2023曲阜孔子高级中学高一下学期四月月考物理试题含解析

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2022~2023学年度第二学期高一年级第一次月考物理试题（试卷总分：100分    考试时间：90分钟）注意事项：答题时，必须使用黑色签字笔，将答案书写在答题卡规定的位置上，所有题目必须在答题卡上作答，在试题卷上答题无效。第Ⅰ卷（选择题，共40分）一、单项选择题：本题共8小题，共24分。在每小题给出的四个选项中只有一项符合题目题要求，每小题3分。1. 关于曲线运动，下列说法正确的是（　　）A. 做曲线运动的物体，在一段时间内运动的路程可能为零B. 在平衡力作用下，物体可以做曲线运动C. 变速运动不一定是曲线运动D. 物体在一恒力作用下不可能做曲线运动【答案】C【解析】【详解】A．做曲线运动的物体，在一段时间内运动的位移可能为零，路程不为零，故A错误；B．在平衡力作用下，物体保持静止或匀速直线运动状态，故B错误；C．变速运动可能是曲线运动，如平抛运动，也可能是直线运动，如匀加速直线运动，故C正确；D．物体在一恒力作用下可能做曲线运动，如平抛运动，故D错误。故选C。2. 如图，物体套在竖直杆上，经细绳通过定滑轮拉动物体在水平面上运动，开始时、间的细绳呈水平状态，现由计算机控制物体的运动，使其恰好以速度沿杆匀速下滑（始终未与滑轮相碰），则（    ）A. 绳与杆的夹角为时，的速率为B. 绳与杆的夹角为时，的速率为C. 物体也做匀速直线运动D. 物体做匀加速直线运动【答案】B【解析】【详解】将A物体的速度按图示两个方向分解，如图所示，

由绳子速率v绳=vcosα；而绳子速率等于物体B的速率，则有物体B的速率vB=v绳=vcosα．故A错误，B正确；因α减小，则vB=v绳=vcosα增大，B物体加速运动，但不是匀加速运动，故CD错误；故选B．点睛：对于运动的合成与分解问题，要知道分运动和合运动的运动特点，知道二者具有等时性和独立性，能够将合运动分解为两个分运动，然后根据几何关系求解速度或加速度之间的关系．  3. 如图所示，一条小船渡河，河宽为，河水流速，船在静水中速度，船头方向与河岸垂直，关于小船的运动，下列说法正确的是（　　）A. 小船的实际运动轨迹与河岸垂直 B. 小船相对于河岸的速度大小为C. 小船过河所用时间为 D. 小船过河后航行到了河对岸下游处【答案】D【解析】【详解】A．因船头方向与河岸垂直，由于水流的影响，则实际运动轨迹不与河岸垂直，故A错误；B．小船实际的速度是水流速度与静水速度的合速度，根据平行四边形定则，合速度故B错误；C．因船头方向与河岸垂直，那么到达对岸的时间为故C错误；D．小船过河后航行到了河对岸下游故D正确。故选D。4. 如图所示为某公园的喷水装置，若水从喷水口中水平喷出，忽略空气阻力及水之间的相互作用，下列说法中正确的是（　　）A. 喷水口高度一定，喷水速度越大，水从喷出到落入池中的时间越短B. 喷水口高度一定，喷水速度越大，水喷得越近C. 喷水速度一定，喷水口高度越高，水喷得越近D. 喷水口高度一定，无论喷水速度多大，水从喷出到落入池中的时间都相等【答案】D【解析】【分析】【详解】ABD．水水平喷出后，做平抛运动，其运动时间有高度决定，所以高度一定时，落地时间相等，水速越大，水喷得越远。AB错误，D正确；C．喷水速度一定，喷水口高度越高，落地时间越长，水喷得越远。C错误。故选D。5. 如图所示，一球体绕轴O1O2以角速度ω匀速旋转，A、B为球体上两点，下列几种说法中正确的是（　　）A. A、B两点具有相同的角速度B. A、B两点具有相同的线速度C. A、B两点的向心加速度的方向都指向球心D. A、B两点的向心加速度之比为2:1【答案】A【解析】【详解】A．A、B为球体上两点，因此A、B两点的角速度与球体绕轴O1O2旋转的角速度相同，A正确；C．如图所示，A以P为圆心做圆周运动，B以Q为圆心做圆周运动，因此A、B两点的向心加速度方向分别指向P、Q，C错误；B．设球的半径为R，则A运动的半径rA＝Rsin60°，B运动的半径rB＝Rsin30°，根据v=ωr可知A、B两点的线速度之比为，B错误；D．根据a=ω2r可知A、B两点的向心加速度速度之比为，D错误。故选A。6. 如图所示的皮带传动装置中，皮带与轮之间不打滑，两轮半径分别为R和r，且，A、B分别为两轮边缘上的点，则皮带运动过程中，关于A、B两点，下列说法正确的是（　　）A. 向心加速度之比B. 角速度之比C. 线速度大小之比D. 在相同的时间内通过的路程之比为【答案】A【解析】【详解】ACD．由于AB属于同缘传送，皮带与轮之间不打滑，因此线速度大小相等，在相同时间内通过的路程也相等，由于，由向心加速度可知，向心加速度之比，故A正确，CD错误；B．由于AB线速度大小相等，且，根据可得，角速度之比，故B错误。故选A。7. 地球沿椭圆轨道绕太阳运行，月球沿椭圆轨道绕地球运行。下列说法正确的是（　　）A. 地球位于月球运行轨道的中心B. 地球与月球公转周期平方之比等于它们轨道半长轴立方之比C. 地球在近日点的运行速度大于其在远日点的运行速度D. 相同时间内，地球与太阳连线扫过的面积等于月球与地球连线扫过的面积【答案】C【解析】【详解】A．根据开普勒第一定律，地球位于月球运行轨道的椭圆的一个焦点上，选项A错误；B．根据开普勒第三定律，因地球和月球的中心天体不同，则地球与月球公转周期平方之比不等于它们轨道半长轴立方之比，选项B错误；C．根据开普勒第二定律可知，地球在近日点的运行速度大于其在远日点的运行速度，选项C正确；D．地球和月球的中心天体不同，则相同时间内，地球与太阳连线扫过的面积不一定等于月球与地球连线扫过的面积，选项D错误。故选C。8. 设地球表面的重力加速度为g0， 物体在距地心4R（R 是地球半径）处，由于地球的作用而产生的加速度为g，则为（　　）A. 1 B.  C.  D. 【答案】D【解析】【详解】假设在地球表面上放置一个质量为的物体，则假设在距离地心4R处放置一个质量为的物体，则ABC错误，D正确。故选D二、多项选择题：本题共4小题，共16分。每小题有多项符合题目要求，全部选对的得4得分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。9. 如图所示，一小球用细绳悬挂于O点，将其拉离竖直位置一个角度后释放，则小球以O点为圆心做圆周运动，运动中小球所需的向心力是（  ）A. 绳的拉力B. 重力和绳拉力的合力C. 重力和绳拉力的合力沿绳方向的分力D. 绳的拉力和重力沿绳方向分力的合力【答案】CD【解析】【详解】小球在竖直平面内做变速圆周运动，由合外力指向圆心方向的分量提供向心力，即重力和绳的拉力的合力沿绳方向的分力，而绳的拉力方向沿半径方向，所以绳的拉力重力沿绳方向分力的合力提供向心力，CD正确，AB错误。故选CD。10. 下列关于重力和万有引力的说法正确的是（　　）A. 重力和万有引力是不同性质的力B. 在不考虑地球自转影响的情况下，可以认为地球表面物体的重力等于地球对它的万有引力C. 由于地球自转的影响，物体的重力跟物体所处的纬度有关D. 在地球两极的物体，物体的重力小于万有引力【答案】BC【解析】【详解】AB．重力是由于地球吸引而受到的力，在不考虑地球自转的情况下，重力等于万有引力，是同种性质的力，故A错误，B正确；C．万有引力的一个分力等于重力，另一个分力提供向心力，由于地球自转的影响，物体的重力跟物体所处的纬度有关，故C正确；
D．在两极，由于向心力为零，则万有引力等于重力，故D错误。故选BC。11. 如图所示，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，使小球在竖直平面内做圆周运动，小球过最高点的速度为v，下列叙述中正确的是（　　）A. v值不可以小于B. 当v由零逐渐增大时，小球在最高点所需向心力也逐渐增大C. 当v由值逐渐增大时，杆对小球的弹力逐渐增大D. 当v由值逐渐减小时，杆对小球的弹力逐渐减小【答案】BC【解析】【详解】A．小球在最高点可以受到杆的支持力，所以v可以等于0，故A错误；B．