云南省昆明市石林一中2015-2016学年高一下学期月考物理试卷(4月份)(理科) 含解析

2015-2016学年云南省昆明市石林一中高一（下)月考物理试卷（4月份）（理科）
一、选择题（每题5分，共10题．其中1—6题为单选题，7—10题为多选题．多选题选不全得3分，出现错误选项不得分）
1．在匀速圆周运动中,下列物理量中没有发生变化的是（）
A．向心力B．向心加速度C．线速度D．角速度2．一条笔直且两岸平行的河宽为180m，河水流速为
8m/s．一艘在静水中划行速度为10m/s的小船要渡过该河，则下列说法中正确的是( ）
A．当过河用时最短时,位移为180m
B．当过河用时最短时,位移为144m
C．当过河位移最短时，用时为18 s
D．当过河位移最短时，用时为30 s
3．从离地3.2米高处,以6m/s的速度水平抛出一只小球，小球从抛出到落地之前速度的大小为（）
A．8 m/s B．10 m/s C．12 m/s D．14 m/s
4．如图所示，x轴在水平地面上，y轴沿竖直方向．图中画出了从y轴上不同位置沿x轴正向水平抛出的三个小球a、b和c的运动轨迹．小球a从(0，2L）抛出，落
在（2L，0）处;小球b、c从(0，L）抛出，分别落在（2L，0）和(L,0）处．不计空气阻力,下列说法正确的是（)
A．b和c运动时间相同 B．a和b初速度相同
C．a的运动时间是b的两倍D．b的初速度是c的两倍
5．在匀速转动的圆筒内壁上紧靠着一个物体，物体随半圆筒在水平面内做匀速圆周运动．已知物体质量为m，与圆筒内壁动摩擦因数为μ，重力加速度为g,且最大静摩擦等于滑动摩擦．物体不掉下，则( ）
A．物体所受摩擦力的大小等于向心力
B．物体所受摩擦力的大小等于重力
C．物体所受向心力由重力与摩擦力的合力提供
D．物体所到重力、摩擦力、内壁的弹力以及向心力的作用
6．一个圆盘可绕通过圆盘中心O且垂直与盘面的竖直轴转动．在圆盘上放置材质相同的小木块甲、乙、丙,质量分别为m、2m、2m，它们随圆盘一起作匀速圆周运动,小木块甲、乙、丙距离O点的距离分别问r、r、2r．当圆盘转动角速度逐渐缓慢增大时，最先滑动的木块是（）
A．甲先滑动 B．乙先滑动
C．丙先滑动 D．甲和乙一起先滑动
7．质点做匀速圆周运动时（）
A．线速度越大，其转速一定很大
B．角速度大时，其转速一定大
C．线速度一定时，半径越大则周期越大
D．无论半径大小如何,角速度越大，则质点的速度方向变化得越快
8．如图所示，在不计滑轮摩擦和绳子质量的条件下，当小车向右做匀速直线运动，则关于物体A的运动情况及受力情况说法正确的是（）
A．A向上做加速运动B．A向上做减速运动
C．绳子对A的拉力大于A的重力 D．绳子对A的拉力小于A的重力
9．取稍长的细杆，其一端固定一枚铁钉，另一端用羽毛做一个尾翼，做成A、B两只飞镖，将一软木板挂在竖直墙壁上，作为镖靶．在离墙一定距离的同一处，将它们水平掷出，不计空气阻力，两只飞镖插在靶上的状态如图所示．则下列说法正确的是（)
A．A镖掷出时的初速度比B镖掷出时的初速度大B．B镖插入靶时的位移比A镖插入靶时的位移大C．B镖的运动时间比A镖的运动时间短
D．A镖的质量一定比B镖的质量小
10．如图所示,一只半径为R的碗水平放置,将一质量为m的小球由最高点释放使其滚下，当其运动到碗底时，速度为v，小球与碗间动摩擦因素是μ，则下列说法正确的是( ）
A．小球在碗底时处于超重状态
B．小球在碗底时处于失重状态
C．小球所受到的摩擦力是μmg
D．小球所受到的摩擦力是μ(mg+）
二、填空题（每空3分，一共5空)
11．如图所示，一根长为L的绳子拴着一个质量为m 的小球做圆锥摆，绳子与竖直方向夹角为θ，重力加速度为g．则此时绳子的拉力大小为,小球的角速度为．
12．如图所示是皮带传动装置,已知A、B、C三轮的半径之间的关系是r A=2r B=3r C，则A、B、C三轮的运动周期之比T A：T B：T C= ; 三轮的角速度之比为三轮边缘上点的线速度之比v A：
