陕西省西安市蓝田县西安市田家炳中学大学区联考2023-2024学年高一下学期4月月考物理试题

这是一份陕西省西安市蓝田县西安市田家炳中学大学区联考2023-2024学年高一下学期4月月考物理试题，共11页。

注意事项：
1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。回答非选择题时，用0.5毫米黑色签字笔将答案写在答题卡上。
3.考试结束后将本试卷与答题卡一并交回。
第I卷（选择题）
一．单项选择题（共10小题，每小题3分，共30分）
1.某卡车在限速公路上与路旁障碍物相撞。处理事故的警察在泥地中发现了一个小的金属物体，经判断，它是相撞瞬间车顶上一个松脱的零件被抛出而陷在泥里的。为了判断卡车是否超速，警察需要的器材和要测量的量是（ ）
A．刻度尺、车的长度
B．秒表，车的长度和高度
C．刻度尺、车的高度零件脱落点与陷落点的水平距离
D．打点计时器、零件脱落点与陷落点的位移
2.如图，有一条两岸平直，河水流速恒为v1=6m/s的大河，河宽约为800米。小明驾着船过河，船在静水中速度v2=8m/s，船头方向始终与河岸垂直。以下说法正确的是（ ）
A．小船实际运动轨迹与河岸垂直 B．过河所需时间为80s
C．过河所需时间为100s D．若水流速度变大，过河所需时间变大
3.如图所示，轻绳一端连在水平台上的玩具小车上，另一端跨过光滑定滑轮系着皮球(轻绳延长线过球心)。小车牵引着绳使皮球沿光滑竖直墙面从较低处上升，则在球匀速上升且未离开竖直墙面的过程中 （ ）
玩具小车做匀速运动 B. 玩具小车做减速运动
绳对球的拉力逐渐减小 D. 球对墙的压力大小不变
4.如图所示,在同一平台上的O点水平抛出的三个物体,分别落到a、b、c三点,则三个物体运动的初速度va、vb、vc的关系和三个物体运动的时间ta、tb、tc的关系分别是( )
A．va>vb>vc
B．vaC．ta>tb>tc
D．ta5.如图甲为单板滑雪U形场地，可简化为如图乙所示固定在竖直面内的半圆形轨道场地，因摩擦作用滑雪运动员从半圆形场地的坡顶下滑到坡底的过程中做匀速圆周运动．以下说法正确的是 （ ）
A．运动员下滑过程中合力的方向始终与运动轨迹相切
B．运动员下滑过程中的合力是一个恒力
C．运动员下滑过程中做的是匀变速曲线运动
D．运动员滑到最低点时对轨道的压力大于人的重力
6.在匀速转动的水平圆盘上，沿半径方向放着用细线相连的质量相等的两个物体A和B，它们与盘间的动摩擦因数相同，当圆盘转动到两个物体刚好还未发生滑动时，烧断细线，两个物体的运动情况是（ ）
A．物体B仍随圆盘一起做匀速圆周运动
B．物体A发生滑动，离圆盘圆心越来越近
C．两物体仍随圆盘一起做圆周运动，不发生滑动
D．两物体均沿半径方向滑动，离圆盘圆心越来越远
7.如图所示，长为L的细绳吊起一个质量为m的摆球，上端固定，使摆球在水平面内做匀速圆周运动。已知重力加速度为g，细绳与竖直方向的夹角为。则摆球（ ）
A．受重力、拉力和向心力的作用B．线速度大小为
C．周期为D．拉力大小为
8.空间站中完全失重状态下的有趣现象有时也会给航天员带来麻烦。在一些科幻作品中将空间站设计成如图所示的环形连接体，通过绕中心旋转来制造“人造重力”效果，航天员可以正常站立，就好像有“重力”使他与接触面相互挤压。下列关于这个环形空间站的说法正确的是（ ）
A．“人造重力”的方向指向环的中心
B．空间站的环半径越大，要制造与地表一样的重力转动的角速度越大
C．环形空间站转动越快，相邻舱体间的拉力越大
D．空间站中沿半径方向越往外，“人造重力加速度”越小
9.如图，“┌”形框架的水平细杆OM和竖直细杆ON均光滑，金属环用长为L的轻质细线连接，分别套在水平细杆和竖直细杆上，当整个装置绕ON以的角速度匀速转动时，细线与水平杆间夹角。重力加速度为g，则金属环的质量应满足的条件为（ ）
A． B． C． D．
10.如图所示，在匀速转动的圆筒内壁上，有一物体随圆筒一起转动而未滑动。当圆筒的角速度增大以后，下列说法正确的是（ ）
A．物体所受弹力增大，摩擦力也增大 B．物体所受弹力增大，摩擦力减小
C．物体所受弹力增大，摩擦力不变 D．物体所受弹力减小，摩擦力也减小
二．多项选择题（共4小题，每小题4分，共16分。本小题答案至少为两个及以上选项，选对得4分，少选得2分，选错不得分）
11.如图，一名运动员在水平面上进行跳远比赛，腾空过程中离水平面的最大高度为1.25m，起跳点与落地点的水平距离为5m，运动员可视为质点，不计空气阻力，取重力加速度g=10m/s2，则运动员( )
