精品解析：山东省实验中学2024-2025学年高一下学期4月月考物理试题

山东省实验中学2024-2025学年高一4月月考 物理试题 一、单选题（共30分） 1. 如图，一光滑大圆环固定在桌面上，环面位于竖直平面内，在大圆环上套着一个小环。小环由大圆环的最高点从静止开始下滑，在小环下滑的过程中，大圆环对它的作用力（　　） A. 一直不做功 B. 一直做正功 C. 始终指向大圆环圆心 D. 始终背离大圆环圆心 【答案】A 【解析】 【详解】AB．大圆环光滑，则大圆环对小环的作用力总是沿半径方向，与速度方向垂直，故大圆环对小环的作用力一直不做功，A正确，B错误； CD．小环在运动过程中，在大环的上半部分运动时，大环对小环的支持力背离大环圆心，运动到大环的下半部分时，支持力指向大环的圆心，CD错误。 故选A。 2. 如图所示，粗糙程度处处相同的水平桌面上有一长为L的轻质细杆，一端可绕竖直光滑轴O转动，另一端与质量为m的小木块相连。木块以水平初速度出发，恰好能完成一个完整的圆周运动。在运动过程中，木块所受摩擦力的大小为（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】在运动过程中，只有摩擦力做功，而摩擦力做功与路径有关，根据动能定理 可得摩擦力的大小 故选B。 3. 如图所示，在倾角为的光滑斜面上，有一根长为的细绳，一端固定在O点，另一端系一质量为的小球，沿斜面做圆周运动，取，小球在A点最小速度为（ ） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】由题意可知，小球恰好过A点时的速度最小，即小球过A点时绳子上的拉力恰好为零时，此时小球做圆周运动的向心力完全由小球重力沿斜面向下的分力来提供，由牛顿第二定律有 解得 故选B。 4. 如图所示，质量为的小球置于正方体的光滑盒子中，盒子的边长略大于球的直径。某同学拿着该盒子在竖直平面内做半径为的匀速圆周运动，已知重力加速度为，空气阻力不计，要使在最高点时盒子与小球之间恰好无作用力，则（　　） A. 该盒子做圆周运动的向心力恒定不变 B. 该盒子做匀速圆周运动的周期一定等于 C. 盒子在最低点时，小球对盒子的作用力大小等于 D. 盒子在与点等高的右侧位置时，小球对盒子的作用力大小等于 【答案】D 【解析】 【详解】A．该盒子做圆周运动的向心力大小不变，方向总是指向圆心，时刻在发生改变，A错误； B．在最高点时盒子与小球之间恰好无作用力，对小球根据牛顿第二定律可得 解得 则该盒子做匀速圆周运动的周期为 B错误； C．盒子在最低点时，对小球根据牛顿第二定律可得 解得 根据牛顿第三定律可知小球对盒子的作用力大小等于，C错误； D．盒子在与点等高的右侧位置时，以小球为对象，竖直方向根据受力平衡可得 水平方向根据牛顿第二定律可得 盒子对小球的作用力大小为 根据牛顿第三定律可知小球对盒子的作用力大小等于，D正确； 故选D。 5. 关于物体所受合外力的方向，下列说法正确的是（ ） A. 物体做速率逐渐增加的直线运动时，其所受合外力的方向一定与速度方向相同 B. 物体做变速率曲线运动时，其所受合外力的方向一定改变 C. 物体做变速率圆周运动时，其所受合外力的方向一定指向圆心 D. 物体做匀速率曲线运动时，其所受合外力的方向总是与速度方向垂直 【答案】AD 【解析】 【详解】A．只要物体所受的合外力与速度方向一致，物体就做加速直线运动，所以A选项正确； B．物体做平抛运动时，合外力方向和大小都不变，所以B选项错误； C．当物体做速率大小变化的圆周运动时，合外力方向不指向圆心，所以C选项错误； D．当合外力方向与速度方向总是垂直并指向圆心时，物体做匀速圆周运动，D选项正确． 故选AD。 二、多选题（共35分） 6. 所示，水平放置的两个轮盘靠之间的摩擦力传动，O、O’分别为两轮盘的轴心，轮盘的半径比R甲:R乙=2:1，传动时两轮盘不打滑。现在两轮盘上分别放置同种材料制成的滑块A、B，两滑块的质量相等，与轮盘间的动摩擦因数相同，距离轴心O、O’的间距RA=2RB。若轮盘乙由静止缓慢地转动起来，且转速逐渐增加，则（　　） A. 