陕西省2022学年榆林市子洲中学高一下第一次月考物理试卷

2022-2022学年陕西省榆林市子洲中学高一（下）第一次月考物理试卷一、单选题（本大题共8小题，共32.0分）1.平抛物体的运动规律可以概括为两点：①水平方向做匀速运动，②竖直方向做自由落体运动。为了研究平抛物体的运动，可做下面的实验：如图所示，用小锤打击弹性金属片，A球就水平飞出，同时B球被松开，做自由落体运动，两球同时落到地面，这个实验（　　）A.只能说明上述规律中的第①条B.只能说明上述规律中的第②条C.不能说明上述规律中的任何一条D.能同时说明上述两条规律2.关于平抛运动，下列说法正确的是（　　）A.平抛运动是非匀变速运动B.平抛运动是匀速运动C.平抛运动是匀变速曲线运动D.平抛运动的物体落地时速度方向一定是竖直向下的3.如图所示是物体做平抛运动的x-y图象，物体从 O点抛出，A、B、C分别为其轨迹上的三点，A、B、C三点的水平距离相等，则A、B、C三点的竖直距离之比为（　　）A.1：1：1B.1：3：5C.1：4：9D.不能确定4.在河面上方的岸上有人用长绳拴住一条小船，开始时绳与水面的夹角为30°．人以恒定的速率v拉绳，使小船靠岸，那么（　　）A.小船的速率也是恒定的B.小船的速率是增大的C.小船的速率是减小的D.小船的速率是均匀增大的5.质量m=4kg的质点静止在光滑水平面上的直角坐标系的原点O处，先用沿x轴正方向的力F1=8N作用了2s，然后撤去F1；再用沿y轴正方向的力F2=24N作用了1s．则质点在这3s内的轨迹是（　　）A.B.C.D.6.如图所示，小球从倾角为37°的斜面底端的正上方以6m/s的速度水平抛出，飞行一段时间后恰好垂直撞在斜面上（sin37°=0.6，cos37°=0.8，g=10m/s2），则：小球飞行的时间是（　　）A.0.8sB.0.4sC.0.6sD.1s7.一圆筒绕其中心轴OO1匀速转动，筒内壁上紧挨着一个物体与筒一起运动相对筒无滑动，如图所示，物体所受向心力是（　　）A.物体的重力B.筒壁对物体的静摩擦力C.筒壁对物体的弹力D.物体所受重力与弹力的合力8.用材料和粗细相同、长短不同的两段绳子，各拴一个质量相同的小球在光滑水平面上做匀速圆周运动，那么（　　）A.两个球以相同的线速度运动时，长绳易断B.两个球以相同的角速度运动时，长绳易断C.两个球以相同的角速度运动时，短绳易断D.无论如何，长绳易断二、多选题（本大题共4小题，共16.0分）9.如果质点做匀速圆周运动，那么质点在运动过程中保持不变的物理量有（　　）A.周期B.线速度C.角速度D.向心加速度10.一轻杆一端固定质量为m的小球，以另一端O为圆心，使小球在竖直面内做半径为R 的圆周运动，如图所示，则下列说法正确的是（　　）A.小球过最高点的最小速度是gRB.小球过最高点时，杆所受到的弹力可以等于零C.小球过最高点时，杆对球的作用力可能随速度增大而减小D.小球过最高点时，杆对球的作用力一定随速度增大而增大11.一个内壁光滑的圆锥形筒的轴线垂直水平面，圆锥筒固定，有质量不相等的小球A和B沿着筒的内壁在水平面内做匀速圆周运动，如图所示，A的运动半径较大，则（　　）5/6A.A球的角速度必小于B球的角速度B.A球的线速度必大于B球的线速度C.A球的运动周期必大于B球的运动周期D.A球对筒壁的压力必大于B球对筒壁的压力1.如图所示，一圆盘绕一通过圆心O且垂直盘面的竖直轴匀速转动。在圆盘上放置一木块，木块跟圆盘无相对滑动，则（　　）A.木块受到摩擦力、支持力、重力和向心力四个力作用B.木块受到圆盘对它的摩擦力方向与木块运动方向相反C.木块受到圆盘对它的摩擦力方向指向圆心D.如果圆盘加速转动，摩擦力方向一定不指向圆心三、填空题（本大题共4小题，共28.0分）2.一只小船在静水中的速度为5m/s，它要渡过一条宽为30m的河，河水流速为4m/s，则（1）小船过河最短时间是______s，这样过河，沿着河岸方向的位移的是______m。（2）过河最短位移是______m，这样过河的时间是______s3.做斜抛运动的物体，当初速度的大小为v0时，抛射角为______度角时，该物体的射高最高，其值为______。抛射角为______度角时，该物体的射程最远，其值为______（已知重力加速度为g，不计空气阻力）4.一个质量m=3kg的物体在水平面内沿半径R=10cm的圆形轨道做匀速圆周运动，线速度v=0.2m/s，那么，它的向心力为______N，它的角速度为______rad/s，它的周期为______s，转速是______r/s5.如图是自行车传动机构的示意图，A点位于大齿轮的边缘上，B点位于小齿轮的边缘上，C点位于后轮的边缘上，这三点做匀速圆周运动时的半径之比rA：rB：rC=3：1：15．则求出这三点的角速度之比WA：WB：WC=______、线速度之比VA：VB：VC=______。四、计算题（本大题共3小题，共24.0分）6.一辆小轿车要飞越一壕沟，壕沟的尺寸如图，要安全越过壕沟，轿车的速度υ0至少为多少？（不计空气阻力，g=10m/s2）7.将长L=1m轻质细线一端固定，另一端栓一个质量m=0.4kg的小球，让细线与竖直方向成370夹角在水平面内做匀速圆周运动。（sin37°=0.6，cos37°=0.8．不计空气阻力，g=10m/s2）求：（1）小球的运动半径R是多少？（2）小球的角速度是多少？（3）细线上的拉力是多少？8.如图所示，一光滑的半径为R的竖直半圆形轨道放在水平面上，一个质量为m的小球以某一速度冲上轨道，当小球将要从水平轨道口B飞出时，球对轨道的压力恰好为零。（不计空气阻力，重力加速度为g）求：（1）小球从水平轨道口B飞出时速度是多少？（2）小球落地点C距A（A在B的正下方）处多远？（3）小球落地时速度大小为多少？5/6答案和解析1.【答案】B【解析】解：在打击金属片时，两小球同时做平抛运动与自由落体运动。结果同时落地，则说明平抛运动竖直方向是自由落体运动；故选：B。探究平抛运动的规律中，实验同时让A球做平抛运动，B球做自由落体运动。若两小球同时落地，则说明平抛运动竖直方向是自由落体运动。通过实验探究出平抛运动处理的规律，并掌握了运动的合成与分解，难度不大，属于基础题。2.【答案】C【解析】解：ABC、平抛运动是匀变速曲线运动。故A、B错误，C正确。D、平抛运动落地时的速度等于竖直分速度和水平分速度的合速度，由于水平分速度不为零，根据平行四边形定则知，落地速度不可能竖直向下。故D错误。故选：C。平抛运动加速度的大小和方向保持不变，做匀变速曲线运动．平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上做自由落体运动，运动的过程中，加速度不变，做匀变速曲线运动．3.【答案】C【解析】解：平抛运动的水平分运动是匀速直线运动，由于A、B、C三点的水平距离相等，故时间间隔相等；平抛运动的竖直分运动是自由落体运动，由：，则A、B、C三点的竖直距离之比为1：4：9；故ABD错误，C正确；故选：C。平抛运动的水平分运动是匀速直线运动，竖直分运动是初速度为零的匀加速直线运动，根据分位移公式列式分析即可；解决本题的关键知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，结合运动学公式灵活求解，基础题．4.【答案】B【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船cosθ=v则v船=；由于人以恒定的速率v拉绳，且夹角θ在不断增大，那么小船的速率是增大的，故B正确，ACD错误。故选：B。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。5.