崇德实验中学2022-2023学年高一下学期第一次月考
物理试题 答案与解析
1.【答案】B
【必备知识】向心力的定义及与向心加速度的关系
【关键能力】阅读审题
【核心素养】物理观念
【难度】1
【解析】根据向心力公式得
故选B。
2.【答案】A
【必备知识】汽车和自行车在水平面的转弯问题
【关键能力】阅读审题
【核心素养】物理观念
【难度】1
【解析】由于摩擦力提供汽车做匀速圆周运动的向心力，则有
可知在速率一定的情况下，半径越大，向心力越小，即
故选A。
3.【答案】C
【必备知识】拱桥和凹桥模型
【关键能力】阅读审题 计算能力
【核心素养】科学思维
【难度】1
【解析】恰好汽车对“桥面”压力为0，由重力提供向心力可得
解得
故选C。
4.【答案】C
【必备知识】已知物体运动情况判断参考系；牛顿第三定律的内容及其理解；
【关键能力】阅读审题
【核心素养】物理观念
【难度】2
【解析】A．速度滑冰运动员在弯道转弯时，速度方向发生变化，有向心加速度，加速度不等于0，故A错误；
B．由牛顿第三定律可知，运动员对冰壶的作用力等于冰壶对运动员的作用力，故B错误；
C．单板滑雪运动员在空中转体时感觉“天旋地转”是以自己为参考系，故C正确；
D．杆与冰球间的相互作用力大小相等方向相反，是一对相互作用力，故D错误。
故选C。
5.【答案】C
【必备知识】圆锥摆问题
【关键能力】阅读审题 计算能力
【核心素养】科学思维
【难度】2
【解析】A．摆球只受重力和拉力作用。向心力是根据效果命名的力，是几个力的合力，也可以是某个力的分力，本题中向心力是由重力与绳子拉力的合力提供的，故A错误；
B．摆球的周期是做圆周运动的周期，摆球做圆周运动所需要的向心力是重力沿水平方向指向圆心的分力提供的。
即
所以
故B错误，C正确。
D．由图可知，摆线上的拉力大小为
故D错误。
故选C。
6.【答案】B
【必备知识】传动问题；判断哪些力提供向心力、有关向心力的简单计算；
【关键能力】计算能力
【核心素养】科学思维
【难度】3
【解析】ABC．根据题意，由图可知，、两点皮带传动，则有
、两点同轴转动，则有
根据公式，由于
则有
则
故AC错误，B正确；
D．由公式可得，位于A、B、C三点处随轮一起转动的质量相等的质点所需的向心力大小之比为
故D错误。
故选B。
7.【答案】D
【必备知识】判断哪些力提供向心力、有关向心力的简单计算；圆锥摆问题；
【关键能力】计算能力
【核心素养】科学思维
【难度】3
【解析】AB．当静止时，受力分析如图，由平衡条件
由平衡条件得
TAB=mgtan37°=0.75mg
TAC＝＝1.25mg
若AB中的拉力为0，当ω最小时绳AC与竖直方向夹角θ1=37°，受力分析如图
根据受力分析
mgtanθ1＝m(Lsinθ1)ωmin2
得
根据对称性可知，当ω最大时绳AC与竖直方向夹角θ2=53°，此时应有
mgtanθ2＝mωmax2Lsinθ2
得
ωmax＝
所以ω取值范围为
≤ω≤
绳子AB的拉力都是0．由以上的分析可知，开始时AB拉力不为0，当转速在≤ω≤时，AB的拉力为0，角速度再增大时，AB的拉力又会增大，AB错误；
C．当绳子AC与竖直方向之间的夹角不变时，AC绳子的拉力在竖直方向的分力始终等于重力，所以绳子的拉力绳子等于1.25mg；当转速大于后，绳子与竖直方向之间的夹角增大，拉力开始增大；当转速大于后，绳子与竖直方向之间的夹角不变，AC上竖直方向的拉力不变；随后当水平方向的拉力增大，AC的拉力继续增大，C错误；
D．由开始时的分析可知，当ω取值范围为≤ω≤时，绳子AB的拉力都是0，D正确。
故选D。
8.【答案】ABC
【必备知识】圆周运动的定义和描述
【关键能力】阅读审题
【核心素养】物理观念
【难度】2
【解析】AC．匀速圆周运动中的匀速是指物体运动的线速度的大小不变，方向是时刻在变化的，匀速运动是指速度的大小和方向都不变化的运动，故AC错误；
