2023-2024学年山东省莱西市第一中学高一（下）开学考试物理试卷（含解析）

2023-2024学年山东省莱西市第一中学高一（下）开学考试物理试卷
一、单选题：本大题共8小题，共32分。
1.关于曲线运动，下列说法正确的是( )
A. 两个直线运动的合运动一定是直线运动 B. 曲线运动一定是变速运动
C. 物体在恒力作用下的运动一定是直线运动 D. 做曲线运动的物体的加速度一定变化
2.下列说法正确的是
( )
A. 速度方向改变的运动一定是曲线运动
B. 两个匀变速直线运动的合运动一定是匀变速直线运动
C. 曲线运动一定是变加速运动
D. 力与速度方向的夹角为锐角时，物体做加速曲线运动
3.如图所示，在一段封闭的光滑细玻璃管中注满清水，水中放一个由蜡做成的小圆柱体。从坐标原点以速度匀速上浮的同时，玻璃管沿轴正方向做初速度为的匀加速直线运动，时小圆柱体的速度为。下列说法正确的是( )
A. 小圆柱体做匀加速直线运动
B. 小圆柱体的加速度是
C. 内小圆柱体沿轴方向的位移为
D. 该时刻小圆柱体到坐标原点的距离为
4.曲柄连杆机构是发动机的主要运动机构，其功能是将活塞的往复运动转变为曲轴的旋转运动，从而驱动汽车车轮转动，其结构示意图如图所示。曲轴可绕固定的点自由转动，连杆两端分别连接曲轴上的点和活塞上的点，若曲轴绕点做匀速圆周运动，转速，。下列说法正确的是( )
A. 活塞在水平方向上做匀速直线运动
B. 当竖直时，活塞的速度为
C. 当与共线时，活塞的速度为
D. 当与垂直时，活塞的速度为
5.在“探究平抛运动的特点”的实验中，用如图所示装置描绘轨迹。实验前，将斜槽的末端调节水平，再将一张白纸和复写纸固定在背板上。是可上下调节的一个水平放置的挡板，挡板与背板之间成“”夹角。钢球飞出后落到上，就会挤压复写纸留下痕迹。上下调节挡板，通过多次实验，在白纸上记录钢球所经过的多个位置。关于实验过程，下列说法正确的是( )
A. 钢球可以从斜槽上不同位置由静止释放
B. 重垂线只是用来检验背板是否竖直
C. 白纸固定在复写纸的外面
D. 在描出的轨迹上，从抛出点开始依次取竖直方向比值为的三段位移，则对应水平方向的三段位移之比接近
6.某同学在篮球场上锻炼身体，一次投篮时篮球恰好垂直打在篮板上，设篮球撞击篮板处与抛出点的竖直距离为，水平距离为，篮球抛出时速度与地面的夹角为，大小为，则下列判断正确的是( )
