2018-2019学年河南省鹤壁市淇滨高级中学高一下学期第一次月考物理试题 解析版 18页

‎2018-2019学年河南省鹤壁市淇滨高级中学高一下学期第一次月考物理试题：‎ 第I卷（选择题)‎ 一、选择题（共14题，每小题4分，共56分。其中1-10为单项选择，11-14为多选，选对得4分，选不全得2分，选错不得分）‎ ‎1．对做曲线运动的物体，下列说法正确的是(　 　)‎ A．速度方向与合外力方向不可能在同一条直线上 B．加速度方向与合外力方向可能不在同一条直线上 C．加速度方向与速度方向有可能在同一条直线上 D．合外力的方向一定是变化的 ‎2．关于力的论述，下列说法中正确的是（ 　 ）‎ A．匀速圆周运动的物体所受的向心力是恒定的 B．匀速圆周运动的物体所受各力的合力提供向心力 C．接触的两物体之间一定有弹力作用 D．滑动摩擦力的方向与物体运动方向相反 ‎3．—艘小船在静水中的速度为4m/s，渡过一条宽为200m，水流速度为5m/s 的河流，则该小船（ ）‎ A．能垂直河岸方向到达对岸 B．渡河的时间可能少于20s C．以最短位移渡河时，位移大小为200m D．以最短时间渡河时，沿水流方向的位移大小为250m ‎4．如图所示，A、B两点在同一条竖直线上，A点离地面的高度为3h，B点离地面高度为2h．将两个小球分别从A、B两点水平抛出，它们在C点相遇，C点离地面的高度为h．已知重力加速度为g，则（ ）‎ A．两个小球一定同时抛出 B．两个小球一定同时落地 C．两个小球抛出的时间间隔为 D．两个小球抛出的初速度之比 ‎5．如图所示，重物M沿竖直杆下滑，并通过绳子带动小车m沿斜面升高。则当滑轮右侧的绳子与竖直方向成θ角且重物下滑的速度为v时，小车的速度为（ ）‎ A．vcosθ B．vsinθ C． D．vtanθ ‎6．如图所示，固定在水平地面上的圆弧形容器，容器两端A、C在同一高度上，B为容器的最低点，圆弧上E、F两点也处在同一高度，容器的AB段粗糙，BC段光滑。一个可以看成质点的小球，从容器内的A点由静止释放后沿容器内壁运动到F以上、C点以下的H点(图中未画出)的过程中，则（ ）‎ A．小球运动到H点时加速度为零 B．小球运动到E点时的向心加速度和F点时大小相等 C．小球运动到E点时的切向加速度和F点时的大小相等 D．小球运动到E点时的切向加速度比F点时的小 ‎7．如图所示，某人用绳通过定滑轮拉小船，设人匀速拉绳的速度为vo，绳某时刻与水平方向夹角为α，则船的运动性质及此时此刻小船速度υx为（ ）‎ A．船做匀速直线运动，υx= v0 cosα B．船做匀速直线运动，υx=‎ C．船做加速直线运动，υx= v0 cosα D．船做加速直线运动，υx=‎ ‎8．A、B两个质点分别做匀速圆周运动，在相等时间内，所通过的弧长之比SA:SB=4:3，所转过的圆心角之比θA:θB=3:2，则下列说法中正确的是（ ）‎ A．它们的线速度之比vA:vB=3:4 B．它们的角速度之比ωA:ωB=4:3‎ C．它们的周期之比TA:TB=3:2 D．它们的向心加速度之比aA:aB=2:1‎ ‎9．把一个小球放在光滑的球形容器中，使小球沿容器壁在某一水平面内做匀速圆周运动，如图所示，关于小球的受力情况，下列说法正确的是（ ）‎ A．小球受到的合力为零 B．重力、容器壁的支持力和向心力 C．重力、向心力 D．重力、容器壁的支持力 ‎10．在公园里我们经常可以看到大人和小孩都喜欢玩的一种游戏——“套圈”，如图所示是“套圈”游戏的场景。假设某小孩和大人从同一条竖直线上距离地面的不同高度处分别水平抛出两个小圆环大人抛出圆环时的高度为小孩抛出圆环高度的倍，结果恰好都套中地面上同一物体。不计空气阻力，则大人和小孩所抛出的圆环（ ）‎ A．运动时间之比为9︰4 B．速度变化率之比为4︰9‎ C．水平初速度之比为2︰3 D．落地时速度之比为3︰2‎ ‎11．下列有关生活中的圆周运动实例分析，其中说法正确的是　　‎ A．公路在通过小型水库泄洪闸的下游时，常常用修建凹形桥，也叫“过水路面”，汽车通过凹形桥的 最低点时，车对桥的压力小于汽车的重力 B．在铁路的转弯处，通常要求外轨比内轨高，目的是减轻轮缘与外轨的挤压 C．摩托车过凸型路面时，若速度过快，容易飞离地面 D．洗衣机脱水桶的脱水原理是：水滴受到的离心力大于它受到的向心力，从而沿切线方向甩出 ‎12．如图所示，一个球绕中心轴线OO′以角速度ω做匀速圆周运动，则(　　)‎ A．a，b两点的线速度相同 B．a，b两点的角速度相同 C．若θ＝30°，则a，b两点的线速度之比va∶vb＝ ∶2‎ D．若θ＝30°，则a，b两点的向心加速度之比 ‎13．在距离水平地面高为h处，将一物体以初速v0水平抛出(不计空气阻力)，落地时速度为v1，竖直分速度为vy，落地点与抛出点的水平距离为s，则能用来计算该物体在空中运动时间的式子有（ ）‎ A． B． C． D．‎ ‎14．如图所示，长为L的悬线固定在O点，在O点正下方处有一钉子C，把悬线另一端的小球m拉到跟悬点在同一水平面上无初速度释放，小球运动到悬点正下方时悬线碰到钉子，则小球的（ ）‎ A．线速度突然增大 B．角速度突然增大 C．向心加速度突然增大 D．悬线拉力突然增大 第II卷（非选择题)‎ 二、实验题（2小题，每空3分，共21分）‎ ‎15．某校学生验证Fn=m的实验中，设计了如下实验：‎ 第1步：先用粉笔在地上画一个直径为2L的圆 第2步：通过力的传感器，用绳子绑住一质量为m的物块，人站在圆内，手拽住绳子离物块距离为L的位置，用力甩绳子，使小球做匀速圆周运动，调整位置，让转动物块的手肘的延长线刚好通过地上的圆心，量出手拽住处距离地面的高度为h，记下力的传感器的读数为F。‎ 第3步：转到一定位置时，突然放手，让物块自由抛出去。‎ 第4步：另一个同学记下物块的落地点C，将通过抛出点A垂直于地面的竖直线在地面上的垂足B与落地点C连一条直线，这条直线近似记录了物块做圆周运动时在地面上的投影圆B的运动方向，量出BC间的距离为S。‎ 第5步：保持物块做圆周运动半径不变，改变物块做圆周运动的速度，重复上述操作，试回答：‎ ‎(1)放手后，物块在空中运动的时间t=___________。‎ ‎(2)物块做圆周运动的速度v0=___________。‎ ‎(3)物块落地时的速度大小为v=___________。‎ ‎(4)在误差范围内，有F=___________(用题中的m、L、h、S和重力加速度g表示)。‎ ‎16．某同学在做“研究平抛运动”的实验时，记录了小球运动轨迹。a、b、c为轨迹上的三个点，取a点为坐标原点，建立如图所示坐标系（水平向右为轴正方向，竖直向下为轴正方向，）。那么小球作平抛运动的初速度为_______；小球开始做平抛运动的位置坐标______；_______。‎ 三、计算题（3小题，共23分）‎ ‎17．（7分）如图所示，一光滑的半径为R的半圆形轨道放在水平面上，一个质量为m的小球以某一速度冲上轨道，当小球将要从轨道口飞出时，轨道的压力恰好为零，则：‎ ‎（1）小球在B点的速度是多少？‎ ‎（2）小球落地点C距B处的水平距离是多少？‎ ‎18．（6分）用长为L的细绳拴住一质量m的小球，当小球在一水平面上做匀速圆周运动时，如图细绳与竖直方向成α角，求小球做匀速圆周运动的周期及细绳对小球的拉力。（重力加速度为g）‎ ‎19．（10分）如图所示,平台上的小球从A点水平抛出,恰能无碰撞地进入粗糙的BC斜面,经C点进入光滑水平面CD时速率不变,最后进入悬挂在O点并与水平面等高的弧形轻质筐内。已知小球质量为A、B两点高度差BC斜面高动摩擦因数倾角悬挂弧筐的轻绳长为小球看成质点,轻质筐的重量忽略不计,弧形轻质筐的大小远小于悬线长度(取)，试求:‎ ‎(1)小球运动至B点的速度大小 ‎(2)小球运动至C点的速度大小 ‎(3)小球进人轻质筐后瞬间,轻质筐所受拉力F的大小。‎ 参考答案 ‎1．A ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 物体做曲线运动的条件是合力与速度不在同一条直线上，速度的方向与该点曲线的切线方向相同；物体做曲线运动时，所受合外力的方向与加速度的方向在同一直线上；合力可以是恒力，也可以是变力．‎ ‎【详解】‎ A. 物体做曲线运动的条件是合力与速度不在同一条直线上，故A正确；‎ B. 根据牛顿第二定律F=ma可知，加速度与合力方向相同，所以加速度与合外力一定在同一条直线上，故B错误；‎ C. 物体做曲线运动，合外力指向指向曲线的凹处，速度沿切线方向，所以加速度与速度不可能在同一条直线上，故C错误；‎ D. 如果做匀变速曲线运动，则合外力恒定，如平抛运动，故D错误。‎ 故选：A.‎ ‎2．B ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ 匀速圆周运动的物体所受的向心力大小不变，方向不断变化，则向心力不是恒定的，选项A错误；匀速圆周运动的物体所受各力的合力提供向心力，选项B正确；接触的两物体之间不一定有弹力作用，还要看有无形变，选项C错误；滑动摩擦力的方向与物体相对运动方向相反，选项D错误；故选B.‎ ‎3．D ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 当静水速的方向与河岸垂直时，渡河时间最短；因为静水速小于水流速，合速度方向不可能垂直于河岸，即不可能垂直渡河，当合速度的方向与静水速的方向垂直时，渡河位移最短．‎ ‎【详解】‎ 因船在静水中的速度小于水流速度，故不能垂直到达对岸。故A 正确。当静水速的方向与河岸垂直时，渡河时间最短，；则渡河的时间不可能少于20s，选项B错误；以最短时间渡河时，沿水流方向的位移大小x=vct=5×50m=250m，故D正确；因为不能垂直渡河，所以当合速度的方向与静水速的方向垂直，渡河位移最短，设此时合速度的方向与河岸的夹角为θ，，则渡河的最小位移。故C错误。故选D。‎ ‎【点睛】‎ 解决本题的关键知道合运动与分运动具有等时性，以及知道静水速与河岸垂直时，渡河时间最短．若静水速大于水流速，合速度方向与河岸垂直时，渡河位移最短；若静水速小于水流速，则合速度方向与静水速方向垂直时，渡河位移最短．‎ ‎4．C ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上做自由落体运动，根据在C点相遇，结合高度求运动的时间，从而通过水平位移求初速度；‎ ‎【详解】‎ AB、平抛运动在竖直方向上做自由落体运动，由，得，由于A到C的竖直高度较大，所以从A点抛出的小球运动时间较长，应A先抛出；它们在C点相遇时A的竖直方向速度较大，离地面的高度相同，所以A小球一定先落地，故A、B错误；‎ B、由得两个小球抛出的时间间隔为，故C正确；‎ ‎ D、由得，x相等，则小球A. B抛出的初速度之比，故D错误；‎ 故选C。‎ ‎【点睛】‎ 解决的关键知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，结合运动学公式灵活求解。‎ ‎5．A ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 物体M以速度v沿竖直杆匀速下滑，绳子的速率等于小车m的速率，将M物体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绳速，由几何知识求解m的速率，从而即可求解.‎ ‎【详解】‎ 将M物体的速度按图示两个方向分解，如图所示：‎ 得绳子速率为，而绳子速率等于小车m的速率，则有小车m的速率为；故A正确 ‎【点睛】‎ 本题通常称为绳端物体速度分解问题，容易得出的结果是将绳的速度分解，一定注意合运动是物体的实际运动,是把合速度分解成两等效的分速度.‎ ‎6．D ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 小球运动到H点时，受合外力不为零，则加速度不为零；小球运动到E点时的速度和F点时的速度大小不相等，根据可知向心加速度关系；根据动能定理牛顿第二定律判断小球运动到E点和F点时的切向加速度关系.‎ ‎【详解】‎ 小球运动到H点时，受合外力不为零，则加速度不为零，选项A错误；小球运动到E点时的速度和F点时的速度大小不相等，根据可知，向心加速度不相等，选项B错误；设EF两点所在的曲面的切面的倾角均为θ，则在F点的切向加速度：aF=gsinθ；在E点的切向加速度：aE=gsinθ-μgcosθ；即小球运动到E点时的切向加速度比F点时的小，选项D正确，C错误；故选D.‎ ‎7．D ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 将船的速度分解为沿绳子方向和垂直于绳子方向，沿绳子方向的速度等于v，根据平行四边形定则求出船的速度表达式分析即可．‎ ‎【详解】‎ 船的速度等于沿绳子方向和垂直于绳子方向速度的合速度，根据平行四边形定则，有：vxcosα=v0，则vx= 因α角的增大，导致vx增大，即船做加速运动，是变加速运动，故D正确，ABC错误。故选D。‎ ‎【点睛】‎ 解决本题的关键知道船的速度是沿绳子方向和垂直于绳子方向速度的合速度，会根据平行四边形定则对速度进行合成．‎ ‎8．D ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 根据公式求解线速度之比，根据公式求解角速度之比，根据公式求周期之比，根据，即可求解加速度之比；‎ ‎【详解】‎ A、两质点分别做匀速圆周运动，若在相等时间内它们通过的弧长之比为SA:SB=4:3，根据公式公式，线速度之比为vA:vB=4:3，故A错误；‎ B、通过的圆心角之比θA:θB=3:2，根据公式，角速度之比为3:2，故B错误；‎ C、由根据公式，周期之比为TA:TB=2:3；故C错误；‎ D、根据an=ωv，可知aA:aB=2:1，故D正确。‎ ‎【点睛】‎ 本题关键是记住线速度、角速度、周期和向心加速度的公式，根据公式列式分析。‎ ‎9．D ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 匀速圆周运动的合力总是指向圆心，故又称向心力；‎ 小球受重力和支持力，两个力的合力提供圆周运动的向心力；‎ ‎【详解】‎ 小球沿光滑的球形容器壁在某一水平面内做匀速圆周运动，对小球受力分析，小球受重力，支持力，合力指向圆心，提供向心力，故ABC错误，D正确。‎ ‎【点睛】‎ 向心力是效果力，匀速圆周运动中由合外力提供，是合力，与分力是等效替代关系，不是重复受力！‎ ‎10．C ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 物体做平抛运动，我们可以把平抛运动分解为水平方向上的匀速直线运动，和竖直方向上的自由落体运动来求解，两个方向上运动的时间相同；根据平抛运动的规律进行判断。‎ ‎【详解】‎ 根据可知大人和小孩所抛出的圆环运动时间之比为3︰2，选项A错误；速度变化率等于加速度，因为加速度均为g，可知速度变化率之比为1：1，选项B错误；大人和小孩的水平位移相等，根据可知水平初速度比等于2:3，选项C正确；根据可知，落地的竖直速度之比为3:2，则根据可知落地时速度之比不等于3︰2，选项D错误；故选C.‎ ‎11．BC ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 利用圆周运动的向心力分析过水路面、火车转弯和洗衣机脱水原理即可，如防止车轮边缘与铁轨间的挤压，通常做成外轨略高于内轨，火车高速转弯时不使外轨受损，则拐弯所需要的向心力由支持力和重力的合力提供。‎ ‎【详解】‎ A、汽车通过凹形桥最低点时，具有向上的加速度向心加速度，超重，故对桥的压力大于重力，故A错误；‎ B、在铁路的转弯处，通常要求外轨比内轨高，当火车按规定速度转弯时，由重力和支持力的合力完全提供向心力，从而减轻轮缘对外轨的挤压，故B正确；‎ C、摩托车过凸型路面时，根据牛顿第二定律可知，当支持力为零时，摩托车容易飞离桥面，故速度越大越容易飞离地面，故C正确 D、衣机脱水桶的脱水原理是：是水滴需要提供的向心力较大，力无法提供，所以做离心运动，从而沿切线方向甩出，故D错误。‎ 故选：BC。‎ ‎【点睛】‎ 本题是实际应用问题，考查应用物理知识分析处理实际问题的能力，知道圆周运动向心力的来源，会根据加速度的方向确定超失重。‎ ‎12．BCD ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 共轴转动的各点角速度相等，再根据v=rω判断线速度的大小关系，根据a=rω2判断加速度的关系．‎ ‎【详解】‎ AB. 共轴转动的各点角速度相等，故a、b两点的角速度相等，但运动半径不等，所以线速度不等，故A错误，B正确；‎ C. 设球的半径为R，当θ=30∘时，a的转动半径r=Rcos30∘=R，b的半径为R，根据v=rω可知，va：vb=：2，故C正确；‎ D. 设球的半径为R，当θ=30∘时，a的转动半径r=Rcos30∘=R，b的半径为R，根据a=rω2‎ 可知，aa：ab=：2，故D正确。‎ 故选：BCD ‎13．ABD ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 根据竖直分速度，结合速度时间公式可以求出运动的时间．根据高度，结合位移时间公式求出运动的时间．根据水平位移和初速度也可以求出运动的时间。‎ ‎【详解】‎ A项：落地时竖直分速度，解得运动的时间，故A正确；‎ B项：根据得，故B正确；‎ C项：在竖直方向上，根据平均速度的推论知，，则，故C错误；‎ D项：在水平方向上有 s=v0t，则，故D正确。‎ 故选：ABD。‎ ‎【点睛】‎ 解决本题的关键知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，结合运动学公式灵活求解．‎ ‎14．BCD ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 速度瞬间不变，根据、、进行分析即可；‎ ‎【详解】‎ A、悬线与钉子碰撞前后，线的拉力始终与小球运动方向垂直，小球的线速度不变，故A错误； B、当半径减小时，由可知角速度突然增大，故B正确； ‎ C、当半径减小时，由知向心加速度突然增大，故C正确； D、而在最低点，由于半径减小，故碰到钉子后悬线拉力突然增大，故D正确。‎ ‎【点睛】‎ 此题考查圆周运动各物理量之间的关系式，注意瞬时速度不变。‎ ‎15． ‎ ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ ‎（1）小球飞出后做平抛运动，根据高度求出平抛运动的时间。‎ ‎（2）结合平抛运动的水平位移和时间求出线速度的大小；‎ ‎（3）根据速度时间公式求出落地时的竖直分速度，结合平行四边形定则求出落地的速度。‎ ‎（4）小球做圆周运动，拉力提供向心力，从而得出向心力的大小。‎ ‎【详解】‎ ‎（1）小球飞出后做平抛运动，根据h=gt2得，小球在空中运动的时间。 （2）小球做圆周运动的线速度；‎ ‎（3）落地时的竖直分速度vy＝，根据平行四边形定则知，小球落地的速度 ‎（4）绳子的拉力等于小球做圆周运动的向心力，则拉力 。‎ ‎【点睛】‎ 本题考查了平抛运动和圆周运动的基本运用，知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，以及圆周运动向心力的来源是解决本题的关键。‎ ‎16．2.0 -10 -1.25 ‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ 在竖直方向上△y=gT2，则．则初速度．   B点竖直方向上的分速度为．则运动到B点的时间．  已运动的水平位移x=vt=2×0.15m=0.3m，竖直位移y＝gt2＝×10×0.152m＝0.1125m．所以平抛运动的初位置的横坐标为x=0.2m-0.3m=-0.1m=-10cm．纵坐标为0.1125m-0.1m=-0.0125m=-1.25cm．‎ ‎17．（1） （2）2R ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 在B点，由重力和轨道的压力的合力提供向心力，根据牛顿第二定律列式求出小球在轨B点的速度；从轨道口B处水平飞出后，小球做平抛运动，由平抛运动的规律可以求得小球离开C点到落地点A的水平距离。‎ ‎【详解】‎ ‎（1）当小球在B点时，由牛顿第二定律可得：‎ 解得：vB=‎ ‎（2）小球从B点飞出后，做平抛运动，运动的时间是t：‎ 由 2R=‎ 解得：t=2‎ 小球落地点到A点的距离：x=vBt=×2=2R ‎【点睛】‎ 本题是牛顿第二定律、向心力公式、平抛运动规律的综合运用问题，关键理清小球的运动情况，然后分阶段列式求解.‎ ‎18．；‎ ‎【解析】小球受重力和拉力，两个力的合力提供圆周运动的向心力，根据平行四边形定则，求出绳子的拉力，根据，求出小球圆周运动的周期。‎ 解：小球做圆周运动时的受力情况如图所示，‎ 由牛顿第二定律得，‎ 由几何关系可知，。‎ 联立解得。‎ 由平行四边形定则得，。‎ ‎【点睛】解决本题的关键知道匀速圆周运动的向心力由合外力提供，根据牛顿第二定律列式求解．‎ ‎19．（1）5m/s （2）m/s （3）4N ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ ‎（1）小球从A到B做平抛运动，所以，解得：‎ 小球恰能无碰撞地进入粗糙的BC斜面，所以小球在B点的速度方向沿斜面向下 所以此时满足关系：‎ 解得：‎ ‎（2）小球从B到C，根据运动学公式得：‎ 解得：‎ ‎（3）小球进入轻框瞬间，绳子拉力和小球重力的合力提供向心力 即：‎ 解得：‎