2020-2021学年黑龙省哈尔滨市高一下学期4月月考 物理（解析版）

这是一份2020-2021学年黑龙省哈尔滨市高一下学期4月月考 物理（解析版），共11页。试卷主要包含了选择题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
一、选择题（每小题3分，共36分，其中第1到第8小题为单选题，第9到第12题为不定项选择题，全部正确得3分，漏选得2分，错选得0分）
以下说法正确的是（C）
A.做曲线运动的物体加速度一定时刻变化
B.做圆周运动的物体所受合力一定指向圆心
C.做平抛运动的物体速度方向不可能竖直向下
D.变速圆周运动一定不具有周期性
如图所示，在河岸上通过轮轴轮套在有一定大小的轴上，轮与轴绕共同的中轴一起转动用细绳拉船，轮与轴的半径比R：：轮上细绳的速度恒为，当轴上细绳拉船的部分与水平方向成角时，船的速度是B
A. B. C. D.
如图所示，一个质量均匀分布的半径为R的球体对球外质点P的万有引力为F。如果在球体中央挖去半径为r的一部分球体，且r=，则原球体剩余部分对质点P的万有引力大小变为（ C ）
A．B．C．D．F
如图所示，某中学足球球门宽两根竖直立柱之间的距离，在一次对抗赛中，红队进攻队员在球门中心点Q的正前方距离球门线的R处高高跃起，用头将处于高的O点的足球水平击出，结果足球越过防守队员的头顶划出一道美丽的弧线飞入绿队球门的左下方死角，即刚好越过球门线紧靠左边立柱的P点，假设足球做平抛运动，重力加速度为，那么足球在此次平抛运动过程中（C）
A.位移的大小
B.位移大小
C.初速度的大小
D.初速度的大小
如图所示，火车转弯轨道外高内低。某同学在车厢内研究列车的运动情况，他在车厢顶部用细线悬挂一个重为G的小球。当列车以恒定速率通过一段圆弧形弯道时，发现悬挂小球的细线与车厢侧壁平行，已知列车与小球做匀速圆周运动的半径为r，重力加速度大小为g。则B
A.细线对小球的拉力的大小为G
B. 列车恒定速率为
C. 外侧轨道与轮缘间有侧向挤压作用
D. 放在桌面上的手机所受静摩擦力不为零
如图所示，一根长为L的轻杆OA，O端用铰链固定，另一端固定着一个小球A，轻杆靠在一个质量为M、高为h的物块上．若物块与地面摩擦不计，则当物块以速度v向右运动至杆与水平方向夹角为θ时，小球A的线速度大小为( A )
A. B.C． D．
如图所示，甲、乙两船在同一河岸边A、B两处，两船船头方向与河岸均成θ角，且恰好对准对岸边C点。若两船同时开始渡河，经过一段时间t，同时到达对岸，乙船恰好到达正对岸的D点。若河宽d、河水流速均恒定，两船在静水中的划行速率恒定，不影响各自的航行，下列判断正确的是( C )
A．两船在静水中的划行速率不同
B．甲船渡河的路程有可能比乙船渡河的路程小
C．两船同时到达D点
D．河水流速为eq \f(dtan θ,t)
如图所示，长均为L的两根轻绳，一端共同系住质量为m的小球，另一端分别固定在等高的A、B两点，A、B两点间的距离也为L，重力加速度大小为g。现使小球在竖直平面内以AB为轴做圆周运动，若小球在最高点速率为v时，两根轻绳的拉力恰好均为0，改变小球运动的速度，当小球在最高点时，每根轻绳的拉力大小为，则此时小球的速率为（ C ）
A．vB．vC．2vD．
从水平面上方O点水平抛出一个初速度大小为v0的小球，小球与水平面发生一次碰撞后恰能击中竖直墙壁上与O等高的A点，小球与水平面碰撞前后水平分速度不变，竖直分速度大小不变、方向相反，不计空气阻力。若只改变初速度大小，使小球击中A点正下方墙角的B点，则初速度大小可能为（ ）