B．匀速圆周运动的向心力始终指向圆心，方向是时刻变化的，而大小是不变的，所以向心加速度的大小也是不变的，但是方向在时刻变化，所以匀速圆周运动是变加速运动，故B错误；
D．周期是标量，匀速圆周运动的周期不变，故D正确。
故选ABC。
9.【答案】AC
【必备知识】周期、角速度、转速、频率与线速度之间的关系式；比较向心加速度的大小；
【关键能力】阅读审题 计算能力
【核心素养】科学思维
【难度】3
【解析】A．链条上各点的线速度大小相同，由可知，大齿轮与小齿轮的角速度之比为1：3，故A正确；
B．由可知，后轮上C点的线速度与小齿轮上B点的线速度之比为8：1，故B错误；
C．由可知，后轮上C点的加速度与小齿轮上B点的加速度之比为8：1，故C正确；
D．由于A、B两点线速度大小相等，所以后轮上C点的线速度与大齿轮上A点的线速度之比为8：1，故D错误。
故选AC。
10.【答案】ACD
【必备知识】水平面圆周运动的临界问题；
【关键能力】计算能力
【核心素养】科学思维
【难度】3
【解析】AB．由题意，根据
，
三个小物体随水平圆台一起转动角速度相同，则转动的半径越大，线速度越大，加速度也最大，所以A的线速度最大，加速度也最大，故A正确，B错误；
C．小物体随水平圆台一起转动所需向心力与静摩擦力来提供，设A、B、C三个小物体质量分别为，，；则有
，，
可知A与B所受摩擦力大小相同，C所受摩擦力最大，故C正确；
D．当转台转速逐渐增大，物块受到的摩擦力达到最大静摩擦力时，对A有
解得A发生相对滑动的临界角速度为
对B有
解得B发生相对滑动的临界角速度为
对C有
解得C发生相对滑动的临界角速度为
可知A发生相对滑动的临界角速度最小，若三个物体位置不变，则无论三个物体的质量如何变化，当转台转速增大，总是小物体A先发生相对滑动，故D正确。
故选ACD。
11.【答案】D；；匀减速直线运动
【必备知识】研究物体平抛运动实验的目的、原理、器材；用控制变量法验证向心力公式；
【关键能力】阅读审题 计算能力 实验探究
【核心素养】科学探究
【难度】3
【解析】（1）[1]研究小物体从离开桌面到落到沙坑的运动中，小物体做平抛运动，平抛运动是水平方向匀速直线运动与竖直方向自由落体运动的合运动，因此运用的思想方法是化曲为直法，ABC错误，D正确。
故选D。
（2）[2]小物体从离开桌面到落到沙坑的运动中，做平抛运动，在水平方向有
在竖直方向有
小物体在桌面上做匀速圆周运动时则有
联立解得力传感器的示数的表达式为
（3）[3]若桌面AB部分粗糙，小物体运动的速度将减小，a=μg，匀减速直线运动
12.【答案】操作2；操作3；操作4；ABC；不是
【必备知识】实验：用控制变量法验证向心力公式；
【关键能力】阅读审题 计算能力 实验探究
【核心素养】科学探究
【难度】3
【解析】（1）[1]根据知，操作2与操作1相比，操作2的半径大，沙袋质量和角速度相等，知拉力较大的是操作2。
（2）[2]根据知，操作3与操作1相比，操作3沙袋的转速大，角速度大，半径不变，沙袋的质量不变，知拉力较大的是操作3。
（3）[3]根据知，操作4和操作1比较，半径和角速度不变，沙袋质量变大，知拉力较大的是操作4。
（4）[4]由以上四次操作，可知向心力的大小与质量、半径、转速有关，故选ABC。
（5）[5]沙袋做圆周运动的向心力是绳子对沙袋的拉力，作用在沙袋上，而人体验到的绳子的拉力作用在人上，不是同一个力。
13.【答案】1800N
【必备知识】受力分析；向心力公式及计算
【关键能力】计算能力
【核心素养】科学思维
【难度】1
【解析】根据牛顿第二定律
解得
根据牛顿第三定律知飞行员对坐椅的压力为
14.【答案】（1）0.50m/s；（2）3.1m/s
【必备知识】平抛运动速度的计算；水平转盘上的物体；
【关键能力】计算能力
【核心素养】科学思维
【难度】2
【解析】（1）依题意，小球B做平抛运动，在a点与质点A相遇，有
联立两式，代入相关数据求得B小球运动的时间及抛出时的水平初速度为
（2）当质点A从a点开始刚好运动一周与小球B相遇时，质点A的线速度最小，此时有
可得
15.【答案】（1）；（2）；（3）
【必备知识】平抛运动位移的计算；绳球类模型及其临界条件；
【关键能力】计算能力
【核心素养】科学思维
【难度】3
【解析】（1）为使小球能在竖直平面内作完整的圆周运动，小球过最高点B时，当
得
小球过最高点B时的最小速度。
（2）绳断时
绳断时球的速度大小
（3）绳断后，小球做平抛运动，竖直方向
得
小球落地点与抛出点A的水平距离
答案第1页，共2页崇德实验中学2022-2023学年高一下学期第一次月考
物理试题
一、单项选择题（本题共7小题，每小题4分，共28分，在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题意要求的）
1．如图所示，一杂技演员驾驶摩托车沿半径为R的圆周做线速度大小为v的匀速圆周运动。若杂技演员和摩托车的总质量为m，其所受向心力大小为（ ）
A． B． C． D．
2．汽车甲和汽车乙质量相等，以相等的速率沿同一水平弯道做匀速圆周运动，甲车在乙车的外侧，两车沿半径方向受到的摩擦力分别为和以下说法正确的是（ ）
A．f甲小于f乙 B．f甲等于f乙
C．f甲大于f乙 D．f甲和f乙大小均与汽车速度无关
3．把地球设想成一个半径为地球半径R=6 400km的拱形桥，如图所示，汽车在最高点时，若恰好对“桥面”压力为0，g=9.8m/s2，则汽车的速度为（ ）
A．7.9m/s B．7.9m/h C．7.9km/s D．7.9km/h
4．如图所示是北京冬奥会中的四个项目，有关说法正确的是（ ）
A．速度滑冰运动员在弯道转弯时加速度为零
B．运动员对冰壶的作用力大于冰壶对运动员的作用力
C．单板滑雪运动员在空中转体时感觉“天旋地转”是以自己为参考系
D．杆与冰球间的相互作用力大小相等方向相反，是一对平衡力
5．如图所示，将一质量为m的摆球用长为L的细绳吊起，上端固定，使摆球在水平面内做匀速圆周运动，细绳就会沿圆锥面旋转，这样就构成了一个圆锥摆。已知重力加速度为g，细绳与竖直方向的夹角为θ。下列说法中正确的是（ ）
A．摆球受重力、拉力和向心力的作用
B．摆球的线速度大小为
C．摆球的周期为
D．摆线上的拉力的水平分力大小为
6．如图所示，轮、固定在同一转轴上，轮、用皮带连接且不打滑。在、、三个轮的边缘各取一点A、B、C，已知三个轮的半径之比，下列选项说法正确的是（ ）
A．A、B、C三点的线速度大小之比
B．A、B、C三点的线速度大小之比
C．A、B、C三点的角速度之比
D．位于A、B、C三点处随轮一起转动的质量相等的质点所需的向心力大小之比
7．如图所示，小球A可视为质点，装置静止时轻质细线AB水平，轻质细线AC与竖直方向的夹角37°。已知小球的质量为m，细线AC长l，B点距C点的水平和竖直距离相等。装置能以任意角速度绕竖直轴转动，且小球始终在平面内，那么在角速度从零缓慢增大的过程中（ ）（重力加速度g取，，）
A．两细线张力均增大
B．细线AB中张力一直变小，直到为零
C．细线AC中张力一直增大
D．当AB中张力为零时，角速度可能为
二、多项选择题（本题共3小题，每小题6分，共18分，每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求 ，全部选对得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分）
8．关于匀速圆周运动，下列认识错误的是（ ）
A．匀速圆周运动是匀速运动 B．匀速圆周运动是匀变速运动
C．匀速圆周运动的线速度不变 D．匀速圆周运动的周期不变
9．如图所示，自行车大齿轮与小齿轮的半径之比为3：1，小齿轮与后轮的半径之比为1：8，下列说法正确的是（ ）
A．大齿轮与小齿轮的角速度之比为1：3
B．后轮边缘上C点的线速度与小齿轮边缘上B点的线速度之比为1：8
C．后轮边缘上C点的加速度与小齿轮边缘上B点的加速度之比为8：1
D．后轮边缘上C点的线速度与大齿轮边缘上A点的线速度之比为1：8
10．如图所示，A、B、C三个材质相同的小物体放在匀速转动的水平圆台上，始终与平台保持相对静止。已知A的半径是，B和C半径均为，A、B、C三个小物体质量之比为，则（ ）
A．小物体A的线速度最大，加速度也最大
B．小物体C的线速度最大，加速度也最大
C．小物体A与B所受摩擦力大小相同，C所受摩擦力最大
D．若三个物体位置不变，则无论三个物体的质量如何变化，当转台转速增大，总是小物体A先发生相对滑动
三、非选择题（共54分）
11．（6分）如图所示为研究曲线运动的实验装置，在光滑水平桌面中间处有一转轴，转轴上安有力传感器，力传感器与一根不可伸长的轻绳连接，轻绳另一端拴着一小物体，小物体可视为质点。现让小物体绕转轴做匀速圆周运动，小物体刚运动到A点时，绳子断裂，然后经过桌面边缘B点飞出做平抛运动，落到沙坑中的D处，AB与桌面边缘垂直。不计空气阻力，重力加速度为。
（1）（2分）研究小物体从离开桌面到落到沙坑的运动过程，运用的思想方法是______。
A．微元法 B．放大法 C．控制变量法 D．化曲为直法
（2）（2分）测出小物体质量为，做匀速圆周运动时小物体到点间的距离为，沙坑平面到桌面间的距离为，D点到桌面边缘B点正下方的距离为，请推导出小物体做匀速圆周运动时力传感器的示数的表达式___ __。
（3）（2分）若桌面AB部分粗糙，保持力传感器读数不变，细绳仍然在A点断裂，请定性分析小物体在AB段的运动情况___ __。
12．（9分）为了探究物体做匀速圆周运动时，向心力与哪些因素有关，某同学进行了如下实验：
如图甲所示，绳子的一端拴一个小沙袋，绳上离小沙袋L处打一个绳结A，2L处打另一个绳结B。请一位同学帮助用秒表计时。如图乙所示，做了四次体验性操作。
操作1：手握绳结A，使沙袋在水平面内做匀速圆周运动，每秒运动1周。体验此时绳子拉力的大小。
操作2：手握绳结B，使沙袋在水平面内做匀速圆周运动，每秒运动1周。体验此时绳子拉力的大小。
操作3：手握绳结A，使沙袋在水平面内做匀速圆周运动，每秒运动2周。体验此时绳子拉力的大小。
操作4：手握绳结A，增大沙袋的质量到原来的2倍，使沙袋在水平面内做匀速圆周运动，每秒运动1周。体验此时绳子拉力的大小。
（1）（1分）操作2与操作1中，体验到绳子拉力较大的是___________。
（2）（1分）操作3与操作1中，体验到绳子拉力较大的是___________。
（3）（1分）操作4与操作1中，体验到绳子拉力较大的是___________。
（4）（3分）总结以上四次体验性操作，可知物体做匀速圆周运动时，向心力大小与___________有关。
A．半径 B．质量
C．转速 D．线速度的方向
（5）（3分）实验中，人体验到的绳子的拉力___________（选填“是”或“不是”）沙袋做圆周运动的向心力。
13．（11分）飞机进行特技表演时常做俯冲拉起运动，如图所示。此运动在最低点附近可看作是半径为的圆周运动。若飞行员的质量为，飞机经过最低点时的速度为，则这时候飞行员对坐椅的压力为多大？（g取）
14．（12分）如图所示，半径为的圆盘边缘有质点A随圆盘做匀速圆周运动，当它运动到如图位置a处时，在圆盘中心O点正上方处，有一小球B沿Oa方向以某一初速度水平抛出，结果恰好在a点与质点A相碰，则：（结果保留两位有效数字）
（1）（6分）B球抛出时的水平初速度多大？
（2）（6分）质点A运动的线速度最小值为多大？
15．（16分）小李同学站在水平地面上，手握不可伸长的轻绳一端，绳的另一端系有质量为m的小球，甩动手腕，使球恰好能在竖直平面内做完整的圆周运动。再次加速甩动手腕，当球某次运动到最低点A时，绳恰好断掉，如题图所示。已知握绳的手离地面高度为2L，手与球之间的绳长为L，绳能承受的最大拉力为9mg，重力加速度为g，忽略手的运动半径和空气阻力。求：
（1）（5分）为使小球能在竖直平面内作完整的圆周运动，小球过最高点B时的最小速度；
（2）（5分）绳断时球的速度大小；
（3）（6分）绳断后，小球落地点与抛出点A的水平距离。