A. B. C. D.
7.如图所示，在斜面顶端先后水平抛出同一小球，第一次小球落到斜面中点，第二次小球落到斜面底端，从抛出到落至斜面上忽略空气阻力( )
A. 两次小球运动时间之比
B. 两次小球运动时间之比
C. 两次小球抛出时初速度之比
D. 两次小球抛出时初速度之比
8.如图所示，、两小球分别从半圆轨道顶端和斜面顶端以大小相等的初速度同时水平抛出，已知半圆轨道的半径与斜面竖直高度相等，斜面底边长是其竖直高度的倍，若小球能落到半圆轨道上，小球能落到斜面上，则下列说法不正确的是
A. 球可能先落在半圆轨道上 B. 球可能先落在斜面上
C. 两球可能同时落在半圆轨道上和斜面上 D. 球可能垂直落在半圆轨道上
二、多选题：本大题共4小题，共16分。
9.如图所示，人在岸上拉船，已知船的质量为，水的阻力恒为，当轻绳与水平面的夹角为时，人以速度匀速向左运动，此时人的拉力大小为，则此时
( )
A. 船的速度为 B. 船的速度为
C. 船将匀加速靠岸 D. 船的加速度为
10.如图所示，从倾角为的足够长的斜面上点以速度水平抛出一个小球，落在斜面上某处点，小球落在斜面上的速度与斜面的夹角为。若把水平抛出的初速度变为，则下列说法正确的是( )
A. 夹角将变大
B. 夹角将变小
C. 小球在空中的运动时间变为原来的倍
D. 小球在空中运动的水平距离一定变为原来的倍
11.如图所示，一个半径为的半圆柱体放在水平地面上，一小球从圆柱体左端点正上方的点水平抛出小球可视为质点，恰好从半圆柱体的右上方点掠过。已知为半圆柱体侧面半圆的圆心，与水平方向夹角为，，，不计空气阻力，重力加速度取，则( )
A. 小球从点运动到点所用时间为 B. 小球从点运动到点所用时间为
C. 小球做平抛运动的初速度为 D. 小球做平抛运动的初速度为
12.如图所示，将小球从斜面的顶端以不同的初速度沿水平方向抛出，落在倾角一定、足够长的斜面上．不计空气阻力，下列说法正确的是( )
A. 小球落到斜面上时的速度方向与初速度无关
B. 小球落到斜面上时的速度大小与初速度的大小成正比
C. 小球运动到距离斜面最远处所用的时间与初速度的大小无关
D. 当用一束平行光垂直照射斜面时，小球在斜面上的投影做匀速运动
三、实验题：本大题共2小题，共18分。
13.如图为一小球做平抛运动时用闪光照相的方法获得的相片的一部分，图中背景小方格的边长为，取，则：
闪光周期_____；图中点____平抛的起点。选填“是”或“不是”；
小球运动的初速度_____；
小球过点的速度_____。
14.某实验小组用图所示装置进行“研究平抛运动”实验。
实验操作时每次须将小球从轨道同一位置无初速度释放，目的是使小球抛出后________。
A.只受重力 轨迹重合
C.做平抛运动 速度小些，便于确定位置
关于该实验的一些做法，不合理的是________。
A.使用密度大、体积小的球进行实验
B.斜槽末端切线应当保持水平
C.建立坐标系时，以斜槽末端端口位置作为坐标原点
D.建立坐标系时，利用重垂线画出竖直线，定为轴
由于忘记记下小球做平抛运动的起点位置，该小组成员只能以平抛轨迹中的某点作为坐标原点建立坐标系，并标出、两点的坐标，如图所示。根据图示数据，可求出小球做平抛运动的初速度为________。取
另一实验小组该同学在轨迹上选取间距较大的几个点，测出其坐标，并在直角坐标系内绘出了图像，此平抛物体的初速度，则竖直方向的加速度________结果保留位有效数字
四、计算题：本大题共4小题，共40分。
15.一只船匀速横渡一条河，当船身垂直河岸航行时，在出发后到达下游处。若船身保持与河岸成角向上游航行，出发后到达正对岸。求：
水流速度的大小。
船在静水中的速度的大小。
16.一辆车通过一根跨过定滑轮的轻绳子提升一个质量为的重物，开始车在滑轮的正下方，绳子的端点离滑轮的距离是。车由静止开始向左做匀加速运动，此时各段绳子刚好伸直，经过时间绳子与水平方向的夹角为，如图所示，求：
车向左运动的加速度的大小；
重物在时刻速度的大小。
