兴国中学2022-2023学年高一下学期3月第一次月考物理试卷(含答案)

这是一份兴国中学2022-2023学年高一下学期3月第一次月考物理试卷(含答案)，共14页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。

一、单选题
1．如图所示能正确描述质点运动到P点时的速度v和加速度a的方向关系的是( )
A.B.C.D.
2．下列说法中正确的是( )
A.做曲线运动的物体，其加速度方向一定是变化的
B.物体在恒力作用下不可能做曲线运动
C.物体在变力作用下一定做曲线运动
D.物体在恒力或变力作用下都可能做曲线运动
3．质量为2kg的质点在xOy平面内做曲线运动，在x方向的速度图像和y方向的位移图像分别如图1、2所示，则说法不正确的是( )
A.质点的初速度大小为5m/s
B.质点所受的合外力为3N，做匀变速曲线运动
C.2s末质点速度大小为6m/s
D.2s内质点的位移大小约为12m
4．一小船在静水中的速度为，它在一条河宽，水流速度为的河流中渡河，则下列说法错误的是( )
A.小船不可能到达正对岸
B.小船渡河的时间不可能少于
C.小船以最短位移渡河时，位移大小为
D.小船以最短时间渡河时，它沿水流方向的位移大小为
5．如图所示为自行车皮带传动装置，主动轮上两轮的半径分别为和r，从动轮的半径为，A、B、C分别为轮缘上的三点，设皮带不打滑，A、B、C三点( )
A.线速度之比B.加速度之比
C.角速度之比D.周期之比
6．如图所示，有一个半径为R的光滑圆轨道，小球半径，现给小球一个初速度，使小球在竖直面内做圆周运动，则关于小球在过最高点的速度v，下列叙述中正确的是( )
A.v的极小值为
B.若v由零逐渐增大，则轨道对球弹力逐渐增大
C.当v由值逐渐增大时，轨道对小球的弹力也逐渐增大
D.当v由值逐渐减小时，轨道对小球的弹力逐渐减小
7．质量为m的物体P置于倾角为的固定光滑斜面上，轻细绳跨过光滑定滑轮分别连接着P与小车，P与滑轮间的细绳平行于斜面，小车以速率v水平向右做匀速直线运动，当小车与滑轮间的细绳和水平方向成夹角时（如图所示），下列判断正确的是( )
A.P的速率为B.P的速率为
C.绳的拉力等于D.绳的拉力小于
二、多选题
8．如图所示，某物体以水平初速度抛出，飞行一段时间后，垂直地撞在倾角θ为30°的斜面上（g取），由此计算出物体的水平位移x和水平初速度分别是( )
A.B.C.D.
9．关于如图所示的四种圆周运动模型，下列说法正确的是( )
A.如图a所示，汽车安全通过拱桥最高点时，车对桥面的压力小于车的重力
B.如图b所示，在光滑固定圆锥筒的水平面内做匀速圆周运动的小球，受重力、弹力和向心力
C.如图c所示，轻质细杆一端固定一小球，绕另一端O点在竖直面内做圆周运动，在最高点小球所受的弹力方向一定向上
D.如图d所示，火车以某速度经过外轨高于内轨的弯道时，车轮可能对内外轨均无侧向压力
10．如图所示，两个可视为质点的质量不等的木块A和B，A的质量大于B的质量，放在水平转盘上，A与圆心O、A与B距离都为L。木块与转盘间的最大静摩擦力均为各自重力的k倍，整个装置能绕通过转盘中心的转轴ab转动。现让该装置从静止开始转动，使角速度缓慢增大，以下说法正确的是( )
A.当角速度增大过程中，B先滑动
B.当，A一定出现滑动
C.当，A与B都出现滑动
D.将A与B的位置兑换后，由于A的质量大于B，还是B先滑动
三、实验题
11．用如图所示的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和半径r之间的关系。两个变速塔轮通过皮带连接，转动手柄使长槽和短槽分别随变速塔轮匀速转动，槽内的钢球就做匀速圆周运动。塔轮至上而下有三层，每层左、右半径比分别是1:1、2:1和3:1。钢球对挡板的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，标尺上有等分格。A到左塔轮中心的距离等于C到右塔轮中心的距离。
（1）图中钢球做圆周运动的向心力来源于__________，标尺上的等分格显示出两个钢球所受向心力的__________（选填“比值”“大小”）
（2）在某次实验中，某同学为了探究向心力的大小F与质量m的关系，将皮带连接在左、右塔轮半径之比为______________的塔轮上，两个质量分别为和的小球，其中放在C位置，放在A位置。实验中匀速转动手柄时，左边标尺露出1个等分格时，右边标尺露出2个等分格，若，则实验说明______________。
12．在“研究小球做平抛运动”的实验中：
（1）某同学先观察了如图甲所示的演示实验，A、B两球同时落地，说明___________；
该同学设计了如图乙所示的实验：将两个斜滑道固定在同一竖直面内，最下端水平，把两个质量相等的小钢球，从斜面的同一高度由静止同时释放，滑道2与光滑水平板衔接，则他将观察到的现象是___________，这说明___________。
（2）该同学用频闪照相机拍摄到如图丙所示的小球做平抛运动的照片，图中背景方格的边长为，A、B、C是拍摄的三个小球位置，如果取，那么：
①照相机拍摄时每___________s曝光一次；
②小球做平抛运动的初速度的大小为___________m/s。
四、计算题
13．2022年冬奥会首钢滑雪大跳台上，跳台滑雪运动员经过一段滑行后从斜坡上的A点水平飞出，落到斜坡上的B点。两点间的竖直高度，斜坡与水平方向的夹角，不计空气阻力，。求：
（1）运动员在空中的飞行时间为多少秒；
（2）运动员刚落到B点时的速度方向与初速度方向夹角的正切值？
14．如图甲所示，一辆轿车正在水平路面上转弯，已知圆弧形弯道半径，汽车与路面间的动摩擦因数、设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取.
（1）为确保弯道行车安全，汽车进入弯道前必须减速，要确保汽车进入弯道后不侧滑，求汽车在弯道上行驶的最大速度；
（2）为了进一步增加安全性，通常将弯道路面设计成外高内低，如图乙所示，若路面倾角为θ，，弯道半径仍为，要使车轮与路面之间横向摩擦力（即垂直于前进方向）等于零，则汽车转弯时的车速应为多大？
15．如图所示，小明站在水平地面上，手握不可伸长的轻绳一端，绳的另一端系有质量为m的小球，甩动手腕，使球在竖直平面内做圆周运动.当球某次运动到最低点时，绳突然断掉，球飞行水平距离d后落地.已知握绳的手离地面高度为d，手与球之间的绳长为，重力加速度为g.忽略手的运动半径和空气阻力.
（1）若想小球在竖直平面内做完整的圆周运动，其通过最高点的速度至少应为多少？
（2）求绳断时球的速度大小和球落地时的速度大小.
（3）轻绳能承受的最大拉力多大？
参考答案
1．答案：A
解析：质点做曲线运动时，速度方向为轨迹的切线方向，合外力的方向指向轨迹的凹向，即加速度指向轨迹的凹向，则选项A正确，BCD错误。
故选A。
2．答案：D
解析：A.做曲线运动的物体，其加速度方向不一定是变化的，例如平抛运动，加速度大小方向都不变，故A错误；
B.物体在恒力作用下可能做曲线运动，例如平抛运动，物体只受重力保持不变，故B错误；
C.物体在变力作用下，若力的方向与物体速度方向在一条直线上，则物体做直线运动，故C错误；
D.物体在恒力或变力作用下，只要力的方向与物体初速度方向不在一条直线上，物体就做曲线运动，故D正确。
故选D。
3．答案：C
解析：A.由x方向的速度图像可知，质点在x方向的初速度为，由y方向的位移图像可知在y方向做匀速直线运动，速度大小为，由勾股定理得质点的初速度为5m/s，A正确；
B.可图1，可知在x方向的加速度为，受力，由图2可知，y方向受力。质点初速度方向与合外力方向不在同一条直线上，做匀加速曲线运动，B正确；
C.2s末质点速度大小为
C错误；
D.由图1面积得，2s内水平方向上位移大小
竖直方向上位移大小
合位移大小
D正确。
本题选错误的，故选C。
4．答案：C
解析：AC.因为船在静水中的速度小于河水的速度，由平行四边形可知合速度不可能垂直于河岸，所以小船不可能到达正对岸，所以最短的位移大于河的宽度150m，故A正确，C错误；
B.当船头垂直于河岸时，小船渡河时间最短，则
可知小船渡河的时间不可能少于，故B正确；
D.小船以最短时间渡河时，它沿水流方向的位移大小为
可知它沿水流方向的位移大小为，故D正确。
本题选说法错误的，故选C。
5．答案：B
解析：AC.B、C通过皮带传动，则有
A、B同轴转动，则有
由于
，，
解得
，
故AC错误；
D.由于
，，
结合上述有
故D错误；
B.由于
，，
结合上述解得
故B正确。
故选B。
6．答案：C
解析：A.由于轨道可以对球提供支持力，小球过最高点的速度最小值为0，故A错误；
BD.当时，小球受到的弹力为支持力，由牛顿第二定律得
故
v越大，越小；反之，v越小，越大，故BD错误；
C.当时，小球受到的弹力为外轨对它向下的压力，即
得
v越大，越大，故C正确。
故选C。
7．答案：A
解析：AB.将小车的速度在沿细绳和垂直细绳两个方向分解
则沿绳方向的分量大小为
所以P的速率为
故A正确，B错误；
CD.由于不断减小，所以不断增大，根据牛顿第二定律
可知P所受合外力沿斜面向上，则绳的拉力大于，故CD错误。
故选A。
8．答案：AC
解析：物体撞在斜面上时竖直分速度
根据平行四边形定则知
解得
则水平位移
故选AC。
9．答案：AD
解析：A.图a汽车安全通过拱桥最高点时，重力和支持力的合力提供向心力，方向竖直向下，所以支持力小于重力，根据牛顿第三定律，车对桥面的压力小于车的重力，故A正确；
B.图b沿固定圆锥筒内做匀速圆周运动的小球，受重力和弹力作用，向心力是二者的合力，故B错误；
C.图c中轻质细杆一端固定的小球，当小球在最高点压力为零时，重力提供向心力，有，解得，当速度小于v时，杆对小球有支持力，方向竖直向上；当速度大于v时，杆对小球有拉力，方向竖直向下，故C错误；
D.图d中火车以某速度经过外轨高于内轨的弯道时，受到的重力和轨道的支持力的合力恰好等于向心力时，车轮对内外轨均无侧向压力，故D正确。
故选AD。
10．答案：AC
解析：A.A、B均由静摩擦力提供向心力，即将滑动时
可得
由于A距离O点较远，可知当角速度增大过程中，B先滑动，故A正确；
B.A出现滑动的临界条件为
所以当时，还未发生滑动，故B错误；
C.B发生滑动的临界条件为
由B选项分析可知，当时，B发生滑动，且A也一定发生滑动，故C正确；
D.由发生滑动的临界条件
可知将A与B的位置兑换后，是A先滑动，故D错误。
故选AC。
11．答案：（1）挡板的弹力；比值
（2）1:1；角速度相同时，向心力与质量成正比
解析：（1）根据题意，图中钢球做圆周运动的向心力来源于挡板的弹力；
球对挡板的弹力与挡板对球的弹力等大反向，球对挡板的弹力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力筒下降，从而露出标尺，通过标尺的示数可以得到两个钢球所受向心力的比值；
(2）为了探究向心力的大小F与质量m的关系，根据控制变量法的思想，应控制角速度相同，则左、右塔轮半径之比为1:1；
左边标尺露出1个等分格时，右边标尺露出2个等分格，则向心力之比为
若，则说明，角速度相同时，向心力与质量成正比。
12．答案：（1）平抛运动在竖直方向上是自由落体运动；球1落到光滑水平板上并击中球2；平抛运动在水平方向上是匀速直线运动
（2）0.1；1.5
解析：（1）题图甲中A、B两球同时落地，则B球的平抛运动在竖直方向的分运动与A球的运动相同，而A做自由落体运动，故可说明平抛运动在竖直方向上是自由落体运动；题图乙中球1与球2恰好在平板上相碰，说明球1在水平方向做匀速直线运动，故可说明平抛运动在水平方向上是匀速直线运动；
（2）①在竖直方向上，根据推论
其中
可得
②在水平方向，由
则有
可得
13．答案：（1）1s（2）2
解析：（1）根据题意可知，跳台滑雪运动员从A点离开做平抛运动，竖直方向上有
解得运动员在空中的飞行时间为
（2）由于运动员落在斜坡上B点，则运动员的水平位移为
则由可得运动员的初速度为
由公式可得，运动员落在B点的竖直分速度为
则运动员刚落到B点时的速度方向与初速度方向夹角的正切值为
14．答案：（1）10m/s（2）5m/s
解析：（1）汽车进入弯道后静摩擦力充当向心力，当摩擦力达到最大静摩擦力时，行驶速度最大
解得
（2）要使车轮与路面之间的横向摩擦力（即垂直于前进方向）等于零，则重力与支持力的合力提供向心力
解得
15．答案：（1）（2），（3）
解析：（1）若想小球在竖直平面内做完整的圆周运动，其在最高点时，满足，
解得：
（2）设绳断后球飞行时间为t，由平抛运动规律，知，在水平和竖直两方向上分别有：
竖直：，水平：，
解得：，
落地时其竖直分速度为：，
落地时速度为：
（3）设绳子承受的最大拉力为，这也是球受到绳的最大拉力
球做圆周运动的半径为：，
在最低点时球受到的合力提供向心力，即：
解得：