陜西省咸陽市實驗中學(xué)高一下學(xué)期第一次月考物理試題

咸陽市實驗中學(xué)2023~2024學(xué)年度第二學(xué)期第一次月考高一物理試題注意事項：1.本試題共6頁，滿分100分，時間75分鐘。2.答卷前，考生務(wù)必將自己的姓名、班級和準(zhǔn)考證號填寫在答題卡上。3.回答選擇題時，選出每小題答案后，用2B鉛筆把答題卡上對應(yīng)題目的答案標(biāo)號涂黑，如需改動，用橡皮擦干凈后，再選涂其它答案標(biāo)號?；卮鸱沁x擇題時，將答案寫在答題卡上：寫在本試卷上無效。4.考試結(jié)束后，監(jiān)考員將答題卡按順序收回，裝袋整理；試題不回收。第Ⅰ卷（選擇題共46分）一、選擇題（本大題共10小題，計46分。第1~7題只有一項符合題目要求，每小題4分；第8~10題有多項符合題目要求，全部選對的得6分，選對但不全的得3分，有選錯或不選的得0分）1.賽車在經(jīng)過彎道時，均采取減速入彎、加速出彎的駕駛方式。如圖所示，為兩賽車過彎時的情境，賽車運動方向均為從上至下。虛線表示賽車減速、加速的轉(zhuǎn)換點。關(guān)于這兩臺賽車在此時所受到的合力，下列示意圖正確的是（）A. B.C. D.【答案】A【解析】【詳解】賽車做曲線運動，則合力方向指向軌跡的凹向，速度沿軌跡的切線方向；因到達(dá)虛線位置之前做減速，則合力方向與速度方向夾角為鈍角；因越過虛線位置之后做加速，則合力方向與速度方向夾角為銳角；故圖A是正確的。故選A。2.圖甲為某小區(qū)出入口采用的柵欄道閘，圖乙是其原理示意圖，OP為柵欄道閘的轉(zhuǎn)動桿，為豎桿。P為兩桿的交點，Q為豎桿上的點。在道閘抬起過程中，桿始終保持豎直，當(dāng)桿OP繞O點從與水平方向成30°勻速轉(zhuǎn)動到60°的過程中（）A.P點的線速度不變 B.P點的加速度大小不變C.點在豎直方向做勻速直線運動 D.點在水平方向做勻速直線運動【答案】B【解析】【詳解】AB．桿OP繞O點勻速轉(zhuǎn)動的過程中，P點做勻速圓周運動，線速度大小不變，方向改變；加速度大小不變，故A錯誤，B正確；CD．P和Q相對靜止，所以Q同樣做勻速圓周運動，豎直方向和水平方向均不是勻速運動，故CD錯誤。故選B。3.氣嘴燈對自行車的氣嘴起到裝飾作用，使夜間騎行時自行車有燈光效果，是夜騎的一道風(fēng)景線，深受青少年騎行愛好者喜愛，氣嘴燈安裝在自行車的氣嘴上，騎行時會發(fā)光。一種氣嘴燈的感應(yīng)裝置結(jié)構(gòu)如圖所示，一重物套在光滑桿上，重物上的觸點M與固定在B端的觸點N接觸后，LED燈就會發(fā)光，下列有關(guān)說法錯誤的是（）A.感應(yīng)裝置的原理是利用離心運動B.氣嘴燈運動至最低點時處于失重狀態(tài)C.氣嘴燈做圓周運動時，重物受到重力、彈力的作用D.要使氣嘴燈在較低的轉(zhuǎn)速時發(fā)光，可換用勁度系數(shù)更小的彈簧【答案】B【解析】【詳解】A．感應(yīng)裝置的原理是利用離心現(xiàn)象，使兩觸點接觸點亮LED燈，故A正確，不符合題意；B．氣嘴燈運動至最低點時加速度向上，處于超重狀態(tài)，故B錯誤，符合題意；C．氣嘴燈做圓周運動時，重物受到重力、彈力的作用，合力提供向心力，故C正確，不符合題意；D．氣嘴燈的轉(zhuǎn)速較低時能夠做離心運動，即彈簧彈力和重力的合力小于圓周運動需要的向心力，則需要用勁度系數(shù)更小的彈簧，以保證足夠大的形變量使得兩觸點接觸，故D正確，不符合題意。故選B。4.如圖所示，帶有一白點的黑色圓盤，繞過其中心且垂直于盤面的軸沿順時針方向勻速轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)速n=20r/s。在暗室中用每秒閃光21次的頻閃光源照射圓盤，則（）A.