17.在“探究平抛运动的特点”的实验中，某同学记录了运动轨迹上的三个点、、，如图所示。以点为坐标原点建立坐标系，各点的坐标值已在图中标出。求：
小球做平抛运动的初速度大小；
小球做平抛运动的初始位置坐标。
18.跳台滑雪是一项勇敢者的运动，运动员穿专用滑雪板，在滑雪道上获得一定速度后从跳台飞出，在空中飞行一段距离后着陆。现有某运动员从跳台处沿水平方向飞出，在斜坡处着陆，如图所示。测得、间的距离为，斜坡与水平方向的夹角为，试计算运动员在处的速度大小和在空中飞行的时间。不计空气阻力，取有兴趣的同学可以计算一下运动员在空中离坡面的最大距离。
答案和解析
1.【答案】
【解析】A.两个直线运动的合运动不一定是直线运动，比如平抛运动，水平方向是匀速直线运动，竖直方向是自由落体运动，合运动为匀变速曲线运动，故A错误；
B.曲线运动的速度方向时刻发生变化，则曲线运动一定是变速运动，故B正确；
C.物体在恒力作用下，如果恒力方向与速度方向不在同一直线上，物体做曲线运动，故C错误；
D.做曲线运动的物体的加速度不一定变化，比如平抛运动的加速度为重力加速度，加速度恒定不变，故D错误。
故选B。
【分析】曲线运动的速度方向时刻发生变化，平抛运动只受重力，加速度不变，水平方向是匀速直线运动，竖直方向是自由落体运动，可以用平抛运动判断相关选项。
2.【答案】
【解析】【分析】
物体运动轨迹是曲线的运动，称为“曲线运动”。当物体所受的合外力和它速度方向不在同一直线上，物体就是在做曲线运动；判断合运动是直线运动还是曲线运动，关键看合速度的方向和合加速度的方向是否在同一条直线上。
本题关键是对质点做曲线运动的条件的考查，匀速圆周运动，平抛运动等都是曲线运动，对于它们的特点要掌握住。
【解答】
A.速度的方向发生变化的运动不一定是曲线运动，如往返直线运动，故A错误；
B.两个匀变速直线运动合成，若合速度的方向与合加速度的方向在同一条直线上，合运动是直线运动；若合速度的方向与合加速度的方向不在同一条直线上，合运动是曲线运动，故B错误；
C.曲线运动不一定是变加速运动，如平抛运动是匀变速运动，故C错误；
D.力与速度不共线时，将力沿切线方向和半径方向正交分解，沿切线方向分量改变速度的大小，沿半径方向的分量改变速度的方向，当力与速度方向的夹角为锐角时，物体做加速曲线运动，故D正确。
故选D。
3.【答案】
【解析】【分析】本题考查两个直线运动的合成，本题要求能明确物体在、方向的运动规律，根据运动的合成与分解规律分析解题。
【解答】小圆柱沿轴方向做匀速直线运动，轴方向上做初速度为的匀加速直线运动，合运动为匀变速曲线运动，A错误
由，可得时，，由，可得，B正确
由，可得，C错误
内轴上的位移为，小圆柱体到坐标原点的距离，D错误。
4.【答案】
【解析】【分析】
本题考查运动的合成与分解、牵连速度这些知识点；按照效果分解，实际速度是合速度，是平行四边形的对角线，根据三角函数求解。
根据运动的合成与分解，把、点的速度分解为沿杆和垂直于杆方向，用三角函数代入即可求解。
【解答】
A.根据题意，活塞可沿水平方向往复运动，故A错误；
B.由公式可得，点线速度为，将点和活塞的速度沿杆和垂直杆分解，如图所示：
由几何关系有可得，故 B正确；
C.同理可知，点在沿杆方向的分速度是，所以活塞的速度为，或者活塞在最右端，所以速度为，故C错误；
D.同理可知，点的速度沿杆方向，活塞的速度分解如图：
所以，，
由几何关系得，，可得，故D错误。
5.【答案】
【解析】解：、为了保证钢球每次平抛运动的初速度相等，让钢球每次从斜槽的同一位置由静止释放，故A错误；
B、重锤线不仅可以检验背板是否竖直，还可以在探究平抛运动特点时作轴，故B错误；
C、白纸应固定在复写纸的里面，故C错误；
D、在描出的轨迹上，从抛出点开始依次取竖直方向比值为：：的三段位移，根据初速度为零的匀加速直线运动推论知，这三段位移所用的时间相等，水平方向上做匀速直线运动，则对应水平方向的三段位移之比为：：，故D正确。
故选：。
