三原县北城中学2023-2024学年高一下学期5月月考
物理试题（卷）
满分100分，考试时间90分钟．
第Ⅰ卷（选择题，共48分）
一、单项选择题（8道小题，每题4分，共32分。每小题只有一个正确选项）
1. 一个物体做曲线运动,在某时刻物体速度v和合外力F的方向可能正确的是
A
B.
C.
D.
2. 如图所示，在研究平抛运动时，小球A沿轨道滑下，离开轨道末端（末端水平）时撞开轻质接触式开关S，被电磁铁吸住的小球B同时自由下落。改变整个装置的高度做同样的实验，发现位于同一高度的A、B两球总是同时落地．该实验现象说明了A球在离开轨道后（ ）
A. 水平方向的分运动是匀速直线运动 B. 水平方向的分运动是匀加速直线运动
C. 竖直方向的分运动是自由落体运动 D. 竖直方向的分运动是匀速直线运动
3. 关于地球上的物体随地球自转的向心加速度的大小，下列说法正确的是（ ）
A. 在赤道上向心加速度最大
B. 在两极向心加速度最大
C. 在地球上各处，向心加速度一样大
D. 随着纬度的升高，向心加速度的值逐渐增大
4. 如图所示，细杆的一端与一小球相连，可绕过点的水平轴自由转动．现在a处给小球一初速度，使它做圆周运动，图中分别表示小球轨道的最低点和最高点，则关于杆对球的作用力的说法正确的是（ ）
A. 处一定都为拉力
B. 处可能为推力，处一定为支持力
C. 处一定为拉力，处杆对球可能没有作用力
D. 处一定为推力、处杆对球可能没有作用力
5. 某个走时准确的时钟，分针与时针由转动轴到针尖的长度之比是1.3：1，分针针尖与时针针尖的线速度之比为（ ）
A. 60：1 B. 12：1 C. 78：5 D. 78：1
6. 如图所示，一个圆盘在水平面内匀速转动，角速度是4rad/s。盘面上距圆盘中心0.10m位置有一个质量为0.10kg的小物体在随圆盘一起做匀速圆周运动。下列对小物体的分析正确的是（ ）
A. 小物体的向心加速度大小为
B. 小物体的向心力大小为0.04N
C. 圆盘对小物体的静摩擦力大小为0.16N
D. 若圆盘对小物体的最大静摩擦力为4N，则当圆盘角速度是10rad/s时，小物体会发生滑动
7. 质量为25kg的小孩坐在秋千上，小孩离系绳子的横梁2.5m。如果秋千摆到最低点时，小孩运动速度的大小是5m/s，她对秋千板的压力是（ ）
A. 500N B. 100N C. 1000N D. 800N
8. 在水平路面上骑摩托车的人，遇到一个壕沟，其数据如图所示。摩托车后轮离开地面后失去动力，可以视为做平抛运动。摩托车后轮落到壕沟对面才算安全。（）。则摩托车安全越过这个壕沟的最小速度为（ ）。
