春晖高中校2022-2023学年高一下学期3月月考
物理试卷
考试时间：75分钟；满分 100分
第I卷（选择题）
本卷共11小题，每小题4分，共计44分。其中单选题只有一个选项符合题目要求，多选题有多项选项符合题目要求，全部选对得4分，选对但不全得2分，有选错得0分。
一、单选题
1．下列说法正确的是（ ）
A．曲线运动一定是变速运动
B．物体在恒力作用下不可能做曲线运动
C．两个直线运动的合运动一定是直线运动
D．物体只有受到方向时刻变化的力的作用才可能做曲线运动
2．甲沿着半径为R的圆周跑道匀速跑步，乙沿着半径为2R的圆周跑道匀速跑步，在相同的时间内，甲、乙各自跑了一圈，他们的角速度和线速度的大小分别为 、ω2和v1、v2，则( )
A．ω1＝ω2，v1＜v2 B．ω1＝ω2，v1＝v2
C．ω1＞ω2，v1＞v2 D．ω1＜ω2，v1＜v2
3．如图所示，下面关于物体做平抛运动时，它的速度方向与水平方向的夹角的正切随时间的变化图像正确的是（ ）
A．B．C．D．
4．如图所示，小物块A与水平圆盘保持相对静止，跟着圆盘一起做匀速圆周运动，关于A的受力情况，下列说法正确的是（ ）
A．受重力、支持力
B．受重力、支持力和指向圆心的摩擦力
C．受重力、支持力、与运动方向相同的摩擦力和向心力
D．受重力、支持力和与运动方向相反的摩擦力
5．如图所示，波轮洗衣机中的脱水筒在脱水时，衣服紧贴在筒壁上做匀速圆周运动。在运行脱水程序时，有一质量为m的硬币被甩到桶壁上，随桶壁一起做匀速圆周运动。重力加速度为g，则下列说法正确的是（ ）
A．硬币受4个力作用
B．桶壁对硬币的静摩擦力大小为
C．若增大脱水转速，则桶壁对硬币的静摩擦力增大
D．若增大脱水转速，桶壁对硬币的弹力减小
6．如图所示，AB杆以恒定角速度绕A点转动，并带动套在水平杆OC上的质量为M的小环运动，运动开始时，AB杆在竖直位置。则小环M的速度将（ ）
A．逐渐增大
B．先减小后增大
C．先增大后减小
D．逐渐减小
7．如图所示，在倾角为45°的斜面顶端a处以速度水平向右抛出一小球，恰好落在斜面底端P处；在P点正上方与a等高的b处以速度水平向左抛出另一小球，恰好垂直打在斜面上，不计空气阻力，则为（ ）
A． B．
C． D．
二、多选题
8．小船在静水中的速度是5m/s，一条河宽60m，河水流速为4m/s，下列说法正确的是（ ）
A．小船在河中运动的最大速度是9m/s
B．小船在河中运动的最小速度是3m/s
C．小船渡过河的最短时间是12s
D．小船渡过河的最小位移是80m
9．如图所示的四幅图表示的是有关圆周运动的基本模型，下列说法正确的是（ ）
A．如图a，低速行驶的汽车通过拱桥的最高点时重力提供向心力
B．如图b，两球做圆锥摆，摆球受到的合力的方向沿绳指向悬点
C．如图c，小球在光滑而固定的圆锥筒内做匀速圆周运动，合力指向运动轨迹的圆心
D．如图d，火车转弯超过规定速度行驶时，外轨对车轮的轮缘会有挤压作用
10．图甲是一对相互环绕旋转的质量不等的双黑洞系统，其示意图如图乙所示，双黑洞A、B在相互之间的万有引力的作用下，绕其连线上的O点做匀速圆周运动，若双黑洞的质量之比，则（ ）
A．黑洞A、B做圆周运动的角速度之比为
B．黑洞A、B做圆周运动的向心力大小之比为
C．黑洞A、B做圆周运动的半径之比为
D．黑洞A、B做圆周运动的线速度之比为
11．某质点在直角坐标xOy平面内运动，时质点位于x轴上。它在x方向的位置随时间变化的图像如图甲所示，在y方向的速度随时间变化的图像如图乙所示，则下列说法正确的是（ ）
A．时质点的速度大小为5m/s
B．时质点的位置坐标为（6m，5m）
C．0～2s内质点的位移大小为16m
D．该质点做匀变速曲线运动，且加速度大小为
第II卷（非选择题）
三、实验题（共计14分，每空2分）
12．用如图所示的实验装置来探究小球做圆周运动所需向心力的大小F与质量m、角速度和半径r之间的关系，转动手柄使长槽和短槽分别随变速塔轮匀速转动，槽内的球就做匀速圆周运动。横臂的挡板对球的压力提供了向心力，球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力套筒下降，从而露出标尺，标尺上的红白相间的等分格显示出两个小球所受向心力的比值。实验用球分为钢球和铝球，请回答相关问题：
（1）在某次实验中，某同学把两个质量相等的钢球放在A、C位置，A、C到塔轮中心距离相同，将皮带处于左右塔轮的半径不等的层上。转动手柄，观察左右标出的刻度，此时可研究向心力的大小与_______的关系。
A．质量m B．角速度 C．半径r
（2）在（1）的实验中，某同学匀速转动手柄时，左边标尺露出4个格，右边标尺露出1个格，则皮带连接的左、右塔轮半径之比为_______；其他条件不变，若增大手柄转动的速度，则左右两标尺示数的比值_______。（选填：变大、变小或不变）
13．小明用如图甲所示的装置“研究平抛运动及其特点”，他的实验操作是：在小球A、B处于同一高度时，用小锤轻击弹性金属片，使A球水平飞出，同时B球被松开。
（1）他观察到的现象是，小球A、B______（填“同时”或“先后”）落地。
（2）让A、B球恢复初始状态，用较大的力敲击弹性金属片，A球在空中运动的时间______（填“变长”“不变”其“变短”）。
（3）上述现象说明平抛运动的竖直分运动是______运动。
（4）然后小明用图乙所示方法记录平抛运动的轨迹，由于没有记录抛出点，如图丙所示，数据处理时选择A点为坐标原点（0，0），丙图中小方格的边长均为0.05m，g取，则小球运动中水平分速度的大小为______（结果保留两位有效数字）。
四、解答题（共计42分。14题12分，15题12分，16题18分。需要有过程和必要的文字说明，只给出结果不得分。）
14．2021年5月15日，我国发射的“天问一号”着陆火星表面，假设天问一号着陆前绕火星做匀速圆周运动，其周期为T，轨道半径为r，已知火星的半径为R，引力常量为G，不考虑火星自转的影响。求：
（1）火星的质量M；
（2）火星表面重力加速度大小。
15．如图所示，斜面倾角为θ，位于斜面底端A正上方的质量为m的小球以初速度v0正对斜面顶点B水平抛出，重力加速度为g，空气阻力不计，求：
（1）若小球以最小位移到达斜面，求小球到达斜面经过的时间为t；
（2）若小球垂直击中斜面，求小球到达斜面经过的时间为t。
16．如图所示，竖直平面内的圆弧形光滑轨道半径为，A端与圆心O等高，AD为与水平方向成角的斜面，B端在O的正上方，一个质量为的小球在A点正上方某处由静止开始释放，自由下落至A点后进入圆形轨道并能沿圆形轨到达B点，且到达B处时小球对圆弧轨道顶端的压力大小为。求：
（1）小球到B点时的速度大小？
（2）小球从B点运动到C点所用的时间？
（3）小球落到斜面上C点时的速度大小？参考答案：
1．A
【详解】A．曲线运动它的速度的方向一定是变化的，因速度的变化包括大小变化或方向的改变，所以曲线运动一定是变速运动，故A正确；
B．物体做曲线运动的条件是合力的方向与速度方向不在同一条直线上，但合外力不一定是变化的，如平抛运动，故B错误；
C．两个直线运动的合运动是什么样的运动，就看合成之后的合力是不是与合速度在同一条直线上，如水平方向上的匀速直线运动和竖直方向上的自由落体运动的合运动，也就是平抛运动就是曲线运动，故C错误；
D．物体做曲线运动的条件是合力的方向与速度方向不在同一条直线上，但力方向不一定变化，如平抛运动，故D错误。
故选A。
2．A
【详解】根据定义可知甲线速度的大小：，角速度为：，乙的线速度大小，角速度为：，由此可知：所以ω1=ω2，v1＜v2，故A正确， BCD错误．
3．B
【详解】根据速度的合成与分解可得
所以图像为过原点且斜率为正的倾斜直线，故选B。
4．B
【详解】物块A随圆盘一起做匀速圆周运动，受重力、支持力和指向圆心的静摩擦力，重力和支持力平衡，靠静摩擦力提供向心力，所以B正确，A、C、D错误。
故选B。
5．B
【详解】A．竖直方向，硬币受到重力和摩擦力作用处于平衡状态，水平方向受到桶壁的弹力提供向心力，故一共受到三个力作用，故A错误；
B．竖直方向，硬币受到重力和摩擦力作用处于平衡状态，则桶壁对硬币的静摩擦力大小为，故B正确；
C．增大脱水转速，不影响竖直方向的受力，静摩擦力依然等于硬币的重力，故C错误；
D．根据弹力提供向心力
增大脱水转速，桶壁对硬币的弹力增大，故D错误。
故选B。
6．A
【详解】设经过时间t，∠OAB＝ωt，则AM的长度为
则AB杆上小环M绕A点的线速度