两滑块都相对轮盘静止时，两滑块线速度之比为vA:vB=1:2 B. 两滑块都相对轮盘静止时，两滑块角速度之比为ωA:ωB=1:4 C. 轮盘匀速转动且两滑块都相对轮盘静止时，两滑块所受摩擦力之比为fA:fB=1:2 D. 转速逐渐增加，B会先发生滑动 【答案】CD 【解析】 【详解】AB．两轮边缘的线速度相等，则根据 v=ωr 可知甲乙两轮的角速度之比为1:2；两滑块线速度之比为 两滑块角速度之比为 AB错误； C．摩擦力提供向心力，根据牛顿第二定律得 f=mω2R 由于质量相同，角速度关系，RA=2RB故两滑块所受摩擦力之比为 C正确； D．由C的分析可知，转速逐渐增加，B先达到最大摩擦力，B会先发生滑动，D正确。 故选CD。 7. 有一辆质量为800kg的小汽车，以5m/s的速度驶上圆弧半径为50m的拱桥，不考虑空气阻力，g取，在桥的最高点时（ ） A. 汽车对桥的压力大小为8000N B. 汽车对桥的压力大小为7600N C. 要使汽车腾空，行驶速度至少应为20m/s D. 如果拱桥半径增大到地球半径（R=6400km），汽车要想腾空，行驶速度至少应为8000m/s 【答案】BD 【解析】 【详解】AB．对小汽车分析有 根据牛顿第三定律有 解得 A错误，B正确； C．要使汽车腾空，则有 解得 C错误； D．根据上述可知，如果拱桥半径增大到地球半径则有 解得 即如果拱桥半径增大到地球半径（R=6400km），汽车要想腾空，行驶速度至少应为8000m/s，D正确。 故选BD。 8. 如图，一固定容器的内壁是半径为R的半球面；在半球面水平直径的一端有一质量为m的质点P。它在容器内壁由静止下滑到最低点的过程中，克服摩擦力做的功为W。重力加速度大小为g。设质点P在最低点时，向心加速度的大小为a，容器对它的支持力大小为N，则（　　） A. B. C. D. 【答案】AC 【解析】 【详解】AB．质点P下滑过程中，重力和摩擦力做功，根据动能定理可得 根据公式，联立可得 故A正确，B错误； CD．在最低点重力和支持力的合力充当向心力，故根据牛顿第二定律可得 代入可得 故C正确，D错误。 故选AC。 9. 如图，两个质量均为m的小木块a和b（可视为质点）放在水平圆盘上，a与转轴OO′的距离为l，b与转轴的距离为2l。木块与圆盘的最大静摩擦力为木块所受重力的k倍，重力加速度大小为g。若圆盘从静止开始绕转轴缓慢地加速转动，用ω表示圆盘转动的角速度，下列说法正确的是（　　） A. b一定比a先开始滑动 B. a、b所受的摩擦力始终相等 C. 是b开始滑动的临界角速度 D. 当时，a所受摩擦力的大小为kmg 【答案】AC 【解析】 【详解】A．依题意，根据 可得木块发生滑动的临界角速度为 由于木块b的半径较大，则临界角速度较小，所以b一定比a先开始滑动，故A正确。 B．木块a，b都未滑动前，它们的角速度相同，受到的静摩擦力提供所需向心力，根据 可知，由于木块b的半径较大，则受到的静摩擦力较大，故B错误。 C．当b受到的摩擦力达到最大静摩擦力时，有 可得b开始滑动的临界角速度为 故C正确； D．当a受到的摩擦力达到最大静摩擦力时，有 可得a开始滑动的临界角速度为 当木块a的角速度为 则此时木块a受到的静摩擦力提供所需向心力，大小为 故D错误。 故选AC。 10. 如图，半径为R的光滑圆形管道竖直放置，管的内径很小，直径略小于管道内径的小球在管道内运动时，它经过最高点时速度为v1则下列说法中正确的有（已知重力加速度为g）（　　） A. 当小球以的速度经过与圆心等高的点时，圆管外壁对小球的作用力为 B. 若，则小球经过最高点时对圆管的内壁有向下的作用力 C. 若，则小球经过最高点时，圆管的内壁对球有作用力 D. 若，则小球经过最高点时，圆管的外壁对球的作用力为mg 【答案】CD 【解析】 【详解】A．当小球以的速度经过与圆心等高的点时，圆管外壁对小球的作用力提供向心力，则有 故A错误； BD．若，则小球经过最高点时所需向心力为 重力不足以提供向心力，则需要外壁提供向心力，内壁无作用力，外壁作用力大小为 F外=F1-mg=mg 故B错误，D正确； C．若，则小球经过最高点时所需向心力为 重力大于所需向心力，则对内壁有压力，圆管的内壁对球有作用力，故C正确。 故选CD。 三、计算题（共35分） 11. 单板滑雪U型池比赛是冬奥会比赛项目，其场地可以简化为如图甲所示的模型： U形滑道由两个半径相同的四分之一圆柱面轨道和一个中央的平面直轨道连接而成，轨道倾角为17.2°。某次练习过程中，运动员以vM=10 m/s的速度从轨道边缘上的M点沿轨道的竖直切面ABCD滑出轨道，速度方向与轨道边缘线AD的夹角α=72.8°，腾空后沿轨道边缘的N点进入轨道。图乙为腾空过程左视图。该运动员可视为质点，不计空气阻力，取重力加速度的大小g=10 m/s2， sin72.8°=0.96，cos72.8°=0.30。求： (1)运动员腾空过程中离开AD的距离的最大值d； (2)M、N之间的距离L。 【答案】(1)4.8 m；(2)12 m 【解析】 【详解】(1)在M点，设运动员在ABCD面内垂直AD方向的分速度为v1，由运动的合成与分解规律得 ① 设运动员在ABCD面内垂直AD方向的分加速度为a1，由牛顿第二定律得 mgcos17.2°=ma1 ② 由运动学公式得 ③ 联立①②③式，代入数据得 d=4.8 m ④ (2)在M点，设运动员在ABCD面内平行AD方向的分速度为v2，由运动的合成与分解规得 v2=vMcos72.8° ⑤ 设运动员在ABCD面内平行AD方向的分加速度为a2，由牛顿第二定律得 mgsin17.2°=ma2 ⑥ 设腾空时间为t，由运动学公式得 ⑦ ⑧ 联立①②⑤⑥⑦⑧式，代入数据得 L=12 m ⑨ 12. 摩博会上的特技表演惊艳全场，如图，某位摩托车手驾驶机车沿曲面冲上水平高台，接着水平离开平台，落至地面时，恰能以的速度无碰撞地沿圆弧切线从A点切入光滑竖直圆弧轨道，并沿轨道下滑，A、B为圆弧两端点，其连线水平。已知圆弧半径，圆弧对应圆心角120°，人和车可视为质点，总质量为150kg，特技表演的全过程中阻力忽略不计，，求： （1）高台的高度h； （2）从平台飞出到A点，人和车运动的水平距离s； （3）人和车运动到达圆弧轨道最低点O时对轨道的压力。 【答案】（1） （2） （3），方向竖直向下 【解析】 【小问1详解】 根据题意，在点，由几何关系可得，水平速度为 竖直分速度为 平台的高度 【小问2详解】 竖直方向上，由 可得飞行时间为 从平台飞出到A点，人和车运动的水平距离 【小问3详解】 人和车从到过程中，由机械能守恒定律有 在点，由牛顿第二定律有 联立解得 由牛顿第三定律可得，人和车运动到达圆弧轨道最低点O时对轨道的压力 方向竖直向下。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 山东省实验中学2024-2025学年高一4月月考 物理试题 一、单选题（共30分） 1. 如图，一光滑大圆环固定在桌面上，环面位于竖直平面内，在大圆环上套着一个小环。小环由大圆环的最高点从静止开始下滑，在小环下滑的过程中，大圆环对它的作用力（　　） A. 一直不做功 B. 一直做正功 C. 始终指向大圆环圆心 D. 始终背离大圆环圆心 2. 如图所示，粗糙程度处处相同的水平桌面上有一长为L的轻质细杆，一端可绕竖直光滑轴O转动，另一端与质量为m的小木块相连。木块以水平初速度出发，恰好能完成一个完整的圆周运动。在运动过程中，木块所受摩擦力的大小为（　　） A. B. C. D. 3. 如图所示，在倾角为的光滑斜面上，有一根长为的细绳，一端固定在O点，另一端系一质量为的小球，沿斜面做圆周运动，取，小球在A点最小速度为（ ） A. B. C. D. 4. 如图所示，质量为的小球置于正方体的光滑盒子中，盒子的边长略大于球的直径。某同学拿着该盒子在竖直平面内做半径为的匀速圆周运动，已知重力加速度为，空气阻力不计，要使在最高点时盒子与小球之间恰好无作用力，则（　　） A. 该盒子做圆周运动的向心力恒定不变 B. 该盒子做匀速圆周运动的周期一定等于 C. 盒子在最低点时，小球对盒子的作用力大小等于 D. 盒子在与点等高的右侧位置时，小球对盒子的作用力大小等于 5. 关于物体所受合外力的方向，下列说法正确的是（ ） A. 物体做速率逐渐增加的直线运动时，其所受合外力的方向一定与速度方向相同 B. 物体做变速率曲线运动时，其所受合外力的方向一定改变 C. 物体做变速率圆周运动时，其所受合外力的方向一定指向圆心 D. 物体做匀速率曲线运动时，其所受合外力的方向总是与速度方向垂直 二、多选题（共35分） 6. 所示，水平放置的两个轮盘靠之间的摩擦力传动，O、O’分别为两轮盘的轴心，轮盘的半径比R甲:R乙=2:1，传动时两轮盘不打滑。现在两轮盘上分别放置同种材料制成的滑块A、B，两滑块的质量相等，与轮盘间的动摩擦因数相同，距离轴心O、O’的间距RA=2RB。若轮盘乙由静止缓慢地转动起来，且转速逐渐增加，则（　　） A. 两滑块都相对轮盘静止时，两滑块线速度之比为vA:vB=1:2 B. 两滑块都相对轮盘静止时，两滑块角速度之比为ωA:ωB=1:4 C. 轮盘匀速转动且两滑块都相对轮盘静止时，两滑块所受摩擦力之比为fA:fB=1:2 D. 转速逐渐增加，B会先发生滑动 7. 有一辆质量为800kg的小汽车，以5m/s的速度驶上圆弧半径为50m的拱桥，不考虑空气阻力，g取，在桥的最高点时（ ） A. 汽车对桥的压力大小为8000N B. 汽车对桥的压力大小为7600N C. 要使汽车腾空，行驶速度至少应为20m/s D. 如果拱桥半径增大到地球半径（R=6400km），汽车要想腾空，行驶速度至少应为8000m/s 8. 如图，一固定容器的内壁是半径为R的半球面；在半球面水平直径的一端有一质量为m的质点P。它在容器内壁由静止下滑到最低点的过程中，克服摩擦力做的功为W。重力加速度大小为g。设质点P在最低点时，向心加速度的大小为a，容器对它的支持力大小为N，则（　　） A. B. C. D. 9. 如图，两个质量均为m的小木块a和b（可视为质点）放在水平圆盘上，a与转轴OO′的距离为l，b与转轴的距离为2l。木块与圆盘的最大静摩擦力为木块所受重力的k倍，重力加速度大小为g。若圆盘从静止开始绕转轴缓慢地加速转动，用ω表示圆盘转动的角速度，下列说法正确的是（　　） A. b一定比a先开始滑动 B. a、b所受的摩擦力始终相等 C. 是b开始滑动的临界角速度 D. 当时，a所受摩擦力的大小为kmg 10. 如图，半径为R的光滑圆形管道竖直放置，管的内径很小，直径略小于管道内径的小球在管道内运动时，它经过最高点时速度为v1则下列说法中正确的有（已知重力加速度为g）（　　） A. 当小球以的速度经过与圆心等高的点时，圆管外壁对小球的作用力为 B. 若，则小球经过最高点时对圆管的内壁有向下的作用力 C. 若，则小球经过最高点时，圆管的内壁对球有作用力 D. 若，则小球经过最高点时，圆管的外壁对球的作用力为mg 三、计算题（共35分） 11. 单板滑雪U型池比赛是冬奥会比赛项目，其场地可以简化为如图甲所示的模型： U形滑道由两个半径相同的四分之一圆柱面轨道和一个中央的平面直轨道连接而成，轨道倾角为17.2°。某次练习过程中，运动员以vM=10 m/s的速度从轨道边缘上的M点沿轨道的竖直切面ABCD滑出轨道，速度方向与轨道边缘线AD的夹角α=72.8°，腾空后沿轨道边缘的N点进入轨道。图乙为腾空过程左视图。该运动员可视为质点，不计空气阻力，取重力加速度的大小g=10 m/s2， sin72.8°=0.96，cos72.8°=0.30。求： (1)运动员腾空过程中离开AD的距离的最大值d； (2)M、N之间的距离L。 12. 摩博会上的特技表演惊艳全场，如图，某位摩托车手驾驶机车沿曲面冲上水平高台，接着水平离开平台，落至地面时，恰能以的速度无碰撞地沿圆弧切线从A点切入光滑竖直圆弧轨道，并沿轨道下滑，A、B为圆弧两端点，其连线水平。已知圆弧半径，圆弧对应圆心角120°，人和车可视为质点，总质量为150kg，特技表演的全过程中阻力忽略不计，，求： （1）高台的高度h； （2）从平台飞出到A点，人和车运动的水平距离s； （3）人和车运动到达圆弧轨道最低点O时对轨道的压力。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $