四川省宜宾市叙州区第二中学2022-2023学年高一物理下学期4月月考试题（Word版附解析）

叙州区二中2023年春期高一第二学月考试

物理试题

一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的．

1. 下列说法中正确的是（　　）

A. 做曲线运动物体一定具有加速度

B. 做曲线运动的物体速度大小、方向均改变

C. 做曲线运动的物体速度方向一定与加速度方向相同

D. 做曲线运动的物体速度方向与合力方向可能相同，也可能不同

【答案】A

【解析】

【详解】A．做曲线运动的物体受到的合外力一定不为零，则一定具有加速度，故A正确；

B．做曲线运动的物体速度大小不一定变化，如匀速圆周运动的速度大小不变，而方向时刻变化，故B错误；

CD．物体做曲线运动时，所受合外力的方向与速度的方向一定不在同一条直线上，则加速度的方向与速度的方向一定不在同一条直线上，故C、D错误；

故选A。

2. 关于做匀速圆周运动的物体，下列说法正确的是（　　）

A 速度不变 B. 加速度不变

C. 角速度不变 D. 相同时间内运动的位移相同

【答案】C

【解析】

【详解】A．做匀速圆周运动的物体速度大小不变，方向时刻改变，速度改变，A项错误；

B．物体向心力方向时刻发生变化，向心加速度方向也时刻改变，加速度改变，B项错误；

C．做匀速圆周运动的物体角速度是不变的，C项正确；

D．物体相同时间内运动的位移大小相等，但方向不一定相同，D项错误。

故选C。

3. 某摩天轮装有吊篮60个，可同时容纳360人，摩天轮座舱在竖直平面内做匀速圆周运动，摩天轮运转一圈约需20分钟。下列说法中正确的是（  ）

A. 每时每刻，每个乘客受到的合力都等于零

B. 每个座舱的速度不同

C. 每个乘客都在做匀变速曲线运动

D. 乘客在乘坐过程中对座位的压力始终不变

【答案】B

【解析】

【详解】A．摩天轮座舱在竖直平面内做匀速圆周运动，乘客也随之做匀速圆周运动，受到的合外力提供向心力，故每个乘客受到的合力任意时刻都不等于零，故A错误；

B．每个座舱的速度方向沿圆周切线方向，速度不同，故B正确；

C．做匀速圆周运动的物体受合外力方向时刻指向圆心，合外力方向时刻改变，故每个乘客都在做变加速曲线运动，故C错误；

D．乘客在乘坐过程中在不同的位置对座位的压力不同，故D错误。

故选B。

4. A、B两艘快艇在湖面上做匀速圆周运动，在相同的时间内，它们通过的路程之比为2:1，运动方向改变的角度之比为4:3，它们的向心加速度之比为（　　）

A. 3:2 B. 2:3 C. 8:3 D. 3:8

【答案】C

【解析】

【详解】因为在相同的时间内，它们通过的路程之比为2:1，运动方向改变的角度之比为4:3，则由

解得

由

解得

由

解得它们的向心加速度之比为

故ABD错误，C正确。

故选C。

5.  如图，一小球放置在木板与竖直墙面之间．设墙面对球的压力大小为N1，球对木板的压力大小为N2.以木板与墙连接点所形成的水平直线为轴，将木板从图示位置开始缓慢地转到水平位置．不计摩擦，在此过程中

A. N1始终减小，N2始终增大

B. N1始终减小，N2始终减小

C. N1先增大后减小，N2始终减小

D. N1先增大后减小，N2先减小后增大

【答案】B

【解析】

【详解】试题分析：对小球进行受力分析如图所示，

设：板与竖直方向夹角为，则：，，随着板顺时针方向转动，越来越大，因此N2越来越小，同样也越来越小，答案B正确．

考点：共点力作用下物体的平衡，力的合力与分解

6. 如图所示，质量相同的三颗卫星a、b、c绕地球做匀速圆周运动，其中b、c在地球的同步轨道上，a距离地球表面的高度为R，此时a、b恰好相距最近。已知地球质量为M、半径为R、地球自转的角速度为，万有引力常量为G，则（　　）

A. 发射卫星b时速度要大于11.2km/s

B. 卫星c的机械能小于卫星a的机械能

C. 若要卫星a与b实现对接，可调节卫星a，使其在b的后下方加速

D. 卫星a和b下次相距最近还需经过

【答案】C

【解析】

【详解】A．卫星b绕地球做匀速圆周运动，7. 9km/s是指在地球上发射的物体绕地球做圆周运动所需的最小发射速度，11.2km/s是物体挣脱地球引力束缚的最小发射速度，所以发射卫星b时速度大于7.9km/s，而小于11.2km/s，A错误；

B．三颗卫星质量相同时，高轨道卫星机械能大于低轨道卫星，B错误；

C．让卫星加速，所需的向心力增大，由于万有引力小于所需的向心力，卫星会做离心运动，离开原轨道向高轨道运行，所以a通过调节可以与c实现对接，C正确；

D．b、c在地球的同步轨道上，所以卫星b、c和地球自转具有相同的周期和角速度，a距离地球表面的高度为R，由万有引力提供向心力，有

所以卫星a的角速度

此时a、b恰好相距最近，到卫星a和b下一次相距最近时，有

解得

D错误；

故选C。

7. “飞车走壁”是一种传统的杂技艺术，演员骑车在倾角很大的锥形桶面上做圆周运动而不掉下来。其简化模型如图所示，同一位演员骑同一辆车沿着桶内壁分别在水平面a和b上做匀速圆周运动，若不考虑车轮受到的侧向摩擦力，下列说法正确的是（　　）

A. 车在a平面运动的速率较小 B. 车在a平面运动的周期较小

C. 车在b平面运动的角速度较大 D. 车在b平面受到的支持力较大

【答案】C

【解析】

【详解】人和车整体进行分析可知

得

可知车在a平面和b平面受到的支持力相等，故D错误

又因为

ra＞rb

所以

va＞vb

ωa＜ωb

Ta＞Tb

故C正确，AB错误。

故选C。

二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分．在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求．全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分．

8. 如图，在河水速度恒定的小河中，一小船保持船头始终垂直河岸从一侧岸边向对岸行驶，船的轨迹是一个弯曲的“S”形，则(　　)

A. 小船垂直河岸的速度大小恒定不变

B. 小船垂直河岸的速度大小先增大后减小

C. 与船以出发时的速度匀速过河相比，过河时间长了

D. 与船以出发时的速度匀速过河相比，过河时间短了

【答案】BD

【解析】

【分析】把渡河时间分成若干个相等的时间间隔，分别研究沿河岸和垂直于河岸方向上的位移变化，可得知船垂直河岸的速度的大小变化，和船保持恒定的初始速度过河相比过河时间的变化情况．

【详解】船在沿河岸的方向上是匀速直线运动，即在相同的时间间隔内，在河岸方向上的位移是相同的；在垂直于河岸的方向上，在相等的时间间隔内（参照船在沿河岸方向上的时间），开始时位移较小，后逐渐增大再逐渐减小，所以速度是先增大后减小；因中间那段时间速度较大，所以与船保持恒定的初始速度过河相比过河时间要短了；故A，C错误，B，D正确；

故选BD.

【点睛】该题考查了渡河问题，运用图象结合船沿河岸方向上的运动情况来分析船在垂直于河岸方向上的运动情况的变化，该题船的实际速度不变，则根据轨迹判断船垂直于河岸的速度发生变化，这是易错点．

9. 在如图所示的传动装置中，B、C两轮固定在一起绕同一轴转动，A、B两轮用皮带传动，三个轮的半径关系是。若皮带不打滑，则A、B、C三轮边缘上a、b、c三点的关系是（　　）

A. 线速度大小之比为1：1：2 B. 角速度之比为2：1：2

C. 周期之比1：2：2 D. 转速之比为1：2：2

【答案】AD

【解析】

【详解】AB．A、B两轮用皮带传动，可知a、b两点的线速度大小相等，即

根据线速度与角速度的关系

可得

b、c两点同轴转动，可知b、c两点的角速度相等，则有

可得

可得a、b、c三点的角速度之比为

a、b、c三点的线速度大小之比为

故A正确，B错误；

C．根据周期与角速度的关系

可得a、b、c三点的周期之比为

故C错误；

D．根据角速度与转速的关系

a、b、c三点的转速之比为

故D正确。

故选AD。

10. 在2022年北京冬残奥会高山滑雪女子超级大回转（站姿组）比赛中，张梦秋夺得金牌。如下图甲所示，质量为m（包含雪板）的运动员在安全降速过程中获得的最大速度为v，为了顺利通过水平面上半径为R的旗门弯道，运动员利用身体倾斜将雪板插入雪中。如下图乙所示，雪板A底面与水平面夹角为θ、受支持力大小为F，雪板A侧面不受力，回转半径R远大于运动员B的身高，重力加速度大小为g，不计空气与摩擦阻力影响，下列说法正确的是（　　）

A. 运动员的向心力为支持力F

B.

