2016-2017学年安徽省阜阳市太和中学高一(下)第一次月考物理试卷(解析版)

2016-2017学年安徽省阜阳市太和中学高一（下）第一次月考物理试卷一、选择题：本题共10小题，每小题4分，在每小题给出的四个选项中，第1～7题只有一项符合题目要求，第8～10题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．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．2．匀速圆周运动中的向心加速度是描述（）A．线速度大小变化的物理量B．线速度大小变化快慢的物理量C．线速度方向变化的物理量D．线速度方向变化快慢的物理量3．一个物体以初速度V0水平抛出，经过时间t时其竖直方向的位移大小与水平方向的位移大小相等，那么t为（）A．B．C．D．4．如图所示的皮带传动装置中，轮A和B同轴，A、B、C分别是三个轮边缘的质点，且R A=R C=2R B，则三质点的向心加速度之比a A：a B：a C等于（）A．4：2：1 B．2：1：2 C．1：2：4 D．4：1：45．如图所示，物体A以速度v沿杆匀速下滑，A用细绳通过定滑轮拉物体B，当绳与水平夹角为θ时，B的速度为（）A．vcosθB．vsinθC．D．6．如图所示，两个质量不同的小球用长度不等的细线拴在同一点并在同一水平面内做匀速圆周运动，则它们的（）A．运动周期相同B．运动的线速度大小相同C．运动的角速度不相同D．向心加速度大小相同7．如图所示，从倾角为θ的斜面顶端，以初速度v0将小球水平抛出，则小球落到斜面时的速度大小为（）A．B．C．D．8．如图，小物体m与圆盘保持相对静止，随盘一起做匀速圆周运动，则物体的受力情况是（）A．受重力、支持力、静摩擦力和向心力的作用B．摩擦力的方向始终指向圆心OC．重力和支持力是一对平衡力D．摩擦力提供物体做匀速圆周运动的向心力9．在匀速圆周运动中，下列物理量中不变的是（）A．角速度B．线速度C．向心加速度D．作用在物体上合外力的大小10．如图所示，水平转台上放着A、B、C三物，质量分别为2m、m、m，离转轴距离分别为R、R、2R，与转台动摩擦因数相同，转台旋转时，下列说法正确的是（）A．若三物均未滑动，C物向心加速度最大B．若三物均未滑动，B物受摩擦力最小C．转速增加，C物比A物先滑动D．转速增加，A物比B物先滑动二、填空题（本大题共2小题，第11题8分，第12题8分，共18分）11．（3分）在做研究平抛运动的实验时，让小球多次沿同一轨道运动，通过描点法画出小球平抛运动的轨迹．为了能较准确地描绘运动轨迹，下面列出一些操作要求，将你认为正确选项的前面字母填在横线上：．（a）通过调节使斜槽的末端保持水平（b）每次释放小球的位置必须不同（c）每次必须由静止释放小球（d）记录小球位置用的木条（或凹槽）每次必须严格地等距离下降（e）小球运动时不应与木板上的白纸（或方格纸）相接触（f）将球的位置记录在纸上后，取下纸，用直尺将点连成折线．12．（15分）某同学在做平抛运动实验，得出如图所示的小球运动轨迹，a、b、c三点的位置在运动轨迹上已标出．则：（g取10m/s2）（1）求ab时间间隔为s（2）小球平抛的初速度为m/s．（3）小球开始做平抛运动的位置坐标为：x=cm；y=cm．（4）小球运动到b点的速度为m/s．三、计算题（本大题共4小题，第13题9分，第14题10分，第15题11分，第16题12分，共42分．要求写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤．只写出最后答案，而未写出主要演算过程的，不能得分）13．（9分）在如图所示的圆锥摆中，已知绳子长度为L，绳子转动过程中与竖直方向的夹角为θ，试求小球做圆周运动的周期．14．（10分）河宽d=60m，水流速度v1=6m/s，小船在静水中的速度v2=8m/s，问：（1）要使渡河的时间最短，则小船应如何渡河？最短时间是多少？（2）要使渡河的航程最短，则小船应如何渡河？最短的航程是多少？15．（11分）如图所示，排球场总长为18m，宽为8m，设球网高度为2m，运动员站在网前3m发球线的中点发球处跳起将球水平击出，若击球高度为2.5m，为使球既不触网又不出界，求水平击球的速度大小范围．（g取10m/s2）16．（12分）如图所示，一个光滑的圆锥体固定在水平桌面上，其轴线沿竖直方向，母线与轴线之间的夹角为θ=30°，一条长为L的绳（质量不计），一端固定在圆锥体的顶点O处，另一端拴着一个质量为m的小物体（物体可看作质点），物体以速率v绕圆锥体的轴线做水平匀速圆周运动．则：（1）当v=时，求绳对物体的拉力；（2）当v=时，求绳对物体的拉力．2016-2017学年安徽省阜阳市太和中学高一（下）第一次月考物理试卷参考答案与试题解析一、选择题：本题共10小题，每小题4分，在每小题给出的四个选项中，第1～7题只有一项符合题目要求，第8～10题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．1．（2016春•丰城市校级期末）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．【考点】物体做曲线运动的条件【分析】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．【解答】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．故选：A【点评】掌握曲线运动的条件，合外力与速度不一条直线上，但是要明确合外力直线曲线内侧．2．（2016•辽宁）匀速圆周运动中的向心加速度是描述（）A．线速度大小变化的物理量B．线速度大小变化快慢的物理量C．线速度方向变化的物理量D．线速度方向变化快慢的物理量【考点】向心加速度【分析】做匀速圆周运动的物体要受到指向圆心的向心力的作用，从而产生指向圆心的向心加速度，向心加速度只改变物体的速度的方向不改变速度的大小，其物理意义是描述线速度方向变化的快慢．【解答】解：做匀速圆周运动的物体，速度方向时刻改变，向心加速度就是描述物体线速度方向变化快慢的物理量，而线速度的大小的变化快慢由切向加速度描述，故ABC错误，D正确．故选D．【点评】本题属于基础题目，考查了描述圆周运动的物理量的含义，是一道考查基础知识的好题．3．（2016•大连学业考试）一个物体以初速度V0水平抛出，经过时间t时其竖直方向的位移大小与水平方向的位移大小相等，那么t为（）A．B．C．D．【考点】平抛运动【分析】平抛运动可以分解为在水平方向上的匀速直线运动，和竖直方向上的自由落体运动，分别根据匀速直线运动和自由落体运动的运动规律列方程求解即可．【解答】解：设平抛的水平位移是x，则竖直方向上的位移就是x，水平方向上：x=V0t﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①竖直方向上：x=gt2﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②联立①②可以求得：t=．故选：B．【点评】本题就是对平抛运动规律的考查，平抛运动可以分解为在水平方向上的匀速直线运动和竖直方向上的自由落体运动来求解．4．（2013•涉县模拟）如图所示的皮带传动装置中，轮A和B同轴，A、B、C分别是三个轮边缘的质点，且R A=R C=2R B，则三质点的向心加速度之比a A：a B：a C 等于（）A．4：2：1 B．2：1：2 C．1：2：4 D．4：1：4【考点】线速度、角速度和周期、转速【分析】要求线速度之比需要知道三者线速度关系：B、C两轮是皮带传动，皮带传动的特点是皮带和轮子接触点的线速度的大小相同，A、B两轮是轴传动，轴传动的特点是角速度相同．【解答】解：由于B轮和C轮是皮带传动，皮带传动的特点是两轮与皮带接触点的线速度的大小与皮带的线速度大小相同，故v C=v B，∴v B：v C=1：1由于A轮和B轮共轴，故两轮角速度相同，即ωA=ωB，故ωA：ωB=1：1由角速度和线速度的关系式v=ωR可得v A：v B=R A：R B=2：1∴v A：v B：v C=2：1：1又因为R A=R C=2R B根据a=得：a A：a B：a C=4：2：1故选：A．【点评】解决传动类问题要分清是摩擦传动（包括皮带传动，链传动，齿轮传动，线速度大小相同）还是轴传动（角速度相同）．5．（2016春•石嘴山校级期中）如图所示，物体A以速度v沿杆匀速下滑，A用细绳通过定滑轮拉物体B，当绳与水平夹角为θ时，B的速度为（）A．vcosθB．vsinθC．D．【考点】运动的合成和分解【分析】物体A以速度v沿竖直杆匀速下滑，绳子的速率等于物体B的速率，将A物体的速度分解为沿绳子方向和垂直于绳子方向，沿绳子方向的分速度等于绳速，由几何知识求解B的速率，再讨论B的运动情况．【解答】解：将A物体的速度按图示两个方向分解，如图所示，=vsinθ由绳子速率v绳而绳子速率等于物体B的速率，则有物体B的速率v B=v绳=vsinθ．故B正确，ACD 错误，故选：B【点评】本题通常称为绳端物体速度分解问题，容易得出这样错误的结果：将绳的速度分解，如图得到v=v绳cosθ6．（2017春•阜阳月考）如图所示，两个质量不同的小球用长度不等的细线拴在同一点并在同一水平面内做匀速圆周运动，则它们的（）A．运动周期相同B．运动的线速度大小相同C．运动的角速度不相同D．向心加速度大小相同【考点】向心力【分析】两个小球均做匀速圆周运动，对它们受力分析，找出向心力来源，可先求出角速度，再由角速度与线速度、周期、向心加速度的关系公式求解．【解答】解：对其中一个小球受力分析，如图，受重力，绳子的拉力，由于小球做匀速圆周运动，故合力提供向心力；将重力与拉力合成，合力指向圆心，由几何关系得，合力：F=mgtanθ…①；由向心力公式得到，F=mω2r… ②；设绳子与悬挂点间的高度差为h，由几何关系，得：r=htanθ…③；由①②③三式得：ω=，与绳子的长度和转动半径无关，故C错误；又由T=知，周期相同，故A正确；由v=wr，两球转动半径不等，则线速度大小不等，故B错误；由a=ω2r，两球转动半径不等，向心加速度不同，故D错误；故选：A．【点评】本题关键要对球受力分析，找向心力来源，求角速度；同时要灵活应用角速度与线速度、周期、向心加速度之间的关系公式．7．（2016•苏州学业考试）如图所示，从倾角为θ的斜面顶端，以初速度v0将小球水平抛出，则小球落到斜面时的速度大小为（）A．B．C．D．【考点】平抛运动【分析】熟练应用平抛运动过程中位移与水平方向夹角θ的表达式：，求出竖直方向速度，然后根据即可求出落到斜面上时的速度．【解答】解：小球落到斜面上时有：，所以竖直方向速度为v y=gt=2v0tanθ所以物体落到斜面上的速度为=，故ABD错误，C 正确．故选C．【点评】平抛运动中速度与水平方向，位移与水平方向之间夹角的表达式以及它们之间的关系是经常考查的重点，要加强练习和应用．8．（2013春•广西期末）如图，小物体m与圆盘保持相对静止，随盘一起做匀速圆周运动，则物体的受力情况是（）A．