广东省广州市第二中学2023-2024学年高一下学期月考物理试卷

这是一份广东省广州市第二中学2023-2024学年高一下学期月考物理试卷，共8页。试卷主要包含了2m，长颈鹿高为h=0，0 BC，62 N等内容，欢迎下载使用。

命题：郑扬威 审校：赵卓伟
2024.4.1
本试卷共6页，15小题，满分为100分。考试用时75分钟。
注意事项：
1．答卷前，考生务必用2B铅笔在“考生号”处填涂考生号。用黑色字迹的钢笔或签字笔填写个人信息；
2．选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目选项的答案信息点涂黑；
3．考生必须保持答题卡的整洁。考试结束后，将试卷和答题卡一并交回。
一、单项选择题（共7题，每题4分，共28分。每题所给的四个选项中，只有一个正确答案，选错或多选均不得分。）
1．关于曲线运动，下列说法正确的是
A．做曲线运动的物体加速度一定变化
B．匀变速曲线运动在相同时间内速度的变化量都相同
C．匀速圆周运动在相等时间的位移相同
D．做变速圆周运动的物体，其合力一定不指向圆心
2．如图所示一种古老的舂米机。舂米时，稻谷放在石臼A中，横梁可以绕O转动，在横梁前端B处固定一舂米锤，脚踏在横梁另一端C点往下压时，舂米锤便向上抬起。然后提起脚，舂米锤就向下运动，击打A中的稻谷。已知OB=2OC，则在横梁绕O转动过程中( )
A．B、C的向心加速度相等
B．B、C的角速度关系满足ωB=2ωC
C．B、C的线速度大小关系满足vB=2vC
D．舂米锤击打稻谷时对稻谷的作用力大于稻谷对舂米锤的作用力
3．关于物理科学史或行星的运动，下列说法正确的是
A．卡文迪许测出了万有引力常量，从而使牛顿被称为“第一位称量地球的人”
B．万有引力定律F= Geq \f(Mm,r2)中的比例系数G，与中心天体质量有关
C．相同时间内，火星与太阳连线扫过的面积等于木星与太阳连线扫过的面积
D．火星与木星公转周期之比的平方等于它们轨道半长轴之比的立方
4．如图所示为教室里可以沿水平方向滑动的黑板，一位老师用粉笔在其中可移动的黑板上画线。若粉笔相对于地面从静止开始向下匀加速直线滑动，同时一同学推动黑板以某一速度水平向左匀速滑动，取水平向右为x轴正方向，竖直向下为y轴正方向，则粉笔在黑板上所画出的轨迹可能为下列图中的（ ）
A．B．C．D．
5．如图甲为2022年北京冬奥会的跳台滑雪场地“雪如意”，其主体建筑设计灵感来自于中国传统饰物“如意”。其部分赛道可简化为如图乙所示的轨道模型，斜坡可视为倾角为θ的斜面，质量为m的运动员（可视为质点）从跳台a处以速度v沿水平方向向左飞出，不计空气阻力，已知重力加速度为g。则运动员从飞出至落到斜坡上的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．运动员运动的时间为 eq \f(2v,gtanθ)
B．运动员落在斜坡上时的瞬时速度方向与水平方向的夹角为2θ
C．若运动员飞出速度是原来2倍，则其位移大小是原来的2倍
D．若运动员飞出速度是原来2倍，则其速度变化量是原来的2倍
6．下列有关生活中圆周运动实例分析中说法正确的是（ ）
A．甲图中，离心分离机将不同成分的物质快速分离，密度大的物质聚集在试管底部
B．乙图中，杂技演员表演“水流星”，在通过最低处时，水与桶之间可以没有作用力
C．丙图中，当火车转弯超过规定速度行驶时，轮缘会挤压内轨
D．丁图中，汽车通过圆拱桥最高点时，处于超重状态
7．如图所示，轻质不可伸长的细绳绕过光滑圆环O与质量为m的物块A连接，A放在倾角为β的光滑斜面上，绳子与斜面平行。绳的另一端和套在固定竖直杆上的小球B连接。现使小球从a到b以速度v0匀速上升，在a处时绳子与杆成α角。在b处绳子恰好水平。从a到b的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．在a处，物块A的速度大小为v0sinα
B．在b处，物块A的速度最大
C．在b处，物块A的速度为v0
D．绳子拉力大于mgsinβ
二、多项选择题（共3题，每题6分，共18分。每题所给的四个选项中，有多个正确答案，全部选对得6分，错选得0分，选对但不全得3分。）
8．如图，火卫一和火卫二是火星的两颗卫星，其中火卫一离火星较近，质量也较大。两颗卫星均做匀速圆周运动。根据以上信息，下列说法正确的是( )
A．火卫一的线速度较大
B．火卫一的加速度较小
C．火卫一受到火星的引力较大
D．火卫一的运行周期较小
9．转盘绕OO＇匀速转动，距离转轴r=8cm处放置一小物块（视为质点）。用频闪相机拍照。某一次相邻两张照片显示物块的位置如图1和2所示。已知频闪周期为1s，物块与转盘间的动摩擦因数为0.8，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，物块始终相对转盘静止。则转盘角速度可能是（ ）
A．π rad/s B．2π rad/s
C．3π rad/s D．5π rad/s
10．轻杆一端固定有质量为m=1kg的小球，另一端安装在水平轴上，转轴到小球的距离为50cm，转轴固定在三角形的带电动机（电动机没画出来）的支架上，在电动机作用下，轻杆在竖直平面内做匀速圆周运动，如图所示。已知在最高点时杆受到小球的压力为2N，支架（含电机）质量为M=4kg，重力加速度g取10m/s2，则（ ）
A．小球运动到最高点时，小球需要的向心力为12N
B．小球运动到最高点时，线速度v=2m/s
C．小球运动到图示水平位置时，杆对小球的弹力为8N
D．小球运动到最低点时，支架对地面的压力为58N
三、非选择题（共54分）
11．（6分）甲同学设计如图a的实验装置验证向心力与速度的关系。将四分之一圆弧固定在桌面上，圆弧底下安装一个压力传感器，光电门固定在底端正上方。实验步骤如下：
（1）让小球静止在圆弧底端，静止时，传感器示数为F0；
（2）让小球从圆弧某一位置静止释放，记录通过光电门的时间t和压力传感器示数F；
图 a
（3）改变释放位置，重复（2）的步骤。
请回答以下问题：
① 为完成实验，关于实验装置及相关测量，下列说法正确的是（ ）
A．圆弧要保持光滑
B．小球要选择体积小，密度大的
C．要测量小球的质量
② 以 （填“F”或“F−F0”）为纵轴， eq \f(1,t2)为横轴做图像，若图像 ，则说明向心力大小与小球速度平方成正比；
12．（8分）乙同学认为可以用图a的装置验证平抛运动的水平分运动是匀速运动。实验步骤如下：
（1）将该装置固定在水平桌面上，圆弧最低点位于桌面边缘，如图b所示；
（2）让小球从圆弧某一位置静止释放，记录光电门时间t和小球落点与圆弧边缘的水平距离x；
（3）改变释放位置，重复（2）的步骤。
请回答以下问题：
①做x−y图，若图像成正比，则说明平抛运动水平方向为匀速直线运动，其中y应
该为 （填“t”、“ eq \f(1,t)”或“ eq \f(1,t2)”）；
②乙丙两位同学以不同的桌面高度进行实验，得到图c的图像，其中丙同学实验时的桌面高度比乙同学的 （填“高”或“低”）；

图b 图c 图d
③如图d所示为某次小球做平抛运动的频闪照相照片的一部分，图中背景方格的边长均为20cm，如果取g=10m/s2，由此可求出小球平抛初速度为v1= m/s（计算结果保留两位有效数字）；与此同时，通过光电门计算出小球平抛初速度为v2，多次实验发现总是有v1＜v2，导致这个结果的可能原因有 ．(填选项前的字母)
A．小球在轨道斜面上受摩擦阻力
B．小球平抛运动过程受空气阻力
C．小球经过光电门时，球心与光线不在同一高度
13．（8分）生活中有一种“套圈圈”游戏，广受小孩大人喜爱。假设某一次套圈圈中，学生以水平方向丢出铁圈，刚好能够套中第2只长颈鹿。已知铁圈离地高度为H=1.2m，长颈鹿高为h=0.4m。铁圈起始线与第一只长颈鹿的距离为x0=1.2m，相邻两只长颈鹿的距离为Δx=0.4m。重力加速度g=10m/s2，不计空气阻力。求：
（1）铁圈的水平速度v0；
（2）若铁圈初速度大小仍为v0，但以斜向上的方向丢出去，请根据物理原理定性分析是否能套中第2只长颈鹿？
14．（12分）如图a，有一种很好玩的竞速小车，可以以较大的速度在竖直或水平圆轨道做圆周运动。现让小车在图b的竖直圆轨道做圆周运动，已知小车质量为m=20g，圆轨道半径为r=10cm，重力加速度g取10m/s2。求：
