陕西省咸阳市实验中学高一下学期第一次月考物理试题

咸阳市实验中学2023~2024学年度第二学期第一次月考高一物理试题注意事项：1.本试题共6页，满分100分，时间75分钟。2.答卷前，考生务必将自己的姓名、班级和准考证号填写在答题卡上。3.回答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上：写在本试卷上无效。4.考试结束后，监考员将答题卡按顺序收回，装袋整理；试题不回收。第Ⅰ卷（选择题共46分）一、选择题（本大题共10小题，计46分。第1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8~10题有多项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错或不选的得0分）1.赛车在经过弯道时，均采取减速入弯、加速出弯的驾驶方式。如图所示，为两赛车过弯时的情境，赛车运动方向均为从上至下。虚线表示赛车减速、加速的转换点。关于这两台赛车在此时所受到的合力，下列示意图正确的是（）A. B.C. D.【答案】A【解析】【详解】赛车做曲线运动，则合力方向指向轨迹的凹向，速度沿轨迹的切线方向；因到达虚线位置之前做减速，则合力方向与速度方向夹角为钝角；因越过虚线位置之后做加速，则合力方向与速度方向夹角为锐角；故图A是正确的。故选A。2.图甲为某小区出入口采用的栅栏道闸，图乙是其原理示意图，OP为栅栏道闸的转动杆，为竖杆。P为两杆的交点，Q为竖杆上的点。在道闸抬起过程中，杆始终保持竖直，当杆OP绕O点从与水平方向成30°匀速转动到60°的过程中（）A.P点的线速度不变 B.P点的加速度大小不变C.点在竖直方向做匀速直线运动 D.点在水平方向做匀速直线运动【答案】B【解析】【详解】AB．杆OP绕O点匀速转动的过程中，P点做匀速圆周运动，线速度大小不变，方向改变；加速度大小不变，故A错误，B正确；CD．P和Q相对静止，所以Q同样做匀速圆周运动，竖直方向和水平方向均不是匀速运动，故CD错误。故选B。3.气嘴灯对自行车的气嘴起到装饰作用，使夜间骑行时自行车有灯光效果，是夜骑的一道风景线，深受青少年骑行爱好者喜爱，气嘴灯安装在自行车的气嘴上，骑行时会发光。一种气嘴灯的感应装置结构如图所示，一重物套在光滑杆上，重物上的触点M与固定在B端的触点N接触后，LED灯就会发光，下列有关说法错误的是（）A.感应装置的原理是利用离心运动B.气嘴灯运动至最低点时处于失重状态C.气嘴灯做圆周运动时，重物受到重力、弹力的作用D.要使气嘴灯在较低的转速时发光，可换用劲度系数更小的弹簧【答案】B【解析】【详解】A．感应装置的原理是利用离心现象，使两触点接触点亮LED灯，故A正确，不符合题意；B．气嘴灯运动至最低点时加速度向上，处于超重状态，故B错误，符合题意；C．气嘴灯做圆周运动时，重物受到重力、弹力的作用，合力提供向心力，故C正确，不符合题意；D．气嘴灯的转速较低时能够做离心运动，即弹簧弹力和重力的合力小于圆周运动需要的向心力，则需要用劲度系数更小的弹簧，以保证足够大的形变量使得两触点接触，故D正确，不符合题意。故选B。4.如图所示，带有一白点的黑色圆盘，绕过其中心且垂直于盘面的轴沿顺时针方向匀速转动，转速n=20r/s。在暗室中用每秒闪光21次的频闪光源照射圆盘，则（）A.观察到白点始终在同一个位置 B.观察到白点沿顺时针方向转动C.观察到白点转动的周期为0.2s D.观察到白点转动的频率为1Hz【答案】D【解析】【详解】由题意知，圆盘顺时针转动频率为f0=20Hz，在暗室中用每秒闪光21次的频闪光源照射圆盘，即f′=21Hz，则f0＜f′＜2f0，所以观察到的白点做逆时针旋转，转动频率为f=f′f0=21Hz20Hz=1Hz即旋转周期为1s，故D正确，ABC错误。故选D。5.如图是《天工开物》中的牛力齿轮水车的插图，记录了我国古代劳动人民的智慧。