v B:v C= ；三轮边缘上点的向心加速度之比a A：a B：a C= ．
三、计算题(共3题，共35分）
13．如图所示，在一个水平光滑平面上，一根劲度系数为k的弹簧一端固定，另一端拴着一个质量为m的小球做半径为R，线速度为v0的匀速圆周运动．求该弹簧的原长．
14．一架战斗机在完成某次轰炸任务时，以360km/h 的速度在离地面0.5km的空中水平飞行．（忽略空气阻力,重力加速度为10m/s2）
（1)为了使飞机投下的炸弹落在指定的目标上,应该在与轰炸目标的水平距离多远处投下炸弹？
（2)求炸弹击中目标时的速度．
15．一人用一根长为1m的绳,栓着一个质量为1kg的小球，在竖直平面内做圆周运动，已知转轴O离地的距离为21m，如图所示（g=10m/s2）,则
（1)若小球通过最高点时对绳子恰好没有作用力，则此时小球的速度大小为多少？
(2)若当小球经过最低点时绳子刚好被拉断，已知绳子能承受的最大拉力为35N，求绳子刚好被拉断后,小球落地点到O的水平距离．
2015-2016学年云南省昆明市石林一中高一（下）月考
物理试卷（4月份）（理科）
参考答案与试题解析
一、选择题（每题5分，共10题．其中1—6题为单选题，7—10题为多选题．多选题选不全得3分，出现错误选项不得分）
1．在匀速圆周运动中，下列物理量中没有发生变化的是（)
A．向心力B．向心加速度C．线速度D．角速度【考点】匀速圆周运动．
【分析】匀速圆周运动中，线速度的大小不变,方向时刻改变，加速度、合外力的方向始终指向圆心，方向时刻改变．
【解答】解：A、根据F=ma，加速度大小不变，则合外力大小不变,但是方向始终指向圆心，所以合外力改变．故A错误．
B、根据a=，匀速圆周运动的线速度大小不变，则加速度大小不变，但加速度的方向始终指向圆心,所以加速度改变．故B正确．
C、匀速圆周运动中,线速度的大小不变,方向时刻改变,则线速度改变．故C错误．
D、在匀速圆周运动中，周期不变，则角速度大小不变，方向也不变，故D正确；
故选：D．
2．一条笔直且两岸平行的河宽为180m，河水流速为
8m/s．一艘在静水中划行速度为10m/s的小船要渡过该河,则下列说法中正确的是（)
A．当过河用时最短时,位移为180m
B．当过河用时最短时,位移为144m
C．当过河位移最短时，用时为18 s
D．当过河位移最短时，用时为30 s
【考点】运动的合成和分解．
【分析】当静水速的方向与河岸垂直时，渡河时间最短，当合速度方向与河岸垂直时，渡河航程最短，结合平行四边形定则求出船头与上游河岸之间的夹角．
【解答】解：A、当静水速与河岸垂直时，渡河时间最短,则最短时间t=s,此时船还要随水向河的下游运动,所以位移一定大于河的宽度180m．故A错误，B错误，C正确．
D、当合速度方向与河岸垂直时，渡河的航程最短,设船头与河岸的夹角为θ,则cosθ=
得：θ=37°
合速度:v=v c sin37°=10×0.6=6m/s，
时间：t=s,故D正确．
故选：CD
3．从离地3。

2米高处，以6m/s的速度水平抛出一只小球，小球从抛出到落地之前速度的大小为( ）A．8 m/s B．10 m/s C．12 m/s D．14 m/s
【考点】平抛运动．
【分析】根据速度位移公式求出落地时竖直分速度的大小,结合平行四边形定则求出落地的速度．
【解答】解：小球落地时竖直分速度
=m/s=8m/s，
根据平行四边形定则知,小球落地的速度
v=m/s=10m/s．
故选：B．
4．如图所示，x轴在水平地面上，y轴沿竖直方向．图中画出了从y轴上不同位置沿x轴正向水平抛出的三个小球a、b和c的运动轨迹．小球a从（0，2L）抛出，
落在（2L，0）处；小球b、c从(0，L）抛出，分别落在（2L，0）和（L，0)处．不计空气阻力，下列说法正确的是（)
A．b和c运动时间相同 B．a和b初速度相同
C．a的运动时间是b的两倍D．b的初速度是c的两倍
【考点】平抛运动．
【分析】平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上做自由落体运动，根据高度比较运动的时间,结合水平位移和时间比较初速度．
【解答】解：A、b、c平抛运动的高度相同,根据t=知，b、c运动时间相同，故A正确．
B、a、b的高度之比为2:1,根据t=知，a、b的运动时间之比为，水平位移相等，则a、b的初速度之比为，故B、C错误．
D、b、c的运动时间相等，水平位移之比为2：1，则b 的初速度是c初速度的2倍，故D正确．
故选:AD．
5．在匀速转动的圆筒内壁上紧靠着一个物体，物体随半圆筒在水平面内做匀速圆周运动．已知物体质量为m,与圆筒内壁动摩擦因数为μ，重力加速度为g,且最大静摩擦等于滑动摩擦．物体不掉下，则（)
A．物体所受摩擦力的大小等于向心力
B．物体所受摩擦力的大小等于重力
C．物体所受向心力由重力与摩擦力的合力提供D．物体所到重力、摩擦力、内壁的弹力以及向心力的作用
【考点】向心力;牛顿第二定律．
【分析】物体相对桶壁静止也做匀速圆周运动,对物块进行受力分析，合外力提供向心力，方向指向圆心（圆心在轴线上与物块在同一水平面上．
【解答】解：A．对物体进行受力分析，物体在竖直方向上受重力和静摩擦力,并且这两个力相互平衡，水平方向受圆筒给它指向圆心的支持力，所以物体的向心力由支持力提供,故AC错误，B正确；
D．物体的向心力由支持力提供，不能说物体受到向心力的作用，故D错误；
故选：B
6．一个圆盘可绕通过圆盘中心O且垂直与盘面的竖直轴转动．在圆盘上放置材质相同的小木块甲、乙、丙，质量分别为m、2m、2m，它们随圆盘一起作匀速圆周运动，小木块甲、乙、丙距离O点的距离分别问r、r、2r．当圆盘转动角速度逐渐缓慢增大时，最先滑动的木块是（）
A．甲先滑动 B．乙先滑动
C．丙先滑动 D．甲和乙一起先滑动
【考点】向心力；牛顿第二定律．
【分析】先对三个物体进行运动分析与受力分析，找出向心力来源，根据向心力公式求出摩擦力，再求出物体受最大静摩擦力时的临界角速度．
【解答】解:三个物体都做匀速圆周运动，合力指向圆心，对任意一个受力分析，如图
支持力与重力平衡，F合=f=F向
由于甲、乙、丙三个物体共轴转动，角速度ω相等，根据题意有：r丙=2r甲=2r乙
由向心力公式F向=mω2r，得三物体的向心力分别为：F甲=mω2r…①
F乙=2mω2r=2mω2r…②
F丙=2mω2（2r）=4mω2r…③
当ω变大时,所需要的向心力也变大，当达到最大静摩擦力时，物体开始滑动．当转速增加时，物体所需向心力同步增加，设它们与圆盘之间的动摩擦因数为μ，则最大静摩擦力分别为:μmg、2μmg和2μmg．与①②③式比较可知，丙最先开始达到最大静摩擦力．所以丙最先开始滑动．
故选：C
7．质点做匀速圆周运动时（）
A．线速度越大，其转速一定很大
B．角速度大时,其转速一定大
C．线速度一定时,半径越大则周期越大
D．无论半径大小如何，角速度越大，则质点的速度方向变化得越快
【考点】匀速圆周运动．
【分析】解答本题应掌握：线速度与角速度的关系公式v=ωr；
角速度与转速的周期公式ω=2πn；
转速与周期的关系公式n=;
周期与线速度的关系公式T=；a n==ω2r；从而即可求解．
【解答】解：A、由公式v=ωr=2πrn，v大，n不一定大，还取决于r，故A错误；
B、由公式ω=2πn，知ω与n成正比，故B错误;
C、由T=,线速度一定时，T与r成正比,故C正确；
D、由公式a n==ω2r；向心加速度的大小与半径有关，故D错误;
故选：C．
8．如图所示,在不计滑轮摩擦和绳子质量的条件下,当小车向右做匀速直线运动，则关于物体A的运动情况及受力情况说法正确的是（）
A．A向上做加速运动B．A向上做减速运动
C．绳子对A的拉力大于A的重力 D．绳子对A的拉力小于A的重力
【考点】运动的合成和分解．
【分析】将小车的速度分解为沿绳子方向和垂直于绳子方向，沿绳子方向的速度等于A的速度，根据平行四边形定则判断出A的速度变化，从而得出A的加速度方向,根据牛顿第二定律判断拉力和重力的大小关系．【解答】解：小车沿绳子方向的速度等于A的速度，设绳子与水平方向的夹角为θ，根据平行四边形定则,物体A的速度v A=vcosθ，小车匀速向右运动时，θ减小，则A的速度增大，所以A加速上升，加速度方向向上，根据牛顿第二定律有：T﹣G A=m A a．知拉力大于重力．故A、C正确，B、D错
误．
故选：AC．
9．取稍长的细杆,其一端固定一枚铁钉，另一端用羽毛做一个尾翼，做成A、B两只飞镖,将一软木板挂在竖直墙壁上，作为镖靶．在离墙一定距离的同一处，将它们
水平掷出，不计空气阻力，两只飞镖插在靶上的状态如图所示．则下列说法正确的是（）
A．A镖掷出时的初速度比B镖掷出时的初速度大B．B镖插入靶时的位移比A镖插入靶时的位移大C．B镖的运动时间比A镖的运动时间短
D．A镖的质量一定比B镖的质量小
【考点】平抛运动．
【分析】根据飞镖下降的高度比较运动的时间，结合水平位移和时间比较初速度的大小，结合平行四边形定则比较位移的大小．
【解答】解：A、由图可知，B镖下降的高度大，根据t=知，B镖运动的时间长,根据知,水平位移相等，A镖运动的时间短,则A镖掷出的初速度较大，故A正确，C错误．
B、B镖下降的位移较大，水平位移相等，根据平行四边形定则知，B镖插入靶时的位移较大，故B正确．D、根据题干条件无法得出A、B两镖质量的大小，故D错误．
故选：AB．
10．如图所示，一只半径为R的碗水平放置，将一质量为m的小球由最高点释放使其滚下,当其运动到碗底时，速度为v，小球与碗间动摩擦因素是μ，则下列说法正确的是( )
A．小球在碗底时处于超重状态
B．小球在碗底时处于失重状态
C．小球所受到的摩擦力是μmg
D．小球所受到的摩擦力是μ（mg+）
【考点】向心力；牛顿第二定律．
【分析】在最低点，重力和支持力的合力提供向心力,加速度向上，则处于超重状态,在最低点，根据牛顿第二定律求出碗底对小球的支持力，再根据滑动摩擦力公式求解即可．
【解答】解：A、在最低点，重力和支持力的合力提供向心力，合力指向圆心，则加速度向上，处于超重状态,故A正确，B错误；
C、在最低点，根据牛顿第二定律得：
N﹣mg=m，
解得:N=mg+,则小球运动到碗底时的摩擦力f=μ（mg+）,故C错误,D正确．
故选：AD
二、填空题（每空3分，一共5空）
11．如图所示，一根长为L的绳子拴着一个质量为m 的小球做圆锥摆，绳子与竖直方向夹角为θ，重力加速度为g．则此时绳子的拉力大小为，小球的角速度为．
【考点】向心力；牛顿第二定律．
【分析】小球受重力和拉力两个力作用，靠两个力的合力提供向心力，根据平行四边形定则求出绳子的拉力大小，根据牛顿第二定律求出小球做圆周运动的角速度．【解答】解：小球的受力如图所示，根据平行四边形定则知：
解得F=．
小球在水平面内做匀速圆周运动，有
mgtanθ=mω2r，
其中r=Lsinθ
解得：ω=
故答案为：；
12．如图所示是皮带传动装置，已知A、B、C三轮的半径之间的关系是r A=2r B=3r C，则A、B、C三轮的运动周期之比T A:T B：T C= 3：3:2 ；三轮的角速度之比为三轮边缘上点的线速度之比v A:v B：v C= 2：1：1 ；三轮边缘上点的向心加速度之比a A：a B：a C= 4：2：3 ．
【考点】线速度、角速度和周期、转速;匀速圆周运动；向心加速度．
【分析】两轮子靠传送带传动,轮子边缘上的点具有相同的线速度；共轴转动的点，具有相同的角速度;结合公式v=ωr和a=列式分析．