A. B. C. D.
二、多选题（4道小题，每题4分，共16分。选不全得2分，错选得0分）
9. 如图所示，半径为的圆筒，绕竖直中心轴旋转，小物块靠在圆筒的内壁上，它与圆筒内壁间的动摩擦因数为，最大静摩擦力与滑动摩擦力相等，现要使不下落，则下列说法正确的是（ ）
A. 圆筒转动的角速度至少为
B. 圆筒转动的角速度至少为
C. 圆筒转动的角速度增加，则小物块受的摩擦力增加
D. 无论转动的角速度增加还是减少，只要不下落，则小物块受的摩擦力不变
10. 如图所示，一辆质量为的小汽车驶上圆弧半径为的拱桥（取）。下列说法正确的是（ ）
A. 汽车到达桥顶时速度为，汽车对桥的压力为
B. 汽车到达桥顶时速度为，汽车对桥的压力为
C. 汽车以速度经过桥顶时恰好对桥没有压力
D. 汽车以速度经过桥顶时恰好对桥没有压力
11. 如图所示，小球在竖直放置的光滑圆形管道内做圆周运动，内侧壁半径为R，小球半径为r，则下列说法正确的是（ ）
A. 小球通过最高点时的最小速度vmin=
B. 小球通过最高点时的最小速度vmin=0
C. 小球在水平线ab以下的管道中运动时，内侧管壁对小球一定无作用力
D. 小球在水平线ab以上的管道中运动时，外侧管壁对小球一定有作用力
12. 如图甲所示，用一轻质绳拴着一质量为m的小球，在竖直平面内做圆周运动（不计一切阻力），小球运动到最高点时绳对小球的拉力为T，小球在最高点的速度大小为v，其图像如图乙所示，则（ ）
A. 当地的重力加速度为
B. 轻质绳长为
C. 小球在最低点和最高点拉力之差为5a
D. 若把轻绳换成轻杆，则从最高点由静止转动的过程中杆始终对小球产生支持力
第Ⅱ卷（非选择题，共52分）
三、填空题（每空3分，共15分）
13. 如图甲，修正带是通过两个齿轮的相互咬合进行工作的，其原理可简化为图乙所示，C为大盘上的一点，A、B为大小两盘边缘上的两点，已知，。工作时A点和B点的线速度之比___________，B和C点的角速度之比___________。
14. 用下图所示的装置来探究小球做圆周运动所需向心力的大小F与质量m、角速度和半径r之间的关系。两个变速塔轮通过皮带连接，转动手柄使长槽和短槽分别随变速塔轮匀速转动，槽内的钢球就做匀速圆周运动。横臂的挡板对钢球的压力提供向心力，钢球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力套筒下降，从而露出标尺，标尺上的红白相间的等分格显示出两个钢球所受向心力的比值。如图所示是探究过程中某次实验时装置的状态。
（1）在探究向心力的大小F与半径r关系时，要保持不变的是______（填选项前的字母）。
A．和r B.和m C.m和r D.m和F
（2）图中所示是在探究向心力的大小F与______（填选项前的字母）。
A．质量m关系 B.半径r的关系 C.角速度的关系
（3）若图中标尺上红白相间的等分格显示出两个小球所受向心力之比为，则与皮带连接的两个变速塔轮的半径之比为______（填选项前的字母）。
A． B. C. D.
四、计算题（15题11分，16题12分，17题14分。要求写出必要的文字说明。）
15. 质量为的汽车在水平公路上行驶，汽车经过半径为的弯路时，车速达到，如果轮胎与路面间的最大静摩擦力为，这辆车会不会发生侧滑？
16. 如图所示，半径的光滑半圆环轨道处于竖直平面内，半圆环与水平地面相切于圆环的端点A。一质量m=0.1kg的小球从A点冲上竖直半圆环，沿轨道运动到B点飞出，最后落在水平地面上的C点（图上未画），已知A、C间距离为1.6m，g取。求：
（1）小球在B点的速度大小；
（2）小球在B点对轨道的压力。
17. 如图所示，质量为m的小球用细线悬于点，使小球在水平面内做匀速圆周运动，重力加速度为。
（1）若悬挂小球的绳长为，小球做匀速圆周运动的角速度为，绳对小球的拉力有多大？
（2）若保持轨迹圆的圆心到悬点的距离h不变，改变绳长，求小球做匀速圆周运动的角速度与绳长的关系。三原县北城中学2023-2024学年高一下学期5月月考
物理试题（卷）
满分100分，考试时间90分钟．
第Ⅰ卷（选择题，共48分）
一、单项选择题（8道小题，每题4分，共32分。每小题只有一个正确选项）
1. 一个物体做曲线运动,在某时刻物体的速度v和合外力F的方向可能正确的是
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【解析】
【详解】曲线运动速度在曲线的切线方向上，合外力一定指向曲线弯曲的内测．故A正确，BCD错误．
2. 如图所示，在研究平抛运动时，小球A沿轨道滑下，离开轨道末端（末端水平）时撞开轻质接触式开关S，被电磁铁吸住的小球B同时自由下落。改变整个装置的高度做同样的实验，发现位于同一高度的A、B两球总是同时落地．该实验现象说明了A球在离开轨道后（ ）
A. 水平方向的分运动是匀速直线运动 B. 水平方向的分运动是匀加速直线运动
C. 竖直方向的分运动是自由落体运动 D. 竖直方向的分运动是匀速直线运动
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】球A与球B同时释放，同时落地，时间相同；A球做平抛运动，B球做自由落体运动；将球A的运动沿水平方向和竖直方向正交分解，两个分运动同时发生，具有等时性，因而A球的竖直分运动与B球时间相等，改变整个装置的高度做同样的实验，发现位于同一高度的A、B两个小球总是同时落地，说明在任意时刻在两球同一高度，即A球的竖直分运动与B球完全相同，说明了平抛运动的竖直分运动是自由落体运动。
故选C。
3. 关于地球上的物体随地球自转的向心加速度的大小，下列说法正确的是（ ）
A. 在赤道上向心加速度最大
B. 在两极向心加速度最大
C. 在地球上各处，向心加速度一样大
D. 随着纬度升高，向心加速度的值逐渐增大
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】地球上的物体随地球自转的角速度相同，根据
a=ω2r
可知，在赤道上的物体转动半径最大，则向心加速度最大，随着纬度的升高，向心加速度的值逐渐减小。
故选A。
4. 如图所示，细杆的一端与一小球相连，可绕过点的水平轴自由转动．现在a处给小球一初速度，使它做圆周运动，图中分别表示小球轨道的最低点和最高点，则关于杆对球的作用力的说法正确的是（ ）
A. 处一定都为拉力
B. 处可能为推力，处一定为支持力
C. 处一定为拉力，处杆对球可能没有作用力
D. 处一定为推力、处杆对球可能没有作用力
【答案】C
【解析】
【详解】在a点时
则在a点时一定为拉力；在b点时，若，则杆对球产生拉力；若，则杆对球无作用力；若，则杆对球产生推力。
故选C。
5. 某个走时准确的时钟，分针与时针由转动轴到针尖的长度之比是1.3：1，分针针尖与时针针尖的线速度之比为（ ）
A. 60：1 B. 12：1 C. 78：5 D. 78：1
【答案】C
【解析】
【详解】在一个小时的时间内，分针每转过的角度为360°，而时针转过的角度为30°，根据
可得角速度之比
ω1：ω2=360°：30°=12：1
由
v=rω
可得，线速度之比
v1：v2=（1.3×12）：（1×1）=78：5
故选C。
6. 如图所示，一个圆盘在水平面内匀速转动，角速度是4rad/s。盘面上距圆盘中心0.10m的位置有一个质量为0.10kg的小物体在随圆盘一起做匀速圆周运动。下列对小物体的分析正确的是（ ）
A. 小物体的向心加速度大小为
B. 小物体的向心力大小为0.04N
C. 圆盘对小物体的静摩擦力大小为0.16N
D. 若圆盘对小物体的最大静摩擦力为4N，则当圆盘角速度是10rad/s时，小物体会发生滑动
【答案】C
【解析】
【详解】A．根据向心加速度公式可得
故A错误；
B．根据向心力公式可得
故B错误；
C．由于小物体的向心力由圆盘对小物体的静摩擦力提供，因此
故C正确；
D．当向心力大小等于最大静摩擦力时，设此时的角速度为，则
解得
rad/s
因此，当圆盘角速度大于20rad/s时，小物体会发生滑动，故D错误。
故选C。
7. 质量为25kg的小孩坐在秋千上，小孩离系绳子的横梁2.5m。如果秋千摆到最低点时，小孩运动速度的大小是5m/s，她对秋千板的压力是（ ）
A. 500N B. 100N C. 1000N D. 800N
【答案】A
【解析】
【详解】根据牛顿二定律
解得
根据牛顿第三定律，他对秋千的压力为500N，A正确，BCD错误。
故选A。
8. 在水平路面上骑摩托车的人，遇到一个壕沟，其数据如图所示。摩托车后轮离开地面后失去动力，可以视为做平抛运动。摩托车后轮落到壕沟对面才算安全。（）。则摩托车安全越过这个壕沟的最小速度为（ ）。
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】摩托车做平抛运动，则
解得
故选C。
二、多选题（4道小题，每题4分，共16分。选不全得2分，错选得0分）
9. 如图所示，半径为圆筒，绕竖直中心轴旋转，小物块靠在圆筒的内壁上，它与圆筒内壁间的动摩擦因数为，最大静摩擦力与滑动摩擦力相等，现要使不下落，则下列说法正确的是（ ）
A. 圆筒转动的角速度至少为
B. 圆筒转动的角速度至少为
C. 圆筒转动的角速度增加，则小物块受的摩擦力增加
D. 无论转动的角速度增加还是减少，只要不下落，则小物块受的摩擦力不变
【答案】BD
【解析】
【详解】AB．要使a不下落，则小物块在竖直方向上受力平衡，则有
筒壁对物体支持力提供向心力，根据向心力公式得
当摩擦力正好等于最大摩擦力时
联立以上三式解得
故A错误，B正确；
CD．无论转动的角速度ω增加还是减少，只要a不下落，则小物块在竖直方向上受力平衡，即小物块受的摩擦力始终等于小物块的重力保持不变，故C错误，D正确。
故选BD。
10. 如图所示，一辆质量为的小汽车驶上圆弧半径为的拱桥（取）。下列说法正确的是（ ）
A. 汽车到达桥顶时速度为，汽车对桥的压力为
B. 汽车到达桥顶时速度为，汽车对桥的压力为
C. 汽车以速度经过桥顶时恰好对桥没有压力
D. 汽车以速度经过桥顶时恰好对桥没有压力
【答案】AC
【解析】
【详解】AB．根据
解得
当时可得
F=6400N
选项A正确，B错误；
CD．根据
若F=0可得
选项C正确，D错误。
故选AC。
11. 如图所示，小球在竖直放置的光滑圆形管道内做圆周运动，内侧壁半径为R，小球半径为r，则下列说法正确的是（ ）
A. 小球通过最高点时的最小速度vmin=
B. 小球通过最高点时的最小速度vmin=0
C. 小球在水平线ab以下的管道中运动时，内侧管壁对小球一定无作用力
D. 小球在水平线ab以上的管道中运动时，外侧管壁对小球一定有作用力
【答案】BC
【解析】
【详解】AB．在最高点，由于外管或内管都可以对小球产生弹力作用，当小球的速度等于0时，内管对小球产生弹力，大小为mg，故最小速度为0，故A错误，B正确；
C．小球在水平线ab以下管道中运动时，由于沿半径方向的合力提供小球做圆周运动的向心力，所以外侧管壁对小球一定有作用力，而内侧管壁对小球一定无作用力，故C正确；
D．小球在水平线ab以上管道中运动时，由于沿半径方向的合力提供小球做圆周运动的向心力，可能外侧壁对小球有作用力，也可能内侧壁对小球有作用力，故D错误。
故选BC。
12. 如图甲所示，用一轻质绳拴着一质量为m的小球，在竖直平面内做圆周运动（不计一切阻力），小球运动到最高点时绳对小球的拉力为T，小球在最高点的速度大小为v，其图像如图乙所示，则（ ）
A. 当地的重力加速度为
B. 轻质绳长为
C. 小球在最低点和最高点的拉力之差为5a
D. 若把轻绳换成轻杆，则从最高点由静止转动的过程中杆始终对小球产生支持力
【答案】AB
【解析】
【详解】AB．在最高点时，绳对小球的拉力和重力的合力提供向心力，则得
化简得
①
由图像知，时，，图像的斜率，则得
得绳长
当时，，由①得
解得
故A正确，B正确；
C．只要，绳子的拉力大于0，根据牛顿第二定律得有最高点：
②
最低点：
③
从最高点到最低点的过程中，根据机械能守恒定律得
④
联立②③④解得
即小球在最低点和最高点时绳的拉力差均为，故C错误；
D．若把轻绳换成轻杆，则从最高点由静止转过的过程中开始时杆对小球的作用力为支持力；当转过后，小球的向心力必定由杆的拉力提供，所以可知，在小球从最高点由静止转过的过程中，杆对小球的作用力开始时是支持力，然后是拉力，故D错误。
故选AB。
第Ⅱ卷（非选择题，共52分）
三、填空题（每空3分，共15分）
13. 如图甲，修正带是通过两个齿轮的相互咬合进行工作的，其原理可简化为图乙所示，C为大盘上的一点，A、B为大小两盘边缘上的两点，已知，。工作时A点和B点的线速度之比___________，B和C点的角速度之比___________。
【答案】 ①. ②.