在牛力的作用下，通过A齿轮带动B齿轮，B、C齿轮装在同一根轴上，A、B边缘轮齿大小间距相同，齿轮A、B、C半径的大小关系为，下列说法不正确的是（）A.齿轮A、B、C的周期之比为5∶5∶3B.齿轮A、B、C的角速度之比为3∶5∶5C.齿轮A、B、C边缘的线速度大小之比为3∶3∶1D.齿轮A、B、C边缘的向心加速度大小之比为9∶15∶5【答案】A【解析】【详解】B．A、B通过边缘齿轮连接，边缘的线速度大小相同，根据可知B和C是同轴传动，则角速度相同，所以A、B、C的角速度之比为3：5：5，故B正确；A．根据可得齿轮A、B、C的周期之比为5：3：3，故A错误；C．B和C是同轴传动，角速度相同，根据可知所以A、B、C边缘的线速度大小之比为3：3：1，故C正确；D．根据，可得A、B、C边缘质点的向心加速度大小之比为9：15：5，故D正确。本题选错误的，故选A。6.如图所示，MN为半径为R、固定于竖直平面内的光滑四分之一圆管轨道，轨道上端切线水平，O为圆心，M、O、P三点在同一水平线上，M的下端与轨道相切处放置竖直向上的弹簧枪。现发射一质量为m的小钢珠，小钢珠恰好从M点离开弹簧枪，从N点飞出落到OP上距O点2R的点。不计空气阻力，重力加速度为g，则下列说法正确的是（）A.小钢珠在M点时，弹簧枪处于压缩状态B.小钢珠经过N点时速度大小为C.小钢珠到达N点时对上管壁的压力大小为D.小钢珠落到Q点时速度方向与OP的夹角为30°【答案】C【解析】【详解】A．小钢珠恰好从M点离开弹簧枪，小钢珠在M点时，弹簧处于原长状态，故A错误；B．小钢珠从N点到Q点做平抛运动，竖直方向有水平方向有解得小钢珠经过N点时的速度大小为故B错误；C．设小钢珠到达N点时管壁对小钢珠的作用力大小为F，方向竖直向下，由牛顿第二定律得解得F=mg由牛顿第三定律知小钢珠到达N点时对上管壁的压力大小为mg，方向竖直向上，故C正确；D．设小钢珠落到Q点时的速度方向与OP间的夹角为，则得故D错误。故选C。7.通用技术课上，某兴趣小组制作了一个电动爬杆小猴，原理如图所示，竖直杆与光滑杆均固定在电动机底座上，且与水平面间的夹角，一弹簧上端固定在杆上的点，下端与穿在杆上质量为的小猴相连。小猴静止时弹簧与竖直方向的夹角，当电动机带动底座开始转动时，小猴开始爬杆。已知的距离为，弹簧原长为，重力加速度为。则电动机转动后（）A.当小猴稳定在与P点等高的A点时，杆的角速度为B.当小猴稳定在与P点等高的A点时，杆的角速度为C.当小猴稳定在与P点距离最近时，杆的角速度为D.当小猴稳定在与P点距离最近时，杆的角速度为【答案】A【解析】【详解】AB．当小猴在点静止时，对小猴进行受力分析如图所示根据对小猴的受力情况正交分解可知联立解得当小猴稳定在与点等高的点时，根据几何关系可知，弹簧在点的伸长量等于弹簧在点的伸长量，即弹簧的弹力想等，受力情况如图所示根据受力情况正交分解可知根据圆周运动合力提供向心力可知联立代入数据可知A正确；B错误；CD．当小猴稳定与点最近时，即当弹簧与垂直时，小猴与点最近，根据几何关系可知，此时弹簧长度为，弹簧长度为弹簧原厂，即弹簧上的弹力为。小猴的受力情况如图所示根据小猴所处的位置，由几何关系可知，小猴到的距离为，根据受力情况与圆周运动合力提供向心力可知代入数据可得CD错误。故选A。8.在修筑铁路时，为了消除轮缘与铁轨间的挤压，要根据弯道的半径和规定的行驶速度，设计适当的倾斜轨道，即两个轨道存在一定的高度差。如图所示，某列火车在转弯处轨道平面倾角为，转弯半径为r，在该转弯处规定行驶的速度为v，则下列说法正确的是（）A.在该转弯处规定行驶的速度B.火车运动的圆周平面为图中的bC.当火车行驶的速率小于v时，外侧铁轨对车轮的轮缘施加压力D.当火车行驶的速率大于v时，外侧铁轨对车轮的轮缘施加压力【答案】BD【解析】【详解】A．对火车受力分析，如图由牛顿第二定律得解得故A错误；B．火车运动的圆周平面为水平面，为图中的b，故B正确；C．当火车行驶的速率小于v时，支持力和重力的合力大于做圆周运动所需向心力，则内侧铁轨挤压轮缘，给轮缘向外的压力，故C错误；D．