精品解析：河南省信阳市浉河区信阳高级中学2023-2024学年高一下学期5月月考物理试题

信阳高中北湖校区2023-2024学年高一下期05月测试（一） 物理试题 一、选择题（本题共10小题，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1～6题只有一个选项正确，每小题4分；第7～10题有多个选项正确，全部选对得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分） 1. 下面说法中正确的是（　　） A. 平抛运动是匀变速运动，任意相等时间内速度的变化都相同 B. 物体做曲线运动时不一定有加速度 C. 当物体受到的合外力为零时，物体仍然可以做曲线运动 D. 匀速圆周运动虽然不是匀变速运动，但任意相等时间内速度的变化仍相同 【答案】A 【解析】 【详解】A．平抛运动是匀变速运动，加速度为重力加速度，根据 可知任意相等时间内速度的变化都相同，故A正确； BC．物体做曲线运动的条件是所受的合力不为0，且合力与速度方向不在同一直线上，所以物体做曲线运动时一定有加速度；当物体受到的合外力为零时，物体处于静止状态或做匀速直线运动，故BC错误； D．物体做匀速圆周运动时，任意相等时间内速度的变化量的方向不一定相同，故D错误。 故选A。 2. 如图所示，轻绳两端固定在水平杆上，在轻绳上悬挂7个相同的灯笼，左右两侧灯笼关于过结点O的竖直线对称。已知PM段、QO段轻绳与竖直方向的夹角分别为α、β，灯笼均处于静止状态。则tanβ与tanα两数之比为（ ） A. 3 B. 5 C. 7 D. 9 【答案】B 【解析】 【详解】设绳与竖直方向的夹角为，对中间五个灯笼受力分析，根据平衡条件可得 同理可得 对结点受力分析，水平方向有 对结点受力分析，水平方向有 联立解得 故选B。 3. 如图所示，A、B两点分别位于大、小轮的边缘上，C点位于大轮半径的中点，大轮的半径是小轮的2倍，它们之间靠摩擦传动，接触面间没有相对滑动。下列说法正确的是（　　） A. A、B两点周期之比为 B. B、C两点加速度大小之比为 C. A、B两点角速度大小之比为 D. B、C两点转速之比为 【答案】B 【解析】 【详解】由题意可知，同缘传动边缘点线速度相等，故A与B的线速度的大小相同，即 A、C两点为同轴转动，角速度相等，即 AC．根据 结合题意可得 由 可得 选项AC错误； BD．根据 可得 根据 B、C两点转速之比为2:1 故B正确，D错误。 故选B。 4. 如图所示，长为的轻杆的端用铰链固定，轻杆靠在半径为的半圆柱体上，接触点为B，某时刻杆与水平方向的夹角为，半圆柱体向右运动的速度为，此时A点的速度大小为（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】根据运动的合成与分解可知，接触点B的实际运动为合运动，可将B点运动的速度，沿垂直于杆和沿杆的方向分解成和，如图所示情况 则根据几何知识有， 则此时杆转动的角速度为 此时A点的速度大小为 故选A。 5. 如图所示，质量为m的小球P和质量为2m的小球Q分别固定在长度为L的轻杆两端，轻杆正中间有一光滑转轴，两小球可绕转轴O在竖直平面内做圆周运动。已知小球P运动到最高点时，线速度大小为，重力加速度为g，则此时转轴对轻杆的作用力大小为（　　） A. 5 B. 4 C. 3 D. 【答案】A 【解析】 【详解】小球P转到最高点时，由合外力提供向心力，有 解得 分析在最低点的小球，有 解得 所以转轴对轻杆的作用力大小为 故选A。 6. 如图所示，内部为竖直光滑圆轨道的铁块静置在粗糙的水平地面上，其质量为M，有一质量为m的小球以水平速度v0从圆轨道最低点A开始向左运动，小球沿圆轨道运动且始终不脱离圆轨道，在此过程中，铁块始终保持静止，重力加速度为g，则下列说法正确的是（　　） A. 地面受到的压力始终大于Mg B. 小球在圆轨道左侧运动的过程中，地面受到的摩擦力可能向右 C. 小球经过最低点A时地面受到的压力可能等于Mg+mg D. 小球在圆轨道最高点C时，地面受到的压力可能为0 【答案】D 【解析】 【详解】A．小球在圆轨道上半部分运动过程中，对铁块的作用力在竖直方向有向上的分力，此时地面受到的压力小于Mg，A错误； B．小球在圆轨道左侧运动的过程中，对轨道的作用力有向左的分力，轨道有向左运动的趋势，所以地面受到的摩擦力方向向左，B错误； C．经过最低点A时，小球的合力方向向上，加速度方向向上，小球处于超重状态，则小球对铁块的压力大于mg，则地面受到的压力大于Mg+mg，C错误； D．当小球在最高点时有 F+mg=m 若小球对铁块的压力竖直向上且等于Mg，即F=Mg时，地面受到的压力为0，D正确。 故选D。 7. 滑板成为奥运会比赛项目后，正在被越来越多人所认识，尤其备受青少年喜爱。滑板比赛有一个动作是运动员越过横杆，如图所示，滑板运动员沿水平地面向前匀速直线滑行，在横杆前相对滑板竖直向上起跳，人与滑板分离，分别从杆的上、下通过，忽略空气阻力及滑板与地面间的摩擦力，若运动员安全过杆，则下列说法正确的是（ ） A. 运动员原来是运动的，由于惯性，运动员越过杆后仍将落在滑板上 B. 在匀速运动时，地面对它们的支持力与滑板对地面的压力为一对平衡力 C. 运动员起跳后在空中相对滑板做匀变速直线运动 D. 运动员从开始起跳到落回到滑板的过程中，始终处于超重状态 【答案】AC 【解析】 【详解】A．运动员原来是运动的，由于惯性，水平方向保持运动状态不变，则运动员越过杆后仍将落在滑板上，故A正确； B．在匀速运动时，地面对它们的支持力与滑板对地面的压力为一对作用力与反作用力，故B错误； C．运动员起跳后，水平方向与滑板相对静止，竖直方向相对滑板做竖直上抛运动，加速度为重力加速度，故运动员起跳后在空中相对滑板做匀变速直线运动，故C正确； D．运动员从开始起跳到落回到滑板的过程中，先向上加速，再向上减速，最后向下加速，加速度先向上再向下，则运动员先超重状态，后失重，故D错误。 故选AC。 8. 如图所示，倾角为的光滑斜面固定在地面上，轻质弹簧一端固定在斜面顶端，另一端与A球相连，A、间固定一个轻杆，、间由一轻质细线连接。已知A、、三个小球的质量分别为、、，弹簧、轻杆与细线均平行于斜面，初始时系统处于静止状态。细线被烧断的瞬间，下列说法正确的是（　　） A. A球的加速度大小为 B. 球的加速度大小为 C. 弹簧的弹力大小为 D. 轻杆的拉力大小为 【答案】AD 【解析】 【详解】ABC．细绳烧断前，对A、、整体进行分析，系统静止，处于平衡状态，合力为零，由平衡条件可得 解得弹簧的弹力大小为 烧断细线的瞬间，细线的拉力消失，由于弹簧弹力不能突变，弹簧弹力不变，以A、B组成的系统为研究对象，由牛顿第二定律得 解得 故A正确，B、C错误； D．设A、之间杆的拉力大小为，以为研究对象，有 解得 故D正确。 故选AD。 9. 有位同学定点投篮时，第一次出手位置较高，篮球的速度方向与竖直方向的夹角为；第二次出手位置较低，篮球的速度方向与竖直方向的夹角为。已知两次出手的位置在同一竖直线上，结果篮球都正好垂直撞到篮板上的同一点P，如图所示。不计空气阻力，则前、后两次投出的篮球在从出手到撞板的过程中（　　） A. 撞击篮板时的速率相等 B. 出手时的速率相等 C. 运动的时间的比值为 D. 上升的高度的比值为 【答案】BD 【解析】 【详解】D．第一次出手 第二次出手 联立可得 D正确； A．撞击篮板时的速率 ， 由于 第一次撞击篮板时的速率大于第二次撞击篮板时的速率，A错误； B．出手时的速率 ， 所以 出手时的速率相等，B正确； C．运动的时间的比值为 C错误。 故选BD。 10. 如图所示，有一固定的且内壁光滑的半球面，球心为O，最低点为C，有两个可视为质点且质量相同的小球A和B，在球面内壁两个高度不同的水平面内做匀速圆周运动，A球的轨迹平面高于B球的轨迹平面，A、B两球与O点的连线与竖直线OC间的夹角分别为和（），则（　　） A. A、B两球所受支持力的大小之比为 B. A、B两球运动的周期之比为 C. A、B两球的线速度之比为 D. A、B两球的角速度之比为 【答案】AD 【解析】 【详解】A．对小球受力分析有 解得 故A项正确； B．对小球受力分析有 整理有 所以有 故B项错误； C．对小球受力分析有 整理有 所以有 故C项错误； D．对小球受力分析有 整理有 所以有 故D项正确。 故选AD。 二、实验题（本题共2小题，每空2分，共14分，把答案填写在答题卡上） 11. 某同学用如图甲所示的实验装置探究影响向心力大小的因素。其中水平直杆固定在竖直转轴上，左侧水平直杆上套有一质量可调节的滑块P，滑块P用长度可调的细线与固定在竖直转轴上的力传感器相连，右侧水平直杆上竖直固定一宽度为d的挡光条，挡光条到竖直转轴的距离为D，光电计时器可记录挡光条通过光电门的时间t。 （1）挡光条通过光电门的线速度大小为________（用题目中的字母表示），若挡光条竖直安装在水平直杆上的俯视图如图乙所示，则导致测得挡光条通过光电门时的线速度________（填“偏大”或“偏小”）。 （2）探究向心力大小F和线速度大小v的关系。保证滑块P的质量m和滑块P到转轴的距离L不变，多次改变装置的转速，测量多组细线的拉力大小F和对应的遮光时间t，并用图像法处理实验数据，结果如图丙所示，图像中纵截距的绝对值b的物理意义为________________。 【答案】（1） ①. ②. 偏大 （2）滑块P与水平直杆之间的最大静摩擦力大小 【解析】 【小问1详解】 [1]挡光条通过光电门的线速度大小为 [2]图乙中挡光条宽和水平直杆平衡，通过光电门时有效挡光宽度实际为挡光片厚度，小于实际宽度，会使挡光时间变短，所以会导致测得挡光条通过光电门时的线速度偏大。 【小问2详解】 [1][2]滑块和挡光条的角速度大小相等，有 解得 滑块受到的合外力提供滑块做圆周运动的向心力，有 整理得 图像的纵截距的绝对值的物理意义为滑块P与水平直杆之间的最大静摩擦力大小。 12. 未来在一个未知星球上用如图甲所示装置研究平抛运动的规律。悬点O正下方P点处有水平放置的炽热电热丝，当悬线摆至电热丝处时能轻易被烧断，小球由于惯性向前飞出做平抛运动， 现对小球采用频闪数码相机连续拍摄，在有坐标纸的背景屏前拍下了小球在做平抛运动过程中的多张照片，经合成后照片如图乙所示，a、b、c、d为连续四次拍下的小球位置，已知照相机连续拍照的时间间隔是0.10 s，照片大小如图中坐标所示，又知该照片的长度与实际背景屏的长度之比为1∶4，则： （1）由以上信息，可知a点________（填“是”或“不是”）小球的抛出点； （2）由以上信息，可以推算出该星球表面的重力加速度为________m/s2 ； （3）由以上信息可以算出小球平抛的初速度大小是________m/s； （4）由以上信息可以算出小球在b点时的速度大小是________m/s。 【答案】 ①. 是 ②. 8 ③. 0.8 ④. 【解析】 【详解】（1）[1]由图可知，四个点间竖直方向的位移之比为，说明a点的竖直速度为0，即a点是小球的抛出点。 （2）（3）[2][3]水平方向 竖直方向 得 ， （4）[4]b点的竖直速度为 小球在b点时的速度大小为 得 三、计算题（本题共3小题，共38分，解答应写出必要的字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不给分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位） 13. 