精品解析：云南省昆明市第一中学西山学校2023-2024学年高一下学期3月月考物理试题

昆一中西山学校2023-2024学年春季学期3月月考试卷 高一物理 考试时间：75分钟 注意事项： 1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息 2．请将答案正确填写在答题卡上 第Ⅰ卷（选择题） 一、单选题：（本题共7题，每题4分，共28分） 1. 飞机投掷对灾区救援必不可少，在匀速水平飞行的飞机上每隔1s释放一个急救包（视为质点），若忽略空气阻力，下列图中正确表示飞机释放第4个急救包时的图景是（　　） A. B. C. D. 2. 如图，在水平地面上匀速运动的汽车通过定滑轮用绳子吊起一物体，若汽车和被吊物体在同一时刻的速度大小分别为和，则下列说法中正确的是（　　） A. B. C. 物体做匀速运动，其所受拉力等于物体重力 D. 物体做匀加速直线运动，拉力大于重力 3. 洪水无情人有情，每一次重大抢险救灾，都有人民子弟兵的身影。如图所示，水流速度大小恒为v，A处下游的C处有个半径为r的漩涡，其与河岸相切于B点，A、B两点的距离为。若消防武警驾驶冲锋舟把被困群众从A处沿直线避开游涡送到对岸，冲锋舟在静水中最小速度值为（　　） A. B. C. D. 4. 如图所示，一粒子弹沿半径AO方向由纸筒上点A打进并从纸筒上的点B高速穿出，纸筒半径为R，且绕其中心轴O匀速转动，角速度为，若AB弧所对的圆心角为。则子弹入射的最大速度v大约为（　　） A. B. C. D. 5. 如图所示，如果把钟表上的时针、分针、秒针的运动看成匀速转动，那么从它的分针与时针第一次重合至第二次重合，中间经历的时间为（　　） A. 1h B. h C. h D. h 6. 如图所示，水平转台上放着、、三个物体，质量分别为、、，离转轴的距离分别为、、，与转台间的动摩擦因数相同.已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力，当转台旋转时，下列说法中正确的是（　　） A. 若三个物体均未滑动，则物体的向心加速度最大 B. 若三个物体均未滑动，则物体受的摩擦力最大 C. 若转速增加，则物体最先滑动 D. 若转速增加，则物体比物体先滑动 7. 如图是一个竖直放置的圆环，AB为半圆环ACB的水平直径，C为环上的最低点，一个小球从A点以速度水平抛出，经一段时间t与半圆环相撞，不计空气阻力。则下列判断正确的是（　　） A. 越大，运动时间越长 B. 发现小球有两次运动时间相同，则这两次抛出的初速度一定相同 C. 要使小球掉到环上时的竖直分速度最大，小球应该落在C点 D. 只需取值合适，可能使小球垂直撞击圆环 二、多选题（本题共3题，每题5分，共15分） 8. 对于圆周运动的理解和应用时刻关乎着人们的日常生活，以下几种基本模型，说法正确的是（　　） A. 如图a，汽车通过拱形桥最高点时对桥的压力必大于自身重力 B. 如图b所示是悬挂在同一点且在同一水平面内做匀速圆周运动两个小球，则两小球的角速度相同 C. 如图c，同一小球在光滑而固定的圆锥筒内的A、B位置先后分别做匀速圆周运动，则在A、B位置时小球的合力大小相等 D. 如图d，火车转弯超过规定速度行驶时，内轨和轮缘间会有挤压作用 9. 农场扬场机分离谷物示意如图。某次抛出的谷粒中有两颗的运动轨迹如图乙所示，其轨迹在同一竖直平面内，抛出点均为O，且轨迹交于P点，抛出时谷粒1和谷粒2的初速度分别为和，其中方向水平，方向斜向上。忽略空气阻力，关于两谷粒在空中的运动，下列说法不正确的是（　　） A. 谷粒1和谷粒2在竖直方向都做自由落体运动 B. 谷粒1和谷粒2在水平方向都做匀速直线运动 C. 两谷粒从O到P的运动时间相等 D. 谷粒1的加速度大小等于谷粒2的加速度大小 10. 