精品解析：湖南省衡阳市衡阳县第三中学2024-2025学年高一下学期第一次月考物理试卷

2025年衡阳县第三中学高一下学期第一次月考物理试卷 考试时间：75分钟 分值：100分 一、单选题（共28分，每小题4分。） 1. 某质点在一段时间内做曲线运动，则在此时间段内（　　） A. 速度可以不变，加速度一定在不断变化 B. 合力一定是变力 C. 加速度一定不为零 D. 不可能是一种匀变速运动 2. 闹钟是带有闹时装置的钟，既能指示时间，又能按人们预定的时刻发出音响信号或其他信号，闹钟的机芯结构主要有机械式和石英电子式两大类。如图所示，机械式闹钟中的三个齿轮的半径之比为。 当齿轮转动的时候。小齿轮边缘的M点和大齿轮边缘的N点的角速度大小之比和向心加速度大小之比分别为（　　） A. 5：1 1：5 B. 5：1 5：1 C. 1：5 1：5 D. 1：1 5：1 3. 如图所示，有三个质量分别为3m、2m、m的物体A、B、C放在水平转台上，A与B、B和C与转台间的动摩擦因数都为μ，A和B、C离转台中心的距离分别为r、2r，某时刻起转台角速度，从零开始缓慢增加，直到有物体开始滑动，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，以下说法正确的是（　　） A. A物体先相对B滑动 B. C先相对转台滑动 C. B对A的摩擦力一定为 D. 转台的角速度一定满足 4. 如图所示,两个悬于同一悬点O,且在同一水平面内做匀速圆周运动的圆锥摆e和f,它们的质量相等,摆线长之比：：2,则两圆锥摆的周期之比：为( ) A. 1：1 B. 1：2 C. 2：1 D. 1：3 5. 某实验小组的同学在实验室用模型船研究小船渡河问题，模拟水流速度与河岸平行且大小为，若要使模型船由岸边的点沿直线运动到对岸的点，如图所示，模型船的最小船速为（　　） A. B. C. D. 6. 四冲程汽油机中有一个复式活塞压缩机，其简图如图所示，圆盘与活塞通过铰链连接轻杆AB，左侧活塞被轨道固定，只能沿平行AO的方向运动，圆盘绕圆心O做角速度为ω的匀速圆周运动。已知O、B间的距离为r，AB杆的长度大于2r，当OB垂直于AB时，AB与AO的夹角为θ，则此时活塞的速度大小为（ ） A. B. C. D. 7. 如图所示，两个小球从斜面上的同一位置O以不同的初速度vA，vB做平抛运动，斜面足够长，在斜面上的落点分别为A、B，空中运动的时间分别为tA、tB，碰撞斜面时瞬间的速度与斜面的夹角分别为α、β，已知OB=2OA，则有（　　） A. B. C. D. 二、多选题（共15分，每小题5分；全对得5分，没选全得3分。） 8. 关于向心力，下列说法正确的是（　　） A. 因向心力总是沿半径指向圆心，且大小不变，故向心力是一个恒力 B. 因向心力指向圆心，且与线速度方向垂直，所以向心力不能改变线速度的大小 C. 向心力和向心加速度的方向都是不变的 D. 做匀速圆周运动的物体的向心力由所受的合外力提供 9. 如图所示，是摩天轮的简化模型示意图，一位同学乘摩天轮在竖直平面内做半径为R的匀速圆周运动，已知摩天轮的运动周期为，该同学的质基为m，重力加速度为g，空气阻力不计，则（　　） A. 当座舱运动到最高点时，该同学对座舱的作用力为 B. 当座舱运动到最低点时，该同学对座舱的作用力为 C. 当座舱运动到与圆心等高时，该同学对座舱的作用力为 mg D. 当座舱运动到与圆心等高时，该同学对序舱的作用力为 10. 一质点在平面内同时参与两个相互垂直方向的运动，在x方向做速度为vx=4m/s的匀速直线运动，在y方向做初速度vy=3m/s、加速度a=1m/s2的匀加速直线运动。则下列说法正确的是（　　） A. 质点的合运动轨迹是直线 B. 经过t=2s，质点的合位移大小为10m C. 当y方向速度为5m/s时，合速度与x方向夹角的正切值为 D. 质点在任意时刻的合速度大小为 三、实验题（共16分） 11. 向心力演示器如图所示。 （1）本实验采用的实验方法是__________。 A．控制变量法 B．等效法 C．模拟法 （2）若将传动皮带套在两塔轮半径相同的圆盘上，质量相同的两钢球分别放在不同位置的挡板处，转动手柄，可探究小球做圆周运动所需向心力F的大小与__________（选填“”、“”或“”）的关系。 （3）若将皮带套在两轮塔最下面圆盘上（两圆盘半径之比为），质量相同的两钢球放在图示位置的挡板处，转动手柄，稳定后，观察到左侧标尺露出1格，右侧标尺露出9格，则可以得出的实验结论为：__________。 12. 