四川省泸县第四中学2022-2023学年高一下学期4月月考物理 Word版含解析.docx

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泸县四中2023年春期高一第二学月考试物理试题满分100分。考试用时75分钟。第I卷（选择题44分）一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1.下列关于向心加速度的说法中正确的是（　　）A.向心加速度的方向保持不变，始终指向圆心B.向心加速度是描述线速度大小变化快慢的物理量C.在圆周运动中，向心加速度就是物体的加速度D.物体做非匀速圆周运动时，向心加速度的大小也可用来计算【答案】D【解析】【详解】A．向心加速度的方向不断变化，始终指向圆心，选项A错误；B．向心加速度是描述线速度方向变化快慢的物理量，选项B错误；C．在圆周运动中，向心加速度是指指向圆心方向的加速度，物体的加速度是向心加速度和切线加速度的矢量和，选项C错误；D．物体做非匀速圆周运动时，向心加速度的大小也可用来计算，选项D正确。故选D。2.终于到了学校，练老师迅速来到学校操场，主持水火箭发射比赛，如图所示是水火箭升空瞬间的照片。这一有趣的比赛活动引起了同学们关于速度和加速度讨论，下列说法正确的是(）A.加速度是描述速度变化快慢的物理量，速度大，加速度一定大B速度变化得越快，加速度就变化得越快 C.物体加速度变大，则速度也一定是在变大D.加速度的方向与速度变化量的方向相同【答案】D【解析】【详解】A.加速度是描述速度变化快慢的物理量，速度大，加速度不一定大，选项A错误；B.速度变化得越快，说明加速度越大，选项B错误；C.物体加速度变大，说明速度变化越快，但速度不一定是在变大，选项C错误；D.加速度的方向与速度变化量的方向相同，选项D正确。故选D。3.在抗洪抢险中，战士驾驶摩托艇救人。假设江岸是平直的，洪水沿江向下游流去，水流速度为v1，摩托艇在静水中的航速为以v2，战士救人的地点A离岸边最近处O的距离为d，如果战士想在最短时间内将人送上岸，则摩托艇登陆的地点B离O点的距离为（　　）A.B.0C.D.【答案】C【解析】【分析】【详解】如图所示最短时间为解得故选C。4. 如图所示、甲汽车在倾斜路面上转弯行驶，乙汽车在水平路面转弯行驶。关于两辆汽车的受力情况，以下说法正确的是（　　）A.甲车可能受平行路面指向弯道外侧的摩擦力B.乙车可能不受平行路面指向弯道内侧的摩擦力C.两车转弯时所需向心力方向与车道面平行D.两车转弯时所需向心力都是平行路面指向弯道内侧的摩擦力提供【答案】A【解析】【详解】C．甲车转弯过程中，其所需向心力沿水平方向指向弯道内侧。故C错误。AD．当甲车速度为某一适当值时，其所需向心力由车子重力与车道对车子的支持力的合力提供，路面对车子没有摩擦力的作用；当车子速度小于此值时，车子将受到平行路面指向弯道外侧的摩擦力；当车子速度大于此值时，车子将受到平行路面指向弯道内侧的摩擦力。故A正确，D错误。B．乙车转弯时，其所需向心力只能由路面对车子的摩擦力提供，所以乙车必然受到平行路面指向弯道内侧的摩擦力。故B错误。故选A。5.如图所示，长为L的轻质细长物体一端与小球（可视为质点）相连，另一端可绕O点使小球在竖直平面内运动。设小球在最高点的速度为v，重力加速度为g，不计空气阻力，则下列说法正确的是（　　）A.v最小值为B.v若增大，此时小球所需的向心力将减小C.若物体为轻杆，则当v逐渐增大时，杆对球的弹力也逐渐增大D.若物体为细绳，则当v由逐渐增大时，绳对球的弹力从0开始逐渐增大【答案】D【解析】 【详解】A．若物体为轻杆，通过最高点的速度的最小值为0，物体所受重力和支持力相等，A错误；B．增大，根据可知向心力将增大，B错误；C．