河南省周口市鹿邑县2023-2024学年高一下学期3月同步月考测试卷（一）物理试题（含解析）

鹿邑县2023-2024学年高一下学期3月同步月考测试卷（一）
物理
测试模块：必修第二册
考生注意：
1．本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分，考试时间75分钟。
2．答题前，考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。
3．考生作答时，请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效。
4．本卷命题范围：抛体运动、圆周运动。
一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分．每小题只有一个选项符合题目要求．
1．如图所示是足球比赛过程中运动员踢出的“香蕉球”的情境示意图．下列说法正确的是（ ）
A．足球在空中运动过程中，可能处于平衡状态
B．足球在空中运动时的速度方向沿运动轨迹的法线方向
C．足球在空中运动过程中，速度方向与加速度方向在同一条直线上
D．足球在空中运动过程中，所受合力的方向指向运动轨迹弯曲的内侧
2．下雨天，缓慢匀速旋转伞柄，雨伞边缘上的某水滴做匀速圆周运动，当突然增大转速，该水滴做离心运动脱离雨伞．关于该水滴，下列说法正确的是（ ）
A．做匀速圆周运动过程中，加速度不变
B．做匀速圆周运动过程中，角速度不变
C．做匀速圆周运动过程中，合外力不变
D．做离心运动是由于合外力大于所需向心力
3．如图所示，堤坝倾角为53°，一小朋友在安全地带，以的水平速度扔出一个小石子，小石子恰好扔到水中．小石子离开手的位置距离地面1.4m．重力加速度g取，，则堤坝离水面高度H为（ ）
A．3.6m B．2.4m C．4.8m D．6.4m
4．如图所示，当小车A向左运动，B物体向上做匀速直线运动．图示时刻，小车A的速度大小为v．下列说法正确的是（ ）
A．小车A向左以速度v做匀速直线运动 B．图示时刻，B物体的速度为vcosθ
C．绳子对B的拉力大于B的重力 D．绳子对A的拉力大小将变大
5．如图所示，武装直升机解救士兵之后，水平向右做匀速直线运动，机内人员将士兵匀加速提升到直升机内，提升过程中轻绳总保持竖直方向，士兵与绳子没有相对运动．不计空气阻力，直升机及舱内人员质量为M，士兵质量为m，重力加速度为g．在士兵进入直升机之前，以下说法正确的是（ ）
A．士兵可能做直线运动 B．士兵的实际速度大小可能不变
C．空气对直升机的“升力”大于 D．绳子对士兵拉力等于mg
6．如图所示，高度为的长方体平台与倾角为θ的斜面体都固定在水平地面上，长方体和斜面体的下端紧挨在一起，小球以水平初速度v离开平台，最后垂直打在斜面上．已知，重力加速度大小g取，不计空气阻力，则v的大小为（ ）
A．2m/s B．5m/s C．8m/s D．10m/s
7．如图所示，地球绕地轴做匀速圆周运动，在A、B两点有两个物体，其中B物体在赤道，A物体在北半球，A、B相对于地面静止，A、B两物体的质量之比为1∶2．图中，，下列说法正确的是（ ）
A．A、B两物体的周期之比是1∶2
B．A、B两物体的线速度之比是1∶1
C．A、B两物体的向心加速度大小之比是
D．A、B两物体的向心力大小之比是3∶8
二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分．每小题有多个选项符合题目要求．全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分．
8．河面宽度为90m，河水流速为，小船在静水中的速度恒为，则下列说法正确的是（ ）
A．小船渡河的最短位移大于90m
B．若小船船头始终与河岸垂直，渡河位移最小
C．若要使小船渡河位移最短，则需使船头与上游河岸的夹角为
D．若小船船头始终与河岸成某一角度，河水流速突然增大，渡河所需时间不变
9．如图所示，固定在水平面上的光滑斜面的倾角，斜面长，宽，一小球（可视为质点）从顶端B处水平向左射入，沿图中轨迹到达斜面底端A点，重力加速度g取．则下列说法正确的是（ ）
A．小球在斜面上运动的加速度大小为
B．小球在B点的速度大小为4m/s
C．小球从B运动到A的过程中速度、加速度不断变化
D．小球从B运动到A的过程中，速度变化量大小为10m/s
10．如图甲所示，竖直平面内固定有一光滑的圆环，圆心为O，半径为R．小球穿过圆环，绕圆心O做圆周运动．某同学使用传感器记录下小球运动到最高点时圆环与小球间弹力F，以及在最高点的速度v，图乙为图像，重力加速度g取，则（ ）
A．小球的质量为1.5kg
B．固定圆环的半径R为0.3m
C．当时，小球受到圆环弹力大小为5N，方向竖直向上
D．当时，小球受到圆环弹力大小为17.5N，方向竖直向下
三、非选择题：本题共5小题，共54分．
11．（6分）如图所示的装置为向心力演示器，可以探究向心力大小与哪些因素有关．匀速转动手柄1，可以使变速塔轮2和3以及长槽4和短槽5随之匀速转动，槽内的小球也随着做匀速圆周运动．使小球做匀速圆周运动的向心力由横臂6的挡板对小球的支持力提供．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7下降，从而露出标尺8．根据标尺8上露出的红白相间等分标记，可以粗略计算出两个球所受向心力的比值．
（1）在研究向心力的大小F与质量m、角速度ω和半径r之间的关系时，我们主要用到了物理学中_______．（填正确答案标号）
A．理想实验法 B．等效替代法 C．控制变量法
（2）通过本实验可以得到的结论有_______．（填正确答案标号）
A．在质量和半径一定的情况下，向心力的大小与角速度成反比
B．在半径和角速度一定的情况下，向心力的大小与质量成正比
C．在质量和半径一定的情况下，向心力的大小与角速度成正比
D．在质量和角速度一定的情况下，向心力的大小与半径成反比
（3）在一次实验中，一同学把两个质量相等的小球分别放在两个卡槽内，将皮带连接在左、右塔轮半径之比为2∶1的塔轮上，实验中匀速转动手柄1时，得到左、右标尺露出的等分格数之比约为1∶2，则左、右两小球做圆周运动的半径之比为_______．
12．（8分）高中课外兴趣小组在做“研究平抛物体的运动”实验中，准备了以下实验器材：图钉、铅笔、弧形斜槽、小球、薄木板、铁架台、重垂线．
（1）实验过程还需要下列器材中的_______．（填正确答案标号）
A．刻度尺 B．天平 C．白纸 D．秒表
（2）图甲是“研究平抛物体的运动”的实验装置简图，关于实验中的操作及要求，下列说法正确的是_______．（填正确答案标号）
A．斜槽轨道末端可以不水平 B．斜槽轨道不必光滑
C．本实验不需要平衡摩擦力 D．小球每次不用从斜槽上同一高度释放
（3）小球离开斜槽末端后，在水平方向上做的是_______．（填正确答案标号）
A．匀速直线运动 B．匀变速直线运动 C．变加速直线运动 D．曲线运动
（4）如图乙所示，为一次实验记录中的一部分，图中背景方格的边长表示实际长度8mm．从图像上分析，记录间隔________s；小球做平抛运动的水平初速度大小是_______m/s，小球从抛出运动到B点时，已经在空中飞行了_______s．（此问g取）
13．（12分）如图所示，天花板上的P点系一轻质细线，细线的另一端拴一个可视为质点的小球，细线的长度为L，小球的质量为m，重力加速度为g．让小球在水平面内做圆周运动，细线跟竖直方向的夹角为θ．求：
（1）细线上拉力大小T；
（2）小球做圆周运动的角速度和线速度的大小．
14．（12分）如图所示，沙滩排球比赛中，球员将球在边界中点正上方沿中线水平向右击出，空气阻力忽略不计．
（1）若球刚好过网落在对方场地中间位置，求击球高度H与球网高度h之比；
（2）若已知击球高度、球网高度、半个球场的长度x，重力加速度为g，球既不出界又不触网，求其初速度大小的范围．
15．（16分）投石机是古代重要的攻城武器，其简化图如图所示．将石块放在长臂A端的半球形凹槽内，在短臂B端挂上质量的重物，将A端拉至地面然后突然释放，石块过最高点P时就被水平抛出．假设转轴O到地面的距离，石块从最高点飞出时距敌方城墙水平距离，城墙高度，城墙厚度．不计空气阻力，重力加速度g取．
（1）若石块恰能打在城墙的左侧顶端，求石块打到城墙时的速度大小；
（2）若石块能击中城墙，求B端摆至最低点时，短臂受到的拉力大小的范围．
鹿邑县2023-2024学年高一下学期3月同步月考测试卷（一）
物理
参考答案、提示及评分细则
1．D 足球在空中运动过程中，所受合力不为零，不可能处于平衡状态，选项A错误；足球在空中运动时的速度方向沿运动轨迹的切线方向，选项B错误；足球被踢出去之后，受到重力和空气的作用力，其运动轨迹是一条曲线，其初速度与加速度方向不在同一条直线上，选项C错误；足球做曲线运动时，其所受合力的方向指向运动轨迹的内侧，选项D正确．
