安徽省滁州市定远县民中2022-2023学年下学期高一3月物理试卷（含解析）

2022-2023学年下学期高一3月物理试卷
注意事项:
1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在试卷上无效。
3.考试结束后，本试卷和答题卡一并交回。
第I卷（选择题）
一、单选题（本大题共6小题，共24分）
1. 下列说法正确的是( )
A. 只要物体所受的合外力不为，它就做曲线运动
B. 做曲线运动的物体，它的加速度可以是恒定的
C. 物体做曲线运动，速度方向与其运动轨迹无关
D. 做曲线运动的物体，例如匀速圆周运动，速度是可以不变的
2. 月日，我国运动员任子威、李文龙在北京冬奥会短道速滑男子米决赛中分获冠、亚军．运动员在短道速滑比赛中过弯道时的情景如图所示，已知过弯道时运动员速度大小恒定，蹬冰的作用力大小恒定，力的方向与身体共线，则下列关于运动员过弯道时的说法正确的是( )
A. 运动员处于平衡状态 B. 冰刀与冰面间的摩擦力提供向心力
C. 运动半径越小，运动员身体倾斜度越大 D. 运动员身体可以保持向外侧倾斜状态
3. 如图所示，一塔式起重机正在工作，在某段时间内，吊车沿吊臂向末端水平匀速移动，同时吊车正下方的重物先匀减速竖直上升，后匀加速竖直上升。该段时间内，重物的运动轨迹可能是( )
A. B.
C. D.
4. 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：
5. 如图所示，套在竖直细杆上的轻环由跨过定滑轮的不可伸长的轻绳与重物相连，施加外力让沿杆以速度匀速上升，从图中位置上升至与定滑轮的连线处于水平位置，已知与竖直杆成角，则( )
A. 刚开始时的速度
B. 刚开始时的速度
C. 匀速上升时，重物加速下降
D. 重物下降过程，绳对的拉力小于的重力
6. 如图所示，一质点以某一速度从斜面斜面足够长底端斜向上抛出，落到斜面上时速度方向水平向左．现将该质点以的速度从斜面底端沿同样方向抛出。则质点两次落到斜面上时( )
A. 落点不同，速度方向相同 B. 落点相同，速度方向不同
C. 落点相同，速度方向相同 D. 落点不同，速度方向不同
二、多选题（本大题共4小题，共16分）
7. 如图所示为一半球形的坑，其中坑边缘两点、与圆心等高且在同一竖直面内。现甲、乙两位同学分别站在、两点，同时将两个小球以、的速度沿图示方向水平抛出，发现两球刚好落在坑中同一点，已知，忽略空气阻力。则下列说法正确的是( )
A. 两球拋出的速率之比为：
B. 若仅增大，则两球将在落入坑中之前相撞
C. 两球的初速度无论怎样变化，只要落在坑中的同一点，两球抛出的速率之和不变
D. 若仅从点水平抛出小球，改变小球抛出的速度，小球可能垂直坑壁落入坑中
8. 质量为的质点在平面上做曲线运动，在方向的速度图象和方向的位移图象如图所示，下列说法正确的是

A. 质点的初速度为 B. 质点所受的合外力为
C. 质点初速度的方向与合外力方向垂直 D. 末质点速度大于
9. 如图甲，一长为且不可伸长的轻绳一端固定在点，另一端系住一小球，使小球在竖直面内做圆周运动，小球经过最高点的速度大小为，此时绳子拉力大小为，拉力与速度的平方的关系如图乙所示，以下说法正确的是( )
A. 利用该装置可以得出重力加速度
B. 利用该装置可以得出小球的质量
C. 绳长不变，换小球质量更大的球做实验，图线点的位置不变
D. 用质量更大的球，绳长不变做实验，得到的图线斜率不变
10. 如图所示，水平转盘上叠放着质量均为的、两个物块，物块用长为的细线与固定在转盘中心处的力传感器相连，两个物块和传感器的大小均可不计。细线能承受的最大拉力为，与转盘间的动摩擦因数为，、间的动摩擦因数为，且可认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力。转盘可绕竖直中心轴转动，转盘静止时，细线刚好伸直，力传感器的读数为零取。根据以上信息，你认为下列说法正确的是( )