若物体为轻杆，在最高点重力提供向心力解得当速度小于时，根据牛顿第二定律随着速度增大，杆对球的弹力在逐渐减小，C错误；D．若物体为细绳，速度为时，重力提供向心力，所以绳子拉力为0，当v由逐渐增大时，根据牛顿第二定律可知绳子对球的拉力从0开始逐渐增大，D正确。故选D。6.北京时间2022年8月10日12时50分，我国在太原卫星发射中心使用长征六号遥十运载火箭，成功将吉林一号高分03D09星、云遥一号04-08星等十六颗卫星发射升空，卫星顺利进入预定轨道，发射任务取得圆满成功。如图所示，若其中两颗卫星A、B在所处圆轨道上运行的角速度大小分别为、，某时刻两卫星与地心恰好在一条直线上，且两卫星绕地球沿相同方向运行。则下列说法正确的是（　　）A.A、B加速度大小的比值为 B.A、B线速度大小的比值为C.A、B受到地球万有引力大小的比值为D.从图示时刻起经过时间后A、B间距最小【答案】A【解析】【详解】A．卫星绕地球做圆周运动，根据万有引力提供向心力有可得结合整理得则A、B加速度大小的比值为，A正确。B．由可得则A、B线速度大小的比值为，B错误。C．卫星A、B的质量关系未知，故无法确定二者受到地球万有引力大小的比值，C错误。D．设从图示时刻起经时间t卫星A、B相距最近，结合圆周运动知识有解得 D错误。故选A。7.如图，在倾角为θ＝30°足够大的光滑斜面上。将小球a、b同时以相同的速率沿水平面内不同方向抛出。已知a球初速度方向垂直竖直平面PQM向外，b球初速度沿着PQ方向。则（　　）A.a球落到斜面上时，a、b两球的位移大小相等B.若将a球的初速度大小变为之前的2倍，则a球落到斜面上时，其速度大小也将变为之前的2倍C.若将b球的初速度大小变为之前的2倍，则在相同时间内，其速度大小也将变为之前的2倍D.a球落到斜面上时，a球的速度大小是b球速度大小的2倍【答案】B【解析】【详解】B．当a球落到斜面时，有解得则a球落到斜面时的速度为因为，若将a球的初速度大小变为之前的2倍，则a球落到斜面上时，其速度大小也变为之前的2倍，故B正确；A．由以上分析可知a球落到斜面上用时为 此时a球的位移为b球水平位移为沿斜面向下的位移为b球的位移为a、b两球的位移大小不相等，故A错误；C．根据若将b球的初速度大小变为之前的2倍，则在相同时间内，其速度大小不是变为之前的2倍，故C错误；D．a球落到斜面上时，a球速度大小为此时b球的速度大小为故D错误。故选B。二。多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。8.在如图所示的齿轮传动中，三个齿轮的半径之比为2∶3∶6，当齿轮转动的时候，小齿轮边缘的A点和大齿轮边缘的B点（　　） A.线速度大小之比为1∶1B.线速度大小之比为3∶1C.角速度之比为1∶1D.角速度之比为3∶1【答案】AD【解析】【详解】AB．由题意可知，当齿轮转动的时候，三个齿轮边缘在相同时间内转的齿数相等，即线速度大小相等，因此则有A正确，B错误；CD．由线速度与角速度关系公式，可知小齿轮边缘A点和大齿轮边缘的B点的角速度则有C错误，D正确。故选AD。9.2022年2月19日，北京冬奥会花样滑冰双人滑自由滑比赛在首都体育馆举行，中国选手隋文静/韩聪夺得双人滑冠军。如图所示，甲运动员以自己为转动轴拉着乙运动员做圆周运动。关于运动员做圆周运动的向心力、向心加速度，下列说法正确的是（　　）A.运动员做匀速圆周运动时，其向心加速度时刻在改变B.运动员向心加速度越大，其速率变化越快C.向心力不改变速度的大小，只改变速度的方向D.向心力可以同时改变速度的大小和方向【答案】AC【解析】【详解】A．匀速圆周运动中，向心加速度大小不变，方向指向圆心，时刻在改变，A正确；B．向心加速度和向心力始终指向圆心，与速度方向垂直，不改变速度的大小，只改变速度的方向，B错误；CD．做圆周运动的物体，向心加速度和向心力始终指向圆心，与速度方向垂直，不改变速度的大小，只改变速度的方向，C正确，D错误。 