河南省许昌市鄢陵县第一高级中学2023-2024学年高一下学期第一次月考物理试卷（含答案）

鄢陵县第一高级中学2023-2024学年高一下学期第一次月考物理试卷
一、选择题：本题共10小题，每小题4分，共40分。
1．如图所示，一篮球从离地H高度处A从静止开始下落，与水平地面发生碰撞后反弹至离地h的最高处B（）。不计空气阻力。设篮球从A运动到地面的过程中，加速度大小为、运动时间为、与地面碰前瞬间的速度大小为；篮球再从地面反弹到B的过程中，加速度大小为、运动时间为、反弹后瞬间的速度大小为。则下列关系正确的是（ ）
A．，， B．，，
C．，， D．，，
2．如图所示，建筑工人站在水平地面上竖直向下拉绳子，通过滑轮组将重物缓慢提起。忽略绳子、动滑轮和定滑轮的质量，绳子与动滑轮、定滑轮之间的摩擦均不计。则在重物缓慢提起的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．工人对绳子竖直向下的拉力逐渐变大 B．绳子对工人竖直向上的拉力始终不变
C．工人对水平地面的压力逐渐变大 D．水平地面对工人的支持力逐渐变大
3．某探究小组通过这样的一个实验来研究物体的超重和失重状态：把一个压力传感器固定在水平地面上，把质量不计的弹簧竖直固定在压力传感器上，如图甲所示。时刻，将一金属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放，小球落到弹簧上压缩弹簧到最低点，然后又被弹起离开弹簧，上升到一定高度后再下落，如此反复。测出这一过程压力传感器的压力大小F随时间t变化的图象如图乙所示。则下列说法正确的是（ ）
A．时间内，小球始终处于超重状态
B．时间内，小球始终处于失重状态
C．时间内，小球先处于超重状态、再处于失重状态
D．时间内，小球先处于失重状态、再处于超重状态
4．如图所示，固定斜面的倾角为，高为h，一小球从斜面顶端水平抛出，落至斜面底端，重力加速度为g，不计空气阻力，则小球从抛出到离斜面距离最大所用的时间为（ ）
A． B． C． D．
5．质量为2kg的雪橇在倾角的斜坡向下滑动过程中，所受的空气阻力与速度成正比，比例系数k未知。雪橇运动的某段过程的图像如图中实线AD所示，且AB是曲线最左端那一点的切线，B点的坐标为，已知。下列说法中正确的是（ ）
A．当时，雪橇的加速度为
B．在0～4s过程中雪橇的平均速度为4.5m／s
C．雪橇与斜坡间的动摩擦因数是0.75
D．空气阻力系数k为1kg／s
6．（多选）如图所示，为某同学设计的简易力学实验装置。将一套有小球的细直杆两端固定在水平地面上，细杆呈水平状态，小球孔径略大于细杆直径，细杆与小球之间的动摩擦因数为，小球的质量为，重力加速度。调节斜向右上方拉力的大小为某一恒定值、且拉力F方向与细杆之间的夹角始终为37°，小球刚好在细杆上以某一加速度向右做匀加速运动。下列说法正确的是（，）（ ）
A．小球的加速度大小为 B．小球的加速度大小为
C．细杆对小球的弹力大小为5N D．细杆对小球的摩擦力大小为2.5N
7．如图所示，在斜面顶端的A点以速度v平抛一小球，经时间落到斜面上B点处，若在A点将此小球以速度0.5v水平抛出，经落到斜面上的C点处，以下判断正确的是（ ）
A． B．
C． D．
8．（多选）对于做匀速圆周运动的物体，下列理解正确的是（ ）
A．匀速圆周运动是线速度不变的运动 B．匀速圆周运动是角速度不变的运动
C．匀速圆周运动的匀速是指速率不变 D．匀速圆周运动一定是变速运动
9．关于向心力的说法正确的是（ ）
A．物体由于做圆周运动而产生了向心力
B．向心力不改变圆周运动中物体线速度的大小
C．对做匀速圆周运动的物体进行受力分析时，一定不要漏掉向心力
D．做匀速圆周运动的物体其向心力是不变的
10．某学校开设了糕点制作的选修课，小明同学在体验糕点制作的“裱花”环节时，如图所示，他在绕中心匀速转动的圆盘上放了一块直径8英寸（20cm）的蛋糕，在蛋糕边缘上每隔4s“点”一次奶油，蛋糕随圆盘转一周后均匀“点”上了15次奶油，则下列说法正确的是（ ）
A．圆盘转动的转速约为
B．圆盘转动的角速度大小约为
C．蛋糕边缘的奶油的线速度大小约为
D．圆盘转动的频率约为
二、非选择题
11．（9分）某同学设计了如图所示的实验装置来测量两种材料之间的摩擦阻力情况。圆柱形立柱上端有一个电磁铁（可上下沿立柱移动），立柱下端固定一速度传感器，电磁铁距传感器的距离为x。通电时，质量为1.0kg、且具有磁性的小环被吸在电磁铁上（小环紧紧套在圆柱形立柱上，圆柱形立柱各处粗糙程度相同），断电时，小环由初速度为零开始沿立柱下落至速度传感器时，由传感器读出小环经此处时的速度v大小，如图所示。多次改变电磁铁在立柱上的位置，对应的速度值记录在表格中：
电磁铁到传感器的距离x／m 0.900 0.700 0.500 0.300 0.200
速度v／（） 4.059 3.569 3.016 2.336 1.908
速度二次方／（） 16.475 12.731 9.096 5.457 3.640
（1）该同学以x为横坐标，以为纵坐标，设计了如图所示的坐标图，请你帮助该同学在坐标图上描点，并用平滑的线连线。
（2）根据你所画出的图线，得出小环沿立柱下落加速度的大小为_________。
（3）已知重力加速度，小环与立柱之间的摩擦力大小为_________N。
12．（10分）甲、乙两个实验小组分别采用如图（a）、（b）所示的实验装置，验证“当质量一定时，物体运动的加速度与它所受的合力成正比”这一物理规律。已知他们使用的小车完全相同，小车的质量为M，砝码和砝码盘的总质量为m，试回答下列问题：
（1）甲实验小组利用图（a）装置_________（选填“需要”或“不需要”）平衡小车和长木板之间的摩擦力，乙实验小组利用图（b）_________（选填“需要”或“不需要”）满足的条件。
（2）利用图（b）装置在满足实验条件时得到一条纸带如图（c）所示，实验所用电源的频率为60Hz，A、B、C、D、E为每5个计时点取一个的计数点，小车质量，力传感器示数为0.35N，重力加速度g取，根据纸带可求得小车的加速度大小为_________，该次实验砝码和砝码盘的总质量为_________g。（结果均保留三位有效数字）
（3）利用图（a）在满足实验条件时，研究小车质量一定的情况下其加速度a与砝码重力F（忘记测量砝码盘的质量，但其他操作均正确）的关系，得到的图线应该是图（d）中的_________（选填“①”“②”或“③”）。
三、计算题
13．（12分）风洞是研究空气动力学的实验设备。如图所示，将长度为L的刚性杆左端固定在风洞内的竖直立柱上，杆成水平状态，杆的右端套一质量为m、且可沿杆滑动的小球。将小球所受的风力大小调节为恒力F，方向水平向左，小球从静止开始向左沿杆运动，当小球运动到杆上的某一位置P时，立即停止吹风（即撤掉风力），小球刚好运动到杆的左端速度为0。已知小球与杆之间的动摩擦因数为定值，取重力加速度大小为g。试求：P点到杆右端的距离。
14．（14分）一辆汽车正在平直的公路上以30m／s的速度匀速行驶，突然看到前方一个限速牌立即制动，汽车做匀减速运动，经3s速度降为12m／s，然后以此速度匀速向前运动20s，又以的加速度匀加速到30m／s。求：
（1）汽车匀减速运动的加速度大小及匀减速运动第3s内的位移；
（2）汽车以小于30m／s的速度通过的路段总长；
（3）若没有限速牌，以30m／s的速度通过（2）问中这段路所用时间比题中通过这段路所用时间少多少？
15．（15分）如图所示，倾角为30°的光滑斜面的下端与一水平传送带对接（不影响传送带的转动），传送带正以4m／s的速度顺时针转动，一个质量为m的物体（可视为质点）从高处由静止沿斜面下滑，物体向左刚好能滑到传送带左端的B点并被传送带带回，物体与传送带间的动摩擦因数为0.5，重力加速度，求：
（1）传送带左右两端AB间的距离为多少？
（2）物体由静止沿斜面下滑一直到返回斜面最大高度的时间。
鄢陵县第一高级中学2023-2024学年高一下学期第一次月考