A. 物块随转盘做圆周运动的向心力是由重力、支持力、细线的拉力、对的摩擦力的合力提供的
B. 转盘的角速度为时，细线刚好有拉力
C. 物块刚要脱离物块时转盘的角速度为
D. 转盘的角速度大于时细线将被拉断
第II卷（非选择题）
三、实验题（本大题共2小题，共14分）
11. 在“探究平抛运动规律”的实验中：
在做“研究平抛运动”的实验时，让小球多次沿同一轨道运动，通过描点法画小球做平抛运动的轨迹，为了能较准确地描绘运动轨迹。下列对实验过程的描述哪些是正确的______ 。
A.通过调节使斜槽的末端保持水平
B.每次静止释放小球的位置必须相同
C.小球平抛运动时应与木板上的白纸相接触
D.将球的位置记录在纸上后，取下纸，将所有的点连接成一条平滑曲线
某同学实验时得到了如图所示物体的运动轨迹。、、三点的位置在运动轨迹上已标出， ______ 填“是”或“不是”抛出点。
小球平抛的初速度 ______ 结果保留两位有效数字。
小球运动到点的速度 ______ 结果保留两位有效数字。
12. 某物理小组的同学设计了一个粗测玩具小车通过凹形桥最低点时的速度的实验。所用器材有：玩具小车、压力式托盘秤、凹形桥模拟器圆弧部分的半径为。完成下列填空：
将凹形桥模拟器静置于托盘秤上，如图所示，托盘秤的示数为；
将玩具小车静置于凹形桥模拟器最低点时，托盘秤的示数如图所示，该示数为 。
将小车从凹形桥模拟器某一位置释放，小车经过最低点后滑向另一侧。此过程中托盘秤的最大示数为，多次从同一位置释放小车，记录各次的值如表所示。
序号
根据以上数据，可求出小车经过凹形桥最低点时对桥的压力为 ，小车通过最低点时的速度大小为 重力加速度大小取，计算结果保留位有效数字。
四、计算题（本大题共4小题，共44分）
13. 刀削面是北方的一种特色传统面食，操作手法是一手托面，一手拿刀，直接将面削到开水锅里。如图所示，小面圈视为质点刚被削离时距开水锅的高度为，与锅沿的水平距离为，锅的半径也为，将削出的小面圈的运动视为平抛运动，且小面圈都落入锅中，重力加速度大小为，求落入锅内的小面圈刚被削离时的速度大小的范围。
14. 我国月球探测计划--“嫦娥工程”已启动，科学家对月球的探索会越来越深入。
若已知地球半径为，地球表面的重力加速度为，月球绕地球运动的周期为，月球绕地球的运动近似看做匀速圆周运动，试求出月球绕地球运动的轨道半径；
若宇航员随登月飞船登陆月球后，在月球表面某处以速度水平抛出一个小球，经过时间，小球速度和水平方向成角。已知月球半径为，引力常量为，试求出月球的质量。
15. 如图，用细绳一端系着的质量为的物体静止在水平转盘上，细绳另一端通过转盘中心的光滑小孔吊着质量为的小球，的重心到点的距离为若与转盘间的动摩擦因数，转盘以一定的转速转动，小球始终保持静止，取，求：
若球的线速度大小为时的加速度大小；
若球恰好不受摩擦力，转盘转动的角速度的大小
为使球保持静止，转盘转动的最大角速度的大小．
16. 如图所示为某次训练中运动员甲以自己为轴拉着运动员乙做圆锥摆运动的画面，若乙的质量为，伸直的手臂与竖直方向的夹角，转动过程中乙的重心做匀速圆周运动的半径为，等效为如图所示。忽略乙受到的摩擦力，取重力加速度为，，，。求：
当乙的角速度为时，冰面对乙支持力的大小；
乙刚要离开冰面时，乙的角速度的大小；
当乙的角速度为时，甲对乙拉力的大小。
答案和解析
1.【答案】
【解析】
A、合外力不为零，合外力的方向和速度方向相同时，物体做直线运动，故A错误；
B、在恒力作用下，物体可以做曲线运动，如平抛运动，加速度的大小与方向都不变，是匀变速曲线运动，故B正确；
C、曲线运动，物体速度始终是轨迹的切线方向，故C错误；
D、匀速圆周运动的物体，速度的大小不变，方向在不断变化，故D错误。
故选：。

2.【答案】
【解析】
A、运动员过弯道时在水平面内做匀速圆周运动，合力提供向心力，不为零，不处于平衡状态，故A错误。
B、运动员过弯道时蹬冰的作用力的方向与身体共线，为斜向上，所以运动员需要的向心力由蹬冰时作用力的反作用力与重力的合力提供，故B错误。
C、设身体与竖直方向的夹角为，则有，可见在一定的条件下，越小，角越大，故C正确。
D、过弯道时，向心力和向心加速度方向均指向轨道内侧，故运动员身体不能向外侧倾斜，故D错误。
故选C。
3.【答案】
【解析】解：物体参与两个分运动，水平方向向右做匀速直线运动，竖直方向向上先匀减速竖直上升，后匀加速竖直上升；
水平分运动无加速度，竖直分运动加速度先向下，后向上，故物体合运动的加速度先向下，后向上，故轨迹先向下弯曲，再向上弯曲，故C正确，ABD错误；
故选：。
4.【答案】
【解析】解：、对任意做圆锥摆的物体，若摆线与竖直方向夹角为，结合几何关系，由牛顿第二定律得：，得到圆锥摆的周期，所以两球运动的周期相等，故A正确；
B、根据向心加速度，由于半径不同，所以两球的向心加速度大小不相等，故B错误；
C、根据公式，可得线速度为，根据连接小球、的细线与竖直方向的夹角为、，可得、两球的线速度之比等于：，故C错误；
D、设绳的张力为，对小球进行受力分析，由牛顿第二定律得：，解得，可知与成反比，则、两球的质量之比等于：，故D错误。
故选：。
5.【答案】
【解析】解：、对于，它的速度如图中标出的，
这个速度看成是的合速度，其分速度分别是和，其中大小等于的速度沿同一根绳子，大小相同，刚开始时的速度为，故A错误，B正确；
、因匀速上升时，由公式，当上升时，夹角增大，因此做减速运动；
由牛顿第二定律可知，绳对的拉力大于的重力，故CD错误。
6.【答案】
【解析】
采用逆向思维，质点做平抛运动；
若质点做平抛运动落在斜面上，速度方向与水平方向的夹角正切值是位移与水平方向夹角正切值的倍，由于位移方向不变，则速度方向不变；将该质点以的速度从斜面底端沿同样方向抛出，根据该推论知，速度方向相同，由于初速度不同，则落点位置不同；
故A正确，BCD错误。
故选A。
7.【答案】
【解析】
A、根据几何关系知，到点的水平方向的距离等于，所以甲球的水平位移，乙的水平位移，则甲、乙两球落在点的水平位移之比为：，运动时间相等，由知初速度之比为：；，故A正确。
B、两球在竖直方向都做自由落体运动，若只增大，而不变，则甲球运动轨迹将向右偏移一些，两球仍可在空中相遇，故B正确。
C、要两小球落在弧面上的同一点，则水平位移之和为，则，落点不同，竖直方向位移就不同，也不同，所以不是一个定值，故C错误。
D、根据平抛运动速度的反向延长线交水平位移的中点，若仅从点水平抛出小球，改变小球抛出的速度，不可能垂直坑壁落入坑中，故D错误。
故选：。
8.【答案】
【解析】
A.轴方向初速度为，轴方向初速度，质点的初速度，故A错误；
B.轴方向的加速度，轴方向加速度为零，则质点的合力，故B正确；
C.合力沿轴方向，而初速度方向既不在轴，也不在轴方向，质点初速度的方向与合外力方向不垂直，故C错误；
D.由图可知， 末质点速度方向的大小为 ，而方向的速度仍然是，所以合速度是，故D正确。
故选BD。
9.【答案】
【解析】解：、当时，此时绳子的拉力为零，物体的重力提供向心力，则有
解得
即
则绳长不变，换小球质量更大的球做实验，图线点的位置不变，故A错误C正确；
B、当时，对物体受力分析，则有
解得，故B正确；
D、小球过最高点时
解得
图乙的斜率
用质量更大的球，绳长不变做实验，得到的图线斜率更大，故D错误。
故选：。
10.【答案】
【解析】解：最大静摩擦力等于滑动摩擦力，、间的最大静摩擦力：，
与转盘间的最大静摩擦力：，
细线长度，
A、物块随转盘做圆周运动，物块受重力、的支持力、对的静摩擦力作用，静摩擦力提供向心力，故A错误；
B、当的摩擦力达到最大静摩擦力时，绳子刚好开始有拉力，设此时角速度为，对整体，由牛顿第二定律得：
，