将小环M的速度沿AB杆方向和垂直于AB杆方向分解，垂直于AB杆上分速度等于小环M绕A点的线速度v，则小环M的速度
v′＝
随着时间的延长，根据余弦函数特点，可知速度的变化率增大。
故选A。
7．C
【详解】根据题意，对于小球，设水平位移为，竖直位移为，下落时间为由平抛运动规律有
，，
解得
，
对于小球，设水平位移为，竖直位移为，下落时间为，如图所示
由平抛运动规律有
，，
可得
，
由几何关系可得
可得
则有
故选C。
8．AC
【详解】A．当船速与水速同向时，小船的合速度最大，最大为9m/s，故A正确；
B．当船速与水速相反时，小船的合速度最小，最小为1m/s，故B错误；
C．当船头垂直河岸时，小船过河时间最短，最短时间为
故C正确；
D．当船头与上游河岸夹角α满足
小船能垂直河岸过河，过河最小位移即为河宽60m，故D错误。
故选AC。
9．CD
【详解】A．图a中由于是低速行驶，则所需要的向心力小于重力，即由重力与地面的支持力的合力提供向心力，A错误；
BC．当小球做匀速圆周运动时，由小球所受外力的合力提供向心力，则图b与图c中小球受到的合力的方向应该指向圆周运动的圆心，即指向轨迹虚线圆的圆心，不是沿绳指向悬点，B错误，C正确；
D．火车转弯时，当以规定速度运行时，内外轨均没有挤压，由重力与支持力的合力提供向心力，如图所示
此时有
解得
如图d，火车转弯超过规定速度行驶时，有
此时单独由重力与支持力的合力已经不足以提供向心力，因此外轨对车轮的轮缘会有挤压作用，D正确。
故选CD。
10．AC
【详解】AC．由于二者绕连线上同一点做匀速圆周运动，二者角速度相等，又由彼此间的万有引力提供向心力，故有
解得
故AC正确；
B．由于二者由万有引力提供向心力，故二者圆周运动的向心力之比为，故B错误；
D．由线速度与角速度的关系可知，当角速度相同时，二者做圆周运动的线速度与半径成正比，故二者线速度之比为，故D错误。
故选AC。
11．BD
【详解】A．时质点在x方向的速度
y方向的速度
则此时质点的速度大小大于，故A错误；
B．时质点的位置坐标为
x=6m
即位置坐标（6m，5m），故B正确；
C．0~2s内质点在x方向的位移
x=4m
在y方向的位移
则合位移大小为
故C错误；
D．该质点在x方向做匀速直线运动，在y方向做匀加速运动，则合运动为匀变速曲线运动，且加速度大小为
故D正确。
故选BD。
12． B 1：2 不变
【详解】（1）[1]两球质量m相等、转动半径r相等，塔轮皮带边缘线速度大小相等，由于可知，塔轮角速度不同，即小球角速度不同，此时可研究向心力的大小与角速度的关系。
故选B。
（2）[2]左边标尺露出4个格，右边标尺露出1个格，则向心力之比为4：1，由
，
可知，小球的角速度之比为2：1，则皮带连接的左、右塔轮半径之比为1：2。
[3]由上一步的分析可知，其他条件不变，若增大手柄转动的速度，则左右两标尺示数的比值不变。
13． 同时 不变 自由落体 1.5
【详解】（1）[1] A球水平飞出做平抛运动，竖直方向上的分运动为自由落体运动，B球释放后做自由落体运动，两球竖直高度相同，根据
可知，两球同时落地。
（2）[2]由于A球水平飞出做平抛运动，竖直方向上的分运动为自由落体运动，根据
解得
用较大的力敲击弹性金属片，A的竖直高度不变，可知，A球在空中运动的时间不变。
（3）[3]上述现象说明平抛运动的竖直分运动是自由落体运动。
（4）[4] A点为抛出始点，根据图丙，在水平方向上相邻点迹之间的间距均为
可知相邻点迹之间的时间间隔相等，则竖直方向上有
其中
小球运动中水平分速度的大小
解得
14．（1）；（2）
【详解】（1）由万有引力提供向心力
解得
（2）由重力等于万有引力
联立解得
15．（1）；（2）
【详解】（1）小球以最小位移到达斜面时即位移与斜面垂直，位移与竖直方向的夹角为θ，则
解得
（2）小球垂直击中斜面时，速度与竖直方向的夹角为θ，则
解得
16．（1）；（2）；（3）
【详解】（1）小球到达B处时小球对圆弧轨道顶端的压力大小为，在B点由重力和轨道的支持力提供向心力，则有
又
联立解得小球到B点时的速度大小为
（2）小球离开B点后做平抛运动，小球落到C点时，根据平抛运动规律得
解得小球从B点运动到C点所用的时间为
（3）小球落在斜面上C点时竖直分速度为
小球落到C点的速度大小为
答案第1页，共2页