觀察到白點始終在同一個位置 B.觀察到白點沿順時針方向轉(zhuǎn)動C.觀察到白點轉(zhuǎn)動的周期為0.2s D.觀察到白點轉(zhuǎn)動的頻率為1Hz【答案】D【解析】【詳解】由題意知，圓盤順時針轉(zhuǎn)動頻率為f0=20Hz，在暗室中用每秒閃光21次的頻閃光源照射圓盤，即f′=21Hz，則f0＜f′＜2f0，所以觀察到的白點做逆時針旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)動頻率為f=f′f0=21Hz20Hz=1Hz即旋轉(zhuǎn)周期為1s，故D正確，ABC錯誤。故選D。5.如圖是《天工開物》中的牛力齒輪水車的插圖，記錄了我國古代勞動人民的智慧。在牛力的作用下，通過A齒輪帶動B齒輪，B、C齒輪裝在同一根軸上，A、B邊緣輪齒大小間距相同，齒輪A、B、C半徑的大小關(guān)系為，下列說法不正確的是（）A.齒輪A、B、C的周期之比為5∶5∶3B.齒輪A、B、C的角速度之比為3∶5∶5C.齒輪A、B、C邊緣的線速度大小之比為3∶3∶1D.齒輪A、B、C邊緣的向心加速度大小之比為9∶15∶5【答案】A【解析】【詳解】B．A、B通過邊緣齒輪連接，邊緣的線速度大小相同，根據(jù)可知B和C是同軸傳動，則角速度相同，所以A、B、C的角速度之比為3：5：5，故B正確；A．根據(jù)可得齒輪A、B、C的周期之比為5：3：3，故A錯誤；C．B和C是同軸傳動，角速度相同，根據(jù)可知所以A、B、C邊緣的線速度大小之比為3：3：1，故C正確；D．根據(jù)，可得A、B、C邊緣質(zhì)點的向心加速度大小之比為9：15：5，故D正確。本題選錯誤的，故選A。6.如圖所示，MN為半徑為R、固定于豎直平面內(nèi)的光滑四分之一圓管軌道，軌道上端切線水平，O為圓心，M、O、P三點在同一水平線上，M的下端與軌道相切處放置豎直向上的彈簧槍?，F(xiàn)發(fā)射一質(zhì)量為m的小鋼珠，小鋼珠恰好從M點離開彈簧槍，從N點飛出落到OP上距O點2R的點。不計空氣阻力，重力加速度為g，則下列說法正確的是（）A.小鋼珠在M點時，彈簧槍處于壓縮狀態(tài)B.小鋼珠經(jīng)過N點時速度大小為C.小鋼珠到達(dá)N點時對上管壁的壓力大小為D.小鋼珠落到Q點時速度方向與OP的夾角為30°【答案】C【解析】【詳解】A．小鋼珠恰好從M點離開彈簧槍，小鋼珠在M點時，彈簧處于原長狀態(tài)，故A錯誤；B．小鋼珠從N點到Q點做平拋運動，豎直方向有水平方向有解得小鋼珠經(jīng)過N點時的速度大小為故B錯誤；C．設(shè)小鋼珠到達(dá)N點時管壁對小鋼珠的作用力大小為F，方向豎直向下，由牛頓第二定律得解得F=mg由牛頓第三定律知小鋼珠到達(dá)N點時對上管壁的壓力大小為mg，方向豎直向上，故C正確；D．設(shè)小鋼珠落到Q點時的速度方向與OP間的夾角為，則得故D錯誤。故選C。7.通用技術(shù)課上，某興趣小組制作了一個電動爬桿小猴，原理如圖所示，豎直桿與光滑桿均固定在電動機(jī)底座上，且與水平面間的夾角，一彈簧上端固定在桿上的點，下端與穿在桿上質(zhì)量為的小猴相連。小猴靜止時彈簧與豎直方向的夾角，當(dāng)電動機(jī)帶動底座開始轉(zhuǎn)動時，小猴開始爬桿。已知的距離為，彈簧原長為，重力加速度為。則電動機(jī)轉(zhuǎn)動后（）A.當(dāng)小猴穩(wěn)定在與P點等高的A點時，桿的角速度為B.當(dāng)小猴穩(wěn)定在與P點等高的A點時，桿的角速度為C.當(dāng)小猴穩(wěn)定在與P點距離最近時，桿的角速度為D.當(dāng)小猴穩(wěn)定在與P點距離最近時，桿的角速度為【答案】A【解析】【詳解】AB．