A. 在空中的运动时间为1.0s
B. 在最高点时的速度大小为10m/s
C. 落地时的速度大小为10m/s
D. 落地时速度方向与水平面所成的夹角为45∘
12.关于如图所示的圆周运动，下列说法正确的是( )
A.如图甲，汽车通过拱桥的最高点时处于失重状态
B．如图乙，火车转弯超过规定速度行驶时，外轨对外侧车轮的轮缘会有挤压作用
C．如图丙，钢球在水平面内做圆周运动，钢球距悬点的距离为l，则圆锥摆的周期T＝2π eq \r(\f(l,g))
D．如图丁，在水平公路上行驶的汽车，车轮与路面之间的静摩擦力提供转弯所需的向心力
13.如图，一质量为M的人站在台秤上，一根长为R的悬线一端系一个质量为m的小球，手拿悬线另一端，小球绕悬线另一端点在竖直平面内做圆周运动，且小球恰好能通过圆轨道最高点，则说法不正确的是( )
A.小球运动到最高点时，小球的速度为零
B.当小球运动到最高点时，台秤的示数最小，且为mg
C.小球在a、b、c三个位置时，台秤的示数相同
D.小球从最高点运动到最低点的过程中台秤的示数增大，人处于超重状态
14.一辆卡车在水平路面上行驶，已知该车轮胎半径为R，轮胎转动的角速度为ω，关于各点的线速度大小，下列说法正确的是 ( )
A．相对于地面，轮胎与地面的接触点的速度为ωR B．相对于地面，车轴的速度大小为ωR
C．相对于地面，轮胎上缘的速度大小为ωR D．相对于地面，轮胎上缘的速度大小为2ωR
第II卷（非选择题）
三、实验题（共3小题，总分20分）
15.（5分） 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，是为了每次平抛__________。
（2）图乙是正确数据，O为抛出点，则小球做平抛运动的初速度为______m/s。（g=9.8 m/s2)。
（3）在另一次实验中将白纸换成方格纸，每个格的边长L=5 cm，通过实验，记录了小球在运动途中的三个位置，如图丙所示，则该小球做平抛运动的初速度为_______m/s；B点的竖直分速度为________m/s(g=10 m/s2)。（结果均保留两位有效数字）
16.（5分）用如图所示的装置可以探究做匀速圆周运动的物体所需要的向心力的大小与哪些因素有关。
(1)本实验采用的科学方法是_____。
A.建立物理模型法 B.控制变量法 C.等效法 D.放大法
(2)图示情境正在探究的是_____。
A.向心力的大小与半径的关系 B.向心力的大小与线速度大小的关系
C.向心力的大小与角速度大小的关系 D.向心力的大小与物体质量的关系
(3)图中铝球和钢球的质量比为1:2，则铝球与钢球的向心加速度之比为_____，受到的向心力之比为_____。
17.（10分）某兴趣小组同学利用如图甲所示的DIS向心力实验器来探究圆周运动向心力的影响因素。实验时，砝码随旋臂一起做圆周运动，其受到的向心力F可通过牵引杆由力传感器测得，借助光电门可以测得挡光杆两次通过光电门的时间间隔，即砝码的运动周期T。牵引杆的质量和一切摩擦可忽略。

甲 乙
(1)为了探究向心力F与周期T之间的关系，需要控制 和 保持不变(写物理量及相应物理符号)。
(2)改变旋臂的转速得到多组数据，记录力传感器示数F，算出对应的周期T，作出了如图乙所示的图线，则横轴所代表的物理量为 。
(3)若砝码的运动半径r=0.2 m，由图线可得砝码的质量m= kg(π2≈9.87，结果保留2位有效数字)。
四、计算题（18题7分，19题8分，20题9分，21题10分，共34分）
18.运动的合成与分解是分析复杂运动时常用的方法，可以将复杂运动分解为简单运动。如图所示，在A点以水平速度v0=10 m/s向左抛出一个质量为m=1.0 kg的小球，小球抛出后始终受到水平向右恒定风力的作用，风力大小F=10 N。经过一段时间小球将到达B点，B点位于A点正下方。
(1)求小球水平方向的速度为零时到A点的水平距离x；
(2)求A、B两点间的距离y；
(3)说明从A到B运动过程中小球速度大小的变化情况，并求出相应的最大值和最小值。
19.滑雪是冬奥会的项目之一，某高山滑雪运动员在比赛中经过一斜坡，如图所示，运动员（可视为质点）沿着右侧斜面运动，到达顶点A后以v0＝10 m/s的速度沿着斜面斜向上飞出，飞出时速度方向与左侧斜面的夹角为θ＝53°，经过一段时间后，运动员落到左侧斜面上的B点，左侧斜面与水平面的夹角α＝37°，不计空气阻力，取重力加速度g＝10 m/s2，sin 37°＝0.6，cs 37°＝0.8。求：
