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1、2020学年吉林省吉林一中高一（下）第二次月考物理试卷 一、单选题（本大题共8小题，共32.0分）1.关于曲线运动，下列说法正确的是（）A. 匀速圆周运动的物体所受的向心力一定指向圆心，非匀速圆周运动的物体所受的向心力可能不指向圆心B. 做曲线运动的物体，速度也可以保持不变C. 只要物体做圆周运动，它所受的合外力一定指向圆心D. 做匀变速曲线运动的物体，相等时间内速度的变化量一定相同【答案】D【解析】A、匀速圆周运动的物体所受的向心力一定指向圆心，而非匀速圆周运动的物体所受的合力不指向圆心，但向心力一定指向圆心，故A错误；B、做曲线运动的物体，加速度可以不变，但速度一定变化，故B错误；C、当做
2、匀速圆周运动的物体合外力，一定指向圆心，而物体做圆周运动，例如竖直面的圆周运动在最高点和最低点时，它所受的合外力才指向圆心，故C错误；D、做匀变速曲线运动的物体，加速度不变，根据可知，相等时间内速度的变化量相同，故D正确；故选D。【点睛】物体做曲线运动的条件是合力与速度不在同一条直线上，合外力方向不一定变化，向心力，顾名思义，它的方向一定是指向圆心的，既然是曲线运动，它的速度的方向必定是改变的，所以曲线运动一定是变速运动。2.如图所示，A、B两小球从相同高度同时水平抛出，经过时间t在空中相遇，若两球的抛出速度都变为原来的2倍，则两球从抛出到相遇经过的时间为（ ）A. tB. C. D. 【答案
3、】C【解析】设第一次抛出时A球的速度为v1，B球的速度为v2，则A、B间的水平距离x=(v1+v2)t，第二次两球的速度为第一次的2倍，但两球间的水平距离不变，则x=2(v1+v2)T，联立得T=t2，所以C正确；ABD错误【名师点睛】本题的关键信息是两球运动时间相同，水平位移之和不变3.如图所示，有两条位于同一竖直平面内的水平轨道，轨道上有两个物体A和B，它们通过一根绕过定滑轮O的不可伸长的轻绳相连接，物体A以速率=10m/s匀速运动，在绳与轨道成30角时，物体B的速度大小为（）A. 5m/sB. m/sC. 20 m/sD. m/s【答案】D【解析】【详解】将B点的速度分解如图所示：则有：
4、v2=vA，v2=vBcos30.解得：vB=vA/cos30=m/s，故D正确，ABC错误；故选：D.4.如图所示小物块A与圆盘保持相对静止，跟着圆盘一起做匀速圆周运动下列关于A的受力情况说法正确的是（ ）A. 受重力、支持力B. 受重力、支持力和指向圆心的摩擦力C. 受重力、支持力、与运动方向的摩擦力和向心力D. 受重力、支持力和与运动方向相反的摩擦力【答案】B【解析】【分析】向心力是根据效果命名的力，只能由其它力的合力或者分力来充当，不是真实存在的力，不能说物体受到向心力【详解】物块A随圆盘一起做匀速圆周运动，受重力、支持力和指向圆心的静摩擦力，重力和支持力平衡，靠静摩擦力提供向心力，故
5、B正确，ACD错误。故选：B.5.一种玩具的结构如图所示，竖直放置的光滑铁圆环的半径为R20cm，环上有一穿孔的小球m，且小球仅能沿环做无摩擦滑动如果圆环绕通过环心的竖直轴O1O2以10rad/s的角速度旋转，g取10m/s2，则小球相对环静止时球与圆心O的连线与O1O2的夹角为A. 30B. 45C. 60D. 75【答案】C【解析】小球转动的半径为，小球所受的合力垂直指向转轴，根据平行四边形定则，解得，C正确6.如图所示，小球m在竖直放置的内壁光滑的圆形细管内做半径为R的圆周运动，小球过最高点速度为V，则下列说法中正确的是A. V的最小值为B. v从减小，受到的管壁弹力也减小C. 小球通过
6、最高点时一定受到向上的支持力D. 小球通过最低点时一定受到外管壁的向上的弹力【答案】D【解析】小球在管道中运动，在最高点的最小速度为零。故A错误。当管子对小球的弹力为零，重力提供向心力，根据，解得，当v由逐渐减小，管子对小球的弹力向上，根据牛顿第二定律得，知弹力增大。故B错误。小球在最高点时由于速度的大小未知，故可能受到向下的弹力，也可能受到向上的弹力。故C错误。在最高点，因为向心力指向圆心，所以重力和弹力的合力方向竖直向上，知外管壁对小球有弹力作用。故D正确。故选D。【点睛】小球在管道中运动，在最高点的最小速度为零，在最高点，根据重力和弹力的合力通过向心力，结合牛顿第二定律判断弹力与速度的关
7、系，在最低点，靠支持力和重力的合力通过向心力7.如图所示，倾角的斜面体C固定在水平面上，置于斜面上的物块B通过细绳跨过光滑定滑轮滑轮可视为质点与小球A相连，连接物块B的细绳与斜面平行，滑轮左侧的细绳长度为L，物块B与斜面间的动摩擦因数开始时A、B均处于静止状态，B、C间恰好没有摩擦力，现让A在水平面内做匀速圆周运动，物块B始终静止，则A的最大角速度为 A. B. C. D. 【答案】A【解析】【详解】开始时A、B均处于静止状态，B、C间恰好没有摩擦力，则有mAg=mBgsin；解得：mB=2mA；当A以最大角速度做圆周运动时，要保证B静止，此时绳子上的拉力T=mBgsin+mBgcos=2mA
8、g；设A以最大角速度做圆周运动时绳子与竖直方向的夹角为，则cos；对A受力分析可知，物体A做圆周运动的半径R=Lsin=L，向心力为Fn=TsinmAg；由向心力公式FnmA2R，代入数据解得=，A正确；故选A。【点睛】本题受力过程比较复杂，解题关键是找到当A以最大角速度做圆周运动时，要保证B静止的条件，再求出绳子拉力，再结合受力分析进行求解8.在长为的轻杆中点和末端各固定一个质量均为m的小球，杆可在竖直面内转动，如图所示，将杆拉至某位置释放，当其末端刚好摆到最低点时，下半段受力恰好等于球重的2倍，则杆上半段受到的拉力大小（ ）A. B. C. 2mgD. 【答案】D【解析】试题分析：B球通过
9、最低点时，受到重力和拉力的作用作圆周运动，根据牛顿第二定律得：TBmg=m据题意有：TB=2mg解得B球通过最低点时的线速度大小为：v=，B球通过最低点时，以A球为研究对象，受到重力以及向上的拉力和向下的拉力，由牛顿第二定律得：TAmg2mg=m且vA=得AB段此时受到的拉力为：TAB=3.5mg，故D正确故选：D二、多选题（本大题共4小题，共16.0分）9.如图所示的皮带传动装置，主动轮上两轮的半径分别为3r和r，从动轮的半径为2r，A、B、C分别为轮缘上的三点，设皮带不打滑，则下比例正确的是A. A，B，C三点的加速度之比：；：2：1B. A，B，C三点的线速度大小之比：2：2C. A，B
10、，C三点的角速度之比：2：1D. A，B，C三点的加速度之比：2：1【答案】AC【解析】【分析】靠传送带传动的两个轮子边缘上各点的线速度大小相等，共轴转动的各点，角速度相等，据此求解即可；【详解】B点和C点具有相同大小的线速度，根据，知B、C两点的角速度之比等于半径之反比，所以，而A点和B点具有相同的角速度，则角速度之比为： ；根据，知A、B的线速度之比等于半径之比，所以B、C线速度相等，所以线速度之比为：；根据，得向心加速度之比为：选项AC正确，BD错误。【点睛】解决本题的关键掌握靠传送带传动的点，线速度大小相等，共轴的点，角速度相等。要根据相等的条件，灵活选择公式的形式，知道向心加速度，这
11、个公式用得少，本题用来解题比较简洁。10.有关开普勒关于行星运动的描述，下列说法中正确的是（）A. 所有的行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上B. 所有的行星绕太阳运动的轨道都是圆，太阳处在圆心上C. 所有的行星轨道的半长轴的二次方跟公转周期的三次方的比值都相等D. 不同的行星绕太阳运动的椭圆轨道是不同的【答案】AD【解析】【详解】AB.第一定律的内容为：所有行星分别沿不同大小的椭圆轨道绕太阳运动，太阳处于椭圆的一个焦点上。故A正确，B错误；C. 由第三定律：所有行星的轨道的半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等。故C错误；D. 由第一定律知道所有行星分别沿不同大小的椭
12、圆轨道绕太阳运动，故D正确。故选：AD11.下列说法正确的是()A. 万有引力定律适用于两质点间的作用力计算B. 据 ，当r0时，物体M、m间引力F趋于无穷大C. 把质量为m的小球放在质量为M、半径为r的大球球心处，则大球与小球间万有引力D. 两个质量分布均匀的分开的球体之间的相互作用力也可以用计算，r是两球体球心间的距离【答案】AD【解析】万有引力定律适用于两质点间的相互作用，当两球体质量分布均匀时，可认为球体质量分布在球心，然后计算万有引力，故AD正确；当r0时，两物体不能视为质点，万有引力定律不再适用，故B错误；大球M球心周围物体对小球m的引力合力为零，故C错误。所以AD正确，BC错误。
13、12.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所示是两个圆锥摆，增大，但保持圆锥的高度不变，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相等D. 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两位置所受筒壁的支持力大小相等【答案】BD【解析】汽车在最高点有mg-FN=m，则 FNmg，故汽车处于失重状态，故A正确；如图b所示是一圆锥摆，由重力和拉力的合力提供向心力，则有 F=mgtan=m2r；r=Lsin，知，故增
14、大，但保持圆锥的高h不变，角速度不变，故B正确；图c，根据受力分析知两球受力情况相同，若设侧壁与竖直方向的夹角为；则支持力，则支持力相同；向心力F=mg/tan相同，由F=m2r知r不同，角速度不同，故C错误，D正确；故选BD.三、填空题（本大题共1小题，共10.0分）13.在“研究平抛物体运动”的实验中,用一张印有小方格的纸记录轨迹,小方格的边长L=1.6cm,若小球在平抛运动途中的几个位置如图中的a、b、c、d所示,则小球平抛的初速度的计算式为=_(用L、g表示),其值是_m/s.小球在b点的速率为_m/s.若以小球的抛出点为原点建立坐标系,a点的坐标绝对值为x=_m , y=_m(g=1
15、0m/、且所有计算结果取两位有效数字).【答案】 (1). (2). 0.80 (3). 1.0 (4). 0.016 (5). 0.0020【解析】【详解】设相邻两点间的时间间隔为T竖直方向：2LL=gT2，得：T=水平方向：v0=，代入数据解得：v0=2m/s=0.80m/sb点竖直方向分速度为：vy= m/s=0.6m/s；b点的速率为：vb=代入解得：vb=m/s=1.0m/s由b点的竖直方向速度可知，从抛出点到b点的时间tb=vby/g=0.6/10=0.06s；b点的水平位移为：x=v0tb=0.800.06m=0.048m，b点的竖直位移为：y=m=0.018m若以小球的抛出点为
16、原点建立坐标系，a点的坐标为x=0.0480.0162=0.016m，y=0.0180.016=0.0020m；故答案为：，0.80m/s，1.0m/s，0.016m，0.0020m.四、计算题（本大题共4小题，共42.0分）14.一细杆与水桶相连，水桶中装有水，水桶与细杆一起在竖直平面内做圆周运动，如图所示，水的质量m=0.5 kg，水的重心到转轴的距离cm。（取g=10 m/s2，不计空气阻力）若在最高点水不流出来，求桶的最小速率；若在最高点水桶的速率v=3 m/s，求水对桶底的压力.【答案】（1） （2）5N【解析】试题分析：水在最高点恰好不流出来，说明水的重力恰好提供其做圆周运动所需的
17、向心力，mgm；（3分） 则 v0m/s=2.42m/s （2分）设桶底对水有一向下的压力FN，则：FNmgm；（3分） 代入数据可得FN4N。（1分）根据牛顿第三定律可知水对桶底的压力（1分）考点：牛顿第二定律在圆周运动中的应用点评：本题应用牛顿第二定律破解水流星节目成功的奥秘，关键在于分析受力情况，确定向心力的来源15.如图所示，小球A在光滑的半径为R的圆形槽内做匀速圆周运动，当它运动到图中的a点时，在圆形槽中心O点正上方h处，有一小球B沿Oa方向以某一初速水平抛出，结果恰好在a点与A球相碰求：（1）B球抛出时的水平初速多大？（2）A球速度满足什么条件，两球就能在a点相碰？【答案】（1）（
18、2）【解析】【详解】(1)由h=R=v0t解得B球的水平初速v0=.(2)B球下落的时间t=.只要在B球落至a点时A球同时也到达a点即相碰。考虑到A球运动的周期性，所以有，由此解得 (k=1,2,3,).16.如图所示，在光滑的圆锥顶端，用长为L=2m的细绳悬一质量为m=1kg的小球，圆锥顶角为2=74求：（1）当小球=1rad/s的角速度随圆锥体做匀速圆周运动时，细绳上的拉力（2）当小球以=5rad/s的角速度随圆锥体做匀速圆周运动时，细绳上的拉力【答案】（1）8.72N（2）50N【解析】（1）小球刚要离开锥面时的速度，此时支持力为零，根据牛顿第二定律得： 解得：0=2.5rad/s，当=
19、1rad/s2.5rad/s时，小球没有离开斜面，根据牛顿第二定律得：TsinNcos=m2LsinTcos+Nsin=mg带入数据得：T=8.72N（2）当=5rad/s2.5rad/s时，小球离开锥面，设细线与竖直方向夹角为T1sin=m2Lsin解得：T1=m2L=1252=50N17.如图所示，BC为半径等于竖直放置的光滑细圆管，O为细圆管的圆心，在圆管的末端C连接倾斜角为45、动摩擦因数0.6的足够长粗糙斜面，一质量为m0.5kg的小球从O点正上方某处A点以v0水平抛出，恰好能垂直OB从B点进入细圆管，小球从进入圆管开始受到始终竖直向上的力F5N的作用，当小球运动到圆管的末端C时作用
20、力F立即消失，小球能平滑地冲上粗糙斜面.(g10m/s2)求：(1)小球从O点的正上方某处A点水平抛出的初速度v0为多少？OA的距离为多少？(2)小球在圆管中运动时对圆管的压力是多少？(3)小球在CD斜面上运动的最大位移是多少？【答案】（1）2m/s （2）5N （3）m【解析】试题分析：（1）小球从A运动到B为平抛运动,有:在B点,有:联立以上两式解得:v0=2m/s t=02sAB竖直方向的距离为:B竖直方向的距离为:,（2）在B点据平抛运动的速度规律有：小球在管中的受力分析为三个力：由于重力与外加的力F平衡，故小球所受的合力仅为管的外轨对它的压力，得小球在管中做匀速圆周运动，由圆周运动的规律得细管对小球的作用力为：根据牛顿第三定律得小球对细管的压力为：（3）在CD上滑行到最高点过程中,根据牛顿第二定律得:mgsin45+mgcos45=ma解得:根据速度位移关系式,得:考点：牛顿第二定律；平抛运动【名师点睛】本题主要考查了平抛运动的基本规律及向心力公式的应用，解题时注意结合几何关系，难度适中。