精品解析：湖北省黄冈市黄梅县育才高级中学2024-2025学年高一下学期2月月考物理试题

2025年春季育才高级中学高一年级2月月考 物理试卷 一、单选题：本大题共7小题，共28分。 1. 下列说法中正确的是（　　） A. 匀速圆周运动是匀变速曲线运动 B. 向心力不能改变线速度的大小 C. 匀速圆周运动线速度不变 D. 圆周运动的合外力一定等于向心力 【答案】B 【解析】 【详解】A．匀速圆周运动的加速度大小不变，方向变化，即加速度变化，所以匀速圆周运动是变加速曲线运动，故A错误； B．向心力只改变速度的方向，不改变速度大小，故B正确； C．匀速圆周运动的线速度大小不变，方向时刻变化，故C错误； D．当物体做匀速圆周运动时，其所受合外力等于向心力，故D错误。 故选B。 2. 用一个水平拉力拉着一物体在水平面上绕着点做匀速圆周运动．关于物体受到的拉力和摩擦力的受力示意图，下列四个图中可能正确的是（ ） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】试题分析：由于物体做匀速圆周运动，所以物体受到的合力方向指向圆心，合力提供的是向心力，再根据力的合成的知识可知，C中的二个力的合力才会指向圆心，而其余的三种情况下的合力都不能指向圆心，故该题选C． 考点：匀速圆周运动． 3. 如图所示，用长为L的细线拴一个质量为M的小球，使小球在水平面内做匀速圆周运动，细线与竖直方向间的夹角为θ，关于小球的受力情况，下列说法错误的是（　　） A. 向心力是细线的拉力和小球所受重力的合力 B. 小球受到重力、线的拉力和向心力三个力 C. 向心力等于细线对小球拉力的水平分量 D. 向心力的大小等于 【答案】B 【解析】 【详解】ACD．对小球受力分析有：重力、线的拉力，两者的合力提供向心力，向心力的大小等于细线对小球拉力的水平分量，根据 可得 ACD正确； B．向心力是根据效果命名的，是由一个或多个的合力提供的，B错误。 本题选错误项，故选B。 4. 如图所示，汽车在一水平公路上转弯时，汽车的运动可视为匀速圆周运动的一部分．下列关于汽车转弯时的说法正确的是 A. 汽车处于平衡状态 B. 汽车的向心力由重力提供 C. 汽车的向心力由摩擦力提供 D. 汽车的向心力由支持力提供 【答案】C 【解析】 【详解】汽车做匀速圆周运动，合力不为零，不是平衡状态，故A错误．汽车所受的重力和支持力平衡，靠静摩擦力提供向心力，故BD错误，C正确．故选C． 5. 伦敦眼是英国伦敦标志性建筑，直径约为136米，共有32个乘坐舱，每个乘坐舱可载客约16名，转动一圈大概需要30分钟。坐在其中的游客随乘坐舱的转动可视为匀速圆周运动，下列说法正确的是（　　） A. 游客受到乘坐舱的作用力等于其重力 B. 该运动的线速度大小约为0.24m/s C. 该运动是一种匀变速曲线运动 D. 游客所处的乘坐舱运动到摩天轮最低点时，游客处于失重状态 【答案】B 【解析】 【详解】A．游客随着摩天轮做匀速圆周运动，加速度不为零，则游客受到乘坐舱的作用力大小不等于游客的重力，座舱的作用力和重力的合力提供向心力，故A错误； B．游客做的是线速度约为 故B正确； C．游客随摩天轮做匀速圆周运动，做的是一种非匀变速运动，故C错误； D．游客所处的乘坐舱运动到摩天轮最低点时，加速度向上，则游客处于超重状态，故D错误。 故选B。 6. 关于做匀速圆周运动的物体，下列说法正确的是（　　） A. 因为在相等的时间内通过的圆弧长度相等，所以线速度恒定 B. 如果物体在内转过角，则角速度为 C. 若半径一定，则线速度与角速度成反比 D. 匀速圆周运动是变加速曲线运动 【答案】D 【解析】 【详解】A．匀速圆周运动的线速度大小不变，方向时刻改变，A错误； B．角速度 C．若半径r一定，由 则线速度与角速度成正比，C错误； D．匀速圆周运动是变速运动，它的加速度大小不变，方向始终指向圆心，时刻发生变化，故匀速圆周运动是变加速曲线运动，D正确。 故选D。 7. 在图中，A、B为啮合传动的两齿轮，，则A、B两轮边缘上两点的（　　） A. 角速度之比为2：1 B. 向心加速度之比为1：2 C. 周期之比为1：2 D. 转速之比为2：1 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】A．根据题意有两轮边缘上的线速度大小相等，即有 根据角速度和线速度v的关系 得角速度与半径成反比：即 故A错误； B．根据向心加速度a与线速度v的关系 得，因为 所以 故B正确； C．根据周期T和线速度v的关系 得，因为 所以 故C错误； D．根据转速n和线速度v的关系 得：因为 所以 故D错误． 故选B。 二、多选题：本大题共3小题，共12分。 8. 一个小物块从内壁粗糙的半球形碗边下滑，在下滑过程中由于摩擦力的作用，物块的速率恰好保持不变，如图所示，下列说法中正确的是(　　) A. 物块所受合外力为零 B 物块所受合外力越来越大 C. 物块所受合外力大小保持不变，但方向时刻改变 D. 物块所受摩擦力大小变化 【答案】CD 【解析】 【分析】物块下滑过程中速率保持不变，做匀速圆周运动，加速度不能等于零，合外力提供向心力，向心力大小不变，重力的切向分力等于滑动摩擦力。 【详解】AB．物块下滑过程中速率保持不变，做匀速圆周运动，加速度不能等于零，根据：合外力不为零，且大小保持不变，A、B错误； C．根据：物块所受的合力大小不变，因做匀速圆周运动，合力指向圆心，方向不断变化，故C正确； D．对物块受力分析知物块所受摩擦力总是与重力沿切线方向的分力G1相等，因随物块下滑G1逐渐减小，故物块所受摩擦力也逐渐减小，故D正确。 故选CD。 【点睛】本题就是匀速圆周运动的问题，考查对物理量的理解能力，注意重力的切向分力等于滑动摩擦力。 9. 如图甲为自动计数的智能呼啦圈，水平固定的圆形腰带外侧有轨道，配重通过轻绳与轨道上的滑轮P连接。锻炼中，配重的运动简化为绕腰带的中心轴在水平面内匀速转动，其模型如图乙所示。已知配重的质量为m，轻绳长为l，与竖直方向的夹角为θ，圆形腰带的半径为r，重力加速度为g，配重可视为质点，则配重（　　） A. 受到的拉力大小为 B. 受到的拉力大小为 C. 转动的角速度为 D. 转动的角速度为 【答案】BD 【解析】 【详解】AB．竖直方向上受力平衡可得 解得 故A错误，B正确； CD．水平方向根据牛顿第二定律可得 解得 故C错误，D正确。 故选BD。 10. 如图所示，一小物块（不计重力）以大小为a＝4m/s2的向心加速度做匀速圆周运动，半径R＝1m，则下列说法正确的是（　　） A. 小物块运动的角速度为2rad/s B. 小物块做圆周运动的周期为πs C. 小物块在内通过的位移大小为 D. 小物块在πs内通过的路程为零 【答案】AB 【解析】 【详解】A．依据a＝ω2R，物块运动的角速度 故A正确； B．周期 故B正确； C．根据v＝ωr，知 v＝2 m/s 内通过的位移大小 故C错误； D．小球在π s内通过的路程为 l＝vt＝2×πm＝2πm 故D错误 故选AB。 三、实验：本大圆共2小题，共12分。 11. 如图甲所示是某同学探究做圆周运动物体的质量、向心力、轨道半径及线速度关系的实验装置，圆柱体放置在水平光滑圆盘上做匀速圆周运动。力传感器测量向心力F，速度传感器测量圆柱体的线速度大小v，该同学通过保持圆柱体质量和运动半径不变，来探究向心力F与线速度大小v的关系。 （1）该同学采用的实验方法 ___________； A.等效替代法　　B.控制变量法　　C.理想化模型法 （2）改变线速度大小v，多次测量，该同学测出了五组F、v数据，对数据分析后，在坐标纸上描出了五个点，作出F-v2图线如上面图乙所示。若圆柱体运动半径r=0.2 m，由作出的F-v2的图线可得圆柱体的质量m=___________ kg。（结果保留两位有效数字） 【答案】 ①. B ②. 0.18 【解析】 【分析】 【详解】(1)[1]通过保持圆柱体质量和运动半径不变，来探究向心力F与线速度大小v的关系，采用的是控制变量法，B正确。 故选B。 (2)[2]由向心力公式可得 整理得 斜率 由图线可知，斜率k=0.9，代入题中数据解得m=0.18kg。 12. 用如图所示的实验装置来探究小球做圆周运动所需向心力的大小F与质量m、角速度ω和半径r之间的关系。 两个变速轮塔通过皮带连接，转动手柄使长槽和短槽分别随变速轮塔匀速转动，槽内的钢球就同时做匀速圆周运动，横臂的挡板对球的弹力提供向心力。球对挡板的反作用力通过横臂的扛杆作用使弹簧测力筒下降，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。如图是探究过程中某次实验时装置的状态。 （1）本实验采用的科学方法是（ ）； A．控制变量法 B．等效替代法 C．微元法 D．放大法 （2）在研究向心力的大小F与角速度ω关系时，要保持___________相同； A．ω和r B．ω和m C．m和r D．m和F （3）若图中标尺上红白相间的等分格显示出两个钢球所受向心力的比值为1∶9，运用圆周运动知识和上图中信息，可以判断与皮带连接的变速轮塔对应的半径之比为（ ）。 A．1∶1 B．1∶3 C．3∶1 D．1∶9 【答案】 ①. A ②. C ③. C 【解析】 【详解】（1）[1]本实验通过控制质量m、角速度ω和半径r中两个物理量相同，探究向心力F与另外一个物理量之间的关系，采用的科学方法是控制变量法。 故选A。 （2）[2]在研究向心力大小F与角速度ω关系时，要保持m和r相同。 故选C。 （3）[3]由图可知两钢球做匀速圆周运动的半径相同，根据可知二者角速度之比为 两变速塔轮边缘的线速度大小相等，所以有 所以与皮带连接的变速轮塔对应的半径之比为 故选C。 四、计算题：本大题共4小题，共48分。 13. 如图所示，一质量为的小球，用长为的轻绳系着在竖直平面内做圆周运动。取，求： （1）球要做完整的圆周运动，在最高点的速度至少为多大？ （2）当小球在与点等高的速度为时，小球所受的合力多大？ 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 小球做完整圆周运动通过最高点，在最高点的最小速度时，绳子拉力为0，重力提供向心力，即 解得 【小问2详解】 小球在点等高时速度，此时绳子的拉力提供向心力，有 所以小球的合力 14. 洗衣机进行脱水时的运动情形可简化为如图所示的模型，一半径的圆筒竖直放置，当圆筒绕中心轴以角速度匀速转动时，质量为的物块恰能贴着圆筒内壁做圆周运动。重力加速度取，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。求： （1）物块的线速度大小； （2）物块受到内壁的作用力大小； （3）物块与圆筒内壁的动摩擦因数。 【答案】（1） （2） （3）0.2 【解析】 【小问1详解】 物块做匀速圆周运动，有 解得 【小问2详解】 由于 解得 物块受到内壁的弹力 物块受到内壁的摩擦力 物块受到内壁的作用力大小 【小问3详解】 由于 解得 15. 水车是我国劳动人民利用水能的一项重要发明。如图为某景观水车模型，从槽口水平流出的水，垂直落在与水平面成角的水轮叶面上，轮叶在水流不断冲击下转动，稳定时轮叶边缘线速度与水流冲击的速度大小近似相等。已知槽口到冲击点A所在的水平面距离，水车轮轴到轮叶边缘的距离为R。忽略空气阻力，重力加速度为g。求： （1）水从槽口落到水轮叶面的时间t； （2）槽口处水流的初速度大小； （3）轮叶边缘上质量为m的钉子，随水车匀速转动时的向心力大小F。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）由平抛运动规律知，竖直方向 解得 （2）竖直方向的分速度 由平抛运动得 解得水流的初速度大小 （3）由平抛运动得 向心力大小为 解得 16. 如图所示，半径为R=0.5m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。转台静止不转动时，将一质量为m=2kg、可视为质点的小物块放入陶罐内，小物块恰能静止于陶罐内壁的A点，且A点与陶罐球心O的连线与对称轴OO′成θ=37°角。重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。则： （1）物块与陶罐内壁之间的动摩擦因数为多少？ （2）当转台绕转轴匀速转动时，若物块在陶罐中的A点与陶罐一起转动且所受的摩擦力恰好为0，则转台转动的角速度为多少？ （3）若转台转动的角速度为3rad/s，物块仍在陶罐中的A点随陶罐一起转动，则陶罐给物块的弹力和摩擦力大小为多少？ 【答案】（1）0.75；（2）；（3）， 【解析】 【分析】 【详解】（1）物块受力如图甲所示 由平衡条件得 、 且得 （2）物块受力如图乙所示 由圆周运动的条件得 圆周运动半径 得 （3）当转台角速度为时，物块有向内滑的趋势，摩擦力向外，其受力并建立坐标系如图丙 x方向 y方向 得 、 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2025年春季育才高级中学高一年级2月月考 物理试卷 一、单选题：本大题共7小题，共28分。 1. 下列说法中正确的是（　　） A. 匀速圆周运动是匀变速曲线运动 B. 向心力不能改变线速度的大小 C. 匀速圆周运动线速度不变 D. 圆周运动的合外力一定等于向心力 2. 用一个水平拉力拉着一物体在水平面上绕着点做匀速圆周运动．关于物体受到的拉力和摩擦力的受力示意图，下列四个图中可能正确的是（ ） A. B. C. D. 3. 如图所示，用长为L的细线拴一个质量为M的小球，使小球在水平面内做匀速圆周运动，细线与竖直方向间的夹角为θ，关于小球的受力情况，下列说法错误的是（　　） A. 向心力是细线的拉力和小球所受重力的合力 B. 小球受到重力、线的拉力和向心力三个力 C. 向心力等于细线对小球拉力的水平分量 D. 向心力的大小等于 4. 如图所示，汽车在一水平公路上转弯时，汽车的运动可视为匀速圆周运动的一部分．下列关于汽车转弯时的说法正确的是 A. 汽车处于平衡状态 B. 汽车的向心力由重力提供 C. 汽车的向心力由摩擦力提供 D. 汽车的向心力由支持力提供 5. 伦敦眼是英国伦敦标志性建筑，直径约为136米，共有32个乘坐舱，每个乘坐舱可载客约16名，转动一圈大概需要30分钟。坐在其中的游客随乘坐舱的转动可视为匀速圆周运动，下列说法正确的是（　　） A. 游客受到乘坐舱的作用力等于其重力 B. 该运动的线速度大小约为0.24m/s C. 该运动是一种匀变速曲线运动 D. 游客所处的乘坐舱运动到摩天轮最低点时，游客处于失重状态 6. 关于做匀速圆周运动物体，下列说法正确的是（　　） A. 因为在相等的时间内通过的圆弧长度相等，所以线速度恒定 B. 如果物体在内转过角，则角速度为 C. 若半径一定，则线速度与角速度成反比 D. 匀速圆周运动是变加速曲线运动 7. 在图中，A、B为啮合传动的两齿轮，，则A、B两轮边缘上两点的（　　） A. 角速度之比为2：1 B. 向心加速度之比为1：2 C. 周期之比为1：2 D. 转速之比为2：1 二、多选题：本大题共3小题，共12分。 8. 一个小物块从内壁粗糙的半球形碗边下滑，在下滑过程中由于摩擦力的作用，物块的速率恰好保持不变，如图所示，下列说法中正确的是(　　) A. 物块所受合外力为零 B. 物块所受合外力越来越大 C. 物块所受合外力大小保持不变，但方向时刻改变 D 物块所受摩擦力大小变化 9. 如图甲为自动计数智能呼啦圈，水平固定的圆形腰带外侧有轨道，配重通过轻绳与轨道上的滑轮P连接。锻炼中，配重的运动简化为绕腰带的中心轴在水平面内匀速转动，其模型如图乙所示。已知配重的质量为m，轻绳长为l，与竖直方向的夹角为θ，圆形腰带的半径为r，重力加速度为g，配重可视为质点，则配重（　　） A. 受到的拉力大小为 B. 受到的拉力大小为 C. 转动的角速度为 D. 转动的角速度为 10. 如图所示，一小物块（不计重力）以大小为a＝4m/s2的向心加速度做匀速圆周运动，半径R＝1m，则下列说法正确的是（　　） A. 小物块运动的角速度为2rad/s B. 小物块做圆周运动的周期为πs C. 