故选AC。10.如图所示，两个同轴心的玻璃漏斗内表面光滑，两漏斗与竖直转轴的夹角分别是、且，A、B、C三个相同的小球在漏斗上做匀速圆周运动，A、B两球在同一漏斗的不同位置，C球在另一个漏斗上且与B球位置等高，下列说法正确的是（　　）A.A球与B球的向心力大小相等B.A球与B球的速度大小相等C.B球与C球的速度大小相等D.B球的周期大于C球的周期【答案】AC【解析】【详解】A．根据题意可知，A球与B球均做匀速圆周运动，合力指向圆心提供向心力，分别对两球受力分析，如图所示由几何关系，对A球有对B球有由于A球与B球相同，则A球与B球的向心力大小相等，故A正确；B．根据题意，由公式可得，小球做圆周运动的速度为 由图可知可知故B错误；CD．同理可知，小球C的向心力为设B球与C球的高度为，由几何关系可得可得则有由公式可知，由于则有故D错误，C正确。故选AC。11.如图所示，一个固定在竖直平面上的光滑半圆形管道，管道里有一个直径略小于管道内径的小球，小球在管道内做圆周运动，从点脱离后做平抛运动，经过后又恰好垂直与倾角为45°的斜面相碰。已知半圆形管道的半径为，小球可看做质点且其质量为，取。则（　　） A.小球在斜面上的相碰点与点的水平距离是B.小球在斜面上的相碰点与点的水平距离是C.小球经过管道的点时，受到上管道的作用力的大小是D.小球经过管道的点时，受到下管道的作用力的大小是【答案】A【解析】【详解】AB．小球从B点脱离后做平抛运动，经过0.3s后又恰好垂直与倾角为45°的斜面相碰，则在C点的竖直分速度为因小球恰好垂直撞在斜面上，则平抛运动水平初速度为小球在斜面上的相碰点C与B点的水平距离为故A正确，B错误；CD．设小球经过B点时，受到上管道竖直向下的作用力，根据牛顿第二定律可得联立方程，解得负号说明小球在B点受到下管道的作用力的大小是1N，方向竖直向上，故CD错误。故选A。第II卷（非选择题56分）三、实验题（14分）12. 频闪摄影是研究变速运动常用的实验手段。在暗室中，照相机的快门处于常开状态，频闪仪每隔一定时间发出一次短暂的强烈闪光，照亮运动的物体，于是胶片上记录了物体在几个闪光时刻的位置。某物理小组利用如图甲所示的装置探究平抛运动规律。他们分别在该装置正上方A处和右侧正前方B处安装了频闪仪器并进行了拍摄，得到的频闪照片如图乙所示，O为抛出点，P为运动轨迹上某点。则根据平抛运动规律分析下列问题（g取10m/s2）：（1）乙图中，A处摄像头所拍摄的频闪照片为______（选填“a”或“b”）。（2）测得图乙a中OP距离为30cm，b中OP距离为45cm，则平抛小球的初速度大小应为______m/s。（结果保留两位有效数字）【答案】①.a②.1.0【解析】【详解】（1）[1]由于A处摄像头所拍摄的频闪照片显示的是小球水平方向上的匀速直线分运动，则照片上记录的小球位置是均匀分布的，可知A处摄像头所拍摄的频闪照片为a。（2）[2]令相邻位置的时间间隔为T，由于图乙a中OP距离为30cm，则有由于b中OP距离为45cm，则有解得13.在“探究向心力Fn的大小与质量m、角速度ω和半径r之间的关系”的实验中，所用实验器材如图所示。 （1）物体所受向心力Fn的大小与物体的质量m、角速度ω和圆周运动半径r之间的关系是Fn=________________。（2）某次实验时，选择A、B两个体积相等的铝球和钢球，变速塔轮相对应的半径之比为1：1，如图所示，是探究哪两个物理量之间的关系________。A．研究向心力与质量之间的关系B．研究向心力与角速度之间的关系C．研究向心力与半径之间的关系D．研究向心力与线速度之间的关系（3）在研究向心力的大小F与质量m、角速度ω和半径r之间的关系时，我们主要用到了物理学中的________A．累积法B．等效替代法C．控制变量法D．