学校物理兴趣小组用如图甲所示的装置探究平抛运动的规律。 （1）小球a沿水平方向抛出，同时小球b自由落下，用频闪仪拍摄上述运动过程。图乙为某次实验的频闪照片，根据任意时刻a、b两小球的竖直高度相同，可判断小球a在竖直方向上做_________运动；根据小球a相邻两位置水平距离相等，_____（填“能”或“不能”）判断小球a在水平方向做匀速直线运动。 （2）实验中拍摄到小球a做平抛运动的照片如图丙所示，图丙中每小格的边长为5cm，并选定了小球a在运动过程中的A、B、C三个位置。取重力加速度大小g=10m/s2。小球a做平抛运动的初速度大小为________m/s，通过B点时的速度大小为________m/s。（结果均保留两位有效数字） 四、解答题（共41分） 13. 如图所示，长度为L=10m的绳，系一小球在竖直面内做圆周运动，小球的质量为m=2kg，小球半径不计，小球在通过最低点时的速度大小为v=30m/s，试求： （1）小球在最低点的向心加速度大小； （2）小球在最低点所受绳的拉力大小。 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. 如图所示，光滑水平面的左侧有一以的速度顺时针转动的倾斜传送带，传送带与水平面间的夹角且与水平面平滑连接。水平面右侧竖直平面内有一以为圆心，半径的圆弧坡，以弧面最低点O为原点，水平方向为x轴，竖直方向为y轴建立直角坐标系xOy，某时刻有一物体以初速度从水平面冲上传送带。已知传送带足够长，物体与传送带间动摩擦因数，，，，物体可视为质点，不考虑其经过传送带与水平面连接处时的速率变化。求： （1）物体冲上传送带瞬间的加速度大小； （2）物体在传送带上运动的总时长t； （3）物体返回水平面后，从右端飞出落在坡上的落点坐标。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2025年衡阳县第三中学高一下学期第一次月考物理试卷 考试时间：75分钟 分值：100分 一、单选题（共28分，每小题4分。） 1. 某质点在一段时间内做曲线运动，则在此时间段内（　　） A. 速度可以不变，加速度一定在不断变化 B. 合力一定是变力 C. 加速度一定不为零 D. 不可能是一种匀变速运动 【答案】C 【解析】 【详解】AC．做曲线运动的物体速度方向一定变化，即速度一定变化，加速度一定不为零，但是加速度不一定变化，例如平抛运动，故A错误，C正确； B．物体做曲线运动时，合力不一定是变力，例如平抛运动，故B错误； D．曲线运动也可能是一种匀变速运动，例如平抛运动，故D错误。 故选C。 2. 闹钟是带有闹时装置的钟，既能指示时间，又能按人们预定的时刻发出音响信号或其他信号，闹钟的机芯结构主要有机械式和石英电子式两大类。如图所示，机械式闹钟中的三个齿轮的半径之比为。 当齿轮转动的时候。小齿轮边缘的M点和大齿轮边缘的N点的角速度大小之比和向心加速度大小之比分别为（　　） A. 5：1 1：5 B. 5：1 5：1 C. 1：5 1：5 D. 1：1 5：1 【答案】B 【解析】 【详解】由三齿轮间的位置关系可知 根据 可得 根据 可得 故选B。 3. 如图所示，有三个质量分别为3m、2m、m的物体A、B、C放在水平转台上，A与B、B和C与转台间的动摩擦因数都为μ，A和B、C离转台中心的距离分别为r、2r，某时刻起转台角速度，从零开始缓慢增加，直到有物体开始滑动，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，以下说法正确的是（　　） A. A物体先相对B滑动 B. C先相对转台滑动 C. B对A的摩擦力一定为 D. 转台的角速度一定满足 【答案】B 【解析】 【详解】AB．A、B、C随水平转台转动，摩擦力提供向心力，由牛顿第二定律可得 可得 因三者动摩擦因数相同，半径越大，越先滑动。说明随着转台角速度增大，C最先相对转台滑动，AB同时出现相对滑动，故A错误，B正确； C．取A分析可知B对A的摩擦力提供A做圆周运动的向心力，由牛顿第二律可知 ， 最大静摩擦力为，当转台角速度较小时实际摩擦力小于，故C错误； D．由前面分析可知转台的角速度小于C能达到最大角速度，由牛顿第二定律可知 解得 故D错误。 故选B。 4. 如图所示,两个悬于同一悬点O,且在同一水平面内做匀速圆周运动的圆锥摆e和f,它们的质量相等,摆线长之比：：2,则两圆锥摆的周期之比：为( ) A. 1：1 B. 1：2 C. 2：1 D. 1：3 【答案】A 【解析】 【详解】小球做圆周运动所需要的向心力由重力和绳拉力的合力提供，设绳与竖直方向的夹角为． 对任意一球受力分析，由牛顿第二定律有： 在竖直方向有：      在水平方向有：     由得：, 因连接两小球的绳的悬点距两小球运动平面的距离相等，所以周期相等，所以：=1：1，故A正确，BCD错误． 故选A． 5. 某实验小组的同学在实验室用模型船研究小船渡河问题，模拟水流速度与河岸平行且大小为，若要使模型船由岸边的点沿直线运动到对岸的点，如图所示，模型船的最小船速为（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】模型船的合速度方向由A指向B，船速、水速与合速度构成矢量三角形，当船速与AB垂直时，模型船的速度最小，则。 故选B。 6. 四冲程汽油机中有一个复式活塞压缩机，其简图如图所示，圆盘与活塞通过铰链连接轻杆AB，左侧活塞被轨道固定，只能沿平行AO的方向运动，圆盘绕圆心O做角速度为ω的匀速圆周运动。已知O、B间的距离为r，AB杆的长度大于2r，当OB垂直于AB时，AB与AO的夹角为θ，则此时活塞的速度大小为（ ） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】圆盘上B点的线速度大小，如图所示 当OB垂直于AB时，由速度的合成与分解有，解得。 故选D。 7. 如图所示，两个小球从斜面上的同一位置O以不同的初速度vA，vB做平抛运动，斜面足够长，在斜面上的落点分别为A、B，空中运动的时间分别为tA、tB，碰撞斜面时瞬间的速度与斜面的夹角分别为α、β，已知OB=2OA，则有（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】A．由几何关系知，平抛运动的竖直位移之比为 根据 则 A错误； B．水平位移之比 则由 可知初速度之比 B正确； CD．两球都落在斜面上，位移与水平方向的夹角为定值，故有 速度方向与水平方向夹角 两球落在斜面上，位移方向相同，则速度方向相同，可知碰撞斜面前瞬间的速度与斜面的夹角相同 CD错误。 故选B。 二、多选题（共15分，每小题5分；全对得5分，没选全得3分。） 8. 关于向心力，下列说法正确的是（　　） A. 因向心力总是沿半径指向圆心，且大小不变，故向心力是一个恒力 B. 因向心力指向圆心，且与线速度方向垂直，所以向心力不能改变线速度的大小 C. 向心力和向心加速度的方向都是不变的 D. 做匀速圆周运动的物体的向心力由所受的合外力提供 【答案】BD 【解析】 【详解】AC．物体做匀速圆周运动需要向心力，它始终指向圆心，因此方向不断改变，向心力不是恒力，故AC错误； B．由于向心力指向圆心，与线速度方向始终垂直，所以它的效果只是改变线速度方向，不会改变线速度大小。故B正确； D．物体做匀速圆周运动所需要的向心力是由指合外力提供，但非匀速圆周运动不一定是合力充当向心力，故D正确； 故选BD。 9. 如图所示，是摩天轮的简化模型示意图，一位同学乘摩天轮在竖直平面内做半径为R的匀速圆周运动，已知摩天轮的运动周期为，该同学的质基为m，重力加速度为g，空气阻力不计，则（　　） A. 当座舱运动到最高点时，该同学对座舱的作用力为 B. 当座舱运动到最低点时，该同学对座舱的作用力为 C. 当座舱运动到与圆心等高时，该同学对座舱的作用力为 mg D. 当座舱运动到与圆心等高时，该同学对序舱的作用力为 【答案】BD 【解析】 【详解】A．在最高点处，由牛顿第二定律知 解得 故A错； B．在最低点处，由牛顿第二定律知 解得 故B正确； CD．在与圆心等高处，在半径方向，由牛顿第二定律知 在竖直方向，由平衡方程知 故 故D正确，C错误。 故选BD。 10. 一质点在平面内同时参与两个相互垂直方向的运动，在x方向做速度为vx=4m/s的匀速直线运动，在y方向做初速度vy=3m/s、加速度a=1m/s2的匀加速直线运动。则下列说法正确的是（　　） A. 质点的合运动轨迹是直线 B. 经过t=2s，质点的合位移大小为10m C. 当y方向速度为5m/s时，合速度与x方向夹角的正切值为 D. 质点在任意时刻的合速度大小为 【答案】CD 【解析】 【详解】A．由于合速度和合加速度不共线，则质点做匀变速曲线运动，故A错误； B．经过t=2s，质点在x方向的位移为 质点在y方向的位移为 所以合位移大小为 故B错误； C．当y方向速度为5m/s时，合速度与x方向夹角的正切值为 故C正确； D．质点在任意时刻的合速度大小为 故D正确。 故选CD。 三、实验题（共16分） 11. 向心力演示器如图所示。 （1）本实验采用的实验方法是__________。 A．控制变量法 B．等效法 C．模拟法 （2）若将传动皮带套在两塔轮半径相同的圆盘上，质量相同的两钢球分别放在不同位置的挡板处，转动手柄，可探究小球做圆周运动所需向心力F的大小与__________（选填“”、“”或“”）的关系。 （3）若将皮带套在两轮塔最下面圆盘上（两圆盘半径之比为），质量相同的两钢球放在图示位置的挡板处，转动手柄，稳定后，观察到左侧标尺露出1格，右侧标尺露出9格，则可以得出的实验结论为：__________。 【答案】 ①. A ②. r ③. 质量和半径一定的条件下，物体做圆周运动需要的向心力与角速度的平方成正比 【解析】 【详解】（1）[1]本实验采用的实验方法是控制变量法，A正确。 故选A。 （2）[2]若将传动皮带套在两塔轮半径相同的圆盘上，则角速度ω相同，质量m相同的两钢球分别放在不同位置的挡板处，则转动半径r不同，转动手柄，可探究小球做圆周运动所需向心力F的大小与半径r的关系。 （3）[3]若将皮带套在两轮塔最下面圆盘上（两圆盘半径之比为），则角速度之比为；质量相同的两钢球放在图示位置的挡板处，转动半径相同；转动手柄，稳定后，观察到左侧标尺露出1格，右侧标尺露出9格，则向心力之比为；可以得出的实验结论为质量和半径一定的条件下，物体做圆周运动需要的向心力与角速度的平方成正比。 12. 学校物理兴趣小组用如图甲所示的装置探究平抛运动的规律。 （1）小球a沿水平方向抛出，同时小球b自由落下，用频闪仪拍摄上述运动过程。图乙为某次实验的频闪照片，根据任意时刻a、b两小球的竖直高度相同，可判断小球a在竖直方向上做_________运动；根据小球a相邻两位置水平距离相等，_____（填“能”或“不能”）判断小球a在水平方向做匀速直线运动。 （2）实验中拍摄到小球a做平抛运动的照片如图丙所示，图丙中每小格的边长为5cm，并选定了小球a在运动过程中的A、B、C三个位置。取重力加速度大小g=10m/s2。小球a做平抛运动的初速度大小为________m/s，通过B点时的速度大小为________m/s。（结果均保留两位有效数字） 【答案】（1） ①. 自由落体 ②. 能 （2） ①. 1.5 ②. 2.5 【解析】 【小问1详解】 [1]根据任意时刻a、b两小球的竖直高度相同，可判断小球a在竖直方向上做自由落体运动； [2]根据小球a相邻两位置水平距离相等，且所用时间相等，能判断小球a在水平方向做匀速直线运动。 【小问2详解】 [1]竖直方向，根据 可得 则小球做平抛运动的初速度大小为 [2]通过B点时的竖直分速度大小为 则通过B点时的速度大小为 四、解答题（共41分） 13. 如图所示，长度为L=10m的绳，系一小球在竖直面内做圆周运动，小球的质量为m=2kg，小球半径不计，小球在通过最低点时的速度大小为v=30m/s，试求： （1）小球在最低点的向心加速度大小； （2）小球在最低点所受绳的拉力大小。 【答案】（1）；（2）200N 【解析】 【详解】（1）小球在最低点的向心加速度大小 （2）根据牛顿第二定律 解得 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. 如图所示，光滑水平面的左侧有一以的速度顺时针转动的倾斜传送带，传送带与水平面间的夹角且与水平面平滑连接。水平面右侧竖直平面内有一以为圆心，半径的圆弧坡，以弧面最低点O为原点，水平方向为x轴，竖直方向为y轴建立直角坐标系xOy，某时刻有一物体以初速度从水平面冲上传送带。已知传送带足够长，物体与传送带间动摩擦因数，，，，物体可视为质点，不考虑其经过传送带与水平面连接处时的速率变化。求： （1）物体冲上传送带瞬间的加速度大小； （2）物体在传送带上运动的总时长t； （3）物体返回水平面后，从右端飞出落在坡上的落点坐标。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 物体冲上传送带瞬间，设物体的加速度为，根据牛顿第二定律 解得 【小问2详解】 从物体冲上传送带到与传送带共速，物体的加速度为，运动时间设为，运动学公式 从物体与传送带共速到物体离开传送带，设物体的加速度为，运动时间为，根据牛顿第二定律和运动学公式， 解得，或（舍） 则运动的总时间 【小问3详解】 返回水平面物体的速度 物体离开水平面后，水平方向 竖直方向 根据几何关系 解得， 故落点坐标为。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $