2021-2022学年广西柳州市柳南区高一（下）月考物理试卷（3月份）（含答案解析）

2021-2022学年广西柳州市柳南区高一（下）月考物理试卷（3月份）

1.  如图所示为一个做匀变速曲线运动的质点的轨迹示意图，已知在B点的速度与加速度相互垂直，则下列说法中正确的是(    )

A. D点的速率比C点的速率大
B. A点的加速度与速度的夹角小于
C. A点的加速度比D点的加速度大
D. 从B到D加速度与速度的夹角先增大后减小

2.  如图，船从A处开出后沿直线AB到达对岸，若AB与河岸成角，水流速度为，则船从A点开出相对水流的最小速度为(    )

A.  B.  C.  D.

3.  如图所示，在斜面顶端a处以大小为的水平速度抛出一小球，经过时间恰好落在斜面底端P处；今在P点正上方与a等高的b处以大小为的水平速度抛出另一小球，经过时间恰好落在斜面的中点处．若不计空气阻力，下列关系式正确的是(    )

A.  B.  C.  D.

4.  两个小球1、2固定在一根长为l的杆的两端，绕杆上的O点做圆周运动，如图所示，当小球1的速度为时，小球2的速度为，则转轴O到小球1的距离是(    )

A.  B.  C.  D.

5.  如图所示，一同学在荡秋千，已知秋千的两根绳长均为10m，该同学质量为40kg，秋千踏板质量为10kg。绳的质量忽略不计，当该同学荡到秋千支架的正下方时，速度大小为，则下列说法正确的是忽略此时手与绳之间的作用力，g取(    )

A. 该同学所受合外力始终指向其做圆周运动的圆心
B. 此时每根绳子平均承受的拉力为820N
C. 此时该同学对秋千踏板的压力为656N
D. 此时该同学对秋千踏板的压力为256N
 

6.  如图所示，轻杆长3L，在杆两端分别固定质量均为m的球A和B，光滑水平转轴穿过杆上距球A为L处的O点，外界给系统一定能量后，杆和球在竖直平面内转动，球B运动到最高点时，杆对球B恰好无作用力。忽略空气阻力。则球B在最高点时(    )

A. 球B的速度为 B. 球A的速度大小为
C. 水平转轴对杆的作用力为 D. 水平转轴对杆的作用力为

7.  如图所示，在网球的网前截击练习中，若练习者在球网正上方距地面H处，将球以速度v沿水平方向击出，球刚好落在底线上的A点．已知底线到网的距离为L，重力加速度取g，将球的运动视作平抛运动，下列表述正确的是(    )

A. 球的速度v等于
B. 球从击出至落地所用时间为
C. 球从击球点至落地点的位移等于L
D. 球从击球点至落地点的位移与球的质量无关

8.  一小球以水平速度从O点向右抛出，经恰好垂直落到斜面上A点，不计空气阻力，，B点是小球自由落体运动在斜面上落点，以下判断正确的是(    )

A. 斜面的倾角约是
B. 小球距斜面的竖直高度约是15m
C. 若小球以水平速度向右抛出，它一定落在AB的中点p处
D. 若小球以水平速度向右抛出，它一定落在AB的中点p点的上方

9.  铁路在弯道处的内外轨道高低是不同的，已知内外轨道对水平面倾角为，弯道处的圆弧半径为R，若质量为m的火车以速度v通过某弯道时，内、外轨道均不受侧压力作用，下面分析正确的是(    )

A. 轨道半径
B.
C. 若火车速度小于v时，外轨将受到侧压力作用，其方向平行轨道平面向内
D. 若火车速度大于v时，外轨将受到侧压力作用，其方向平行轨道平面向外

10.  如图甲所示，轻杆一端固定在O点，另一端固定一小球，现让小球在竖直平面内做半径为R的圆周运动．小球运动到最高点时，杆与小球间弹力大小为N，小球在最高点的速度大小为v，其图象如图乙所示．则(    )

A. 小球的质量为
B. 当地的重力加速度大小为
C. 时，在最高点杆对小球的弹力方向向上
D. 时，在最高点杆对小球的弹力大小为2a

11.  我们可以用如图所示的实验装置来探究影响向心力大小的因素。长槽上的挡板B到转轴的距离是挡板A的2倍，长槽上的挡板A和短槽上的挡板C到各自转轴的距离相等。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球所受向心力的比值。
当传动皮带套在两塔轮半径不同的轮盘上时，塔轮边缘处的______相等选填“线速度”或“角速度”；
探究向心力和角速度的关系时，应将传动皮带套在两塔轮半径不同的轮盘上，将质量相同的小球分别放在挡板______和挡板______处选填“A”或“B”或“C”。

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

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中图象能说明平抛小球运动轨迹为抛物线的是______.

图3是某同学根据实验画出的平抛小球的运动轨迹，O为平抛的起点，在轨迹上任取三点A、B、C，测得A、B两点竖直坐标为，为，A、B两点水平间距为，则平抛小球的初速度为______，若C点的竖直坐标为，则小球在C点的速度为______结果保留两位有效数字，g取

13.  如图所示，半径为R的圆板置于水平面内，在轴心O点的正上方高h处，水平抛出一个小球，圆板做匀速转动，当圆板半径OB转到与抛球初速度方向平行时，小球开始抛出，要使小球和圆板只碰一次，且落点为B。
求：小球初速度的大小。
圆板转动的角速度。

14.  把一小球从离地面处，以的初速度水平抛出，不计空气阻力求：
小球在空中飞行的时间．
小球落地点离抛出点的水平距离．
小球落地时的速度．

15.  如图所示，一根长的细线，一端系着一个质量是的小球，拉住线的另一端，使球在光滑的水平桌面上做匀速圆周运动，当小球的转速增加到原转速的3倍时，细线断裂，这时测得断前瞬间线的拉力比原来大40N，求：
线断裂的瞬间，线的拉力为多大；
这时小球运动的线速度为多大；
如果桌面高出地面，线断后小球飞出去落在离桌面的水平距离为多少的地方？取

答案和解析

1.【答案】A 

【解析】解：A、由题意，质点运动到B点时速度方向与加速度方向恰好互相垂直，速度沿B点轨迹的切线方向，则知加速度方向向下，合外力也向下，质点做匀变速曲线运动，合外力恒定不变，质点由C到D过程中，合外力做正功，由动能定理可得，D点的速度比C点速度大，故A正确；
B、物体在A点受力的方向向下，而速度的方向向右上方，A点的加速度与速度的夹角大于故B错误；
C、质点做匀变速曲线运动，加速度不变，合外力也不变，故C错误；
D、由A的分析可知，质点由B到E过程中，受力的方向向下，速度的方向从水平向右变为斜向下，加速度与速度的夹角之间减小。故D错误；
故选：A。
物体做曲线运动的条件是合力与速度不在同一条直线上，速度的方向与该点曲线的切线方向相同；由牛顿第二定律可以判断加速度的方向。
本题关键是对质点做曲线运动的条件的考查，掌握了做曲线运动的条件，本题基本上就可以解决了。
 

2.【答案】B 

【解析】解：船参与了两个分运动，沿船头指向的分运动和顺水流而下的分运动，其中，合速度方向已知，大小未知，顺水流而下的分运动速度的大小和方向都已知，沿船头指向的分运动的速度大小和方向都未知，合速度与分速度遵循平行四边形定则或三角形定则，如图
 当与垂直时，最小，由几何关系得到的最小值为
，故B正确，ACD错误；
故选：B。
本题中船参与了两个分运动，沿船头指向的分运动和顺水流而下的分运动，合速度方向已知，顺水流而下的分运动速度的大小和方向都已知，根据平行四边形定则可以求出船相对水的速度的最小值。
本题关键先确定分速度与合速度中的已知情况，然后根据平行四边形定则确定未知情况。
 

3.【答案】BD 

【解析】

【分析】
ab两处抛出的小球都做平抛运动，由平抛运动的规律水平方向上的匀速直线运动，和竖直方向上的自由落体运动来分析求解．
本题就是对平抛运动规律的考查，平抛运动可以分解为在水平方向上的匀速直线运动，和竖直方向上的自由落体运动来求解．
【解答】
做平抛运动的物体运动时间由竖直方向的高度决定，a物体下落的高度是b的2倍，所以有，所以D正确；
设斜面的夹角为，则ap的水平距离，
则有，
同理可得，
两式相比可得，，所以B正确．
故选  

4.【答案】A 

【解析】解：设1球的半径为，2球的半径为，则有，
…①
…②
联立①②解之得：
，故A正确，BCD错误。
故选：A。
两球同轴转动，所以两球做圆周运动时角速度相等，再利用线速度、角速度、半径等物理量之间的关系即可求解．
明确同轴转动，两球的角速度相同是解题的关键，灵活应用线速度、角速度、半径等物理量之间的关系．
 

5.【答案】C 

【解析】解：A、上升以及下降过程中切线方向有加速度，所以合外力并不指向圆心，故A错误；
B、对同学和踏板构成的系统受力分析，由牛顿第二定律得：

解得每根绳子受力为：，故B错误；
CD、对同学受力分析，由牛顿第二定律得：

解得秋千踏板对同学的支持力为：
根据相互作用力可知同学对秋千踏板的压力为656N，故C正确，D错误。
故选：C。
竖直面圆周运动，对物体受力分析，根据牛顿第二定律求解。
竖直面圆周运动分析，较为基础。
 

6.【答案】BC 

【解析】解：A、球B运动到最高点时，球B对杆恰好无作用力，即重力恰好提供向心力，则有：
解得，故A错误；
B、由于A、B两球的角速度相等，由得球A的速度大小为：，故B正确；
CD、B球到最高点时，对杆无弹力，此时A球受重力和拉力的合力提供向心力，有：，解得：，可得水平转轴对杆的作用力为，故C正确，D错误。
故选：BC。
球B运动到最高点时，球B对杆恰好无作用力，重力恰好提供向心力，可以求出B的线速度，转动过程中，两球角速度相等，根据求解A球线速度，B球到最高点时，对杆无弹力，此时A球受重力和拉力的合力提供向心力，根据向心力公式求解水平转轴对杆的作用力。
本题中两个球角速度相等，线速度之比等于转动半径之比，根据球B对杆恰好无作用力，重力恰好提供向心力，求出B的线速度是解题的关键。
 

7.【答案】ABD 

【解析】解：A、根据得，平抛运动的时间，则球平抛运动的初速度，故A、B正确．
C、击球点与落地点的水平位移为L，球从击球点至落地点的位移，S大于L，故C错误．
D、球平抛运动的落地点与击球点的位移与球的质量无关，故D正确．
故选：ABD
根据平抛运动的高度求出运动的时间，结合水平位移和时间求出球的初速度．平抛运动的位移与球的质量无关．
解决本题的关键知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，结合运动学公式灵活求解．
 

8.【答案】AD 

【解析】

【分析】
小球垂直撞在斜面上，速度与斜面垂直，将该速度进行分解，根据水平分速度和竖直分速度的关系求解斜面的倾角．再根据小球在空中的飞行时间，由求解小球下落的竖直高度．根据水平位移分析小球速度为时落点的位置．
该题是平抛运动基本规律的应用，主要抓住撞到斜面上时水平速度和竖直方向速度的关系，灵活运用平抛运动的规律解题．

【解答】

A、设斜面的倾角为小球垂直撞在斜面上，速度与斜面垂直，即撞在斜面上时速度方向与竖直方向的夹角为，则有：，故，故A正确．
B、小球平抛运动下落的竖直高度，由图知小球距斜面的竖直高度大于15m，故B错误．
CD、水平位移，当变为原来一半，h不变时x变为原来的一半，所以小球将经过P点的正上方与A等高的一点，则它一定落在AB的中点p点的上方，故C错误，D正确．
故选：AD。

9.【答案】BD 

【解析】解：A、火车以某一速度v通过某弯道时，内、外轨道均不受侧压力作用，其所受的重力和支持力的合力提供向心力

由图可以得出
为轨道平面与水平面的夹角
合力等于向心力，故

解得
，故A错误，
，故B正确；
C、当转弯的实际速度小于规定速度时，火车所受的重力和支持力的合力大于所需的向心力，火车有向心趋势，故其内侧车轮轮缘会与铁轨相互挤压，内轨受到侧压力作用方向平行轨道平面向内，故C错误；
D、当转弯的实际速度大于规定速度时，火车所受的重力和支持力的合力不足以提供所需的向心力，火车有离心趋势，故其外侧车轮轮缘会与铁轨相互挤压，外轨受到侧压力作用方向平行轨道平面向外，故D正确；
故选：BD。
火车以轨道的速度转弯时，其所受的重力和支持力的合力提供向心力，先平行四边形定则求出合力，再根据根据合力等于向心力求出转弯速度，当转弯的实际速度大于或小于轨道速度时，火车所受的重力和支持力的合力不足以提供向心力或大于所需要的向心力，火车有离心趋势或向心趋势，故其轮缘会挤压车轮．
本题关键抓住火车所受重力和支持力的合力恰好提供向心力的临界情况，计算出临界速度，然后根据离心运动和向心运动的条件进行分析．
 

10.【答案】A 

【解析】解：A、在最高点，若，则；若，则，解得：，，故A正确，B错误；
C、由图可知：当时，杆对小球弹力方向向上，当时，杆对小球弹力方向向下，所以当时，杆对小球弹力方向向下，故C错误；
D、若则，解得，故D错误．
故选：A
在最高点，若，则；若，则，联立即可求得当地的重力加速度大小和小球质量；
由图可知：当时，杆对小球弹力方向向上，当时，杆对小球弹力方向向下；
若根据向心力公式即可求解．
本题主要考查了圆周运动向心力公式的直接应用，要求同学们能根据图象获取有效信息，难度适中．
 

