山东省潍坊市安丘市潍坊国开中学2023-2024学年高一下学期4月月考物理试题

这是一份山东省潍坊市安丘市潍坊国开中学2023-2024学年高一下学期4月月考物理试题，共16页。试卷主要包含了单选题，多选题，计算题等内容，欢迎下载使用。
1. 下列叙述中，正确的是（ ）
A. 加速度恒定的运动不可能是曲线运动
B. 物体做圆周运动，所受的合力一定指向圆心
C. 平抛运动的速度方向与加速度方向的夹角一定越来越小
D. 两个匀加速直线运动的合运动一定是曲线运动
【答案】C
【解析】
【详解】A．平抛运动的加速度为定值，但其为曲线运动，故A错误；
B．物体只有做匀速圆周运动时，所受合力一定指向圆心，充当向心力，对一般的圆周运动，物体所受的合力不一定指向圆心，故B错误；
C．设平抛运动的速度方向与加速度方向的夹角为θ，则有
因水平方向速度不变，竖直方向速度随时间逐渐增大，则夹角θ逐渐减小，因此平抛运动的速度方向与加速度方向的夹角一定越来越小，故C正确。
D．两个匀加速直线运动的合运动，若合速度的方向与合加速度的方向不在同一条直线上，则合运动才是曲线运动，故D错误。
故选C。
2. 如图所示，为一在水平面内做匀速圆周运动的圆锥摆，关于摆球A的受力情况，下列说法中正确的是（ ）
A. 摆球A受重力、拉力和向心力的作用B. 摆球A受拉力和向心力的作用试卷源自 每日更新，更低价下载，欢迎访问。C. 摆球A受拉力和重力的作用D. 摆球A受重力和向心力的作用
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】摆球受重力、拉力两个力作用，这两个力的合力提供向心力。
故选C。
3. 如图所示，有一不可伸长的轻绳，绕过光滑定滑轮C，与质量为m的物体A连接，A放在倾角为的光滑斜面上，绳的另一端和套在固定竖直杆上的物体B连接，连接物体B的绳最初水平。从当前位置开始，使物体B以速度v沿杆匀速向下运动，设绳的拉力为T，在此后的运动过程中，下列说法正确的是（ ）

A. 物体A做加速运动B. 物体A做匀速运动
C. T小于D. T大于
【答案】AD
【解析】
【详解】物体B的速度分解如图所示

由图可知绳端的速度为
与B的位置有关，因为物体B以速度v沿杆匀速向下运动，B下降过程中变大，故其速度增大，则物体A做加速运动，故T大于。
故选AD。
4. 如图所示，a、b两个小球从不同高度同时沿相反方向水平抛出，其平抛运动轨迹的交点为P，则以下说法正确的是（ ）
A. a、b两球同时落地
B. a球先落地
C. a、b两球在P点相遇
D. 无论两球初速度大小多大，两球总不能相遇
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】AB．根据可知，b球下落的时间较短，则b球先落地，选项AB错误；
CD．因为a、b两球距离 P点的竖直高度不同，到达P点的时间不相同，则无论两球初速度大小多大，两球总不能相遇，选项C错误，D正确。
故选D。
5. 汽车在拱桥上行驶可以近似认为是一种圆周运动，如图是在仙桥大昌汽车城广场的一次模拟试验，以某一合适的速度到达桥顶时轮胎对桥面的压力恰好为零，此时汽车的向心力的大小
A. 为零
B. 等于汽车重力
C. 大于汽车重力
D. 小于于汽车重力
【答案】B
【解析】
【详解】汽车过桥面时，重力和支持力的合力提供向心力，即，当轮胎对桥面的压力恰好为零时，即N=0时，向心力等于重力，故选B.
