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1、山东省济宁市嘉祥县第一中学2020-2021学年高一物理4月月考试题一、单项选择题：（本题共8小题，每小题4分，共32分在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的）1如图所示，游乐园的游戏项目旋转飞椅，飞椅从静止开始缓慢转动，经过一小段时间，坐在飞椅上的游客的运动可以看作匀速圆周运动整个装置可以简化为如图所示的模型忽略转动中的空气阻力设细绳与竖直方向的夹角为，则()A飞椅受到重力、绳子拉力和向心力作用B角越大，小球的向心加速度就越大C只要线速度足够大，角可以达到90D飞椅运动的周期随着角的增大而增大2洗衣机的甩干桶匀速转动时有一衣物附在筒壁上，下列不正确的是()A筒壁对衣物的摩擦力随筒
2、的转速的增大而增大B筒壁对衣服的弹力随筒的转速的增大而增大C衣服随筒壁做圆周运动的向心力是由所受的合力提供D衣服受到重力、筒壁的弹力、摩擦力3如图所示，天车下吊着两个质量都是m的工件A和B，整体一起向左匀速运动系A的吊绳较短，系B的吊绳较长，若天车运动到P处突然停止，重力加速大小为g，则两吊绳所受瞬间拉力FA、FB的大小是()AFAFBmgBFAFBmg4如图所示，一长为L的轻质细杆一端与质量为m的小球(可视为质点)相连，另一端可绕O点转动，现使轻杆在同一竖直面内做匀速转动，测得小球的向心加速度大小为2g (g为当地的重力加速度)，下列说法正确的是()A小球的线速度大小为B小球运动到最高点时，
3、轻杆对小球作用力向上C杆在匀速转动过程中，轻杆对小球作用力的最大值为2mgD当轻杆转到水平位置时，轻杆对小球作用力方向指向圆心O5如图所示，“旋转秋千”中的两个座椅A、B质量相等，通过相同长度的缆绳悬挂在旋转圆盘上不考虑空气阻力的影响，当旋转圆盘绕竖直的中心轴匀速转动时，下列说法正确的是()AA的速度比B的大 BA与B的向心加速度大小相等C悬挂A、B的缆绳与竖直方向的夹角相等D悬挂A的缆绳所受的拉力比悬挂B的小6.如图所示,一半径为R的半圆形轨道竖直固定放置,轨道两端等高;质量为m的质点自轨道端点P由静止开始滑下,滑到最低点Q时,对轨道的正压力为2mg,重力加速度大小为g。质点自P滑到Q的过程
4、中,克服摩擦力所做的功为()A.mgRB.mgR C.mgRD.mgR7一辆汽车在平直的公路上由静止开始启动。在启动过程中，汽车牵引力的功率及其瞬时速度随时间的变化情况分别如图甲、乙所示。已知汽车所受阻力恒为重力的，重力加速度g取10 m/s2。下列说法正确的是()A该汽车的质量为3 000 kgBv06 m/sC在前5 s内，阻力对汽车所做的功为25 kJD在515 s内，汽车的位移大小约为67.19 m8如图，竖直平面内放一直角杆MON，OM水平，ON竖直且光滑，用不可伸长的轻绳相连的两小球A和B分别套在OM和ON杆上，B球的质量为2 kg，在作用于A球的水平力F的作用下，A、B两球均处于
5、静止状态，此时OA0.3 m，OB0.4 m，改变水平力F的大小，使A球向右加速运动，已知A球向右运动0.1 m时速度大小为3 m/s，则在此过程中绳的拉力对B球所做的功为(取g10 m/s2)()A11 J B16 JC18 J D9 J 二、多项选择题：（本题共4小题，每小题4分，共16分在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）9如图所示，两个圆锥内壁光滑，竖直放置在同一水平面上，圆锥母线与竖直方向夹角分别为30和60，有A、B两个质量相同的小球在两圆锥内壁等高处做匀速圆周运动下列说法正确的是()AA、B球受到的支持力之比为3BA、
6、B球的向心力之比为1CA、B球运动的角速度之比为31DA、B球运动的线速度之比为1110质量为m的小球由轻绳a和b分别系于一轻质细杆的A点和B点，如图所示，绳a与水平方向成角，绳b在水平方向且长为l，当轻杆绕轴AB以角速度匀速转动时，小球在水平面内做匀速圆周运动，则下列说法正确的是()Aa绳的张力不可能为零Ba绳的张力随角速度的增大而增大C当角速度时，b绳将出现弹力D若b绳突然被剪断，则a绳的弹力一定发生变化11物体受到水平推力F的作用在粗糙水平面上做直线运动。通过力和速度传感器监测到推力F、物体速度v随时间t变化的规律分别如图甲、乙所示。取g10 m/s2，则下列说法正确的是()A物体的质量
7、m0.5 kgB物体与水平面间的动摩擦因数0.4C第2 s内物体克服摩擦力做的功W2 JD前2 s内推力F做功的平均功率3 W12如图所示，某人将质量为m的石块从距地面高h处斜向上方抛出，石块抛出时的速度大小为v0，由于空气阻力作用石块落地时速度大小为v，方向竖直向下。已知重力加速度为g，下列说法正确的是()A刚抛出时重力的瞬时功率为mgv0B落地时重力的瞬时功率为mgvC石块在空中飞行过程中合外力做的功为mv02mv2D石块在空中飞行过程中阻力做的功为mv2mv02mgh三、填空题（每空3分，共15分）13(10分)下图是“DIS向心力实验器”，研究向心力与哪些因素有关当质量为m的物体随旋转
8、臂一起做半径为r的圆周运动时，同时获得一组向心力F和角速度的数据后，连成平滑的曲线，经验证为一条抛物线，改变实验条件重复三次实验(三次实验的条件见表)，得到的抛物线分别如图中的、所示实验次数123半径r/m0.10.10.1质量m/kg0.0220.0440.066(1)实验中，若挡光片的挡光宽度为s，某次挡光片经过传感器时的遮光时间为t，则计算机计算角速度的计算式为_.(2)分析比较表格和图像可得到的结论为()A匀速圆周运动物体所受向心力与质量成正比B匀速圆周运动物体所受向心力与角速度的平方成正比C半径相同，一定质量的物体做圆周运动，物体所受向心力与角速度的平方成正比D在质量相同的情况下，圆
9、周运动物体所受向心力与半径成正比14.如图所示为一小球做平抛运动的频闪照相照片的一部分,A、B、C三点是连续相等时间间隔拍摄的,图中背景方格的边长均为5 cm,如果取g=10 m/s2,那么:(1)照相机的闪光频率是_Hz;(2)小球运动中水平分速度的大小是_m/s;(3)小球经过B点时的竖直分速度大小是_m/s。四.计算题（共4个小题共37分，15题6分， 16题9分，17题10分、18题12分）15(6分)如图所示，小球A质量为m，固定在长为L的轻细直杆一端，并随杆一起绕杆的另一端O点在竖直平面内做圆周运动当小球经过最高点时，杆对球产生向下的拉力，拉力大小等于球的重力求：(1)小球到达最高
10、点时速度的大小(2)当小球经过最低点时速度为，杆对球的作用力的大小16(9分)如图所示，A在光滑的水平面上做匀速圆周运动，B在水平向右的外力F作用下，从静止开始沿圆的直径方向向A靠近A、B两物体同时分别从P、Q位置开始运动，初始时A、B间距为d.当A运动两周时，恰好与B相遇；当A再绕半周时，又与B相遇已知A、B两物体质量都为m，求：(1)A物体做匀速圆周运动的周期(2)A物体做匀速圆周运动的旋转半径(3)若已知m1 kg，F4 N，则A做匀速圆周运动所需的向心力大小为多少？（用表示）17.（10分）如图甲所示,长为4 m的水平轨道AB与半径为R=0.6 m的竖直半圆弧轨道BC在B处平滑连接,有
11、一质量为1 kg的滑块(大小不计)从A处由静止开始受水平力F作用而运动,F随位移变化的关系如图乙所示(水平向右为正),滑块与AB间的动摩擦因数为=0.25,与BC间的动摩擦因数未知,(g取10 m/s2)(1)求滑块到达B处时的速度大小。(2)若到达B点时撤去力F,滑块沿半圆弧轨道内侧上滑,并恰好能到达最高点C,则滑块在半圆弧轨道上克服摩擦力所做的功是多少?18.(12分)如图所示，光滑圆弧AB在竖直平面内，圆弧B处的切线水平，A、B两端的高度差为h10.2 m，B端高出水平地面h20.8 m，O点在B点的正下方，将一确定的滑块从A端由静止释放，落在水平面上的C点处。取g10 m/s2。求：(