物理试卷答案
一、选择题
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 D A C D D BCD B BCD B B
4．D ［解析］对于整个平抛运动过程，根据得，则平抛运动的初速度为；当速度方向与斜面平行时，小球距离斜面最远，此时竖直分速度为，则经历的时间为，故选D。
5．D ［图像的某点切线的斜率代表了该点的瞬时加速度，则在A点的加速度为，A错误；若AD这段是匀加速运动，则平均速度为，但从图像中，可知这段位移为变加速运动，故0～4s过程中雪橇的平均速度不等于4.5m／s，B错误；在A点处，根据牛顿第二定律可得，从图像可知，从D点开始，雪橇做匀速运动，则有，代入数据得到，，C错误，D正确。］
7．B ［平抛运动竖直方向上的位移和水平方向上的位移的比值，解得，故运动的时间与初速度成正比，所以；竖直方向上下落的高度，故竖直方向上的位移之比为4：1；斜面上的距离，故，故B正确，A、C、D错误。］
8．BCD ［线速度有方向，匀速圆周运动的线速度方向时刻在变化，故A错误；匀速圆周运动的角速度恒定不变，故B正确；匀速圆周运动的线速度大小即速率不变，故C正确；匀速圆周的速度方向时刻在变化，即速度时刻在变化，一定是变速运动，故D正确。］
9．B ［向心力是物体做圆周运动的原因，故A错误；因向心力始终垂直于线速度的方向，所以它不改变线速度的大小，只改变线速度的方向，当合外力完全提供向心力时，物体就做匀速圆周运动，该合力大小不变，方向时刻改变，即向心力是变力，故B正确，D错误；向心力是根据力的作用效果来命名的，它可能是某种性质的力，也可能是某个力的分力或几个力的合力，受力分析时不能加入向心力，故C错误。］
10．B ［由题意可知，圆盘转一周所需的时间为，因此周期为60s，转速为，故A错误；由角速度与周期的关系可得，故B正确；蛋糕边缘的奶油的线速度大小为，故C错误；根据周期和频率的关系可得圆盘转动的频率为，故D错误。］
二、非选择题
11．（1）如图所示
（2）9.10（8.90—9.30之间都给分）。
（3）0.80N（0.40—1.50之间均给分）
12．解析：（1）题图（a）装置需要让绳子的拉力等于小车所受的合力，故需要平衡小车和长木板之间的摩擦力；
题图（b）装置因为有力传感器，可以直接读出拉力的大小，不需要砝码和砝码盘的总重力近似等于绳子的拉力，故不需要满足的条件。
（2）电源的频率为60Hz，A、B、C、D、E为每5个计时点取一个的计数点，可知两计数点之间的时间间隔为
根据纸带可求得小车的加速度大小为
对砝码和砝码盘，根据牛顿第二定律有
代入数据解得。
（3）因为忘记测量砝码盘的质量，则当砝码质量为0时，小车有加速度，故应该是①。
答案：（1）需要 不需要 （2）0.396 0.0372 （3）①
三、计算题
13．解：（1）匀加速运动过程：设P点到杆右端的位移，小球运动到P点的速度为v，有：①
②
（2）匀减速过程：设P点到杆左端的位移，有：③
④
由题意知：⑤
以上联合求解得：
14．解析：（1）汽车匀减速运动的加速度大小
匀减速运动第3s内的位移
（2）汽车匀减速运动通过的路程
匀速运动的路程
匀加速运动的路程
汽车以小于30m／s的速度通过的路段总长为。
（3）若没有限速牌，以30m／s的速度通过（2）问中这段路所用时间
比题中通过这段路所用时间少。
答案：（1） 15m （2）353.4m （3）13.62s
15．解析：（1）对物体在斜面上运动，有，
代入数据解得
物体在传送带上向左减速，有
解得
又速度减为0时离A最远，则
代入数据解得。
（2）开始时向下做匀加速直线运动，则
解得
物体在传送带上加速时的加速度大小与减速时的加速度大小相等，所以物体在传送带上向左运动的时间
物体在传送带上向右加速的时间
物体在传送带上加速到与传送带共速，有
代入数据解得
故物体在达到A点之前速度与传送带的速度相等，物体在传送带上做匀速直线运动的时间
物体沿斜面向上运动的时间
所以物体运动的总时间。