保证小球做平抛运动必须通过调节使斜槽的末端保持水平，因为要画同一运动的轨迹，必须每次释放小球的位置相同，且由静止释放，以保证获得相同的初速度，实验要求小球滚下时不能碰到木板平面，避免因摩擦而使运动轨迹改变，最后轨迹应连成平滑的曲线。
解决平抛实验问题时，要特别注意实验的注意事项。在平抛运动的规律探究活动中不一定局限于课本实验的原理，要注重学生对探究原理的理解，知道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。
6.【答案】
【解析】【分析】
篮球垂直打在篮板上，采用逆向思维，篮球做平抛运动，结合平抛运动的规律求出篮球抛出时的速度大小和方向。
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，结合运动学公式灵活求解，基础题。
【解答】
采用逆向思维，篮球做平抛运动，根据得，，则篮球撞在篮板上的速度，可知抛出时竖直分速度，
根据平行四边形定则知，篮球抛出时的速度，故D正确，C错误；
抛出时速度与地面夹角的正切值，解得，故A、B错误。
故选D。
7.【答案】
【解析】解：、根据得，，两小球下落的高度之比为：，则两次小球运动的时间之比为，故A、B错误。
C、根据知，两小球水平位移之比为：，时间之比为，则初速度之比为：，故C正确，D错误。
故选：。
根据下降的高度之比，结合位移时间公式求出运动的时间之比，结合水平位移和时间之比求出两次抛出小球的初速度之比．
解决本题的关键知道平抛运动在水平方向上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．
8.【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，将圆轨道和斜面重合在一起进行分析比较，即可得出正确答案。
本题考查平抛运动比较灵活，学生容易陷入计算比较的一种错误方法当中，不能想到将半圆轨道和斜面轨道重合进行分析比较。
【解答】
解：将圆轨道和斜面轨道重合在一起，如图所示：
交点为，初速度合适，可知小球做平抛运动落在点，则运动的时间相等，即同时落在半圆轨道和斜面上；若初速度不适中，由图可知，可能小球先落在斜面上，也可能先落在圆轨道上；
若球垂直落在半圆轨道上，根据几何关系知，速度方向与水平方向的夹角是位移与水平方向的夹角的倍，而在平抛运动中，某时刻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，两者相互矛盾，所以球不可能垂直落在半圆轨道上，故ABC正确，D错误。
本题选择错误的，故选D。
9.【答案】
【解析】【分析】
本题考查了运动的合成与分解；解决本题的关键是知道船运动的速度是沿绳子收缩方向的速度和绕定滑轮的摆动速度的合速度，并掌握受力分析与理解牛顿第二定律。
绳子收缩的速度等于人在岸上的速度，连接船的绳子端点既参与了绳子收缩方向上的运动，又参与了绕定滑轮的摆动，根据船的运动速度，结合平行四边形定则求出人拉绳子的速度，及船的加速度。
【解答】
船运动的速度是沿绳子收缩方向的速度和绕定滑轮的摆动速度的合速度，如图所示，根据平行四边形定则有解得船的速度为船靠岸过程，增大，减小，则有船的速度增大，故B正确，A错误；
对小船受力分析，如图所示
根据牛顿第二定律，有可得船的加速度大小为，因增大，减小，不恒定，故C错误，D正确。
故选BD
10.【答案】
【解析】解：根据得，小球在空中运动的时间，因为初速度变为原来的倍，则小球运动的时间变为原来的倍，故C正确；
速度与水平方向的夹角的正切值，因为不变，则速度与水平方向的夹角不变，可知不变，与初速度无关，故AB错误；
D.的间距，初速度变为原来的倍，则的间距变为原来的倍，小球在空中运动的水平距离一定变为原来的倍，故D正确。
小球落在斜面上，根据竖直位移与水平位移的关系求出小球在空中的运动时间，从而得出间的变化．结合速度方向与水平方向夹角正切值和位移与水平方向夹角正切值的关系，判断夹角与初速度的关系．