如图甲所示，轻杆一端固定在O点，另一端固定一小球，现让小球在竖直平面内做半径为R的圆周运动，小球运动到最高点时，杆与小球间弹力大小为FN，小球在最高点的速度大小为v，其FN-v2图像如图乙所示，则（　　） A. 小球的质量为 B. 当地的重力加速度大小 C. 时，在最高点杆对小球的弹力方向向上 D. 时，在最高点杆对小球的弹力大小为a 第Ⅱ卷（非选择题：共计57分） 三、实验题 11. 为探究物体做圆周运动时向心力的影响因素，某实验小组利用以下实验装置进行实验，实验时转动手柄使长槽和短槽分别随变速塔轮匀速转动，槽内的球就做匀速圆周运动。横臂的挡板对球的压力提供了向心力，球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力套筒下降，从而露出标尺，标尺上的红白相间的等分格显示出两个小球所受向心力的比值。实验用球分为钢球和铝球，请回答相关问题： （1）在探究向心力与半径、质量、角速度的关系时，用到的实验方法是______。 A. 推理实验 B. 控制变量法 C. 类比法 D. 等效替代法 （2）在某次实验中，某同学把两个相同的钢球放在A、C位置， A、C到塔轮中心距离相同，将皮带处于左右塔轮的半径不等的层上。转动手柄，观察左右露出的刻度，此时可研究向心力的大小与______的关系。 A. 质量m B. 半径r C. 角速度 （3）在（2）的实验中，某同学匀速转动手柄时，左边标尺露出4格，右边标尺露出9格，则皮带连接的左、右塔轮半径之比为______； （4）在（2）的实验中，其他条件不变，若增大手柄转动的速度，则下列符合实验实际的是______ A. 左右两标尺的示数将变大，两标尺示数的比值不变 B. 左右两标尺的示数将变大，两标尺示数的比值变小 C. 左右两标尺的示数将变小，两标尺示数的比值变小 D. 左右两标尺的示数将变大，两标尺示数的比值变大 12. 某中学物理兴趣小组为了验证“研究平抛运动及其特点”进行了如下实验：在小球A、B处于同一高度时，用小锤轻击弹性金属片，使A球水平飞出，同时B球被松开。 （1）他观察到的现象是：小球A、B______落地； A. A球先落地 B. B球先落地 C. 两球同时落地 （2）让A、B球恢复初始状态，用较大的力敲击弹性金属片，A球在空中运动的时间______（填“变长”“不变”或“变短”）； （3）上述现象说明：平抛运动的竖直分运动是______运动，平抛运动的时间与______大小无关； （4）然后小明用图乙所示方法记录平抛运动的轨迹，由于没有记录抛出点，如图丙所示，数据处理时选择A点为坐标原点，结合试验中重锤方向确定坐标系，丙图中小方格的边长均为5cm，g取，则小球运动中水平分速度的大小为______m/s。 四、解答题 13. 如图所示，一个光滑的圆锥体固定在水平桌面上，其轴线沿竖直方向，母线与轴线之间的夹角θ为37°，一条长度为L的绳（质量不计），一端的位置固定在圆锥体的顶点O处，另一端拴着一个质量为m的小物体（物体可看质点），物体以角速度ω绕圆锥体的轴线做水平匀速圆周运动。 （1）当时，求绳对物体的拉力； （2）当时，求绳对物体的拉力。 14. 如图所示，竖直平面内有一光滑圆弧管道，其半径为，一质量的小球从平台边缘的A处水平射出，恰能沿圆弧管道上P点的切线方向进入管道内侧，管道半径OP与竖直线的夹角为53°，已知管道最高点Q与A点等高，，，g取。试求： （1）小球从平台上的A点射出时的速度大小； （2）小球从平台上的射出点A到圆弧管道入射点P之间的距离l； （3）如果小球沿管道通过圆弧的最高点Q时的速度大小为3m/s，则小球运动到Q点时对轨道的压力。 15. 如图甲所示，A、B两个物体相互接触，但并不黏合，放置在光滑水平面上。两物体的质量分别为，。从t＝0开始，推力和拉力分别作用于A、B上，、随时间变化的规律如图乙所示。求：（取） （1）t＝0时B物体的加速度大小； （2）t＝2s时A、B间相互作用力的大小； （3）经过多长时间A、B分离。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 昆一中西山学校2023-2024学年春季学期3月月考试卷 高一物理 考试时间：75分钟 注意事项： 1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息 2．请将答案正确填写在答题卡上 第Ⅰ卷（选择题） 一、单选题：（本题共7题，每题4分，共28分） 1. 飞机投掷对灾区救援必不可少，在匀速水平飞行的飞机上每隔1s释放一个急救包（视为质点），若忽略空气阻力，下列图中正确表示飞机释放第4个急救包时的图景是（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】飞机上释放的急救包做平抛运动，平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，水平速度与飞机的速度相同，所以释放的急救包全部在飞机的正下方。在竖直方向上做自由落体运动，所以相等时间间隔内的位移越来越大。 故选D。 2. 如图，在水平地面上匀速运动的汽车通过定滑轮用绳子吊起一物体，若汽车和被吊物体在同一时刻的速度大小分别为和，则下列说法中正确的是（　　） A. B. C. 物体做匀速运动，其所受拉力等于物体重力 D. 物体做匀加速直线运动，拉力大于重力 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】绳子不可伸长，末端的速度沿绳子方向的分速度相等 随着小车向左运动，逐渐减小，逐渐增大，不变，逐渐增大，是变加速运动，处于超重状态，ACD错误，B正确，故选B。 3. 洪水无情人有情，每一次重大抢险救灾，都有人民子弟兵的身影。如图所示，水流速度大小恒为v，A处下游的C处有个半径为r的漩涡，其与河岸相切于B点，A、B两点的距离为。若消防武警驾驶冲锋舟把被困群众从A处沿直线避开游涡送到对岸，冲锋舟在静水中最小速度值为（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】如图所示 当冲锋舟在静水中的速度与其在河流中的速度垂直时，冲锋舟在静水中的速度最小，则 由几何关系知 解得 故选A。 4. 如图所示，一粒子弹沿半径AO方向由纸筒上点A打进并从纸筒上的点B高速穿出，纸筒半径为R，且绕其中心轴O匀速转动，角速度为，若AB弧所对的圆心角为。则子弹入射的最大速度v大约为（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】子弹穿过两个弹孔所需的时间为 若子弹从B点飞出，则圆桶需要转过的最小角度为（），当圆桶转过的角度最小时，圆桶转动的时间最短，对应的子弹速度最大。此时圆桶转动的时间为 解得 故选B。 5. 如图所示，如果把钟表上的时针、分针、秒针的运动看成匀速转动，那么从它的分针与时针第一次重合至第二次重合，中间经历的时间为（　　） A. 1h B. h C. h D. h 【答案】C 【解析】 【详解】分针的角速度 时针的角速度 从它的分针与时针第一次重合至第二次重合，中间经历的时间为 故选C。 6. 如图所示，水平转台上放着、、三个物体，质量分别为、、，离转轴的距离分别为、、，与转台间的动摩擦因数相同.已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力，当转台旋转时，下列说法中正确的是（　　） A. 若三个物体均未滑动，则物体的向心加速度最大 B. 若三个物体均未滑动，则物体受的摩擦力最大 C. 若转速增加，则物体最先滑动 D. 若转速增加，则物体比物体先滑动 【答案】C 【解析】 【详解】A．三个物体均未滑动时，角速度相同，根据 可知，半径越大向心加速度越大，故C的向心加速度最大，故A错误； B．物体匀速圆周运动由摩擦力提供向心力因此 ，， 故B受到的摩擦力最小，故B错误； CD．