精品解析：天津市实验中学2023-2024学年高一下学期月考物理试卷

2023-2024学年度高一下学期 第一次阶段学情调查 物理学科试卷 一、单选题：本大题共8小题，共32分。 1. 关于曲线运动，下列说法正确的是（　　） A. 曲线运动的合外力方向可以不变 B. 曲线运动的速度可以不变 C. 曲线运动的加速度方向是时刻变化的 D. 曲线运动的轨迹是曲线，所以无法确定它的位移，但是可以确定它的路程 2. 一个做平抛运动的物体，初速度为9.8m/s，经过一段时间，它的末速度与竖直方向的夹角为30º，重力加速度g取9.8m/s2，则它下落的时间约为（　　） A. 0.58s B. 1.00s C. 1.41s D. 1.73s 3. 如图所示，一个圆环环绕中心线AOB以一定角速度转动，下列说法正确的是（　　） A. P、Q两点的线速度之比为：1 B. P、Q两点的角速度之比为：1 C. P、Q两点的向心加速度之比为1： D. P、Q两点的向心加速度之比为3：1 4. 如图所示，有一个很大的圆形餐桌，水平桌面中间嵌着一可绕中心轴O转动的圆盘，圆盘上A处放一质量为m的菜盘，B处放一质量为的菜盘，，圆盘正常运转，两菜盘均视为质点且不打滑。下列说法正确的是（ ） A. A、B两处菜盘的周期之比为 B. A、B两处菜盘的线速度大小之比为 C. A、B两处菜盘向心加速度大小之比为 D. A、B两处菜盘受到的静摩擦力大小之比为 5. 如图所示，a、b是某个走时准确的时钟的分针和时针的针尖，则下列说法正确的是（　　） A. a点的线速度比b点的大 B. b点的加速度比a点的大 C. a、b两点的角速度之比为1∶12 D. a、b两点的周期之比为12∶1 6. 如图所示，绕竖直轴匀速转动的水平圆盘上放有质量为m的物块，物块与圆盘保持相对静止。若物块与圆盘之间的动摩擦因数为μ，则下列说法正确的是（　　） A. 当转速足够大时，物块将发生离心运动 B. 物块随圆盘一起运动时受到重力、支持力、摩擦力和向心力作用 C. 物块随圆盘一起运动时受到摩擦力大小一定为μmg，方向指向圆心 D. 因为物块和圆盘一起做匀速圆周运动，所以物块所受力的合力为0 7. 如图所示，半径为R的半球形陶罐，固定在可以绕竖直轴旋转的水平转台上，转台转轴与过陶罐球心O的对称轴OO'重合。转台以一定角速度ω匀速转动，一质量为m的小物块落入陶罐内，经过一段时间后小物块随陶罐一起转动且相对罐壁静止，此时小物块受到的摩擦力恰好为零，它和O点的连线与OO'之间的夹角θ为，重力加速度大小为g，下列说法正确的是（　　） A. 物块做圆周运动的加速度为 B. 转台的角速度为 C. 转台的转速为 D. 陶罐对物块的弹力大小为 8. 如图所示，一个内壁光滑的弯管处于竖直平面内，其中管道半径为R。现有一个半径略小于弯管横截面半径的光滑小球在弯管内运动，小球通过最高点时的速率为v0，重力加速度为g，则下列说法中正确的是（　　） A. 若，则小球对管内上壁有压力 B. 若，则小球对管内下壁有压力 C. 若，则小球对管内下壁有压力 D. 不论v0多大，小球对管内下壁都有压力 二、多选题：本大题共4小题，共20分。 9. 小金属球质量为m，如图所示，用长为L的轻绳固定于O点，在O点正下方处钉有一颗钉子P，把轻绳沿水平方向拉直，无初速度释放后，当轻绳碰到钉子的瞬间，则（　　） A. 小球的角速度突然增大 B. 小球的线速度突然增大 C. 小球向心加速度突然增大 D. 小球的向心力突然增大 10. 图中所示为一皮带传动装置，右轮的半径为r，a是它边缘上的一点。