11.【答案】线速度  A C 

【解析】解：在研究向心力的大小F与质量m、角速度和半径r之间的关系时，需先控制某些量不变，研究另外两个物理量的关系，该方法为控制变量法。
AB、在探究向心力和角速度的关系时，要保持其余的物理量不变，则需要半径、质量都相同，则需要将传动皮带套在两塔轮半径不同的轮盘上，将质量相同的小球分别放在挡板A和挡板C处。
分线速度分分；分
该实验采用控制变量法，图中抓住角速度不变、半径不变，研究向心力与质量的关系，根据向心力之比求出两球转动的角速度之比，结合，根据线速度大小相等求出与皮带连接的变速轮塔对应的半径之比。
本实验采用控制变量法，即要研究一个量与另外一个量的关系，需要控制其它量不变。知道靠皮带传动，变速轮塔的线速度大小相等。
 

12.【答案】 

【解析】解：物体在竖直方向做自由落体运动，；水平方向做匀速直线运动，；
联立可得：，因初速度相同，故为常数，故应为正比例关系，故C正确，ABD错误．
故选：
根据平抛运动的处理方法，竖直方向做自由落体运动，水平方向做匀速直线运动，
所以…①
   …②
水平方向的速度，即平抛小球的初速度为…③
联立①②③代入数据解得：
若C点的竖直坐标为，则小球在C点的对应速度：据公式可得，所以
所以C点的速度为：
故答案为：；；
平抛运动竖直方向做自由落体运动，水平方向做匀速直线运动；联立求得两个方向间的位移关系可得出正确的图象．
根据平抛运动的处理方法，直方向做自由落体运动，水平方向做匀速直线运动即可求解．
解决平抛实验问题时，要特别注意实验的注意事项，在平抛运动的规律探究活动中不一定局限于课本实验的原理，要注重学生对探究原理的理解，提高解决问题的能力；灵活应用平抛运动的处理方法是解题的关键．
 

13.【答案】解：竖直方向由得：
水平方向有：
解得：
因为
即，
所以…

答：小球初速度的大小为圆板转动的角速度为… 

【解析】小球做平抛运动，高度一定，则平抛运动的时间一定，根据水平方向做匀速直线运动求出小球的初速度。抓住圆盘的时间和平抛的时间相等，求出圆盘转动的角速度。
解决本题的关键知道平抛运动在竖直方向上做自由落体运动，在水平方向上做匀速直线运动，高度决定平抛运动的时间。
 

14.【答案】解：小球做平抛运动，在竖直方向上做自由落体运动，根据得
 
小球落地点离抛出点的水平距离
小球落地时竖直分速度
所以落地时速度大小
落地速度与水平方向夹角的正切，则
故小球落地速度与水平方向夹角为。
答：小球在空中飞行的时间为1s；
小球落地点离抛出点的水平距离为10m；
小球落地时的速度大小为，方向与水平方向成。 

【解析】小球做平抛运动，在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上做自由落体运动，根据下落的高度求出小球在空中飞行的时间。
结合初速度和运动时间求出小球落地点离抛出点的水平距离。
根据自由落体运动的规律求出落地时竖直分速度，再进行合成得到小球落地时的速度大小和方向。
解决本题的关键要掌握平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，结合运动学公式灵活求解。对于落地的速度，也可以根据机械能守恒定律或动能定理求解。
 

15.【答案】解：小球在光滑桌面上做匀速圆周运动时受三个力作用；重力mg、桌面弹力和细线的拉力F，重力mg和弹力平衡，
线的拉力提供向心力，，
设原来的角速度为，线上的拉力是，加快后的角速度为，
线断时的拉力是，则：：：1，
又，
所以，线断时
设线断时小球的线速度大小为，
由，得
由平抛运动规律得小球在空中运动的时间
小球落地处离开桌面的水平距离
答：线断裂的瞬间，线的拉力为45N；
这时小球运动的线速度为；
如果桌面高出地面，线断后小球飞出去落在离桌面的水平距离为2m的地方． 

【解析】球在光滑的水平桌面上做匀速圆周运动，由线的拉力提供向心力，根据牛顿第二定律分别对开始时和断开前列方程，结合条件：线断开前的瞬间线的拉力比开始时大40N，求解线的拉力．
设线断时小球的线速度大小为，此时绳子的拉力提供向心力，根据向心力公式即可求得速度；
小球离开桌面时做平抛运动，竖直方向做自由落体运动，由高度求出时间，再求出平抛运动的水平距离．
对于匀速圆周运动动力学问题，关键是确定向心力的来源．平抛运动采用运动的分解进行处理．