黑龙江省哈尔滨市德强高中2022-2023学年高一下学期4月月考物理试题（含答案）

德强高中2022-2023学年高一下学期4月月考
物理试题
答题时间：90分钟 满分：100分
一、单选题（本题共9小题，每小题4分，共36分。）
1.2022年2月5日，中国短道速滑队斩获北京冬奥会中国首金，为中国代表团在北京冬奥会实现了开门红，已知运动员在赛道上的部分运动轨迹是曲线。关于做曲线运动的物体，下列说法正确的是（ ）
A.物体的加速度可能是恒定的 B.物体所受合外力可能为零
C.物体一定受到变力的作用 D.物体速度大小一定时刻改变
2.亲子游戏有益于家长与孩子之间的情感交流。如图所示，父亲与儿子站在水平地面玩抛球游戏，两人相向站立，各持一小球并将球水平抛出，下述抛球方式可能使两球在落地前相遇的有（ ）
A.父亲先将球抛出 B.儿子先将球抛出
C.两人同时将球抛出 D.儿子下蹲适当高度后再与父亲同时将球抛出
3.已知河水流速小于小船在静水中的速度，如果用小箭头表示小船及船头的指向，能正确反映小船渡河用时最少的情景图是（ ）
A. B.
C. D.
4.如图是多级减速装置的示意图。每一个轮子都由大小两个轮子叠合而成，共有3对相同的轮子，用皮带逐一联系起来，大轮半径为小轮半径的两倍，A、B、C分别为第一个、第二个、第三个轮子大轮边缘上的点，则A、B、C三点的线速度大小之比为（ ）
A.8：4：1 B.4：2：1 C.1：2：4 D.16：4：1
5.在光滑圆锥形容器中，固定了一根光滑的竖直细杆，细杆与圆锥的中轴线重合，细杆上穿有小环（小环可以自由转动，但不能上下移动，未画出），小环上连接一轻绳，与一质量为m的光滑小球相连，让小球在圆锥内做水平面上的匀速圆周运动，并与圆锥内壁接触。如图所示，图甲中小环与小球在同一水平面上，图乙中轻绳与竖直轴成θ（θ<90）角。设图甲和图乙中轻绳对小球的拉力分别为Ta和Tb，圆锥内壁对小球的支持力分别为Na和Nb，则下列说法中正确的是（ ）
甲 乙
A. Ta一定为零，Tb一定为零 B. Ta可以为零，Tb可以为零
C. Na一定不为零，Nb一定不为零 D. Na可以为零，Nb可以为零
6.某一水平公路的转弯处如图所示，该单行道有1和2两条道，两辆相同的小汽车，在弯道1和弯道2上以相同的速率绕同一圆心做匀速圆周运动，下列说法正确的是（ ）
A.沿弯道1运动的小汽车所需的向心力较大
B.沿弯道1运动的小汽车的角速度较小
C.在相同时间内，沿弯道1运动的小汽车转过的角度较小
D.若两辆小汽车的速率都增大，则沿弯道2运动的小汽车更容易发生侧滑
7.有关圆周运动的基本模型，下列说法正确的是（ ）
图a 图b 图c 图d
A.如图a，汽车通过拱桥的最高点处于失重状态
B.如图b所示是一圆锥摆，增大θ，但保持圆锥的高不变，则圆锥摆的角速度减小
C.如图c，同一小球在光滑而固定的圆锥筒内的A、B位置先后做匀速圆周运动，则在A、B两位置小球的角速度及所受筒壁的支持力大小相等
D.如图d，火车转弯超过规定速度行驶时，内轨对内轮缘会有挤压作用
8.如图所示，在水平匀速转动的圆盘图心正上方一定高度处，若向同一方向以相同速度每秒抛出N个小球，不计空气阻力，发现小球仅在盘边缘共有6个均匀对称分布的落点，则圆盘转动的角速度可能是（ ）
