河南省南阳市重点中学2022-2023学年高一下学期第一次月考物理试题（含解析）
文档属性
| 名称 | 河南省南阳市重点中学2022-2023学年高一下学期第一次月考物理试题（含解析） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 563.1KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2023-03-19 10:27:27 | ||
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文档简介
南阳市重点中学2022-2023学年高一下学期第一次月考
物理试题
一、选择题（本题共10小题，每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，第8~10题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分。）
1. 在操场上，一遥控小汽车在小明的控制下做曲线运动。对于做曲线运动的遥控小汽车而言，下列说法正确的是（ ）
A． 遥控小汽车运动的初速度一定不为零
B． 遥控小汽车的加速度一定是变化的
C． 遥控小汽车的加速度方向与速度方向不在同一条直线上
D． 遥控小汽车的加速度方向与其所受合力的方向不在同一条直线上
2. 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． 如图A所示，汽车通过凹形桥的最低点时，汽车处于失重状态
B． 如图B所示，火车转弯超过规定速度行驶时，外轨对轮缘会有挤压作用
C． 如图C所示，轻质细绳长为l，一端固定一个小球，绕另一端O点在竖直面内做圆周运动，在最高点小球的最小速度应大于
D． 如图D所示，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
3. 图是滑雪道的示意图。可视为质点的运动员从斜坡上的M点由静止自由滑下，经过水平NP段后飞入空中，在Q点落地。运动员经过N点速度大小不变，不计摩擦力和空气阻力。下列能表示该过程运动员速度大小v或加速度大小a随时间t变化的图像是（ ）
4. 如图所示，A、B两球穿过光滑水平杆，两球间用一细绳连接，当该装置绕竖直轴匀速转动时，两球在杆上恰好不发生滑动，若两球质量之比，那么A、B两球的（ ）
A． 运动半径之比为2：1 B． 加速度大小之比为1：4
C． 线速度大小之比为2：1 D． 向心力大小之比为1：1
5. 如图所示，在半径为R的半球形陶罐的内表面上，一质量为m的光滑小球在距碗口高度为h的水平面内做匀速圆周运动，小球可视为质点，重力加速度为g，则下列说法正确的是（ ）
A． 小球运动的周期为 B． 小球运动的线速度为
C． 陶罐对小球的支持力为 D． 小球运动的向心加速度为
6. 如图所示，用一段绳子把轻质滑轮吊装在A点，一根轻绳跨过滑轮，绳的一端拴在井中的水桶上，人用力拉绳的另一端，滑轮中心为O点，人所拉绳子与OA的夹角为β，拉水桶的绳子与OA的夹角为α，人拉绳沿水平面向左运动，把井中质量为m的水桶匀速提上来，人的质量为M，重力加速度为g，在此过程中，以下说法正确的是（ ）
A． 人对绳的拉力变大 B． 吊装滑轮的绳子上的拉力逐渐变大
C． 人向左运动过程速度减小 D． 运动过程中β可能大于α
7. 如图所示，一艘小船要从O点渡过一条两岸平行、宽度为的河流，已知河水流速为，小船在静水中的速度为，B点距正对岸的A点。下面关于该船渡河的判断，其中正确的是（ ）
A． 小船过河的最短时间为50s B． 小船过河的最短航程为100m
C． 小船以最短时间过河将在A、B两点间靠岸 D． 小船可以在对岸A、B两点间任意一点靠岸
8. 如图所示，一个固定在竖直平面上的光滑半圆形管道，管道里有一个直径略小于管道内径的小球，小球在管道内做圆周运动，从B点脱离后做平抛运动，经过0.3s后又恰好垂直与倾角为的斜面相碰。已知半圆形管道的半径为，小球可看作质点且其质量为，g取10m。则（ ）
A． 小球在斜面上的相碰点C与B点的水平距离是1.9m
B． 小球在斜面上的相碰点C与B点的水平距离是0.9m
