安徽省巢湖市名校2022-2023学年下学期3月高一物理检测试卷（含解析）

2022-2023学年下学期3月高一物理检测试卷
第I卷（选择题）
一、单选题（本大题共6小题，共24分）
1. 关于物体做曲线运动，下列说法正确的是( )
A. 物体在恒力作用下不可能做曲线运动
B. 物体在变力作用下有可能做曲线运动
C. 做曲线运动的物体，其速度方向与加速度方向可能在同一条直线上
D. 物体在变力作用下不可能做直线运动
2. 一艘小船要从河的此岸驶向对岸，假设河岸是平直的，河水流速为，小船在静水中的速度为，现要求小船行驶的路程最短，则小船船头指向( )
A. 与河岸成一定角度，斜向上游 B. 与河岸成一定角度，斜向下游
C. 与河岸垂直，指向对岸 D. 与河岸平行，指向上游
3. 如图所示，斜面固定在水平面上，两个小球分别从斜面底端点正上方、两点向右水平抛出，为连线的中点，最后两球都垂直落在斜面上，、两球击中斜面的位置到点的距离之比为( )
A. B. C. D.
4. 如图所示，在斜面顶端以速度水平抛出一小球，经过时间恰好落在斜面的中点；若在点以速度水平抛出小球，经过时间落地完成平抛运动．不计空气阻力，则( )
A. B. C. D. 落在点
5. 年月日，中国三名航天员入住自己的空间站天和核心舱，进行为期三个月的太空工作，进行大量的太空实验。空间站中模拟地球上重力的装置可以简化为如图所示的环形实验装置，外侧壁相当于“地板”。让环形实验装置绕点旋转，能使“地板”上可视为质点的物体与在地球表面处有同样的“重力”，则旋转角速度应为地球表面重力加速度为，装置的外半径为( )
A. B. C. D.
6. 如图所示，下列有关生活中的圆周运动实例分析，其中说法正确的是( )
A. 汽车通过凹形桥的最低点时，汽车处于失重状态
B. 在铁路的转弯处，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
C. 杂技演员在表演“水流星”节目时，盛水的杯子通过最高点而水不流出，水对杯底压力可以为零
D. 脱水桶的脱水原理是水滴受到的离心力大于它受到的向心力，从而沿切线方向甩出
二、多选题（本大题共4小题，共16分）
7. 一个质点在平面内运动的轨迹如所示，下面判断正确的是( )
A. 若方向始终匀速，则方向先加速后减速
B. 若方向始终匀速，则方向先减速后加速
C. 若方向始终匀速，则方向先减速后加速
D. 若方向始终匀速，则方向先加速后减速
8. 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
9. 太极球是近年来在广大市民中较流行的一种健身器材。做该项运动时，健身者半马步站立，手持太极球拍，拍上放一橡胶球，健身者舞动球拍时，球却不会掉落地上。现将太极球简化成如图所示的平板和小球，熟练的健身者能让球在竖直面内始终不脱离板而做匀速圆周运动，且在运动到任何位置球与板间均无相对运动趋势。为圆周的最高点，为最低点。设球的质量为，圆周的半径为，重力加速度为。若运动到最高点时平板与小球间的作用力大小恰为，则( )
A. 圆周运动的角速度大小为 B. 圆周运动的角速度大小为
C. 在处时平板对球的作用力大小为 D. 在处时平板对球的作用力大小为
10.如图所示，光滑杆的端固定一根劲度系数为，原长为的轻弹簧，质量为的小球套在光滑杆上并与弹簧的上端连接，为过点的竖直轴，杆与水平面间的夹角始终为，开始杆是静止的，当杆以为轴转动时，角速度从零开始缓慢增加，直至弹簧伸长量为，取，下列说法正确的是( )
A. 杆保持静止状态，弹簧的长度为
B. 当弹簧恢复原长时，杆转动的角速度为
C. 当弹簧恢复原长时，杆转动的角速度为
D. 伸长量为时，杆转动的角速度为
第II卷（非选择题）
三、实验题（本大题共2小题，共12分）
11. “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_____。
12. 如图所示是某同学验证“做圆周运动的物体所受向心力大小与线速度关系”的实验装置。已知重力加速度为。主要实验步骤如下：
用天平测出小钢球的质量；
用游标卡尺测出小钢球直径；
轻质细线一端与小钢球相连，另一端固定在拉力传感器上。小钢球静止时刚好位于光电门中央，用米尺量出线长；
将小钢球拉到适当的高度处释放，测出小钢球通过光电门的时间，小钢球经过光电门时的速度大小为________，则此时小钢球向心力表达式________；
读出力传感器示数的最大值，则向心力还可表示为________。对比和的大小，可得出结论。
四、计算题（本大题共3小题，共48分）
13. 如图所示，为倾角的斜面，小球从点以初速度水平抛出，恰好落到点，不计空气阻力，重力加速度为求：
小球在空中飞行的时间；
小球从点抛出经多长时间石子的速度方向刚好与斜面平行。
14. 如图所示，挡板与竖直方向所夹的锐角为，一小球视为质点从点正下方点以速度水平抛出，小球运动过程中恰好不和挡板碰撞小球轨迹所在平面与挡板垂直。不计空气阻力，重力加速度大小为，求
小球恰好不和挡板碰撞时的竖直速度大小。
、间的距离。
15. 如图所示，在匀速转动的圆盘上，沿半径方向放置以细线相连的质量均为的、两个小物块，离轴心，离轴心，、与盘面间相互作用的最大静摩擦力为其重力的取
若细线上没有张力，圆盘转动的角速度应满足什么条件？
欲使、与盘面间不发生相对滑动，则盘转动的最大角速度是多少？
当圆盘转速达到、刚好不滑动时，烧断细线，则、将怎样运动？
答案和解析
1.
【解析】A、当恒力与物体初速度方向不在同一条直线时，物体将做曲线运动，故A错误。
、物体做曲线运动的条件是合力与速度不在同一条直线上，合外力大小和方向不一定变化，若变力与初速度方向不在同一直线，物体将做曲线运动，当变力与物体初速度在同一直线时，物体将做直线运动，故B正确，D错误。
C、物体做曲线运动的条件是合力与速度不在同一条直线上，故曲线运动中，加速度必与速度方向不在同一直线上，故C错误。
故选：。
2.
【解析】当静水速的方向与河岸成一定角度，斜向上游，合位移垂直河岸时，位移最短，等于河宽，故A正确，BCD错误；故选A。
3.
【解析】如图所示，设落到斜面上的位置分别为 、 ，由题意知，落到斜面上时两小球的速度与水平面夹角相等，根据平抛运动的推论知，位移 、 与水平面夹角也相等，则与 相似，对应边成比例，即，故B正确，ACD错误。
故选B。
4.
【解析】在斜面顶端以初速度水平抛出一小球，经过时间恰好落在斜面的中点，有，解得，水平位移若初速度变为原来的倍，小球若仍落在斜面上，水平位移应变为原来的倍，可知在点以初速度水平抛出小球，小球将落在水平面上，可知两次小球下落的高度之比为，根据知，，则故C正确．
5.
【解析】 “地板”上物体做圆周运动，其向心加速度等于重力加速度，即根据牛顿第二定律得：，解得，故A正确，BCD错误。故选A。
6.
【解析】A、汽车通过凹形桥最低点时，具有向上的加速度向心加速度，处于超重状态，故A错误；
B、在铁路的转弯处，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，从而减轻轮缘对外轨的挤压，故B错误；
C、演员表演“水流星”，当“水流星”通过最高点时，，解得在最低点，，解得，故F，在最高点处水对碗底的压力小于其在最低处水对碗底的压力，故C正确；
D、衣机脱水桶的脱水原理是：是水滴需要向心力较大，力无法提供，所以做离心运动，从而沿切线方向甩出，故D错误。故选：。
7.
【解析】若质点在方向始终匀速，开始轨迹向下弯曲，则在轴方向的合力方向向下，速度向上，做减速运动，然后轨迹向上弯曲，则在轴方向上的合力方向向上，速度向上，做加速运动，所以在轴方向上先减速后加速，故A错误，B正确；
若质点在方向上始终匀速，开始轨迹向右弯曲，则在轴上的合力方向水平向右，速度向右，做加速运动，然后轨迹向左弯曲，则在轴方向上合力方向水平向左，速度向右，做减速运动，所以在轴上先加速后减速，故C错误，D正确。
故选BD。
8.
【解析】、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，将在落入坑中之前相撞，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，知小球甲的速度方向不会沿半径方向，也就不可能垂直坑壁落入坑中，故D错误。
9.
【解析】太极球运动至最高点时，根据题意，有：，解得角速度大小，故A错误，B正确；
球做匀速圆周运动，在处时有：，解得：，故C错误，D正确。故选BD。
10.
【解析】A.当杆静止时，小球受力平衡，根据力的平衡条件可得：，代入数据解得：，所以弹簧的长度为：，故A正确；
当弹簧恢复原长时，由牛顿第二定律可得：，
解得： ，故B错误，C正确；
D.当弹簧伸长量为时，小球受力如图示：
弹力大小为： ；
水平方向上： ；
竖直方向上： ；
由解得：，故D正确；
故选ACD。 则选AD。
11.【小题】
【小题】
【小题】 ；
12.；；
【解析】钢球的直径为，钢球通过光电门时间为，根据极短时间内的平均速度表示瞬时速度可知，钢球经过光电门的线速度为：；
钢球做圆周运动的半径：
故F
小钢球经过光电门时，细线的拉力和重力的合力提供向心力，即
故答案为：；；。
13.解：小球从点以初速度水平抛出，恰好落到点可知合位移与水平方向夹角为，设小球在空中飞行的时间为，则有：
，
解得：。
根据平行四边形定则知，石子速度方向与斜面平行时，竖直分速度为：
，
又则时间为：。
答：小球在空中飞行的时间为；
经时间石子的速度方向刚好与斜面平行。
14.解：由于小球恰好不和挡板碰撞，到达挡板时，速度方向与恰好平行，
则有：
解得：；
根据得，运动的时间为：
则小球做平抛运动的水平位移为：
竖直位移为：
设、间的距离为，由几何关系得：
联立解得：。
答：小球恰好不和挡板碰撞时的竖直速度大小为；
、间的距离为。
15.解：当物块所需向心力时，细线上张力为零，随着角速度的增大，
当时，有，
得，
当时，细线上不会有张力；
当、所受静摩擦力均达到最大静摩擦力时，圆盘的角速度达到最大值，超过时，、将相对圆盘滑动设细线中张力为，
对：，
对：，
解得；
烧断细线时，做圆周运动所需向心力，
最大静摩擦力为，随盘一起转动，
此时所需向心力为，
大于它的最大静摩擦力，因此将做离心运动。