當(dāng)小猴在點靜止時，對小猴進(jìn)行受力分析如圖所示根據(jù)對小猴的受力情況正交分解可知聯(lián)立解得當(dāng)小猴穩(wěn)定在與點等高的點時，根據(jù)幾何關(guān)系可知，彈簧在點的伸長量等于彈簧在點的伸長量，即彈簧的彈力想等，受力情況如圖所示根據(jù)受力情況正交分解可知根據(jù)圓周運動合力提供向心力可知聯(lián)立代入數(shù)據(jù)可知A正確；B錯誤；CD．當(dāng)小猴穩(wěn)定與點最近時，即當(dāng)彈簧與垂直時，小猴與點最近，根據(jù)幾何關(guān)系可知，此時彈簧長度為，彈簧長度為彈簧原廠，即彈簧上的彈力為。小猴的受力情況如圖所示根據(jù)小猴所處的位置，由幾何關(guān)系可知，小猴到的距離為，根據(jù)受力情況與圓周運動合力提供向心力可知代入數(shù)據(jù)可得CD錯誤。故選A。8.在修筑鐵路時，為了消除輪緣與鐵軌間的擠壓，要根據(jù)彎道的半徑和規(guī)定的行駛速度，設(shè)計適當(dāng)?shù)膬A斜軌道，即兩個軌道存在一定的高度差。如圖所示，某列火車在轉(zhuǎn)彎處軌道平面傾角為，轉(zhuǎn)彎半徑為r，在該轉(zhuǎn)彎處規(guī)定行駛的速度為v，則下列說法正確的是（）A.在該轉(zhuǎn)彎處規(guī)定行駛的速度B.火車運動的圓周平面為圖中的bC.當(dāng)火車行駛的速率小于v時，外側(cè)鐵軌對車輪的輪緣施加壓力D.當(dāng)火車行駛的速率大于v時，外側(cè)鐵軌對車輪的輪緣施加壓力【答案】BD【解析】【詳解】A．對火車受力分析，如圖由牛頓第二定律得解得故A錯誤；B．火車運動的圓周平面為水平面，為圖中的b，故B正確；C．當(dāng)火車行駛的速率小于v時，支持力和重力的合力大于做圓周運動所需向心力，則內(nèi)側(cè)鐵軌擠壓輪緣，給輪緣向外的壓力，故C錯誤；D．當(dāng)火車行駛的速度大于v時，支持力和重力的合力不足以提供做圓周運動所需向心力，則外側(cè)鐵軌擠壓輪緣，給輪緣向內(nèi)的壓力，故D正確。故選BD。9.如圖所示，一位網(wǎng)球運動員以拍擊球，使網(wǎng)球沿水平方向飛出。第一只網(wǎng)球飛出時的初速度為，落在自己一方場地上后彈跳起來，剛好擦網(wǎng)而過，落在對方場地的A點處。第二只網(wǎng)球飛出時的初速度為，直接擦網(wǎng)而過，也落在A點處。設(shè)第一只網(wǎng)球與地面碰撞前后其豎直方向速度按原速率彈回，而水平方向速度不變，不計空氣阻力，則（）A.網(wǎng)球兩次飛出時的初速度之比B.網(wǎng)球兩次飛出時的初速度之比C.運動員擊球點的高度H與網(wǎng)高h(yuǎn)之比D.運動員擊球點的高度H與網(wǎng)高h(yuǎn)之比【答案】AD【解析】【詳解】AB．由題意可知，第一次與第二次球從拋出到落到A點運動的時間之比為3:1，兩次水平位移相等，根據(jù)x=vt可知網(wǎng)球兩次飛出時的初速度之比故A正確，B錯誤；CD．設(shè)第二次從O到C的時間為t1，則第一次從D到C的時間也為t1，O點與A點的水平距離為l，則水平方向解得故C錯誤，D正確。故選AD。10.長為L細(xì)線一端系一質(zhì)量為m的小球（可視為質(zhì)點），另一端固定在一光滑錐頂上，光滑錐頂角為，軸線在豎直方向，如圖甲所示。使小球在水平面內(nèi)做角速度為的勻速圓周運動，細(xì)線的拉力為，得關(guān)系圖像如圖乙所示，已知重力加速度為，則（）A. B.C.圖線1的斜率 D.圖線2的斜率【答案】ABD【解析】【詳解】A．當(dāng)角速度為零時，小球處于靜止?fàn)顟B(tài)，細(xì)線的拉力為故A正確；B．開始小球貼著光滑圓錐做勻速圓周運動，由圖可知，當(dāng)角速度的平方達(dá)到b時，支持力為零，有解得故B正確；C．小球未脫離圓錐體時，有，解得可知圖線1的斜率故C錯誤；D．當(dāng)小球脫離圓錐體后，有解得則圖線2的斜率故D正確。故選ABD。第Ⅱ卷（非選擇題共54分）二、實驗探究題（本大題共2小題，計16分）11.在探究向心力大小F與小球質(zhì)量m、角速度和半徑r之間關(guān)系實驗中：（1）小明同學(xué)用如圖甲所示裝置，轉(zhuǎn)動手柄，使變速塔輪、長槽和短槽隨之勻速轉(zhuǎn)動。皮帶分別套在塔輪圓盤上，可使兩個槽內(nèi)的小球分別以不同角速度做勻速圓周運動。小球做圓周運動的向心力由橫臂的擋板提供，同時，小球?qū)醢宓膹椓κ箯椈蓽y力筒下降，從而露出測力筒內(nèi)的標(biāo)尺，標(biāo)尺上露出的紅白相間的等分格數(shù)之比即為兩個小球所受向心力的比值。已知小球在擋板A、B、C處做圓周運動的軌道半徑之比為1:2:1，在探究向心力的大小與圓周運動半徑的關(guān)系時，應(yīng)選擇兩個質(zhì)量______（選填“相同”或“不同”）的小球，分別放在擋板B與擋板C處，同時選擇半徑______（選填“相同”或“不同”）的兩個塔輪進(jìn)行實驗。（2）小王同學(xué)用如圖乙所示的裝置進(jìn)行實驗?；瑝K套在水平桿上，隨水平桿一起繞豎直桿做勻速圓周運動，力傳感器通過一細(xì)繩連接滑塊，用來測量向心力F的大小?；瑝K上固定一遮光片，寬度為d，光電門記錄遮光片通過的時間，滑塊的旋轉(zhuǎn)半徑為r，滑塊隨桿一起做勻速圓周運動。①某次旋轉(zhuǎn)過程中，遮光片經(jīng)過光電門時的遮光時間為，則角速度______。（用相關(guān)物理量符號表示）②以為縱坐標(biāo)，以為橫坐標(biāo)，在坐標(biāo)紙中描出數(shù)據(jù)點作出一條傾斜的直線，若圖像的斜率為k，則滑塊的質(zhì)量為______（用k、r、d表示）?！敬鸢浮浚?）①.相同②.相同（2）①.②.【解析】【小問1詳解】[1][2]探究向心力的大小與圓周運動半徑的關(guān)系時，由可知，應(yīng)保證質(zhì)量和角速度相同，而皮帶連接的輪塔的線速度相同，要保證角速度相同應(yīng)選擇半徑相同的輪塔，以此進(jìn)行探究；【小問2詳解】[1]遮光片經(jīng)過光電門時的遮光時間為，則可計算線速度為則角速度為[2]由可得可得解得12.某實驗小組用如圖所示實驗裝置探究平拋運動規(guī)律。（1）如圖甲所示，兩個相同的弧形軌道M、N位于同一豎直面內(nèi)，其中M軌道末端水平，N軌道的末端與光滑的水平面相切。用兩個質(zhì)量不等的小鋼球P、，同時從圖示位置由靜止釋放，觀察到P落到地面時恰好與相碰，向上平移弧形軌道M，多次重復(fù)實驗，仍能觀察到相同的現(xiàn)象，這說明______。（填正確選項前的字母）A.鋼球P在水平方向做勻速直線運動 B.鋼球P在豎直方向做自由落體運動C.鋼球P、相碰時速度相等 D.鋼球在豎直方向做自由落體運動（2）用如圖乙所示裝置繼續(xù)探究平拋運動的特點。將坐標(biāo)紙和復(fù)寫紙對齊重疊并固定在豎直木板上。小球沿斜槽軌道滑下后從斜槽末端飛出，落在水平擋板上。由于擋板靠近木板一側(cè)較低，鋼球落在擋板上時，小球會在復(fù)寫紙上擠壓出一個痕跡點。上下移動擋板，依次重復(fù)上述操作，坐標(biāo)紙上將留下一系列痕跡點。其中合理的選項有______。（填正確選項前的字母）A.通過調(diào)節(jié)使斜槽末端保持水平B.小球與斜槽之間的摩擦對實驗無影響C.擋板高度應(yīng)等間距變化D.不改變擋板P的位置，使小球從斜槽上相同位置靜止釋放E.將坐標(biāo)紙上的點用直線依次連接（3）圖丙中的A、B、C是小球運動過程中的三個位置，坐標(biāo)紙每小格邊長為5cm，則小球從槽口拋出的初速度大小為______m/s；由于忘記記錄平拋軌跡的起始點，則點離平拋運動的原點的水平距離x=______m。