6. 如图所示的传动装置中，B、C两轮固定在一起绕同一轴转动，A、B两轮用皮带传动，三轮半径关系是RA=RC=2RB若皮带不打滑，则下列说法正确的是（ ）
A. A点和B点的线速度大小相等
B. A点和B点的角速度大小相等
C. A点和C点的线速度大小相等
D. A点和C点的向心加速度大小相等
【答案】A
【解析】
【详解】A．由于A轮和B轮是皮带传动，皮带传动的特点是两轮与皮带接触点的线速度的大小与皮带的线速度大小相同，故
vA=vB
故A正确；
B．角速度和线速度的关系式
v=ωr
可得
ωA：ωB=1：2
故B错误；
C．由角速度和线速度的关系式
v=ωR
可得
vB：vC=RB：RC=1：2
即
vA：vC=1：2
故C错误；
D．向心加速度
可得
故D错误。
故选A。
7. 一质量为2.0×103kg的汽车在水平公路上行驶，路面对轮胎的径向最大静摩擦力为1.4×104N，当汽车经过半径为80m的弯道时，下列判断正确的是（ ）
A. 汽车转弯时所受的力有重力、弹力、摩擦力和向心力
B. 汽车转弯的速度为20m/s时所需的向心力为1.4×104N
C. 汽车转弯的速度为20m/s时汽车会发生侧滑
D. 汽车能安全转弯的向心加速度不超过7.0m/s2
【答案】D
【解析】
【分析】汽车转弯时做圆周运动，重力与路面的支持力平衡，侧向静摩擦力提供向心力，根据牛顿第二定律分析解题．
【详解】汽车转弯时受到重力，地面的支持力，以及地面给的摩擦力，其中摩擦力充当向心力，A错误；当最大静摩擦力充当向心力时，速度为临界速度，大于这个速度则发生侧滑，根据牛顿第二定律可得，解得，所以汽车转弯的速度为20m/s时，所需的向心力小于1.4×104N，汽车不会发生侧滑，BC错误；汽车能安全转弯的向心加速度，即汽车能安全转弯的向心加速度不超过7.0m/s2，D正确．
【点睛】本题也可以求解出以20m/s的速度转弯时所需的向心力，与将侧向最大静摩擦力与所需向心力比较，若静摩擦力不足提供向心力，则车会做离心运动．
8. 一阶梯如图所示，其中每级台阶的高度和宽度都是0.4m，一小球以水平速度v飞出，g取，欲落在第四级台阶上，则v的取值范围是（ ）
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【解析】
【详解】根据平抛运动规律有
根据几何关系有
得
如果落到第四级台阶上有
联立解得
故选A。
二、多选题（每题至少有一项是正确的，共4题，每题4分，共16分）
9. 某同学对着竖直墙面练习投篮，在同一高度的，两点先后将球斜向上投出，球均能垂直打在竖直墙上的同一点点，不计空气阻力，则关于球投出后先后在空中的运动，下列说法正确的是（ ）。
A. 第一次球被抛出的速度大
B. 第一次球被抛出时的速度与竖直方向夹角小
C. 第二次在空中运动的时间长
D. 两次球的速度变化量相同
【答案】BD
【解析】
【详解】C．将球投出运动到点的过程看成平抛运动的逆过程，由于两次高度相同，因此时间相同，C错误；
A．由
可知，两次抛出时速度的竖直分量相同，由于第一次水平位移小，因此水平分速度小，合速度小，A错误；
B．设抛出的速度和竖直方向的夹角为，则有
第一次抛出时水平速度小，则合速度与竖直方向的夹角小，B正确；
D．两次球的速度变化量
相同，D正确。
故选BD。
10. 如图所示，A、B两球穿过光滑水平杆，两球间用一细绳连接，当该装置绕竖直轴OO′匀速转动时，两球在杆上恰好不发生滑动。若两球质量之比mA∶mB=2∶1，那么关于A、B两球的下列说法中正确的是（ ）
A. A、B两球受到的向心力之比为2∶1
B. A、B两球角速度之比1∶1
C. A、B两球运动半径之比为1∶2
D. A、B两球向心加速度之比为1∶2
【答案】BCD
【解析】
【详解】A．由绳子的拉力提供向心力，绳子的拉力相等，所以向心力相等，向心力大小之比为1：1，故A错误；
BC．同轴转动角速度相同，由绳子的拉力提供向心力，则有
解得
故BC正确；
D．根据a=ω2r得
故D正确。
故选BCD。
11. 长为L的轻杆，一端固定一个小球，另一端固定在光滑的水平轴上，使小球在竖直面内做圆周运动，关于最高点的速度v，下列说法正确的是（ ）
A. v的极小值为
B. v由零逐渐增大，向心力也增大
C. 当v由逐渐增大时，杆对小球的弹力逐渐增大
D. 当v由逐渐减小时，杆对小球的弹力逐渐增大
【答案】BCD
【解析】
【详解】A．杆可以提供拉力和支持力，故小球在最高点的速度可以为0，故A错误；
B．由可知，随速度增大，向心力增大，故B正确；
CD．当时，杆中弹力恰好为0，若则
故随速度增大，杆中弹力减小，随速度减小杆中弹力增大，故D正确；
若，则
故随速度增大，杆对小球的弹力增大，故C正确；
故选BCD。
12. 如图所示，倾角的斜面体C固定在水平面上，置于斜面上的物块B通过细绳跨过光滑定滑轮（滑轮可视为质点）与小球A相连，连接物块B的细绳与斜面平行，滑轮左侧的细绳长度为L，物块B与斜面间的动摩擦因数开始时A、B均处于静止状态，B、C间恰好没有摩擦力，现让A在水平面内做匀速圆周运动，物块B始终静止，则A的最大角速度为（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】开始时A、B均处于静止状态，B、C间恰好没有摩擦力，则有
mAg=mBgsinθ
解得
mB=2mA
当A以最大角速度做圆周运动时，要保证B静止，此时绳子上的拉力
T=mBgsinθ+μmBgcsθ=2mAg
设A以最大角速度做圆周运动时绳子与竖直方向的夹角为α，则
csα＝
对A受力分析可知，物体A做圆周运动的半径
R=Lsinα=L
向心力为
Fn=Tsinα＝mAg
由向心力公式
Fn＝mAω2R
代入数据解得
ω=
故选A。
【点睛】本题受力过程比较复杂，解题关键是找到当A以最大角速度做圆周运动时，要保证B静止的条件，再求出绳子拉力，再结合受力分析进行求解．
二、实验题（共14分）
13. 在使用如图所示的向心力演示器探究向心力大小与哪些因素有关的实验中。
（1）本实验采用的科学方法是___________
A.放大法 B.累积法 C.微元法 D.控制变量法
（2）通过本实验可以得到的结果有___________
A.在半径和角速度一定的情况下，向心力的大小与质量成正比
B.在质量和半径一定的情况下，向心力的大小与角速度成反比
C.在质量和半径一定的情况下，向心力的大小与角速度二次方成正比
D.在质量和角速度一定的情况下，向心力的大小与半径成反比
【答案】 ①. D ②. AC
【解析】
【分析】
【详解】(1)[1] 使用向心力演示器研究向心力大小与质量关系时半径和角速度都不变，研究向心力大小与半径的关系时质量和角速度都不变，研究向心力大小与角速度的关系时半径和质量都不变，所以采用的科学方法是控制变量法。所以选项D正确。
故选D。
(2)[2] A．根据F=mω2r知，在半径和角速度一定的情况下，向心力的大小与质量成正比，故A正确。
BC．根据F=mω2r知，在质量和半径一定的情况下，向心力的大小与角速度的平方成正比，故B错误C正确。
D．根据F=mω2r知，在质量和角速度一定的情况下，向心力的大小与半径成正比，故D错误。
故选AC。
14. 图甲是“研究平抛物体的运动”的实验装置图。
（1）实验前应对实验装置反复调节，直到斜槽末端切线___________。每次让小球从同一位置由静止释放，为了每次平抛___________。
（2）图乙是正确实验取得的数据，其中O为拋出点，则此小球作平抛运动的初速度为___________m/s。（g取9.8m/s2）
（3）在另一次实验中将白纸换成方格纸，每小格的边长L=5cm，通过实验记录了小球在运动途中的三个位置，如图丙所示，则该小球做平拋运动的初速度为___________m/s，B点的竖直分速度为___________m/s。（g取10m/s2）
【答案】 ①. 水平 ②. 初速度相同 ③. 1.6 ④. 1.5 ⑤. 2
【解析】
【详解】（1）[1]为了保证小球的初速度水平，斜槽末端切线应水平。
[2]每次让小球从同一位置由静止释放，是为了每次平抛的初速度相同。
（2）[3]分析图乙，O点为抛出点，取坐标点：x=32.00cm=0.32m，y=19.6cm=0.196m，在竖直方向上则有
水平方向上则有
x=v0t
代入数据解得小球平抛初速度
（3）[4]分析图丙 L=5cm=0.05m，由图可知，小球由A到B和由B到C在水平方向位移相等，均为3L，则运动时间T相等，在竖直方向，由图示可知，由匀变速直线运动的推论可得
初速度
[5]根据匀变速直线运动中，一段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度可知，在B点竖直分速度
.
