湖南省2023-2024学年高一下学期3月月考物理试卷

更新时间：2024-05-09 浏览次数：24 类型：月考试卷

一、选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。

1. (2024高一下·湖南月考) 某质点做匀速圆周运动时向心加速度的大小保持不变，其做圆周运动的某物理量随半径r变化的图像如图所示，则图像纵轴对应的物理量可能为（）

A . 线速度大小v B . 周期的平方 $\text{[math]}$ C . 角速度的平方 $\text{[math]}$ D . 转速n

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2. (2024高一下·湖南月考) 如图所示，河两岸有正对的A、B两点，河水各处的流速大小均为3m/s。一小船在静水中的速度大小为5m/s，河的宽度为100m。小船自A点出发，下列说法正确的是（　　）

A . 无论小船船头指向何方，小船运动的合速度始终大于5m/s B . 调整小船船头方向，小船的最短渡河时间为15s C . 若小船从A点出发到达正对面的B点，则小船渡河所用时间为20s D . 若小船从A点出发到达正对面的B点，则小船的实际速度大小为4m/s

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3. (2024高一下·湖南月考) 如图所示，某汽车在水平路面上通过一段半径为160m的圆弧形弯道时做匀速圆周运动。汽车可视为质点，不考虑车道的宽度，已知汽车与路面间的径向最大静摩擦力为汽车所受重力的 $\text{[math]}$ ，取重力加速度大小 $\text{[math]}$ ，下列说法正确的是（）

A . 汽车通过该弯道时驾驶员处于失重状态 B . 汽车安全通过该弯道时的最大角速度为0.2rad/s C . 汽车安全通过该弯道时的最大线速度大小为16m/s D . 汽车安全通过该弯道时的最大向心加速度大小为 $\text{[math]}$

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4. (2024高一下·阳朔期中) 竖井的升降机可将地下深处的矿石快速运送到地面。某一升降机从竖井的井底由静止做匀加速直线运动，在上升16m达到最大速度8m/s的瞬间立即做匀减速直线运动，运行到井口时的速度恰好为0，此次升降机运行的总时间为12s。下列说法正确的是（　　）

A . 升降机减速时的加速度大小为 $\text{[math]}$ B . 升降机加速时的加速度大小为 $\text{[math]}$ C . 升降机此次运行上升的总距离为32m D . 升降机减速上升的距离为8m

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5. (2024高一下·湖南月考) 某次灭火时，消防员在A处用高压水枪将水喷出，水柱经最高点B后落在失火处C，已知喷出的水在空中的轨迹在同一竖直面内，A、B间的高度差与B、C间的高度差之比为9∶4，不计空气阻力，下列说法正确的是（）

A . 水从A处运动到B点与从B点运动到C处的速度变化量大小之比为3∶2 B . 水从A处运动到B点与从B点运动到C处的水平位移大小之比为9∶4 C . 水从A处运动到B点与从B点运动到C处的时间之比为9∶4 D . 水在A处的速度大小与在C处的速度大小之比为3∶2

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6. (2024高一下·湖南月考) 如图所示，用一根长为1m的细绳将质量为0.1kg的小球（可视为质点）悬挂在水平杆右端，水平杆右端到竖直转轴 $\text{[math]}$ 的距离为0.6m。当整个装置绕 $\text{[math]}$ 转动时，绳子与竖直方向的夹角 $\text{[math]}$ ，取重力加速度大小 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 。下列说法正确的是（）

A . 小球的向心加速度大小为 $\text{[math]}$ B . 小球受到的合力大小为1.25N C . 小球的角速度大小为 $\text{[math]}$ D . 小球的线速度大小为 $\text{[math]}$

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二、选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。

7. (2024高一下·湖南月考) 如图所示，某乘客坐在该摩天轮的座椅上随座舱在竖直面内做匀速圆周运动，整个过程座椅始终保持水平。已知乘客到摩天轮圆心的距离为r，重力加速度大小为g，下列说法正确的是（）

A . 座舱处于最高点时乘客处于失重状态 B . 座舱在最高点时乘客的线速度不能小于 $\text{[math]}$ C . 座舱处于最低点时乘客对座椅的压力比乘客受到的重力小 D . 座舱处在与圆心等高的位置时乘客受到的合力沿水平方向

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8. (2024高一下·湖南月考) 如图甲所示，在修筑铁路时，弯道处的外轨会略高于内轨，具体如图乙所示。当火车以规定的行驶速度转弯（可视为在做半径为R的匀速圆周运动）时，内、外轨均不会受到轮缘的侧向挤压，此时的速度大小为规定转弯速度，已知弯道处斜坡的倾角为 $\text{[math]}$ ，重力加速度大小为g，以下说法正确的是（）

A . 火车在该弯道的规定转弯速度为 $\text{[math]}$ B . 当火车质量增大时，规定转弯速度不变 C . 当遇雨雪天气轨道变湿滑时，规定转弯速度减小 D . 当火车速率大于规定转弯速度时，外轨可能受到轮缘的挤压

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9. (2024高一下·湖南月考) 如图所示，半径为R的竖直圆筒绕中心轴线以恒定的转速匀速转动。子弹（可视为质点）以大小为 $\text{[math]}$ 的水平速度沿圆筒直径方向从左侧射入圆筒，从右侧射穿圆筒后发现两弹孔在同一竖直线上，不计空气阻力及圆筒对子弹运动的影响，重力加速度大小为g，圆筒足够长，下列说法正确的是（）

A . 子弹在圆筒中的运动时间为 $\text{[math]}$ B . 两弹孔的高度差为 $\text{[math]}$ C . 圆筒转动的周期可能为 $\text{[math]}$ D . 若仅改变圆筒的转速，则子弹可能在圆筒上只打出一个弹孔

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10. (2024高一下·湖南月考) 河北省某国家体育训练基地中有一台我国自主研发、世界首创的转盘滑雪训练机。运动员的某次训练过程可简化为如图所示的模型，转盘滑雪训练机绕垂直于盘面的固定转轴以恒定的角速度转动，盘面边缘处离转轴距离为r的运动员（可视为质点）始终相对于盘面静止。已知运动员的质量为m，运动员运动到最高点时恰好不受摩擦力，接触面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，盘面与水平面的夹角为 $\text{[math]}$ ，重力加速度大小为g，则下列说法正确的是（　　）

A . 圆盘的角速度大小为 $\text{[math]}$ B . 运动员与盘面间的动摩擦因数可能为 $\text{[math]}$ C . 运动员在最低点受到的摩擦力大小为 $\text{[math]}$ D . 若仅减小圆盘的转速，则运动员可能相对于圆盘滑动

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三、非选择题：本题共5小题，共56分。

11. (2024高一下·阳朔期中) 为了体会向心力大小与哪些因素有关，小张同学进行了如下实验：如图甲所示，绳子的一端拴一个小沙袋，绳上打上绳结A、B，绳结A、B离小沙袋的距离分别为L、2L。如图乙所示，小张同学将手举过头顶，进行了四次操作，同时另一位同学用秒表计时。实验中沙袋所受向心力近似等于手通过绳对沙袋的拉力。
操作1：手握绳结A，使沙袋在水平面内做匀速圆周运动，每秒运动1周，体会此时绳子拉力的大小。
操作2：手握绳结B，使沙袋在水平面内做匀速圆周运动，每秒运动1周，体会此时绳子拉力的大小。
操作3：手握绳结A，使沙袋在水平面内做匀速圆周运动，每秒运动2周，体会此时绳子拉力的大小。
操作4：手握绳结A，增大沙袋的质量到原来的2倍，使沙袋在水平面内做匀速圆周运动，每秒运动1周，体会此时绳子拉力的大小。
1. （1）为体会向心力大小和圆周运动周期的关系，应进行的是操作1与操作，这里用到的实验方法为。
2. （2）通过操作1与操作4，该同学能体会的是向心力大小和的关系。
3. （3）操作1中，可视为质点的沙袋做圆周运动的实际半径r（填“大于”“小于”或“等于”）L。
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12. (2024高一下·湖南月考) 小辉利用如图甲所示的实验装置研究平抛运动的规律。
1. （1）下列实验要求正确的是____。
  
  A . 斜槽轨道必须是光滑的 B . 斜槽末端的切线不需要确保水平 C . 应选择密度小、体积大的小球进行实验 D . 多次实验时，应使小球每次从斜槽上同一位置由静止释放
2. （2）该同学在实验中得到的坐标纸如图乙所示，A、B、C三点分别为小球运动的三个位置，已知方格纸的每个方格边长为L，重力加速度大小为g，则A点（填“是”或“不是”）小球的抛出点，从A点运动到B点的时间间隔 $\text{[math]}$ ，小球的初速度大小 $\text{[math]}$ （后两空均用g、L表示）
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13. (2024高一下·湖南月考) 2023年10月7日，在杭州亚运会女子排球决赛中，中国队以3比0战胜日本队，获得冠军。某次排球比赛时的场地如图所示，排球场的场地长 $\text{[math]}$ ，排球网处于场地中线位置，排球网上边缘离水平地面的高度 $\text{[math]}$ 。距离中线位置 $\text{[math]}$ 处的进攻线将左、右两个场区分为前场区和后场区。处于进攻线中点A处的运动员将排球从离水平地面高 $\text{[math]}$ 处正对着球网平面水平击出，取重力加速度大小 $\text{[math]}$ ，不计空气阻力。
1. （1）要确保排球不触网，求排球被水平击出的最小速度 $\text{[math]}$ ；
2. （2）要确保排球不出界，求排球落到水平地面的最大速度 $\text{[math]}$ 。
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14. (2024高一下·湖南月考) 火车转弯模型同样可以用来解释飞机盘旋时倾斜的问题．如图甲所示，飞机盘旋时空气对飞机的升力与机翼平面垂直，飞机受到的升力与重力的合力提供飞机盘旋时所需的向心力，其模型可简化为图乙．某架飞机在水平面内做半径为R的匀速圆周运动时，机翼平面与水平方向的夹角为θ（大小未知），飞机在t时间内运动的路程为s．已知飞机的质量为m，重力加速度大小为g，求：
1. （1）飞机的角速度ω和向心加速度大小 $\text{[math]}$ ；
2. （2）飞机机翼平面与水平方向的夹角的正切值 $\text{[math]}$ ；
3. （3）飞机受到的升力大小F。
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15. (2024高一下·湖南月考) 如图所示，光滑的圆锥体固定在水平地面上，其轴线沿竖直方向，在圆锥体顶用长 $\text{[math]}$ 的细线悬挂一质量 $\text{[math]}$ 的小球（可视为质点），小球静止时细线与圆锥表面平行且细线与轴线的夹角 $\text{[math]}$ 。已知圆锥体的高度 $\text{[math]}$ ，细线能承受的最大拉力 $\text{[math]}$ ，取重力加速度大小 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 。现使圆锥体绕其轴线缓慢加速转动，小球也随圆锥体一起做角速度缓慢增大的圆周运动（不同时间内均可视为匀速圆周运动）。
1. （1）求小球即将离开圆锥体表面时的角速度大小 $\text{[math]}$ ；
2. （2）当小球的角速度大小 $\text{[math]}$ 时，求细线上的拉力大小 $\text{[math]}$ ；
3. （3）若细线上的拉力达到最大拉力的瞬间细线绷断，此瞬间小球速度不受影响，求小球落到水平地面的位置到圆锥体轴线的距离d。
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