2．B 做匀速圆周运动的物体向心加速度和向心力大小不变，方向时刻变化，而物体的角速度大小和方向都不变，选项A、C错误，B正确；物体做离心运动是由于合外力不足以提供向心力，选项D错误．
3．A 根据平抛运动规律有，又，联立解得，选项A正确．
4．B 将小车的速度沿着绳和垂直于绳正交分解，根据几何关系可得B物体的速度为，小车向左运动时，θ减小，v也将小，A不是做匀速运动，选项A错误，B正确；B物体速度不变，绳子对A和B拉力均等于B的重力，选项C、D错误．
5．C 在士兵进入直升机之前，士兵匀加速上升，士兵做曲线运动，选项A错误；士兵的实际速度大小变大，选项B错误；士兵匀加速上升，空气对直升机的“升力”大于，绳子对士兵拉力大于mg，选项C正确，D错误．
6．D 设小球做平抛运动的运动时间为t，水平位移为x，竖直位移为y，由平抛运动规律可得水平位移，竖直位移，由几何关系可得，且，已知，解得，选项D正确．
7．C A、B同轴转动角速度相等，即，周期之比为1∶1，选项A错误；令地球的半径为R，则A的半径为，根据，可得A、B的线速度之比是，选项B错误；根据向心加速度公式，可得，选项C正确；根据向心力公式，可得A、B的向心力之比是，选项D错误．
8．CD 因为小船在静水中的速度大于河水流速，所以小船可以垂直河岸渡河，最短位移为90m（河面宽度），设船头与上游河岸的夹角为α，则，选项A错误，C正确；若小船的船头始终与河岸垂直，渡河所需时间最短，渡河位移不是最小，选项B错误；根据运动的独立性，渡河途中河水流速增大，渡河所需时间不变，选项D正确．
9．BD 对小球受力分析，受到重力和斜面的支持力，根据牛顿第二定律，可得，解得，方向沿斜面向下，选项A错误；小球从B到A做类平抛运动，设球从B点水平射入时的速度为，从B运动到A所用时间为t；水平方向有，沿斜面向下方向有，联立解得，选项B正确；小球从B运动到A运动过程中，加速度不变，选项C错误；小球从B运动到A运动过程中，速度变化量为，选项D正确．
10．BC 以向下为正方向，小球在最高点根据牛顿第二定律有，整理得，图像纵坐标的截距为，可得小球的质量为，图像的斜率为，解得轻质杆长为，选项A错误，B正确；当时，小球受到的弹力，故小球受到的弹力方向竖直向上，且大小等于5N，选项C正确；当时，小球受到的弹力，故小球受到的弹力方向竖直向下，且大小等于12.5N，选项D错误．
11．（1）C （2）B （3）2∶1
解析：（1）研究向心力与各物理量的关系，主要用到控制变量法，选项C正确．
（2）根据向心力的公式可知，在质量和半径一定的情况下，向心力的大小与角速度的平方成正比，选项A、C错误；根据向心力的公式，在半径和角速度一定的情况下，向心力的大小与质量成正比，选项B正确；根据向心力的公式，在质量和角速度一定的情况下，向心力的大小与半径成正比，选项D错误．
（3）左右两塔轮属于皮带传动，其线速度大小相同，而半径之比为2∶1，根据线速度与角速度之间的关系，可得两个塔轮转动的角速度之比为，而根据题意可知，则可得．
12．（1）AC （2）BC （3）A （4）0.040.60.08
解析：（1）除所给器材外，还需要刻度尺测量长度，需要白纸作图．由于实验不需要测量小球的质量以及运动的时间，故不需要天平、秒表，选项A、C正确．
（2）为了保证小球离开斜槽轨道后做平抛运动，需调节使斜槽轨道的末端水平，选项A错误；为了保证小球每次平抛的初速度大小相等，应使小球每次均从斜槽的同一位置由静止开始下滑，斜槽不需要光滑，选项B正确，D错误；本实验中不需要平衡摩擦力，选项C正确．
（3）小球在水平方向上不受力，所以水平方向的运动是匀速直线运动．选项A正确．
（4）竖直方向上有，解得；小球做平抛运动的水平初速度大小是；小球到B点时，竖直方向是速度为，飞镖到B点时，已经在空中飞行了的时间为．
13．解：（1）细线拉力为T，则
解得
（2）小球在水平面内做圆周运动，重力与细线拉力的合力提供指向圆心的向心力，则
又
且
解得
角速度
解得
14．解：（1）由平抛运动规律有
且
又
联立解得
（2）球若不出界，则
且
解得初速度最大值
球若不触网，则
且
解得初速度最小值
球既不出界又不触网，其初速度大小的范围为
15．解：（1）若石块打在城墙左侧顶端，由平抛运动规律有
又
且
又石块打在城墙顶部瞬间的速度大小
解得
（2）若石头击中城墙顶端右侧，此时石块抛出的速度最大，有
若石块击中城墙底端，此时石块抛出的速度最小，则有
且
解得
则石块抛出的速度范围
B端摆至最低点时，其速度
又
解得
B端摆至最低点时，由牛顿第二定律有
解得