2023-2024学年河南省郑州外国语学校高一（下）开学考试物理试卷（含解析）

2023-2024学年河南省郑州外国语学校高一（下）开学考试物理试卷
一、单选题（本题共9小题，共45分）
1.物体做曲线运动，下列说法正确的是( )
A. 曲线运动相同时间内速度变化量可能相同 B. 曲线运动速度大小时刻发生变化
C. 曲线运动不可能是匀变速运动 D. 曲线运动速度方向可以保持不变
2.发球机从同一高度向正前方依次水平射出两个速度不同的乒乓球忽略空气的影响。速度较大的球越过球网，速度较小的球没有越过球网；其原因是( )
A. 速度较小的球下降相同距离所用的时间较多
B. 速度较小的球在下降相同距离时在竖直方向上的速度较大
C. 速度较大的球通过同一水平距离所用的时间较少
D. 速度较大的球在相同时间间隔内下降的距离较大
3.如图所示皮带传动轮，大轮直径是小轮直径的倍，是大轮边缘上一点，是小轮边缘上一点，是大轮上一点，到圆心的距离等于小轮半径，转动时皮带不打滑．则、、三点的角速度大小之比，线速度大小之比，向心加速度大小之比分别为( )
A. B.
C. D.
4.年月日时分，“嫦娥五号”在中国文昌航天发射场发射成功，若“嫦娥五号”在地面时受地球的万有引力为，则当其上升到离地距离为地球半径的倍时所受地球的万有引力为( )
A. B. C. D.
5.如图所示，一块橡皮用细线悬挂于点，现用一支铅笔贴着细线的左侧水平向右以速度匀速移动，运动中始终保持铅笔的高度不变、悬挂橡皮的那段细线竖直，则运动到图中虚线所示位置时，橡皮的速度情况是( )
A. 水平方向速度大小为
B. 竖直方向速度大小为
C. 合速度大小为
D. 合速度大小为
6.天花板下悬挂的轻质光滑小圆环可绕过悬挂点的竖直轴无摩擦地旋转。一根轻绳穿过，两端分别连接质量为和的小球、。设两球同时做如右下图所示的圆锥摆运动，且在任意时刻两球均在同一水平面内，则( )
A. 两球运动的周期不相等
B. 两球的向心加速度大小相等
C. A、两球的线速度之比等于
D. A、两球的质量之比等于
7.如图所示，斜面体固定在水平地面上，斜面的高为，倾角为，且是斜面的中点，在点和点分别以相同的初速度水平抛出一个小球，结果两个小球恰能落在地面上的同一点，则落地点到点的水平距离为( )
A. B. C. D.
8.某篮球运动员正在进行投篮训练。如图，是篮球的投出点，是篮球的投入点。已知篮球在点的初速度为，与水平方向的夹角为，连线与水平方向的夹角为，重力加速度为，不计空气阻力。下列说法正确的是( )
A. 篮球在飞行过程中距点的最大高度为
B. 篮球从点飞行到点过程中，离连线最远时的速度大小为
C. 篮球从点到点运动时间为
D. 之间的距离为
9.如图所示，下列关于生活中圆周运动的实例分析，说法正确的是( )
A. 图汽车通过凹形桥的最低点时，汽车处于超重状态
B. 图“水流星”匀速转动过程中，在最高点处水对碗底压力小于其在最低处水对碗底的压力
C. 图铁路转弯处，通常要求外轨比内轨高，目的是利用轮缘与外轨的侧压力助火车转弯
D. 图脱水桶脱水时，转速越大，衣服受到的摩擦力也越大
二、多选题（本题共3小题，共18分）
10.人造卫星绕地球的运动可以简化为匀速圆周运动，下列说法正确的是( )
A. 卫星轨道的圆心与地心重合 B. 轨道越高，环绕速度越大
C. 轨道越高，环绕周期越大 D. 轨道高度变化，环绕速度不变
11.如图，有一竖直放置在水平地面上光滑圆锥形漏斗，圆锥中轴线与母线的夹角为，可视为质点的小球、在不同高度的水平面内沿漏斗内壁做同方向的匀速圆周运动，两个小球的质量，，若、两球轨道平面距圆锥顶点的高度分别为和，图示时刻两球刚好在同一条母线上，下列说法正确的是( )
A. 球和球所需要的向心力大小相等
B. 两球所受漏斗支持力大小之比与其所受重力大小之比相等
C. 球和球的线速度大小之比为：
D. 从图示时刻开始，球每旋转两周与球在同一根母线上相遇一次
12.某运动员从滑雪跳台以不同的速度水平跳向对面倾角为的斜坡如图所示，已知跳台的高度为，不计空气阻力，重力加速度为，则下列说法正确的是( )
A. 若运动员以最短位移落到斜坡上，则在空中所用时间为
B. 若运动员落到斜坡上时速度与斜坡垂直，则在空中所用时间为
C. 若该运动员落到斜坡上某位置时速度最小，则在空中所用时间为
D. 该运动员落到斜坡上的最小速度为
三、实验题（本题共1小题，共12分）
13.“研究平抛物体的运动”实验的装置如图所示。小球从斜槽上滚下，经过水平槽飞出后做平抛运动。每次都使小球从斜槽上同一位置由静止滚下，在小球运动轨迹的某处用带孔的卡片迎接小球，使小球恰好从孔中央通过而不碰到边缘，然后对准孔中央在白纸上记下一点。通过多次实验，在竖直白纸上记录小球所经过的多个位置，用平滑曲线连起来就得到小球做平抛运动的轨迹。
在此实验中，小球与斜槽间有摩擦_______选填“会”或“不会”使实验的误差增大；如果斜槽末端点到小球落地点的高度相同，小球每次从斜槽滚下的初始位置不同，那么小球每次在空中运动的时间_______选填“相同”或“不同”。
甲同学按正确的操作完成实验并描绘出平抛运动的轨迹，以平抛运动的初始位置为坐标原点建立坐标系，如图所示。从运动轨迹上选取多个点，根据其坐标值可以验证轨迹符合的抛物线、若坐标纸中每小方格的边长为，根据图中点的坐标值，可以求出_______，小球平抛运动的初速度________。重力加速度为
乙同学不小心将记录实验的坐标纸弄破损，导致平抛运动的初始位置缺失。他选取轨迹中任意一点为坐标原点，建立坐标系轴沿水平方向、轴沿竖直方向，如图所示。在轨迹中选取、两点，坐标纸中每小方格的边长仍为，重力加速度为。由此可知：小球从点运动到点所用时间与从点运动到点所用时间的大小关系为：_______选填“”“”或“”；小球平抛运动的初速度_________，小球平抛运动的初始位置坐标为__________，_________
四、计算题（本题共1小题，共24分）
14.如图所示，倾斜固定放置的传送带与水平面间的夹角为，传送带两端间的距离，传送带以的速度沿顺时针方向匀速转动。质量为的足够长的长木板放在水平面上，上表面的左端点与传送带下端点平滑连接。质量为、下面装有一小块黑色小碳块的物块轻放在传送带的上端点，由静止开始沿传送带向下运动。已知物块与传送带和长木板间的动摩擦因数均为，长木板与水平面间的动摩擦因数为，不计物块的大小，重力加速度取，。求：
物块滑上长木板瞬间的速度大小；
物块在传送带上画出黑色碳迹的长度；
长木板在水平面上运动的距离。
答案和解析
1.【答案】
【解析】曲线运动相同时间内速度变化量可能相同，如平抛运动，加速度恒为重力加速度，为匀变速曲线运动，相同时间内速度的变化量相同，故A正确，C错误；
B.曲线运动速度大小不一定时刻发生变化，如匀速圆周运动，速度大小不变，故B错误；
D.曲线运动的轨迹为曲线，而速度方向为轨迹上任意一点的切线方向，因此曲线运动的速度方向始终在发生改变，故D错误。
故选A。
2.【答案】
【解析】【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，结合平抛运动的规律，抓住水平方向相等时，通过时间关系得出下降的高度，从而分析判断。
解决本题的关键知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，知道运动的时间由高度决定，初速度和时间共同决定水平位移。
【解答】
解：发球机发出的球，速度较大的球越过球网，速度度较小的球没有越过球网，原因是发球机到网的水平距离一定，速度大，则所用的时间较少，球下降的高度较小，容易越过球网，故C正确，ABD错误。
故选C。
3.【答案】
【解析】【分析】
共轴转动，角速度相等，靠传送带传动，轮子边缘上的点线速度相等，结合线速度与角速度的关系，以及向心加速度与线速度、角速度的关系得出角速度、线速度、向心加速度之比。
解决本题的关键知道共轴转动的质点角速度相等，靠摩擦传动轮子边缘上的点线速度大小相等．知道线速度、角速度、向心加速度之间的大小关系。
【解答】
A.、两点是靠传送带传动轮子边缘上的点，线速度相等，因为大轮的半径是小轮半径的倍，根据，知：：，因为、共轴转动，则角速度相等，所以：：：：故A错误；
B.、的角速度相等，根据知，：：，又、的线速度相等，所以：：：：故B正确；
、的角速度相等，根据知，：：，因为、的线速度相等，根据知，：：，则：：：：故C、D错误。
故选B。
4.【答案】
【解析】在地面时“嫦娥五号”所受地球的万有引力为
当其离地距离为地球半径的倍时所受地球的万有引力为
故选C。
5.【答案】
【解析】解：、将铅笔与绳子接触的点的速度分解为沿绳方向和垂直于绳子方向，如下图所示：
则沿绳子方向上的分速度为，因为沿绳子方向上的分速度等于橡皮在竖直方向上的分速度，而橡皮在水平方向上的速度为，故A错误，B正确；
、根据平行四边形定则，合速度为，故CD错误。
故选：。
将铅笔与绳子接触的点的速度分解为沿绳方向和垂直于绳子方向，求出沿绳子方向上的分速度，而沿绳子方向上的分速度等于橡皮在竖直方向上的分速度，橡皮在水平方向上的分速度为，根据平行四边形定则求出橡皮的速度。
解决本题的关键知道铅笔与绳子接触的点的速度在沿绳子方向上的分速度等于橡皮在竖直方向上的分速度，然后根据平行四边形定则进行求解。
6.【答案】
【解析】A.设点到圆周运动的圆心的高度为，对小球由牛顿第二定律有
可知，两球角速度相等，两球的周期相等，故A错误；
B.由于向心加速度
由于、两球的半径不同，可得向心加速度大小不相等，故B错误；
C.由公式
又
可得、两球的线速度之比
故C错误；
D.绳子上的拉力处处相等，则有
可得
故D正确。
故选D。
7.【答案】
【解析】设高为 ，则从点抛出的小球运动的时间为
从点抛出的小球运动的时间为
在水平方向上两物体水平位移之差为距离的一半，则有
落地点到点的水平距离为
联立解得
故选A。
8.【答案】
【解析】【分析】
本题主要考查斜抛运动。把篮球的运动分解为水平方向分运动和竖直方向分运动，水平方向匀速直线运动，竖直方向先做匀减速直线运动，再做匀加速直线运动，根据运动合成的法则解答即可。
【解答】
A.篮球在飞行过程中距点的最大高度为，故A错误；
B.离连线最远时，篮球速度与平行，由于篮球在水平方向上做匀速直线运动，则，得，故B错误；
水平方向，竖直方向，又得，间距离为得，故C错误，D正确。
9.【答案】
【解析】A.图汽车通过凹形桥的最低点时，汽车的加速度方向向上，汽车处于超重状态，故A正确；
B.图“水流星”匀速转动过程中，在最高点处，根据牛顿第二定律可得
可得
在最低点处，根据牛顿第二定律可得
可得
联立可得
根据牛顿第三定律可知，在最高点处水对碗底压力小于其在最低处水对碗底的压力，故B正确；
C.图铁路转弯处，通常要求外轨比内轨高，当火车按规定速度转弯时，由重力和支持力的合力完全提供向心力，从而减轻轮缘对轨道的挤压，故C错误；
D.图脱水桶脱水时，桶壁对衣物的摩擦力等于衣物的重力，不会随着转速的增大而增大，故D错误。
故选AB。
10.【答案】
【解析】A.人造卫星绕地球做匀速圆周运动，地球对卫星的万有引力提供向心力，因此卫星轨道的圆心与地心重合，A正确
地球对卫星的万有引力提供向心力，由牛顿第二定律可得
解得
可知轨道越高，环绕速度越小，BD错误；
C.地球对卫星的万有引力提供向心力，由牛顿第二定律可得
解得
可知轨道越高，环绕周期越大，C正确。
故选AC。
11.【答案】
【解析】A.球所需要的向心力为
球所需要的向心力为
故A错误；
B.设支持力为，则
所以两球所受漏斗支持力大小之比与其所受重力大小之比相等，故B正确；
C.根据向心力公式
可解得
若、两球轨道平面距圆锥顶点的高度分别为和，由几何关系可知
联立以上可得球和球的线速度大小之比为
故C正确；
D.由 及上述分析可得，球与球的角速度之比为
则第一次相遇有
即球每旋转两周与球在同一根母线上相遇一次，故D正确。
故选BCD。
12.【答案】
【解析】A.、两点是靠传送带传动轮子边缘上的点，线速度相等，因为大轮的半径是小轮半径的倍，根据，知：：，因为、共轴转动，则角速度相等，所以：：：：故A错误；
B.、的角速度相等，根据知，：：，又、的线速度相等，所以：：：：故B正确；
．、的角速度相等，根据知，：：，因为、的线速度相等，根据知，：：，则：：：：故CD错误。
故选B。
13.【答案】 不会 相同



【解析】为了保证小球的每次平抛运动的初速度相等，每次让小球从斜槽的同一位置由静止释放，小球与斜槽间是否有摩擦不会使实验的误差增大；
若小球每次从斜槽滚下的初始位置不同，则平抛运动的初速度不同，但是平抛运动的高度相同，则小球每次在空中运动的时间相同；
点的坐标为
根据
可得
根据
可得小球到达点的时间为
则小球平抛运动的初速度为
水平方向做匀速运动，小球从点运动到点所用时间为
从点运动到点所用时间为
故
根据
可得
小球平抛运动的初速度为
小球在点竖直方向的速度为
小球平抛运动的初始位置到点的时间为
小球平抛运动的初始位置到点的竖直位移为
小球平抛运动的初始位置到点的水平位移为
小球平抛运动的初始位置坐标为
14.【答案】 ； ；
【解析】设物块在传送带上开始滑动时加速度大小为 ，则有
解得
设达到共速的时间为 ，则
运动的位移
设物块继续做加速运动的加速度为 ，则由牛顿第二定律有
解得
设物块滑离传送带时的速度大小为 ，则
解得
设物块以加速度 做加速运动的时间为 ，则
在最初 时间内物块相对传送带向上运动，相对滑动的距离为
以后的 时间内物块相对传送带向下滑动，则相对滑动的距离为
由于共速前物块相对传送带向上运动，共速后物块相对传送带向下运动，则物块向下运动的过程，在传送带上留下的痕迹长度为
物块滑上长木板后做匀减速直线运动，加速度大小为
长木板做匀加速直线运动的加速度大小设为 ，由牛顿第二定律有
解得
设物块滑上长木板与长木板共速所用的时间为 ，共同速度为 。根据运动学公式可知
解得
这段时间内，长木板运动的距离为
共速后，物块与长木板共同运动的加速度大小为
共速后又运动的距离为
因此长木板运动的总距离为
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