受重力、支持力、静摩擦力和向心力的作用B．摩擦力的方向始终指向圆心OC．重力和支持力是一对平衡力D．摩擦力提供物体做匀速圆周运动的向心力【考点】向心力；牛顿第二定律【分析】物体随盘一起做匀速圆周运动，做圆周运动的物体需要向心力，这个向心力是由静摩擦力提供，物体还受重力和竖直向上的支持力．【解答】解：AD、由于物体随盘一起做匀速圆周运动，做圆周运动的物体需要向心力，这个向心力是由静摩擦力提供，物体还受重力和竖直向上的支持力，故A错误，D正确．B、因为物体做圆周运动的圆心在O点，是由摩擦力的方向始终指向圆心充当向心力，方向时刻在变化，故B正确．C、重力和支持力作用在同一个物体上，大小相等，方向相反，是一对平衡力，故C正确．故选：BCD．【点评】注意做圆周运动的物体所需的向心力是由物体的合力、或某一分力提供，不能把向心力当成一种新的力．9．（2013春•嘉祥县校级期中）在匀速圆周运动中，下列物理量中不变的是（）A．角速度B．线速度C．向心加速度D．作用在物体上合外力的大小【考点】线速度、角速度和周期、转速；向心加速度【分析】在匀速圆周运动中，线速度、向心加速度的方向是变化，这两个量也是变化的，而角速度、作用在物体上合外力的大小是不变的．【解答】解：A、在匀速圆周运动中，物体的转动快慢是一定的，则角速度不变．故A正确．B、线速度沿圆周的切线方向，方向时刻在变化，所以线速度是变化的．故B错误．C、向心加速度方向始终指向圆心，方向时刻在变化，则向心加速度是变化的．故C错误．D、作用在物体上合外力的大小等于向心力的大小，由公式F=m可知，m、v、r大小均不变，则合外力大小不变．D正确．故选AD【点评】本题考查对描述匀速圆周运动常用物理量的理解，圆周运动中矢量往往由于方向变化而时刻改变．10．（2016春•衡阳校级期中）如图所示，水平转台上放着A、B、C三物，质量分别为2m、m、m，离转轴距离分别为R、R、2R，与转台动摩擦因数相同，转台旋转时，下列说法正确的是（）A．若三物均未滑动，C物向心加速度最大B．若三物均未滑动，B物受摩擦力最小C．转速增加，C物比A物先滑动D．转速增加，A物比B物先滑动【考点】向心力；牛顿第二定律【分析】A、B、C三个物体放在匀速转动的水平转台上，随转台做匀速圆周运动，由静摩擦力提供向心力，根据牛顿第二定律分析物体受到的静摩擦力大小．当物体所受的静摩擦力达到最大值时开始滑动．根据产生离心运动的条件分析哪个物体先滑动．【解答】解：A、三物都未滑动时，角速度相同，根据向心加速度公式a=ω2r，知a∝r，故C的向心加速度最大．故A正确．B、三个物体的角速度相同，设角速度为ω，则三个物体受到的静摩擦力分别为f A=2mω2R，f B=mω2R，f C=mω22R=2mω2R．所以物体B受到的摩擦力最小．故B 正确．C、根据μmg=mrω2得，，因为C物体的临界角速度最小，增加转速，可知C先达到最大静摩擦力，所以C先滑动．A、B的临界角速度相等，可知A、B一起滑动．故C正确，D错误．故选：ABC．【点评】本题关键要抓住静摩擦力提供向心力，比较静摩擦力和向心加速度时要抓住三个物体的角速度相等进行．二、填空题（本大题共2小题，第11题8分，第12题8分，共18分）11．（3分）（2008•枞阳县校级二模）在做研究平抛运动的实验时，让小球多次沿同一轨道运动，通过描点法画出小球平抛运动的轨迹．为了能较准确地描绘运动轨迹，下面列出一些操作要求，将你认为正确选项的前面字母填在横线上：a、c、e．（a）通过调节使斜槽的末端保持水平（b）每次释放小球的位置必须不同（c）每次必须由静止释放小球（d）记录小球位置用的木条（或凹槽）每次必须严格地等距离下降（e）小球运动时不应与木板上的白纸（或方格纸）相接触（f）将球的位置记录在纸上后，取下纸，用直尺将点连成折线．