小球在最高点所需向心力为，当v由零逐渐增大时，向心力也逐渐增大，故B正确；C．当v由逐渐增大时，对小球，根据牛顿第二定律得可得，杆对小球的弹力可知杆对小球的弹力逐渐增大故C正确。D．当v由值逐渐减小时，对小球，根据牛顿第二定律得可得，杆对小球的弹力可知杆对小球的弹力逐渐增大故D错误。故选BC。12. 如图所示，两个可视为质点的、相同的木块A和B放在转盘上，两者用长为L的细绳连接，木块与转盘的最大静摩擦力均为各自重力的K倍，A放在距离转轴L处，整个装置能绕通过转盘中心的转轴O1O2转动，开始时，绳恰好伸直但无弹力，现让该装置从静止开始转动，使角速度缓慢增大，以下说法正确的是（  ）A. 当时，A、B相对于转盘会滑动B. 当，绳子一定有弹力C. ω在范围内增大时，B所受摩擦力变大D. ω在范围内增大时，A所受摩擦力一直变大【答案】ABD【解析】【详解】A．当A、B所受摩擦力均达到最大值时，A、B相对转盘即将滑动，则有解得所以，当时，A、B相对于转盘会滑动，故A正确；B．当B所受静摩擦力达到最大值后，绳子开始有弹力，即有解得可知当时，绳子有弹力，故B正确；C．当时，B已达到最大静摩擦力，则ω在范围内增大时，B受到摩擦力不变，故C错误；D．ω在范围内，A相对转盘是静止的，A所受摩擦力为静摩擦力，当时，绳上无拉力，则当ω增大时，静摩擦力也增大；当时，B的摩擦力不变，有可知随着ω增大，绳上拉力增大，对A有得可知随着ω增大，A所受摩擦力也增大，故D正确。故选ABD。第Ⅱ卷（非选择题，共60分）三、实验题（16分）13. 在“研究平抛运动”实验中，（1）如图是用横挡板卡住平抛小球，白纸上留下小球碰撞印迹确定平抛运动轨迹的方法，坐标原点应选小球在斜槽末端点时的________在坐标纸上的投影点。A．斜槽末端口    B.球的上端    C.球的下端    D.球心（2）在此实验中，下列说法正确的是________。A．安装有斜槽的木板时，一定要注意检查斜槽末端切线是否水平、木板是否竖直B.斜槽必须光滑C.每次实验都要把小球从同一位置由静止释放D.实验的目的是描出小球的运动轨迹，分析平抛运动水平和竖直分运动的规律（3）如图是利用图装置拍摄小球做平抛运动的频闪照片，由照片可判断实验操作错误的是________。A.释放小球时初速度不为0B.释放小球的初始位置不同C.斜槽末端切线不水平（4）在研究平抛物体运动的实验中，用一张印有小方格的纸来记录轨迹，小方格的边长，实验中漏记抛出点，则标出小球在平抛运动途中的几个位置如图中的a、b、c、d所示（小方格呈水平竖直放置），则小球平抛的初速度的计算公式为________用（L、g表示）其值是________。【答案】    ①. D    ②. ACD    ③. C    ④.     ⑤. 0.50.50【解析】【详解】（1）[1]坐标原点应选小球在斜槽末端点时的球心在坐标纸上的投影点，故选D。（2）[2]A．安装有斜槽的木板时，一定要注意检查斜槽末端切线是否水平、木板是否竖直，选项A正确；B．斜槽不一定必须光滑，只要小球到达底端时的速度相同即可，选项B错误；C．每次实验都要把小球从同一位置由静止释放，从而保证小球到达底端时的速度相同，选项C正确；D．实验的目的是描出小球的运动轨迹，分析平抛运动水平和竖直分运动的规律，选项D正确。故选ACD。（3）[3]由轨迹可知，小球做了斜上抛运动，可知原因是斜槽末端切线不水平，故选C。（4）[4][5]竖直方向，根据可得初速度其值14. 用如图所示的装置来探究小球做圆周运动所需向心力的大小F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，转动手柄使长槽和短槽分别随变速轮塔匀速转动。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）在研究向心力的大小F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，两个钢球质量和半径相等，则是在研究向心力的大小F与__________的关系。