C． 小球经过管道的B点时，受到管道的作用力的大小是2N
D． 小球经过管道的B点时，受到管道的作用力的大小是1N
9. 如图所示在半径为R的水平圆盘中心轴正上方a点水平抛出一小球，圆盘以角速度ω匀速转动，当圆盘半径Ob方向恰好转到与小球初速度方向相同的位置时，将小球抛出，要使小球与圆盘只碰一次，且落点为b，重力加速度为g，则小球抛出点a距圆盘的高度h和小球的初速度可能满足（ ）
A．， B．
C． D．
10. 如图所示为一种圆锥筒状转筒，左右各系着一长一短的绳子挂着相同的小球，转筒静止时绳子平行圆锥面，当转筒中心轴开始缓慢加速转动，不计空气阻力，则下列说法正确的是（ ）
A． 角速度慢慢增大，绳长的球先离开圆锥筒
B． 角速度达到一定值时两球同时离开圆锥筒
C． 两球都离开圆锥筒后高度相同
D． 两球都离开圆锥筒时两绳中的拉力大小相同
二、实验题（本题共2小题，共18分，每空2分。请按题目要求作答）
11.（8分）刚学完“探究平抛运动的特点”一节，高一（2）班的同学在实验室利用如图所示的装置，通过描点法来研究平抛运动的轨迹，先将自纸和复写纸对齐重叠并固定在竖直的硬板上，让钢球多次沿斜槽轨道PO滑下后从O点飞出，落在水平挡板MN上，并挤压白纸留下一系列痕迹点。
（1）实验中，老师叮嘱让钢球多次从斜槽上滚下，并在白纸上依次记下小球的位置，小邓同学和小陈同学的记录纸分别如图甲、乙所示，从图中可以看出小邓同学的错误最可能是___________，小陈同学的实验错误最可能是___________（将正确选项前面的字母填在横线上）
A． 每次由静止释放小球的位置不同
B． 小球与斜槽之间摩擦太大
C． 小球在斜槽上释放的位置离斜槽末端的高度太高
D． 斜槽末端不水平
（2）小万同学对钢球采用频闪数码照相机连续拍摄的方法来获取钢球平抛运动的轨迹，并得到如图所示的图片，图片中a，b、c、d是连续四次拍摄的小球所在的位置。
①方格纸中每个小方格的实际边长为1.6cm，在已探究出竖直方向的运动为自由落体运动的基础上，求得小球做平抛运动的初速度大小v0为___________m/s。（重力加速度）
②试分析a点___________（填“是”或“不是”）为小球的抛出点。
12.（10分）如图所示是探究向心力的大小F与质量m、角速度ω和半径r之间的关系的实验装置。转动手柄，可使两侧变速塔轮以及长槽和短槽随之匀速转动。皮带分别套在左右两塔轮上的不同圆盘上，可使两个槽内的小球分别以各自的角速度做匀速圆周运动，其向心力由挡板对小球的压力提供，球对挡板的反作用力，通过杠杆作用使弹簧测力筒下降，从而露出标尺，标尺上露出的红白相间的等分格显示出两个球所受向心力的比值。那么：
（1）下列实验的实验方法与本实验相同的是___________。
A． 验证力的平行四边形定则
B． 验证牛顿第二定律
C． 伽利略对自由落体的研究
（2）若长槽上的挡板B到转轴的距离是挡板A到转轴距离的2倍，长槽上的挡板A和短槽上的挡板C到各自转轴的距离相等。探究向心力和角速度的关系时，若将传动皮带套在两半径之比等于2：1的轮盘上，将质量相同的小球分别放在挡板___________处（选填“A”、“B”或“C”中的两个），则标尺露出红白相间的等分格数的比值约为___________。若仅改变皮带位置，通过对比皮带位置轮盘半径之比和向心力大小之比，可以发现向心力F与___________成正比。
（3） 利用传感器升级实验装置，用力传感器测压力F，用光电计时器测周期进行定量探究。某同学多次改变转速后，记录一组力与对应周期数据，他用图像法来处理数据，结果画出了如图所示的图像，该图线是一条过原点的直线，请你分析他的图像横坐标x表示的物理量是___________。
A． T B． C． D．
三、计算题（本题共3小题，共42分。解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须写出数值和单位。）
13.（12分）如图所示，质量为m的小球固定在长为r的轻杆一端，绕O点在竖直面内做圆周运动，a、b分别为圆周运动最高点和最低点。
（1）在a点时，杆对小球的作用力为重力的一半，求小球通过a点的速度；
（2）在b点时，杆对小球的作用力为重力的2倍，求小球通过b点的速度。
14.（14分）如图所示，一水平长木板的左端有一滑块，滑块正上方高处有一小球，当滑块在固定的长木板上以初速度向右滑出的同时，小球以初速度向右抛出，结果小球与滑块刚好能相遇，，求：
（1）滑块与长木板间的动摩擦因数；
（2）如果将长木板绕左端逆时针转动37°后固定，再将小球以初速度水平抛出的同时，滑块从长木板的底端以一定的初速度沿长木板向上滑动，如果滑块在上滑的过程中与小球相遇，滑块的初速度多大？
15.（16分）如图所示，在水平桌面上离桌面右边缘处放着一质量为的小铁球（可看作质点），运动过程中铁球与水平桌面间的摩擦力为0.2N。现用水平向右推力作用于铁球，作用一段时间后撤去。铁球继续运动，到达水平桌面边缘A点飞出，恰好落到竖直圆弧轨道BCD的B端沿切线进入圆弧轨道，且铁球恰好能通过圆弧轨道的最高点D．已知，A、B、C、D四点在同一竖直平面内，水平桌面离B端的竖直高度，圆弧轨道半径，C点为圆弧轨道的最低点，求：（取）
（1）铁球运动到圆弧轨道最高点D点时的速度大小vD；
（2）铁球运动到B点时的速度大小以及此时轨道对铁球的支持力大小；
（3）水平推力F作用的时间t。
南阳市重点中学2022-2023学年高一下学期第一次月考
物理答案
1. C
【详解】A． 物体做曲线运动，若所受合力的方向不变，则初速度一定不为零，且合力与速度不共线，遥控小汽车通过遥控操作可以改变合力的方向，初速度可以为零，故A错误；BC． 根据物体做曲线运动的条件是，物体所受合力的方向与它的速度方向不在同一条直线上，结合牛顿第二定律可知，即物体的加速度方向与速度方向不在一条直线，合力可以是恒力，加速度可以不变，如平抛运动，故B错误，C正确；
D． 根据牛顿第二定律可知，遥控小汽车的加速度方向与其所受合力的方向在同一条直线上，故D错误。故选C。
2. B
【详解】A． 如图A所示，汽车通过凹形桥的最低点时，具有向上的加速度，则处于超重状态，故A错误；
B． 如图B所示，火车转弯超过规定速度行驶时，重力和支持力的合力不够提供向心力，外轨受到挤压，故B正确；
C． 如图C所示，在最高点，当小球的重力刚满足向心力要求时，此时小球的速度最小为，故C错误；
D． 如图D所示，水滴和衣服间的作用力不足以提供水滴做圆周运动的向心力，水滴做离心运动，故D错误。故选B。
3. C
【详解】设斜坡倾角为θ，运动员在斜坡MN段做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律
可得
运动员在水平NP段做匀速直线运动，加速度
运动员从P点飞出后做平抛运动，加速度为重力加速度
设在P点的速度为，则从P点飞出后速度大小的表达式为
由分析可知从P点飞出后速度大小与时间的图像不可能为直线，且
C正确，ABD错误。
故选C。
4. D
【详解】AC． 根据题意可知，两个小球角速度大小相等，由绳子的拉力提供向心力，则
根据向心力公式有
可得运动半径之比为
则线速度大小之比为
故A、C错误；
BD． 两个小球做匀速圆周运动，由绳子的拉力提供向心力，绳子拉力大小相等，所以两个小球向心力大小相等，则向心力大小之比为1：1，则根据牛顿第二定律可得两个小球的加速度之比为故B错误，D正确故选D。
5. B
【详解】ABD． 设小球与圆心的连线与竖直方向的夹角为θ，对小球受力分析可知
其中
可得
选项AD错误，B正确；
C． 陶罐对小球的支持力为
选项C错误。
故选B。
6. C
【详解】A，由水桶匀速运动，可知绳子中的拉力不变为mg，人对绳的拉力和绳子对人的拉力为作用力与反作用力，大小相等，所以人对绳的拉力不变，A错误；
B． 以滑轮为结点进行受力分析，左右绳子中的拉力和吊装滑轮的绳子上的拉力平衡，随着人向左运动，左右两段绳子拉力不变，夹角变大，根据力的合成法则可知，左右两段绳子拉力的合力减小，所以吊装滑轮的绳子上的拉力逐渐减小，B错误；
CD． 人的速度与绳子的速度关系为
因为绳子的速度不变，θ在变小，所以人的运动状态为速度逐渐减小，且越来越接近绳子的速度，C正确。运动过程中α角一直等于β，D错误。故选C。
7. A
【详解】A． 小船过河的最短时间为
故A正确；
B． 因为水流速度大于船在静水中的速度，所以合速度的方向不可能垂直河岸，则小船不可能到达正对岸，渡河航程一定大于河宽100m，故B错误；