A．3v0B．2v0C．D．
【答案】BC
如图所示，从地面上同一位置A抛出两个小球甲、乙，且都落在同一点B，甲球运动最高点比乙球高，不计阻力，下列说法正确的是（ ）
A．甲乙两球运动时加速度相同B．甲乙两球运动时间相同
C．甲乙两球在最高点速度相同D．甲乙两球初速度大小可能相同
【答案】AD
【详解】
A．两球抛出后，只受重力作用，其加速度相同，故A正确；
B．从两球轨迹，可看出甲球初速度的竖直分量较大，说明抛出时，初速度的竖直分量较大，根据公式
可知，甲球运动时间大于乙球，故B错误；
C．两球在最高点时，只具有初速度的水平分量，依题意有
因两球的水平位移相同，而甲球所用时间更长，故甲球的初速度的水平分量较小，故甲球在最高点速度较小。故C错误；
D．根据以上选项分析，可知两球的初速度两个分量均不相同，但初速度夹角具体的数值没有给出，故有可能出现两球初速度大小相同，故D正确。
故选AD。
质量为2 kg的质点在x－y平面上做曲线运动，在x方向的速度图象和y方向的位移图象如图所示，下列说法正确的是(AB)
A．质点的初速度为5 m/s
B．质点所受的合力为3 N
C．质点初速度的方向与合外力方向垂直
D．2 s末质点速度大小为6 m/s
如图所示,物体m用两根长度相等,不可伸长的绳系在竖直杆上,它们随竖直杆转动,当转动角速度变化时,各力变化的情况是( ABC )
A.只有ω超过某一数值,绳AC的张力才出现
B.绳BC的张力随ω的增大而增大
C.不论ω如何变化,绳BC的张力总大于绳AC的张力
D.当ω增大到某个值时,就会出现绳AC的张力大于绳BC的张力的情况
[答案] ABC
二、实验题（共15分）
（8分）某同学在做平抛运动实得出如图8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10 m/s2)(1)小球平抛的初速度为________ m/s.(2)小球开始做平抛运动的位置坐标为________ cm. y＝________ cm.(3)小球运动到b点的速度为________ m/s.
【答案】：(1)2m/s 分 (2) -分
-分 (3)分
（7分）向心力演示器如下图所示．匀速转动手柄 1可以使变速塔轮 2 和 3 以及长槽 4 和短槽 5 随之匀速转动，槽内的小球也随着做匀速圆周运动.使小球做匀速圆周运动的向心力由横臂 6 的挡板对小球的压力提供．球对挡板的反作用力，通过横臂的杠杆作用使弹簧测力套筒 7 下降，从而露出标尺8．已知测力套筒的弹簧相同，根据标尺8上露出的红白相间等分标记，可以粗略计算出两个球所受向心力的比值．
①若放在长短槽内的三个小球的质量相等，皮带所在左右塔轮的半径也相等，在匀速转动的过程中，左右标尺红白标记之比为________．如果缓慢增加手柄转速，两边红白等分标记之比会_______（填“变大”、“不变”、“变小”）
②若将变速塔轮2、3上的皮带共同往下移动一级，则长槽和短槽的角速度之比会_____（填“变大”、“不变”、“变小”）
③你认为本实验中产生误差的原因有_________ （ 写出一条即可）。
【答案】 分不变分；变小分； 小球转动半径引起的误差；弹黃测力套筒的读数引起的误差；皮带打滑引起的误差分
三、计算题（共37分，写出必要的过程）
（11分）如图，在竖直平面内，一半径为R的光滑圆弧轨道ABC和长度为x的水平轨道PA在A点相切，BC为圆弧轨道的直径。O为圆心，OA和OB之间的夹角为α，sinα=，一质量为m的小球在一水平恒力的作用下沿PA运动，经沿圆弧轨道最终通过C点；已知在PA段小球受到的阻力恒为重力的，且小球在C点所受合力的方向指向圆心，此时小球对轨道的压力恰好为零。重力加速度大小为g。求：
（1）水平恒力的大小和小球到达C点时速度的大小；
（2）小球到达A点（认为是圆轨道的一部分）对轨道的压力大小。
【答案】(1)，；(2)
【详解】
(1)设水平恒力的大小为F0，小球到达C点时所受合力的大小为F，
由力的合成法则有
分
所以
分
设小球到达C点时的速度大小为v，此时合力
分
由牛顿第二定律得
分
所以分
(2)在PA段，小球做匀加速直线运动，受力分析得
分
由牛顿第二定律，可求得
分
由运动学公式
分
可求得
分
在A点物体的向心力由支持力FN跟重力的合力来提供，所以
分
可求得
分
（13分）如图，质量分别为m和1.5m的两个可视为质点的小球A、B通过一条不计长度的轻绳连在一起，轻绳能承受的最大拉力为5mg。球B通过长度为R=0.4m的细轻杆与O点连接，O点离地面的竖直高度为H=1.6m。整个系统在竖直平面内绕O点做圆周运动，且系统的角速度从零开始以极缓慢的速度增加。在同一竖直平面内，地面上有一小车，小车上安装有一倾斜角度θ=45°的滑槽，该滑槽可沿竖直导轨上下滑动。忽略空气阻力，g=10m/s2。
(1)若在系统转动角速度逐渐缓慢增加的过程中，连接两球的轻绳在轨道最高点时一直无拉力，求系统转动角速度的变化范围；
(2)若系统转动角速度逐渐缓慢增加（每一圈视为匀速圆周运动）直到A、B之间绳断裂，A球刚好沿倾斜滑槽的方向落入滑槽顶端P，求P点距地面的高度h及其与O点的水平距离l。
【答案】(1)；(2)0.4m，1.6m
【详解】
(1)在最高点由牛顿第二定律有
角速度较小时B球对A有支持力，此时两球的轻绳没有拉力
分
由上式可知随角速度增大，支持力越来越小，角速度最大时支持力为0，则有
分
解得
分
系统转动角速度的变化范围
分
(2)在最低点时AB之间绳子的拉力最大，最容易断裂，则刚好断裂时有
， 分
解得
分
在最低点飞出的速度为
分
在最低点飞出后A球做平抛运动由平抛运动规律有
分
分
水平方向有
分
分
竖直方向有分
分
(13分)正式的场地赛车快速通过水平弯道时，在轮胎不打滑的前提下总是尽可能地找到一条最佳的行车路线。如图所示为一段赛道的示意图，赛道参数如图中标注。假设赛车可视为质点，转弯时行车速率保持不变，在直道上加速和减速过程可视为匀变速运动。已知赛车在直道上加速或减速的最大加速度均为，最高时速为216km/h。若赛车沿着弯道内侧行驶时，其行车轨迹如图中路线1所示，它转弯时的最大速率为。可能用到的数据：，
求该赛车沿着弯道外侧的路线2行驶转弯时的最大速率；结果保留2位有效数字
为了快速过弯，赛车实际行车按照路线3的“外内外”的走法。赛车从直道上的E点开始转弯，沿着半径的圆弧EFG通过弯道，求赛车以最高时速通过B点并沿着路线3到达D处所需的最短时间。结果保留1位小数
解：赛车做圆周运动时，地面对赛车的摩擦力f提供向心力；
路线1时，赛车以为半径做圆周运动，速度，则有；分
路线2时，赛车以为半径做圆周运动，则有，分
解出速度；分
赛车按路线3过弯，则有，分
解得过弯速度分
则过弯时间；分
已知赛车最大速度，赛车在BE直线段先以最大速度匀速行驶，再减速进弯，则减速位移，分
减速所用时间；分
由图知，，则BE段匀速距离，分
则匀速运动时间；分
出弯GD段先以最大加速度加速至最大速度，再匀速行驶，可以看成入弯的逆向过程，即出弯加速时间，分
出弯匀速运动时间分
故总过弯时间。分