当火车行驶的速度大于v时，支持力和重力的合力不足以提供做圆周运动所需向心力，则外侧铁轨挤压轮缘，给轮缘向内的压力，故D正确。故选BD。9.如图所示，一位网球运动员以拍击球，使网球沿水平方向飞出。第一只网球飞出时的初速度为，落在自己一方场地上后弹跳起来，刚好擦网而过，落在对方场地的A点处。第二只网球飞出时的初速度为，直接擦网而过，也落在A点处。设第一只网球与地面碰撞前后其竖直方向速度按原速率弹回，而水平方向速度不变，不计空气阻力，则（）A.网球两次飞出时的初速度之比B.网球两次飞出时的初速度之比C.运动员击球点的高度H与网高h之比D.运动员击球点的高度H与网高h之比【答案】AD【解析】【详解】AB．由题意可知，第一次与第二次球从抛出到落到A点运动的时间之比为3:1，两次水平位移相等，根据x=vt可知网球两次飞出时的初速度之比故A正确，B错误；CD．设第二次从O到C的时间为t1，则第一次从D到C的时间也为t1，O点与A点的水平距离为l，则水平方向解得故C错误，D正确。故选AD。10.长为L细线一端系一质量为m的小球（可视为质点），另一端固定在一光滑锥顶上，光滑锥顶角为，轴线在竖直方向，如图甲所示。使小球在水平面内做角速度为的匀速圆周运动，细线的拉力为，得关系图像如图乙所示，已知重力加速度为，则（）A. B.C.图线1的斜率 D.图线2的斜率【答案】ABD【解析】【详解】A．当角速度为零时，小球处于静止状态，细线的拉力为故A正确；B．开始小球贴着光滑圆锥做匀速圆周运动，由图可知，当角速度的平方达到b时，支持力为零，有解得故B正确；C．小球未脱离圆锥体时，有，解得可知图线1的斜率故C错误；D．当小球脱离圆锥体后，有解得则图线2的斜率故D正确。故选ABD。第Ⅱ卷（非选择题共54分）二、实验探究题（本大题共2小题，计16分）11.在探究向心力大小F与小球质量m、角速度和半径r之间关系实验中：（1）小明同学用如图甲所示装置，转动手柄，使变速塔轮、长槽和短槽随之匀速转动。皮带分别套在塔轮圆盘上，可使两个槽内的小球分别以不同角速度做匀速圆周运动。小球做圆周运动的向心力由横臂的挡板提供，同时，小球对挡板的弹力使弹簧测力筒下降，从而露出测力筒内的标尺，标尺上露出的红白相间的等分格数之比即为两个小球所受向心力的比值。已知小球在挡板A、B、C处做圆周运动的轨道半径之比为1:2:1，在探究向心力的大小与圆周运动半径的关系时，应选择两个质量______（选填“相同”或“不同”）的小球，分别放在挡板B与挡板C处，同时选择半径______（选填“相同”或“不同”）的两个塔轮进行实验。（2）小王同学用如图乙所示的装置进行实验。滑块套在水平杆上，随水平杆一起绕竖直杆做匀速圆周运动，力传感器通过一细绳连接滑块，用来测量向心力F的大小。滑块上固定一遮光片，宽度为d，光电门记录遮光片通过的时间，滑块的旋转半径为r，滑块随杆一起做匀速圆周运动。①某次旋转过程中，遮光片经过光电门时的遮光时间为，则角速度______。（用相关物理量符号表示）②以为纵坐标，以为横坐标，在坐标纸中描出数据点作出一条倾斜的直线，若图像的斜率为k，则滑块的质量为______（用k、r、d表示）。【答案】（1）①.相同②.相同（2）①.②.【解析】【小问1详解】[1][2]探究向心力的大小与圆周运动半径的关系时，由可知，应保证质量和角速度相同，而皮带连接的轮塔的线速度相同，要保证角速度相同应选择半径相同的轮塔，以此进行探究；【小问2详解】[1]遮光片经过光电门时的遮光时间为，则可计算线速度为则角速度为[2]由可得可得解得12.某实验小组用如图所示实验装置探究平抛运动规律。（1）如图甲所示，两个相同的弧形轨道M、N位于同一竖直面内，其中M轨道末端水平，N轨道的末端与光滑的水平面相切。用两个质量不等的小钢球P、，同时从图示位置由静止释放，观察到P落到地面时恰好与相碰，向上平移弧形轨道M，多次重复实验，仍能观察到相同的现象，这说明______。（填正确选项前的字母）A.钢球P在水平方向做匀速直线运动 B.钢球P在竖直方向做自由落体运动C.钢球P、相碰时速度相等 D.