CD． 当合速度的方向与相对水的速度的方向垂直时，合速度的方向与河岸的夹角最大，渡河航程最小；根据几何关系，则有
因此最短的航程是
沿河岸的最小位移为
故CD错误。
故选A。
8. BD
【详解】AB． 根据平抛运动的规律，小球在C点的竖直分速度大小为
水平分速度大小为
则B点与C点的水平距离为
A错误，B正确；
CD． 在B点假设管道对小球的作用力方向向下，根据牛顿第二定律，有
解得
负号表示管道对小球的作用力方向向上，C错误，D正确。
故选BD。
9. ABD
【详解】由题意可知，小球做平抛运动在竖直方向上有
水平方向上有
对圆盘有
经上述分析可解得
根据k的取值不同，经计算可知，A、B、D正确，C错误。
故选ABD。
10. AC
【详解】AB． 设绳子与竖直方向的夹角为θ，小球刚好离开圆锥筒时，圆锥筒对小球的支持力为0，有
解得
绳子越长的球其角速度的临界值越小，越容易离开圆锥筒，故A正确，B错误；
C．两小球都离开圆锥筒后，小球都只受重力与绳子的拉力，两小球都随圆锥筒一起转动，有相同的角速度，小球的高度
代入上式解得
故C正确；
D． 由以上分析可知，绳长的小球先离开圆锥筒，绳短的小球离开圆锥筒时，两绳与竖直方向的夹角不同，绳中拉力大小不同，故D错误。
故选AC。
11. D A 0.8 不是
【详解】（1）[1][2]A． 每次由静止释放小球的位置不同，小球每次从斜槽末端抛出时的速度大小不同，即小球每次运动的抛物线轨迹不同，从而使记录的点迹呈现无规律的情况，会造成乙图中出现的错误；
B． 小球与斜槽之间摩擦太大对实验无影响，不会出现图甲、乙中的错误；
C． 小球在斜槽上释放的位置离斜槽末端的高度太高，从斜槽末端抛出时速度较大，会使记录的点迹所描绘的抛物线开口较大，不会出现图甲、乙中出现的错误；
D． 斜槽末端不水平，使小球抛出时速度方向不水平，会造成甲图中出现的错误。故第一个空选D；第二个空选A。
（2） ①[3]在竖直方向，则有
可得
在水平方向有
解得
②[4]在竖直方向，可得小球在b点的竖直速度为
则从抛出点到b点的运动时间为
因为，所以a点不是抛出点。
12. B A C 1：4 角速度的平方 D
【详解】（1）[1]本实验所用的研究方法是控制变量法，与验证牛顿第二定律实验的实验方法相同。
故选B。
（2） [2][3][4]若探究向心力和角速度的关系时，则要保持质量和半径不变，即要将质量相同的小球分别放在挡板A和挡板C上。若将传动皮带套在两半径之比等于2：1的轮盘上，因两轮盘边缘的线速度相同，则角速度之比为，则向心力之比为，则标尺露出红白相间的等分格数的比值约为1：4.
[5]若仅改变皮带位置，通过对比皮带位置轮盘半径之比和向心力大小之比，可以发现向心力F与角速度的平方成正比。
（3）[6]为了能探究向心力大小的各种影响因素，因为要研究角速度一定时向心力与质量或半径的关系，则左右两侧塔轮需要设置半径相同的轮盘。
（4） [7]根据
纵标表示向心力F，则图像横坐标x表示的物理量是。
故选D。
13.（1）或（2）
【详解】（1）在a点，杆对小球的作用力可能是向上的支持力，
即，解得
杆对小球的作用力也可能是向下拉力，即，解得
（2）在b点，杆对小球的作用力只可能为向上的拉力，
，解得
14. （1） 0.5； （2）6m/s
【详解】（1）根据，得
小球的水平位移
根据
解得
则在水平面的加速度
所以
（2） 当木板沿逆时针转动37°时，球以初速度v0做平抛运动打到长木板上，则
t2
滑块沿斜面上滑，设初速度为
根据牛顿第二定律有mg
根据位移关系有
联立以上公式可求得
【点睛】（1）根据高度求出平抛运动的时间，结合初速度和时间求出水平位移，抓住时间相等，根据位移时间公式求出滑块做匀减速运动的加速度大小，结合牛顿第二定律求出滑块与长木板的动摩擦因数。
（2）根据平抛运动的规律，结合水平位移和竖直位移的关系求出运动的时间，根据牛顿第二定律，抓住时间相等，运用运动学公式求出滑块的初速度
15.（1）m/s；（2）5m/s，5.8N；（3） 0.6s
【详解】（1）小球恰好通过D点时，重力提供向心力，由牛顿第二定律可得
可得：
（2）小球从A点到B点的过程中做平抛运动，根据平抛运动规律有
解得：
小球沿切线进入圆弧轨道，则：
小球在B点的向心力由支持力和重力在半径方向的分力的合力提供，则有
（3）小球从A点到B点的过程中做平抛运动，水平方向的分速度不变，可得
小球在水平面上做加速运动时：
可得：
小球做减速运动时：
可得：
由运动学的公式可知最大速度：
又：
联立可得：
物理试题
一、选择题（本题共10小题，每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，第8~10题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分。）
1. 在操场上，一遥控小汽车在小明的控制下做曲线运动。对于做曲线运动的遥控小汽车而言，下列说法正确的是（ ）
A． 遥控小汽车运动的初速度一定不为零
B． 遥控小汽车的加速度一定是变化的
C． 遥控小汽车的加速度方向与速度方向不在同一条直线上
D． 遥控小汽车的加速度方向与其所受合力的方向不在同一条直线上
2. 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． 如图A所示，汽车通过凹形桥的最低点时，汽车处于失重状态
B． 如图B所示，火车转弯超过规定速度行驶时，外轨对轮缘会有挤压作用
C． 如图C所示，轻质细绳长为l，一端固定一个小球，绕另一端O点在竖直面内做圆周运动，在最高点小球的最小速度应大于
D． 如图D所示，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
3. 图是滑雪道的示意图。可视为质点的运动员从斜坡上的M点由静止自由滑下，经过水平NP段后飞入空中，在Q点落地。运动员经过N点速度大小不变，不计摩擦力和空气阻力。下列能表示该过程运动员速度大小v或加速度大小a随时间t变化的图像是（ ）
4. 如图所示，A、B两球穿过光滑水平杆，两球间用一细绳连接，当该装置绕竖直轴匀速转动时，两球在杆上恰好不发生滑动，若两球质量之比，那么A、B两球的（ ）
A． 运动半径之比为2：1 B． 加速度大小之比为1：4
C． 线速度大小之比为2：1 D． 向心力大小之比为1：1
5. 如图所示，在半径为R的半球形陶罐的内表面上，一质量为m的光滑小球在距碗口高度为h的水平面内做匀速圆周运动，小球可视为质点，重力加速度为g，则下列说法正确的是（ ）
A． 小球运动的周期为 B． 小球运动的线速度为
C． 陶罐对小球的支持力为 D． 小球运动的向心加速度为
6. 如图所示，用一段绳子把轻质滑轮吊装在A点，一根轻绳跨过滑轮，绳的一端拴在井中的水桶上，人用力拉绳的另一端，滑轮中心为O点，人所拉绳子与OA的夹角为β，拉水桶的绳子与OA的夹角为α，人拉绳沿水平面向左运动，把井中质量为m的水桶匀速提上来，人的质量为M，重力加速度为g，在此过程中，以下说法正确的是（ ）
A． 人对绳的拉力变大 B． 吊装滑轮的绳子上的拉力逐渐变大
C． 人向左运动过程速度减小 D． 运动过程中β可能大于α
7. 如图所示，一艘小船要从O点渡过一条两岸平行、宽度为的河流，已知河水流速为，小船在静水中的速度为，B点距正对岸的A点。下面关于该船渡河的判断，其中正确的是（ ）
A． 小船过河的最短时间为50s B． 小船过河的最短航程为100m
C． 小船以最短时间过河将在A、B两点间靠岸 D． 小船可以在对岸A、B两点间任意一点靠岸
8. 如图所示，一个固定在竖直平面上的光滑半圆形管道，管道里有一个直径略小于管道内径的小球，小球在管道内做圆周运动，从B点脱离后做平抛运动，经过0.3s后又恰好垂直与倾角为的斜面相碰。已知半圆形管道的半径为，小球可看作质点且其质量为，g取10m。则（ ）
A． 小球在斜面上的相碰点C与B点的水平距离是1.9m
B． 小球在斜面上的相碰点C与B点的水平距离是0.9m
C． 小球经过管道的B点时，受到管道的作用力的大小是2N
D． 小球经过管道的B点时，受到管道的作用力的大小是1N
9. 如图所示在半径为R的水平圆盘中心轴正上方a点水平抛出一小球，圆盘以角速度ω匀速转动，当圆盘半径Ob方向恰好转到与小球初速度方向相同的位置时，将小球抛出，要使小球与圆盘只碰一次，且落点为b，重力加速度为g，则小球抛出点a距圆盘的高度h和小球的初速度可能满足（ ）
A．， B．
C． D．
10. 如图所示为一种圆锥筒状转筒，左右各系着一长一短的绳子挂着相同的小球，转筒静止时绳子平行圆锥面，当转筒中心轴开始缓慢加速转动，不计空气阻力，则下列说法正确的是（ ）
A． 角速度慢慢增大，绳长的球先离开圆锥筒
B． 角速度达到一定值时两球同时离开圆锥筒
C． 两球都离开圆锥筒后高度相同
D． 两球都离开圆锥筒时两绳中的拉力大小相同
二、实验题（本题共2小题，共18分，每空2分。请按题目要求作答）
11.（8分）刚学完“探究平抛运动的特点”一节，高一（2）班的同学在实验室利用如图所示的装置，通过描点法来研究平抛运动的轨迹，先将自纸和复写纸对齐重叠并固定在竖直的硬板上，让钢球多次沿斜槽轨道PO滑下后从O点飞出，落在水平挡板MN上，并挤压白纸留下一系列痕迹点。
（1）实验中，老师叮嘱让钢球多次从斜槽上滚下，并在白纸上依次记下小球的位置，小邓同学和小陈同学的记录纸分别如图甲、乙所示，从图中可以看出小邓同学的错误最可能是___________，小陈同学的实验错误最可能是___________（将正确选项前面的字母填在横线上）
A． 每次由静止释放小球的位置不同
B． 小球与斜槽之间摩擦太大
C． 小球在斜槽上释放的位置离斜槽末端的高度太高
D． 斜槽末端不水平
（2）小万同学对钢球采用频闪数码照相机连续拍摄的方法来获取钢球平抛运动的轨迹，并得到如图所示的图片，图片中a，b、c、d是连续四次拍摄的小球所在的位置。
①方格纸中每个小方格的实际边长为1.6cm，在已探究出竖直方向的运动为自由落体运动的基础上，求得小球做平抛运动的初速度大小v0为___________m/s。（重力加速度）
②试分析a点___________（填“是”或“不是”）为小球的抛出点。
12.（10分）如图所示是探究向心力的大小F与质量m、角速度ω和半径r之间的关系的实验装置。转动手柄，可使两侧变速塔轮以及长槽和短槽随之匀速转动。皮带分别套在左右两塔轮上的不同圆盘上，可使两个槽内的小球分别以各自的角速度做匀速圆周运动，其向心力由挡板对小球的压力提供，球对挡板的反作用力，通过杠杆作用使弹簧测力筒下降，从而露出标尺，标尺上露出的红白相间的等分格显示出两个球所受向心力的比值。那么：
（1）下列实验的实验方法与本实验相同的是___________。
A． 验证力的平行四边形定则
B． 验证牛顿第二定律
C． 伽利略对自由落体的研究
（2）若长槽上的挡板B到转轴的距离是挡板A到转轴距离的2倍，长槽上的挡板A和短槽上的挡板C到各自转轴的距离相等。探究向心力和角速度的关系时，若将传动皮带套在两半径之比等于2：1的轮盘上，将质量相同的小球分别放在挡板___________处（选填“A”、“B”或“C”中的两个），则标尺露出红白相间的等分格数的比值约为___________。若仅改变皮带位置，通过对比皮带位置轮盘半径之比和向心力大小之比，可以发现向心力F与___________成正比。
（3） 利用传感器升级实验装置，用力传感器测压力F，用光电计时器测周期进行定量探究。某同学多次改变转速后，记录一组力与对应周期数据，他用图像法来处理数据，结果画出了如图所示的图像，该图线是一条过原点的直线，请你分析他的图像横坐标x表示的物理量是___________。
A． T B． C． D．
三、计算题（本题共3小题，共42分。解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须写出数值和单位。）
13.（12分）如图所示，质量为m的小球固定在长为r的轻杆一端，绕O点在竖直面内做圆周运动，a、b分别为圆周运动最高点和最低点。
（1）在a点时，杆对小球的作用力为重力的一半，求小球通过a点的速度；
（2）在b点时，杆对小球的作用力为重力的2倍，求小球通过b点的速度。
14.（14分）如图所示，一水平长木板的左端有一滑块，滑块正上方高处有一小球，当滑块在固定的长木板上以初速度向右滑出的同时，小球以初速度向右抛出，结果小球与滑块刚好能相遇，，求：
（1）滑块与长木板间的动摩擦因数；
（2）如果将长木板绕左端逆时针转动37°后固定，再将小球以初速度水平抛出的同时，滑块从长木板的底端以一定的初速度沿长木板向上滑动，如果滑块在上滑的过程中与小球相遇，滑块的初速度多大？
