【原创】（新教材）2021-2022学年下学期高一第一次月考卷 物理（A卷）

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注意事项：
1．答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试题卷和答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2．选择题的作答：每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3．非选择题的作答：用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
4．考试结束后，请将本试题卷和答题卡一并上交。
一、选择题：本题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1～8题只有一项符合题目要求，第9～12题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。
1．如图所示，小物体A与圆盘保持相对静止，它随圆盘一起做匀速圆周运动，关于A的受力情况，下列说法正确的是( )
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、与运动方向相同的摩擦力和向心力
D．受重力、支持力、与运动方向相反的摩擦力和向心力
2．如图所示，汽车以速度通过凹形路面最低点。关于车对地面的压力大小，下列判断正确的是( )
A．等于汽车所受的重力 B．小于汽车所受的重力
C．速度v越大压力越大 D．速度v越小压力越大
3．如图，从地面上方某点，将一小球以5 m/s的初速度沿水平方向抛出，小球经过1 s落地。不计空气阻力，则可求出( )
A．小球抛出时离地面的高度是10 m
B．小球落地时的速度方向与水平地面成30°角
C．小球落地时的速度大小是15 m/s
D．小球从抛出点到落地点的水平位移大小是5 m
4．一轻绳一端固定质量为m的小球，以另一端O为圆心，使小球在竖直面内做半径为R的圆周运动，如图所示，则下列说法正确的是( )
A．小球过最高点时，绳所受到的拉力不可以等于零
B．小球过最高点的最小速度是
C．小球过最高点时，绳对球的作用力一定随速度增大而增大
D．小球过最高点时，绳对球的作用力一定随速度增大而减小
5．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
6．为了探究平抛运动的规律。老师做了如图所示演示实验，来说明平抛运动的竖直分运动是自由落体运动，小锤打击弹性金属片，A球水平抛出，同时B球被松开自由下落。关于该实验，下列说法正确的有( )
A．所用两球的质量必须相等
B．只做一次实验发现两球同时落地，即可以得到实验结论
C．应改变装置的高度多次实验
D．本实验也能说明A球在水平方向上做匀速直线运动
7．如图所示，在倾角为的斜面上的同一点以大小相等的初速度将质量相等的A、B两小球（可视为质点）分别沿竖直和水平方向抛出，两小球在空中运动一段时间后再次落回斜面上，不计空气阻力。则关于两小球从抛出到落回斜面的过程中下列说法正确的是( )
A．A、B两小球在空中运动时间之比为
B．A、B两小球在空中运动时间之比为
C．A、B两小球落回斜面时速度之比为
D．A、B两小球落回斜面时速度之比为
8．如图所示，叠放在水平转台上的小物体A、B、C能随转台一起以角速度ω匀速转动，A、B、C的质量分别为3m、2m、m，A与B、B与转台、C与转台间的动摩擦因数都为μ，B、C离转台中心的距离分别为r、1.5r。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，以下说法正确的是( )
A．B对A的摩擦力一定为3μmg
B．C与转台间的摩擦力大于A与B间的摩擦力
C．转台的角速度一定满足
D．转台的角速度一定满足
9．某质点在平面内运动。t＝0时，质点位于坐标原点O处，它在x轴方向的位移－时间图像如图甲所示，它在y轴方向的速度－时间图像如图乙所示。下列说法正确的是( )
A．质点在2 s内做匀变速曲线运动
B．t＝1 s时，质点的速度大小为2 m/s
C．t＝1 s时，速度与合外力的夹角为
D．t＝1 s时，质点的坐标为（2 m，2 m）
10．两个质量相同的小球，在同一水平面内做匀速圆周运动，悬点相同，如图所示，A运动的半径比B的大，则( )
A．A所需的向心力比B的大
B．轻质细线对B的拉力比细线对A拉力大
C．A的角速度比B的大
D．A、B的角速度大小相等
11．高铁项目的建设加速了国民经济了发展，铁路转弯处的弯道半径r是根据高速列车的速度决定的。弯道处要求外轨比内轨高，其内外轨高度差h的设计与r和速率v有关。下列说法正确的是( )
A．r一定的情况下，预设列车速度越大，设计的内外轨高度差h就应该越小
B．h一定的情况下，预设列车速度越大，设计的转弯半径r就应该越大
C．r、h一定，高速列车在弯道处行驶时，速度越小越安全
D．高速列车在弯道处行驶时，速度太小或太大会对都会对轨道产生很大的侧向压力
12．如图所示，轻杆长为，质量均为m的球A和球B固定在杆的两端，杆可绕过O点的水平轴自由转动，O点与球A距离为L。外界给予系统一定的能量后，杆和球在竖直面内转动。忽略一切阻力，重力加速度大小为g。若球B运动到最高点时，球B对杆恰好无作用力，则下列说法正确的是( )
A．球A和球B的角速度之比为1∶2
B．球B运动到最高点时，球A的速度为
C．球B运动到最高点时，杆对水平轴的作用力大小为，方向竖直向下
D．球B运动到最高点时，杆对水平轴的作用力大小为，方向竖直向上
二、非选择题：本题共6小题，共52分。按题目要求作答。解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。
13．(6分)如图所示，轮O1、O2固定在同一转轴上，轮O1、O2用皮带连接且不打滑。在O1、O2、O3三个轮的边缘各取一点A、B、C，已知三个轮的半径之比r1∶r2∶r3＝2∶1∶1，则：
(1)A、B、C点的线速度大小之比vA∶vB∶vC＝________；
(2)A、B、C点的角速度大小之比ωA∶ωB∶ωC＝________；
(3)A、B、C三点的向心加速度大小之比aA∶aB∶aC＝________。
14．(8分)在“探究平抛运动规律”的实验中：
(1)在做“研究平抛运动”的实验时，让小球多次沿同一轨道运动，通过描点法画小球做平抛运动的轨迹，为了能较准确地描绘运动轨迹。下列对实验过程的描述哪些是正确的______。
A．通过调节使斜槽的末端保持水平
B．每次静止释放小球的位置必须相同
C．小球运动时应与木板上的白纸相接触
D．将球的位置记录在纸上后，取下纸，将点连成平滑曲线
(2)某同学实验时得到了如图所示物体的运动轨迹。O、B、C三点的位置在运动轨迹上已标出，O_______（填“是”或“不是”）抛出点。
(3)则小球平抛的初速度______。
(4)小球运动到B点的速度vB＝________m/s（计算结果均保留两位有效数字）
15．(8分)小船在100 m宽的河中横渡，当小船船头正对河岸行驶渡河时，经过20秒时间，小船到达正对岸下游60 m的位置。已知sin 37°＝0.6，cs 37°＝0.8，求：
(1)河水流动的速度是多少？
(2)小船在静水中的速度是多少？
16．(8分)如图所示，水平地面上有一竖直墙，现将一小球以＝6.0 m/s的速度，从离地面高H＝5.0 m的A点水平抛出，小球撞到墙上的B点，B点离地面的高度为h＝1.8 m，不计空气阻力，取g＝10 m/s2，求：
(1)小球到达B点时速度v的大小；
(2)AB两点间的水平距离s。
17．(10分)如图是小型电动打夯机的结构示意图，电动机带动质量为m＝50 kg的重锤（重锤可视为质点）绕转轴O匀速运动，重锤转动半径为R＝0.5 m。电动机连同打夯机底座的质量为M＝25 kg，重锤和转轴O之间连接杆的质量可以忽略不计，重力加速度g取10 m/s2.。求：
(1)重锤转动的角速度为多大时，才能使重锤通过最高点时打夯机底座刚好离开地面？
(2)若重锤以上述的角速度转动，当打夯机的重锤通过最低位置时，打夯机对地面的压力为多大？
18．(12分)如图所示，水平传送带以一定速度匀速运动，将质量m＝1 kg的小物块轻轻放在传送带上的P点，物块运动到A点后被水平抛出，小物块恰好无碰撞地沿圆弧切线从B点进入竖直光滑圆弧轨道下滑。B、C为圆弧上的两点，其连线水平，已知圆弧对应圆心角，A点距水平面的高度h＝3.2 m，圆弧C点与斜面CD恰好相切，小物块到达C点时的速度大小与B点相等，并沿固定斜面向上滑动，小物块从C点到第二次经过D点的时间间隔为1.6s，已知小物块与斜面间的动摩擦因数，重力加速度g取10 m/s2，取，，求：
(1)小物块从A到B的运动时间；
(2)小物块离开A点时的水平速度大小；
(3)斜面上C、D点间的距离。
答 案
一、选择题：本题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1～8题只有一项符合题目要求，第9～12题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。
1．【答案】B
【解析】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，故选B。
2．【答案】C
【解析】根据牛顿第二定律可知，即，可知车对地面的压力大于汽车所受的重力，且速度越大压力越大。
3．【答案】D
【解析】小球在竖直方向做自由落体运动，可得，A错误；落地时竖直方向的速度，设小球落地时的速度方向与水平地面夹角为，可得，显然，30°，B错误；小球落地时的速度大小为，C错误；小球从抛出点到落地点的水平位移大小为，D正确。
4．【答案】C
【解析】设小球通过A点时的速度大小为v，此时绳的拉力大小为T，根据牛顿第二定律可得，由上式可知小球过最高点时，绳对球的作用力一定随速度增大而增大，当小球通过A点时所受重力恰好提供所需的向心力时，小球有最小速度，且此时有T＝0，综上所述可知ABD错误，C正确。
5．【答案】A
【解析】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；由于θ2不断减小，所以vP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。
6．【答案】C
【解析】小锤打击弹性金属片，A球水平抛出，同时B 球被松开自由下落，两球同时落地，可知平抛运动在竖直方向上做自由落体运动，不能得出水平方向上的运动规律，实验时应改变装置的高度进行多次实验，且下落的快慢与小球的质量无关。
7．【答案】D
【解析】A小球做竖直上抛运动，其在空中运动的时间为；B小球做平抛运动，设其在空中运动时间为tB，则根据平抛运动规律有，，根据几何关系有，联立解得，则，故AB错误；根据竖直上抛运动的对称性可知A回落到斜面时的速度大小，根据速度的合成法则可得B回落到斜面时的速度大小，可得，故C错误，D正确。
8．【答案】C
【解析】对A受力分析，受重力、支持力以及B对A的静摩擦力，静摩擦力提供向心力，只有当A要相对于B滑动时B对A的摩擦力才为3μmg，故A错误；A与C转动的角速度相同，都是由静摩擦力提供向心力，对A有FfA＝3mω2r，对C有FfC＝mω2·1.5r，由此可知C与转台间的摩擦力小于A与B间的摩擦力，故B错误；当C刚要滑动时，解得ωC＝，对A、B整体刚要滑动时，解得ωAB＝，当A刚要相对于B滑动时，解得ωA＝，由以上可知要想三个物体均不滑动，角速度应满足ω≤，故C正确，D错误。
9．【答案】AD
【解析】由图像可知，在2 s内，质点在沿x轴正方向以1 m/s的速度做匀速直线运动，在y轴方向以2 m/s的初速度、1 m/s2的加速度做匀减速直线运动，由运动的合成知识可知，质点做匀变速曲线运动，A正确；在t＝1 s时，质点在y轴方向速度vy＝v0−ayt＝2 m/s−1×1 m/s＝1 m/s，由运动的合成知识可得质点的合速度大小，B错误；合外力的方向沿y轴方向，速度方向与y轴方向成45°角，C错误；t＝2 s时，质点在x轴上的分位移为x＝2 m，质点在y轴上的分位移为，所以质点在t＝2 s时的位置坐标为（2 m，2 m），D正确。
10．【答案】AD
【解析】对其中一个小球受力分析，如图，受重力，绳子的拉力，由于小球做匀速圆周运动，故合力提供向心力。
将重力与拉力合成，合力指向圆心，由几何关系得，合力，合力提供向心力，由于绳子与竖直方向的夹角不等，则向心力大小不等，因为A与竖直方向夹角大于B的，因此A对应的向心力比B的大，故A正确；绳子拉力，两球的质量相等，但是绳子与竖直方向的夹角不等，与竖直方向夹角越大绳子拉力越大，故B错误；由，设球与悬挂点间的高度差为h，由几何关系，得，解得，可知两球的角速度相等，根据知，两球的周期相等，故C错误、D正确。
11．【答案】BD
【解析】如图所示，两轨道间距离为L恒定，外轨比内轨高h，两轨道最高点连线与水平方向的夹角为θ。
当列车在轨道上行驶时，利用自身重力和轨道对列车的支持力的合力来提供向心力，有，r一定的情况下，预设列车速度越大，设计的内外轨高度差h就应该越大，A错误；h一定的情况下，预设列车速度越大，设计的转弯半径r就应该越大，B正确；r、h一定，高速列车在弯道处行驶时，速度越小时，列车行驶需要的向心力过小，而为列车提供的合力过大，也会造成危险，C错误；高速列车在弯道处行驶时，向心力刚好有列车自身重力和轨道的支持力提供时，列车对轨道无侧压力，速度太小内轨向外有侧压力，速度太大外轨向内有侧压力，D正确。
12．【答案】BC
【解析】球A和球B同轴转动则角速度相同，故A错误；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，有，解得，由于A、B的角速度相等，A、B的半径之比为1：2，则线速度之比为1：2，所以此时A的速度为，故B正确；球B转到最高点时，杆子对B无作用力，对A分析，根据牛顿第二定律得，解得，则杆对水平轴的作用力为1.5mg，方向竖直向下，故C正确，D错误。
二、非选择题：本题共6小题，共52分。按题目要求作答。解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。
13．(6分)
【答案】(1)2∶2∶1 (2)1∶2∶1 (3)2∶4∶1
【解析】由题意可知，，根据，可得，，所以，；根据，可得。
14．(8分)
【答案】(1)ABD (2)不是 (3)2 (4)2.5
【解析】(1)为了保证小球的初速度水平，需调节斜槽的末端保持水平，A错误；为了保证小球每次做平抛运动的初速度相等，小球每次必须从同一位置由静止释放，B正确；小球做平抛运动时，不应与纸接触，避免摩擦改变运动轨迹，带来误差，C错误；将球的位置记录在纸上后，取下纸，将点连成平滑曲线，并建立坐标，以便分析研究平抛运动，D正确。
(2)O到B、B到C过程，水平分位移相等，即时间间隔相等，若O点是抛出点，两段竖直分位移之比应为1:3，而题中竖直分位移之比为1:2，故竖直方向有初速度，O不是抛出点。
(3)竖直方向上，根据，其中t为O到B、B到C过程的时间间隔，可得，水平方向上
。
(4)设小球经过B点时的竖直分速度为vBy，在竖直方向上有，故。
15．(8分)
【答案】（1）；（2）；（3），
【解析】(1)小船船头正对河岸行驶渡河时水速。
(2)小船在静水中的速度。
(3)设静水速的方向偏向上游与河岸成，根据平行四边形定则有
根据几何关系，则有，
解得
渡河时间。
16．(8分)
【解析】(1)小球由A点到B点做平抛运动：
小球到达B点时的速度
解得v＝10 m/s。
(2)设小球由A到B运动的时间为t，则：
解得s＝4.8 m。
17．(10分)
【解析】(1)当拉力大小等于电动机连同打夯机底座的重力时，才能使打夯机底座刚好离开地面，有：
FT＝Mg
对重锤有mg＋FT＝mω2R
解得ω＝ rad/s。
(2)在最低点，对重锤有FT′－mg＝mω2R
则FT′＝Mg＋2mg
对打夯机有FN＝FT′＋Mg
解得FN＝1500 N
由牛顿第三定律得FN′＝FN＝1500 N。
18．(12分)
【解析】(1)小物块从A到B做平抛运动：
解得。
(2)到达B点时的竖直速度
由题可知
解得。
(3)滑块到达C点时的速度与B点速度相等
斜面CD的倾角为，滑块上滑过程中，根据牛顿第二定律
解得加速度
上滑的时间
上滑的距离
下滑过程中，根据牛顿第二定律
解得加速度
下滑的位移
因此CD间距离。