高一物理月考试题及答案-河南南阳一中2015-2016学年高一下学期第一次月考试卷

2015-2016学年河南省南阳一中高一（下）第一次月考
物理试卷
一、选择题（本题共12小题，每小题4分，共48分，1～8题只有一个选项正确，9～12题有多个选项正确，全部选对的得4分，选对但选不全的得2分，有选错或不答的得0分）1．下列说法正确的是（）
A．变速运动一定是曲线运动
B．物体受恒力作用不可能做曲线运动
C．平抛运动是变加速运动
D．做平抛运动的物体速度变化的方向始终是竖直向下的
2．在宽度为d的河中，水流速度为v2，船在静水中速度为v1，方向可以选择，现让该船渡河，则此船（）
A．最短渡河时间为
B．最短渡河位移大小为d
C．渡河时间与水速无关
D．不管船头与河岸夹角是多少，小船一定在河岸下游着陆
3．甲、乙两物体都做匀速圆周运动，其质量之比为1：2，转动半径之比为1：2，在相等时间里甲转过60°，乙转过45°，则它们所受外力的合力之比为（）
A．1：4 B．2：3 C．4：9 D．9：16
4．如图所示，物体甲从高h处以速度v1平抛，同时物体乙从地面以速度v2竖直上抛，不计空气阻力，在乙到达在最高点前两个物体相遇，下列叙述中正确的是（）
A．两球相遇时间t=
B．抛出前两球的水平距离x=
C．相遇时甲球速率v=
D．若v2=，则两球相遇在处
5．如图所示的皮带传动装置中，甲轮的轴和塔轮丙和乙的轴均为水平轴，其中，甲、丙两轮半径相等，乙轮半径是丙轮半径的一半．A、B、C三点分别是甲、乙、丙三轮的边缘点，若传动中皮带不打滑，则（）
A．A、B、C三点的线速度大小之比为1：2：2
B．A、B、C三点的角速度大小之比为1：1：2
C．A、B、C三点的向心加速度大小之比为2：1：4
D．A、B、C三点的向心加速度大小之比为1：2：4
6．如图所示，长为L的轻杆，一端固定一个小球，另一端固定在光滑的水平轴上，使小球在竖直平面内作圆周运动，关于小球在过最高点时的速度v，下列叙述正确的是（）
A．v的最小值为
B．v由零逐渐增大，向心力逐渐减小
C．v由v2=值逐渐增大，杆对小球的弹力也逐渐增大
D．v由v2=值逐渐减小，杆对小球的弹力也逐渐减小
7．在高速公路的拐弯处，通常路面都是外高内低．如图所示，在某路段汽车向左拐弯，司机左侧的路面比右侧的路面低一些．汽车的运动可看作是做半径为R的在水平面内的圆周运动．设内外路面高度差为h，路基的水平宽度为d，路面的宽度为L．已知重力加速度为g．要使车轮与路面之间的横向摩擦力（即垂直于前进方向）等于零，则汽车转弯时的车速应等于（）
A．B．C．D．
8．一圆盘可以绕其竖直轴在水平面内转动，圆盘半径为R，甲、乙物体质量分别为M和m （M＞m），它们与圆盘之间的最大静摩擦力均为正压力的μ倍，两物体用一根长为L（L＜R）的轻绳连在一起．如图所示，若将甲物体放在转轴的位置上，甲、乙之间连线刚好沿半径方向被拉直，要使两物体与圆盘不发生相对滑动，则转盘旋转的角速度最大不得超过（两物体均看做质点）（）
A．B．C．D．
9．关于圆周运动，下列说法中正确的是（）
A．匀速圆周运动是匀变速曲线运动
B．匀速圆周运动的角速度、周期、转速均恒定不变
C．在圆周运动中，向心加速度的方向总是指向圆心
D．做圆周运动的物体所受各力的合力一定是向心力
10．如图所示为一轴竖直的锥形漏斗，内壁光滑，内壁上有两个质量相同的小球A、B各自在不同的水平面内做匀速圆周运动，则下列关系正确的有（）
A．线速度v A＞v B B．角速度
C．小球对漏斗的压力N A＞N B D．向心加速度a A＞a B
11．如图所示，某人从高出水平地面h的坡上水平击出一个质量为m的高尔夫球．由于恒定的水平风力的作用，高尔夫球竖直落入距击球点水平距离为L的A穴．则（）
A．球被击出后做平抛运动
B．球被击出后受到的水平风力的大小为
C．球被击出时的初速度大小为L
D．该球从被击出到落入A穴所用时间为
12．某战士在倾角为30°的山坡上进行投掷手榴弹训练．他从A点以某一初速度v0=15m/s 沿水平方向投出手榴弹后落在B点．该型号手榴弹从拉动弹弦到爆炸需要5s的时间，空气阻力不计，g=10m/s2，则下列说法正确的是（）
A．手榴弹在空中飞行的时间为3s
B．战士从拉动弹弦到投出所用的时间是3s
C．A、B两点间的距离是90m
D．手榴弹后落在B点的速度大小为30m/s
二、实验题：（本题共两小题，每空2分，共14分．）
13．小明同学在学习了圆周运动的知识后，设计了一个课题，名称为：快速测量自行车的骑行速度．他的设想是：通过计算踏脚板转动的角速度，推算自行车的骑行速度．经过骑行，他得到如下的数据：在时间t内脚踏板转动的圈数为N；
（1）那么脚踏板转动的角速度ω=；
（2）要推算自行车的骑行速度，从以下选项中选出还需要测量的物理量是（填写前面的序号）；
①链条长度L1
②曲柄长度L2
③大齿轮的半径r1
④小齿轮的半径r2
⑤自行车后轮的半径R
（3）自行车骑行速度的计算式v=．（用所给物理量及所测物理量字母表示）14．（1）如图甲所示为一小球做平抛运动的闪光照相照片的一部分，图中背景方格的边长均为5cm，如果取g=10m/s2，那么：
①照相机的闪光频率是Hz；
②小球抛出的初速度的大小是m/s；
③小球经过B点时的速度大小是m/s．
（2）某同学获得了如图乙所示的平抛运动的轨迹，并在图上建立了直角坐标系，坐标原点O为小球的抛出点．若在轨迹上任取一点，测得坐标为（x，y），则还可以利用图象求出小球抛出时的初速度v0=．
三、计算题（本题共4小题，共48分．要求规范解答．）
15．小船匀速横渡一条河流，当船头垂直对岸方向航行时，在出发后的10min到达对岸下游120m处，若船头保持与河岸成α角向上游航行，在出发后12.5min垂直到达正对岸，求：（1）水流速度；
（2）船在静水中的速度；
（3）河的宽度．
16．如图所示，某集团军在一次多兵种合成军事演习中，出动战斗轰炸机对敌方一山地目标进行轰炸．设轰炸机沿水平方向匀速飞行，到达山坡（视为斜面）底端的正上方时投放一颗炸弹，并垂直击中山坡上的目标P．已知P点距山脚的高度为h，不计空气阻力，重力加速度为g．求轰炸机的飞行速度v．
17．用一根细绳，一端系住一个质量为m=0.1kg的小球，另一端悬在光滑水平桌面上方
h=0.3m处，绳长L=0.5m，使小球在桌面上做如图所示的匀速圆周运动．
求：（1）当角速度ω=1rad/s时，小球线速度V的大小；
（2）当满足（1）条件时绳上张力F的大小．
18．如图所示，M是水平放置的半径足够大的圆盘，绕过其圆心的竖直轴匀速转动，规定经过圆心O点且水平向右为x轴正方向．在O点正上方距盘面高为h=1.25m处有一个可间断滴水的容器，从t=0时刻开始，容器沿水平轨道向x轴正方向做初速度为零的匀加速直线运动．已知t=0时刻滴下第一滴水，以后每当前一滴水刚好落到盘面时再滴下一滴水．则：（取g=10m/s2）
（1）每一滴水离开容器后经过多长时间滴落到盘面上？
（2）要使每一滴水在盘面上的落点都位于同一直线上，圆盘的角速度应为多大？
（3）当圆盘的角速度为2πrad/s时，第二滴水与第三滴水在盘面上落点间的距离2m，求容器的加速度a为多大？
2015-2016学年河南省南阳一中高一（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12小题，每小题4分，共48分，1～8题只有一个选项正确，9～12
题有多个选项正确，全部选对的得4分，选对但选不全的得2分，有选错或不答的得0分）1．【考点】平抛运动．
【分析】变速运动可能是曲线运动，也可能是直线运动．物体在恒力作用下可以做曲线运动．平抛运动是匀变速曲线．平抛运动的加速度为g，根据△v=gt分析速度变化的方向．【解答】解：A、变速运动可能是曲线运动，也可能是直线运动，如自由落体运动，故A错误．
B、物体在恒力作用下可以做曲线运动，如平抛运动．故B错误．
C、平抛运动的物体只受重力，加速度是g，因此平抛运动是匀变速曲线．故C错误．
D、根据△v=at=gt，知做平抛运动的物体速度变化的方向与g的方向相同，始终竖直向下，故D正确．
故选：D
2．【考点】运动的合成和分解．
【分析】当静水速大于水流速，合速度方向与河岸垂直时，渡河位移最短，而当静水速小于水流速，合速度方向与河岸不能垂直；当静水速与河岸垂直时，渡河的时间最短．
【解答】解：A、当静水速与河岸垂直时，渡河时间最短，t=．故A错误．
B、当v1＞v2时，则合速度的方向与河岸垂直时，渡河位移最短，最短位移为d，若v1≤v2时，则合速度的方向与河岸不可能垂直，最短渡河位移大小大于d．故B错误．
C、将船分解为沿河岸方向和垂直于河岸方向，静水速的方向（即船头与河岸的夹角）不同，垂直于河岸方向上的分速度不同，则渡河时间不同，但与水流速无关．故C正确．
D、只有当v1≤v2时，则合速度的方向与河岸不可能垂直，小船才一定在河岸下游着陆．故D错误．
故选：C．
3．【考点】向心力．
【分析】根据角速度定义ω=可知甲、乙的角速度之比，再由向心力公式F向=mω2r可以求出他们的向心力之比．
【解答】解：相同时间里甲转过60°角，乙转过45°角，根据角速度定义ω=可知：
ω1：ω2=4：3
由题意：
r1：r2=1：2
m1：m2=1：2
根据公式式F向=mω2r
F1：F2=m1ω12r1：m2ω22r2=4：9
故选：C．
4．【考点】运动的合成和分解．
【分析】球甲做平抛运动，球乙做竖直上抛运动；将平抛运动沿着水平和竖直方向正交分解；两球相遇时，抓住两球在竖直方向上的位移大小之和等于h，求出相遇的时间．
【解答】解：A、在竖直方向上，有：gt2+（v2t﹣gt2）=h，解得t=．
由于相遇时，甲球下落的高度小于h，所以时间t＜，故A错误．
B、两物体相遇时水平距离为x=v1t=，故B正确．
C、相遇时甲球速率为v==，故C错误．
D、若v2=，则两球相遇时，t==
甲球下落的高度为h′=gt2=h，故D错误．
故选：B
5．【考点】线速度、角速度和周期、转速．
【分析】甲、乙两轮是皮带传动，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，乙、丙两轮是轴传动，轴传动的特点是角速度相同．然后根据线速度、角速度、半径之间的关系即可求解．
【解答】解：A、由于甲、乙两轮是皮带传动，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 A=v B
所以v A：v B=1：1
由角速度和线速度的关系式v=ωR可得：
v B：v C=R B：R C=1：2
故A错误；
B、由角速度和线速度的关系式v=ωR可得：
ωA：ωB=R B：R A=1：2
由于乙、丙两轮共轴，故两轮角速度相同，
即ωB=ωC，
ωA：ωB：ωC=1：2：2
故B错误；
C、D、向心加速度a n=，
得向心加速度与半径成反比，
即A、B两点向心加速度大小之比1：2；
而向心加速度a n=，
得向心加速度与半径成反比，即A、C两点的向心加速度大小之比为1：4；故C错误，D 正确；
故选：D
6．【考点】向心力．
【分析】细杆拉着小球在竖直平面内做圆周运动，在最高点的最小速度为零，靠径向的合力提供向心力，杆子可以表现为支持力，也可以表现为拉力，根据牛顿第二定律判断杆子的作用力和速度的关系．
【解答】解：A、细杆拉着小球在竖直平面内做圆周运动，在最高点的最小速度为零．故A 错误．
B、根据知，速度增大，向心力增大．故B错误．
C、当时，杆子的作用力为零，当时，杆子表现为拉力，速度增大，拉力增大．故C正确．
D、当时，杆子表现为支持力，速度减小，支持力增大．故D错误．
故选：C．
7．【考点】向心力；牛顿第二定律．
【分析】要使车轮与路面之间的横向摩擦力等于零，则汽车转弯时，由路面的支持力与重力的合力提供汽车的向心力，根据牛顿第二定律，结合数学知识求解车速．
【解答】解：设路面的斜角为θ，作出汽车的受力图，如图．
根据牛顿第二定律，得
mgtanθ=m
又由数学知识得到
tanθ=
联立解得
v=
故选B
8．【考点】向心力．
【分析】当角速度从0开始增大，乙所受的静摩擦力开始增大，当乙达到最大静摩擦力，角速度继续增大，此时乙靠拉力和静摩擦力的合力提供向心力，角速度越大，拉力越大，当拉力和甲的最大静摩擦力相等时，角速度达到最大值．
【解答】解：当绳子的拉力等于甲的最大静摩擦力时，角速度达到最大，
有T+μmg=mLω2，
T=μMg．
所以ω=
故选：D
9．【考点】匀速圆周运动．
【分析】匀速圆周运动速度大小不变，方向变化，是变速运动，角速度、周期、转速都不变，加速度方向始终指向圆心，加速度是变化的，是变加速运动，向心力方向始终指向圆心，是变化的，只有匀速圆周运动的物体由合外力提供向心力．
【解答】解：A、匀速圆周运动加速度始终指向圆心，方向时刻在变化，加速度是变化的，故匀速圆周运动是变加速运动，故A错误；
B、匀速圆周运动的角速度、周期、转速均恒定不变，故B正确；
C、向心加速度只改变速度的方向，不改变速度的大小，所以向心加速度的方向总是指向圆心的，故C正确；
D、只有匀速圆周运动的物体由合外力提供向心力，故D错误．
故选：BC
10．【考点】向心力；线速度、角速度和周期、转速．
【分析】小球做匀速圆周运动，因此合外力提供向心力，对物体正确进行受力分析，然后根据向心力公式列方程求解即可．
【解答】解：A、设漏斗内壁母线与水平方向的夹角为θ．以任意一个小球为研究对象，分析受力情况：重力mg和漏斗内壁的支持力N，它们的合力提供向心力，如图，
则根据牛顿第二定律得
mgtanθ=m，得到v=，θ一定，则v与成正比，A球的圆周运动半径大于B 球的圆周运动，所以v A＞v B，故A正确；
B、角速度ω==，则角速度ω与成反比，A球的圆周运动半径大于B球的圆
周运动，所以角速度ωA＜ωB，故B正确；
C、漏斗内壁的支持力N=，m，θ相同，则N A=N B，故C错误；
D、向心加速度a=，与半径r无关，故a A=a B，故D错误；
故选：AB．
11．【考点】平抛运动．
【分析】小球水平方向受恒定的阻力，因而做匀减速直线运动，竖直方向只受重力，做自由落体运动，根据运动学公式即可列式求解．
【解答】解：A、由于球在水平方向受到空气阻力，做的不是平抛运动，故A错误；
BCD、球在竖直方向做自由落体运动，由h=gt2，得：球从被击出到落入A穴所用时间t=；由于球竖直地落入A穴，故水平方向为末速度为零匀减速直线运动，根据运动学公式，有
L=v0t﹣at2
0=v0﹣at
解得v0=2L，a=
由牛顿第二定律得：水平风力大小F=ma=．故BD正确，C错误．
故选：BD．
12．【考点】平抛运动．
【分析】手榴弹做平抛运动，水平方向做匀速直线运动，竖直方向做自由落体运动，落在斜面上的B点时有：tan30°=，其中水平位移x=v0t，竖直位移y=，可以求出运动的时间，再求AB的距离和落在B点的速度．
【解答】解：A、手榴弹做平抛运动，落在斜面上的B点时，根据几何知识有：tan30°==
=
可得：t==s=3s，故A正确．
B、战士从拉动弹弦到投出所用的时间是5s﹣3s=2s，故B错误．
C、A、B两点间的距离是：S===90m，故C错误．
D、手榴弹后落在B点的速度大小为：v==5m/s，故D错误．
故选：A
二、实验题：（本题共两小题，每空2分，共14分．）
13．【考点】线速度、角速度和周期、转速．
【分析】根据角速度ω=2πn即可计算角速度；踏脚板与牙盘共轴，所以角速度相等，飞轮与牙盘通过链条链接，所以线速度相等，要知道车轮边缘线速度的大小，则需要知道车轮的半径；利用大小齿轮边缘线速度大小相等，小齿轮和后轮角速度相等，列式求后轮边缘的线速度大小即可．
【解答】解：转速为单位时间内转过的圈数，因为转动一圈，对圆心转的角度为2π，所以
有：，
因为要测量自行车前进的速度，即后车轮边缘上的线速度的大小，
根据题意知：大齿轮和小齿轮边缘上的线速度的大小相等，据v=Rω可知：r1ωI=r2ω2，
已知：，则小齿轮的角速度为：．
因为小齿轮和自行车后轮共轴，所以转动的ω相等即：ω3=ω2，
根据v=Rω可知，要知道后轮边缘上的线速度大小，还需知道后轮轮的半径r3
其计算式为：
故答案为：（1）
（2）③④⑤；
（3）
14． 【考点】研究平抛物体的运动．
【分析】（1）①平抛运动在竖直方向上做自由落体运动，在水平方向上做匀速直线运动，根据竖直方向上相邻相等时间内的位移之差是一恒量求出相等的时间间隔． ②结合水平位移和时间间隔求出水平分速度．
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．
（2）根据平抛运动规律找出y 与x 2的关系式，整理成y ﹣x 2
的形式，从而找出k 的物理意
义．
【解答】解：（1）①因为x AB =x BC =0.15m ，所以t AB =t BC ，
根据△s=y BC ﹣y AB =0.1m=gt AB 2
解得：t AB =0.1s 所以f=10Hz
②水平分速度为：v x =
=
m/s=1.5m/s ．
③在B 点时竖直分速度大小为：v y ===2m/s
则B 点的速度为：v===2.5m/s
（2）小球水平方向的位移：x=v 0t ，竖直方向上：y=gt 2
，所以：v 0=
．
故答案为：（1）①10；②1.5；③2.5；（2）．
三、计算题（本题共4小题，共48分．要求规范解答．） 15． 【考点】运动的合成和分解．
【分析】将船的运动分解为垂直于河岸和沿河岸方向，抓住分运动与合运动具有等时性求出河的宽度．
【解答】解：（1）设静水速为v 1，水流速为v 2．船头保持跟河岸垂直的方向航行时有：v 2t=120m ， 则有：v 2=
s=0.2m/s
（2、3）而v 1t=d ，当合速度与河岸垂直时，合速度为：
v=，
且d=vt′．
联立以上各式解得：d=200m，v1=m/s．
答：（1）水流的速度0.2m/s，
（2）船在静水中的速度m/s，
（3）河的宽度200m．
16．【考点】平抛运动．
【分析】轰炸机沿水平方向匀速飞行，释放的炸弹做平抛运动，将其运动分解为水平和竖直两个方向研究，根据平抛运动的规律解答即可．
【解答】解：设山坡倾角为θ，炸弹离开飞机在空中运动时间为t，击中目标时速度为v′，则由平抛运动规律有：
v′sinθ=v…①
v′cosθ=gt…②
由于炸弹垂直击中上坡，则将此时炸弹的速度分解得：hcotθ=vt…③
联解①②③得：v=…④
答：轰炸机的飞行速度v为．
17．【考点】向心力．
【分析】（1）小球在桌面上做匀速圆周运动，由公式v=rω求小球的线速度．
（2）小球受到重力，桌面的支持力和绳子的拉力，合力提供向心力，由牛顿第二定律和向心力公式结合解答．
【解答】解：（1）小球运动的半径是r==m=0.4m
当角速度ω=1rad/s时，小球线速度v=rω=ω=1×=0.4m/s
（2）如下图所示，以小球为研究对象，小球受三个力的作用，重力mg、水平面支持力N、绳子的拉力F．
在水平方向上，由牛顿第二定律有
Fsinθ=mω2r
又sinθ==
解得F=0.05N
答：
（1）当角速度ω=1rad/s时，小球线速度V的大小是0.4m/s；
（2）当满足（1）条件时绳上张力F的大小是0.05N．
18．【考点】线速度、角速度和周期、转速；平抛运动．
【分析】（1）离开容器后，每一滴水在竖直方向上做自由落体运动，水平方向做匀加速直线运动，水滴运动的时间等于竖直方向运动的时间，由高度决定；
（2）要使每一滴水在盘面上的落点都位于同一直线上，则圆盘在t秒内转过的弧度为kπ，k 为不为零的正整数；
（3）通过匀加速直线运动的公式求出两个水滴在水平方向上的位移，再算出两个位移之间的夹角，根据位移关系算出容器的加速度．
【解答】解：（1）由于离开容器后，每一滴水在竖直方向上做自由落体运动．
所以每一滴水滴落到盘面上所用时间
（2）因为使每一滴水在盘面上的落点都位于同一直线，则圆盘在t秒内转过的弧度为kπ，k为不为零的正整数．
所以：ωt=kπ
即，其中k=1，2，3…
（3）因为二滴水离开O点的距离为…①
第三滴水离开O点的距离为…②
（上面①②两式中：…③）
又：
即第二滴水和第三滴水分别滴落在圆盘上x轴方向及垂直x轴的方向上．
则：s22+s32=s2…④
联列①②③④可得：．
答：（1）每一滴水离开容器后经过时间滴落到盘面上；
（2）要使每一滴水在盘面上的落点都位于同一直线上，圆盘的角速度ω应为，其中k=1，2，3…；
（3）容器的加速度a为．。