2021-2022学年广东省揭阳市普宁二中高一（下）第一次月考物理试卷（含答案解析)

这是一份2021-2022学年广东省揭阳市普宁二中高一（下）第一次月考物理试卷（含答案解析)，共13页。
2. 神舟九号”已于2012年6月与在轨的“天宫一号”实现交会对接．如图所示，“神舟九号”在飞行过程中，沿曲线从M点向N点飞行的过程中，速度逐渐增大．在此过程中“神舟九号”所受合力方向可能是下列图中的( )
A. B. C. D.
3. 一条小船由岸上的人通过滑轮用绳牵引如图所示，小船以v0速度作匀速运动，它经过图示的A点时拉船的绳与水平面的夹角为α，那么此时拉绳的速度大小为( )
A. v0csaB. v0C. v0csαD. v0sinα
4. 一汽船载客渡河，若其在静水中的速度一定，河水的流速也不变，且v船>v水，则( )
A. 船沿垂直于河岸的路线到达对岸，渡河最省时
B. 使船身方向垂直于河岸，渡河最省时
C. 使船身方向垂直于河岸，渡河路程最短
D. 不管船向什么方向行驶，船都无法垂直到达正对岸
5. 农民在精选谷种时，常用一种叫“风车”的农具进行分选．在同一风力作用下，谷种和瘪谷(空壳)谷粒都从洞口水平飞出，结果谷种和瘪谷落地点不同，自然分开，如图所示．若不计空气阻力，对这一现象，下列分析正确的是( )
A. 谷种飞出洞口时的速度比瘪谷飞出洞口时的速度大些
B. 谷种和瘪谷飞出洞口后都做匀变速曲线运动
C. 谷种和瘪谷从飞出洞口到落地的时间不相同
D. M处是谷种，N处为瘪谷
6. 如图，在圆锥体表面上放一个物体，圆锥体绕竖直轴匀速转动，物体能和圆锥体保持相对静止，则( )
A. 圆锥体对物体的摩擦力可能沿斜面向下
B. 圆锥体对物体的静摩擦力、支持力合力竖直向上
C. 物体的合力方向沿水平方向
D. 物体的合力为零
7. A、B、C二个物体放在旋转圆台上，静摩擦因数均为μ，A的质量为2m，B、C质量均为m，A、B离轴为R，C离轴为2R，则当圆台旋转时(设A、B、C都没有滑动，如图所示)( )
A. A物的向心加速度最大B. C物所受的静摩擦力最小
C. 当圆台转速增加时，C比A先滑动D. 当圆台转速增加时，B比A先滑动
8. 如图所示，一小球以初速度v0沿水平方向射出，恰好垂直地射到一倾角为θ=30∘的固定斜面上，则这段飞行过程中( )
A. 所用时间为3v03g
B. 所用时间为3v0g
C. 小球在竖直方向下落的距离与在水平方向通过的距离之比为3
D. 小球在竖直方向下落的距离与在水平方向通过的距离之比为32
9. 下列有关生活中的圆周运动实例分析，其中说法正确的是( )
A. 公路在通过小型水库泄洪闸的下游时，常常用修建凹形桥，也叫“过水路面”，汽车通过凹形桥的 最低点时，车对桥的压力小于汽车的重力
B. 在铁路的转弯处，通常要求外轨比内轨高，目的是减轻轮缘与外轨的挤压
C. 摩托车过凸型路面时，若速度过快，容易飞离地面
D. 洗衣机脱水桶的脱水原理是：水滴受到的离心力大于它受到的向心力，从而沿切线方向甩出
10. 如图所示，在粗糙水平板上放一个物体，使水平板和物体一起在竖直平面内沿逆时针方向做匀速圆周运动，ab为水平直径，cd为竖直直径，在运动过程中木板始终保持水平，物块相对木板始终静止，则( )
A. 物块始终受到三个力作用
B. 只有在a、b、c、d四点，物块受到合外力才指向圆心
C. 从a到b，物体所受的摩擦力先减小后增大
D. 从b到a，物块处于超重状态
11. 图甲是“研究平抛物体的运动”的实验装置图。
(1)在做“研究平抛运动”的实验时，让小球多次沿同一轨道运动，通过描点法画小球做平抛运动的轨迹。为了能较准确地描绘运动轨迹：
A.通过调节使斜槽的末端保持______；
B.每次释放小球的位置必须______(选填“相同”或者“不同”)；
C.每次必须由静止释放小球；
D.小球运动时不应与木板上的白纸相接触；
E.将小球的位置记录在纸上后，取下白纸，将点连成______(选填“折线”“直线”或“光滑曲线”)。
(2)在该实验中将白纸换成方格纸，每个格的边长L=5cm，通过实验，记录了小球在运动途中的三个位置，如图乙所示，则该小球做平抛运动的初速度为______m/s；B点的竖直分速度为______m/s(g=10m/s2)。
12. 在探究加速度与力、质量关系的实验中，某同学设计了如图1所示的实验装置。力传感器可测出轻绳中的拉力大小。
(1)实验中为探究加速度与力的关系，一定要进行的操作是______；
A.为减小误差，实验中一定要保证砂和砂桶的质量远小于小车的质量
B.用天平测出砂和砂桶的质量
C.将带滑轮的长木板右端垫高，以平衡摩擦力
D.小车远离打点计时器，先接通电源，再释放小车，打出一条纸带，同时记录力传感器的示数
(2)在正确操作的前提下，该同学在实验中得到如图2所示的一条纸带(两计数点间还有四个点没有画出)。已知打点计时器采用的是频率为50Hz的交流电，根据该纸带，可求打计数点2时小车的速度大小v2=______m/s，小车的加速度为______m/s2(结果均保留两位有效数字)。
13. 我们常常在公园和古村落中见到拱形桥，如图甲所示。若一质量为m=1.2×103kg的汽车，以v=10m/s的速度经过半径为R=40m的拱形桥最高点，如图乙所示，取g=10m/s2。求：
(1)汽车对桥的压力FN大小；
(2)为保证汽车安全经过桥顶，汽车经过桥顶的最大速度vm是多大？
14. 水上滑梯可简化成如图所示的模型，斜槽AB和水平槽BC平滑连接，斜槽AB的长度L=8.0m.倾角θ=37∘.BC面与水面的距离h=0.80m，人与斜槽AB间的动摩擦因数为槽可视为光滑．取重力加速度g=10m/s2，cs37∘=0.8，sin37∘=0.6.一同学从滑梯顶端A点无初速地自由滑下，求：
(1)该同学沿斜槽AB下滑时加速度a的大小；
(2)该同学滑到B点时速度vB的大小；
(3)在从C点滑出至落到水面的过程中，该同学在水平方向位移x的大小．
15. 如图甲所示为游乐场中的“旋转飞椅”，带有水平直杆的转盘可绕穿过其中心的竖直轴转动。图乙是其中一个座椅的连接示意图，水平直杆边缘到转轴中心的距离d=4m，水平直杆边缘用长L=10m的钢绳连接着座椅。小张坐在座椅上随着转盘一起转动，经过一段时间后达到稳定状态，此时，钢绳与竖直方向的夹角θ=53∘，水平直杆到地面的高度H=14m，若小张和座椅的总质量m=60kg，将小张和座椅看成一个质点，不计钢绳的重力及空气的阻力，π2=10，g=10m/s2，sin53∘≈0.8，cs53∘≈0.6，求：
(1)钢绳上的拉力大小；
(2)小张绕转轴运动的周期；
(3)若地面水平，小张口袋中的皮球不慎脱落，皮球的第一次落地点到转轴中心的水平距离是多少？
答案和解析
1.【答案】A
【解析】解：A、物体受到几个力的作用而做匀速直线运动，如果只撤掉其中的一个力，其它力保持不变，合力与撤去的力大小相等方向相反，合力大小方向不变，不可能做匀速直线运动。故A错误。
B、若撤去的力与运动的方向相反，则物体做匀加速直线运动。故B正确。
C、若撤去的力与运动的方向相同，则物体做匀加速直线运动。故C正确；
D、若撤去的力与速度的方向不在同一条直线上，物体做曲线运动。故D正确。
本题选择不可能的，故选：A。
物体受到几个力的作用而做匀速直线运动，如果只撤掉其中的一个力，其它力保持不变，合力与撤去的力大小相等方向相反，根据合力与速度方向的关系确定物体的运动．
解决本题的关键掌握判断物体做直线运动还是曲线运动的条件，当速度的方向与合力方向不在同一条直线上，物体做曲线运动，合力的方向与速度方向在同一条直线上，物体做直线运动．
2.【答案】D
【解析】解：“神舟九号”在飞行过程中，沿曲线从M点向N点飞行的过程中，做曲线运动，必有力提供向心力，向心力是指向圆心的；“神舟九号”飞行过程中加速，所以沿切向方向有与速度方向相同的力，故合力与速度方向的夹角要小于90∘.故ABC错误，D正确．
故选：D
“神舟九号”的运动为曲线运动，故在半径方向上合力不为零且是指向圆心的；又是做加速运动，故在切线上合力不为零且与瞬时速度的方向相同，分析这两个力的合力，即可看出那个图象是正确的．
解决此题关键是要沿半径方向上和切线方向分析“神舟九号”的受力情况，“神舟九号”受到指向圆心的力的合力使“神舟九号”做曲线运动，在切线方向的分力使“神舟九号”加速，知道了这两个分力的方向，也就可以判断合力的方向．
3.【答案】C
【解析】解：船的速度等于沿绳子方向和垂直于绳子方向速度的合速度，根据平行四边形定则，有v=v船cs⁡α=v0cs⁡α，故C正确，ABD错误。
故选：C。
将船的速度分解为沿绳子方向和垂直于绳子方向，沿绳子方向的速度等于v，根据平行四边形定则求出船的速度．
解决本题的关键知道船的速度是沿绳子方向和垂直于绳子方向速度的合速度，会根据平行四边形定则对速度进行合成．
4.【答案】B
【解析】AB、当静水速垂直于河岸时，渡河时间最短，且船的位移大小比河的宽度要大些，故A错误，B正确；
CD、船的静水速大于水流速，根据平行四边形定则，合速度的方向可以与河岸垂直，所以能够垂直到达对岸，且位移最小。故CD错误。
故选：B。
5.【答案】B
【解析】解：A、在大小相同的风力作用下，风车做的功相同，由于谷种的质量大，所以离开风车时的速度小，所以A错误．
B、谷种和瘪谷做的是平抛运动，平抛运动是匀变速曲线运动，故谷种和瘪谷飞出洞口后都做匀变速曲线运动，所以B正确．
C、平抛运动在竖直方向做自由落体运动，高度相同，故运动时间相同，所以C错误．
D、由于谷种飞出时的速度较小，而谷种和瘪谷的运动的时间相同，所以谷种的水平位移较小，瘪谷的水平位移较大，所以M处是瘪谷，N处是谷种，所以D错误．
故选B.
谷种和瘪谷做的是平抛运动，平抛运动可以分解到水平方向和竖直方向去研究，水平方向做匀速直线运动，竖直方向做自由落体运动，两个方向上运动的时间相同．
本题就是对平抛运动规律的考查，平抛运动可以分解为在水平方向上的匀速直线运动，和竖直方向上的自由落体运动来求解．
6.【答案】C
【解析】解：A、受力分析如图所示：
圆锥体对物体的摩擦力一定沿斜面向上，故A错误；
B、由受力分析可知，三个力的合力提供向心力，合力指向圆心，重力竖直向下，则支持力和摩擦力的合力方向可能竖直向上，故B错误；
CD、物体的合力充当向心力，沿水平方向指向竖直轴，故C正确，D错误。
故选：C。
对物体进行受力分析，重力、支持力、摩擦力三个力的合力提供向心力，据此进行分析。
本题主要考查学生对受力分析的掌握，明确向心力的方向指向圆心。
7.【答案】C
【解析】解：
A、三个物体都随圆台做匀速圆周运动，角速度相等，根据公式an=ω2r分析得知，向心加速度与半径成正比，则C物的向心加速度最大．故A错误．
B、物体随圆台做匀速圆周运动的过程中，由圆台的静摩擦力提供向心力，根据牛顿第二定律得：三个物体所受的静摩擦力分别：fA=2mω2R，fB=mω2R，fC=2mω2R，所以B物的静摩擦力最小．故B错误．
CD、当圆台转速增加时，三个物体受到的静摩擦力都增大，而三个物体的最大静摩擦力分别为：fmA=2μmg，fmB=μmg，fmC=μmg，可见，当圆台转速增加时，C的静摩擦力最先达到最大值，C比A先滑动，而A、B所受静摩擦力会同时达到最大，A、B会同时滑动．故C正确，D错误．
故选：C.
先对三个物体进行运动分析与受力分析，找出向心力来源，根据向心力公式求出摩擦力，再求出物体受最大静摩擦力时的临界角速度，根据离心运动的条件判断哪个物体先滑动．
本题考查运用牛顿第二定律和圆周运动知识分析物体能否产生离心现象，抓住离心运动产生的条件是关键，是一道陈题．
8.【答案】BD
【解析】解：A、小球垂直撞到斜面上，根据平行四边形定则知，tan30∘=v0gt，解得t=3v0g，故A错误，B正确。
C、小球在水平方向上的距离x=v0t=3v02g，竖直方向上的距离y=12gt2=3v022g，则小球在竖直方向下落的距离与在水平方向通过的距离之比为32，故C错误，D正确。
故选：BD。
小球撞在斜面上，抓住速度关系，结合平行四边形定则求出竖直分速度，根据速度时间公式求出运动的时间．根据运动的时间和初速度求出水平位移，结合位移时间公式求出竖直位移，从而得出竖直位移和水平位移之比．
解决本题的关键知道平抛运动在水平方向上和竖直方向上的运动规律，结合运动学公式灵活求解，难度不大．
9.【答案】BC
【解析】解：A、汽车通过凹形桥最低点时，具有向上的加速度(向心加速度)，超重，故对桥的压力大于重力，故A错误；
B、在铁路的转弯处，通常要求外轨比内轨高，当火车按规定速度转弯时，由重力和支持力的合力完全提供向心力，从而减轻轮缘对外轨的挤压，故B正确；
C、摩托车过凸型路面时，根据牛顿第二定律可知mg−FN=mv2r，当支持力为零时，摩托车容易飞离桥面，故速度越大越容易飞离地面，故C正确
D、衣机脱水桶的脱水原理是：是水滴需要提供的向心力较大，力无法提供，所以做离心运动，从而沿切线方向甩出，故D错误。
故选：BC。
利用圆周运动的向心力分析过水路面、火车转弯和洗衣机脱水原理即可，如防止车轮边缘与铁轨间的挤压，通常做成外轨略高于内轨，火车高速转弯时不使外轨受损，则拐弯所需要的向心力由支持力和重力的合力提供。
本题是实际应用问题，考查应用物理知识分析处理实际问题的能力，知道圆周运动向心力的来源，会根据加速度的方向确定超失重。
10.【答案】CD
【解析】解：A、在cd两点处，只受重力和支持力，在其他位置处物体受到重力，支持力、静摩擦力三个作用，故A错误；
B、物体作匀速圆周运动，合外力提供向心力，所以合外力始终指向圆心，故B错误；
C、从a运动到b，物体的加速度的方向始终指向圆心，水平方向的加速度先减小后反向增大，根据牛顿第二定律可得，物体所受木板的摩擦力先减小后增大。故C正确。
D、从b运动到a，向心加速度有向上的分量，所以物体处于超重状态，故D正确；
故选：CD。
木板托着物体在竖直平面内逆时针方向一起做匀速圆周运动，物体所受的合力提供圆周运动所需的向心力．当加速度方向向上时，物体处于超重状态，加速度向下时，物体处于失重状态．
解决本题的关键知道A所受的合力提供向心力，向心力大小不变，知道A所受合力在竖直方向的分力等于重力和支持力的合力，在水平方向的分力等于摩擦力．
11.【答案】水平 相同 光滑曲线 1.52
【解析】解：(1)A、末端水平，小球抛出后才能做平抛运动，所以通过调节使斜槽的末端保持水平；
B、为获得平抛的轨迹要保证每次抛出时速度大小相同，每次释放小球的位置必须相同；
E、小球运动轨迹为抛物线，将小球的位置记录在纸上后，取下白纸，将点连成光滑曲线。
(2)根据竖直方向的运动特点可知，Δh=gT2，根据图乙中的数据解得：T=Δhg=25−1510×10−2s=0.1s，将时间代入到水平方向可知，v0=3LT=3×5×10−20.1m/s=1.5m/s；在竖直方向上，因为B是AC竖直位移的中点，则B点竖直方向的速度为vBy=3L+5L2T=8×5×10−22×0.1m/s=2m/s。
故答案为：(1)水平；相同；光滑曲线；(2)1.5；2
(1)根据实验原理掌握正确的实验操作；
(2)先根据竖直方向的运动特点计算出时间，再结合水平方向的运动特点计算出水平速度，结合运动学公式计算出B点的竖直速度，再根据勾股定理合成即可。
本题主要考查了平抛运动的相关应用，理解平抛运动的物体在不同方向上的运动特点，结合运动学公式即可完成分析。
12.【答案】CD0.412.0
【解析】解：(1)AB。本题的拉力可以由力传感器测出，不需要用天平测出砂和砂桶的质量，也不需要使小桶的质量远小于车的总质量，故AB错误；