（）【答案】（1）A（2）ABD（3）①.1.5②.0.3【解析】【小問1詳解】AB．實驗觀察到P落到地面時恰好與相碰，說明兩球在水平方向的運動完全相同，則說明鋼球P在水平方向做勻速直線運動，但是不能說明鋼球P在豎直方向做自由落體運動，故A正確，B錯誤；C．鋼球P、相碰時，兩球的水平速度相等，故C錯誤；D．該實驗不能說明鋼球在豎直方向做自由落體運動，故D錯誤。故選A?！拘?詳解】A．通過調(diào)節(jié)使斜槽末端保持水平，以保證小球做平拋運動，故A正確；B．小球與斜槽之間的摩擦對實驗無影響，只要小球到達(dá)底端時速度相同即可，故B正確；C．擋板高度不一定要等間距變化，故C錯誤；D．不改變擋板P的位置，使小球從斜槽上相同位置靜止釋放，以保證小球到達(dá)底端時速度相同，故D正確；E．將坐標(biāo)紙上的點用用平滑的曲線依次連接，故E錯誤。故選ABD?！拘?詳解】[1]根據(jù)解得T=0.1s則[2]因為則則點離平拋運動的原點的水平距離x=v0t=0.3m三、計算題（本大題共3小題，計38分。解答應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟，有數(shù)值計算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位）13.雜技“空中飛環(huán)”節(jié)目以驚險、高雅和優(yōu)美著稱?，F(xiàn)有一質(zhì)量的演員（另系安全保險繩），坐在質(zhì)量的圓環(huán)內(nèi)，圓環(huán)用長的長繩系著，演員和圓環(huán)（整體視為質(zhì)點）在豎直平面內(nèi)做圓周運動，如圖所示。不計長繩和保險繩質(zhì)量，不計所有摩擦，取重力加速度大小，則：（1）若演員經(jīng)過最低點的速度時，求長繩的拉力大??；（2）若長繩能承受的最大拉力，圓環(huán)底座能承受的最大壓力，求演員的最大安全速度為多大？【答案】（1）750N；（2）【解析】【詳解】（1）在最低點對演員和圓環(huán)整體受力分析，有解得長繩的拉力大?。?）設(shè)長繩拉力最大時演員的速度為v2，有解得設(shè)圓環(huán)底座所受壓力最大時演員的速度為v3，有解得演員的最大安全速度為。14.第十四屆全國冬季運動會于2月17日在內(nèi)蒙古開幕。跳臺滑雪是其中的項目之一，滑雪大跳臺的賽道主要由助滑道、起跳區(qū)、著陸坡、停止區(qū)組成，如圖甲所示，圖乙為簡化后的跳臺滑雪賽道示意圖，AD段為助滑道，DB為起跳區(qū)，與水平面的夾角，BC段為傾角的著陸坡。一運動員從助滑道的起點A由靜止開始下滑，到達(dá)起跳點D時，借助設(shè)備和技巧，以與水平方向成30°角（起跳角）從B點起跳，最后落在著陸坡面的C點。已知該運動員在B點的起跳速度為20m/s，不計空氣阻力，重力加速度。求：（1）運動員在空中運動多長時間速度最??？（2）運動員離開著陸坡面的最大距離是多少？（3）運動員落到C點的速度大小。【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【詳解】（1）運動員從B點起跳，做斜拋運動，如圖運動員從B點起跳時豎直方向的速度大小為運動員在空中速度最小時，則豎直速度減為零，則用時間（2）運動員起跳時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為離斜面最遠(yuǎn)時，垂直斜面方向的速度為零，則離斜面的最遠(yuǎn)距離（3）離斜面最遠(yuǎn)時，運動的時間由于運動時間的對稱性，則運動員落到C點的時間運動員落到C點的水平方向速度大小為運動員落到C