微小量放大法（4）某次实验保证小球质量和圆周运动半径相等，若标尺上红白相间的等分格显示出两个小球所受向心力的比值为1：4，由圆周运动知识可以判断与皮带连接的变速塔轮相对应的半径之比为______。A．1∶2B．2∶1C．1∶4D．4∶1【答案】①.mrω²②.A③.C④.B【解析】【详解】（1）[1]物体所受向心力Fn的大小与物体的质量m、角速度ω和圆周运动半径r之间的关系（2）[2]两球质量不同，转速相同，研究的是向心力与质量之间的关系。故选A。（3）[3]研究向心力的大小F与质量m、角速度ω和半径r之间的关系时主要用到了控制变量法。故选C。（4）[4]由可知即皮带连接的两变速塔轮的角速度之比为1：2，又两变速塔轮轮缘的线速度大小相等，所以由可得 故选B。四、解答题（42分）14.2022年2月8日，谷爱凌在2022年北京冬奥会自由式滑雪女子大跳台获得金牌。若将她比赛过程简化为下述模型：助滑获得高速后水平飞出，在空中飞行一段距离后着陆。如图某次谷爱凌获得速度为由山坡顶部的A点沿水平方向飞出，到山坡上的B点着陆，山坡倾角为，山坡可以看成一个斜面．（取，，）求：（1）谷爱凌在空中飞行的时间；（2）AB间的距离L。【答案】（1）；（2）【解析】【详解】（1）设谷爱凌从A到B时间为t，由平抛运动的规律可得，则有联立得（2）由（1）可得所以AB间的距离15.2019年3月10日，全国政协十三届二次会议第三次全体会议上，相关人士透露：未来十年左右，月球南极将出现中国主导、多国参与的月球科研站，中国人的足迹将踏上月球。假设你经过刻苦学习与训练后成为宇航员并登上月球，你站在月球表面沿水平方向以大小为的速度抛出一个小球，小球经时间落到月球表面上的速度方向与月球表面间的夹角为，如图所示。已知月球的半径为，引力常量为。求： （1）月球表面的重力加速度；（2）月球的质量和密度；（3）绕月球做匀速圆周运动的人造卫星的最小周期。【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【详解】（1）小球在月球上做平抛运动，设月球表面的重力加速度为，根据所以月球表面的重力加速度为（2）对月球表面的物体，万有引力等于重力月球的质量为密度（3）当卫星的轨道半径等于月球半径时，周期最小，根据万有引力提供向心力解得16.如图所示，从A点以v0=4m/s的水平速度抛出一质量m=1kg的小物块（可视为质点），当物块运动至 B点时，恰好沿切线方向进入光滑圆弧轨道BC，经圆弧轨道后滑上与C点等高、静止在粗糙水平面的长木板上，圆弧轨道C端切线水平，已知长木板的质量M=4kg，A、B两点距C点的高度分别为H=0.6m、h=0.15m，R=0.75m，物块与长木板之间的动摩擦因数μ1=0.5，长木板与地面间的动摩擦因数μ2=0.2，g取10m/s2。(1)求小物块运动至B点时的速度大小和方向；(2)求小物块滑动至C点时，对圆弧轨道C点的压力；(3)长木板至少为多长，才能保证小物块不滑出长木板？【答案】(1)5m/s，方向与水平方向的夹角为37°斜向右下；(2)47.3N，方向竖直向下；(3)2.8m【解析】【详解】(1)物块做平抛运动，竖直方向有H-h=gt2到达B点时竖直分速度vy=gt=3m/s所以小物块运动至B点时的速度v1==5m/s设方向与水平面的夹角为θ，有解得θ=37°斜向右下。(2)从A至C点，由动能定理得设C点受到的支持力为FN，则有 由上式可得v2=2m/sFN=47.3N根据牛顿第三定律可知，物块m对圆弧轨道C点的压力大小为47.3N，方向竖直向下。(3)由题意可知小物块m对长木板的摩擦力Ff=μ1mg=5N长木板与地面间的最大静摩擦力为，有因，所以小物块在长木板上滑动时，长木板静止不动。小物块在长木板上做匀减速运动，至长木板右端时速度刚好为0，才能保证小物块不滑出长木板。则长木板长度至少为