左侧是一轮轴，大轮的半径为4r，小轮的半径为2r。b点在小轮上，到小轮中心的距离为r。c点和d点分别位于小轮和大轮的边缘上。若在传动过程中，皮带不打滑。则（　　） A. a点与b点的线速度大小之比为2：1 B. a点与b点的角速度大小之比2：1 C. a点与c点的线速度大小之比1：1 D. a点的向心加速度与d点的向心加速度之比2：1 11. 如图所示，一个半径为的半圆柱体放在水平地面上，一小球从圆柱体左端点正上方的点水平抛出（小球可视为质点），恰好从半圆柱体的右上方点掠过。已知为半圆柱体侧面半圆的圆心，与水平方向夹角为，，，不计空气阻力，重力加速度取，则（ ） A. 小球从点运动到点所用时间为 B. 小球从点运动到点所用时间为 C. 小球做平抛运动的初速度为 D. 小球做平抛运动的初速度为 12. 如图所示，小球在斜面底端正上方h处以一定初速度水平抛出，恰好在竖直方向下落时落到斜面上，不计空气阻力，重力加速度为g。则下列说法正确的是（　　） A. 小球落在斜面上时的位移方向和水平方向的夹角的正切值为 B. 小球落在斜面上时的位移方向和水平方向的夹角的正切值为 C. 小球落在斜面上时速度大小为 D. 小球落在斜面上时速度大小为 三、实验题：本大题共2小题，共21分。 13. 以下为某学习小组在“探究平抛运动规律”时的实验操作： （1）先用如图甲所示装置研究平抛物体的竖直分运动，最终听到两小球同时落地，改变H大小，重复实验，a、b仍同时落地，该实验结果可表明___________。 A．两小球落地时的速度大小相同 B．a小球在竖直方向的分运动与b小球的运动相同 C．两小球在空中运动的时间相等 D．a小球在水平方向的分运动是匀速直线运动 （2）接着用如图乙所示装置获得钢球的平抛轨迹，为了能较准确地描绘运动轨迹，下面列出的操作要求正确的是___________。 A．斜槽的末端必须调节成水平 B．每次释放小球的位置不必相同 C．记录小球位置时，每次必须严格地等距离下降 D．小球运动时不应与木板上的白纸相接触 （3）按正确的操作步骤得到了如图丙所示的物体运动轨迹，在轨迹上取A、B、C三点，以A点为坐标原点，B、C坐标如图，则小球平抛的初速度___________；在B点的速度___________（g取，结果均保留两位有效数字）；小球抛出点的坐标为___________（单位：cm）。 14. 用如图所示的实验装置来探究小球做圆周运动所得向心力的大小F与质量m、角速度ω和半径r之间的关系： （1）下列实验的实验方法与本实验相同的是（　　） A. 伽利略对自由落体的研究 B. 探究牛顿第二定律 C. 验证力平行四边形定则 （2）在某次实验中，某同学把两个质量相等的钢球放在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. 角速度ω C. 半径r 四、计算题：本大题共2小题，共27分。 15. 在用高级沥青铺设的高速公路上，汽车的设计时速是108km/h。 （1）汽车在这种路面上行驶时，它的轮胎与地面的最大静摩擦力指向圆心的分量等于车重的0.6倍。如果汽车在这种高速公路的水平弯道上拐弯，假设弯道果是水平圆周的一部分，其弯道的最小半径是多少？ （2）如果高速公路上设计了圀弧拱形立交桥，要使汽车能够以设计时速安全通过圆弧拱桥，这个圆弧拱形立交桥的半径至少是多少？（取） 16. 如图所示，运动员踏着专用滑雪板（可视为质点）在助滑路上获得一速度后水平飞出，在空中飞行一段距离后着陆，这项运动非常惊险。已知一位运动员由斜坡顶端A点沿水平方向飞出的速度，落点在斜坡上的B点，斜坡倾角θ取37°，斜坡可以看成一斜面。（不计空气阻力，g取，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8）求： （1）运动员在空中飞行的时间； （2）A、B间的距离； （3）运动员从A点飞出后，经多长时间离斜坡的距离最远，最远距离为多少？ 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2023-2024学年度高一下学期 第一次阶段学情调查 物理学科试卷 一、单选题：本大题共8小题，共32分。 1. 关于曲线运动，下列说法正确的是（　　） A. 曲线运动的合外力方向可以不变 B. 曲线运动的速度可以不变 C. 曲线运动的加速度方向是时刻变化的 D. 曲线运动的轨迹是曲线，所以无法确定它的位移，但是可以确定它的路程 【答案】A 【解析】 【详解】A．曲线运动的合外力方向可以不变，比如说平抛运动，只受重力，故A正确； B．曲线运动的速度的方向沿轨迹的切线方向，故一定变化，故B错误； C．曲线运动的加速度可以保持不变，比如说平抛运动的加速度是重力加速度，保持不变，故C错误； D．曲线运动的轨迹是曲线，位移是初末位置的有向线段，其位移可以确定，路程表示轨迹的长度，也可以通过数学知识确定它的路程，故D错误。 故选A。 2. 一个做平抛运动的物体，初速度为9.8m/s，经过一段时间，它的末速度与竖直方向的夹角为30º，重力加速度g取9.8m/s2，则它下落的时间约为（　　） A. 0.58s B. 1.00s C. 1.41s D. 1.73s 【答案】D 【解析】 【详解】物体做平抛运动，根据平抛运动的特点可知 解得 t=1.73s 故D正确，ABC错误。 故选D。 3. 如图所示，一个圆环环绕中心线AOB以一定的角速度转动，下列说法正确的是（　　） A. P、Q两点的线速度之比为：1 B. P、Q两点的角速度之比为：1 C. P、Q两点的向心加速度之比为1： D. P、Q两点的向心加速度之比为3：1 【答案】A 【解析】 【详解】B．由题可知，P、Q两点绕同一轴转动，它们的角速度相等，故P、Q两点的角速度之比为1：1，故B错误； A．由公式 可知 故A正确； CD．由向心加速度公式 可知，P、Q两点的角速度相等，故 故CD错误。 故选A。 4. 如图所示，有一个很大的圆形餐桌，水平桌面中间嵌着一可绕中心轴O转动的圆盘，圆盘上A处放一质量为m的菜盘，B处放一质量为的菜盘，，圆盘正常运转，两菜盘均视为质点且不打滑。下列说法正确的是（ ） A. A、B两处菜盘的周期之比为 B. A、B两处菜盘的线速度大小之比为 C. A、B两处菜盘的向心加速度大小之比为 D. A、B两处菜盘受到的静摩擦力大小之比为 【答案】D 【解析】 【详解】A．A、B两处菜盘的周期都与圆盘周期相同，所以周期之比为1:1； B．由公式得 得 故B错误； C．由关系式得 故C错误； D．因为静摩擦力提供向心力 所以 故D正确。 故选D。 5. 如图所示，a、b是某个走时准确的时钟的分针和时针的针尖，则下列说法正确的是（　　） A. a点的线速度比b点的大 B. b点的加速度比a点的大 C. a、b两点的角速度之比为1∶12 D. a、b两点的周期之比为12∶1 【答案】A 【解析】 【详解】D．依题意，可得a、b两点的周期之比为 故D错误； A．根据 可得a，b两点的线速度大小之比为 由图知 显然a点线速度比b点的大，故A正确； BC．根据 可得a、b两点的角速度之比为 又因为 所以可得 显然b点的加速度比a点的小，故BC错误。 故选A。 6. 如图所示，绕竖直轴匀速转动的水平圆盘上放有质量为m的物块，物块与圆盘保持相对静止。若物块与圆盘之间的动摩擦因数为μ，则下列说法正确的是（　　） A. 当转速足够大时，物块将发生离心运动 B. 物块随圆盘一起运动时受到重力、支持力、摩擦力和向心力作用 C. 物块随圆盘一起运动时受到的摩擦力大小一定为μmg，方向指向圆心 D. 因为物块和圆盘一起做匀速圆周运动，所以物块所受力的合力为0 【答案】A 【解析】 【详解】A．物块随圆盘做圆周运动时静摩擦力提供向心力，当转速足够大时，最大静摩擦力不足提供向心力时，物块将发生离心运动，故A正确； B．向心力是效果力，受力分析时不能分要，则物块随圆盘一起运动时受到重力、支持力、摩擦力作用，故B错误； C．物块随圆盘做圆周运动时静摩擦力提供向心力，则 不一定等最大静摩擦力，故C错误； D．因为物块和圆盘一起做匀速圆周运动，所以物块所受力的合力提供向心力，故D错误。 故选A。 7. 如图所示，半径为R的半球形陶罐，固定在可以绕竖直轴旋转的水平转台上，转台转轴与过陶罐球心O的对称轴OO'重合。转台以一定角速度ω匀速转动，一质量为m的小物块落入陶罐内，经过一段时间后小物块随陶罐一起转动且相对罐壁静止，此时小物块受到的摩擦力恰好为零，它和O点的连线与OO'之间的夹角θ为，重力加速度大小为g，下列说法正确的是（　　） A. 物块做圆周运动的加速度为 B. 转台的角速度为 C. 转台的转速为 D. 陶罐对物块的弹力大小为 【答案】C 【解析】 【详解】物块的受力图如图 A．由受力示意图可得 则物块的加速度为 陶罐对物块的弹力大小为 故AD错误； BC．小物块的合力提供向心力 解得 则转台的转速为 故B错误，C正确。 故选C。 8. 如图所示，一个内壁光滑弯管处于竖直平面内，其中管道半径为R。现有一个半径略小于弯管横截面半径的光滑小球在弯管内运动，小球通过最高点时的速率为v0，重力加速度为g，则下列说法中正确的是（　　） A. 若，则小球对管内上壁有压力 B. 若，则小球对管内下壁有压力 C. 若，则小球对管内下壁有压力 D. 不论v0多大，小球对管内下壁都有压力 【答案】C 【解析】 【详解】A．在最高点，只有重力提供向心力时，有 解得 此时小球对管内壁无压力，故A错误； B．若 则有 此时小球受向下的压力，这表明小球对管内上壁有压力，故B错误； CD．若 则有 此时小球受向上的支持力，表明小球对管内下壁有压力，故C正确，D错误。 故选C。 二、多选题：本大题共4小题，共20分。 9. 小金属球质量为m，如图所示，用长为L的轻绳固定于O点，在O点正下方处钉有一颗钉子P，把轻绳沿水平方向拉直，无初速度释放后，当轻绳碰到钉子的瞬间，则（　　） A. 小球的角速度突然增大 B. 小球的线速度突然增大 C. 小球的向心加速度突然增大 D. 小球的向心力突然增大 【答案】ACD 【解析】 【分析】 【详解】B．轻绳碰到钉子的瞬间，小球的线速度不发生改变，故B错误； A．由于做圆周运动的半径为原来的一半，由 可知，小球的角速度突然变为原来的两倍，故A正确； C．由 可知，小球的向心加速度突然变为原来的两倍，故C正确； D．由 可知，小球的向心力突然变为原来的两倍，故D正确。 故选ACD。 10. 图中所示为一皮带传动装置，右轮的半径为r，a是它边缘上的一点。左侧是一轮轴，大轮的半径为4r，小轮的半径为2r。b点在小轮上，到小轮中心的距离为r。c点和d点分别位于小轮和大轮的边缘上。若在传动过程中，皮带不打滑。则（　　） A. a点与b点的线速度大小之比为2：1 B. a点与b点的角速度大小之比2：1 C. a点与c点的线速度大小之比1：1 D. a点的向心加速度与d点的向心加速度之比2：1 【答案】ABC 【解析】 【分析】 【详解】C．如图所示，a与c同一皮带下传动，则 选项C正确； AB．根据v=ωr可得 因为 因为rb：rc=1：2，根据 v=ωr 所以 则 选项AB正确； D．设a点的线速度为v，由以上分析可知，c点的线速度为v，d点的线速度为2v，根据 可知点与点的向心加速度大小之比1：1，选项D错误。 故选ABC。 11. 如图所示，一个半径为的半圆柱体放在水平地面上，一小球从圆柱体左端点正上方的点水平抛出（小球可视为质点），恰好从半圆柱体的右上方点掠过。已知为半圆柱体侧面半圆的圆心，与水平方向夹角为，，，不计空气阻力，重力加速度取，则（ ） A. 小球从点运动到点所用时间为 B. 小球从点运动到点所用时间为 C. 小球做平抛运动初速度为 D. 小球做平抛运动的初速度为 【答案】AC 【解析】 【详解】AB．小球做平抛运动，飞行过程中恰好与半圆轨道相切于点，可知速度与水平方向的夹角为，设位移与水平方向的夹角为，则有 因为 解得 根据 可得小球从点运动到点所用时间为 故A正确，B错误； CD．小球平抛运动的初速度 故C正确，D错误。 故选AC。 12. 如图所示，小球在斜面底端正上方h处以一定初速度水平抛出，恰好在竖直方向下落时落到斜面上，不计空气阻力，重力加速度为g。则下列说法正确的是（　　） A. 小球落在斜面上时的位移方向和水平方向的夹角的正切值为 B. 小球落在斜面上时的位移方向和水平方向的夹角的正切值为 C. 小球落在斜面上时速度大小 D. 小球落在斜面上时速度大小为 【答案】BC 【解析】 【详解】C D．小球做平抛运动，由水平位移和竖直位移 解得 又 则小球落在斜面上时速度大小为 C正确，D错误； A B．小球落在斜面上时的位移方向和水平方向的夹角的正切为 A错误，B正确。 故选BC。 三、实验题：本大题共2小题，共21分。 13. 以下为某学习小组在“探究平抛运动规律”时的实验操作： （1）先用如图甲所示装置研究平抛物体的竖直分运动，最终听到两小球同时落地，改变H大小，重复实验，a、b仍同时落地，该实验结果可表明___________。 A．两小球落地时的速度大小相同 B．a小球在竖直方向的分运动与b小球的运动相同 C．两小球在空中运动的时间相等 D．a小球在水平方向的分运动是匀速直线运动 （2）接着用如图乙所示装置获得钢球的平抛轨迹，为了能较准确地描绘运动轨迹，下面列出的操作要求正确的是___________。 A．斜槽的末端必须调节成水平 B．每次释放小球的位置不必相同 C．记录小球位置时，每次必须严格地等距离下降 D．小球运动时不应与木板上的白纸相接触 （3）按正确操作步骤得到了如图丙所示的物体运动轨迹，在轨迹上取A、B、C三点，以A点为坐标原点，B、C坐标如图，则小球平抛的初速度___________；在B点的速度___________（g取，结果均保留两位有效数字）；小球抛出点的坐标为___________（单位：cm）。 【答案】 ①. BC##CB ②. AD##DA ③. 2.0 ④. 2.5 ⑤. 【解析】 【详解】（1）[1]改变H时两小球同时落地，说明两小球在空中运动的时间相等，即可知道两小球在竖直方向的运动是相同的；该装置无法判定水平方向的运动。 故选BC。 （2）[2]A．为了保证小球做平抛运动，斜槽的末端必须调节成水平，A正确； B．每次释放小球的位置必须相同，以保证小球到达斜槽末端的速度相同，B错误； C．只要小球做平抛运动，记录小球位置时，不必严格地等距离下降，C错误； D．小球运动时不应与木板上的白纸相接触以避免摩擦力对运动的影响，D正确。 故选AD。 （3）[3]设相邻点间的时间间隔为T，根据平抛运动规律对竖直方向有 解得 故小球平抛的初速度为 [4]在B点竖直方向的速度为 可知B点的速度 [5]设小球从抛出点到达B点时间为t，可得 故可知抛出点到达B点时水平和竖直方向距离为 ， 故小球抛出点的坐标为 ， 即抛出点的坐标为。 14. 用如图所示的实验装置来探究小球做圆周运动所得向心力的大小F与质量m、角速度ω和半径r之间的关系： （1）下列实验的实验方法与本实验相同的是（　　） A. 伽利略对自由落体的研究 B. 探究牛顿第二定律 C. 验证力的平行四边形定则 （2）在某次实验中，某同学把两个质量相等的钢球放在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. 角速度ω C. 半径r 【答案】（1）B （2）B 【解析】 【小问1详解】 A．伽利略对自由落体的研究是用理想斜面实验来冲淡重力，并合理外推到斜面倾角为90°时的情况，即为自由落体运动，故A错误； B．探究牛顿第二定律，采用的是控制变量法，本实验也采用的是控制变量法，与探究牛顿第二定律采用的方法相同，故B正确； C．验证力的平行四边形定则，采用的是等效替代法，故C错误。 故选B。 【小问2详解】 把两个质量相等的钢球放在A、C位置时，则控制质量相等、半径相等，研究的目的是向心力的大小与角速度的关系。 故选B。 四、计算题：本大题共2小题，共27分。 15. 在用高级沥青铺设的高速公路上，汽车的设计时速是108km/h。 （1）汽车在这种路面上行驶时，它的轮胎与地面的最大静摩擦力指向圆心的分量等于车重的0.6倍。如果汽车在这种高速公路的水平弯道上拐弯，假设弯道果是水平圆周的一部分，其弯道的最小半径是多少？ （2）如果高速公路上设计了圀弧拱形立交桥，要使汽车能够以设计时速安全通过圆弧拱桥，这个圆弧拱形立交桥的半径至少是多少？（取） 【答案】（1）150m；（2）90m 【解析】 【详解】（1）根据题意可得，汽车转弯时所需要的向心力由摩擦力提供，则 解得 （2）为了保证安全通过，车与路面间的弹力FN必须大于等于零，则 解得 所以圆弧拱形立交桥的半径至少为90m。 16. 如图所示，运动员踏着专用滑雪板（可视为质点）在助滑路上获得一速度后水平飞出，在空中飞行一段距离后着陆，这项运动非常惊险。已知一位运动员由斜坡顶端A点沿水平方向飞出的速度，落点在斜坡上的B点，斜坡倾角θ取37°，斜坡可以看成一斜面。（不计空气阻力，g取，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8）求： （1）运动员在空中飞行的时间； （2）A、B间的距离； （3）运动员从A点飞出后，经多长时间离斜坡的距离最远，最远距离为多少？ 【答案】（1）；（2）；（3）， 【解析】 【详解】（1）运动员由A点到B点做平抛运动，水平方向的位移 竖直方向的位移 由平抛运动规律 联立以上三式得运动员在空中飞行的时间 （2）由题意知 联立（1）中的公式，解得A、B间的距离 （3）如图所示，当运动员的速度与斜坡平行时，运动员离斜坡的距离最远，设所用时间为，则 联立解得 离斜坡的最远距离 代入数据可得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$