物体恰好不滑动时，最大静摩擦力提供向心力，因此 解得 因此C物体最先达到临界值，最先滑动，AB同时滑动，故C正确，D错误。 故选C。 7. 如图是一个竖直放置的圆环，AB为半圆环ACB的水平直径，C为环上的最低点，一个小球从A点以速度水平抛出，经一段时间t与半圆环相撞，不计空气阻力。则下列判断正确的是（　　） A. 越大，运动时间越长 B. 发现小球有两次运动时间相同，则这两次抛出的初速度一定相同 C. 要使小球掉到环上时的竖直分速度最大，小球应该落在C点 D. 只需取值合适，可能使小球垂直撞击圆环 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据 小球做平抛运动，运动时间取决于高度差，与无关，故A错误； C．小球的竖直分速度为 可知当小球落在C点时，高度差最大，时间最长，竖直分速度最大，故C正确； B．小球运动时间由高度差决定，当小球分别落在点两侧等高的圆弧位置上时，运动时间相等，对应的水平位移不同，则初速度不同，故B错误； D．若小球垂直撞击圆环，则此时速度方向反向延长线过圆心，由平抛运动的规律可知，速度方向反向延长线过水平位移中点，但小球落在圆弧上时水平位移必定小于2R，即小球的速度反向延长线必不可能过半圆的圆心，故D错误。 故选C。 二、多选题（本题共3题，每题5分，共15分） 8. 对于圆周运动的理解和应用时刻关乎着人们的日常生活，以下几种基本模型，说法正确的是（　　） A. 如图a，汽车通过拱形桥最高点时对桥的压力必大于自身重力 B. 如图b所示是悬挂在同一点且在同一水平面内做匀速圆周运动两个小球，则两小球的角速度相同 C. 如图c，同一小球在光滑而固定的圆锥筒内的A、B位置先后分别做匀速圆周运动，则在A、B位置时小球的合力大小相等 D. 如图d，火车转弯超过规定速度行驶时，内轨和轮缘间会有挤压作用 【答案】BC 【解析】 【详解】A．当汽车通过拱形桥最高点时，对汽车受力分析，有 由上述分析可知，汽车受到的支持力小于自身的重力。由牛顿第三定律可知，其汽车受到的支持力与汽车与桥的压力大小相等，所以汽车通过拱形桥最高点时对桥的压力小于自身重力，故A项错误； B．设细绳与竖直方向的夹角为，绳长为L，对小球有 整理有 由题图几何关系可知，为小球悬点到其做圆周运动所在水平面的高度，由题意可知，两小球的该高度相等，所以两小球的角速度相同，故B项正确； C．设小球所受支持力与竖直方向的夹角为，有几何关系可知，小球在两个位置所受支持力与竖直方向的夹角相等，则其合力为 由于同一小球，且两位置的夹角相同，所以其合力大小相等，故C项正确； D．当火车以规定速度行驶时，有 整理有 当其速度大于规定速度时，火车有向外侧运动的趋势，所以火车对外轨有挤压作用，故D项错误。 故选BC。 9. 农场扬场机分离谷物示意如图。某次抛出的谷粒中有两颗的运动轨迹如图乙所示，其轨迹在同一竖直平面内，抛出点均为O，且轨迹交于P点，抛出时谷粒1和谷粒2的初速度分别为和，其中方向水平，方向斜向上。忽略空气阻力，关于两谷粒在空中的运动，下列说法不正确的是（　　） A. 谷粒1和谷粒2在竖直方向都做自由落体运动 B. 谷粒1和谷粒2在水平方向都做匀速直线运动 C. 两谷粒从O到P的运动时间相等 D. 谷粒1的加速度大小等于谷粒2的加速度大小 【答案】AC 【解析】 【详解】A．对于谷粒1和2受力分析可知，由于忽略空气阻力，所以在水平方向均不受力，在竖直方向上只受到重力，但是谷粒1在竖直方向上无初速度，所以其在竖直方向做自由落体运动；谷粒2在竖直方向上存在竖直向上的初速度，所以其在竖直方向做竖直上抛运动，故A项错误，符合题意； B．根据上述分析可知，在水平方向两谷粒均不受力，所以其做匀速直线运动，故B项正确，不符合题意； C．由题图可知，从O点P点，两谷粒在竖直方向位移相同，结合之前的分析，对于谷粒1，有 对于谷粒2，有 由上述分析可知，两谷粒竖直方向位移相同，重力加速度相同，由于谷粒2存在初速度，所以两谷粒所用时间不同，且 故C项错误，符合题意； D．两谷粒均只受到重力，所以其加速度均为重力加速度，其大小相等，方向相同，故D项正确，不符合题意。 故选AC。 10. 如图甲所示，轻杆一端固定在O点，另一端固定一小球，现让小球在竖直平面内做半径为R的圆周运动，小球运动到最高点时，杆与小球间弹力大小为FN，小球在最高点的速度大小为v，其FN-v2图像如图乙所示，则（　　） A. 小球的质量为 B. 当地的重力加速度大小 C. 时，在最高点杆对小球的弹力方向向上 D. 时，在最高点杆对小球的弹力大小为a 【答案】AD 【解析】 【详解】B．当v2=b时，杆子的弹力为零，有 解得 故B错误； A．当小球的速度为零时，F=a，则有 F=mg 解得 故A正确； C．由图象可知，v2=b时，杆子的作用力为零，当v2=c＞b时，轻杆表现为拉力，即轻杆对小球的弹力方向向下，故C错误； D．当v2=2b时，根据牛顿第二定律得 则 F+mg=2mg 可知 F=mg=a 故D正确。 故选AD。 第Ⅱ卷（非选择题：共计57分） 三、实验题 11. 为探究物体做圆周运动时向心力的影响因素，某实验小组利用以下实验装置进行实验，实验时转动手柄使长槽和短槽分别随变速塔轮匀速转动，槽内的球就做匀速圆周运动。横臂的挡板对球的压力提供了向心力，球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力套筒下降，从而露出标尺，标尺上的红白相间的等分格显示出两个小球所受向心力的比值。实验用球分为钢球和铝球，请回答相关问题： （1）在探究向心力与半径、质量、角速度的关系时，用到的实验方法是______。 A. 推理实验 B. 控制变量法 C. 类比法 D. 等效替代法 （2）在某次实验中，某同学把两个相同的钢球放在A、C位置， A、C到塔轮中心距离相同，将皮带处于左右塔轮的半径不等的层上。转动手柄，观察左右露出的刻度，此时可研究向心力的大小与______的关系。 A. 质量m B. 半径r C. 角速度 （3）在（2）的实验中，某同学匀速转动手柄时，左边标尺露出4格，右边标尺露出9格，则皮带连接的左、右塔轮半径之比为______； （4）在（2）的实验中，其他条件不变，若增大手柄转动的速度，则下列符合实验实际的是______ A. 左右两标尺的示数将变大，两标尺示数的比值不变 B. 左右两标尺的示数将变大，两标尺示数的比值变小 C. 左右两标尺的示数将变小，两标尺示数的比值变小 D. 左右两标尺的示数将变大，两标尺示数的比值变大 【答案】（1）B （2）C （3）3：2 （4）A 【解析】 【小问1详解】 [1]在探究向心力与半径、质量、角速度的关系时，用到的实验方法是控制变量法。 故选B。 【小问2详解】 [1]两个钢球的质量相等，转动的半径相同，此时可研究向心力的大小与角速度的关系。 故选C。 【小问3详解】 [1]由 可知，两球的向心力之比为4∶9，两球的质量相等，转动半径相同，则有转动的角速度之比为2∶3，因用皮带连接的左、右塔轮，轮缘的线速度大小相等，由 可知，左、右塔轮半径之比为3∶2。 【小问4详解】 [1]其他条件不变，若增大手柄转动的速度，则有两钢球所需的向心力都增大，左右两标尺的示数将变大，可是向心力之比不变，即两标尺示数的比值不变。 故选A。 12. 某中学物理兴趣小组为了验证“研究平抛运动及其特点”进行了如下实验：在小球A、B处于同一高度时，用小锤轻击弹性金属片，使A球水平飞出，同时B球被松开。 （1）他观察到的现象是：小球A、B______落地； A. A球先落地 B. B球先落地 C. 两球同时落地 （2）让A、B球恢复初始状态，用较大的力敲击弹性金属片，A球在空中运动的时间______（填“变长”“不变”或“变短”）； （3）上述现象说明：平抛运动的竖直分运动是______运动，平抛运动的时间与______大小无关； （4）然后小明用图乙所示方法记录平抛运动的轨迹，由于没有记录抛出点，如图丙所示，数据处理时选择A点为坐标原点，结合试验中重锤方向确定坐标系，丙图中小方格的边长均为5cm，g取，则小球运动中水平分速度的大小为______m/s。 