【考点】研究平抛物体的运动【分析】保证小球做平抛运动必须通过调节使斜槽的末端保持水平，因为要画同一运动的轨迹，必须每次释放小球的位置相同，且由静止释放，以保证获得相同的初速度，实验要求小球滚下时不能碰到木板平面，避免因摩擦而使运动轨迹改变，最后轨迹应连成平滑的曲线．【解答】解：（a）要保证小球做平抛运动，必须通过调节使斜槽的末端保持水平，故a正确；（b）为保证小球做平抛运动的初速度相等，每次释放小球的位置必须相同，故b错误；（c）为保证小球做平抛运动的初速度相等，每次必须由静止释放小球，故c正确；（d）只要描出小球的位置即可，记录小球位置用的木条（或凹槽）每次不必严格地等距离下降，故d错误；（e）为避免摩擦影响小球的运动轨迹，小球运动时不应与木板上的白纸（或方格纸）相接触，故e正确；（f）将球的位置记录在纸上后，取下纸，应用平滑的曲线把各点连接起来，不是用直尺将点连成折线，故f错误；故答案为：a、c、e．【点评】解决平抛实验问题时，要特别注意实验的注意事项．在平抛运动的规律探究活动中不一定局限于课本实验的原理，要注重学生对探究原理的理解．12．（15分）（2017春•阜阳月考）某同学在做平抛运动实验，得出如图所示的小球运动轨迹，a、b、c三点的位置在运动轨迹上已标出．则：（g取10m/s2）（1）求ab时间间隔为0.1s（2）小球平抛的初速度为2m/s．（3）小球开始做平抛运动的位置坐标为：x=﹣10cm；y=﹣1.25cm．（4）小球运动到b点的速度为 2.5m/s．【考点】研究平抛物体的运动【分析】（1）根据竖直方向上连续相等时间内位移之差是一恒量求出相等的时间间隔．（2）根据水平位移和时间间隔求出小球平抛运动的初速度．（3）根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出b点的竖直分速度，结合速度时间公式求出抛出点到b点的时间，从而求出抛出点到b点的水平位移和竖直位移，得出抛出点的位置坐标．（4）根据平行四边形定则求出小球运动到b点的速度大小．【解答】解：（1）在竖直方向上，根据△y=gT2得，T=．（2）小球平抛运动的初速度．（3）b点的竖直分速度，抛出点到b点的时间，则抛出点到b点的水平位移x b=v0t=2×0.15m=0.30m=30cm，竖直位移，所以抛出点的横坐标x=20cm﹣30cm=﹣10cm，纵坐标y=10﹣11.25cm=﹣1.25cm．（4）根据平行四边形定则知，小球运动到b点的速度=m/s=2.5m/s．故答案为：（1）0.1，（2）2，（3）﹣10，﹣1.25，（4）2.5．【点评】解决本题的关键知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，结合运动学公式和推论灵活求解，难度不大．三、计算题（本大题共4小题，第13题9分，第14题10分，第15题11分，第16题12分，共42分．要求写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤．只写出最后答案，而未写出主要演算过程的，不能得分）13．（9分）（2010秋•长阳县校级期末）在如图所示的圆锥摆中，已知绳子长度为L，绳子转动过程中与竖直方向的夹角为θ，试求小球做圆周运动的周期2π．【考点】向心力；线速度、角速度和周期、转速【分析】小球在水平面做匀速圆周运动，由重力和绳子的拉力的合力提供向心力，根据牛顿第二定律求解周期【解答】解：如图小球的受力如右图所示，由牛顿第二定律得：mgtanθ=m由图可知，小球圆周运动的半径：r=Lsinθ联立解得：T=2π故答案为：2π．