【答案】D【解析】解：质点在F1的作用由静止开始从坐标系的原点O沿+x轴方向做匀加速运动，加速度a1==2m/s2，速度为v1=at1=4m/s，对应位移x1=a1t12=4m，到2s末撤去F1再受到沿+y方向的力F2的作用，物体在+x轴方向匀速运动，x2=v1t2=4m，在+y方向加速运动，+y方向的加速度a2==6m/s2，方向向上，对应的位移y=a2t22=3m，物体做曲线运动。q再根据曲线运动的加速度方向大致指向轨迹凹的一向，知D正确，A、B、C错误。故选：D。物体在F1作用下在x轴方向做匀加速直线运动，撤去F1，施加F2，由于合力与速度方向垂直，做曲线运动，将曲线运动分解为x轴方向和y轴方向研究，在x轴方向做匀速直线运动，在y轴方向做匀加速直线运动．解决本题的关键掌握处理曲线运动的方法，将曲线运动分解为x轴方向和y轴方向，分析出两方向分运动的情况．6.【答案】A【解析】解：设飞行的时间为t，因为是垂直撞上斜面，斜面与水平面之间的夹角为37°，所以解得：vy=8m/s所以t==0.8s，故A正确，BCD错误；故选：A。小球垂直撞在斜面上，速度与斜面垂直，将该速度进行分解，根据水平分速度和角度关系求出竖直分速度，再根据vy=gt求出小球在空中的飞行时间该题是平抛运动基本规律的应用，主要抓住撞到斜面上时水平速度和竖直方向速度的关系以及位移的关系解题，难度适中。7.【答案】C【解析】5/6解：物体做匀速圆周运动，合力指向圆心对物体受力分析，受重力、向上的静摩擦力、指向圆心的支持力，如图其中重力G与静摩擦力f平衡，支持力N提供向心力故选：C。做匀速圆周运动的物体合力等于向心力，向心力可以由重力、弹力、摩擦力中的任意一种力来提供，也可以由几种力的合力提供，还可以由某一种力的分力提供；本题中物体做匀速圆周运动，合力指向圆心，对物体受力分析，受重力、向上的静摩擦力、指向圆心的支持力，合力等于支持力，提供向心力。本题中要使静摩擦力与重力平衡，角速度要大于某一个临界值，即重力不能大于最大静摩擦力！8.【答案】B【解析】解：A、当线速度相等时，根据F=，知绳子越短，拉力越大，所以短绳易断。故A错误。B、当角速度相等时，根据F=mrω2，知绳子越长，拉力越大，所以长绳易断。故B正确，C错误，D错误。故选：B。小球在光滑水平面内做匀速圆周运动，靠绳子的拉力提供向心力，根据F=进行判断．解决本题的关键搞清圆周运动向心力的来源，结合牛顿第二定律进行分析．9.【答案】AC【解析】解：A、物体做匀速圆周运动，周期是标量，所以周期不变，故选项A正确。B、匀速圆周运动的物体，速度大小不变，但方向时刻改变，所以线速度变化，故选项B错误。C、匀速圆周运动的物体，角速度是标量，所以角速度不变，故选项C正确。D、匀速圆周运动合力提供向心力，向心力始终指向圆心，方向变化，向心力变化，向心加速度也变化，故选项D错误。故选：AC。速度、向心力、加速度是矢量，有大小有方向，要保持不变，大小和方向都不变。在匀速圆周运动的过程中，速度的方向时刻改变，加速度、向心力的方向始终指向圆心，所以方向也是时刻改变。解决本题的关键知道匀速圆周运动的过程中，速度的大小、向心力的大小、向心加速度的大小保持不变，但方向时刻改变。10.【答案】BC【解析】解：A、由于杆能支撑小球，所以小球通过最高点的最小速度为零。故A错误。B、当小球到达最高点弹力为零时，重力提供向心力，有mg=m，解得v=，即当速度v=时，杆子所受的弹力为零。故B正确。CD、小球在最高点，若v＜时，则有：mg-F=m，得F=mg-m，杆子杆对球的作用力随着速度的增大而减小；若v＞时，则有：mg+F=m，杆子杆对球的作用力随着速度增大而增大。故C正确、D错误。故选：BC。小球在最高点，杆子对球的作用力可以表现为支持力，也可以表现为拉力，在最高点的最小速度为零，根据牛顿第二定律分析杆子对小球的作用力随速度变化的关系．