【答案】（1）C （2）不变 （3） ①. 自由落体 ②. 初速度 （4）1.5 【解析】 【小问1详解】 [1]根据题意，小锤敲击金属片，B球做自由落体运动而A球做平抛运动，两球在竖直方向运动情况一样，故两球同时落地。 故选C。 【小问2详解】 [1]根据 可知由高度决定运动时间，虽然用较大的力敲击弹性金属片，初速度变大，但高度不变，所以小球运动时间不变。 【小问3详解】 [1][2]上述现象说明：平抛运动的竖直分运动是自由落体运动，平抛运动的时间与初速度大小无关。 【小问4详解】 [1]竖直方向，根据 相邻两点间的时间间隔 小球运动中水平分速度的大小为 四、解答题 13. 如图所示，一个光滑的圆锥体固定在水平桌面上，其轴线沿竖直方向，母线与轴线之间的夹角θ为37°，一条长度为L的绳（质量不计），一端的位置固定在圆锥体的顶点O处，另一端拴着一个质量为m的小物体（物体可看质点），物体以角速度ω绕圆锥体的轴线做水平匀速圆周运动。 （1）当时，求绳对物体的拉力； （2）当时，求绳对物体的拉力。 【答案】（1）mg；（2） 【解析】 【详解】当物体刚要离开锥面时，锥面对小球没有支持力，由牛顿第二定律得 Tcosθ = mg，Tsinθ = mω02Lsinθ 解得 （1）因，此时锥面对球有支持力，设为N1，如图所示 则 T1cosθ＋N1sinθ = mg，T1sinθ－N1cosθ = mω2Lsinθ 解得绳的拉力大小为 T1= mg （2）因，则球离开锥面，设线与竖直方向上的夹角为α，如图所示 则 T2cosα = mg，T2sinα = mω′2Lsinα 解得绳的拉力大小为 14. 如图所示，竖直平面内有一光滑圆弧管道，其半径为，一质量的小球从平台边缘的A处水平射出，恰能沿圆弧管道上P点的切线方向进入管道内侧，管道半径OP与竖直线的夹角为53°，已知管道最高点Q与A点等高，，，g取。试求： （1）小球从平台上的A点射出时的速度大小； （2）小球从平台上的射出点A到圆弧管道入射点P之间的距离l； （3）如果小球沿管道通过圆弧的最高点Q时的速度大小为3m/s，则小球运动到Q点时对轨道的压力。 【答案】（1）6m/s；（2）5.77m；（3）5.5N，方向竖直向下 【解析】 【详解】（1）小球从A到P的高度差 小球做平抛运动竖直方向有 则小球在P点的竖直分速度 把小球在P点的速度分解可得 联立解得小球平抛运动初速度 （2）小球平抛下降高度 水平射程 故A、P间的距离 （3）小球到达Q时 在Q点根据向心力公式得 解得 方向竖直向上，所以由牛顿第三定律知，小球通过管道的最高点Q时对管道的压力 方向竖直向下。 15. 如图甲所示，A、B两个物体相互接触，但并不黏合，放置在光滑水平面上。两物体的质量分别为，。从t＝0开始，推力和拉力分别作用于A、B上，、随时间变化的规律如图乙所示。求：（取） （1）t＝0时B物体的加速度大小； （2）t＝2s时A、B间相互作用力的大小； （3）经过多长时间A、B分离。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）以A、B两个物体为整体，根据牛顿第二定律可得 解得t＝0时B物体的加速度大小为 （2）t＝2s时，以A、B两个物体为整体，根据牛顿第二定律可得 解得t＝2s时A、B两个物体的加速度大小为 对A受力分析，根据牛顿第二定律可得 解得t＝2s时A、B间相互作用力的大小为 （3）由图可得 则根据牛顿第二定律可得 解得 A、B分离时，A、B间相互作用力为零，对B受力分析，根据牛顿第二定律可得 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $