2020学年高一物理下学期第一次月考试题（含解析） 20页

‎2019高一（下）第一次月考物理试卷 一、单项选择题（每小题3分，共33分，每个小题只有一个选项正确）‎ ‎1．（3分）下列说法中正确的是（ ）‎ A．变速运动一定是曲线运动 B．曲线运动一定是变速运动 C．匀速圆周运动是速度不变的运动 D．匀速圆周运动是向心加速度不变的运动 ‎【答案】B ‎【解析】解：A、变速运动不一定是曲线运动，只有当合力的方向与初速度的方向不共线时，才做曲线运动，故A错误；‎ B、曲线运动一定存在加速度，因此一定是变速运动，故B正确；‎ C、匀速圆周运动是速率不变的曲线运动，故C错误；‎ D、匀速圆周运动是向心加速度大小不变的运动，而方向时刻变化，故D错误；‎ 故选B．‎ ‎2．（3分）以的速度水平抛出一物体，当其竖直分位移与水平分位移相等时，则此物体的（ ）‎ A．竖直分速度等于水平分速度 B．瞬时速度大小为 C．运动时间为 D．运动的位移为 ‎【答案】B ‎【解析】解：A、竖直分位移与水平分位移大小相等，有，所以运动的时间为，此时竖直方向上的分速度．故A、C错误．‎ B、平抛运动瞬时速度的大小为，故B正确；‎ D、此时水平方向上的位移的大小为，由于此时竖直分位移与水平分位移大小相等，所以此时物体运动的位移的大小为，故D错误．‎ 故选B．‎ ‎3．（3分）在同一点 - 20 -‎ 抛出的三个物体，做平抛运动的轨迹如图所示，则三个物体做平抛运动的初速度、、的关系和三个物体做平抛运动的时间、、的关系分别是（ ）‎ A． B． ‎ C． D． ‎ ‎【答案】C ‎【解析】解：根据得，，因为，则，‎ 根据知，，则．‎ 故选：C． ‎ ‎4．（3分）如图所示，小物体与圆盘保持相对静止，跟着圆盘一起做匀速圆周运动，则关于的受力情况，下列说法正确的是（ ）‎ A．只受重力和支持力 B．受重力、支持力和向心力 C．受重力、支持力、摩擦力 D．受重力、支持力、向心力、摩擦力 ‎【答案】C ‎【解析】解：物体在水平面上，一定受到重力和支持力作用，物体在转动过程中，有背离圆心的运动趋势，因此受到指向圆心的静摩擦力，且静摩擦力提供向心力，故物体只受重力、支持力和摩擦力作用，故C正确，ABD错误．‎ 故选：C．‎ ‎5．（3分）如图所示，、为咬合传动的两齿轮，，则、‎ - 20 -‎ 两轮边缘上两点的（ ） ‎ A．角速度之比为 B．向心加速度之比为 C．周期之比为 D．转速之比为 ‎【答案】B ‎【解析】解：根据题意有两轮边缘上的线速度大小相等，即有 A．根据角速度和线速度的关系得角速度与半径成反比：即，故A错误；‎ B．根据向心加速度与线速度的关系得，因为所以：，故B正确；‎ C．根据同期和线速度的关系得，因为所以：，故C错误；‎ D．根据转速和线速度的关系得：因为所以：，故D错误．‎ 故选：B．‎ ‎6．（3分）装修公司进行家居装饰时，有时会有这样的需求：在墙上同一竖直线上从上到下，按照一定的间距要求，喷涂上相应的颜色，可以用喷枪染料液喷射出去．喷枪是水平放置且固定的，图示虚线分别为水平线和竖直线．、、、四个液滴可以视为质点；不计空气阻力，要求、、间距依次为、、，与水平线的间距为，如图所示，正确的是（ ）‎ A．四个液滴的射出速度可以相同，要达到目的，只需要调整它们的出射时间间隔即可 B．四个液滴在空中的运动时间是相同的 - 20 -‎ C．四个液滴出射速度之比应为 D．四个液滴出射速度之比应为 ‎【答案】D ‎【解析】解：A、B．液滴在空中做平抛运动，水平方向做匀速直线运动，竖直方向做自由落体运动．‎ 设喷枪到墙的水平距离为，液滴到墙时下落的高度为，则有：‎ ‎，；‎ 可得：，‎ 由题图知：四个液滴的水平距离相等，下落高度不等，则射出的初速度一定不同，运动时间一定不同．故AB错误．‎ C、D．四个液滴下落高度之比为：‎ 由和数学知识可得：液滴出射速度之比应为，故C错误，D正确．‎ 故选：D．‎ ‎7．（3分）某人划船横渡一条河，河水流速处处相同且恒定，船的划行速率恒定．已知此人过河最短时间为；若此人用最短的位移过河，则需时间为；已知船的划行速度大于水速．则船的滑行速率与水流速率之比为（ ）‎ A． B． C． D．‎ ‎【答案】A ‎【解析】解：解：设河宽为，设船在静水中的速率为，水流速为，‎ ‎（1）最短时间过河时，静水速与河岸垂直 有：… ①‎ ‎（2）最小位移过河：‎ - 20 -‎ 则… ②‎ 联立①②解得．故A正确，B、C、D错误．‎ 故选A． ‎ ‎8．（3分）杂技演员表演“水流星”，在长为的细绳的一端，系一个总质量为的盛水容器，以绳的一端为圆心，在竖直平面内作圆周运动，若“水流星”通过最高点的速度为，则下列哪些说法正确（）（ ）‎ A．“水流星”通过最高点时，有水从容器中流出 B．“水流星”通过最高点时，绳的张力及容器底受到的压力均为零 C．“水流星”通过最高点时，处于完全失重状态，不受力的作用 D．“水流星”通过最高点时，绳子的拉力大小为 ‎【答案】B ‎【解析】解：A、B．当绳的张力恰好为零时，对水和容器整体，根据牛顿第二定律：‎ 解得：．‎ 可知，“水流星”通过最高点的速度最小速度为，绳的张力为零，此时整体的加速度为，所以水对桶底压力为零，水不会从容器中流出．‎ 故A错误，B正确，D错误．‎ C、“水流星”通过最高点时，仅受重力，重力恰好完全提供向心力，处于完全失重状态．故C错误．‎ 故选：B．‎ ‎9．（3分）如图所示，直升飞机放下绳索从湖里吊起困在水中的伤员后，在离湖面的高度飞行，空气阻力不计，在伤员与飞机以相同的水平速度匀速运动的同时，绳索将伤员吊起，飞机与伤员之间的距离与时间之间的关系是，则伤员的受力情况和运动轨迹可能是下图中的（ ）‎ - 20 -‎ A． B． C． D．‎ A． B． C． D．‎ ‎【答案】A ‎【解析】解：在水平方向上匀速直线，水平方向上不受力．由可知伤员竖直方向的运动是加速度的方向竖直向上，大小恒定的匀加速直线运动，竖直方向只受两个力的作用，所以悬索的拉力大于伤员的重力，两力在竖直方向上．‎ 他在水平方向做匀速直线运动，竖直方向上是匀加速直线运动，从地面看，就是类平抛运动，轨迹是斜向上的弯曲的抛物线，故A正确，BCD错误．‎ 故选：A．‎ ‎10．（3分）如图所示，光滑的水平面上，小球在拉力作用下做匀速圆周运动，若小球到达点时突然发生变化，下列关于小球运动的说法正确的是（ ）‎ ‎ ‎ A．突然变小，小球将沿轨迹逐渐靠近圆心 - 20 -‎ B．突然变小，小球将沿轨迹做离心运动 C．突然变大，小球将沿轨迹做离心运动 D．突然消失，小球将沿轨迹做离心运动 ‎【答案】D ‎【解析】解：A．当向心力减小时，将沿轨道做离心运动，故A、B错误．‎ C．突然变大，小球将沿轨迹做向心运动，突然变小，小球将沿轨迹做离心运动，故C错误．‎ D．在水平面上，细绳的拉力提供所需的向心力，当拉力消失，物体受力合为零，将沿切线方向做匀速直线运动，故D正确．‎ 故选：D．‎ ‎11．（3分）如图所示，为竖直圆轨道的左端点，它和圆心的连线与竖直方向的夹角为．一小球在圆轨道左侧的点以速度平抛，恰好沿点的切线方向进入圆轨道．已知重力加速度为，则之间的水平距离为（ ）‎ ‎ ‎ A． B． C． D．‎ ‎【答案】A ‎【解析】解：根据平行四边形定则知，小球通过点时竖直方向上的分速度．‎ 则运动的时间．‎ 则间的水平距离．故A正确，B、C、D错误．‎ 故选A．‎ ‎ ‎ 二、多项选择题（每小题4分，共20分，在每小题给出的四个选项中，每个小题有多个选项正确．全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分）‎ - 20 -‎ ‎12．