【精品解析】广东省江门市棠下中学、江门市实验中学(高中部)2024-2025学年高一下学期第一次月考物理试题

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广东省江门市棠下中学、江门市实验中学(高中部)2024-2025学年高一下学期第一次月考物理试题
1.(2025高一下·江门月考)许多科学家对物理学的发展作出了巨大贡献,以下关于物理学史和物理学家所用物理学方法的叙述不正确的是(  )
A.根据速度定义式,当非常非常小时,就可以表示物体在时刻的瞬时速度,该定义应用了极限思想方法
B.伽利略猜想自由落体的运动速度与下落时间成正比,并直接用实验进行了验证
C.开普勒在天文观测数据的基础上,总结出了行星运动的规律
D.牛顿用控制变量法通过大量的实验得出牛顿第二定律
2.(2025高一下·江门月考)修正带结构如图所示,大小齿轮相互咬合,且大、小齿轮的半径之比为,a、b点分别位于大、小齿轮的边缘,则a、b点的角速度大小之比为(  )
A. B. C. D.
3.(2025高一下·江门月考)如图所示,轻杆长为L,一端固定在水平轴上的O点,另一端系一个小球(可视为质点).小球以O为圆心在竖直平面内做圆周运动,且能通过最高点,g为重力加速度.下列说法正确的是(  )
A.小球通过最高点时速度可能小于
B.小球通过最高点时所受轻杆的作用力不可能为零
C.小球通过最高点时所受轻杆的作用力随小球速度的增大而增大
D.小球通过最高点时所受轻杆的作用力随小球速度的增大而减小
4.(2025高一下·江门月考)如图所示为一个做匀变速曲线运动的质点的轨迹示意图,质点从A运动到E。已知在B点时质点的速度方向与加速度方向相互垂直,则下列说法正确的是(  )
A.质点在A点时,加速度方向与速度方向的夹角小于90°
B.质点在D点时的速率比在C点时的速率大
C.质点在A点时的加速度比在D点时的加速度大
D.质点从A到D,加速度方向与速度方向的夹角先增大后减小
5.(2025高一下·江门月考)一船在静水中的速度是10m/s,要渡过宽为240m、水流速度为8m/s的河流,则下列说法中正确的是(  )
A.此船过河的最短时间30s
B.船头的指向与上游河岸的夹角为53°船可以垂直到达正对岸
C.船垂直到达正对岸的实际航行速度是6m/s
D.此船不可能垂直到达正对岸
6.(2025高一下·江门月考)驾车过拱桥时应减速慢行,以免发生危险。一质量为1200kg的轿车以18km/h的速率匀速通过一半径为80m的拱桥,汽车在桥顶时对桥的压力大小为,在平直公路上行驶时对地面的压力大小为,取。下列说法正确的是(  )
A.轿车在拱桥上运动时,始终处于超重状态
B.
C.
D.
7.(2025高一下·江门月考)如图所示,园林工人正在把一颗枯死的小树苗掰折,已知树苗的长度为L,该工人的两手与树苗的接触位置(树苗被掰折的过程手与树苗接触位置始终不变)距地面高为,树苗与地面的夹角为时,该工人手水平向右的速度恰好为,则树苗转动的角速度为(  )
A. B. C. D.
8.(2025高一下·江门月考)物体受到几个外力的作用而做匀速直线运动,如果撤去其中的一个力而保持其余的力的大小方向都不变,则物体可能做(  )
A.匀速直线运动 B.匀加速直线运动
C.匀变速曲线运动 D.匀速圆周运动
9.(2025高一下·江门月考)如图甲所示,在杂技表演中,猴子沿竖直杆向上运动,其沿竖直方向的速度-时间(vy-t)图象如图乙所示,同时人顶着杆沿水平地面运动的位移-时间(x-t)图象如图丙所示。若以地面为参考系,下列说法正确的是(  )
A.猴子的运动轨迹为直线
B.t=0时猴子的速度大小为8m/s
C.猴子在0~2s内做加速度恒定的曲线运动
D.猴子在0~2s内的加速度大小为4m/s2
10.(2025高一下·江门月考)质量为m的小球由轻绳a和b分别系于一轻质细杆的A点和B点,如图所示,若两绳均伸直,绳b水平且长为l,绳a与水平方向成θ角。当轻杆绕竖直轴AB以角速度ω匀速转动时,小球在水平面内做匀速圆周运动,下列说法正确的是(重力加速度为g)(  )
A.a绳的张力不可能为零
B.a绳的张力随角速度ω的增大而增大
C.当角速度,b绳中才出现张力
D.若b绳突然被剪断,则a绳的张力一定发生变化
11.(2025高一下·江门月考)某学校新进了一批传感器,小明在老师指导下,在实验室利用传感器探究物体做圆周运动的向心力与物体质量、轨道半径及转速的关系。实验装置如图甲所示。带孔的小清块套在光滑的水平细杆上。通过细杆与固定在转轴上的拉力传感器相连。小滑块上固定有转速传感器。细杆可绕转轴做匀速圆周运动小明先保持滑块质量和轨道半径不变来探究向心力与转速的关系。
(1)小明采用的实验方法主要是   。(填正确答案标号)
A.理想模型法 B.控制变量法 C.等效替代法
(2)若拉力传感器的示数为F,转速传感器的示数为n,小明通过改变转速测量出多组数据,作出了如图乙所示的图像,则小明选取的横坐标可能是   。
A.n B. C. D.
(3)小明测得滑块做圆周运动的半径为r,若F、r、n均取国际单位,图乙中图线的斜率为k,则滑块的质量可表示为m=   。
12.(2025高一下·江门月考)频闪摄影是研究变速运动常用的实验手段。在暗室中,照相机的快门处于常开状态,频闪仪每隔一定时间发出一次短暂的强烈闪光,照亮运动的物体,于是胶片上记录了物体在几个闪光时刻的位置。某物理小组利用如图甲所示的实验装置探究平抛运动的特点。他们分别在该装置正上方A处和右侧B处安装了频闪仪器并进行拍摄,得到的频闪照片如图乙,O为抛出点,P为抛出轨迹上某点。
(1)乙图中,A处拍摄的频闪照片为   (选填“a”或“b”)。
(2)测得图乙a中OP距离为45 cm,b中OP距离为30 cm,已知重力加速度g取10 m/s2,则物体平抛运动的初速度为    m/s,物体通过P点时的速度为    m/s。
13.(2025高一下·江门月考)火星半径约为地球半径的一半,火星质量约为地球质量的,一位航天员连同航天服在地球上的质量为。地球表面的重力加速度g取
(1)在火星上航天员所受的重力为多少?
(2)航天员在地球上可跳高,他以相同初速度在火星上可跳多高?
14.(2025高一下·江门月考)在篮球比赛中,投篮的投出角度太大和太小,都会影响投篮的命中率。在某次投篮表演中,运动员在空中一个漂亮的投篮,篮球以与水平面成45°的倾角准确落入篮筐,这次跳起投篮时,投球点和篮筐正好在同一水平面上(图),设投球点到篮筐距离为9.8m,不考虑空气阻力。
(1)篮球进筐的速度有多大?
(2)篮球投出后的最高点相对篮筐的竖直高度是多少?
15.(2025高一下·江门月考)如图所示,一个竖直放置的圆锥筒可绕其中心轴'转动,筒内壁粗糙,筒口半径和筒高分别为和,筒内壁A点的高度为筒高的一半,内壁上能静止放置着一个质量为的小物块,,求:
(1)当筒不转动时,物块静止在筒壁A点受到的摩擦力和支持力的大小;
(2)当物块在A点随筒做匀速转动,且其所受到的摩擦力为零时,筒转动的角速度;
(3)若圆锥筒以第(2)问求得的角速度的两倍做匀速圆周运动,且物块在A点与圆锥筒仍相对静止,此时物块所受的摩擦力。
答案解析部分
1.【答案】B
【知识点】物理学史;瞬时速度;开普勒定律
【解析】【解答】本题考查物理学史和物理常用的思维方法.中学物理常用的思想方法有极限法、控制变量法、等效法、假设法等等.物理学中有许多物理研究方法,要理解,解决物理学方法问题,要结合研究对象判断所用的研究方法.A.速度定义式为,采用极限的思想,当非常小趋近于零时,就可以表示物体在时刻的瞬时速度,故A不符合题意;
B.伽利略用数学和逻辑推理得出了自由落体的速度与下落时间成正比,而不是直接用实验验证这个结论,故B符合题意;
C.开普勒在他的导师第谷天文观测数据的基础上,总结出了行星运动的规律,故C不符合题意;
D.牛顿用控制变量法通过大量的实验得出牛顿第二定律,符合客观实际,故D不符合题意。
故选B。
【分析】速度的定义,当Δt→0时,表示物体在t时刻的瞬时速度,是采用数学上极限思想方法;伽利略用斜面实验进行了验证自由落体的运动速度与下落时间成正比,开普勒总结出了行星运动的规律;牛顿通过实验得出牛顿第二定律。
2.【答案】B
【知识点】线速度、角速度和周期、转速
【解析】【解答】a、b点分别位于大、小齿轮的边缘,由于相同时间内经过的弧线长度相等则线速度相同,根据线速度和角速度的大小关系有
可得
故选B。
【分析】利用线传动的线速度相等结合半径的大小可以求出角速度的大小比值。
3.【答案】A
【知识点】竖直平面的圆周运动
【解析】【解答】A、小球在最高点时,若小球受到杆的支持力与本身的重力作用时,根据牛顿第二定律得
则得
故A正确;
B、当小球速度为时,只有小球本身的重力提供向心力,杆的作用力为零,故B错误;
CD、当小球在最高点受到杆的拉力和本身重力的作用时,此时根据牛顿第二定律有
则知v越大,F越大,即随小球速度的增大,杆的拉力增大.若小球受到杆的支持力与本身的重力作用时,根据牛顿第二定律有
则知v越大,F越小,即随小球速度的增大,杆的支持力减小,故CD错误。
故选A。
【分析】利用牛顿第二定律可以得出小球经过最高点的速度大小;小球经过最高点可以只受到重力的作用,利用牛顿第二定律可以判别速度和杆作用力的大小关系。
4.【答案】B
【知识点】斜抛运动
【解析】【解答】本题考查曲线运动,解题关键是知道曲线运动速度方向特点以及物体做曲线运动的条件。A.由题意可知,质点加速度方向竖直向下,A点速度方向斜向右上方,则质点在A点时,加速度方向与速度方向的夹角大于90°,A错误;
B.C到D过程中,合力方向与速度方向夹角为锐角,质点做加速曲线运动,则质点在D点时的速率比在C点时的速率大,B正确;
C.质点做匀变速曲线运动,则加速度保持不变,C错误;
D.由轨迹弯曲特点和题意可推知合力(加速度)方向竖直向下,质点从A到D,速度方向由斜向上逐渐变为斜向下,则加速度方向与速度方向的夹角一直减小,D错误。
故选B。
【分析】质点做匀变速曲线运动,加速度不变,经过一段时间,质点速度方向越接近加速度方向;曲线运动速度方向沿运动轨迹的切线方向,据此判断加速度方向与速度方向的关系。
5.【答案】C
【知识点】小船渡河问题分析
【解析】【解答】A.合运动和分运动之间具有等时性,所以当船速垂直河岸时用时最少:根据垂直于河岸方向的位移公式可以得出最短时间为
故A错误;
BCD.要想垂直河岸过河,则合速度方向垂直河岸,根据速度的合成可以得出船头的指向与上游河岸的夹角

根据速度的合成可以得出:船垂直到达正对岸的实际航行速度是
选项C正确,BD错误。
故选C。
【分析】利用垂直于河岸的位移公式可以求出最短的过河时间;利用速度的合成可以求出合速度的方向及大小。
6.【答案】C
【知识点】超重与失重;竖直平面的圆周运动
【解析】【解答】本题考查汽车匀速过拱桥问题,解题关键是知道物体做圆周运动向心力来源。A.汽车匀速过拱桥时,有指向圆心的向心加速度,即汽车存在竖直向下的分加速度,汽车处于失重状态,故A错误;
BCD. 一质量为1200kg的轿车以18km/h的速率匀速通过一半径为80m的拱桥, 汽车在桥顶时,由重力与支持力的合力提供向心力,则有
汽车在平直公路上行驶时,竖直方向合力为0,则有
根据牛顿第三定律有,
解得
故BD错误,C正确。
故选C。
【分析】加速度向下为失重,汽车在桥顶时,由重力与支持力的合力提供向心力,根据牛顿运动定律列式求解。
7.【答案】D
【知识点】线速度、角速度和周期、转速
【解析】【解答】因手与树苗接触位置始终不变,故接触点绕O点做圆周运动,根据速度的分解把接触点的线速度按水平与竖直方向分解,水平分速度等于工人手水平向右的速度,如图所示
根据几何关系有:手握树干的位置到O点距离为
根据速度的分解有
联立可得
故选D。
【分析】利用速度的分解可以求出树干线速度的大小,结合线速度和角速度的关系可以求出角速度的大小。
8.【答案】B,C
【知识点】曲线运动的条件;向心力
【解析】【解答】物体原来处于平衡状态,撤去一个力后,根据二力平衡的条件可以得出其余的力的合力与撤去的力等值、反向、共线。
A.合力是恒力,物体则加速度不等于0所以处于非平衡状态,不可能做匀速直线运动,故A错误;
B.由于未知合力的方向,若合力与速度同向,物体做匀加速直线运动,故B正确;
C.由于未知合力的方向,物体所受的合力与初速度不共线时,物体做匀变速曲线运动,故C正确;
D.物体做匀速圆周运动时所需要的合力始终指向圆心,是个变力,而此时物体受到合力为恒力所以物体不可能做匀速圆周运动,故D错误。
故选BC。
【分析】当物体处于平衡状态后,撤去一个力后则受到其他力的合力作用,由于未知合力的方向不能判别物体运动的轨迹,由于合力不变所以加速度不变,但不能做匀速圆周运动。
9.【答案】C,D
【知识点】运动的合成与分解
【解析】【解答】由题图乙可知,猴子在竖直方向做匀加速运动,根据图像斜率可以得出加速度大小为
由题图丙可知,猴子在水平方向做匀速运动,根据图像斜率可以得出:速度大小为
时,根据矢量的合成可以得出
(方向沿y轴负方向)
(方向指向第一象限)
合加速度与合速度不共线,满足曲线运动的条件,且加速度保持不变,故猴子在0~2s内做匀变速曲线运动,故AB错误,CD正确;
故选CD。
【分析】利用图像斜率可以求出速度和加速度的大小,结合运动的合成可以求出加速度和合速度的方向,进而判别猴子做匀变速曲线运动。
10.【答案】A,C
【知识点】生活中的圆周运动
【解析】【解答】A.小球做匀速圆周运动,在竖直方向上的合力为零,水平方向上的合力提供向心力,根据竖直方向的平衡方程可以得出a绳在竖直方向上的分力与重力相等,可知a绳的张力不可能为零,故A正确;
B.根据竖直方向上的平衡方程得
解得绳子的拉力大小为
可知a绳的拉力不变,故B错误;
C.当b绳拉力为零时,根据牛顿第二定律有
解得角速度的大小为
可知当角速度时,b绳出现弹力,故C正确;
D.由于b绳可能没有弹力,故b绳突然被剪断,a绳的弹力可能不变,故D错误。
故选AC。
【分析】利用竖直方向的平衡方程可以判别a绳子拉力不可能等于0;利用竖直方向的平衡方向可以判别a绳子拉力保持不变;利用牛顿第二定律可以求出b绳子出现拉力时的角速度大小;当b绳突然被剪断,a绳的弹力可能不变。
11.【答案】B;D;
【知识点】向心力
【解析】【解答】本题主要是探究物体做圆周运动的向心力与物体质量、轨道半径及转速的关系实验,弄清楚实验的目的和方法,能够根据向心力的计算公式推导向心力的表达式。(1)由题意可知,该实验是先保持小滑块质量和半径不变去测量向心力和转速的关系,是先控制一些变量,在研究其中两个物理量之间的关系,是控制变量法,故B正确,AC错误;
故选B。
(2)根据向心力与转速的关系有
可知小明选取的横坐标可能是,故选D。
(3)根据题意有
结合向心力与转速的关系可得
【分析】(1)该实验是采用控制变量法进行实验的;
(2)根据向心力与转速的关系分析横坐标;
(3)根据题意可得F=kn2,结合向心力与转速的关系求解质量。
12.【答案】b;1;
【知识点】研究平抛物体的运动
【解析】【解答】(1)A处拍摄的是小球水平方向的位移,应是匀速直线运动,所以相同时间位移大小相等所以频闪照片是b。
(2)根据平抛运动的位移公式有

将,代入上式解得

根据速度的合成可以得出P点速度
【分析】(1)利用A拍摄水平方向的运动,则相同时间的位移大小相等;
(2)利用平抛运动的位移公式可以求出初速度的大小,结合速度的合成可以求出物体通过P点速度的大小。
13.【答案】(1)解:(1)在星球表面有
整理得星球表面的重力加速度
由于火星半径约为地球半径的一半,火星质量约为地球质量的,则有
可知
故在火星上航天员所受的重力
(2)解:设航天员起跳速度为v,在地球表面有
其中,在火星表面有
联立解得

【知识点】竖直上抛运动;万有引力定律
【解析】【分析】(1)星球对宇航员的引力形成重力,利用牛顿第二定律可以求出表面重力加速度的大小,结合重力的表达式可以求出宇航员受到的重力大小;
(2)当宇航员做竖直上抛运动,利用速度位移公式可以求出上升的高度。
(1)在星球表面有
整理得星球表面的重力加速度
由于火星半径约为地球半径的一半,火星质量约为地球质量的,则有
可知
故在火星上航天员所受的重力
(2)设航天员起跳速度为v,在地球表面有
其中
在火星表面有
联立解得
14.【答案】(1)根据运动合成和分解篮球进框时的水平分速度
竖直分速度
设篮球由最高点运动到篮筐的时间为t,则水平方向


可得
(2) 篮球投出后的最高点相对篮筐的竖直高度是

【知识点】斜抛运动
【解析】【分析】(1)由于篮球在空中做一个斜抛运动,故初、末速度的大小是相同的,与水平方向的夹角也是相同的,将斜抛运动从最高点分成两部分,前半部分为斜向上过程,后半部分是斜向下过程,完全对称,可以将合速度分解进行求解。
(2) 投球点和篮筐正好在同一水平面上 ,竖直方向速度等于零,可得最高点相对篮筐的竖直高度。
15.【答案】(1)当筒不转动时,物块静止在筒壁A点,设OA连线与水平方向夹角为0,由平衡条件可得,摩擦力为
支持力为
代入解得
(2)当物块在A点匀速转动,由几何关系可知,转动半径为,其所受的摩擦力为零时,设筒转动的角速度为,由牛顿第二定律可得
其中
代入数据可解得
(3)当圆锥以(2)求得的角速度两倍做匀速圆周运,即
此时物块受到的摩擦力向下,受力分析如图所示,
竖直方向满足
水平方向满足
联立解得
方向沿内壁向下
【知识点】生活中的圆周运动
【解析】【分析】(1)当筒不转动时,物块受到重力、筒壁A的摩擦力和支持力作用,根据平衡条件求解.角度由数学知识求出.
(2)当物块在A点随筒做匀速转动,且其受到的摩擦力为零时,由重力和支持力的合力提供物块的向心力,由牛顿第二定律求解;
(3)对物体受力分析,此时物块受到的摩擦力向下,竖直方向满足受力平衡,水平方向合力提供向心力,结合牛顿第二定律列式求解。
1 / 1广东省江门市棠下中学、江门市实验中学(高中部)2024-2025学年高一下学期第一次月考物理试题
1.(2025高一下·江门月考)许多科学家对物理学的发展作出了巨大贡献,以下关于物理学史和物理学家所用物理学方法的叙述不正确的是(  )
A.根据速度定义式,当非常非常小时,就可以表示物体在时刻的瞬时速度,该定义应用了极限思想方法
B.伽利略猜想自由落体的运动速度与下落时间成正比,并直接用实验进行了验证
C.开普勒在天文观测数据的基础上,总结出了行星运动的规律
D.牛顿用控制变量法通过大量的实验得出牛顿第二定律
【答案】B
【知识点】物理学史;瞬时速度;开普勒定律
【解析】【解答】本题考查物理学史和物理常用的思维方法.中学物理常用的思想方法有极限法、控制变量法、等效法、假设法等等.物理学中有许多物理研究方法,要理解,解决物理学方法问题,要结合研究对象判断所用的研究方法.A.速度定义式为,采用极限的思想,当非常小趋近于零时,就可以表示物体在时刻的瞬时速度,故A不符合题意;
B.伽利略用数学和逻辑推理得出了自由落体的速度与下落时间成正比,而不是直接用实验验证这个结论,故B符合题意;
C.开普勒在他的导师第谷天文观测数据的基础上,总结出了行星运动的规律,故C不符合题意;
D.牛顿用控制变量法通过大量的实验得出牛顿第二定律,符合客观实际,故D不符合题意。
故选B。
【分析】速度的定义,当Δt→0时,表示物体在t时刻的瞬时速度,是采用数学上极限思想方法;伽利略用斜面实验进行了验证自由落体的运动速度与下落时间成正比,开普勒总结出了行星运动的规律;牛顿通过实验得出牛顿第二定律。
2.(2025高一下·江门月考)修正带结构如图所示,大小齿轮相互咬合,且大、小齿轮的半径之比为,a、b点分别位于大、小齿轮的边缘,则a、b点的角速度大小之比为(  )
A. B. C. D.
【答案】B
【知识点】线速度、角速度和周期、转速
【解析】【解答】a、b点分别位于大、小齿轮的边缘,由于相同时间内经过的弧线长度相等则线速度相同,根据线速度和角速度的大小关系有
可得
故选B。
【分析】利用线传动的线速度相等结合半径的大小可以求出角速度的大小比值。
3.(2025高一下·江门月考)如图所示,轻杆长为L,一端固定在水平轴上的O点,另一端系一个小球(可视为质点).小球以O为圆心在竖直平面内做圆周运动,且能通过最高点,g为重力加速度.下列说法正确的是(  )
A.小球通过最高点时速度可能小于
B.小球通过最高点时所受轻杆的作用力不可能为零
C.小球通过最高点时所受轻杆的作用力随小球速度的增大而增大
D.小球通过最高点时所受轻杆的作用力随小球速度的增大而减小
【答案】A
【知识点】竖直平面的圆周运动
【解析】【解答】A、小球在最高点时,若小球受到杆的支持力与本身的重力作用时,根据牛顿第二定律得
则得
故A正确;
B、当小球速度为时,只有小球本身的重力提供向心力,杆的作用力为零,故B错误;
CD、当小球在最高点受到杆的拉力和本身重力的作用时,此时根据牛顿第二定律有
则知v越大,F越大,即随小球速度的增大,杆的拉力增大.若小球受到杆的支持力与本身的重力作用时,根据牛顿第二定律有
则知v越大,F越小,即随小球速度的增大,杆的支持力减小,故CD错误。
故选A。
【分析】利用牛顿第二定律可以得出小球经过最高点的速度大小;小球经过最高点可以只受到重力的作用,利用牛顿第二定律可以判别速度和杆作用力的大小关系。
4.(2025高一下·江门月考)如图所示为一个做匀变速曲线运动的质点的轨迹示意图,质点从A运动到E。已知在B点时质点的速度方向与加速度方向相互垂直,则下列说法正确的是(  )
A.质点在A点时,加速度方向与速度方向的夹角小于90°
B.质点在D点时的速率比在C点时的速率大
C.质点在A点时的加速度比在D点时的加速度大
D.质点从A到D,加速度方向与速度方向的夹角先增大后减小
【答案】B
【知识点】斜抛运动
【解析】【解答】本题考查曲线运动,解题关键是知道曲线运动速度方向特点以及物体做曲线运动的条件。A.由题意可知,质点加速度方向竖直向下,A点速度方向斜向右上方,则质点在A点时,加速度方向与速度方向的夹角大于90°,A错误;
B.C到D过程中,合力方向与速度方向夹角为锐角,质点做加速曲线运动,则质点在D点时的速率比在C点时的速率大,B正确;
C.质点做匀变速曲线运动,则加速度保持不变,C错误;
D.由轨迹弯曲特点和题意可推知合力(加速度)方向竖直向下,质点从A到D,速度方向由斜向上逐渐变为斜向下,则加速度方向与速度方向的夹角一直减小,D错误。
故选B。
【分析】质点做匀变速曲线运动,加速度不变,经过一段时间,质点速度方向越接近加速度方向;曲线运动速度方向沿运动轨迹的切线方向,据此判断加速度方向与速度方向的关系。
5.(2025高一下·江门月考)一船在静水中的速度是10m/s,要渡过宽为240m、水流速度为8m/s的河流,则下列说法中正确的是(  )
A.此船过河的最短时间30s
B.船头的指向与上游河岸的夹角为53°船可以垂直到达正对岸
C.船垂直到达正对岸的实际航行速度是6m/s
D.此船不可能垂直到达正对岸
【答案】C
【知识点】小船渡河问题分析
【解析】【解答】A.合运动和分运动之间具有等时性,所以当船速垂直河岸时用时最少:根据垂直于河岸方向的位移公式可以得出最短时间为
故A错误;
BCD.要想垂直河岸过河,则合速度方向垂直河岸,根据速度的合成可以得出船头的指向与上游河岸的夹角

根据速度的合成可以得出:船垂直到达正对岸的实际航行速度是
选项C正确,BD错误。
故选C。
【分析】利用垂直于河岸的位移公式可以求出最短的过河时间;利用速度的合成可以求出合速度的方向及大小。
6.(2025高一下·江门月考)驾车过拱桥时应减速慢行,以免发生危险。一质量为1200kg的轿车以18km/h的速率匀速通过一半径为80m的拱桥,汽车在桥顶时对桥的压力大小为,在平直公路上行驶时对地面的压力大小为,取。下列说法正确的是(  )
A.轿车在拱桥上运动时,始终处于超重状态
B.
C.
D.
【答案】C
【知识点】超重与失重;竖直平面的圆周运动
【解析】【解答】本题考查汽车匀速过拱桥问题,解题关键是知道物体做圆周运动向心力来源。A.汽车匀速过拱桥时,有指向圆心的向心加速度,即汽车存在竖直向下的分加速度,汽车处于失重状态,故A错误;
BCD. 一质量为1200kg的轿车以18km/h的速率匀速通过一半径为80m的拱桥, 汽车在桥顶时,由重力与支持力的合力提供向心力,则有
汽车在平直公路上行驶时,竖直方向合力为0,则有
根据牛顿第三定律有,
解得
故BD错误,C正确。
故选C。
【分析】加速度向下为失重,汽车在桥顶时,由重力与支持力的合力提供向心力,根据牛顿运动定律列式求解。
7.(2025高一下·江门月考)如图所示,园林工人正在把一颗枯死的小树苗掰折,已知树苗的长度为L,该工人的两手与树苗的接触位置(树苗被掰折的过程手与树苗接触位置始终不变)距地面高为,树苗与地面的夹角为时,该工人手水平向右的速度恰好为,则树苗转动的角速度为(  )
A. B. C. D.
【答案】D
【知识点】线速度、角速度和周期、转速
【解析】【解答】因手与树苗接触位置始终不变,故接触点绕O点做圆周运动,根据速度的分解把接触点的线速度按水平与竖直方向分解,水平分速度等于工人手水平向右的速度,如图所示
根据几何关系有:手握树干的位置到O点距离为
根据速度的分解有
联立可得
故选D。
【分析】利用速度的分解可以求出树干线速度的大小,结合线速度和角速度的关系可以求出角速度的大小。
8.(2025高一下·江门月考)物体受到几个外力的作用而做匀速直线运动,如果撤去其中的一个力而保持其余的力的大小方向都不变,则物体可能做(  )
A.匀速直线运动 B.匀加速直线运动
C.匀变速曲线运动 D.匀速圆周运动
【答案】B,C
【知识点】曲线运动的条件;向心力
【解析】【解答】物体原来处于平衡状态,撤去一个力后,根据二力平衡的条件可以得出其余的力的合力与撤去的力等值、反向、共线。
A.合力是恒力,物体则加速度不等于0所以处于非平衡状态,不可能做匀速直线运动,故A错误;
B.由于未知合力的方向,若合力与速度同向,物体做匀加速直线运动,故B正确;
C.由于未知合力的方向,物体所受的合力与初速度不共线时,物体做匀变速曲线运动,故C正确;
D.物体做匀速圆周运动时所需要的合力始终指向圆心,是个变力,而此时物体受到合力为恒力所以物体不可能做匀速圆周运动,故D错误。
故选BC。
【分析】当物体处于平衡状态后,撤去一个力后则受到其他力的合力作用,由于未知合力的方向不能判别物体运动的轨迹,由于合力不变所以加速度不变,但不能做匀速圆周运动。
9.(2025高一下·江门月考)如图甲所示,在杂技表演中,猴子沿竖直杆向上运动,其沿竖直方向的速度-时间(vy-t)图象如图乙所示,同时人顶着杆沿水平地面运动的位移-时间(x-t)图象如图丙所示。若以地面为参考系,下列说法正确的是(  )
A.猴子的运动轨迹为直线
B.t=0时猴子的速度大小为8m/s
C.猴子在0~2s内做加速度恒定的曲线运动
D.猴子在0~2s内的加速度大小为4m/s2
【答案】C,D
【知识点】运动的合成与分解
【解析】【解答】由题图乙可知,猴子在竖直方向做匀加速运动,根据图像斜率可以得出加速度大小为
由题图丙可知,猴子在水平方向做匀速运动,根据图像斜率可以得出:速度大小为
时,根据矢量的合成可以得出
(方向沿y轴负方向)
(方向指向第一象限)
合加速度与合速度不共线,满足曲线运动的条件,且加速度保持不变,故猴子在0~2s内做匀变速曲线运动,故AB错误,CD正确;
故选CD。
【分析】利用图像斜率可以求出速度和加速度的大小,结合运动的合成可以求出加速度和合速度的方向,进而判别猴子做匀变速曲线运动。
10.(2025高一下·江门月考)质量为m的小球由轻绳a和b分别系于一轻质细杆的A点和B点,如图所示,若两绳均伸直,绳b水平且长为l,绳a与水平方向成θ角。当轻杆绕竖直轴AB以角速度ω匀速转动时,小球在水平面内做匀速圆周运动,下列说法正确的是(重力加速度为g)(  )
A.a绳的张力不可能为零
B.a绳的张力随角速度ω的增大而增大
C.当角速度,b绳中才出现张力
D.若b绳突然被剪断,则a绳的张力一定发生变化
【答案】A,C
【知识点】生活中的圆周运动
【解析】【解答】A.小球做匀速圆周运动,在竖直方向上的合力为零,水平方向上的合力提供向心力,根据竖直方向的平衡方程可以得出a绳在竖直方向上的分力与重力相等,可知a绳的张力不可能为零,故A正确;
B.根据竖直方向上的平衡方程得
解得绳子的拉力大小为
可知a绳的拉力不变,故B错误;
C.当b绳拉力为零时,根据牛顿第二定律有
解得角速度的大小为
可知当角速度时,b绳出现弹力,故C正确;
D.由于b绳可能没有弹力,故b绳突然被剪断,a绳的弹力可能不变,故D错误。
故选AC。
【分析】利用竖直方向的平衡方程可以判别a绳子拉力不可能等于0;利用竖直方向的平衡方向可以判别a绳子拉力保持不变;利用牛顿第二定律可以求出b绳子出现拉力时的角速度大小;当b绳突然被剪断,a绳的弹力可能不变。
11.(2025高一下·江门月考)某学校新进了一批传感器,小明在老师指导下,在实验室利用传感器探究物体做圆周运动的向心力与物体质量、轨道半径及转速的关系。实验装置如图甲所示。带孔的小清块套在光滑的水平细杆上。通过细杆与固定在转轴上的拉力传感器相连。小滑块上固定有转速传感器。细杆可绕转轴做匀速圆周运动小明先保持滑块质量和轨道半径不变来探究向心力与转速的关系。
(1)小明采用的实验方法主要是   。(填正确答案标号)
A.理想模型法 B.控制变量法 C.等效替代法
(2)若拉力传感器的示数为F,转速传感器的示数为n,小明通过改变转速测量出多组数据,作出了如图乙所示的图像,则小明选取的横坐标可能是   。
A.n B. C. D.
(3)小明测得滑块做圆周运动的半径为r,若F、r、n均取国际单位,图乙中图线的斜率为k,则滑块的质量可表示为m=   。
【答案】B;D;
【知识点】向心力
【解析】【解答】本题主要是探究物体做圆周运动的向心力与物体质量、轨道半径及转速的关系实验,弄清楚实验的目的和方法,能够根据向心力的计算公式推导向心力的表达式。(1)由题意可知,该实验是先保持小滑块质量和半径不变去测量向心力和转速的关系,是先控制一些变量,在研究其中两个物理量之间的关系,是控制变量法,故B正确,AC错误;
故选B。
(2)根据向心力与转速的关系有
可知小明选取的横坐标可能是,故选D。
(3)根据题意有
结合向心力与转速的关系可得
【分析】(1)该实验是采用控制变量法进行实验的;
(2)根据向心力与转速的关系分析横坐标;
(3)根据题意可得F=kn2,结合向心力与转速的关系求解质量。
12.(2025高一下·江门月考)频闪摄影是研究变速运动常用的实验手段。在暗室中,照相机的快门处于常开状态,频闪仪每隔一定时间发出一次短暂的强烈闪光,照亮运动的物体,于是胶片上记录了物体在几个闪光时刻的位置。某物理小组利用如图甲所示的实验装置探究平抛运动的特点。他们分别在该装置正上方A处和右侧B处安装了频闪仪器并进行拍摄,得到的频闪照片如图乙,O为抛出点,P为抛出轨迹上某点。
(1)乙图中,A处拍摄的频闪照片为   (选填“a”或“b”)。
(2)测得图乙a中OP距离为45 cm,b中OP距离为30 cm,已知重力加速度g取10 m/s2,则物体平抛运动的初速度为    m/s,物体通过P点时的速度为    m/s。
【答案】b;1;
【知识点】研究平抛物体的运动
【解析】【解答】(1)A处拍摄的是小球水平方向的位移,应是匀速直线运动,所以相同时间位移大小相等所以频闪照片是b。
(2)根据平抛运动的位移公式有

将,代入上式解得

根据速度的合成可以得出P点速度
【分析】(1)利用A拍摄水平方向的运动,则相同时间的位移大小相等;
(2)利用平抛运动的位移公式可以求出初速度的大小,结合速度的合成可以求出物体通过P点速度的大小。
13.(2025高一下·江门月考)火星半径约为地球半径的一半,火星质量约为地球质量的,一位航天员连同航天服在地球上的质量为。地球表面的重力加速度g取
(1)在火星上航天员所受的重力为多少?
(2)航天员在地球上可跳高,他以相同初速度在火星上可跳多高?
【答案】(1)解:(1)在星球表面有
整理得星球表面的重力加速度
由于火星半径约为地球半径的一半,火星质量约为地球质量的,则有
可知
故在火星上航天员所受的重力
(2)解:设航天员起跳速度为v,在地球表面有
其中,在火星表面有
联立解得

【知识点】竖直上抛运动;万有引力定律
【解析】【分析】(1)星球对宇航员的引力形成重力,利用牛顿第二定律可以求出表面重力加速度的大小,结合重力的表达式可以求出宇航员受到的重力大小;
(2)当宇航员做竖直上抛运动,利用速度位移公式可以求出上升的高度。
(1)在星球表面有
整理得星球表面的重力加速度
由于火星半径约为地球半径的一半,火星质量约为地球质量的,则有
可知
故在火星上航天员所受的重力
(2)设航天员起跳速度为v,在地球表面有
其中
在火星表面有
联立解得
14.(2025高一下·江门月考)在篮球比赛中,投篮的投出角度太大和太小,都会影响投篮的命中率。在某次投篮表演中,运动员在空中一个漂亮的投篮,篮球以与水平面成45°的倾角准确落入篮筐,这次跳起投篮时,投球点和篮筐正好在同一水平面上(图),设投球点到篮筐距离为9.8m,不考虑空气阻力。
(1)篮球进筐的速度有多大?
(2)篮球投出后的最高点相对篮筐的竖直高度是多少?
【答案】(1)根据运动合成和分解篮球进框时的水平分速度
竖直分速度
设篮球由最高点运动到篮筐的时间为t,则水平方向


可得
(2) 篮球投出后的最高点相对篮筐的竖直高度是

【知识点】斜抛运动
【解析】【分析】(1)由于篮球在空中做一个斜抛运动,故初、末速度的大小是相同的,与水平方向的夹角也是相同的,将斜抛运动从最高点分成两部分,前半部分为斜向上过程,后半部分是斜向下过程,完全对称,可以将合速度分解进行求解。
(2) 投球点和篮筐正好在同一水平面上 ,竖直方向速度等于零,可得最高点相对篮筐的竖直高度。
15.(2025高一下·江门月考)如图所示,一个竖直放置的圆锥筒可绕其中心轴'转动,筒内壁粗糙,筒口半径和筒高分别为和,筒内壁A点的高度为筒高的一半,内壁上能静止放置着一个质量为的小物块,,求:
(1)当筒不转动时,物块静止在筒壁A点受到的摩擦力和支持力的大小;
(2)当物块在A点随筒做匀速转动,且其所受到的摩擦力为零时,筒转动的角速度;
(3)若圆锥筒以第(2)问求得的角速度的两倍做匀速圆周运动,且物块在A点与圆锥筒仍相对静止,此时物块所受的摩擦力。
【答案】(1)当筒不转动时,物块静止在筒壁A点,设OA连线与水平方向夹角为0,由平衡条件可得,摩擦力为
支持力为
代入解得
(2)当物块在A点匀速转动,由几何关系可知,转动半径为,其所受的摩擦力为零时,设筒转动的角速度为,由牛顿第二定律可得
其中
代入数据可解得
(3)当圆锥以(2)求得的角速度两倍做匀速圆周运,即
此时物块受到的摩擦力向下,受力分析如图所示,
竖直方向满足
水平方向满足
联立解得
方向沿内壁向下
【知识点】生活中的圆周运动
【解析】【分析】(1)当筒不转动时,物块受到重力、筒壁A的摩擦力和支持力作用,根据平衡条件求解.角度由数学知识求出.
(2)当物块在A点随筒做匀速转动,且其受到的摩擦力为零时,由重力和支持力的合力提供物块的向心力,由牛顿第二定律求解;
(3)对物体受力分析,此时物块受到的摩擦力向下,竖直方向满足受力平衡,水平方向合力提供向心力,结合牛顿第二定律列式求解。
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