三、计算题（共46分）
15. 如图所示，小球通过细线绕圆心O在光滑水平面上做匀速圆周运动。已知小球质量m=0.40kg，线速度大小v=1.0m/s，细线长L=0.25m。求：
(1)小球的角速度大小ω；
(2)细线对小球的拉力大小F。
【答案】(1)4rad/s；(2)1.6N
【解析】
【详解】(1)根据
v=rω
可得小球的角速度为
(2) 小球所受重力与支持力在竖直方向，故小球所受线的拉力提供小球圆周运动向心力，所以小球所受线的拉力为
16. 跳台滑雪是一种勇敢者的滑雪运动，运动员穿专用滑雪板，在滑雪道上获得一定速度后从跳台飞出，在空中飞行一段距离后着陆。如图所示，现有某运动员从跳台a处以速度沿水平方向飞出，在斜坡b处着陆，着陆时速度大小为。运动员可视为质点，空气阻力不计，重力加速度g取。求：
(1)运动员在空中飞行的时间；
(2)ab之间的距离。
【答案】(1)2s；(2)
【解析】
【详解】(1)运动员从a点做平抛运动，落到b点时，根据运动的合成与分解，可得运动员在竖直方向上的分速度为
在竖直方向上，根据速度时间公式得
代入数据解得运动员在空中飞行时间为
(2)水平方向上，由运动学公式得
竖直方向上，由位移时间公式得
根据运动的合成与分解得
解得
17. 用图所示的装置可以测量弹簧枪发射子弹的速度。在一根水平轴MN上相隔L安装两个平行的薄圆盘，两圆盘可以绕水平轴MN一起匀速转动。弹簧枪紧贴左盘沿水平方向在水平轴MN的正上方射出一颗子弹，子弹穿过两个薄圆盘（穿过圆盘时速度不变），并在圆盘上留下两个小孔A和B（设子弹穿过B时还没有运动到转轴的下方）。若测得两个小孔距水平轴MN的距离分别为RA和RB，它们所在的半径按转动方向由B到A的夹角为φ（φ为锐角）。求：
（1）弹簧枪发射子弹的速度；
（2）圆盘绕MN轴匀速转动的角速度；
（3）若用一橡皮泥将A孔堵上，则橡皮泥的向心加速度的大小是多少？
【答案】（1）；（2），(n＝0,1,2，…)；（3），(n＝0,1,2，…)
【解析】
【详解】（1）以子弹为研究对象，在从A运动到B的过程中，由平抛运动的规律可得
L＝v0t
联立解得
（2）子弹从A运动到B所用的时间为
。
在此过程中，圆盘转过的角度为
θ＝2nπ＋φ(n＝0,1,2，…)
所以圆盘转动的角速度为
(n＝0,1,2，…)。
（3）橡皮泥的角速度与圆盘转动的角速度相等，所以橡皮泥的向心加速度为
(n＝0,1,2，…)。
18. 如图所示摩托车做腾跃特技表演，沿曲面冲上高0.8m顶部水平高台，接着以4m/s水平速度离开平台，落至地面时，恰能无碰撞地沿圆弧切线从A点切入光滑竖直圆弧轨道,并沿轨道下滑.A、B为圆弧两端点,其连线水平.已知圆弧半径为2m，人和车的总质量为200kg，特技表演的全过程中，空气阻力不计.(计算中取g=10m/s2.求:
(1)从平台飞出到A点，人和车运动的水平距离s.
(2)从平台飞出到达A点时速度大小及圆弧对应圆心角θ
(3)若已知人和车运动到圆弧轨道最低点O速度为6m/s,求此时人和车对轨道的压力.
【答案】(1)1.6m (2)m/s，90° (3)5600N
【解析】
【详解】(1)车做的是平抛运动，很据平抛运动的规律可得：
竖直方向上：
水平方向上：
可得：
.
(2)摩托车落至A点时其竖直方向的分速度：
到达A点时速度：
设摩托车落地时速度方向与水平方向的夹角为，则：
即，所以：
(3)对摩托车受力分析可以知道，摩托车受到的指向圆心方向的合力作为圆周运动的向心力，所以有：

当时，计算得出.
由牛顿第三定律可以知道人和车在最低点O时对轨道的压力为5600 N.
答：(1)从平台飞出到A点，人和车运动的水平距离.
(2)从平台飞出到达A点时速度，圆弧对应圆心角.
(3)当最低点O速度为6m/s，人和车对轨道的压力5600 N.