（4分）如图所示，细杆的一端与一小球相连，可绕过点的水平轴自由转动．现给小球一初速度，使它在竖直平面内做圆周运动，图中、分别表示小球运动轨道的最低点和最高点，则杆对小球的作用力可能是（ ）‎ ‎ ‎ A．处为支持力，处为拉力 B．处为拉力，处为支持力 C．处为拉力，处为拉力 D．处为支持力，处为支持力 ‎【答案】BC ‎【解析】解：小球做圆周运动，合力提供向心力；‎ 在最高点受重力和杆的弹力，假设弹力向下，如图，‎ ‎ ‎ 根据牛顿第二定律得到，；‎ 当，为支持力，向上；‎ 当，为拉力，向下；‎ 当，无弹力；‎ 球经过最低点时，受重力和杆的弹力，如图，‎ ‎ ‎ 由于合力提供向心力，即合力向上，故杆只能为向上的拉力；‎ - 20 -‎ 故选：BC．‎ ‎13．（4分）如图所示，一根细线下端拴一个金属小球，细线的上端固定在金属块上，放在带小孔（小孔是光滑）的水平桌面上，小球在某一水平面内作匀速圆周运动（圆锥摆）．现使小球改到一个更高一些的水平面上作匀速圆周运动（图中位置），两次金属块都静止在桌面上的同一点，则后一种情况与原来相比较，下面的判断中正确的是（ ）‎ ‎ ‎ A．受到桌面的支持力变大 B．受到桌面的静摩擦力变大 C．小球运动的周期变大 D．小球运动的角速度变大 ‎【答案】BD ‎【解析】解：A、金属块保持在桌面上静止，根据平衡条件得知，受到桌面的支持力等于其重力，保持不变．故A错误．‎ B、C、D设细线与竖直方向的夹角为，细线的拉力大小为，细线的长度为．球做匀速圆周运动时，由重力和细线的拉力的合力提供向心力，如图，则有 ‎，‎ ‎，得角速度，周期，‎ 使小球改到一个更高一些的水平面上作匀速圆周运动时，增大，减小，则 得到细线拉力增大，角速度增大，周期减小．对球，由平衡条件得知，受到桌面的静摩擦力变大．故BD正确，C错误．‎ 故选：BD．‎ - 20 -‎ ‎ ‎ ‎14．（4分）“飞车走壁”是一种传统的杂技艺术，演员骑车在倾角很大的桶面上做圆周运动而不掉下来．如图所示，已知桶壁的倾角为，车和人的总质量为，做圆周运动的半径为，若使演员骑车做圆周运动时不受桶壁的摩擦力，下列说法正确的是（ ）‎ ‎ ‎ A．人和车的速度为 B．人和车的速度为 C．桶面对车的弹力为 D．桶面对车的弹力为 ‎【答案】AC ‎【解析】解：A．人和车所受的合力为：，根据得：‎ ‎．故A正确，B错误．‎ C．根据平行四边形定则知，桶面对车的弹力为：．故C正确，D错误．‎ 故选：AC．‎ ‎ ‎ ‎15．（4分）如图所示，物体和质量均为 - 20 -‎ ‎，分别与轻绳连接跨过定滑轮（不计绳与滑轮之间的摩擦）．当用水平力拉物体沿水平面向右做匀速直线运动时，下列判断正确的是（ ）‎ ‎ ‎ A．物体也做匀速直线运动 B．绳子对物体的拉力始终大于的重力 C．物体的速度小于物体的速度 D．物体的速度大于物体的速度 ‎【答案】BC ‎【解析】解：A、设绳子与水平方向的夹角为，将的速度分解为沿绳子方向和垂直于绳子方向，沿绳子方向的分速度等于的速度，有．向右做匀速直线运动，则减小，则的速度增大，做加速运动．故A错误；‎ B．向上做加速运动，拉力．故B正确；‎ C．设绳子与水平方向的夹角为将的速度分解为沿绳子方向和垂直于绳子方向，沿绳子方向的分速度等于的速度，有．向右做匀速直线运动，则减小，则的速度增大，做变速运动．因为，所以的速度小于的速度，故C正确，D错误；‎ 故选：BC．‎ ‎ ‎ ‎16．（4分）如图所示，某公路急转弯处是一段圆弧，当汽车行驶的速率为时，汽车恰好没有向公路内外两侧滑动的趋势，则在该弯道处（ ）‎ - 20 -‎ ‎ ‎ A．路面外侧高、内侧低 B．车速只要低于，车辆便会向内侧滑动 C．车速高于，但只要不超出某一限度，车辆便不会向外侧滑动 D．当路面结冰时，与未结冰时相比，的值变小 ‎【答案】AC ‎【解析】解：A、路面应建成外高内低，此时重力和支持力的合力指向内侧，可以提供圆周运动向心力．故A正确．‎ B、车速低于，所需的向心力减小，此时摩擦力可以指向外侧，减小提供的力，车辆不会向内侧滑动．故B错误．‎ C、当速度为时，静摩擦力为零，靠重力和支持力的合力提供向心力，速度高于时，摩擦力指向内侧，只有速度不超出最高限度，车辆不会侧滑．故C正确．‎ D、当路面结冰时，与未结冰时相比，由于支持力和重力不变，则的值不变．故D错误．‎ 故选：AC．‎ 三、填空、实验题：（每空2分，共20分）‎ ‎17．（4分）自行车的小齿轮、大齿轮、后轮是相互关联的三个转动部分，且半径、，正常骑行时三轮边缘的向心加速度大小之比__________，角速度大小之比__________．‎ ‎ ‎ ‎【答案】；‎ ‎【解析】解：由于轮和 - 20 -‎ 轮是皮带传动，皮带传动的特点是两轮与皮带接触点的线速度的大小与皮带的线速度大小相同，‎ 故，‎ 所以：，‎ 由，‎ 所以：，‎ 由于轮和轮共轴，故两轮角速度相同，‎ 即，‎ 故，‎ 所以：，‎ 由角速度和线速度的关系式可得，‎ ‎，‎ 所以：，‎ 又因为：，‎ 根据得：‎ ‎，‎ 故答案为：；．‎ ‎18．（2分）如图所示，两斜面的倾角分别为和，在顶点把、两个相同的小球同时以相同大小的初速度分别向左、右水平抛出，小球都落在斜面上，不计阻力，则先落到斜面上的是__________小球，且、两小球运动时间之比为__________．（，）‎ ‎ ‎ ‎【答案】，．‎ - 20 -‎ ‎【解析】解：对于球，，所以，‎ 对于球，，所以，‎ 所以，‎ 所以，故球先落到斜面上．‎ 故答案为：，．‎ ‎19．（2分）如图所示，细绳一端系着质量，的小物块，置于光滑水平台面上；另一端通过光滑小孔与质量的物体相连，静止于水平地面上，当以为圆心做半径的匀速圆周运动时，地面对的支持力，求物块的线速度为__________，和角速度为__________．（取）‎ ‎ ‎ ‎【答案】，．‎ ‎【解析】解：处于静止状态，根据受力平衡有：，‎ 则，‎ 拉力提供做圆周运动所需的向心力：‎ ‎，‎ 解得：‎ ‎，‎ 角速度：，‎ 故答案为：，．‎ ‎20．（6分）如图甲所示是某种“研究平抛运动”的实验装置：‎ ‎（1）当小球从斜槽末端水平飞出时与小球离地面的高度均为 - 20 -‎ ‎，此瞬间电路断开使电磁铁释放小球，最终两小球同时落地．该实验结果可表明__________．‎ A．两小球落地速度的大小相同 B．两小球在空中运动的时间相等 C．小球在竖直方向的分运动与小球的运动相同 D．两小球在空中运动时的加速度相等 ‎（2）利用该实验装置研究小球平抛运动的速度，从斜槽同一位置释放小球，实验得到小球运动轨迹中的三个点、、，如图乙所示．图中为坐标原点，点在两坐标线交点，坐标，，、点均在坐标线的中点．则小球水平飞出时的初速度大小为__________；平抛小球在点处的即时速度的大小__________．‎ ‎ ‎ ‎【答案】（1）BC，（2），；‎ ‎【解析】解：（1）当小球从斜槽末端水平飞出时与小球离地面的高度均为，此瞬间电路断开使电磁铁释放小球，最终两小球同时落地，知运动时间相等，球在竖直方向上的分运动与小球的运动相同．故选BC．‎ ‎（2）点的横坐标为，纵坐标为，点的横坐标为，纵坐标为 - 20 -‎ ‎．根据得，‎ 则平抛运动的初速度．点竖直方向上的分速度．则点的瞬时速度．‎ 故答案为：（1）BC，（2），；‎ ‎21．（6分）在做“研究平抛运动”的实验中，为了确定小球在不同时刻在空中所通过的位置，实验时用了如图所示的装置．先将斜槽轨道的末端调整水平，在一块平整的木板表面钉上白纸和复写纸．将该木板竖直立于水平地面上，使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止释放，小球撞到木板并在白纸上留下痕迹；将木板向远离槽口平移距离，再使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止释放，小球撞在木板上得到痕迹；又将木板再向远离槽口平移距离，小球再从斜槽上紧靠挡板处由静止释放，再得到痕迹．若测得木板每次移动距离，、间距离，、间距离．请回答以下问题（）‎ ‎（1）为什么每次都要使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止释放？____________________．‎ ‎（2）根据以上直接测量的物理量来求得小球初速度的表达式为__________．（用题中所给字母表示）‎ ‎（3）小球初速度的值为__________．‎ ‎ ‎ ‎【答案】（1）为了保证小球每次做平抛运动的初速度相同；（2）；（3）．‎ ‎【解析】解：（1）该实验中，为了确保小球每次抛出的轨迹相同，应该使抛出时的初速度相同，因此每次都应使小球从斜槽上紧靠档板处由静止释放．‎ - 20 -‎ ‎（2）在竖直方向上：根据得：，‎ 则初速度为：．‎ ‎（3）代入数据解得初速度为：．‎ 故答案为：（1）为了保证小球每次做平抛运动的初速度相同；（2）；（3）．‎ 三、计算题（共3题，第22题8分，第23题9分，第24题10分，共27分）‎ ‎22．（8分）如图所示，在距地面高为处，有一小球以初速度水平抛出，与此同时，在的正下方有一物块也以相同的初速度同方向滑出，与地面间的动摩擦因数为，、均可看做质点，空气阻力不计，重力加速度取，求：‎ ‎（1）球从抛出到落地的时间和这段时间内的水平位移；‎ ‎（2）球落地时，、之间的距离．‎ ‎ ‎ ‎【解析】解：（1）球做的是平抛运动，由平抛运动的规律得 水平方向上：‎ 竖直方向上：‎ 由以上两个方程可以解得，‎ ‎，‎ ‎．‎ ‎（2）对物块，由牛顿第二定律可得，，所以，‎ 减速至停止所需要的时间为，‎ 所以在落地之前已经停止运动，的总位移为，‎ - 20 -‎ ‎，‎ 所以间的距离为．‎ 答：（1）球从抛出到落地的时间是，这段时间内的水平位移是；‎ ‎（2）球落地时，、之间的距离是．‎ ‎23．（9分）小明站在水平地面上，手握不可伸长的轻绳一端，绳的另一端系有质量为的小球，甩动手腕，使球在竖直平面内做圆周运动．当球某次运动到最低点时，绳突然断掉，球飞行水平距离后落地，如图所示．已知握绳的手离地面高度为，手与球之间的绳长为，重力加速度为，忽略手的运动半径和空气阻力．‎ ‎（1）求绳断时球的速度大小和球落地时的速度大小．‎ ‎（2）问绳能承受的最大拉力多大？‎ ‎ ‎ ‎【解析】解：（1）设绳断后球飞行时间为，由平抛运动规律，竖直方向：‎ ‎，‎ 水平方向：‎ ‎，‎ 得：‎ ‎，‎ 由机械能守恒定律，有：‎ ‎，‎ 解得：‎ ‎．‎ ‎（2）设绳能承受的最大拉力大小为，这也是球受到绳的最大拉力大小，球做圆周运动的半径为：‎ - 20 -‎ ‎，‎ 由圆周运动向心力公式，有：‎ ‎，‎ 解得：‎ ‎．‎ 答：（1）求绳断时球的速度大小为，球落地时的速度大小为；‎ ‎（2）绳能承受的最大拉力为．‎ ‎24．（10分）如图所示，半径为，内径很小的光滑半圆管竖直放置，两个质量均为的小球、以不同速率进入管内，通过最高点时，对管壁上部的压力为，通过最高点时，对管壁下部的压力为．求、两球落地点间的距离．‎ ‎ ‎ ‎【解析】解：两个小球在最高点时，受重力和管壁的作用力，这两个力的合力作为向心力，离开轨道后两球均做平抛运动，、两球落地点间的距离等于它们平抛运动的水平位移之差．‎ 对球：，‎ 解得：，‎ 对球：，‎ 解得：，‎ 由平抛运动规律可得落地时它们的水平位移分别为：‎ ‎，‎ ‎，‎ - 20 -‎ 则有：，‎ 即、两球落地点间的距离为．‎ 答：、两球落地点间的距离为．‎ - 20 -‎