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

这是一份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，共17页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
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A4. 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-aD. 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=0②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．