A. B. C. D.
9. 2022WTT新乡世界杯总决赛已经落下帷幕，中国队取得了男女冠军的优异成绩。如图所示为一乒乓球台的纵截面，AB是台面的两个端点位置，PC是球网位置，D为AC中点，E为BC中点。E、M、N在同一竖直线上。第一次在M点将球击出，轨迹最高点恰好过球网最高点P，同时落到A点；第二次在N点将同一乒乓球水平击出，轨迹同样恰好过球网最高点P，同时落到D点；乒乓球可看做质点，不计空气阻力作用，则两次击球位置高度之比为（ ）
A.1：3 B.3：4 C.1：9 D.9：16
二、多选题（本题共5小题，每小题4分，共20分。）
10.在匀速圆周运动中，保持不变的物理量是（ ）
A.线速度 B.速率 C.角速度 D.周期
11.如图所示，斜面AB固定在水平地面上，斜面的倾角α=30°、长度l=10m。在顶点水平向左抛出一个小球，取重力加速度大小g=10m/s2，不计空气阻力，经过一段时间后，小球落在水平地面上或者斜面上，对于这一过程，下列说法正确的是（ ）
A.若小球的初速度为8m/s，则小球落在斜面上
B.若小球的初速度为10m/s，则小球落在斜面上
C.若小球的初速度变大，则位移方向与水平方向的夹角一定变小
D.若小球的初速度变大，则位移方向与水平方向的夹角可能变小
12.如图所示的塔吊广泛应用于楼房建筑中，某次从地面上的O点提升质量为500kg的水泥建材（视为质点），水平方向的位移x与时间t的关系x=1.5t，竖直方向上速度vy与时间t的关系如图所示，钢丝绳始终保持竖直（钢丝绳重力忽略不计，空气阻力忽略不计），重力加速度g取10m/s2。下列说法正确的是（ ）
A. t=5s时，水泥建材速度为2.5m/s
B.水泥建材上升过程中始终做直线运动
C. 0~10s，水泥建材距离地面15m
D.水泥建材上升过程中钢丝绳中张力最大为5000N
13.如图所示，一竖直圆筒绕中心轴以角速度ω匀速转动，小物块紧贴在圆筒的内壁上，相对于圆筒静止。此时，小物块受圆筒壁的弹力大小为FN，摩擦力大小为Ff。当圆筒以角速度2ω匀速转动时，小物块受圆筒壁的（ ）
A.摩擦力大小为Ff B.摩擦力大小为2Ff
C.弹力大小为4FN D.弹力大小为8FN
14.如图所示，固定的水平光滑长杆上套有一物块Q，跨过悬挂于O点的轻小光滑圆环的轻绳一端连接Q，另一端悬挂一物块P。设轻绳的左边部分与水平方向的夹角为θ，初始时θ很小。现将P、Q由静止同时释放，关于P、Q以后的运动，下列说法正确的是（ ）
A.当θ=60°时，P、Q的速度大小之比是：2
B.当θ向90°增大的过程中，Q的速度一直增大
C.当θ向90°增大的过程中，P的速度一直增大
D.当θ=90°时，P的速度为零
三、实验题（本题10分。）
15.某物理兴趣小组在做“探究平抛运动的特点”的实验时，分成两组，其中一个实验小组让小球做平抛运动，用频闪照相机对准方格背景照相，拍摄到如图所示的照片，已知每个小方格边长L为10cm，当地的重力加速度g取10m/s2，其中第4点处的位置被污迹覆盖。
（1）若以拍摄的第1点为坐标原点，以水平向右和竖直向下为正方向建立直角坐标系，被拍摄的小球在第4点的位置坐标为（ cm， cm）；
（2）小球平抛的初速度大小为 m/s（计算结果保留两位有效数字）；
（3）另一个实验小组的同学正确地进行了实验并正确地描绘了运动轨迹，测量了轨迹上的不同点的坐标值，根据所测得的数据以y为纵轴，x2为横轴，在坐标纸上画出对应的图像为过原点的直线，并测出直线斜率为2，则平抛运动的初速度v0= m/s。
四、解答题（本题共2小题，16题10分，17题10分，18题14分，共34分。）
16.如图所示，在距水平地面高h=0.80m的光滑平台边缘O点，将质量m=0.10kg可视为质点的物块，以v0=3.0m/s的速度水平抛出，不计空气阻力，取重力加速度g=10m/s2。
（1）求物块抛出点O到落地点A所用的时间；
（2）求物块抛出点O到落地点A之间的水平距离；
（3）求物块落到A点时的速度的大小。
17.抛石机是古代战场的破城重器（如图甲），可筒化为图乙所示。将石块放在长臂A端的半球形凹槽，在短臂B端挂上重物，将A端拉至地面然后突然释放，石块过最高点P时就被水平抛出。已知转轴O到地面的距离h=5m，OA=L=15m，质量m=60kg可视为质点的石块从P点抛出后的水平射程为80m，不计空气阻力和所有摩擦，取g=10m/s2，求：
（1）石块落地时速度的大小；
（2）石块到达P时对凹槽压力的大小及方向。
甲 乙
18.一光滑圆锥固定在水平地面上，其圆锥角为74，圆锥底面的圆心为O。用一根长为0.5m的轻绳一端系一质量为0.1kg的小球（可视为质点），另一端固定在光滑圆锥顶上O点，O点距地面高度为0.75m，如图所示，如果使小球在光滑圆锥表面上做圆周运动，取g=10m/s2。（sin37°=0.6，cos37°=0.8）
（1）当小球的角速度不断增大，求小球恰离开圆锥表面时的角速度和此时细绳的拉力；
（2）当小球的角速度为2rad/s时，求轻绳中的拉力大小；
德强高中2022-2023学年高一下学期4月月考
物理答案
参考答案：
1. A
【详解】A.匀变速曲线运动的物体受到的合外力为恒力，物体的加速度也是恒定的，A正确；
B.物体做曲线运动的条件是所受合外力不为零，且合外力的方向与速度方向不在同一直线上，B错误；
C.匀变速曲线运动的物体受到的合外力为恒力，C错误；
D.做曲线运动的物体，速度方向一定时刻在改变，但速度大小不一定改变，比如匀速圆周运动，D错误。
故选A。
2. A
【详解】ABC.若两球在落地前相遇，则父亲扔出的球的竖直位移较大，根据可知，父亲扔出去的球运动的时间较长，即父亲先将球抛出，故A正确，BC错误；
D.同时将球抛出，则两球在相同时间内下落相同的高度，由于初始高度不同，两个球不能相遇，故D错误。
故选A。
3. A
【详解】设小船合速度在垂直河岸方向的分量为，则小船的渡河时间为
由题意可知，合速度在垂直河岸方向的分量最大时
即船头需要正对河对岸时，小船渡河时间最短。
故选A。
4. B
【详解】设A、B、C三点的线速度大小分别为v1、v2、v3，同一皮带上每个点的线速度大小相同，又大轮半径为小轮半径的两倍，由，可得
，
解得
故选B。
5. B
6. A
【详解】A.根据向心力
可知，弯道1的半径较小，故沿弯道1运动的小汽车所需的向心力较大，故A正确；
B.由可知，沿弯道1运动的小汽车的角速度较大，故B错误；
C.又由可知，在相同时间内，沿弯道1运动的小汽车转过的角度较大，故C错误；
D.两辆小汽车在转弯时，受到的最大静摩擦力相同，即转弯时所能提供的最大向心力相同，由
可知，沿弯道1运动的小汽车更容易发生侧滑，故D错误。
故选A。
7. A
【详解】A.汽车通过拱桥的最高点时，向心加速度方向向下，汽车处于失重状态，故A正确：
B.圆锥摆重力和拉力的合力充当向心力，则有
解得
增大θ，但保持圆锥的高不变，则圆锥摆的角速度不变，故B错误；
C.小球的重力和支持力的合力充当向心力，重力不变，根据平行四边形定则，支持力相等，所以向心力相等，根据向心力公式
由于转动半径不等，所以角速度不等，故C错误；
D.火车转弯超过规定速度行驶时，火车重力和铁轨支持力的合力不足以提供过弯的向心力，外轨对外轮缘会有挤压作用，故D错误。
故选A。
8. C