（1）小车通过最高点的最小速率v0；
（2）小车以2v0通过轨道最低点时对轨道的压力；
（3）若小车以（1）中的最小速率在图c中的光滑半球形内做水平匀速圆周运动，已知半球形半径为R=10 eq \r(2)cm，则小车所在位置与球心连线与竖直方向的夹角θ多大？
15．（20分）如图所示，细杆穿过圆锥顶和底面圆心，将光滑圆锥竖直固定在水平地面O′上，圆锥高与母线的夹角为θ=37°。用一根长为L=0.5 m的轻绳一端系一质量为m=1 kg的小球(可视为质点)，另一端固定在细杆上的O点，O点距地面高度为H=0.75 m，小球刚好在圆锥底面边缘。现使小球在光滑圆锥表面上做匀速圆周运动。求：
(1)当小球的角速度为ω1=3 rad/s时，轻绳中的拉力大小。
(2)若轻绳受力为T2=20N时会被拉断，求角速度ω取不同值时，剪断或拉断轻绳后小球飞行的时间t。(g＝10 m/s2，sin 37°＝0.6，cs 37°＝0.8)
2023学年下学期高一物理第一次月考参考答案
1B 2C 3D 4B 5D 6A 7D 8ACD 9AC 10BD
11、（6分）①B ② F−F0 过原点的直线 （每空2分）
12、（8分）① eq \f(1,t) ②高 ③3.0 BC （每空2分）
13、（8分）
解：（1）设平抛时间为t，有平抛规律得
竖直方向 H-h= eq \f(1,2)gt2 （2分）
水平方向 x0+Δx= v0t （2分）
解得 v0=4m/s （2分）
（2）斜抛时，水平速度减小，但竖直方向是上抛运动，从抛出到2号长颈鹿处，时间增大，故铁圈水平位移仍可能等于1.6m，故能套中。 （2分）
（详解：设初速度与水平成θ，则有水平 v0csθ∙t′= x0+Δx 竖直H-h=-v0sinθ∙t′+ eq \f(1,2)gt′2
解得tanθ=0或tanθ=2）
14、（12分）
解：（1）对轨道压力为零时，速度最小，在最高点，有 mg=m eq \f(v02,r) （2分）
解得v0=1m/s （1分）
（2）对小车受到的支持力为F，在最低点，有F-mg= m eq \f((2v0)2,r) （2分）
解得F=1N （1分）
由牛顿第三定律得，小车对轨道的压力大小为F′=F=1N，方向竖直向下。 （2分）
（3）设小车轨道半径为r0，则有 mgtanθ= m eq \f(v02,r0) （2分）
由几何关系得 r0=Rsinθ （1分）
联立解得 θ=45° （1分）
15、（20分）
解： (1) 小球角速度为ω0恰如离开圆锥表面时，则有
T0cs 37°＝mg （2分）
T0sin 37°＝mω02Lsin 37° （2分）
联立解得ω0＝5 rad/s （1分）
因为ω1=3 rad/s<ω0＝5 rad/s，故小球仍受支持力。（1分）
则有
T1cs37°+Nsin37°=mg （1分）
T1sin37°-Ncs37°=mω12Lsin 37° （1分）
T1＝9.62 N （1分）
(2)设绳子断裂前与竖直方向的夹角为α，则有
T2cs α＝mg （1分）
T2sin α＝mω22Lsinα （1分）
其中T2＝20 N （1分）
联立解得α＝60°，ω2＝2eq \r(10) rad/s （1分）
讨论：轻绳剪断后小球做平抛运动，设高度为h，则有h=eq \f(1,2)gt2 ① （1分）
（i）若ω≤ω0=5rad/s，此时剪断绳子，小球离地高度始终为h1= H-Lcs37°=0.35m（1分）
代入①式得 飞行时间为t=eq \f(\r(7),10)s （1分）
（ii）若ω≥ω2=2eq \r(10) rad/s，绳子断裂时，小球离地面高度为h2=H-Lcs60°=0.5m（1分）
代入①式得 飞行时间为t=eq \f(\r(10),10)s （1分）
（iii）若5rad/s≤ω≤2eq \r(10)rad/s，设绳子离地高度为h，与竖直夹角为β，则有
mgtanβ=mω2(H-h)tanβ （1分）
联立①可得 t=eq \r(\f(3ω2-40,20ω2))（或eq \r(\f(3,20)-\f(2,ω2))） （1分）