12、1)落地点C到O的距离xOC；(2)在B端平滑连接一水平固定放置长为L1.0 m的木板MN，滑块从A端释放后正好运动到N端停止，求木板MN与滑块间的动摩擦因数u；(3)若将木板右端截去长为L的一段，滑块从A端释放后将滑离木板落在水平面上P点处，要使落地点P距O点的距离最远，则L应为多少？距离s的最大值为多少？ 20202021学年度第二学期高一检测题物理答案1. 【答案】 B【解析】飞椅受到重力和绳子的拉力作用，二者的合力提供向心力，故A错误；根据牛顿第二定律可知mgtan man，则向心加速度为大小为angtan ，可知角越大，小球的向心加速度就越大，故B正确；若夹角可以达到90，则在水平方
13、向绳子的拉力提供向心力，竖直方向合力为零，但是竖直方向只有重力作用，合力不可能为零，故C错误；设绳长为L，则根据牛顿第二定律可知mgtan m2(Lsin d)，整理可以得到T，当增大则T减小，故D错误2【答案】A【解析】衣物受到重力、筒壁的弹力和摩擦力的作用，靠弹力提供向心力，在竖直方向上，衣服所受的重力和摩擦力平衡，所以摩擦力不变，因弹力提供向心力，由Fm2r知，当转速增大，向心力增大，则弹力F增大，故A错误，B、D正确；衣服做匀速圆周运动，向心力是由所受的合力提供，故C正确3【答案】A【解析】当天车突然停止时，A、B工件均绕悬点做圆周运动由Fmgm，得拉力Fmgm，因为m相等，A的绳长小
14、于B的绳长，即rArB，则A的拉力大于B的拉力，即FAFBmg，故A正确4【答案】A【解析】根据向心加速度a2g，得v，故A正确；小球在最高点的加速度为2g，设轻杆对小球作用力F向上，根据牛顿第二定律，Fmgman，得Fmg，所以轻杆对小球作用力F向下，故B错误；在最低点轻杆对小球的作用力最大，即Fmgm2g，解得F3mg，故C错误；当轻杆转到水平位置时，杆子和重力的合力指向圆心，重力方向竖直向下，若轻杆对小球的作用力方向指向圆心O，则合力不能指向圆心，故D错误5【答案】D【解析】在转动过程中，A、B两座椅的角速度相等，但由于B座椅的半径比较大，故B座椅的速度比较大，向心加速度也比较大，A、B
15、错误；A、B两座椅所需向心力不等，而重力相同，故缆绳与竖直方向的夹角不等，C错误；根据Fm2r判断A座椅的向心力较小，所受拉力也较小，D正确6【答案】选C。在Q点,质点受到竖直向下的重力和竖直向上的支持力,两力的合力充当向心力,所以有FN-mg=m,FN=2mg,联立解得v=,下落过程中重力做正功,摩擦力做负功,根据动能定理可得mgR-Wf=mv2,解得Wf=mgR,所以克服摩擦力做功mgR,C正确。7【答案】D解析：由图像可得，汽车匀加速阶段的加速度a1 m/s2，汽车匀加速阶段的牵引力为F3 000 N，在匀加速阶段，由牛顿第二定律得F0.2mgma，解得m1 000 kg，A错误；牵引力
16、功率为15 kW，汽车所受阻力F10.2mg2 000 N时，汽车行驶的速度最大，为v07.5 m/s，B错误；前5 s内，汽车的位移xat212.5 m，阻力做的功WF10.2mgx25 kJ，C错误；515 s内，由动能定理得Pt0.2mgsmvmv2，解得s67.19 m，D正确。8【答案】C【解析】A球向右运动0.1 m时，vA3 m/s，OA0.4 m，OB0.3 m，设此时BAO，则有tan 。由运动的合成与分解可得vAcos vBsin ，解得vB4 m/s。以B球为研究对象，此过程中B球上升高度h0.1 m，由动能定理，WmghmvB2，解得轻绳的拉力对B球所做的功为Wmghm
17、vB22100.1 J242 J18 J，选项C正确。9【答案】CD设小球受到的支持力为FN，向心力为F，则有FNsin mg，FNAFNB1，A错误；F，FAFB31，B错误；小球运动轨道高度相同，则半径Rhtan ，RARB13，由Fm2R，得AB31，C正确；由vR，得vAvB11，D正确10【答案】AC【解析】对小球受力分析，可得a绳的弹力在竖直方向的分力平衡了小球的重力，解得Ta为定值，A正确，B错误；当Tacos m2l，即时，b绳的弹力为零，若角速度大于该值，则b绳将出现弹力，C正确；由于绳b可能没有弹力，故绳b突然被剪断，则a绳的弹力可能不变，D错误11【答案】ABC【解析】由
18、题图甲、乙可知，在12 s，推力F23 N，物体做匀加速直线运动，其加速度a2 m/s2，由牛顿运动定律可得，F2mgma；在23 s，推力F32 N，物体做匀速直线运动，由平衡条件可知，mgF3；联立解得物体的质量m0.5 kg，物体与水平面间的动摩擦因数0.4，选项A、B正确；由速度时间图象所围的面积表示位移可得，第2 s内物体位移x1 m，克服摩擦力做的功Wfmgx2 J，选项C正确；第1 s内，由于物体静止，推力不做功；第2 s内，推力做功WF2x3 J，即前2 s内推力F做功为W3 J，前2 s内推力F做功的平均功率 W1.5 W，选项D错误。12【答案】BD解析：设石块刚抛出时的速
19、度方向与竖直方向的夹角为，则刚抛出时重力的瞬时功率为Pmgv0cos ，选项A错误；落地时重力的瞬时功率为mgv，选项B正确；根据动能定理，石块在空中飞行过程中合外力做的功为Wmv2mv，选项C错误；设石块在空中飞行过程中阻力做的功为Wf，由动能定理得mghWfmv2mv，解得Wfmv2mvmgh，选项D正确。13【答案】(1)(2)C【解析】(1)物体转动的线速度v，根据，解得.(2)图中抛物线说明向心力F和2成正比，再结合表格数据可知：在半径相同的情况下，一定质量的物体做圆周运动，物体所受向心力与角速度的平方成正比，故C正确，A、B、D错误14【解析】(1)在竖直方向上,根据y=2L=gT
20、2得相等的时间间隔:T= s=0.1 s,则闪光的频率:f= Hz=10 Hz(2)小球运动的水平分速度:vx= m/s=1.5 m/s(3)B点的竖直分速度:vBy= m/s=2 m/s答案:(1)10(2)1.5(3)215(6分)【答案】(1)(2)7mg【解析】(1)小球A在最高点时，对球做受力分析，如图所示根据小球做圆周运动的条件，合外力等于向心力，即mgFm，Fmg.联立式，可得v.(2)小球A在最低点时，对球做受力分析，如图所示重力mg、拉力F，设向上为正，根据小球做圆周运动的条件，合外力等于向心力Fmgm，Fmgm7mg.16(12分)【答案】(1)(2)d(3)92 N【解析
21、】(1)物体B做匀加速运动，有Fma，dat2，解得AB相遇经过的时间t.因当A运动两周时，恰好与B相遇，可知A的周期为TAt.(2)物体B与A相遇时的速度v1.设圆周的半径为R，则由题意可知2Rv1a2，解得Rd.(3)若已知m1 kg，F4 N，则A做匀速圆周运动所需的向心力F向心mR92 N.17.（12分）【解析】(1)对滑块从A到B的过程,由动能定理得F1x1-F3x3-mgx=m得vB=2 m/s。 (2)当滑块恰好能到达最高点C时,有mg=m对滑块从B到C的过程,由动能定理得W-mg2R=m-m代入数值得W=-5 J即克服摩擦力做的功为5 J。18.(12分)【解析】(1)滑块从光滑圆弧AB下滑过程中，根据动能定理得：mgh1mvB20得vB2 m/s滑块离开B点后做平抛运动，则：竖直方向：h2gt2水平方向：xvBt联立得到xvB代入数据解得x0.8 m。(2)滑块从B端运动到N端停止的过程，根据动能定理得：mgL0mvB2代入数据解得0.2。(3)若将木板右端截去长为L的一段后，设滑块滑到木板最右端时速度为v，由动能定理得：mg(LL)mv2mvB2滑块离开木板后仍做平抛运动，高度不变，运动时间不变，则落地点距O点的距离：sLLvt联立整理得：s10.8L(0.4)21.16所以当0.4即L0.16 m时，s最大，且最大值smax1.16 m。