解决本题的关键知道小球做圆周运动向心力的来源，知道最高点的临界情况，结合牛顿第二定律进行求解．11.【答案】ABC【解析】解：AB、对小球受力分析，小球受到重力和支持力，它们的合力提供向心力，如图：根据牛顿第二定律，有：F=mgtanθ=m解得：v=。由于A球的转动半径较大，A线速度较大，而ω==，由于A球的转动半径较大，则A的角速度较小。故AB正确。C、周期T==2π，因为A的半径较大，则周期较大。故C正确。D、筒对小球的支持力N=，与轨道半径无关，则由牛顿第三定律得知，小球对筒的压力也与半径无关，即有球A对筒壁的压力等于球B对筒壁的压力。故D错误。故选：ABC。小球做匀速圆周运动，因此合外力提供向心力，对物体正确进行受力分析，然后根据向心力公式列方程求解即可5/6解决这类圆周运动问题的关键是对物体正确受力分析，根据向心力公式列方程进行讨论，注意各种向心加速度表达式的应用．12.【答案】CD【解析】解：A、对木块受力分析可知，木块受到重力、支持力和摩擦力的作用，故A错误；BC、重力是竖直向下的，支持力是竖直向上的，重力和支持力都在竖直方向上，这两个力平衡互相抵消了，只有摩擦力作为了物体做圆周运动的向心力，所以摩擦力的方向应该是指向圆心的，故B错误C正确；D、如果圆盘加速转动，则摩擦力的一个分力指向圆心充当向心力，另一个分力沿切线方向对木块做功，改变木块的速度，所以合成后一定不指向圆心，故D正确。故选：CD。木块随圆盘一起做圆周运动，靠静摩擦力提供向心力，按照一重力、二弹力、三摩擦力的顺序进行受力分析；物体做圆周运动，一定要有一个力来充当向心力，对物体受力分析可以得出摩擦力的方向。圆周运动都需要向心力，向心力是由其他的力来充当的，受力分析时，不能说物体受到向心力。13.【答案】6 24 30 10【解析】解：（1）当以静水中的速度垂直河岸过河的时候渡河时间最短，则知：tmin===6s这样过河，沿着河岸方向的位移的是x=vstmin=4×6=24m。（2）小船以最短距离过河时，则静水中的速度斜着向上游，设船与河岸的夹角为α，则有：cosα==，解得：α=37°合速度垂直河岸，则由速度的合成可得：v合=m/s=3m/s所以小船要以最短距离过河时所用的时间为：t=s=10s故答案为：（1）6，24；（2）30；10。船航行时速度为静水中的速度与河水流速二者合速度，当以静水中的速度垂直河岸过河的时候渡河时间最短。由矢量合成的平行四边形定则得知小船的合速度，小船实际以合速度做匀速直线运动，进而求得位移的大小；小船以最短距离过河时，则静水中的速度斜着向上游，合速度垂直河岸。小船过河问题属于运动的合成问题，要明确分运动的等时性、独立性，运用分解的思想，看过河时间只分析垂直河岸的速度，分析过河位移时，要分析合速度。14.【答案】90 v022g 45 v02g【解析】解：竖直方向的初速度越大，射高越高，则当抛射角为90°时，物体的射高最大，最大值为h=；当初速度一定时，初速度分解为：vx=v0cosθ，vy=v0sinθ，落地时间为球运动的时间为：t=；水平射程为：x=v0cosθt=v0cosθ•=可知，当抛射角为θ=45°时，射程x最大，最大射程xm=。故答案为：90，，45，。竖直方向初速度最大射高最高；球做斜上抛运动，水平方向做匀速直线运动，竖直方向上做类竖直上抛运动，两个分运动具有等时性。先根据竖直方向的初速度求出时间，再得到水平射程表达式，由数学知识分析射程最大的条件。对于斜抛和平抛这些抛体运动，研究的基本方法是运动的合成和分解。本题关键得到射程表达式x=，运用数学知识求最大值。15.【答案】1.2 2 π 1π【解析】解：根据Fn=m得物体的向心力为：Fn=1.2N根据线速度与角速度的关系v=Rω可知，物体运动的角速度为：ω==2rad/s根据T=知周期为：T=πs根据n=知转速为：n=r/s故答案为：1.2，2，π，根据向心力的表达式求向心力；根据线速度与角速度的关系，由线速度和半径求角速度的大小；根据T=求得周期，根据n=求得转速。