安徽省滁州市定远县民族中学2022-2023学年高一下学期3月月考物理试题（含解析）

定远县民族中学2022-2023学年高一下学期3月月考
物理
第I卷（选择题）
一、单选题（本大题共8小题，共32分）
1. 手抛泡沫滑翔飞机是一款锻炼儿童双手操作能力的户外玩具。手抛滑翔飞机在某次滑行过程中，在同一竖直面内从到滑出了一段曲线，如图所示。关于该段运动，下列说法正确的是( )
A. 飞机速度始终不变
B. 飞机所受合力不为零
C. 在处，空气对飞机没有作用力
D. 在处，空气对飞机的作用力与速度方向相反
2. 如图所示，甲、乙两船在静水中的速度相等，船头与河岸上、下游夹角均为，水流速度恒定，下列说法正确的是( )
A. 甲船渡河时间短，乙船渡河时间长 B. 甲船渡河的实际速度小于乙船的实际速度
C. 乙船渡河的位移大小可能等于河宽 D. 在渡河过程中，甲、乙两船有可能相遇
3. 如图，点为倾角为的斜面底部，在点的正上方某高度点以初速平抛一小球，小球打在斜面上点，为的中点。在点将小球平抛的初速变为时，小球恰好打在点，则有( )
A. B. C. D.
4. 小明家建造坯房时窗户开口竖直高度，已知墙壁的厚度。小明在离墙壁距离，距窗子上沿高处的点，将可视为质点的小物体以速度垂直于墙壁水平抛出，小物体直接穿过窗口并落在水平地面上，取，则的取值范围约为（ ）
A. B.
C. D.
5. 如图所示，、两点在同一竖直线上，现同时分别在、两点抛出两个小球甲、乙，甲球的速度大小为，方向水平向右，乙球的速度大小为，方向与水平方向的夹角为斜向右上方，两球在点未画出相碰。已知碰前瞬间乙球速度方向水平，则下列判断正确的是( )
A. 、两点竖直方向的距离大于、两点竖直方向的距离
B. 甲、乙两球相碰前瞬间甲球的速率与乙球速率相等
C. 甲、乙两球自抛出至相碰前瞬间速度变化不相等
D. 甲、乙两球抛出时的速度大小与之比为
6. 如图所示，从倾角为的足够长的斜面顶端以速度抛出一个小球，落在斜面上处点，小球落在斜面上的速度与斜面的夹角，若把初速度变为，则( )
A. 小球的水平位移和竖直位移之比变为原来的倍
B. 夹角将变原来的倍
C. 间距一定为原来间距的倍
D. 空中的运动时间变为原来的倍
7. 如图所示，为半圆环的水平直径，为环上的最低点，环半径为。一个小球从点沿以速度抛出，不计空气阻力，则下列判断正确的是( )
A. 越大，小球从抛出到落在半圆环上经历的时间越长
B. 即使取值不同，小球落到环上时的速度方向和水平方向之间的夹角也相同
C. 若取值适当，可以使小球垂直撞击半圆环
D. 无论取何值，小球都不可能垂直撞击半圆环
8. 如图所示，一圆球固定在水平地面上，球心为。直细棒的端搁在地面上，棒身靠在球面上并和球心在同一竖直平面内，切点为，细棒与水平面之间的夹角为。若移动棒的端沿水平地面靠近圆球，使切点恰好以点为圆心做匀速圆周运动，则（ ）
A. 端向右匀速运动 B. 角随时间均匀增大
C. 长度随时间均匀减小 D. 以上说法都不对
二、多选题（本大题共4小题，共16分）
9. 多选一个质量为的物体，在个共点力作用下处于匀速直线运动状态，现同时撤去大小分别为和的两个力，其余的力保持不变，关于此后该物体运动的说法中正确的是( )
A. 可能做加速度大小是的匀变速直线运动
B. 可能做加速度大小是的匀变速直线运动
C. 可能做加速度大小是的匀变速曲线运动
D. 可能做加速度大小是的匀变速曲线运动
10. 一只小船渡河，水流速度各处相同且恒定不变，方向平行于岸边．小船相对于水分别做匀加速、匀减速、匀速直线运动，其运动轨迹如图所示．船相对于水的初速度大小均相同，且方向垂直于河岸，船在渡河过程中船头方向始终不变．由此可知( )
A. 小船沿三条不同轨迹渡河的时间相同
B. 沿轨迹渡河所用时间最短
C. 沿和轨迹小船都是做匀变速运动
D. 是匀减速运动的轨迹
11. 年冬奥会将在北京举行，滑雪是冬奥会的比赛项目之一。如图所示，某运动员可视为质点从雪坡上先后以初速度之比沿水平方向飞出，均落在雪坡上，不计空气阻力，则运动员从飞出到落到雪坡上的整个过程中( )
A. 运动员先后落在雪坡上的速度方向相同
B. 运动员先后在空中飞行的时间之比为
C. 运动员先后落到雪坡上的速度之比为
D. 运动员先后下落的高度之比为
12. 如图所示，某次训练中，一运动员将排球从点水平击出，排球击中点；另一运动员将该排球从位于点正下方的点斜向上击出，最高点为，排球也击中点。已知、等高，、等高，不计空气阻力。下列说法正确的是( )
A. 两过程中，排球的飞行时间
B. 前一个过程中，排球击中点时的速度较大
C. 两过程中，排球的水平初速度大小一定相等
D. 两过程中，排球击中点速度的竖直分量相等
第II卷（非选择题）
三、实验题（本大题共2小题，共14分）
13. （8分）“探究平抛运动的特点”实验装置图如图所示，通过描点法画出平抛小球的运动轨迹．
在做“探究平抛运动的特点”实验时，除了木板、小球、斜槽、重垂线、铅笔、图钉、白纸、复写纸之外，下列实验器材中还需要的有______。填入正确选项前的字母
A. 刻度尺 B. 秒表 C. 天平
引起实验结果出现误差的原因可能是_________。
A. 实验中使用密度较小的小球
B. 斜槽不光滑，有摩擦
C. 小球自由滚下时起始位置不完全相同
D. 以斜槽末端紧贴着槽口处作为小球做平抛运动的起点和所建坐标系的原点
实验中，某同学安装实验装置时斜槽末端的切线不水平，导致斜槽的末端斜向上与水平方向所成的夹角为。该同学在某次实验时，以小球离开斜槽时运动的起始点为坐标原点，建立平面直角坐标系，此时小球速度大小为。请根据平抛运动规律写出小球水平方向的位移与时间关系式____和竖直方向的位移与时间关系式_____。
14. （6分） 两个同学根据不同的实验条件，进行了“探究平抛运动的特点”的实验：
甲同学采用如图甲所示的装置，用小锤击打弹性金属片，使球沿水平方向弹出，同时球被松开，自由下落，观察到两球同时落地，改变小锤击打的力度，即改变球被弹出时的速度，两球仍然同时落地，这说明_________________________________________。
乙同学采用如图乙所示的装置，两个相同的弧形轨道、分别用于发射小铁球、，其中的末端可看作与光滑的水平板相切，两轨道上端分别装有电磁铁、；调节电磁铁、的高度使，从而保证小铁球、在轨道出口处的水平初速度相等。现将小铁球、分别吸在电磁铁、上，然后切断电源，使两小球同时以相同的初速度分别从轨道、的末端射出，实验可观察到的现象应是______________________。仅仅改变弧形轨道的高度，重复上述实验，仍能观察到相同的现象，这说明____________________________
________________________________________________________________________。
四、计算题（本大题共3小题，共38分）
15. （12分）如图所示，河宽，设小船在静水中的速度为，河水的流速为小船从点出发，若船头指向河对岸上游的点，经过，小船恰好到达河正对岸的点；若船头指向河正对岸的点，经过，小船到达点下游的点．求：
小船在静水中的速度的大小；
河水的流速的大小；
在第二次渡河中小船被冲向下游的距离．
16. （12分）女子跳台滑雪等个新项目已加入年冬奥会如图所示，运动员踏着专用滑雪板，不带雪杖在助滑路上未画出获得一速度后水平飞出，在空中飞行一段距离后着陆设一位运动员由斜坡顶的点沿水平方向飞出的速度，落点在斜坡底的点，斜坡倾角，斜坡可以看成一斜面，不计空气阻力取，，求：
运动员在空中飞行的时间．
、间的距离．
17. （14分）如图所示，高为、倾角为的斜面放置在水平地面上，左侧高台上有一人向斜面多次投掷小球以练习准确性，小球每次出手时的速度方向都是水平向右，出手点位于高台边缘且距地面高度为，重力加速度为，忽略空气阻力。

如果斜面底端点到高台的水平距离也为，为了使小球能够投掷到斜面上，求小球的初速度的取值范围；
如果落在点的小球与落在点的小球速度大小相等，求点距高台的水平距离。
答案和解析
1. 【解析】A、飞机运动的速度方向不断发生变化，因此速度是改变的，故A错误；
B、飞机做曲线运动，需要不断改变运动方向，其所受合力不为零，故B正确；
C、在处，如果飞机不受空气作用力的话，仅受到重力的作用，其合力即重力指向曲线的凸面，飞机不可能做图示的曲线运动，故C错误；
D、在处，如果空气对飞机的作用力与速度方向相反，则飞机所受合力方向指向曲线的凸面，飞机不可能做图示的曲线运动，故D错误。
2. 【解析】A.根据已知条件得出，两船垂直于河岸方向的分速度相等，故甲船渡河时间等于乙船渡河时间，故A错误；
B.两船的合速度大小都等于船速与水流速度的合成，由两船船速与水速之间的夹角可知，甲船渡河的实际速度小于乙船的实际速度，故B正确；
C.当船的合速度方向垂直于河岸时，船渡河的实际位移大小等于河宽，此时乙船的合速度方向一定不可能垂直于河岸，乙船渡河的实际位移大小不可能等于河宽，故C错误；
D.在渡河过程中，甲船的沿河岸的分速度小于乙船，垂直于河岸方向的分速度相等，甲、乙两船不可能相遇，故D错误。故选B。
3. 【解析】由于小球在水平方向上做匀速直线运动，故，而两次水平位移
竖直方向上小球做自由落体运动，则有，可知，故，故A正确，BCD错误。故选A。
4. 【解析】小物体做平抛运动，恰好擦着窗子上沿右侧穿过时最大。此时有 ，
代入解得：
恰好擦着窗口下沿左侧时速度最小，则有 ，
解得：
故的取值范围是，故ABC错误，D正确。故选D。
5. 【解析】 做平抛运动，做斜向上抛运动，自抛出至相碰前两球飞行时间相等，由，可知甲、乙两球自抛出至相碰前瞬间速度变化相等，故C错误；
A.乙在竖直方向做匀减速运动，碰前瞬间乙球竖直分速度为零，甲、乙竖直方向位移大小均可表示为，所以、两点竖直方向的距离等于、两点竖直方向的距离，故A错误；
D.两球能相碰，根据水平方向的匀速运动可知，，所以与之比为，故D正确；
B.碰撞前甲、乙水平速度相等，竖直方向甲的速度不为零，所以甲、乙两球相碰前瞬间甲球的速率与乙球速率不相等，故B错误。故选D
6. 【解析】A.小球落在斜面上时，有，可知小球的水平位移和竖直位移之比不变，故A错误。
B.因为平抛运动在某时刻速度与水平方向夹角的正切值是位移与水平方向夹角正切值的倍，因为位移与水平方向夹角不变，则速度与水平方向夹角不变，所以不变。故B错误。
C.由，故的间距，则初速度变为原来的倍，则间距变为原来的倍。故C错误。
D.根据得，小球在空中的运动时间，知当初速度变为原来的倍，则运动的时间变为原来的倍。故D正确。
7. 【解析】A.小球落在环上的最低点时时间最长，所以选项A错误；
B.由平抛运动规律可知，小球的速度方向与水平方向夹角的正切值是位移与水平方向夹角正切值的倍，取值不同，小球掉到环上时的速度方向和水平方向之间的夹角不相同，选项B错误；
小球平抛运动的末速度斜向右下方，不可能垂直撞击半圆环左半部分，要使小球垂直撞击半圆环右半部分，设小球落点与圆心的连线与水平方向夹角为，如图所示，根据平抛运动规律可得，，，联立解得，则垂直撞击到半圆环是不可能的，所以选项D正确，C错误。

8. 【解析】、将点速度沿着平行杆和垂直杆方向分解，如图所示：
故
其中
点做匀速圆周运动，故不变，由于变大，故变大，即端向右加速，故A错误；
B、结合几何关系，经过时间后的角增加为：，故角随时间均匀增大，故B正确；
C、的长度等于的长度，由于点向右是加速运动，故长度不是随时间均匀减小，故C错误；
D、由于B正确，故D错误；故选：
9. 【解析】选AC 物体在个共点力作用下处于匀速直线运动状态，即该物体处于受力平衡状态，现同时撤去大小分别为和的两个力，这两个力的合力的大小为，由于施加在该物体上的其他的力保持不变，即物体所受合外力的大小为，根据牛顿第二定律可知，加速度，所以该物体的加速度大小为。若物体所受合外力的方向与速度的方向相同或相反，则该物体做匀变速直线运动；若合外力的方向与速度的方向成一定的夹角，则该物体做匀变速曲线运动，由此可知、C正确，、D错误。
10. 【解析】A.船相对于水的初速度大小均相同，方向垂直于岸边，因运动的性质不同，则渡河时间也不同，故A错误；
沿轨迹，合速度不变，说明船相对于水的速度不变；沿轨迹运动，由图可知，弯曲的方向向上，所以沿垂直于河岸的方向做加速运动；而沿轨迹运动，弯曲的方向向下，可知小船沿垂直于河岸的方向做减速运动，故CD正确；
B.沿轨迹，船是匀加速运动，则船到达对岸的速度最大，所以使用的时间最短，故B正确。
故选BCD。
11. 【解析】A、雪坡倾角等于位移与水平方向的夹角，根据平抛运动规律可知，位移与水平方向夹角的正切值二倍等于速度与水平方向夹角的正切值，故两次速度与水平方向的夹角不变，即运动员先后落在雪坡上的速度方向相同，故A正确；
B、运动员落到雪坡上，根据几何关系可知：，运动员在空中经历的时间为：，初速度之比：：，则运动时间之比为：，故B错误；
C、落到雪坡上的速度为：，其中，可知末速度与初速度成正比，运动员先后落到雪坡上的速度之比为：，故C正确；
D、运动员水平位移为：，则水平位移之比为：，位移与水平方向夹角恒定，则竖直位移之比为：，故D正确。故选ACD。
12. 【解析】A.据斜上抛运动的对称性，上升时间等于下降时间，而且斜上抛运动的后半部分从最高点到落地点就是平抛运动，又点与点等高，由，可以得出第二个过程的飞行时间是第一个过程的两倍，故A错误；
C.设第一个过程中的初速度为，第二个过程中的初速度为，其中需要分解成和，如图所示：
由斜上抛运动的对称性，可得，故C错误；
B.在点，第一个过程的速度如图所示，第二个过程的速度如图所示，第一次抛出时的初速度大于第二次最高点的速度，且是相等的，可见第一个过程中，排球击中点时的速度较大，故B正确；
D.由于点与点等高，图和图中的是相等的，故D正确。
故选BD。
13.（1）
（2）
（3） ；
14.（1）平抛运动的物体在竖直方向上做自由落体运动
（2）球击中球平抛运动的物体 在水平方向上做匀速直线运动
15.解： 当船头指向点时，有：；
当船头指向时，合速度，则有：，解得：；
在第二次渡河中：，小船被冲向下游的距离。
16.解：运动员由点到点做平抛运动，则水平方向的位移
竖直方向的位移
又，
联立以上三式得
由题意知
得、间的距离。
答：运动员在空中飞行的时间为；
、间的距离为。
17.解：由平抛运动知识可得：，，
联立二式可得：，
如果小球落在点，那么水平位移，竖直位移，
代入可得，
如果小球落在点，那么水平位移，竖直位移，
代入可得，
则初速度的范围应该是；
设点距高台的水平距离为，如果小球落在点，由，可得，
在竖直方向上是一个自由落体运动，根据，可得，
设小球落到点时的速度大小为，由速度合成可知，
同理落在点时有，
由题意可知，
故有，
解得：。