【解答】解:已知A、B、C三轮的半径之间的关系是
r A=2r B=3r C，故：r A：r B：r C=6：3：2；
①A、B两个轮子是同轴传动，角速度相等，故:ωA：ωB=1：1
根据公式v=ωr，线速度之比为：v A：v B=r A:r B=2：1
根据公式T=，周期之比为:T A：T B=1：1
根据公式a=ω2r，向心加速度之比为:a A：a B=2：1
②B、C两个轮子靠传送带传动,轮子边缘上的点具有相同的线速度，故：v B：v C=1：1
根据公式v=ωr，角速度之比为：
根据公式T=，周期之比为：T B：T C=3:2
根据公式a=，向心加速度之比为：a B：a C=2：3故:
T A：T B：T C=3：3：2
v A:v B:v C=2:1：1
a A：a B：a C=4:2:3
故答案为：3：3：2,2：1：1,4:2：3．
三、计算题（共3题，共35分)
13．如图所示，在一个水平光滑平面上,一根劲度系数为k的弹簧一端固定,另一端拴着一个质量为m的小球做半径为R，线速度为v0的匀速圆周运动．求该弹簧的原长．
【考点】向心力；牛顿第二定律．
【分析】弹簧拉着小球在水平面内做匀速圆周运动，靠弹力提供向心力，根据牛顿第二定律和胡克定律结合求拉力，然后结合胡克定律即可求出原长．
【解答】解：由受力分析可知，小球受到重力、支持力和弹力，小球在弹力作用下做匀速的圆周运动得:F弹=
由胡克定律得：F弹=k△x
且弹簧原长：L0=R﹣△x
联立上式解之得：L0=
答：弹簧的原长为．
14．一架战斗机在完成某次轰炸任务时，以360km/h 的速度在离地面0。

5km的空中水平飞行．(忽略空气阻力，重力加速度为10m/s2）
（1)为了使飞机投下的炸弹落在指定的目标上，应该在与轰炸目标的水平距离多远处投下炸弹?
（2）求炸弹击中目标时的速度．
【考点】平抛运动．
【分析】（1）炸弹离开目标后做平抛运动,应用平抛运动规律可以求出距离．
（2）应用平抛运动规律求出竖直速度，然后求出合速度．
【解答】解：已知飞机时速v=360km/h=100m/s （1）释放炸弹后，炸弹做平抛运动，设运动时间为t 在竖直方向自由落体满足：H=gt2，
水平方向匀速直线满足：x=vt，解得：x=1000m；（2）竖直方向：v y=gt，水平方向：v x=v0,
则落地速度v=,则解得：v=100m/s，
方向与竖直方向成：45°；
答：（1）为了使飞机投下的炸弹落在指定的目标上，应该在与轰炸目标的水平距离1000m处投下炸弹；(2）炸弹击中目标时的速度大小为:100m/s，方向：与竖直方向成：45°．
15．一人用一根长为1m的绳，栓着一个质量为1kg的小球，在竖直平面内做圆周运动,已知转轴O离地的距离为21m，如图所示（g=10m/s2)，则
（1)若小球通过最高点时对绳子恰好没有作用力，则此时小球的速度大小为多少?
（2)若当小球经过最低点时绳子刚好被拉断，已知绳子能承受的最大拉力为35N，求绳子刚好被拉断后，小球落地点到O的水平距离．
【考点】向心力；牛顿第二定律．
【分析】(1)若小球通过最高点时对绳子恰好没有作用力，由重力提供向心力，根据向心力公式求出速度；（2）在最低点，根据向心力公式求出绳断开后小球的速度，此后小球做平抛运动，根据平抛运动的基本公式即可求解．
【解答】解：（1）当小球通过最高点时对绳子恰好没有作用力，则向心力完全由重力提供,则有：
mg=
代入数据得:v1=m/s，
（2）当小球做圆周运动通过最低点时，有：
F合=T﹣mg
F向=
绳断后小球做平抛运动，在竖直方向自由落体满足：H﹣L=gt2
水平方向匀速直线满足：x=v2t
代入数据解之得：x=10 m
答：（1）若小球通过最高点时对绳子恰好没有作用力，则此时小球的速度大小为m/s；
（2）绳子刚好被拉断后，小球落地点到O的水平距离为10m．
2016年6月22日。