小物块在内通过的位移大小为 D. 小物块在πs内通过的路程为零 三、实验：本大圆共2小题，共12分。 11. 如图甲所示是某同学探究做圆周运动的物体的质量、向心力、轨道半径及线速度关系的实验装置，圆柱体放置在水平光滑圆盘上做匀速圆周运动。力传感器测量向心力F，速度传感器测量圆柱体的线速度大小v，该同学通过保持圆柱体质量和运动半径不变，来探究向心力F与线速度大小v的关系。 （1）该同学采用的实验方法 ___________； A.等效替代法　　B.控制变量法　　C.理想化模型法 （2）改变线速度大小v，多次测量，该同学测出了五组F、v数据，对数据分析后，在坐标纸上描出了五个点，作出F-v2图线如上面图乙所示。若圆柱体运动半径r=0.2 m，由作出的F-v2的图线可得圆柱体的质量m=___________ kg。（结果保留两位有效数字） 12. 用如图所示实验装置来探究小球做圆周运动所需向心力的大小F与质量m、角速度ω和半径r之间的关系。 两个变速轮塔通过皮带连接，转动手柄使长槽和短槽分别随变速轮塔匀速转动，槽内的钢球就同时做匀速圆周运动，横臂的挡板对球的弹力提供向心力。球对挡板的反作用力通过横臂的扛杆作用使弹簧测力筒下降，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。如图是探究过程中某次实验时装置的状态。 （1）本实验采用的科学方法是（ ）； A．控制变量法 B．等效替代法 C．微元法 D．放大法 （2）在研究向心力的大小F与角速度ω关系时，要保持___________相同； A．ω和r B．ω和m C．m和r D．m和F （3）若图中标尺上红白相间的等分格显示出两个钢球所受向心力的比值为1∶9，运用圆周运动知识和上图中信息，可以判断与皮带连接的变速轮塔对应的半径之比为（ ）。 A．1∶1 B．1∶3 C．3∶1 D．1∶9 四、计算题：本大题共4小题，共48分。 13. 如图所示，一质量为小球，用长为的轻绳系着在竖直平面内做圆周运动。取，求： （1）球要做完整的圆周运动，在最高点的速度至少为多大？ （2）当小球在与点等高的速度为时，小球所受的合力多大？ 14. 洗衣机进行脱水时的运动情形可简化为如图所示的模型，一半径的圆筒竖直放置，当圆筒绕中心轴以角速度匀速转动时，质量为的物块恰能贴着圆筒内壁做圆周运动。重力加速度取，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。求： （1）物块的线速度大小； （2）物块受到内壁的作用力大小； （3）物块与圆筒内壁的动摩擦因数。 15. 水车是我国劳动人民利用水能的一项重要发明。如图为某景观水车模型，从槽口水平流出的水，垂直落在与水平面成角的水轮叶面上，轮叶在水流不断冲击下转动，稳定时轮叶边缘线速度与水流冲击的速度大小近似相等。已知槽口到冲击点A所在的水平面距离，水车轮轴到轮叶边缘的距离为R。忽略空气阻力，重力加速度为g。求： （1）水从槽口落到水轮叶面的时间t； （2）槽口处水流的初速度大小； （3）轮叶边缘上质量为m的钉子，随水车匀速转动时的向心力大小F。 16. 如图所示，半径为R=0.5m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。转台静止不转动时，将一质量为m=2kg、可视为质点的小物块放入陶罐内，小物块恰能静止于陶罐内壁的A点，且A点与陶罐球心O的连线与对称轴OO′成θ=37°角。重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。则： （1）物块与陶罐内壁之间的动摩擦因数为多少？ （2）当转台绕转轴匀速转动时，若物块在陶罐中的A点与陶罐一起转动且所受的摩擦力恰好为0，则转台转动的角速度为多少？ （3）若转台转动的角速度为3rad/s，物块仍在陶罐中的A点随陶罐一起转动，则陶罐给物块的弹力和摩擦力大小为多少？ 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $