广东省湛江市第二十一中学2023-2024学年高一下学期第一次月考物理试题（选考）

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单项选择题（以下每小题的四个选项中只有一项符合题意。每小题4分，共28分）
对于正在做匀速圆周运动的某物体来说，不变的物理量是（ ）
周期 B、线速度 C、向心加速度 D、向心力
以下关于圆周运动的描述正确的是 ( )

A.如图甲所示，手对绳子的拉力是小球在该水平面内做匀速圆周运动的向心力
B.如图乙所示，小朋友在秋千的最低点处于超重状态
C.如图丙所示，旋转拖把的脱水原理是水滴受到了离心力，从而沿半径方向甩出
D.如图丁所示，摩托车在水平赛道上匀速转弯时，人和摩托车构成的整体受到重力、支持力、摩擦力和向心力四个力作用
擦窗机器人帮助人们解决了高层擦窗、室外擦窗难的问题。如图所示，擦窗机器人在竖直玻璃窗上沿直线由A向B运动，速度逐渐减小。已知F为机器人除重力外的其他力的合力，则擦窗机器人在此过程中在竖直平面内的受力分析可能正确的是（ ）
4．一辆货车利用跨过光滑定滑轮的轻质缆绳提升一箱货物，已知货箱的质量为M，货物的质量为m，货车以速度v向左做匀速直线运动，重力加速度为g，货车前进了一小段距离，将货物提升到如图所示的位置，此过程中下列说法正确的是（ ）
此过程中货物对货箱底部压力大于货物自身重力
此时货箱向上运动的速率大于v
此时货箱向上运动的速率等于
此过程中货物的速率不变
5.如图，一小船以1.0 m/s的速度匀速前行，站在船上的人竖直向上抛出一小球，小球上升的最大高度为0.45 m。假定抛接小球时人手的高度不变，不计空气阻力，g取10 m/s2，则下列分析正确的是（ ）
A.小球的初速度大小为9m/s
B.小球上升的时间为3s
C.小球到达最高点时速度为零
D.从小球被抛出到再次落入手中，小船前进了0.6 m
6．2024年3月18日广湛高铁传来新进展——湛江湾海底隧道顺利贯通。该隧道全长9640米，其工程由一台盾构机掘进完成。盾构机，是一种隧道掘进的专用工程机械，是城市地铁建设、开山修路、打通隧道的利器。如图为我国最新研制的“聚力一号”盾构机的刀盘，已知其直径达16m，转速为5r/min，下列说法正确的是（ ）
A．刀盘工作时的角速度为10π rad/s
B．刀盘边缘的线速度大小为π m/s
C．刀盘旋转的周期为12s
D．刀盘工作时各刀片的线速度均相同
7.如图所示，质量m＝2.0×104 kg的汽车以不变的速率先后驶过凹形桥与凸形桥面，两桥面的圆弧半径均为60 m，如果桥面承受的压力不超过3.0×105 N，g＝10 m/s2，则汽车允许的最大速率是（ ）
A．10eq \r(3) m/s B．10eq \r(6) m/s
C．30 m/s D．10eq \r(15) m/s
多项选择题：（以下每小题的四个选项中至少有两项符合题意。每小题6分，共18分。全选对得6分，选对部分且无错选得3分，不选或有错选得0分）
下列各图中实线为河岸，河水的流动方向如图v箭头所示，虚线为小船从河岸M驶向对岸N的实际航线。假设船头方向为船在静水中的速度方向，则以下各图可能正确的是（ ）

A B C D
如图，景观喷泉喷出的水做斜抛运动，以质量为∆m的一小段水柱为研究对象，如时机斜抛的初速度v0与水平方向的夹角为θ，不计空气阻力，则下列分析正确的是（ ）
A、抛出时水平方向的分速度是vx=v0sinθ
B、抛出时竖直方向的分速度是vy=v0sinθ
C、水柱在最高点时速度为零，加速度为g
D、水柱水平方向做匀速直线运动
10.跑车尾翼功能示意图如图所示，当汽车高速行驶时，气流会对跑车形成一个向下的压力，压力大小与车速的关系满足FN=kv2(k=1.2 kg/m)。现某跑车在水平转弯中测试其尾翼功能，当测试车速为90 km/h，未安装尾翼时，其转弯时的最小半径为90 m；在安装尾翼后，转弯时的最小半径可减为85 m。若汽车受到的最大静摩擦力为其对地面压力的μ倍，尾翼质量可以忽略，则下列说法正确的是 ( )
A.μ=2536
B.由以上数据可以计算汽车质量
C.未安装尾翼时，若提高汽车转弯速度，则其转弯时的最小半径需增大
D.安装与未安装尾翼相比，车均以相应最小半径转弯时，其向心加速度大小相等
三、实验题：（共2小，共16分）
11（8分）探究“向心力大小F与物体的质量m、角速度ω和轨道半径r的关系”实验。
（1）本实验所采用的实验探究方法是 ；
A．类比法 B．等效替代法 C. 控制变量法 D. 实验与推理法
（2）某同学用向心力演示器进行实验，实验情景如甲、乙、丙三图所示
a.三个情境中，图 是探究向心力大小F与质量m关系（选填“甲”、“乙”、“丙”）。
b.在甲情境中，若左右两钢球所受向心力的比值为1∶9，则实验中选取左右两个变速塔轮的半径之比为 。
c.用图乙探究向心力大小F与轨道半径r关系，此时两塔轮的半径之比应为 。
12.（8分）某同学利用图甲所示装置做“研究平抛运动”的实验，他用一张印有小正方格的纸记录小球运动的轨迹，在方格纸上建立如图乙所示的坐标系，小正方格的边长，若小球在平抛运动中的几个位置如图乙中的所示，，（结果均保留两位有效数字）
（1）小球的初速度为 ；
（2）小球在点的瞬时速度为 ；
（3）小球抛出点的坐标是否为坐标原点 （选填“是”或“否”）；
（4）该同学做完实验后，提出几项减小实验误差的措施，其中正确的是 。
A．实验中应使斜槽轨道尽可能光滑
B．为使小球离开斜槽后能做平抛运动斜槽末端的切线必须水平
C．为了使小球每次运动的轨迹相同，应使小球每次从斜槽上的相同位置由静止释放
D．为了比较准确地描出小球运动的轨迹，应该用一条折线把所有的点连接起来
四、计算题：（共3道题，共38分）
13．(8分）如图所示，一条小河两岸的高度差是h，河宽是高度差的4倍，一辆摩托车(可视为质点)以v0＝20m/s的水平速度向河对岸飞出，恰好越过小河。取g＝10m/s2，求：
（1）摩托车在空中的飞行时间；
（2）小河的宽度。
14.(14分)洗衣机进行脱水时的运动情形可简化为如图所示的模型，一半径r=0.5 m的圆筒竖直放置，当圆筒绕中心轴OO'以角速度ω=10 rad/s匀速转动时，物块恰能贴着圆筒内壁做圆周运动。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，物块可视为质点。求：
(1)物块的线速度大小；
(2)物块的向心加速度大小；
(3)物块与圆筒内壁间的动摩擦因数。
15.（16分）如图所示是其中一种通关游戏的模型。一个半径为R的圆盘浮在水面上，圆盘表面保持水平且与水平道路AB的高度差为h，C为圆盘边缘上一点。某时刻，将一小球从B点水平向右抛出，初速度 v0的方向与圆盘半径OC在同一竖直平面内。 已知圆盘的圆心O与B点之间的水平距离为2R，重力加速度为g，不计空气阻力，小球可看做质点。
（1）若小球正好落在圆盘的圆心O处，求此次平抛小球的初速度v0；
（2）若小球要能落在圆盘上，求小球初速度的范围；
（3）若小球从B点以最大初速度抛出的同时，圆盘绕过其圆心O的竖直轴以角速度ω匀速转动，要使小球落到C点，求圆盘转动的角速度ω。