（1）运动员离左侧斜面的最大距离；
（2）起跳点A与落点B之间的距离；
（3）运动员落到B点时的速度大小。
20.在一次抗洪救灾工作中，一架直升机A用长的悬索（重力可忽略不计）系住一质量的被困人员B，直升机A和被困人员B一起沿水平方向匀速运动，当飞机突然在空中悬停寻找最近的安全目标时，致使被困人员B在空中做圆周运动，如图乙所示，此时悬索与竖直方向成37°角，不计空气阻力，（，）求
（1）被困人员B做圆周运动的线速度；
（2）悬索对被困人员B的拉力。
21.地面上有一个半径为R的圆形跑道，高为h的平台边缘上的P点在地面上P'点的正上方，P'与跑道圆心O的距离为L(L>R)，如图所示。跑道上停有一辆小车，现从P点水平抛出小沙袋，使其落入小车中(沙袋和小车均可视为质点，沙袋所受空气阻力不计)。问：
(1)当小车分别位于A点和B点时(∠AOB=90°)，沙袋被抛出时的初速度各为多大？
(2)要使沙袋落在跑道上，则沙袋被抛出时的初速度v0在什么范围内？
(3)若小车沿跑道顺时针运动，当小车恰好经过A点时，将沙袋抛出，为使沙袋能在B处落入小车中，小车的速率v应满足什么条件？
高一物理答案
1-5CCBBD 6-10BACAC
11AD 12ABD 13ABD 14BD
15. (1)水平，初速度相同；(2)1.6；(3)1.5；2.0。
16.（1）B（2）D（3）1:1；1:2
17.(1)砝码的质量m 砝码的运动半径r (2)1T2 (3)0.15
18.(1)5 m (2)20 m (3)从A到B，速度先减小再增大 105 m/s 52 m/s
(1)设水平方向的加速度大小为ax，根据牛顿第二定律有
F=max
且2axx=v02
解得x=5 m
(2)设水平方向分速度减小为零所需时间为t1，有v0=axt1
所以从A到B的时间t=2t1
A、B两点间的距离y=12gt2=20 m(2分)
(3)将v0分解为垂直于合力方向的v1、与合力方向相反的v2，如图所示。
从A到B，小球垂直于合力方向上的分速度不变，沿合力方向上的分速度先减小后增大，故小球的速度先减小再增大。
小球运动到B点时速度最大，则vx=v0
vy=gt
解得vmax=vx2+vy2=105 m/s
小球运动到速度方向与所受合力方向垂直时速度最小。
tan θ=mgF=1
故θ=45°
当v2=0时速度最小，即vmin=v1=v0 sin θ=52 m/s
19.（1）4 m；（2）24 m；（3）2m/s
（1）设运动员的质量为m，沿左侧斜面和垂直斜面建立坐标系，并沿这两个方向分解初速度v0、运动员受到的重力G，则有
v0x＝v0cs 53°＝0.6v0＝6 m/s
v0y＝v0sin 53°＝0.8v0＝8 m/s
Gx＝mgsin 37°＝0.6mg＝max
Gy＝mgcs 37°＝0.8mg＝may
垂直斜面方向上，从A点到离斜面最远的时间
t1＝＝1 s
从A点到落到B点共用时间
t＝2t1＝2 s
当vy＝0时，运动员距离斜面最远，此时
y＝＝4 m
（2）在沿斜面方向上从起跳点A到落地点B之间的距离
x＝v0xt＋axt2＝24 m
（3）运动员落到B点时
vBy＝8 m/s
vBx＝v0x＋axt＝18 m/s
解得
vB＝＝m/s＝2 m/s
20.（1）（2）
（1）被困人员B在空中做圆周运动，对被困人员进行受力分析，受重力和绳子的拉力，则
且根据几何关系可知
解得
（2）设悬索对被困人员B的拉力为F，则
解得
21.(1)(L-R)g2h g(L2+R2)2h
(2)(L-R)g2h≤v0≤(L+R)g2h
(3)v=12(4n+1)πRg2h(n=0，1，2，3…)
解析 (1)沙袋从P点被抛出后做平抛运动，设它的下落时间为t，则
h=12gt2
解得t=2hg
当小车位于A点时，有xA=vAt=L-R
解①②得vA=(L-R)g2h
当小车位于B点时，有xB=vBt=L2+R2
解①③得vB=g(L2+R2)2h
(2)若小车在跑道上运动，要使沙袋落入小车，最小的抛出速度为
v0min=vA=(L-R)g2h
若当小车经过C点时沙袋刚好落入，抛出时的初速度最大，有
xC=v0maxt=L+R
解①⑤得v0max=(L+R)g2h
故沙袋被抛出时的初速度范围为(L-R)g2h≤v0≤(L+R)g2h
(3)要使沙袋能在B处落入小车中，小车运动的时间应与沙袋下落时间相同tAB=(n+14)2πRv(n=0，1，2，3…)
所以tAB=t=2hg
解⑥⑦得v=12(4n+1)πRg2h(n=0，1，2，3…）