C. 运动员角速度

D. 若运动员获得最大速度减小，为了顺利通过水平面上半径为R的旗门弯道，则雪板A底面与水平面夹角θ应减小

【答案】BD

【解析】

【详解】ABC．根据题意，对运动员受力分析，如图所示

竖直方向上，由平衡条件有

解得

水平方向上，由牛顿第二定律有

解得

故AC错误，B正确；

D．根据题意，由牛顿第二定律有

若运动员获得最大速度减小，则所需向心力减小，为了顺利通过水平面上半径为R的旗门弯道，则雪板A底面与水平面夹角θ应减小，故D正确。

故选BD。

11. 如图所示，小球在竖直放置的光滑圆形管道内做圆周运动，下列说法正确的有（　　）

A. 小球通过最高点的最小速度为

B. 小球水平线以上管道中运动时，内侧管壁对小球可能有作用力

C. 小球在水平线以下管道中运动时，外侧管壁对小球一定有作用力

D. 若在最高点管道对小球施加弹力大小为，则这个力的方向可能向上

【答案】BC

【解析】

【详解】A．在最高点，由于外管或内管壁都可以对小球产生弹力的作用，当小球的速度等于零时，内管对小球产生弹力，大小为mg，则最小速度可以为零，故A错误；

B．小球在水平线以上管道中运动时，当速度比较大时，内测管壁没有作用力，此时外侧管壁有作用力，当速度比较小时，内测管壁有作用力，而外侧管壁没有作用力，故B正确；

C．小球在水平线以下管道中运动时，由于沿半径方向的合力提供小球做圆周运动的向心力，所以外侧管壁对小球一定有作用力，故C正确；

D．在最高点，若管道对小球施加弹力大小为，且这个力的方向可能向上，在最高点由牛顿第二定律有

而物体要做圆周运动必须有力来提供向心力且指向圆心，由此可知最高点管道对小球施加弹力大小一定小于等于mg，故D错误。

故选BC。

三、实验题（14分）

12. 探究向心力大小与小球质量m、角速度和半径r之间关系的实验装置如图所示，转动手柄，可使变速塔轮、长槽和短槽随之匀速转动。皮带分别套在塔轮的圆盘上，可使两个槽内的小球分别以不同角速度做匀速圆周运动。小球做圆周运动的向心力由横臂的挡板提供，同时，小球对挡板的弹力使弹簧测力筒下降，从而露出测力筒内的标尺，标尺上露出的红白相间的等分格数之比即为两个小球所受向心力的比值。

（1）在这个实验中，利用了______（选填“理想实验法”“等效替代法”或“控制变量法”）来探究向心力的大小与小球质量m、角速度和半径r之间的关系；

（2）探究向心力的大小与圆周运动半径的关系时，应选择两个质量______（选填“相同”或“不同”）的小球；

（3）当用两个质量相等的小球做实验，调整长槽中小球的轨道半径是短槽中小球半径的倍，转动时发现左、右标尺上露出的红白相间的等分格数之比为1:2，则左、右两边塔轮的半径之比为______。

【答案】    ①. 控制变量法    ②. 相同    ③. 2:1

【解析】

【详解】（1）[1]实验目的是研究向心力大小与小球质量m、角速度和半径r多个物理量之间的关系，因此在这个实验中，采用了控制变量法。

（2）[2]根据

可知，为了探究向心力的大小与圆周运动半径的关系时，必需保持小球质量m、角速度不变，即应选择小球质量m、角速度两个物理量相同。

（3）[3]根据

，

由于皮带连接的左、右两边塔轮边缘的线速度大小相等，则有

解得

13. 图1是“研究平抛物体运动”的实验装置，通过描点画出平抛小球的运动轨迹。

（1）以下实验过程的一些做法，其中合理的有________

a. 安装斜槽轨道，使其末端保持水平

b. 每次小球释放的初始位置可以任意选择

c. 每次小球应从同一高度由静止释放

d. 为描出小球的运动轨迹描绘的点可以用折线连接

（2）实验得到平抛小球的运动轨迹，在轨迹上取一些点，以平抛起点O为坐标原点，测量它们的水平坐标x和竖直坐标y，图2中y-x2图象能说明平抛小球的运动轨迹为抛物线的是_________

（3）图3是某同学根据实验画出的平抛小球的运动轨迹，O为平抛起点，在轨迹上任取三点A、B、C，测得A、B两点竖直坐标y1为5.0cm、y2为45.0cm，测得A、B两点水平距离Δx为40.0cm，则平抛小球的初速度v0为______m/s，若C点的竖直坐标y3为60.0cm，则小球在C点的速度为vC=______m/s（结果保留两位有效数字，g取10m/s2）。

【答案】    ①. ac    ②. c    ③. 2.0    ④. 4.0

【解析】

【详解】（1）[1]a．斜槽末端水平，才能保证小球离开斜槽末端时速度为水平方向，a正确；

bc．为保证小球多次运动是同一条轨迹，每次小球的释放点都应该相同，b错误，c正确；

d．小球的运动轨迹是平滑曲线，故连线时不能用折线，d错误。

故选ac。

（2）[2]平抛运动的水平位移与竖直位移分别满足的关系是

联立可得

可知y-x2图象是直线时，说明小球运动轨迹是抛物线。

故选c。

（3）[3][4]由竖直方向的分运动可知

即

水平初速度为

C点的竖直分速度为

由运动合成可知

四、解答题（42分）

14. 如图所示，两个用相同材料制成的靠摩擦转动的轮A和B水平放置，两轮之间不打滑，两轮半径，。当主动轮A以角速度匀速转动时，在A轮边缘上放置的小物块恰能相对A轮静止，已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g=10m/s2，求：

（1）小物块与转轮的动摩擦因素；

（2）从动轮B的角速度；

（3）若将小物块放在B轮上，欲使物块相对于B也静止，则物块距B轮转轴的最大距离。

【答案】（1）0.24；（2）；（3）15cm

【解析】

【详解】（1）由于在A轮边缘上放置的小物块恰能相对A轮静止，对小物块分析有

解得

（2）A轮边缘的线速度

B轮边缘的线速度

轮带动时，边缘的线速度大小相等，则有

解得

（3）若将小物块放在B轮上，欲使物块相对于B也静止，令物块距B轮转轴的最大距离为，则有

解得

15. 2021年5月15日，中国首次火星探测任务“天问一号”探测器成功着陆火星表面。迈出了我国星际探测征程的重要一步，成为第二个成功着陆火星的国家，这是我国航天事业又一具有里程碑意义的进展。已知火星的半径约为地球半径的，火星质量约为地球质量的，地球表面的重力加速度为，地球半径为（不考虑火星、地球自转的影响）。求：

（1）火星表面的重力加速度；

（2）在火星上要发射一颗环火卫星，最小发射速度。

【答案】（1）；（2）

【解析】

【分析】

【详解】（1）设地球质量为M，万有引力常量为G，根据

可得地球表面重力加速度

而火星表面的重力加速度

（2）根据

可知在火星上发射环火卫星，若卫星近火环绕其发射速度最小

将

，

代入上式得

16. 假定航天员在火星表面利用如图所示装置研究小球的运动，竖直放置的光滑半圆形管道固定在水平面上，一直径略小于管道内径的小球（可视为质点）沿水平面从管道最低点A进入管道，从最高点B脱离管道后做平抛运动，1s后与倾角为37°的斜面垂直相碰于C点。已知火星的半径是地球半径的倍，质量为地球质量的倍，地球表面重力加速度，忽略星球自转影响。半圆形管道的半径为，小球的质量为，，。求：

（1）火星表面重力加速度的大小；

（2）C点与B点的水平距离；

（3）小球在B点对轨道的压力。

【答案】（1）；（2）3m；（3）7N，方向向上

【解析】

【详解】（1）在地球表面上

在火星表面上    

解得

（2）小球与斜面垂直相碰于C点，由几何关系可得

解得

C点与B点的水平距离

（3）根据牛顿第二定律

解得，轨道对小球的弹力

根据牛顿第三定律，小球在B点对轨道的压力