掌握线速度、角速度、周期与半径的关系，掌握向心力的表达式是正确解题的关键。16.【答案】1：3：3 1：1：15【解析】5/6解：由题意，A、B、C三点做匀速圆周运动，A、B与链条相连，且无相对滑动，线速度大小相等，故vA：vB=1：1                         ①根据匀速圆周运动的物理量关系，有v=rω                                        ②联立①②，代入数据得ωA：ωB=1：3                                ③B、C两点同轴转动，角速度相等，有ωB：ωC=1：1                             ④联立②④，代入数据，得：vB：vC=1：15                        ⑤综合①②③④⑤，得ωA：ωB：ωC=1：3：3vA：vB：vC=1：1：15故答案为：1：3：3，1：1：15物体做匀速圆周运动时，共轴转动的各点角速度相等，靠传送带传动轮子上的各点线速度大小相等，根据v=rω可知各点线速度、角速度的大小关系本题考查圆周运动的线速度、角速度和轨道半径的关系，关键是同轴转动角速度相等，与皮带相连的圆周边缘各点的线速度大小相等这两个结论。17.【答案】解：根据h=12gt2得：t=2hg=2×0.810s=0.4s则：υ0=xt=80.4=20m/s答：轿车的速度v0至少为20m/s【解析】平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上做自由落体运动，运动的时间由高度决定，然后根据水平距离求出轿车的速度．解决本题的关键知道平抛运动的高度决定运动的时间，初速度和时间共同决定水平位移．18.【答案】解：（1）小球在水平面内做匀速圆周运动，由几何关系得运动半径为：R=L sin37°=0.6m（2）小球在水平面内做匀速圆周运动，对小球受力分析，如图所示：合力充当向心力，即为：F=mgtan37°=mω2R解得：ω=522rad/s（3）小球在竖直方向受力平衡，有：Tcos37°=mg代入数据得：T=mgcos37∘=5N答：（1）小球的运动半径R是0.6m；（2）小球的角速度是522rad/s；（3）细线上的拉力是5N。【解析】（1）由小球在水平面内做匀速圆周运动，由几何关系可求得小球的运动半径；（2）小球在水平面内做匀速圆周运动，则小球所受合力全部用来提供向心力，根据牛顿第二定律可求出角速度；（3）小球在水平面内做匀速圆周运动，则小球在竖直方向合力为零，由竖直方向合力为零，可以求出拉力；本题考查了向心力的来源，知道物体做匀速圆周运动，所受合力全部提供向心力，对小球正确受力分析是解题关键。19.【答案】解：（1）当小球在B点时，由牛顿第二定律可得：mg=mvB2R  ①解得：vB=gR（2）设小球在B运动到点C的时间为t，点C与A的距离为x，由平抛运动规律得：x=vBt       ②                         2R=12gt2     ③解得：x=2R（3）小球落地时竖直方向的速度：vy=gt落地时速度：vc=vB2+vy2=5gR答：（1）小球从水平轨道口B飞出时速度是gR；（2）小球落地点C距A处2R；（3）小球落地时速度大小为5gR。【解析】（1）小球在B点只受重力根据牛顿第二定律列式即可求解B点速度；（2）从轨道口B处水平飞出后，小球做平抛运动，由平抛运动的规律可以求得C到A的距离；（3）由平抛运动的规律可求得落地时竖直方向的速度，根据速度的合成可求得落地时的速度。本题是牛顿第二定律、向心力公式、平抛运动规律的综合运用问题，关键理清小球的运动情况，然后分阶段列式求解。5/6