2022-2023学年辽宁省沈阳市第二中学高一下学期第一次月考 物理

沈阳二中2022-2023学年度下学期第一次阶段测试

高一（25届）物理试题

一、选择题：本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第 题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。

1. 关于向心加速度，下列说法正确的是（　　）

A. 向心加速度是描述线速度大小变化快慢的物理量

B. 向心加速度是描述线速度的方向变化快慢的物理量

C. 向心加速度时刻指向圆心，方向不变

D. 向心加速度是平均加速度，大小可用来计算

【答案】B

【解析】

【详解】AB．向心加速度是描述线速度的方向变化快慢的物理量，A错误，B正确；

C．向心加速度时刻指向圆心，方向变化；C错误；

D．向心加速度不是平均加速度，选项中的公式是用来计算平均加速度的，D错误。

故选B。

2. 如图所示，小球以正对倾角为θ的斜面水平抛出，若小球到达斜面时的位移最小，则其飞行时间为（不计空气阻力，重力加速度为g）（　　）

A.  B.

C.  D.

【答案】D

【解析】

【详解】小球到达斜面时的位移最小，即小球的位移垂直于斜面如图所示

解得

故选D。

3. 如图，倾角的斜面体放在水平面上，斜面ABCD为边长为L的正方形，在斜面左上角A点沿AB方向水平抛出一个小球，小球做平抛运动，结果恰好落在斜面体的右下角C点。不计空气阻力，重力加速度为g，则小球水平抛出的初速度大小为（  ）

A.  B.  C.  D.

【答案】A

【解析】

【详解】小球从A点开始做类平抛运动到C点，沿斜面向下有

水平方向位移

解得

A正确，BCD错误。

故选A

4. 如图，是生活中的圆周运动实例。下列说法正确的是（　　）

A. 图甲中，火车转弯超过规定速度行驶时，内轨对轮缘会有挤压作用

B. 图乙中，汽车通过拱桥的最高点时，无论汽车速度多大，汽车对桥始终有压力

C. 图丙中，汽车通过凹形路面的最低点时处于超重状态

D. 图丁中，“水流星”可以在竖真平面内以任意大小的速度做完整的圆周运动

【答案】C

【解析】

【详解】A．火车转弯时，刚好由重力和支持力的合力提供向心力时，根据牛顿第二定律有

解得

当时，重力和支持力的合力小于所需的向心力，则火车有离心运动的趋势，外轨对轮缘会有挤压作用，故A错误；

B．当车的速度比较大时，车可以对桥面没有压力，此时车的重力提供向心力，则

解得

即当车的速度大于等于时，车对桥面没有压力，故B错误；

C．汽车通过凹形桥最低点时，具有向上的加速度（向心加速度），处于超重状态，故C正确；

D．水流星在最高点时，速度至少要满足重力恰好可以提高向心力，故D错误。

故选C。

5. 水平抛出的小球，t秒末的速度方向与水平方向的夹角为θ1，t+t0秒末速度方向与水平方向的夹角为θ2，忽略空气阻力，则小球初速度的大小为（        ）

A. gt0（cosθ1－cosθ2）

B.

C. gt0（tanθ1－tanθ2）

D.

【答案】D

【解析】

【详解】小球做平抛运动，水平方向上的速度不变，竖直方向上是自由落体运动，有

在t秒末

在t+t0秒末

得

A．gt0（cosθ1－cosθ2）与分析不符，故A错误；

B． 与分析不符，故B错误；

C． gt0（tanθ1－tanθ2）与分析不符，故C错误；

D． 与分析相符，故D正确。

故选：D。

6. 如图所示，在光滑水平面上，轻弹簧的一端固定在竖直转轴O上，另一端连接质量为m的小球，轻弹簧的劲度系数为k，原长为L，小球以角速度绕竖直转轴做匀速圆周运动（）．则小球运动的向心加速度为

A.  B.  C.  D.

【答案】B

【解析】

【详解】设弹簧的形变量为x，则有：，解得：，则小球运动的向心加速度为，B正确．

7. 如图所示，用一根长杆和两个定滑轮的组合装置使重物M下落，长杆的一端与地面通过铰链连接形成转轴，其端点恰好处于左侧滑轮正下方O点处，已知杆长为L，在杆的中点C处拴一根轻质细绳，绕过两个定滑轮后挂上重物M。现在杆的另一端用力，使其顺时针由水平位置以角速度匀速转动至竖直位置，此过程中下列说法正确的是（　　）

A. 绳对重物的拉力小于重物的重力

B 重物M匀速下降

C. 重物M的最大速度是

D. 重物M的速度先减小后增大

【答案】C

【解析】

【详解】BD.设点线速度方向与绳子沿线的夹角为，由题可知点线速度为

该线速度在沿绳子方向上的分速度为

杆由水平位置速转动至竖直位置过程中，先减小后增大，因此绳子的速度先增大后减小，重物的速度先增大后减小，BD错误；

A.由于重物的速度先增大后减小，因此重物的加速度先向下后向上，则绳对重物的拉力先小于重物的重力，后大于重物的重力A错误；

C.绳子的速度先增大后减小，当绳子与杠垂直时，绳子的速度取最大值，因此重物M的最大速度是，C正确；

故选C。

8. 四个完全相同的小球A、B、C、D均在水平面内做圆锥摆运动。如图甲所示，其中小A、B在同一水平面内做圆锥摆运动（连接B球的绳较长）：如图乙所示，小球C、D在不同水平面内做圆锥摆运动，但是连接小球C、D的绳与竖直方向之间的夹角相同（连接D球的绳较长），则下列说法正确的是（　　）

A. 小球A、B角速度相等

B. 小球A、B线速度大小相同

C. 小球C、D加速度大小相同

D. 小球D受到绳的拉力与小球C受到绳的拉力大小相等

【答案】ACD

【解析】

【详解】AB．对甲图AB分析：设细线与竖直方向的夹角为θ，小球的质量为m，小球AB到悬点O的竖直距离为h，则

解得

所以小球AB的角速度相同，线速度大小不相同，故A正确，B错误；

CD．对乙图CD分析：设细线与竖直方向的夹角为θ，小球的质量为m，绳长为L，绳上拉力为T，则有

得

所以小球C、D向心加速度大小相同，小球CD受到绳的拉力大小也相同，故CD正确。

故选ACD。

9. 如图所示，用长为L的轻绳（轻绳不可伸长）连接的甲、乙两物块（均可视为质点），放置在水平圆盘上，圆盘绕过圆心O的轴线转动。甲、乙连线的延长线过圆盘的圆心O，甲与圆心O的距离也为L，甲物块质量为2m，乙物块的质量为3m。甲、乙与圆盘间的动摩擦因数均为μ，物块与圆盘间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，甲、乙始终相对圆盘静止，则下列说法中正确的是（　　）

A. 圆盘转动的最大角速度为 B. 圆盘转动的最大角速度为

C. 轻绳最大弹力为 D. 轻绳最大弹力为

【答案】AC

【解析】

【详解】甲、乙始终相对圆盘静止，则甲乙的角速度相同，均为，甲物块圆周运动所需向心力

乙物块圆周运动所需向心力

甲物块的最大静摩擦力为

乙物块的最大静摩擦力为

在绳绷紧之前，绳的弹力为0，假设角速度逐渐增大时，甲物块先达到最大静摩擦力，则

此时，乙物块所需向心力

表明，在绳绷紧之前，绳的弹力为0，若角速度逐渐增大时，乙物块先达到最大静摩擦力，则

解得

当角速度在之上进一步增大时，绳绷紧，乙的弹力方向指向圆心，对甲的弹力方向背离圆心，当角速度增大到最大值时，甲物体也达到最大静摩擦力，绳的弹力亦达到最大，此时对甲乙分别进行受力分析有

，

解得

，

AC正确，BD错误。

故选AC。

10. 如图甲所示，用一轻质绳拴着一质量为m的小球，在竖直平面内做圆周运动（不计一切阻力），小球运动到最高点时绳对小球的拉力为T，小球在最高点的速度大小为v，其图像如图乙所示，则（　　）

A. 轻质绳长为

B. 当地的重力加速度为

C. 当时，轻质绳的拉力大小为-a

D. 当时，小球受到的弹力与重力相等

【答案】ACD

【解析】

【详解】AB．设绳长为R，由牛顿第二定律知，小球在最高点满足

即

由题图乙知

所以

故A正确，B错误；

C．当时，有

将和的值代入得

故C正确；

D．当时，由

可得

故弹力与重力相等，故D正确。

故选ACD。

二、非选择题：本题共5小题，共54分。

11. 如图1所示是某种“研究平抛运动”的实验装置。

（1）为减小空气阻力对实验的影响，应选择的小球是__________。（填序号）

A．实心小木球      B．空心小木球      C．空心小铁球      D．实心小铁球

（2）当a小球从斜槽末端水平飞出时与b小球离地面高度均为H，此瞬间电路断开，使电磁铁释放b小球，最终两小球同时落地，改变H大小，重复实验，a、b仍同时落地，该实验结果可表明__________。（填序号）

A．两小球落地速度的大小相同

B．两小球在空中运动的时间相等

C．a小球在竖直方向的分运动与b小球的运动相同

D．a小球在水平方向的分运动是匀速直线运动

（3）刘同学做实验时，忘记标记平抛运动的抛出点O，只记录了A、B、C三点，于是就取A点为坐标原点，建立了如图2所示的坐标系，平抛轨迹上的这三点坐标值图中已标出。取g = 10m/s2，小球抛出点的坐标为__________（单位cm）。

【答案】    ①. D    ②. BC##CB    ③. （－30，－20）

【解析】

【详解】（1）[1]为减小空气阻力对实验的影响，应选择的小球是实心小铁球。

故选D。

（2）[2]改变H大小，重复实验，a、b始终同时落地，说明两小球在空中运动的时间相等，进一步说明a小球在竖直方向的分运动与b小球的运动相同。

故选BC。

（3）[3]竖直方向由匀变速直线运动的推论可得

yBC－yAB = gt2

可得

则小球的初速度为

小球到B点时的竖直速度为

则水平抛出至B点所用时间为

则运动至B点水平、竖直位移分别为

故小球抛出点的横、纵坐标分别为

，

小球抛出点的坐标为（－30，－20）（单位cm）。

12. 用如图所示的实验装置来探究小球做圆周运动所需向心力的大小F与质量m、角速度ω和半径r之间的关系，转动手柄使长槽和短槽分别随变速塔轮匀速转动，槽内的球就做匀速圆周运动。横臂的挡板对球的压力提供了向心力，球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力套筒下降，从而露出标尺，标尺上的红白相间的等分格显示出两个小球所受向心力的比值。实验用球分为钢球和铝球，请回答相关问题：

（1）在某次实验中，某同学把两个质量相等的钢球放在A、C位置，A、C到塔轮中心距离相同，将皮带处于左右塔轮的半径不等的层上。转动手柄，观察左右标出的刻度，此时可研究向心力的大小与______的关系。

（2）在（1）的实验中，某同学匀速转动手柄时，左边标尺露出4个格，右边标尺露出1个格，则皮带连接的左、右塔轮半径之比为______；其他条件不变，若增大手柄转动的速度，则左右两标尺示数的比值______。（选填：变大、变小或不变）

【答案】    ① 角速度（ω）    ②. 1︰2    ③. 不变

【解析】

【详解】（1）[1]两球质量m相等、转动半径r相等，塔轮皮带边缘线速度大小相等，由于可知，塔轮角速度不同，即小球角速度不同，此时可研究向心力的大小与角速度的关系。

（2）[2]左边标尺露出4个格，右边标尺露出1个格，则向心力之比为4︰1，由

，

可知，小球的角速度之比为2︰1，则皮带连接的左、右塔轮半径之比为1︰2。

[3]由上一步的分析可知，其他条件不变，若增大手柄转动的速度，则左右两标尺示数的比值不变。

13. 如图（甲）所示，从斜面顶端以速度v0将小球水平抛出，小球落地后不再弹起，设其在空中飞行的时间为t。多次实验，测得飞行时间t随抛出时速度v0的变化关系如图（乙）所示，不计空气阻力，取g=10m/s2，求：

（1）斜面体的高度h；

（2）斜面体的倾角θ。

【答案】（1）；（2）

【解析】

【详解】（1）由图乙可知，当初速度不小于且时间在0.4s后小球的落地时间不再变化，故当小球初速度为、在0.4s时刚好落在斜面底端的水平地面，因此

（2）当小球初速度为，在0.4s时水平位移大小为

由几何知识可得

解得

14. 如图所示，水平放置的正方形光滑木板abcd，边长为2L，距地面的高度为，木板正中间有一个光滑的小孔O，一根长为2L的细线穿过小孔，两端分别系着两个完全相同的小球A、B，两小球在同一竖直平面内。小球A以角速度在木板上绕O点沿逆时针方向做匀速圆周运动时，B也在水平面内沿逆时针方向做匀速圆周运动，O点正好是细线的中点，其中，不计空气阻力，取.求：

（1）小球B的角速度；

（2）当小球A、B的速度方向均平行于木板ad边时，剪断细线，两小球落地点之间的距离。

【答案】（1）2.5rad/s；（2）

【解析】

【详解】（1）A和B的圆周运动半径分别为

其中θ为BO线与竖直方向的夹角，设绳子拉力为T，则对A有

对B有
 

解得

（2）当剪断细绳后，A先匀速运动L，后做平抛运动；B做平抛运动，A做圆周运动的线速度为

B做圆周运动的线速度为

半径为

做平抛运动过程中A的水平位移为

做平抛运动过程中B的水平位移为

如图为A、B两小球在轨迹的俯视图可知（其中包含A在正方向abcd上做的距离为L的匀速直线运动）

知A、B落地点间距

15. 如图所示，水平转盘可绕竖直中心轴转动，盘上叠放着质量均为m=1kg的A、B两个物块，B物块用长为L=0.25m的细线与固定在转盘中心处的力传感器相连，两个物块和传感器的大小均可不计．细线能承受的最大拉力为Fm=8N．A、B间的动摩擦因数为u1=0.4，B与转盘间的动摩擦因数为u2=0.1，且可认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力．转盘静止时，细线刚好伸直，传感器的读数为零．当转盘以不同的角速度匀速转动时，传感器上就会显示相应的读数F．（g取10m/s2）求：

（1）求A物体能随转盘做匀速转动的最大角速度；

（2）随着转盘角速度增加，细线中刚好产生张力时转盘的角速度多大；

（3）试通过计算写出传感器读数F能随转盘角速度变化的函数关系式，并在坐标系中作出 F - 图象．

【答案】(1)4rad/s(2)2rad/s(3)0，

【解析】

【详解】试题分析：对A分析，当绳子刚有拉力时，摩擦力达到最大，根据牛顿第二定律求出绳子刚有拉力时转盘的角速度； B与转盘间的最大静摩擦力为AB系统提供向心力，根据牛顿第二定律求出角速度；对A分析，根据最大拉力以及A所受的最大静摩擦力，通过牛顿第二定律求出绳子刚要断时的角速度，以及绳子拉力的表达式．

(1)AB间最大静摩擦力提供向心力，由向心力公式有： 

代入数据计算得出：

(2)B与转盘间的最大静摩擦力为AB系统提供向心力，有： 

代入数据计算得出：

(3)①当时，F=0

②当时有： 

可得：

③当时，且绳子未拉断时，有： 

则有：

若F=Tm时，角速度为：

做出的图象如图所示 ：

点睛：本题主要考查了水平面上的圆周运动，正确地确定研究对象，搞清向心力的来源，结合临界条件，通过牛顿第二定律进行求解．