A．质量m　　B．半径r　　C．角速度（3）图中所示，两个钢球质量和半径相等，图中标尺上黑白相间的等分格显示出两个小球所受向心力的比值为，与皮带连接的两个变速轮塔的半径之比为___________。A．　　B．　　C．　　D．【答案】    ①. C    ②. C    ③. B【解析】【详解】（1）[1]本实验通过控制质量m、角速度和半径r中两个物理量相同，探究向心力F与另外一个物理量之间的关系，采用的科学方法是控制变量法。故选C。（2）[2]图中所示，两个钢球质量和半径相等，则是在研究向心力的大小F与角速度的关系。故选C。（3）[3]两钢球质量m相等，做匀速圆周运动的半径r相等，根据可知二者角速度之比为两变速塔轮边缘线速度大小相等，所以有与皮带连接的两个变速轮塔的半径之比为故选B。四、计算题（共4小题，共44分。按题目要求写出必要的文字说明、方程式和重要步骤，只写出最后答案的不能给分。有数据计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。）15. 如图是马戏团上演的飞车节目，半径为R的圆轨道．表演者骑着摩托车在圆轨道内做圆周运动．已知人和摩托车的总质量均为m，当乙以v1 =的速度过轨道最高点B时，甲以v2 =的速度经过最低点A．忽略其他因素影响，求：（1）乙在最高点B时受轨道的弹力大小；（2）甲在最低点A时受轨道的弹力大小。【答案】(1) mg     (2) 7mg【解析】【分析】在A、B两点，均由重力和轨道对摩托车的支持力的合力提供向心力，根据牛顿第二定律分别求出摩托车在最高点和最低点时轨道对车的压力．【详解】（1）乙在最高点的速度v1>，故受轨道弹力方向向下由牛顿第二定律得：FB+mg=，解得：FB=mg （2）甲在最低点A时，由牛顿第二定律得：FA-mg=解得：FA=7mg【点睛】本题主要考查了竖直方向的圆周运动，找出向心力的来源，运用牛顿第二定律进行求解．16. 平抛一小球，当抛出后它的速度方向与水平方向的夹角为，落地时速度方向与水平方向成角，，求：（1）初速度的大小；（2）落地时的速度大小；（3）抛出点离地面的高度。【答案】（1）10m/s；（2）20m/s；（3）15m。【解析】【详解】（1）如图所示，将速度进行分解由可得：且初速度的大小为：（2）落地速度为：（3）落地时竖直分速度为：则有：抛出点高度为：17. 2022冬奥会即将在北京和张家口举行，冬奥会上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。现有某运动员从跳台a处沿水平方向飞出，速度大小，在斜坡b处着陆，如图所示。斜坡与水平方向的夹角为30°，不计空气阻力，重力加速度。求：（1）运动员在空中飞行的时间t；（2）斜坡上a、b之间的距离s；（3）运动员在空中离坡面的最大距离d。【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【详解】（1）由题意在斜坡b处着陆时，水平方向的夹角为30°，因为速度角正切值是位移角正切值二倍，故满足 所以水平速度和竖直方向速度关系为其中联立解得（2）因为水平位移满足则斜坡上a、b之间的距离s由几何关系得联立解得（3）当运动员的速度与坡面平行时，运动员离坡面最远，即其中解得由正交分解法将运动员运动分解到垂直斜面方向和沿斜面向下方向的两个分运动，则垂直斜面方向上，做匀减速直线运动，初速度为加速度为则离斜面最远距离为解得18. 杂技运动员抓住长为的绳子绕高为的固定支柱旋转，支柱直径忽略不计，如图所示，已知，且运动员在旋转过程中可视为匀速圆周运动。重力加速度，杂技运动员可视为质点，手臂长度忽略不计，不计空气阻力，（，）。求： (1)求杂技运动员在匀速旋转过程中速度大小v；(2)某时刻运动员松手，求落地点到转轴下端点的距离？（结果保留两位有效数字）【答案】(1)；(2)【解析】【详解】(1)运动员的向心力为运动半径为满足解得(2)根据平抛运动规律，解得落地点距离转轴的距离解得