山西海亮教育联盛中学2023-2024学年高一下学期3月阶段性测试物理试卷（PDF版含解析）

海亮教育 2023-2024 年春季学期高一年级阶段性测试
物 理
2024.03
考生注意：
1.本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，满分 100分，考试时间 75分钟。
2.考生作答时，请将答案填涂在答题卡上。第Ⅰ卷每小题选出答案后，用 2B 铅笔把答题卡上
对应题目的答案标号涂黑；第Ⅱ卷请用直径 0.5毫米的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．卷．、草．稿．纸．上．作．
答．无．效．。
3.本卷命题范围：人教版必修第第一册和第二册第五章及第六章前两节。
第Ⅰ卷（选择题 共 46 分）
一、单项选择题（本大题共 7小题，每题 4分共 28 分。）
1.自然界中的曲线运动是很常见的。掷出的链球、公转的地球等，它们的运动轨迹都是曲线。下列说法正确
的是（ ）
A. 受变力作用的物体一定做曲线运动
B. 物体做曲线运动时，其加速度一定不断变化
C. 速度变化的物体一定做曲线运动
D. 物体做匀速率曲线运动时，其所受合外力的方向总是与速度方向垂直
1
{#{QQABKQYUgggAAJIAARgCEQGgCEGQkAEACAoGxAAEIAAAyBFABAA=}#}
2.如图所示，质量相等的三个物块 A、B、C，A与天花板之间，B与 C之间均用轻弹簧相连，A与 B之间用
细线相连，当系统静止后，突然剪断 A，B间的细线，则此瞬间 A、B、C的加速度分别为（取向下为正）
（ ）
A．－g、2g、0
B．－2g、2g、0
C．－2g、2g、g
D．－2g、g、g
3.无链自行车就是用轴和齿轮组合代替链条和链轮组合，和普通链条自行车相比，其
它的部件是一样的，但是改变了传动的方式。早在上个世纪九十年代
初，中国就有人研究开发无链自行车，目前我国已经开发出第五代新
型无链自行车。如图所示是无链条自行车用轴和齿轮组合部分的传动
原理图，圆锥齿轮 a和圆锥齿轮 c彼此完全咬合，a的齿数是 30，c的
齿数是 15，则圆锥齿轮 a和圆锥齿轮 c的角速度之比为（ ）
A．2︰1 B．1︰2
C．1︰1 D．1︰4
4． 如图是无人机绕拍摄主体时做水平匀速圆周运动的示意图。已知无人机的质量为 m，无人机的轨道距
拍摄对象高度为 h，无人机与拍摄对象距离为 r，无人机飞行的线速度大小为 v，则无人机做匀速圆周运动
时（ ）
v
A．角速度为
r
B．所受空气作用力为 mg
v2
C．向心加速度为
r2 h2
2 r
D．绕行一周的周期为T
v
5.如图所示，在水平光滑桌面上放有 m1和 m2两个小物块，它们中间有细线连接。已知 m1=3kg，m2=2kg，连接
它们的细线最大能承受 6N 的拉力。现用水平外力 F 向左拉 m1，为保持细线不断，则 F 的最大值为（ ）
A. 10N B. 12N
C. 15N D. 6N
6. 如图所示，绳子通过固定在天花板上的定滑轮，左端与套在固定竖直杆上的物体 A 连接，右端与放在
水平面上的物体 B相连，到达如图所示位置时，两段绳与水平面的夹角分别为 37°、53°，两物体的速率
3 4
分别为v 、 ，且此时 ， sin37 ，cos37 ，则 的大小为（ ） A vB vA vB 7m/s vA
5 5
2
{#{QQABKQYUgggAAJIAARgCEQGgCEGQkAEACAoGxAAEIAAAyBFABAA=}#}
A．3m/s B．3.5m/s
C．4m/s D．5m/s
7. 如图所示，以v0 10m/s的速度水平抛出的小球，飞行一段时间撞
在斜面上，速度方向与斜面方向成 60°，已知斜面倾角 30 ，以下
结论中正确的是（ ）
5
A. 物体下降的高度是 m
3
B. 物体撞击斜面时的速度大小为 20m/s
C. 物体飞行时间是 3s
20 3
D. 物体飞行的水平位移为 m
3
二、多项选择题（本大题共 3小题，全部选对得 6 分，选不全的得 3分，有错选或不答的得 0
分。共 18分。）
8.如图所示，夜晚电风扇在闪光灯下运转，闪光灯每秒闪 45次，风扇转轴 O上装有 3 个扇叶，它们互成
120°角。当风扇转动时，观察者感觉扇叶不动，则风扇转速可能是（ ）
A.600r/min B.900r/min C.1200r/min D.1800r/min
9. 某篮球运动员正在进行投篮训练，篮球的运动轨迹可简化为如图所示的
曲线，其中 A 是篮球的投出点，B是运动轨迹的最高点，C是篮球的投入点。
已知篮球在 A 点的速度大小为 v0，且与水平方向夹角为 45°，在 C 点的速
度方向与水平方向的夹角为 30°。篮球可视为质点，忽略空气阻力，重力加速度大小为 g。下列说法正确的
是（ ）
v0
A. 从 A点到 B点，篮球运动的时间为
g
6v
B. 从 B点到 C点，篮球运动的时间为 0
6g
v2
C. A、B两点的高度差为 0
8g
3
{#{QQABKQYUgggAAJIAARgCEQGgCEGQkAEACAoGxAAEIAAAyBFABAA=}#}
v2
D. A、C两点的高度差为 0
6g
10.高速公路上，同向运动的甲、乙两车初始时刻速度大小均为30m/ s，甲车在前、乙车在后，两车相距
100m，规定初始运动方向为正方向，两车运动图像如图所示，则下列说法正确的是（ ）
A. 3s 时两车间距离为55m B. 9s末，乙车在前、甲车在后
C. 两车最近距离为10m D. 9s内两车相遇两次
第Ⅱ卷（非选择题 共 56 分）
三、实验题（共 2个小题，共 10个空，每空 2分，共 20分。）
11. （12分）两个实验小组分别用如图甲、乙所示的实验装置探究加速度与力、质量的关系。
（1）两组实验装置，需要垫高长木板来补偿阻力的是______，需要满足重物质量 m远小于小车总质量 M
的是______；（均填“甲”“乙”或“甲和乙”）
（2）调试好器材后进行实验，其中一个实验小组从打出的多条纸带中选择了一条点迹清晰合理的纸带如
图丙所示，图中相邻两个计数点间还有 4个点未画出，电源频率为 50Hz，由图中数据可得小车的加速度
a ______m/s2 （结果保留 3位有效数字）；
4
{#{QQABKQYUgggAAJIAARgCEQGgCEGQkAEACAoGxAAEIAAAyBFABAA=}#}
（3）两个实验小组用两套装置所得的数据在同一坐标系中作出两条a F 图线 A、B，如图丁所示，在分
析总结实验时，发现甲装置的木板角度垫得过高，则图线 A表示由装置______所得，图线 B由装置______
所得，且由图像可知______装置中所用的小车质量较小。（均填“甲”或“乙”）
12. （8分）
某实验小组用如图甲所示的装置来探究小球做匀速圆周运动时所需向心力的大小 F与质量 m、角速度 和
半径 r之间的关系。
（1）在研究向心力的大小 F与质量 m、角速度 和半径 r之间的关系时主要用到了物理学中______的方
法。
A．理想实验法 B．等效替代法 C．控制变量法 D．演绎法
（2）在探究向心力 F与角速度 的关系时，若图中标尺上红白相间的等分格显示出两个小球所受向心力
之比为1:9，则与皮带连接的两个变速塔轮的半径之比为______（填选项前的字母）。
A．1:3 B．3:1 C．1:9 D．9:1
（3）为验证做匀速圆周运动物体的向心力的定量表达式，实验组内某同学设计了如图乙所示的实验装
置，电动机带动转轴OO 匀速转动，改变电动机的电压可以改变转轴的转速；其中 AB是固定在竖直转轴
OO 上的水平凹槽，A端固定的压力传感器可测出小球对其压力的大小，B端固定一宽度为 d的挡光片，
光电门可测量挡光片每一次的挡光时间。
实验步骤：
①测出挡光片与转轴的距离为 L；
②将小钢球紧靠传感器放置在凹槽上，测出此时小钢球球心与转轴的距离为 r；
③启动电动机，使凹槽 AB绕转轴OO 匀速转动；
④记录下此时压力传感器示数 F和挡光时间 t 。
（a）小钢球转动的角速度 ______（用 L、d、 t 表示）；
（b）该同学为了探究向心力大小 F与角速度 的关系，多次改变转速后，记录了一系列力与对应角速度
的数据，作出F 2图像如图丙所示，若忽略小钢球所受摩擦且小钢球球心与转轴的距离为 r 0.30m，
则小钢球的质量m ______kg。（结果保留 2位有效数字）
四、计算题（本题共 3小题，共 36分，13题 8分，14题 12分，15题 16分，解答时请写出
必要的文字说明、方程式和重要的演算过程。）
5
{#{QQABKQYUgggAAJIAARgCEQGgCEGQkAEACAoGxAAEIAAAyBFABAA=}#}
13. 如图所示，飞机离地面高 H=500m，水平飞行速度为 v1=100m/s，欲使
从飞机上投下的炸弹击中与飞机同向以速度 v2=10m/s行驶的汽车，飞机
2
应在距汽车水平距离多远处投弹？（g=10m/s）
14. (10 分）如图所示，楼梯口一倾斜的天花板与水平面成θ＝37°，一装潢工人手持木杆绑着刷子粉刷
天花板，工人所持木杆对刷子的作用力始终保持竖直向上，大小为 F＝10N，刷子的质量为 m＝0.5kg，刷
子可视为质点，刷子与天花板间的动摩擦因数为 0.5，天花板长为 L＝4m，取 sin 37°＝0.6，试求：
(1)刷子沿天花板向上运动的加速度大小；
(2)工人把刷子从天花板底端推到顶端所用的时间．
15. 如图所示，粗糙的水平地面上有一块长木板 P，小滑块 Q（可视为质点）放置于长木板上最右端。现
将一个水平向右的力 F作用在长木板的右端，让长木板从静止开始运动。已知滑块与长木板的动摩擦因数
0.2，木板与地面的动摩擦因数 0.3，物块质量m 1kg ，木板的质量M 1kg，重力加速度1 2
g 10m/s2 。
（1）如果在力 F作用下 P、Q 一起向右运动且未发生相
对滑动，求力 F大小的取值范围；
（2）当F 15N作用于长木板 P且经过时间 t 1s撤去 F，若运动过程中滑块 Q始终没有从长木板 P上滑
下，求长木板 P的长度至少为多少？
（3）在满足（2）问中的情形下，求长木板 P在运动过程中的总位移。
6
{#{QQABKQYUgggAAJIAARgCEQGgCEGQkAEACAoGxAAEIAAAyBFABAA=}#}
海亮教育 2023-2024年春季学期高一年级阶段性测试
物理答案
1.【答案】D
【解析】
【详解】A．若受变力作用的物体合外力的方向与速度方向在同一直线上，物体做直线运动，故 A错误；
B．物体做曲线运动时，其加速度可能不变，例如平抛运动，故 B错误；
C．速度变化的物体不一定做曲线运动，例如匀变速直线运动的速度时刻变化，故 C错误；
D．物体做匀速率曲线运动时，合外力不做功，故其所受合外力的方向总是与速度方向垂直，故 D正确。
故选 D。
2. 【答案】B
【详解】剪断绳子，弹簧的弹力不会发生突变，所以 C的加速度为 0.而 A的合外力为 2mg,方向向上加速度
为-2g, B的合外力为 2mg,方向向下加速度为 2g.