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，知道某时刻速度方向与水平方向夹角正切值是位移与水平方向夹角正切值的倍这一结论．
11.【答案】
【解析】【分析】
根据平抛运动速度与水平方向夹角的正切值等于位移与水平方向夹角正切值的倍，以及根据几何关系求出水平位移，从而求出竖直方向上的位移，根据竖直方向的位移公式求出平抛运动的时间；根据水平方向的位移公式求出初速度。
解决本题的关键掌握平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，抓住速度方向，结合位移关系、速度关系进行求解。
【解答】
小球做平抛运动，飞行过程中恰好与半圆轨道相切于点，知速度与水平方向的夹角为，设位移与水平方向的夹角为，则有：，因为，，解得，根据得，，故A正确，B错误；
小球平抛运动的初速度，故C正确，D错误。
故选AC。
12.【答案】
【解析】【分析】
平抛运动某时刻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，抓住位移的方向相同，判断速度方向的关系。
根据竖直位移和水平位移的关系得出时间的表达式，从而比较运动的时间，结合速度时间公式求出竖直分速度，根据平行四边形定则求出速度的大小，从而得出动能的表达式，分析动能与初速度的关系。
将小球的运动分解垂直斜面方向和沿斜面方向，结合受力和分速度，分析在两个方向上的运动规律，从而得出小球投影的运动规律。
该题考查运动的合成与分解内容，掌握矢量的合成法则，理解离斜面最远时，垂直斜面方向的速度为零，此时速度方向与斜面平行。
【解答】
A.因为平抛运动某时刻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，小球落在斜面上位移的方向相同，则速度方向相同，故A正确；
B.对小球 小球落在斜面上竖直分速度为
根据平行四边形定则知，可知落在斜面上的速度
可知小球落到斜面上时的速度大小与初速度的大小成正比，故B正确；
C.当小球的速度方向与斜面平行时，距离斜面最远；将速度分解成平行与垂直斜面方向，垂直斜面方向先匀减速直线运动，后匀加速直线运动；当小球的速度方向与斜面平行时垂直斜面方向的分速度等于，设斜面的倾角为，则时间所用的时间与初速度的大小有关，故C错误；
D.将速度和重力加速度分解成平行与垂直斜面方向，平行斜面方向运动是匀加速直线运动，而垂直斜面方向先匀减速直线运动，后匀加速直线运动，可知小球在斜面上的投影加速移动，故D错误
13.【答案】 ； 不是； ；
【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，根据竖直方向上连续相等时间内的位移之差是一恒量求出相等的时间间隔，结合水平位移和时间求出小球的初速度．根据竖直方向上某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出点竖直分速度。
解决本题的关键知道平抛运动在水平方向上和竖直方向上的运动规律，结合运动学公式和推论灵活求解。
【解答】
根据可得：
因与竖直位移之比为，不是从开始的连续奇数比，可知点不是平抛的起点位置；
初速度：
通过点的竖直速度：
则：。
14.【答案】；；；。
【解析】【分析】
在实验中让小球在固定斜槽滚下后，做平抛运动，记录下平抛后运动轨迹．然后在运动轨迹上标出特殊点，对此进行处理，从而能求出小球抛出初速度及其它速度．所以在实验时必须确保抛出速度方向是水平的，同时固定的斜槽要在竖直面。
该实验成功的关键是，确保小球每次抛出的初速度相同，而且初速度是水平的，因此实验过程中要特别注意这两点。
平抛运动在竖直方向做自由落体运动，根据，求出，物体在水平方向做匀速直线运动，根据，即可求出平抛运动的初速度。
根据平抛运动的规律分别在水平方向和竖直方向列出运动学公式，联立得到，然后分析图像的斜率所代表的物理意义即可解题。
关于平抛运动实验要掌握实验的注意事项、实验步骤、实验原理，要亲自动手实验，体会实验步骤和注意事项，注意第二问，选择错误的，同时注意实验中关键是要水平抛出，及受到空气阻力要较小。
【解答】
因为要画同一运动的轨迹，必须每次释放小球的位置相同，且由静止释放，以保证获得相同的初速度，抛出后轨迹重合，故B正确；
使用密度大，体积小的球进行实验时，受到空气阻力较小，可以忽略．故A正确；
B.斜槽末端切线应当保持水平，从而确保做平抛运动，故B正确；
C.建立坐标系时，因为实际的坐标原点为小球在末端时球心在白纸上的投影，以斜槽末端端口位置为坐标原点，使得测量误差增大，故C错误；
D.建立坐标系，利用重锤线画出竖直线，定为轴，故D正确；
选择错误的，故选C。
由于物体在竖直方向做自由落体运动，故在竖直方向有，
由图可知，
将，代入解得，
物体在水平方向做匀速直线运动故，将代入解得。
平抛运动水平方向，竖直方向，联立解得，则图像的斜率，解得，根据图像，代入解得．
15.【答案】解：船身垂直河岸时，水速
船身垂直河岸时，，
轨迹垂直河岸时，，，可求得。

【解析】解决本题的关键知道分运动与合运动具有等时性，各分运动具有独立性，互不干扰，注意列出方程组，从而求解是解题的基本思路。
将船的运动分解为垂直于河岸和沿河岸方向，抓住分运动与合运动具有等时性求出河的宽度。
16.【答案】解：
汽车在时间内向左走的位移为：，
由匀加速直线运动位移时间公式得：，
联立解得：；
此时汽车的速度为：，
由运动的合成与分解可知，汽车速度沿绳的分速度与重物的速度相等，
即：，解得：。

【解析】本题考查了运动的合成与分析，由匀变速直线运动位移时间公式求解加速度，再由运动的合成与分解将汽车的速度分解到沿绳和垂直绳的方向上的分速度，沿绳方向的分速度等于物体上升的速度。
由匀变速直线运动位移时间公式，结合几何知识求解加速度；
由运动的合成与分解将汽车的速度分解到沿绳和垂直绳的方向上的分速度，沿绳方向的分速度等于物体上升的速度。
17.【答案】解：由题图可知，小球在段、段水平位移相等，而小球在水平方向做匀速运动，
因此小球在这两段的运动时间．
小球在竖直方向做匀加速运动，
由
得 ，
小球在水平方向上做匀速运动，
有 ．
由于小球在竖直方向上做匀加速直线运动，小球在点的竖直分速度大小等于在段竖直方向平均速度的大小．
设小球从抛出点到点历时为，有

小球从抛出点到点历时：

因此，
代入数据解得： ，
代入数据解得：
故点坐标值为 ， ．
答：小球平抛初速度的大小 ；
小球做平抛运动的初始位置坐标 ， ．
【解析】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．根据竖直方向上相邻相等时间内的位移之差是一恒量求出相等的时间间隔，根据水平位移求出小球的初速度．
根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出点竖直方向上的分速度，从而求出抛出点运动到点的时间，结合水平方向和竖直方向上的运动规律求出水平位移和竖直位移，从而求出小球抛出点的坐标
解决本题的关键掌握平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，结合运动学公式和推论进行求解．
18.【答案】解：运动员从点做平抛运动，竖直位移为：
竖直方向上，
解得空中飞行时间为：
水平位移为：
水平方向上，
解得：
根据运动的合成与分解知识可知，
运动员运动方向与斜面平行时，离坡面最远。
解得运动时间为：
采用正交分解法，将该运动分解在沿斜面和垂直于斜面两个方向上，建立坐标系，则在沿斜面方向轴上运动员做匀加速直线运动，垂直斜面方向上轴做匀减速直线运动，有：
，
设最远距离为，则有：
解得：
【解析】本题主要考查平抛运动与斜面相结合的问题，解题的关键知道平抛运动的基本规律以及相关推论。
运动员从点做平抛运动，根据平抛运动的基本规律求出离开斜面后再次回到斜面的总时间，运动员运动方向与斜面平行时，离坡面最远，据此进行列式求解。
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