【点评】本题是圆锥摆问题，关键是分析小球的受力情况，确定向心力的来源．要注意小球圆周运动的半径与摆长不同．14．（10分）（2014春•中原区校级期中）河宽d=60m，水流速度v1=6m/s，小船在静水中的速度v2=8m/s，问：（1）要使渡河的时间最短，则小船应如何渡河？最短时间是多少？（2）要使渡河的航程最短，则小船应如何渡河？最短的航程是多少？【考点】运动的合成和分解【分析】（1）船航行时速度为静水中的速度与河水流速二者合速度，当以静水中的速度垂直河岸过河的时候渡河时间最短．（2）由矢量合成的平行四边形定则得知小船的合速度，小船实际以合速度做匀速直线运动，进而求得位移的大小；小船以最短距离过河时，则静水中的速度斜着向上游，合速度垂直河岸．【解答】解：（1）当以静水中的速度垂直河岸过河的时候渡河时间最短，则知：t min=s=7.5s（2）小船以最短距离过河时，则静水中的速度斜着向上游，合速度垂直河岸，设与河岸的夹角为θ，则由矢量合成的平行四边形法则解三角形得：cosθ=，这时船头与河水速度夹角为θ=arccos；最短的航程是60m．答：（1）船垂直河岸过河时间最短，且过河的最短时间为7.5s，；（2）要小船以最短距离过河，开船方向与河水速度夹角为arccos，最短航程是60m．【点评】小船过河问题属于运动的合成问题，要明确分运动的等时性、独立性，运用分解的思想，看过河时间只分析垂直河岸的速度，分析过河位移时，要分析合速度．15．（11分）（2017春•阜阳月考）如图所示，排球场总长为18m，宽为8m，设球网高度为2m，运动员站在网前3m发球线的中点发球处跳起将球水平击出，若击球高度为2.5m，为使球既不触网又不出界，求水平击球的速度大小范围．（g 取10m/s2）【考点】平抛运动【分析】排球飞出后做平抛运动，抓住两个临界情况，即刚好不触网和不越界，由竖直高度可确定时间，根据水平位移可求得排球的速度范围．【解答】解：当球刚好不触网时，根据得，=，则平抛运动的最小速度为：，当球刚好不越界时，根据得，，则平抛运动的最大速度为：，可知水平击球的速度大小范围为：．答：水平击球的速度大小范围为．【点评】本题考查平抛运动在生活中应用，要通过分析找出临界条件，由平抛运动的规律即可求解．16．（12分）（2016春•重庆校级期中）如图所示，一个光滑的圆锥体固定在水平桌面上，其轴线沿竖直方向，母线与轴线之间的夹角为θ=30°，一条长为L的绳（质量不计），一端固定在圆锥体的顶点O处，另一端拴着一个质量为m的小物体（物体可看作质点），物体以速率v绕圆锥体的轴线做水平匀速圆周运动．则：（1）当v=时，求绳对物体的拉力；（2）当v=时，求绳对物体的拉力．【考点】向心力；牛顿第二定律【分析】求出物体刚要离开锥面时的速度，此时支持力为零，根据牛顿第二定律求出该临界速度．当速度大于临界速度，则物体离开锥面，当速度小于临界速度，物体还受到支持力，根据牛顿第二定律，物体在竖直方向上的合力为零，水平方向上的合力提供向心力，求出绳子的拉力．【解答】解：当物体刚离开锥面时：Tcosθ﹣mg=0，Tsinθ=m，r=Lsinθ解得：v0=．，所以当时，小物体离开圆锥面．（1）当v=＜v0时，有：T1sinθ﹣N1cosθ=mT1cosθ+N1sinθ﹣mg=0解得：T1=（+）mg=1.03mg；（2）当v=＞v0时，球离开锥面，设线与竖直方向上的夹角为α，则有：T2cosα﹣mg=0T2sinα=m，r′=Lsinα解得：T2=2mg．答：（1）当v=时，绳对物体的拉力为1.03mg；（2）当v=时绳对物体的拉力为2mg．【点评】解决本题的关键找出物体的临界情况，以及能够熟练运用牛顿第二定律求解。