代入数据解得：，故B错误；
C、物块受到的静摩擦力为最大静摩擦力时，开始滑动，设此时的角速度为，由牛顿第二定律得：
，
代入数据解得：，故C正确；
D、设转盘的角速度为，细线恰好被拉断，对，由牛顿第二定律得：
，其中
代入数据解得：，故D正确。
故选：。
11.【答案】
不是


【解析】为了保证小球的初速度水平，需调节斜槽的末端保持水平，A正确；
B.为了保证小球每次做平抛运动的初速度相等，小球每次必须从同一位置由静止释放，B正确；
C.小球做平抛运动时，不应与纸接触，避免摩擦改变运动轨迹，带来误差，C错误；
D.将球的位置记录在纸上后，取下纸，将点连成平滑曲线选择合适的点，并不是所有的点，并建立坐标，以便分析研究平抛运动，D错误。
故选AB；
到、 到 过程，水平分位移相等，即时间间隔相等，若点是抛出点，两段竖直分位移之比应为，而题中竖直分位移之比为，故竖直方向有初速度，不是抛出点；
竖直方向上，根据，其中 为 到、 到 过程的时间间隔，可得，水平方向上；
在竖直方向上有，那么小球运动到 点的速度。
12.【答案】
【解析】解：托盘秤量程为，最小分度为，注意估读到最小分度的下一位，所以该示数为；
根据表格知最低点小车和凹形桥模拟器对秤的最大压力平均值为：
凹形桥对小车的支持力为为：
根据牛顿第三定律可知，小车经过凹形桥最低点时对桥的压力为
对小车受力分析，根据牛顿第二定律，有：，
代入数据解得：
故答案为：；；。
托盘秤的量程为，最小分度为，注意估读到最小分度的下一位；
根据表格知最低点小车和凹形桥模拟器对秤的最大压力平均值为，根据，知小车经过凹形桥最低点时对桥的压力，根据，求解最低点的速度。
此题考查读数和圆周运动的知识，注意估读，在力的问题注意分析受力和力的作用效果。
13.【答案】解：水小面圈在竖直方向做自由落体运动，水平方向做匀速直线运动，
竖直方向，运动的时间，平位移的范围为，
则水平最小初速度为
水平最大初速度为，
则水平初速度的范围为。
答：为保证削出的小面圈都落在锅内，削出的小面圈初速度大小的取值范围为。
【解析】削出的面做平抛运动，根据高度求出平抛运动的时间；结合水平位移的范围求出平抛运动初速度的范围，从而确定速度的大小；
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。
14.【答案】解：设地球质量为，根据万有引力定律和向心力公式得：
联立解得，。
设月球表面处的重力加速度为，小球的质量为，根据题意可知：
联立解得，。
答：若已知地球半径为，地球表面的重力加速度为，月球绕地球运动的周期为，月球绕地球的运动近似看做匀速圆周运动，月球绕地球运动的轨道半径为；
若宇航员随登月飞船登陆月球后，在月球表面某处以速度水平抛出一个小球，经过时间，小球速度和水平方向成角。已知月球半径为，引力常量为，月球的质量为。
【解析】根据月球受到的引力等于向心力，在地球表面重力等于万有引力列式求解；
先根据竖直上抛运动的知识求出月球表面的重力加速度，再根据月球表面重力等于万有引力列式求解。
本题关键是要抓住星球表面处物体的重力等于万有引力，求得重力加速度，以及卫星所受的万有引力提供向心力进行列式求解。
15.【答案】解：根据向心加速度的表达式可知，若球的线速度大小为，则：
恰好不受摩擦力时，受到的绳子的拉力提供向心力，得：
所以：
当所受的最大静摩擦力沿半径向内时，角速度最大，根据牛顿第二定律得：
代入数据得：
答：若球的线速度大小为时的加速度大小是；
若球恰好不受摩擦力，转盘转动的角速度的大小是；
为使球保持静止，转盘转动的最大角速度的大小是．
16.【答案】解：对乙受力分析可知
乙受重力、地面的支持力和甲对乙的拉力。
水平方向
竖直方向
联立解得
乙刚要离开地面时，受重力和甲对乙的拉力，则
解得
由可知
则乙离开冰面。
乙做圆周运动的摆长为，则
设此时手臂与竖直方向的夹角为，则
解得
此时乙受到重力与甲对乙的拉力，则
联立解得