【解析】
【详解】[1]因为A、B两点都在齿轮边缘，相互咬合传动，故线速度大小相等，即
[2]根据公式可得
因为A、C在同一齿轮上，角速度相同，故
14. 用下图所示的装置来探究小球做圆周运动所需向心力的大小F与质量m、角速度和半径r之间的关系。两个变速塔轮通过皮带连接，转动手柄使长槽和短槽分别随变速塔轮匀速转动，槽内的钢球就做匀速圆周运动。横臂的挡板对钢球的压力提供向心力，钢球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力套筒下降，从而露出标尺，标尺上的红白相间的等分格显示出两个钢球所受向心力的比值。如图所示是探究过程中某次实验时装置的状态。
（1）在探究向心力大小F与半径r关系时，要保持不变的是______（填选项前的字母）。
A．和r B.和m C.m和r D.m和F
（2）图中所示是在探究向心力的大小F与______（填选项前的字母）。
A．质量m的关系 B.半径r的关系 C.角速度的关系
（3）若图中标尺上红白相间等分格显示出两个小球所受向心力之比为，则与皮带连接的两个变速塔轮的半径之比为______（填选项前的字母）。
A． B. C. D.
【答案】 ①. B ②. C ③. D
【解析】
【详解】（1）[1]本实验采用控制变量法，探究向心力的大小F与半径r关系时，应保持小球的质量m和角速度不变。
故选B。
（2）[2]由于皮带连接的两个变速塔轮半径不同，从而两个小球运动的角速度ω不同，因此该过程探究向心力的大小F与角速度的关系。
故选C。
（3）[3]根据
可知两小球旋转的角速度之比
由于塔轮用皮带连接，皮带不打滑，边缘的线速度相等，根据
可知
故选D。
四、计算题（15题11分，16题12分，17题14分。要求写出必要的文字说明。）
15. 质量为的汽车在水平公路上行驶，汽车经过半径为的弯路时，车速达到，如果轮胎与路面间的最大静摩擦力为，这辆车会不会发生侧滑？
【答案】不会
【解析】
【详解】根据
可知辆车不会发生侧滑。
16. 如图所示，半径的光滑半圆环轨道处于竖直平面内，半圆环与水平地面相切于圆环的端点A。一质量m=0.1kg的小球从A点冲上竖直半圆环，沿轨道运动到B点飞出，最后落在水平地面上的C点（图上未画），已知A、C间距离为1.6m，g取。求：
（1）小球在B点的速度大小；
（2）小球在B点对轨道的压力。
【答案】（1）；（2），竖直向上
【解析】
【详解】（1）小球从B点运动到C点做平抛运动，竖直方向
水平方向
x=vBt
解得
vB=4m/s
（2）小球在B点，由牛顿第二定律可得
解得
F=3N
根据牛顿第三定律可知，小球在B点对轨道的压力大小为3N，方向竖直向上。
17. 如图所示，质量为m的小球用细线悬于点，使小球在水平面内做匀速圆周运动，重力加速度为。
（1）若悬挂小球的绳长为，小球做匀速圆周运动的角速度为，绳对小球的拉力有多大？
（2）若保持轨迹圆的圆心到悬点的距离h不变，改变绳长，求小球做匀速圆周运动的角速度与绳长的关系。
【答案】（1）；（2）见解析
【解析】
【详解】（1）设细绳与竖直方向的夹角为θ，则对球分析
解得
（2）对球分析
解得
可见， 在h不变的情况下，角速度ω与l无关。
