山东省菏泽市东明县第一中学2023-2024学年高一下学期4月月考物理试题

这是一份山东省菏泽市东明县第一中学2023-2024学年高一下学期4月月考物理试题，共13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。
第Ⅰ卷（选择题）
一、单选题：（本大题共8小题，每题4分，共32分）
1．下列关于运动的说法正确的是（ ）
A．两个直线运动的合运动一定是直线运动
B．曲线运动，一定是变速运动
C．做圆周运动的物体，合力一定指向圆心
D．平抛运动，是变加速曲线运动
2．下列关于质量不变的物体做匀速圆周运动的描述，正确的是（ ）
A．线速度大小不变，所以物体处于平衡状态
B．线速度越大，则角速度越大
C．物体的向心力一定等于其所受的合外力
D．向心加速度保持不变，所以匀速圆周运动是匀变速曲线运动
3．质点在三个恒力、、的共同作用下保持平衡状态，若突然撤去，而保持、不变，则质点（ ）
A．一定做匀变速运动B．一定做匀变速直线运动
C．一定做非匀变速运动D．一定做曲线运动
4．如图所示，在一棵大树下有张石凳子，上面水平摆放着一排香蕉。小猴子为了一次拿到更多的香蕉，它紧抓住软藤下端，同时树上的老猴子向上拉动软藤的另一端，使得小猴子在石凳子上保持身体水平向右运动。已知老猴子以大小恒定的速率拉动软藤，当软藤与竖直方向成角时，小猴子的水平运动速度大小为（ ）
A．B．C．D．
5．在水平面上固定两个相互紧靠的斜面体，将、、三个小球从左边斜面的顶点以不同的初速度向右水平抛出，落在斜面上时其落点如图所示，小球落点距水平面的高度最低，下列判断正确的是（ ）
A．小球的初速度最大B．小球的飞行时间最长
C．小球的速度变化量最小D．小球的速度偏向角最小
6．如图所示，两个质量相同的小球，用长度不等的细线拴在同一点并在同一水平面内做匀速圆周运动。它们的（ ）
A．向心力大小相等B．运动角速度大小相等
C．运动线速度大小相等D．向心加速度大小相等
7．如图所示，某人从高的坡上以速度水平击出一个质量为的高尔夫球，由于受恒定的水平风力的作用，高尔夫球竖直落入距击球点水平距离为的穴，不计洞穴的深度，则下列说法正确的是（ ）
A．球被击出后做平抛运动
B．该球从被击出到落入穴所用的时间为
C．球被击出时的初速度大小
D．球被击出后受到的水平风力的大小为
8．如图所示，钢球从斜槽轨道末端以的水平速度飞出，经过时间落在斜靠的挡板中点。若钢球以的速度水平飞出，则（ ）
A．下落时间仍为B．下落时间为
C．下落时间为D．落在挡板底端点
二、多选题：（本大题共4小题，共16分。漏选得2分，错选得0分）
9．研究某一物体的运动时，得到如图所示的一段运动轨迹，下列判断正确的是（ ）
A．若在方向始终匀速，则在方向先减速后加速
B．若在方向始终匀速，则在方向先加速后减速
C．若在方向始终匀速，则在方向先减速后加速
D．若在方向始终匀速，则在方向先加速后减速
10．如图，两位同学同时在等高处抛出手中的篮球、，以速度斜向上抛出，以速度竖直向上抛出，当到达最高点时恰与相遇。不计空气阻力，、质量相等且均可视为质点，重力加速度为，以下判断正确的是（ ）
A．相遇时的速度一定为零B．相遇时的速度一定为零
C．从抛出到最高点的时间为D．从抛出到相遇、速度的变化量相同
11．下列有关运动的说法正确的是（ ）
图甲 图乙 图丙 图丁
A．图甲球在水平面内做匀速圆周运动，球角速度越大，则偏离竖直方向的角越大
B．图乙质量为的小球到达最高点时对管壁的压力大小为，则此时小球的速度大小为
C．图丙皮带轮上点的加速度小于点的加速度
D．图丁用铁锤水平打击弹簧片后，球比球先着地
12．如图所示，一个半径为的半圆柱体放在水平地面上，一小球从圆柱体左端点正上方的点水平抛出（小球可视为质点），恰好从半圆柱体的右上方点掠过，已知为半圆柱体侧面半圆的圆心，与水平方向夹角为53°，重力加速度取，则（ ）
A．小球从点运动到点所用时间为
B．小球从点运动到点所用时间为
C．小球做平抛运动的初速度为
D．小球做平抛运动的初速度为
三、实验题：（本大题共2小题，共14分）
13．（6分）其物理兴趣小组的同学为了测玩具电动机的转速，设计了如图甲所示的装置。钢质形直角架的竖直杆穿过带孔的轻质薄硬板，然后与电动机转子相连，水平横梁末端与轻细绳上端连接，绳下端连接一小钢球，测量仪器只有直尺。实验前细绳竖直，小球静止，薄板在小球下方，用直尺测出水平横梁的长度。现接通电源，电动机带动小球在水平面内做匀速圆周运动，小球稳定转动时，细绳与竖直方向成角，缓慢上移薄板，恰触碰到小球时，停止移动薄板，用铅笔在竖直杆上记下薄板的位置，在薄板上记录下触碰点，最后测量出薄板与横梁之间的距离，触碰点到竖直杆的距离，如图乙所示。求：
甲 乙
（1）为了使实验更精确，上移薄板时要求薄板始终保持________。
（2）重力加速度用表示，利用测得的物理量，写出转速的表达式________（用，，，表示），用测得的数据计算得________（，保留三位有效数字）。
14．（8分）未来在一个未知星球上用如图甲所示的装置研究平抛运动的规律。悬点正下方点处有水平放置的织热电热丝，当悬线摆至电热丝处时能轻易被烧断，小球由于惯性向前飞出做平抛运动。现对小球采用频闪数码照相机连续拍摄。在有坐标纸的背景屏前，拍下了小球在做平抛运动过程中的多张照片，经合成后，照片如图乙所示。、、、为连续四次拍下的小球位置，已知照相机连续拍照的时间间隔是照片大小如图中坐标所示，又知该照片的长度与实际背景屏的长度之比为，则：
甲 乙
（1）由以上信息，可知点________（选填“是”或“不是”）小球的抛出点；
（2）由乙图信息，可以推算出该星球表面的重力加速度为________；
（3）由乙图信息，可以算出小球平抛的初速度是________；
（4）由乙图，可以算出小球在点时的速度是________（此空保留三位有效数字）。
四、计算题：本大题共4小题，共38分。
15．（8分）一小球从空中某点水平抛出，经过、两点（点未画出），已知小球在点的速度大小为，方向与水平方向成45°角，小球在点的速度大小为，不计空气阻力，重力加速度为，结果可保留根号，求：
（1）小球从点抛出时的初速度；
（2）小球由到的运动时间。
16．（8分）如图所示，有一水平放置的圆盘，上面放有一劲度系数为的轻质弹簧，弹簧的一端固定于圆心点，另一端拴一质量为的物体，物体与盘面间的最大静摩擦力为其重力的倍，开始时弹簧处于自然长度，长为。
（1）物体开始滑动时圆盘的转速为多大？
（2）当转速达到时，弹簧的伸长量是多大？（结果用、、、、表示）
17．（10分）如图所示，一小球从平台边缘水平抛出，恰好落在临近平台的一倾角的粗糙斜面顶端，并刚好沿斜面加速下滑。已知动摩擦因数斜面顶端与平台的高度差，重力加速度。，。
（1）求小球水平抛出的初速度和斜面顶端与平台边缘的水平距离。
（2）若斜面顶端高，求小球离开平台至到达斜面底端所经历的时间。
18．（12分）“飞车走壁”是一项传统的杂技表演艺术，演员骑车在倾角很大的锥形桶面上做圆周运动而不掉下来。如图所示，已知杂技演员筒壁与水平地面的倾角为53°，车和人的总质量为，演员在水平面内做圆周运动的半径为，车与筒壁的动摩擦因数为，取重力加速度，，。
（1）若演员骑车做圆周运动时不受筒壁的摩擦力，求演员和车的速度；
（2）为保证杂技演员的安全，求演员在此圆周上运动的最大速度。
东明一中2023-2024下学期第一次月考物理试题答案
1．【答案】B
【解析】【分析】本题主要考查曲线运动的特点和曲线运动的条件。当合运动的加速度方向与速度方向不在同一条直线上时物体做曲线运动；曲线运动一定是变速运动；做圆周运动的物体，合力不一定指向圆心；平抛运动是匀变速曲线运动。
【解答】A．两个分运动如果一个是匀速直线运动，一个是不在同一条直线上的匀加速直线运动，则合运动是曲线运动，故A错误；
B．曲线运动的速度方向一定改变，所以曲线运动一定是变速运动，故B正确；
C．做匀速圆周运动的物体，合力一定指向圆心，做变速圆周运动的物体，合力不总是指向圆心，故C错误；
D．做平抛运动的物体只受重力作用，是匀变速曲线运动，故D错误。
2．【答案】C
【解析】A．线速度大小不变，但方向时刻改变，不是平衡状态，故A错误；
B．根据，线速度越大，角速度不一定越大，还与半径有关，故B错误；
C．匀速圆周运动合外力提供向心力，所以物体的向心力一定等于其所受的合外力，故C正确；
D．向心加速度方向时刻改变，所以匀速圆周运动是非匀变速曲线运动，故D错误。
3．【答案】A
【解析】解：物体受到三个共点的恒力作用而处于平衡状态，当撤去某个恒力时，物体的合力与大小相等、方向相反，说明物体受到的合力恒定不变，加速度不变，物体做匀变速运动，若原来的与速度方向相反时，撤去后，物体的合力与速度方向相同，物体做匀加速直线运动；若原来的与速度方向相同时，撤去后，物体的合力与速度方向相反，物体做匀减速直线运动；若物体原来做匀速直线运动，而且原来的与速度不在同一直线上时，撤去后，物体的合力与速度方向不在同一直线上，则物体做匀变速曲线运动。故知物体可能做直线运动，也可能做曲线运动。故A正确，BCD错误。
物体受到三个共点的恒力作用而处于平衡状态，当撤去某个恒力时，余下力的合力与大小相等、方向相反，根据物体的合力与速度方向可能的关系，分析物体可能的运动情况。本题中利用了平衡条件的推论，得到撤去后物体的合力是恒力，关键要分情况讨论合力与速度方向间的关系，分析物体的运动性质。
4．【答案】D
【解析】由题意知，小猴子沿软藤方向的速度等于老猴子拉软藤的速度，将小猴子的实际速度，即水平向右的速度，分解为沿软藤方向的速度和垂直软藤斜向下的速度，如答图所示，则小猴子沿水平方向的运动速度为，D正确。
5．【答案】C
【解析】解：三个小球均做平抛运动，从题图可知小球下落的高度最小，由得，所以小球飞行时间最短，由得，小球的水平位移最小，飞行时间最长，则小球的初速度最小，故A、B错误；小球做的是平抛运动，加速度为，速度的变化量为，所以球的速度变化量最小，故C正确；设速度的偏向角为，则，又因小球的运动时间最长，初速度最小，则小球的速度偏向角最大，故D错误。
6．【答案】B
【解析】解：AB．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： ①；所以两球向心力不相等；由向心力公式得到， ②；
设球与悬挂点问的高度差为，由几何关系，得： ③；
由①②③三式得，，则两球角速度相等；
故A错误，B正确；
C．由，两球转动半径不等，线速度不等，故C错误；
D．由，两球转动半径不等，向心加速度不等，故D错误。
两个小球均做匀速圆周运动，对它们受力分析，找出向心力来源，可先求出角速度，再由角速度与周期、线速度、向心加速度的关系公式求解。
7．【答案】C
【解析】解：由于水平方向受到空气阻力，因此球的运动不是平抛运动，A错误；
球在竖直方向做自由落体运动，由得，由于球竖直地落入穴，故球在水平方向做末速度为零的匀可，由牛顿第二定律可得水平风力的大小，故C正确，BD错误。
小球水平方向受恒定的阻力，因而做匀减速直线运动，竖直方向只受重力，做自由落体运动，根据运动学公式即可列式求解。本题关键将实际运动分解为水平方向的匀减速直线运动和竖直方向的自由落体运动，根据运动学公式和牛顿第二定律列式求解，注意水平方向不是匀速直线运动，与平抛运动的水平方向运动区别开来。
8．【答案】C
【解析】解：假设钢球以水平速度飞出时仍落在挡板上，则钢球的位移与水平方向的夹角等于挡板的倾角，由平抛运动的规律可知，又，，整理得，则钢球的运动时间与初速度成正比。由于钢球的水平速度为时落在挡板的中点，钢球的水平速度为时若仍落在挡板上，则竖直位移应变为原来的4倍，显然当钢球的水平速度为时，钢球应落在水平面上，则由竖直方向分运动的规律可知，钢球竖直方向的分位移变为原来的2倍，则钢球在空中运动的时间变为原来的倍，A、B、D错误，C正确。
9．【答案】AD
【解析】图象为平面直角坐标系，在平面内任意一点的坐标值表示物体离开坐标轴的距离，如果纵坐标增加快，说明方向运动快，如果横坐标增加快，说明方向运动快。
注意此题是平面直角坐标系，与速度时间图象和位移时间图象不同，所以图象问题一定要看清坐标轴的物理意义。
【解答】AB．假设物体从点出发，若在方向始终匀速，根据做曲线运动的物体所受合力指向轨迹的凹侧，可知物体所受合力沿方向，且合力先指向轴负方向后指向轴正方向，即在方向先减速后加速，选项A正确，B错误；
CD．若在方向始终匀速，那么物体所受合力应沿方向，且合力先指向轴正方向后指向轴负方向，即在方向先加速后减速，故C错误，D正确。
10．【答案】BCD
【解析】A．A分解为竖直向上的匀减速直线运动与水平向右的匀速直线运动，相遇时达到最高点则其竖直方向的速度为0，水平方向速度不变，合速度不为0，故A错误；
B．设在竖直方向的分速度为，则相遇时满足：，解得，即达到最高点，速度也为0，故B正确；
C．与到达最高点的时间相等为，故C正确；
D．两者运动的时间相同，加速度均为重力加速度也相同，所以速度的变化量相同，故D正确。
故选BCD。
11．【答案】ABC
【解析】对题图甲中小球受力分析如图所示，
则有，得，
由上式可知越大，越小，则越大，A正确；
题图乙中小球到达最高点时，若对上管壁压力大小为，则管壁对小球的作用力向下，
有，得；
若对下管壁压力大小为，则管壁对小球的作用力向上，有，小球做圆周运动，在最高点时合力应向下指向圆心，即此种情况不成立，B正确；
题图丙中，由得，，由得，可得，C正确；
题图丁中球做平抛运动，竖直方向上的分运动为自由落体运动；球与球同时开始运动，而球的运动为自由落体运动，所以、球应同时落地，D错误。
12．【答案】AC
【解答】小球做平抛运动，飞行过程中恰好与半圆轨道相切于点，知速度与水平方向的夹角为37°，设位移与水平方向的夹角为，水平位移，竖直方向位移为，则有：，
因为，，解得：
根据，解得
水平位移，解得：，故AC正确。
13．【答案】（1）水平 （2） （3）
【解析】解：（1）小球在水平面内做匀速圆周运动，故缓慢移动薄板时应要求薄板始终保持水平。
（2）小球做匀速圆周运动，由，得，而，代入可得，把数据代入计算可得。
14．【答案】（1）是； （2）8； （3）； （4）
【解析】【解答】（1）因为竖直方向上连续相等时间内的位移之比是，符合初速度为零的匀变速直线运动特点，由此可知点的竖直分速度为零，点是小球的抛出点。
（2该照片的长度与实际背景屏的长度之比为，可得小正方形的实际边长；
竖直方向上有，解得：。
（3）小球水平方向做匀速直线运动，。
（4）小球在点时的竖直分速度，
则小球在点时的速度。
15．【答案】解：（1）小球平抛运动到点，速度大小为，方向与水平方向成45°，
根据运动的合成与分解可知，水平速度为：，
解得平抛运动的初速度为：；
（2）小球在点竖直方向的分速度为：，
小球在点的速度大小为，根据平行四边形定则，可知小球在点竖直方向的分速度为：
，
在竖直方向上，由速度时间公式，可知小球由到的运动时间为：。
16．【答案】解：（1）当圆盘开始转动时，物体随圆盘一起转动，物体未滑动时，由静摩擦力提供向心力，
设最大静摩擦力对应的角速度为，则，又，
所以物体开始滑动时的转速。
（2）转速增大到时，由最大静摩擦力和弹簧弹力的合力提供向心力，
由牛顿第二定律有，此时．。
由以上各式解得。
17．【答案】解：（1）从平台到斜面的过程中，小球做平抛运动，则有：
，解得。
到达斜面时速度方向与斜面平行，则有：，解得：，
因此斜面顶端与平台边缘的水平距离为：；
（2）在斜面上由牛顿第二定律有：，解得加速度：。
到达斜面时的速度为：，
斜面上物体做匀加速直线运动，则有：，
解得：
总时间：。
18．【答案】解：（1）车和人整体受合力提供向心力，
得；
（2）在此圆周上，速度最大时，所受摩擦力沿切面向下且达到最大值，如图所示，
沿水平方向有，
沿竖直方向有，
又，得。