【详解】小球在盘边缘共有6个均匀分布的落点，说明每转动后就有一个小球落
在圆盘的边缘，故
故角速度为
当时，则
当时，则
当时，则
故选C。
9. D
【详解】设CP长为d，M点距离台面的高度为hM，N点距离台面的高度为hN，取M关于CP的对称点Q，由几何关系可知Q的高度与M的高度相等，且Q点位于D点上方，只看第一次从P点到A的平抛过程，可知P到Q的水平距离为P到A的水平距离的一半，则有P到Q的时间为P到A的一半，根据可知P到Q的竖直运动的距离为P到A的，所以有
解得
同理对第二次平抛运动有
解得
可得
故选D。
10. BCD
11. AD
【详解】AB.根据题意，若小球恰好落在B点，由平抛运动规律有
解得
可知，若小球的初速度为8m/s，则小球落在斜面上，若小球的初速度为10m/s，则小球落在水平面上，故B错误，A正确；
CD.若小球速度小于v0，小球始终落在斜面上，位移偏向角始终等于斜面倾角，若小球速度大于v0，小球落在水平面上，高度一样落地时间一样，但随着初速度的增大，水平位移增大，则位移方向与水平方向的夹角变小，故C错误，D正确。
故选AD。
12. AC
【详解】A.水平方向的位移x与时间t的关系，则水平方向速度为
时，竖直方向速度为
则水泥建材速度为
故A正确；
B.由于竖直方向的速度在5~10s时不变，其余时间都在变化，故在5~10s时水泥建材做匀速直线运动，其余时间为曲线运动，故B错误；
C.图线围成的面积表示位移的大小，故0~10s，水泥建材距离地面高度为
故C正确。
D.由图线可知，在0~5s内向上加速，则
则
解得
故泥建材上升过程中钢丝绳中张力最大为5200N，故D错误。
故选AC。
13. AC
14. BD
【详解】A. Q沿绳方向的分速度与P的速度大小相等，当θ=60°时，则有
解得
故A错误；
B.当θ向90°增大的过程中，细绳水平分力向右，使Q的速度一直增大，故B正确；
CD.刚释放时，P的速度为0，当θ=90°时，Q的速度水平向右，沿绳方向的速度分量为零，所以此时P的速度也为零，可知当θ向90°增大的过程中，P的速度先增大后减小，故C错误，D正确。
故选BD。
15. 60 60 2.0
【详解】（1）【1】平抛运动满足水平方向做匀速直线运动，由图表可知经过相等时间小球在水平方向经过20cm，所以4点的水平坐标应为60cm；
【2】平抛运动满足竖直方向做匀加速直线运动，由图表可知经过相等时间小球在竖直方向下落高度增量
故4点的纵坐标为60cm；
（2）[3]根据，可得图中相邻两拍摄点之间的时间间隔为
可得小球平抛的初速度大小为
（3）[4]水平方向
竖直方向
消去t得
可知斜率
解得
16.（1）0.40s；（2）1.2m；（3）5m/s
【详解】（1）根据
物体做平抛运动的时间
（2）物块抛出点O到落地点A之间的水平距离
（3）物块竖直方向的速度
所以抛出后t时刻物块的速度
17.（1）m/s；（2）5800N，方向竖直向上
【详解】（1）依题意，石块从P点抛出后做平抛运动，则有
求得石块从P点抛出到到达地面所用时间为
从P点抛出时的速度大小为
则落地时的速度大小为
（2）石块到达P时，根据牛顿第二定律有
代入数据求得，凹槽对石块的弹力为
说明凹槽对石块的弹力方向与重力方向相同，即竖直向下，根据牛顿第三定律可知，石块对凹槽压力的大小为5800N，方向竖直向上。
18.（1）5rad/s，1.25N；（2）0.872N；
【详解】（1）当小球在圆锥表面上运动时，根据牛顿运动定律有
小球刚要离开圆锥表面时，支持力为零，解得
，
（2）当小球的角速度为2rad/s时，小球在圆锥表面上运动，根据牛顿运动定律有
解各