C、本题是弹簧测力计测出拉力，从而表示小车受到的合外力，故需要将带滑轮的长木板的右端垫高，以平衡摩擦力，故C正确；
D、小车靠近打点计时器，先接通电源，再释放小车，打出一条纸带，同时记录力传感器的示数，故D正确；
故选：CD。
(2)根据匀变速直线运动的规律可知，中间时刻的瞬时速度等于该过程的平均速度，则v2=x132T=3.09+5.122×0.1×10−2m/s=0.41m/s；
根据逐差法可知小车的加速度为a=x36−x039T2=7.10+9.13+11.09−1.10−3.09−5.129×0.12×10−2m/s2=2.0m/s2。
故答案为：(1)CD；(2)0.41；2.0
(1)根据实验原理掌握正确的实验操作；
(2)根据匀变速直线运动的规律计算出瞬时速度，结合逐差法计算出小车的加速度。
本题主要考查了牛顿第二定律的验证实验，根据实验原理掌握正确的实验操作，熟悉运动学规律，结合运动学公式计算出瞬时速度和加速度，在计算过程中要注意单位的换算。
13.【答案】解：(1)汽车过拱形桥最高点时，根据牛顿第二定律可得：mg−FN=mv2R
代入数据解得FN=9000N
由牛顿第三定律得，汽车对桥的压力大小为F′N=FN=9000N
(2)为保证汽车安全经过桥顶，汽车经过桥顶的最大速度vm时mg=mvm2R
代入数据解得vm=20m/s
答：(1)汽车对桥的压力FN大小为9000N；
(2)为保证汽车安全经过桥顶，汽车经过桥顶的最大速度vm是20m/s。
【解析】(1)根据向心力公式可以计算出桥对小车的支持力；
(2)当桥面对小车的支持力为零时，根据重力提供向心力求得汽车要在桥面腾空的速度。
本题考查的是竖直面内圆周运动在最高点的运动情况，当小车在经过桥顶时的最大速度时，仅有重力提供向心力，若超过这个速度，小车将飞离桥面。
14.【答案】解：(1)该同学沿AB下滑时，受力情况如图所示，根据牛顿第二定律得：
mgsinθ−f=ma
FN−mgcsθ=0
又 Ff=μFN，
得该同学沿AB下滑时加速度的大小为：
a=g(sinθ−μcsθ)=10×(0.6−0.25×0.8)=4m/s2
(2)从A滑到B的过程中，根据运动学公式得：
vB2=2aL
解得该同学滑到B点时速度vB的大小 vB=8m/s
(3)在从C点滑出至落到水面的过程中，该同学做平抛运动，设此过程经历的时间为t，则
h=12gt2
x=vBt
解得：x=3.2m.
答：
(1)该同学沿斜槽AB下滑时加速度a的大小为4m/s2；
(2)该同学滑到B点时速度vB的大小是8m/s；
(3)在从C点滑出至落到水面的过程中，该同学在水平方向位移x的大小是3.2m.
【解析】(1)对该同学进行受力分析，根据牛顿第二定律可求出下滑时的加速度；
(2)选取该同学从A滑到B的过程，可以根据运动学公式求出B点的速度；
(3)从C点滑出时，该同学做平抛运动，可以根据高度求出运动的时间，再根据水平方向做匀速直线运动求出水平位移．
在已知受力情况时，根据牛顿第二定律求加速度，再由运动学公式求速度，这是动力学常用的思路．对于第二小题，也可以选择动能定理去解题．
15.【答案】解：(1)对人和座椅，进行受力分析，竖直方向合力为零，可得：Fcsθ=mg，
解得：F=mgcsθ=60×100.6N=1000N；
(2)对人和座椅，由牛顿第二定律得：Fsinθ=m4π2T2R，
有几何关系：R=d+Lsinθ，
联立得：T=6s。
(3)脱落的皮球沿着飞椅运动轨迹的切线方向飞出做平抛运动，
脱落时的速度v=2πRT，
脱离时离地的高度h=H−Lcsθ，
根据平抛运动规律，h=12gt2，
x=vt，
皮球落地点到转轴中心的水平距离s=x2+R2，
联立得：s=20m。
答：(1)钢绳上的拉力大小为1000N；
(2)小张绕转轴运动的周期为6s；
(3)若地面水平，小张口袋中的皮球不慎脱落，皮球的第一次落地点到转轴中心的水平距离是20m。
【解析】(1)对飞椅受力分析，求得椅子受到的合力的大小，求解拉力大小；
(2)根据几何关系知半径，再根据向心力的公式可以求得周期．
(3)脱落的皮球沿着飞椅运动轨迹的切线方向飞出做平抛运动，根据平抛运动的规律和几何关系求解皮球落地点到转轴中心的水平距离。
飞椅做的是圆周运动，确定圆周运动所需要的向心力是解题的关键，向心力都是有物体受到的某一个力或几个力的合力来提供，在对物体受力分析时一定不能分析出物体受向心力这么一个单独的力．