15.（16分）如图所示，在水平桌面上离桌面右边缘处放着一质量为的小铁球（可看作质点），运动过程中铁球与水平桌面间的摩擦力为0.2N。现用水平向右推力作用于铁球，作用一段时间后撤去。铁球继续运动，到达水平桌面边缘A点飞出，恰好落到竖直圆弧轨道BCD的B端沿切线进入圆弧轨道，且铁球恰好能通过圆弧轨道的最高点D．已知，A、B、C、D四点在同一竖直平面内，水平桌面离B端的竖直高度，圆弧轨道半径，C点为圆弧轨道的最低点，求：（取）
（1）铁球运动到圆弧轨道最高点D点时的速度大小vD；
（2）铁球运动到B点时的速度大小以及此时轨道对铁球的支持力大小；
（3）水平推力F作用的时间t。
南阳市重点中学2022-2023学年高一下学期第一次月考
物理答案
1. C
【详解】A． 物体做曲线运动，若所受合力的方向不变，则初速度一定不为零，且合力与速度不共线，遥控小汽车通过遥控操作可以改变合力的方向，初速度可以为零，故A错误；BC． 根据物体做曲线运动的条件是，物体所受合力的方向与它的速度方向不在同一条直线上，结合牛顿第二定律可知，即物体的加速度方向与速度方向不在一条直线，合力可以是恒力，加速度可以不变，如平抛运动，故B错误，C正确；
D． 根据牛顿第二定律可知，遥控小汽车的加速度方向与其所受合力的方向在同一条直线上，故D错误。故选C。
2. B
【详解】A． 如图A所示，汽车通过凹形桥的最低点时，具有向上的加速度，则处于超重状态，故A错误；
B． 如图B所示，火车转弯超过规定速度行驶时，重力和支持力的合力不够提供向心力，外轨受到挤压，故B正确；
C． 如图C所示，在最高点，当小球的重力刚满足向心力要求时，此时小球的速度最小为，故C错误；
D． 如图D所示，水滴和衣服间的作用力不足以提供水滴做圆周运动的向心力，水滴做离心运动，故D错误。故选B。
3. C
【详解】设斜坡倾角为θ，运动员在斜坡MN段做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律
可得
运动员在水平NP段做匀速直线运动，加速度
运动员从P点飞出后做平抛运动，加速度为重力加速度
设在P点的速度为，则从P点飞出后速度大小的表达式为
由分析可知从P点飞出后速度大小与时间的图像不可能为直线，且
C正确，ABD错误。
故选C。
4. D
【详解】AC． 根据题意可知，两个小球角速度大小相等，由绳子的拉力提供向心力，则
根据向心力公式有
可得运动半径之比为
则线速度大小之比为
故A、C错误；
BD． 两个小球做匀速圆周运动，由绳子的拉力提供向心力，绳子拉力大小相等，所以两个小球向心力大小相等，则向心力大小之比为1：1，则根据牛顿第二定律可得两个小球的加速度之比为故B错误，D正确故选D。
5. B
【详解】ABD． 设小球与圆心的连线与竖直方向的夹角为θ，对小球受力分析可知
其中
可得
选项AD错误，B正确；
C． 陶罐对小球的支持力为
选项C错误。
故选B。
6. C
【详解】A，由水桶匀速运动，可知绳子中的拉力不变为mg，人对绳的拉力和绳子对人的拉力为作用力与反作用力，大小相等，所以人对绳的拉力不变，A错误；
B． 以滑轮为结点进行受力分析，左右绳子中的拉力和吊装滑轮的绳子上的拉力平衡，随着人向左运动，左右两段绳子拉力不变，夹角变大，根据力的合成法则可知，左右两段绳子拉力的合力减小，所以吊装滑轮的绳子上的拉力逐渐减小，B错误；
CD． 人的速度与绳子的速度关系为
因为绳子的速度不变，θ在变小，所以人的运动状态为速度逐渐减小，且越来越接近绳子的速度，C正确。运动过程中α角一直等于β，D错误。故选C。
7. A
【详解】A． 小船过河的最短时间为
故A正确；
B． 因为水流速度大于船在静水中的速度，所以合速度的方向不可能垂直河岸，则小船不可能到达正对岸，渡河航程一定大于河宽100m，故B错误；
CD． 当合速度的方向与相对水的速度的方向垂直时，合速度的方向与河岸的夹角最大，渡河航程最小；根据几何关系，则有
因此最短的航程是
沿河岸的最小位移为
故CD错误。
故选A。
8. BD
【详解】AB． 根据平抛运动的规律，小球在C点的竖直分速度大小为
水平分速度大小为
则B点与C点的水平距离为
A错误，B正确；
CD． 在B点假设管道对小球的作用力方向向下，根据牛顿第二定律，有
解得
负号表示管道对小球的作用力方向向上，C错误，D正确。
故选BD。
9. ABD
【详解】由题意可知，小球做平抛运动在竖直方向上有
水平方向上有
对圆盘有
经上述分析可解得
根据k的取值不同，经计算可知，A、B、D正确，C错误。
故选ABD。
10. AC
【详解】AB． 设绳子与竖直方向的夹角为θ，小球刚好离开圆锥筒时，圆锥筒对小球的支持力为0，有
解得
绳子越长的球其角速度的临界值越小，越容易离开圆锥筒，故A正确，B错误；
C．两小球都离开圆锥筒后，小球都只受重力与绳子的拉力，两小球都随圆锥筒一起转动，有相同的角速度，小球的高度
代入上式解得
故C正确；
D． 由以上分析可知，绳长的小球先离开圆锥筒，绳短的小球离开圆锥筒时，两绳与竖直方向的夹角不同，绳中拉力大小不同，故D错误。
故选AC。
11. D A 0.8 不是
【详解】（1）[1][2]A． 每次由静止释放小球的位置不同，小球每次从斜槽末端抛出时的速度大小不同，即小球每次运动的抛物线轨迹不同，从而使记录的点迹呈现无规律的情况，会造成乙图中出现的错误；
B． 小球与斜槽之间摩擦太大对实验无影响，不会出现图甲、乙中的错误；
C． 小球在斜槽上释放的位置离斜槽末端的高度太高，从斜槽末端抛出时速度较大，会使记录的点迹所描绘的抛物线开口较大，不会出现图甲、乙中出现的错误；
D． 斜槽末端不水平，使小球抛出时速度方向不水平，会造成甲图中出现的错误。故第一个空选D；第二个空选A。
（2） ①[3]在竖直方向，则有
可得
在水平方向有
解得
②[4]在竖直方向，可得小球在b点的竖直速度为
则从抛出点到b点的运动时间为
因为，所以a点不是抛出点。
12. B A C 1：4 角速度的平方 D
【详解】（1）[1]本实验所用的研究方法是控制变量法，与验证牛顿第二定律实验的实验方法相同。
故选B。
（2） [2][3][4]若探究向心力和角速度的关系时，则要保持质量和半径不变，即要将质量相同的小球分别放在挡板A和挡板C上。若将传动皮带套在两半径之比等于2：1的轮盘上，因两轮盘边缘的线速度相同，则角速度之比为，则向心力之比为，则标尺露出红白相间的等分格数的比值约为1：4.
[5]若仅改变皮带位置，通过对比皮带位置轮盘半径之比和向心力大小之比，可以发现向心力F与角速度的平方成正比。
（3）[6]为了能探究向心力大小的各种影响因素，因为要研究角速度一定时向心力与质量或半径的关系，则左右两侧塔轮需要设置半径相同的轮盘。
（4） [7]根据
纵标表示向心力F，则图像横坐标x表示的物理量是。
故选D。
13.（1）或（2）
【详解】（1）在a点，杆对小球的作用力可能是向上的支持力，
即，解得
杆对小球的作用力也可能是向下拉力，即，解得
（2）在b点，杆对小球的作用力只可能为向上的拉力，
，解得
14. （1） 0.5； （2）6m/s
【详解】（1）根据，得
小球的水平位移
根据
解得
则在水平面的加速度
所以
（2） 当木板沿逆时针转动37°时，球以初速度v0做平抛运动打到长木板上，则
t2
滑块沿斜面上滑，设初速度为
根据牛顿第二定律有mg
根据位移关系有
联立以上公式可求得
【点睛】（1）根据高度求出平抛运动的时间，结合初速度和时间求出水平位移，抓住时间相等，根据位移时间公式求出滑块做匀减速运动的加速度大小，结合牛顿第二定律求出滑块与长木板的动摩擦因数。
（2）根据平抛运动的规律，结合水平位移和竖直位移的关系求出运动的时间，根据牛顿第二定律，抓住时间相等，运用运动学公式求出滑块的初速度
15.（1）m/s；（2）5m/s，5.8N；（3） 0.6s
【详解】（1）小球恰好通过D点时，重力提供向心力，由牛顿第二定律可得
可得：
（2）小球从A点到B点的过程中做平抛运动，根据平抛运动规律有
解得：
小球沿切线进入圆弧轨道，则：
小球在B点的向心力由支持力和重力在半径方向的分力的合力提供，则有
（3）小球从A点到B点的过程中做平抛运动，水平方向的分速度不变，可得
小球在水平面上做加速运动时：
可得：
小球做减速运动时：
可得：
由运动学的公式可知最大速度：
又：
联立可得：
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