速度大小不变的圆周运动，其周期和角速度都是不变的，但是线速度的方向不断改变，合外力指向圆心，大小不变，方向时刻变化。
解决本题的关键知道做匀速圆周运动的物体的线速度大小不变，方向时刻改变；角速度、周期和频率不变；向心加速度大小不变，方向始终指向圆心。
 

2.【答案】C 

【解析】A、牛顿提出了万有引力定律，而引力常量是由卡文迪许测定的，故A错误；
BC、万有引力定律适用于宇宙万物任意两个物体之间，是自然界一种基本相互作用的规律，故B错误，C正确；
D、根据万有引力公式可知，在近日点的距离比远日点的距离小，所以在近日点万有引力大，故D错误。
故选：C。
 

3.【答案】C 

【解析】解：赛车沿弯道行驶，任一时刻赛车上任何一点的速度方向都是赛车运动的曲线轨迹上对应点的切线方向。被甩出的后轮的速度方向就是甩出点轨迹的切线方向，所以脱离赛车后的车轮将沿着脱离时轮子前进的方向做直线运动，离开弯道，故C正确，ABD错误。
故选：C。
圆周运动的速度方向沿切线方向，脱离赛车后的车轮沿切线方向运动。
本题考查圆周运动，学生需深刻理解线速度的含义，综合解题。
 

4.【答案】A 

【解析】解：A、A、B两点共轴转动，角速度相等。故A正确。
B、因为A、B两点绕地轴转动，A的转动半径大于B点的转动半径，根据知，A的线速度大于B的线速度大小。故B错误。
C、根据知，角速度相等，A的转动半径大，则A点的向心加速度大于B点的向心加速度。故C错误。
D、A、B两点的向心加速度方向垂直指向地轴。故D错误。
故选：A。
A、B两点共轴转动，角速度相等，根据半径的大小，通过比较线速度的大小．向心加速度方向指向圆周运动的圆心，根据比较向心加速度大小．
解决本题的关键知道共轴转动，角速度相等，知道线速度与角速度、向心加速度的关系．
 

5.【答案】D 

【解析】解：孔明灯在竖直Oy方向做匀加速运动，则合外力沿Oy方向，在水平Ox方向做匀速运动，此方向上合力为零，所以合运动的加速度方向沿Oy方向，但合速度方向不沿Oy方向，孔明灯做曲线运动，结合合力指向轨迹内侧可知轨迹可能为OD，故D正确，ABC错误。
故选：D。
当合加速度的方向与合速度的方向在同一条直线上，物体做直线运动，当合速度的方向与合加速度的方向不在同一条直线上，物体做曲线运动，根据孔明灯在两个方向的运动情况得出合力与速度方向的关系，从而判断轨迹。
解决本题得关键知道在曲线运动中，合力大致指向轨迹凹的一向，会根据轨迹弯曲判断加速度的方向，也要会根据合力方向判断大致的轨迹。
 

6.【答案】C 

【解析】解：平抛运动水平方向做匀速直线运动，所以速度时间图象是平行于时间轴的直线，竖直方向做自由落体运动，是初速度为零的匀加速直线运动，所以速度时间图象是过原点的斜率直线，故C正确．
故选：C
平抛运动水平方向做匀速直线运动，竖直方向做自由落体运动，根据运动的特点判断速度时间图象即可．
本题主要考查了平抛运动的特点，知道平抛运动水平方向做匀速直线运动，竖直方向做自由落体运动，难度不大，属于基础题．
 

7.【答案】A 

【解析】两个小球都做平抛运动，竖直方向做自由落体运动，根据，解得：，因为，则；
根据，因为水平位移相等，，则，故A正确，BCD错误。
故选：A。
 

8.【答案】C 

【解析】解：AC、后轮边缘点与小齿轮边缘点为同轴转动，故角速度相等，由可知，后轮边缘线速度大于小齿轮边缘线速度，又大齿轮与小齿轮线速度相等，则后轮边缘线速度大于大齿轮边缘线速度，故A错误，C正确；
BD、大齿轮边缘点与小齿轮边缘点为齿轮传动，则大齿轮边缘线速度等于小齿轮边缘线速度，由于其半径不同，由可知，小齿轮和大齿轮角速度不相等，故BD错误。
故选：C。
本题在齿轮传动中考查线速度、角速度、半径等之间的关系，解决这类问题的关键是弄清哪些地方线速度相等，哪些位置角速度相等。
对于齿轮传动装置问题要把握两点，一是同一链条上线速度相等，二是同轴传动时角速度相等。
 

9.【答案】D 

【解析】解：点与C两点是轮子边缘上的点，靠皮带传动，两点的线速度大小相等，方向不同；而A点与C两点半径不等，所以角速度大小不相等，故AB错误；
C.A点与B点共轴转动，具有相同的角速度，即
A、C两点线速度大小相等，根据，，所以
所以B点与C点的角速度大小之比为1：2，故C错误；
D.因为，B点与C点的角速度大小之比为1：2，根据向心加速度公式可知B点与C点的向心加速度大小之比为1：4，故D正确。
故选：D。
同轴转动，角速度相同，同带转动，线速度相等，结合公式判断各选项。
本题考查圆周运动，学生需结合线速度与角速度的关系综合解题。
 

10.【答案】A 

【解析】解：物体做匀速圆周运动，合力指向圆心，
对物体受力分析，受重力、向上的静摩擦力、指向圆心的支持力，如图
其中重力G与静摩擦力f平衡，与物体的角速度无关；
支持力N提供向心力，所以当圆筒的角速度增大以后，向心力变大，物体所受弹力N增大。
故选：A。
做匀速圆周运动的物体合力等于向心力，向心力可以由重力、弹力、摩擦力中的任意一种力来提供，也可以由几种力的合力提供，还可以由某一种力的分力提供；
本题中物体做匀速圆周运动，合力指向圆心，对物体受力分析，受重力、向上的静摩擦力、指向圆心的支持力，合力等于支持力，提供向心力。
本题中要使静摩擦力与重力平衡，角速度要大于某一个临界值，即重力不能小于最大静摩擦力！
 

11.【答案】C 

【解析】解：太空垃圾在大气阻力的作用下速度减小，它做圆周运动所需的向心力就小于地球对它的引力，故其不断做向心运动，最终落在地面上，故C正确．
故选：
太空垃圾在大气阻力的作用下速度减小，它做圆周运动所需的向心力就小于地球对它的引力，故其不断做向心运动，最终落在地面上．
该题要注意万有引力定律的应用，当速度减小时，万有引力引力大于需要的向心力，做向心运动，轨道半径减小．
 

12.【答案】C 

【解析】解：由图可知，物体从M向N运动的过程中，沿初速度的方向做减速运动，所以具有与初速度方向相反负力；同时物块向右做加速运动，所以物体还受到向右的作用力．所以物体受到的合力的方向沿的方向．故C正确，ABD错误．
故选：C
根据图示物体由M向N做曲线运动，速度方向改变了，故合外力的方向沿的方向．
考查了物体做曲线运动的条件，判断轨迹、速度、合力三者的位置关系是关键．
 

13.【答案】B 

【解析】

【分析】
飞船在距地面高度为h的位置，由万有引力等于重力列式求解重力加速度。
本题考查万有引力的应用，关键是掌握万有引力与重力的关系。

【解答】

解：飞船在距地面高度为h处，由万有引力等于重力得，解得，故B正确，ACD错误。
故选B。

14.【答案】C 

【解析】解：对人和车受力分析如图所示，

人和车在竖直方向受力平衡，水平方向重力与支持力的合力提供向心力
解得：
故D错误，C正确；
根据受力可知：
故AB错误。
故选：C。
车和人做圆周运动，若使演员骑车做圆周运动时不受桶壁的摩擦，靠重力和支持力的合力提供向心力，结合牛顿第二定律求出速度的大小，通过平行四边形定则求出桶面对车的弹力大小。
本题考查应用物理规律分析实际问题的能力，是圆锥摆模型，关键是分析物体的受力情况，结合牛顿第二定律进行求解。
 

15.【答案】C 

【解析】解：A、B：小球只受重力和绳的拉力作用，二者合力提供向心力，、B选项错误。
C：向心力大小为：，小球做圆周运动的半径为：，则由牛顿第二定律得：，得到线速度：，越大，、越大，小球运动的速度越大，选项正确。
D：小球运动周期：，因此，越大，小球运动的周期越小，选项错误。
故选：C。
分析小球的受力：受到重力、绳的拉力，二者的合力提供向心力，向心力是效果力，不能分析物体受到向心力．然后用力的合成求出向心力：，用牛顿第二定律列出向心力的表达式，求出线速度v和周期T的表达式，分析变化，由表达式判断V、T的变化．
理解向心力：是效果力，它由某一个力充当，或几个力的合力提供，它不是性质的力，分析物体受力时不能分析向心力．同时，还要清楚向心力的不同的表达式．
 

16.【答案】 

【解析】解：根据题意可知，周期

线速度为
故答案为：1500；。
一分钟60s，进一步求解周期，结合周期公式，求解线速度大小。
本题考查圆周运动，学生需结合周期公式综合求解。
 

17.【答案】静摩擦  2 

【解析】解：汽车在水平地面上转弯做圆周运动，汽车转弯时受重力、支持力和摩擦力作用，重力和支持力二力平衡，所以汽车做圆周运动所需要的向心力由静摩擦力提供。
设最大静摩擦力为f，则有，
当半径为4R时，则有
联立解得
故答案为：静摩擦；2
汽车在水平路面上转弯做圆周运动，汽车转弯时受重力、支持力和摩擦力作用，因为是水平面，所以汽车做圆周运动的向心力由路面给汽车的摩擦力提供，当最大静摩擦力，由即可求解。
解决本题的关键是分析向心力是由哪些力提供的。通常这样找向心力：沿半径方向的所有力的合力提供该物体做圆周运动的向心力。
 

18.【答案】越大  不变 

【解析】解：从运动的独立性考虑，设河宽为d，船速为，水流速度为，渡河时间为t，船沿水流方向通过的路程为L，当船垂直河岸方向渡河时，这几个物理量的关系为


船实际通过的路程为

故水流速度越大，船通过的路程越长，但时间不变。
故答案为：越大；不变
根据运动的独立性可知，水流速度会影响沿水流方向的运动，但不会影响渡河方向上的运动，从而分析出路程和时间的变化。
本题主要考查了运动的合成和分解的相关应用，根据不同方向的运动特点即可完成分析，难度不大。
 

19.【答案】 

【解析】解：根据平抛运动
解得：
初速度为
故答案为：；3
根据竖直方向的运动特点得出时间间隔，再将时间代入到水平方向上得出弹珠的初速度。
本题主要考查了平抛运动的相关应用，理解平抛运动在不同方向上的运动特点，结合运动学公式即可完成分析，在计算过程中要注意单位的换算。
 

20.【答案】解：根据圆周运动周期与线速度的关系有
可得行星运动的半径
根据万有引力提供圆周运动的向心力，有：
得中心天体的质量为：
答：行星运动的轨道半径为；
恒星的质量为。 

【解析】根据线速度与周期半径的关系求行星运动的轨道半径；
根据万有引力提供圆周运动向心力求中心天体恒星的质量M。
万有引力提供圆周运动向心力可以计算中心天体的质量，掌握规律是正确解题的基础．
 

21.【答案】解：由题意，谷爱凌在空中做平抛运动，根据平抛运动知识，在竖直方向上，O点与A点的高度差为
解得：；
在水平方向上有
解得：
将运动员的运动沿斜面和垂直斜面分解，则离斜面最远时，垂直于斜面的速度为零，所以有
联立解得：
答：点与A点的高度差为45m，OA距离为75m；
谷爱凌刚要离开O点时的速度大小为；
谷爱凌在时离斜面最远。 

【解析】根据竖直方向的运动特点结合几何关系计算出OA的高度差和OA的距离；
根据水平方向的运动特点计算出初速度的大小；
当谷爱凌离斜面最远时，速度方向与斜面平行，根据运动学公式分析出此时的时间。
本题主要考查了平抛运动的相关应用，理解平抛运动在不同方向上的运动特点，结合运动学公式和几何关系完成分析。
 

22.【答案】解：小球在B点的受力分析如图：
由牛顿第二定律有：，
解得小球受到的支持力
由牛顿第三定律可知，小球对道轨的压与与N大小相等，方向相反．   
小球恰好过最高点，即只由重力提供向心力有：
               
解得小球在A点的最小速度：
小球离开A点后做平抛运动有：，

代入数据解得，
答：小球经轨道最低点B瞬间对轨道的压力为50N；
小球在A点的速度至少为，小球离开A点后在水平面的落点与B点的距离为 

【解析】根据牛顿第二定律求出小球在B点所受的支持力，从而得出小球对轨道的压力．
小球刚好经过A点，对轨道的压力为零，根据重力提供向心力求出A点的最小速度，离开A点做平抛运动，结合平抛运动的规律求出小球离开A点后在水平面的落点与B点的距离．
本题考查了平抛运动和圆周运动的综合，知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，以及圆周运动向心力的来源是解决本题的关键．