如图所示，竖直平面内有一光滑“V”形支架可绕竖直中心轴在水平面内转动，支架两侧的细杆与竖直中心轴的夹角均为，两侧的细杆上分别穿有质量均为的小球，小球可沿细杆自由滑动，两小球用一轻质弹簧拴接且弹簧始终处于水平状态，已知弹簧的劲度系数为，原长为，重力加速度g取，不计空气阻力，已知，，求： （1）小球静止时，两小球之间的距离； （2）弹簧弹力大小为20N时，支架转动的角速度大小。 【答案】（1）；（2）见解析 【解析】 【详解】（1）小球静止时，对单个小球受力分析，竖直方向有 水平方向有 弹簧处于压缩状态，两小球之间的距离为 解得 （2）由于，弹簧可能处于拉伸状态，也可能处于压缩状态，弹簧的形变量为 若弹簧处于拉伸状态，则小球做圆周运动的半径为 对单个小球受力分析，竖直方向有 水平方向有 解得 若弹簧处于压缩状态，则小球做圆周运动的半径为 对单个小球受力分析，竖直方向有 水平方向有 解得 14. 如图所示，倾角为37°的斜面长l＝1.9 m，在斜面底端正上方的O点将一小球以v0＝3 m/s的速度水平抛出，与此同时由静止释放斜面顶端的滑块，经过一段时间后，小球恰好能够以垂直于斜面的速度在斜面P点处击中滑块。（小球和滑块均可视为质点，重力加速度g取10 m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8），求： (1)OP间的水平位移的大小； (2)滑块与斜面间的动摩擦因数μ。 【答案】(1)1.2m；(2)0.125 【解析】 【详解】(1)设小球击中滑块时的速度为v，竖直速度为vy，如图 由几何关系得 设小球下落的时间为t，水平位移为x，由平抛运动规律得 解得 解得 (2)设在时间t内，滑块的位移为s，由几何关系得 设滑块的加速度为a，由运动学公式得 对滑块，由牛顿第二定律得 联立解 15. 如图所示，竖直平面内有一光滑圆弧管道，其半径为R=0.5m，一质量m=0.8kg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，sin53°=0.8，cos53°=0.6，g取10 m/s2。试求： （1）小球从平台上的A点射出时的速度大小v0； （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（结果可用根式表示）； （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）3 m/s；（2） m；（3）6.4 N，方向向上 【解析】 【详解】（1）小球从A到P的高度差 h=R(1+cos53°) 小球做平抛运动有 h=gt2 则小球在P点的竖直分速度 vy=gt 把小球在P点的速度分解可得 tan53°= 联立解得小球平抛运动初速度 v0=3 m/s （2）小球平抛下降高度 h=vyt 水平射程 s=v0t 故A、P间的距离 l== m （3）小球到达Q时，vQ=3m/s 在Q点根据向心力公式得 FN+mg=m 解得FN=6.4N > 0，表明方向向下。 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FN′=FN=6.4 N，方向向上 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 信阳高中北湖校区2023-2024学年高一下期05月测试（一） 物理试题 一、选择题（本题共10小题，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1～6题只有一个选项正确，每小题4分；第7～10题有多个选项正确，全部选对得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分） 1. 下面说法中正确的是（　　） A. 平抛运动是匀变速运动，任意相等时间内速度的变化都相同 B. 物体做曲线运动时不一定有加速度 C. 当物体受到的合外力为零时，物体仍然可以做曲线运动 D. 匀速圆周运动虽然不是匀变速运动，但任意相等时间内速度的变化仍相同 2. 如图所示，轻绳两端固定在水平杆上，在轻绳上悬挂7个相同的灯笼，左右两侧灯笼关于过结点O的竖直线对称。已知PM段、QO段轻绳与竖直方向的夹角分别为α、β，灯笼均处于静止状态。则tanβ与tanα两数之比为（ ） A. 3 B. 5 C. 7 D. 9 3. 如图所示，A、B两点分别位于大、小轮的边缘上，C点位于大轮半径的中点，大轮的半径是小轮的2倍，它们之间靠摩擦传动，接触面间没有相对滑动。下列说法正确的是（　　） A. A、B两点周期之比为 B. B、C两点加速度大小之比为 C. A、B两点角速度大小之比为 D. B、C两点转速之比为 4. 如图所示，长为的轻杆的端用铰链固定，轻杆靠在半径为的半圆柱体上，接触点为B，某时刻杆与水平方向的夹角为，半圆柱体向右运动的速度为，此时A点的速度大小为（　　） A. B. C. D. 5. 如图所示，质量为m的小球P和质量为2m的小球Q分别固定在长度为L的轻杆两端，轻杆正中间有一光滑转轴，两小球可绕转轴O在竖直平面内做圆周运动。已知小球P运动到最高点时，线速度大小为，重力加速度为g，则此时转轴对轻杆的作用力大小为（　　） A. 5 B. 4 C. 3 D. 6. 如图所示，内部为竖直光滑圆轨道的铁块静置在粗糙的水平地面上，其质量为M，有一质量为m的小球以水平速度v0从圆轨道最低点A开始向左运动，小球沿圆轨道运动且始终不脱离圆轨道，在此过程中，铁块始终保持静止，重力加速度为g，则下列说法正确的是（　　） A. 地面受到的压力始终大于Mg B. 小球在圆轨道左侧运动的过程中，地面受到的摩擦力可能向右 C. 小球经过最低点A时地面受到的压力可能等于Mg+mg D. 小球在圆轨道最高点C时，地面受到的压力可能为0 7. 滑板成为奥运会比赛项目后，正在被越来越多人所认识，尤其备受青少年喜爱。滑板比赛有一个动作是运动员越过横杆，如图所示，滑板运动员沿水平地面向前匀速直线滑行，在横杆前相对滑板竖直向上起跳，人与滑板分离，分别从杆的上、下通过，忽略空气阻力及滑板与地面间的摩擦力，若运动员安全过杆，则下列说法正确的是（ ） A. 运动员原来是运动的，由于惯性，运动员越过杆后仍将落在滑板上 B. 在匀速运动时，地面对它们的支持力与滑板对地面的压力为一对平衡力 C. 运动员起跳后在空中相对滑板做匀变速直线运动 D. 运动员从开始起跳到落回到滑板的过程中，始终处于超重状态 8. 如图所示，倾角为的光滑斜面固定在地面上，轻质弹簧一端固定在斜面顶端，另一端与A球相连，A、间固定一个轻杆，、间由一轻质细线连接。已知A、、三个小球的质量分别为、、，弹簧、轻杆与细线均平行于斜面，初始时系统处于静止状态。细线被烧断的瞬间，下列说法正确的是（　　） A. A球的加速度大小为 B. 球的加速度大小为 C. 弹簧的弹力大小为 D. 轻杆的拉力大小为 9. 有位同学定点投篮时，第一次出手位置较高，篮球的速度方向与竖直方向的夹角为；第二次出手位置较低，篮球的速度方向与竖直方向的夹角为。已知两次出手的位置在同一竖直线上，结果篮球都正好垂直撞到篮板上的同一点P，如图所示。不计空气阻力，则前、后两次投出的篮球在从出手到撞板的过程中（　　） A. 撞击篮板时的速率相等 B. 出手时的速率相等 C. 运动的时间的比值为 D. 上升的高度的比值为 10. 如图所示，有一固定的且内壁光滑的半球面，球心为O，最低点为C，有两个可视为质点且质量相同的小球A和B，在球面内壁两个高度不同的水平面内做匀速圆周运动，A球的轨迹平面高于B球的轨迹平面，A、B两球与O点的连线与竖直线OC间的夹角分别为和（），则（　　） A. A、B两球所受支持力的大小之比为 B. A、B两球运动的周期之比为 C. A、B两球的线速度之比为 D. A、B两球的角速度之比为 二、实验题（本题共2小题，每空2分，共14分，把答案填写在答题卡上） 11. 某同学用如图甲所示的实验装置探究影响向心力大小的因素。其中水平直杆固定在竖直转轴上，左侧水平直杆上套有一质量可调节的滑块P，滑块P用长度可调的细线与固定在竖直转轴上的力传感器相连，右侧水平直杆上竖直固定一宽度为d的挡光条，挡光条到竖直转轴的距离为D，光电计时器可记录挡光条通过光电门的时间t。 （1）挡光条通过光电门的线速度大小为________（用题目中的字母表示），若挡光条竖直安装在水平直杆上的俯视图如图乙所示，则导致测得挡光条通过光电门时的线速度________（填“偏大”或“偏小”）。 （2）探究向心力大小F和线速度大小v的关系。保证滑块P的质量m和滑块P到转轴的距离L不变，多次改变装置的转速，测量多组细线的拉力大小F和对应的遮光时间t，并用图像法处理实验数据，结果如图丙所示，图像中纵截距的绝对值b的物理意义为________________。 12. 未来在一个未知星球上用如图甲所示装置研究平抛运动的规律。悬点O正下方P点处有水平放置的炽热电热丝，当悬线摆至电热丝处时能轻易被烧断，小球由于惯性向前飞出做平抛运动， 现对小球采用频闪数码相机连续拍摄，在有坐标纸的背景屏前拍下了小球在做平抛运动过程中的多张照片，经合成后照片如图乙所示，a、b、c、d为连续四次拍下的小球位置，已知照相机连续拍照的时间间隔是0.10 s，照片大小如图中坐标所示，又知该照片的长度与实际背景屏的长度之比为1∶4，则： （1）由以上信息，可知a点________（填“是”或“不是”）小球的抛出点； （2）由以上信息，可以推算出该星球表面的重力加速度为________m/s2 ； （3）由以上信息可以算出小球平抛的初速度大小是________m/s； （4）由以上信息可以算出小球在b点时的速度大小是________m/s。 三、计算题（本题共3小题，共38分，解答应写出必要的字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不给分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位） 13. 如图所示，竖直平面内有一光滑“V”形支架可绕竖直中心轴在水平面内转动，支架两侧的细杆与竖直中心轴的夹角均为，两侧的细杆上分别穿有质量均为的小球，小球可沿细杆自由滑动，两小球用一轻质弹簧拴接且弹簧始终处于水平状态，已知弹簧的劲度系数为，原长为，重力加速度g取，不计空气阻力，已知，，求： （1）小球静止时，两小球之间的距离； （2）弹簧弹力大小为20N时，支架转动的角速度大小。 14. 如图所示，倾角为37°的斜面长l＝1.9 m，在斜面底端正上方的O点将一小球以v0＝3 m/s的速度水平抛出，与此同时由静止释放斜面顶端的滑块，经过一段时间后，小球恰好能够以垂直于斜面的速度在斜面P点处击中滑块。（小球和滑块均可视为质点，重力加速度g取10 m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8），求： (1)OP间的水平位移的大小； (2)滑块与斜面间的动摩擦因数μ。 15. 如图所示，竖直平面内有一光滑圆弧管道，其半径为R=0.5m，一质量m=0.8kg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，sin53°=0.8，cos53°=0.6，g取10 m/s2。试求： （1）小球从平台上的A点射出时的速度大小v0； （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（结果可用根式表示）； （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。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $