四川省泸县第五中学2022-2023学年高一物理下学期4月月考试题（Word版附解析）

这是一份四川省泸县第五中学2022-2023学年高一物理下学期4月月考试题（Word版附解析），共11页。试卷主要包含了单项选择题，多项选择题，实验题，解答题等内容，欢迎下载使用。
第I卷（选择题44分）
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. 关于曲线运动，下列说法正确的是
A. 做曲线运动的物体，受到的合外力一定不为零
B. 物体受到的合外力方向变化，一定做曲线运动
C. 只要物体做圆周运动，它所受的合外力一定指向圆心
D. 物体只要受到垂直于初速度方向的恒力作用，就一定能做匀速圆周运动
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】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，故合外力一定不为零，A选项正确；
B．物体做曲线运动的条件是合力的方向与速度方向不在同一条直线上，但合外力方向变化并不一定做曲线运动，如直线运动的物体合力反向，依旧做直线运动，故B错误；
C．物体做圆周运动时所受的合外力不一定是其向心力，指向圆心的合力提供向心力，故C错误；
D．匀速圆周运动的向心力是始终指向圆心的，合力垂直于初速度方向的方向的运动，并不一定始终与速度的方向垂直，如平抛运动，D错误。
故选A。
2. 两岸平行的河流，宽度为300m，各处河水流速均为4m/s。小船在静水中的速度为5m/s，则（ ）
A. 若小船要以最短时间过河，则航程为300m
B. 若船头与上游河岸夹角合适，则过河所需的时间可能为55s
C. 若小船要以最短航程过河，则所需的时间为100s
D. 船头垂直河岸过河时，如果途中河水流速突然增大，则过河时间将增大
【答案】C
【解析】
【详解】A．若小船要以最短时间过河，则需将船头垂直河岸行进，此时航程为
故A错误；
B．船头垂直河岸过河时，渡河时间最短。小船最短过河时间为
故过河所需的时间不可能为55s。故B错误；
C．由于船速大于水速，要航程最短，则需船的合速度垂直河岸过河，此时所需时间为
故C正确；
D．船头垂直河岸过河时，如果途中河水流速突然增大，由以上分析可知，过河时间不变。故D错误。
故选C。
【点睛】小船过河模型，船头垂直河岸时，渡河时间最短。航程最短需要先判断船速和水速之间的关系，再确定行进方向。
3. 对于万有引力的表达式的理解，下列说法正确的是（ ）
A. 当r趋近于零时，m1和m2之间的引力趋近于无穷大
B. m1和m2之间的引力大小总是相等，与m1和m2是否相等无关
C. m1和m2之间的引力大小总是相等，方向相反，是一对平衡力
D. m1和m2之间的引力与它们的距离成反比
【答案】B
【解析】
【详解】万有引力是一种远程相互作用，在微观的距离上是不适用，距离趋近零时此公式不再适用，选项A错误；万有引力作用是天体间的相互吸引，一定是等大反向，m1和m2之间的引力大小总是相等，与m1和m2是否相等无关，选项B正确；万有引力作用是物体间的相互吸引，一定是等大反向，是作用力与反作用力的关系，选项C错误；m1和m2之间的引力与它们的距离平方成反比，选项D错误．故选B.
【点睛】解决本题的关键掌握万有引力定律的公式，知道公式的适用条件．基础题．注意两物体间的引力是一对作用力和反作用力，不是一对平衡力．
4. 在如图所示装置中，甲、乙属于同轴传动，乙、丙属于皮带传动（皮带与轮不发生相对滑动），A、B、C分别是三个轮边缘上的点，设甲、乙、丙三轮的半径分别是、和，且，如果三点的线速度分别为，，，三点的周期分别为，，，向心加速度分别为，，，则下列说法正确的是（ ）
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】AB．由圆周运动的基本关系可知
其中
AB错误；
CD．由圆周运动的基本关系可知
其中
Ｃ错误，D正确；
故选D。
5. 火车转弯时，如果铁路弯道的内、外轨一样高，则外轨对轮缘（如图所示）挤压的弹力F提供了火车转弯的向心力（如图中所示），但是靠这种办法得到向心力，铁轨和车轮极易受损。在修筑铁路时，弯道处的外轨会略高于内轨（如图所示），当火车以规定的行驶速度转弯时，内、外轨均不会受到轮缘的侧向挤压，设此时的速度大小为v，重力加速度为g，以下说法中正确的是（ ）
A. 该弯道的半径
B. 当火车质量改变时，规定的行驶速度也将改变
C. 当火车速率小于v时，外轨将受到轮缘的挤压
D. 分别按规定速度v和大于速度v行驶时，火车所受的支持力不相等
【答案】D
【解析】
【详解】A．当火车以规定的行驶速度转弯时，内、外轨均不会受到轮缘的侧向挤压，有
解得
A错误；
B．根据 ，可知，规定的行驶速度与火车的质量无关，B错误；
C．当火车速率小于v时，火车有向心运动的趋势，则对内轨有挤压，C错误；
D．按规定速度行驶时，支持力为
则支持力大于重力，大于速度v行驶时，外轨给火车垂直轨道向内的力，由竖直方向的平衡条件可知，火车所受的支持力大于，故D正确。
故选D。
6. 如图所示，长度均为的两根轻绳，一端共同系住质量为的小球，另一端分别固定在等高的A、B两点，A、B两点间的距离为，重力加速度g取。现使小球在竖直平面内以AB为轴做圆周运动，若小球在最低点的速度大小为，则此时每根绳的拉力大小为（ ）
A. 45NB. 40NC. 64ND. 36N
【答案】A
【解析】
【详解】当小球在最低点的速率为v=8m/s时，由牛顿第二定律得
由几何关系可得
解得
故选A。
7. 竖直边长为，倾角为的直角斜面固定在水平面地上，若将某小球a以速度从斜面顶端水平抛出，正好落在该斜面的中点上，现将该小球b以的初速度水平抛出，下面说法正确的是（ ）
A. 小球b的水平位移为
B. 小球a与小球b落在斜面上的时间之比为
C. 小球a落在斜面上的速度与水平方向夹角为
D. 小球a与小球b落在接触面上的速度方向不同
【答案】D
【解析】
【详解】C．根据题意，小球a落在斜面的中点，根据平抛运动规律可得
，
可得
，，
小球a落在斜面上时与水平方向夹角满足
故C错误；
AB．假设小球以初速度抛出，刚好落在斜面底端，根据平抛运动规律可得
，
解得
又
可得
由于该小球b以的初速度水平抛出，可知小球b将落在水平面上，则有
解得
小球b的水平位移为
故AB错误；
D．小球b落在地面上的竖直分速度为
小球b落在水平面上时与水平方向夹角满足
可知小球a与小球b落在接触面上的速度方向不同，故D正确。
故选D。
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. 刀削面是很多人喜欢的面食之一，因其风味独特而驰名中外。刀削面全凭刀削，因此得名。如图所示，将一锅水烧开，拿一块面团放在锅旁边较高处，用一刀片飞快地削下一片片很薄的面片，面片便飞向锅中。若面团到锅上沿水平面的竖直距离为0.8m，到锅最近的水平距离为0.5m，锅的半径为0.5m。要想使削出的面片落入锅中，则面片的水平速度可以是下列选项中的哪些（g取10 m/s2）（ ）
A. 1 m/sB. 2 m/sC. 3 m/sD. 4 m/s
【答案】BC
【解析】
【详解】由平抛运动的规律可得，竖直方向有
水平方向有
代入数据，解得
速度介于两个初速度之间，AD错误，BC正确。
故选BC。
9. 在距地面某一高度处平伸手掌托起篮球，由静止开始竖直向上运动，直至将篮球竖直抛出，之后篮球落地。已知篮球在这一过程中的速度与时间关系如图所示，其中为曲线、为直线，图线在、内与时间轴所围面积的大小分别为。下列说法正确的是（ ）
A. 时刻，篮球只受重力的作用
B. 时刻，篮球离地面的高度最大
C. 时刻，篮球只受重力的作用
D. 手开始向上运动时距地面的高度为
【答案】CD
【解析】
【详解】A．图像的斜率等于加速度，则时刻，篮球的加速度为零，除了受重力作用外还受手向上的作用力，选项A错误；
B．图像的面积等于位移，可知时刻，篮球离地面的高度最大，选项B错误；
C．因为为直线，则此过程中篮球离开手只受重力，即时刻，篮球只受重力的作用，选项C正确；
D．图像的面积等于位移，由图像可知，篮球先向上运动s1，然后向下运动s2落地，则手开始向上运动时距地面的高度为，选项D正确。
故选CD。
10. 以下关于向心力说法正确的是（ ）
A. 向心力是一种作用效果力，实际上不存在
B. 向心力的方向始终指向圆心，因此向心力的方向不变
C. 如图所示，物体受到的重力，绳子的拉力和向心力
D. 如图所示，若物体的质量为m，绳子与竖直方向夹角为θ则物体受到向心力大小等于mgtanθ
【答案】AD
【解析】
【详解】A．向心力是效果力，实际上不存在，A正确；
B．向心力的方向始终指向圆心，方向时刻改变，B错误；
C．物体受重力、绳子拉力，C错误；
D．由题图受力分析示意图可知向心力大小为
D正确。
故选AD。
11. 所示，水平放置的两个轮盘靠之间的摩擦力传动，O、O’分别为两轮盘的轴心，轮盘的半径比R甲:R乙=2:1，传动时两轮盘不打滑。现在两轮盘上分别放置同种材料制成的滑块A、B，两滑块的质量相等，与轮盘间的动摩擦因数相同，距离轴心O、O’的间距RA=2RB。若轮盘乙由静止缓慢地转动起来，且转速逐渐增加，则（ ）
A. 两滑块都相对轮盘静止时，两滑块线速度之比为vA:vB=1:2
B. 两滑块都相对轮盘静止时，两滑块角速度之比为ωA:ωB=1:4
C. 轮盘匀速转动且两滑块都相对轮盘静止时，两滑块所受摩擦力之比为fA:fB=1:2
D. 转速逐渐增加，B会先发生滑动
【答案】CD
【解析】
【详解】AB．两轮边缘的线速度相等，则根据
v=ωr
可知甲乙两轮的角速度之比为1:2；两滑块线速度之比为
两滑块角速度之比为
AB错误；
C．摩擦力提供向心力，根据牛顿第二定律得
f=mω2R
由于质量相同，角速度关系，RA=2RB故两滑块所受摩擦力之比为
C正确；
D．由C的分析可知，转速逐渐增加，B先达到最大摩擦力，B会先发生滑动，D正确。
故选CD。
第II卷（非选择题56分）
三、实验题（14分）
12. 向心力演示器如图所示，用来探究小球做圆周运动所需向心力F大小与质量m，角速度和半径r之间的关系。两个变速轮塔通过皮带连接，匀速转动手柄使长槽和短槽分别随变速轮塔1和变速轮塔2匀速转动，槽内的钢球就做匀速圆周运动。横臂的挡板对钢球的压力提供向心力，钢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，标尺上的黑白相间的等分格显示出两个钢球所受向心力的比值。如图是探究过程中某次实验时装置的状态。
（1）在研究向心力F的大小与质量m、角速度和半径r之间的关系时我们主要用到了物理学中的______；
A．理想实验法 B．等效替代法 C．控制变量法 D．演绎法
（2）图中所示，若两个钢球质量和运动半径相等，则是在研究向心力大小F与______的关系；
A．钢球质量m B．运动半径r C．角速度
（3）图中所示，若两个钢球质量和运动半径相等，图中标尺上黑白相间的等分格显示出钢球A和钢球C所受向心力的比值为1：4，则与皮带连接的变速轮塔1和变速轮塔2的半径之比为______。
A．2：1 B．1：2 C．4：1 D．1：4
【答案】 ①. C ②. C ③. A
【解析】
【详解】（1）[1]用向心力演示器探究向心力与质量、角速度、半径的关系，采用控制变量法。
故选C。
（2）[2]根据
若两个钢球质量和运动半径相等，则是在研究向心力的大小F与角速度的关系。
故选C。
（3）[3]若两个钢球质量和运动半径相等，根据
变速轮塔1和变速轮塔2的角速度之比为
两塔轮与皮带连接处线速度大小相等，根据
与皮带连接的变速轮塔1和变速轮塔2的半径之比为
故选A。
13. “探究平抛运动的特点”实验有以下几步。
（1）用如图甲所示竖落仪装置探究平抛运动竖直分运动的特点，用小锤击打弹性金属片后，A球沿水平方向抛出，做平抛运动；同时B球被释放，自由下落，做自由落体运动。下列说法中正确的是______和_______。
A．两球的体积，材料和质量可以任意选择，对实验结果没有影响
B．改变小球距地面的高度和小锤击打的力度，可以改变两球在空中的运动时间和A球的水平初速度大小
C．如果两球总是同时落地，则可以验证平抛运动的竖直分运动是自由落体运动
D．通过该实验装置也能研究平抛运动的水平分运动特点
（2）以下是关于本实验的一些做法，其中合理的选项有_____和______。
A．应使坐标纸上竖线与重垂线平行
B．斜槽轨道须选用光滑
C．斜槽轨道末端须调整水平
D．应将坐标纸上确定的点用直线依次连接
（3）若用每秒可以拍摄20帧照片的像机连拍小球做平抛运动的几张连续照片在坐标纸高0.5m的条件下，最多可以得到小球在坐标纸上的位置点为_________。
A．3个 B．7个 C．16个 D．60个
（4）小球水平抛出后，在部分坐标纸上得到小球的位置点如图丙所示。图中坐标纸每小格的边长为，、和是小球平抛连续经过的3个点。已知重力加速度为g则小球从运动到所用的时间为_________（用题中字母表示），小球的抛出速度为__________。
【答案】 ①. B ②. C ③. A ④. C ⑤. B ⑥. ⑦.
【解析】
【详解】（1）[1][2]A．两球的体积、材料和质量的选择不同，受到阻力大小不同，对实验结果有影响，故A错误；
B．改变小球距地面的高度，可以改变两球在空中的运动时间，而改变小锤击打的力度，可以改变A球的水平初速度大小，故B正确；
CD．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，故C正确，D错误。
（2）[3][4]A．将坐标纸上竖线与重垂线平行，确保坐标纸处于竖直面，故A正确；
B．每次小球应从同一位置由静止释放，以保证到达底端速度相同，轨道不必光滑，故B错误；
C．安装斜槽轨道，使其末端保持水平，不左右滚动，以保证小球做平抛运动，故C正确；
D．将坐标纸上确定的点用平滑曲线连接，故D错误；
（3）[5]根据自由落体运动的规律，0.5m下落所需时间
每两张照片的时间间隔
拍摄的数量
故B正确，ACD错误；
（4）[6][7]竖直方向有
所以小球从运动到所用的时间为
根据水平方向做匀速直线运动知小球的初速度为
四、解答题（42分）
14. 汽车转弯时如果速度过大，容易发生侧滑。因此，汽车转弯时不允许超过规定的速度。如图所示，一辆质量m=2.0×103kg的汽车（可视为质点）在水平公路的弯道上行驶，速度的大小v=10m/s，其轨迹可视为半径r=50m的圆弧。
（1）求这辆汽车转弯时的角速度ω；
（2）求这辆汽车转弯时需要向心力的大小；
【答案】（1）0.2rad/s；（2）
【解析】
【详解】（1）由角速度公式
解得
（2）由向心力公式
解得
15. 随着城市发展，玻璃幕墙受到越来越多人青睐，但外玻璃的清洁是困扰人们的问题，如图甲所示是一种自动擦玻璃工具，质量为m的外擦子在内擦子的带动作用下，通电后自动完成擦拭外玻璃任务，已知外擦子沿竖直向上以速度v0做匀速直线运动时。内擦子对外擦子的作用力沿与竖直方向成θ角斜向右上，外擦子与玻璃之间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，求：
（1）求内擦子对外擦子的作用力F的大小；
（2）工具沿竖直向上匀速擦玻璃过程中，若突遇断电且断电后内外擦子间作用力瞬间消失，且擦子所在处离玻璃上端足够远，求断电后外擦子能上升的最大高度。
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）对外擦子，根据平衡条件
联立解得
（2）断电后内外擦子间作用力瞬间消失，则外擦子不再受摩擦力作用，将做竖直上抛运动，根据
断电后外擦子能上升的最大高度
16. 如图所示，把一个小球放在玻璃漏斗中，晃动漏斗，可以使小球在短时间内沿光滑的漏斗壁在某一水平面内做匀速圆周运动。此时小球在漏斗壁上离漏斗中心口的竖直高度为，小球的质量为，漏斗壁与竖直方向的夹角为，整个过程中忽略空气阻力，。
（1）小球的向心力由谁提供？
（2）小球的受到的支持力大小多少？向心力大小等于多少？
（3）小球在运动过程中的线速度大小。
【答案】（1）重力和支持力的合力；（2），；（3）
【解析】
【详解】（1）在小球匀速圆周运动过程中，受重力和支持力作用，二力的合力水平指向轨迹的圆心，因此重力和支持力的合力提供向心力。
（2）小球的受力示意图如图所示：
由几何关系可得
解得
，
（3）小球做匀速圆周运动的半径为
由向心力与线速度的关系得
解得