钢球在竖直方向做自由落体运动（2）用如图乙所示装置继续探究平抛运动的特点。将坐标纸和复写纸对齐重叠并固定在竖直木板上。小球沿斜槽轨道滑下后从斜槽末端飞出，落在水平挡板上。由于挡板靠近木板一侧较低，钢球落在挡板上时，小球会在复写纸上挤压出一个痕迹点。上下移动挡板，依次重复上述操作，坐标纸上将留下一系列痕迹点。其中合理的选项有______。（填正确选项前的字母）A.通过调节使斜槽末端保持水平B.小球与斜槽之间的摩擦对实验无影响C.挡板高度应等间距变化D.不改变挡板P的位置，使小球从斜槽上相同位置静止释放E.将坐标纸上的点用直线依次连接（3）图丙中的A、B、C是小球运动过程中的三个位置，坐标纸每小格边长为5cm，则小球从槽口抛出的初速度大小为______m/s；由于忘记记录平抛轨迹的起始点，则点离平抛运动的原点的水平距离x=______m。（）【答案】（1）A（2）ABD（3）①.1.5②.0.3【解析】【小问1详解】AB．实验观察到P落到地面时恰好与相碰，说明两球在水平方向的运动完全相同，则说明钢球P在水平方向做匀速直线运动，但是不能说明钢球P在竖直方向做自由落体运动，故A正确，B错误；C．钢球P、相碰时，两球的水平速度相等，故C错误；D．该实验不能说明钢球在竖直方向做自由落体运动，故D错误。故选A。【小问2详解】A．通过调节使斜槽末端保持水平，以保证小球做平抛运动，故A正确；B．小球与斜槽之间的摩擦对实验无影响，只要小球到达底端时速度相同即可，故B正确；C．挡板高度不一定要等间距变化，故C错误；D．不改变挡板P的位置，使小球从斜槽上相同位置静止释放，以保证小球到达底端时速度相同，故D正确；E．将坐标纸上的点用用平滑的曲线依次连接，故E错误。故选ABD。【小问3详解】[1]根据解得T=0.1s则[2]因为则则点离平抛运动的原点的水平距离x=v0t=0.3m三、计算题（本大题共3小题，计38分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）13.杂技“空中飞环”节目以惊险、高雅和优美著称。现有一质量的演员（另系安全保险绳），坐在质量的圆环内，圆环用长的长绳系着，演员和圆环（整体视为质点）在竖直平面内做圆周运动，如图所示。不计长绳和保险绳质量，不计所有摩擦，取重力加速度大小，则：（1）若演员经过最低点的速度时，求长绳的拉力大小；（2）若长绳能承受的最大拉力，圆环底座能承受的最大压力，求演员的最大安全速度为多大？【答案】（1）750N；（2）【解析】【详解】（1）在最低点对演员和圆环整体受力分析，有解得长绳的拉力大小（2）设长绳拉力最大时演员的速度为v2，有解得设圆环底座所受压力最大时演员的速度为v3，有解得演员的最大安全速度为。14.第十四届全国冬季运动会于2月17日在内蒙古开幕。跳台滑雪是其中的项目之一，滑雪大跳台的赛道主要由助滑道、起跳区、着陆坡、停止区组成，如图甲所示，图乙为简化后的跳台滑雪赛道示意图，AD段为助滑道，DB为起跳区，与水平面的夹角，BC段为倾角的着陆坡。一运动员从助滑道的起点A由静止开始下滑，到达起跳点D时，借助设备和技巧，以与水平方向成30°角（起跳角）从B点起跳，最后落在着陆坡面的C点。已知该运动员在B点的起跳速度为20m/s，不计空气阻力，重力加速度。求：（1）运动员在空中运动多长时间速度最小？（2）运动员离开着陆坡面的最大距离是多少？（3）运动员落到C点的速度大小。【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【详解】（1）运动员从B点起跳，做斜抛运动，如图运动员从B点起跳时竖直方向的速度大小为运动员在空中速度最小时，则竖直速度减为零，则用时间（2）运动员起跳时沿垂直斜面方向的初速度重力加速度在垂直斜面方向的分加速度大小为离斜面最远时，垂直斜面方向的速度为零，则离斜面的最远距离（3）离斜面最远时，运动的时间由于运动时间的对称性，则运动员落到C点的时间运动员落到C点的水平方向速度大小为运动员落到C