3. 【答案】B
Ta 30 2 2 1 a Tc 1
【详解】根据题意，两个齿轮的周期之比为 因为 ；所以
Tc 15 1 T T c Ta 2
4. 【答案】C
【详解】A．依题意，做圆周运动的半径R r 2 h2
v v
则角速度为
R r2 h2
5. 【答案】C
【解析】
【详解】当细线承受最大拉力时，F最大。以 m2为研究对象，牛顿第二定律得
Tm m2am
以整体为研究对象，由牛顿第二定律得
Fm (m1 m2)am
联立解得
Fm 15N
7
{#{QQABKQYUgggAAJIAARgCEQGgCEGQkAEACAoGxAAEIAAAyBFABAA=}#}
故选 C。
6. 【答案】B
【详解】速度的关联问题，把 A,B的速度沿绳和垂直于绳分解，利用沿绳方向上速度相等，在和题目隔得条
件结合，可得答案。
7. 【答案】A
【解析】
【详解】AC．速度方向与斜面方向成60 ，可知撞在斜面上时速度与水平方向的夹角为30 ，设物体飞行的
时间为 t，根据平抛运动规律有
vy
tan 30 ， vy gt
v0
解得
3
t s
3
可得物体下降的高度为
1 5
h gt2 m
2 3
故 A正确，C错误；
B．物体撞击斜面时的速度大小为
v0 20 3v m/s
cos30 3
故 B错误；
D．物体飞行 水平位移为
10 3
x v t m 0 0
3
故 D错误。
故选 A。
8. 【答案】BD
【详解】因为电扇叶片有三个，相互夹角为 120°，现在观察者感觉扇叶不动，说明在闪光时间里，扇叶
转过三分之一、或三分之二，或一周…，
即转过的角度为：θ=2/3πn，n=1，2，3…
由于光源每秒闪光 45次，所以电扇每秒转过的角度为θ=90/3πn，转速为 15n r/s=900nr/min，所以
8
{#{QQABKQYUgggAAJIAARgCEQGgCEGQkAEACAoGxAAEIAAAyBFABAA=}#}
n=1，转速为 900 r/min，所以 n=2，转速为 1800 r/min，故 AC错误，BD正确；
故选：BD
9. 【答案】BD
【解析】
【详解】A．从 A点到 B点，篮球运动的时间为
v sin 45 2v
t 0 0 1
g 2g
故 A错误；
B．在 C点，有
vCy
tan30
v0 cos45
从 B点到 C点，篮球运动的时间为
vCy gt2
解得
6v
t 02
6g
故 B正确；
C．A、B两点的高度差为
(v 2 2
y 0
sin 45 ) v0
AB
2g 4g
故 C错误；
D．A、C两点高度差为
2 v2v Cy v
2
yAC yAB y
0
BC
0
4g 2g 6g
故 D正确。
故选 BD。
10. 【答案】AC
【解析】
【详解】A．在 0-3s内甲车做减速运动，甲车减速到零所需时间
9
{#{QQABKQYUgggAAJIAARgCEQGgCEGQkAEACAoGxAAEIAAAyBFABAA=}#}
v 30
t1
0 s 3s
a1 10
故在 t=3s时甲车减速到零，甲车前进的位移为
v 30
x 01 t1 3m 45m
2 2
乙车前进的位移为
x2=v0t1=30×3m=90m
t=3s时两车间距离为
Δx=d+x1-x2=100m+45m-90m=55m
故 A正确；
2
BCD．在 3-9s内甲车的加速度为 a12=5m/s，在 v-t图像中，图像的斜率表示加速度，则
v 0 30
a2 m/s
2 5m/s2
t 9 3
t=3s后，甲车开始由静止开始做加速运动，乙车开始做减速运动，从 3-9s的过程中，设经历时间 t两者速
度相同，则
v 共=a12t=v0+a2t
解得
t=3s，v 共=15m/s
甲车在 t=3s内前进的位移为
v共 15x1 t 3m 22.5m
2 2
乙车前进的位移为
v0 v共 30 15x2 t 3m 67.5m
2 2
故此时相距的最小距离为
Δxmin=Δx+x1-x2=55m+22.5m-67.5m=10m
此后甲车的速度大于乙车的速度，两者间的距离开始增大，故不可能相遇，相遇一次，9s末，甲车在前、乙
车在后故 C正确，BD错误；
故选 AC。
11. 【答案】（1）甲和乙 甲 （2）0.906 （3）甲 乙 甲
解析：（1）实验中长木板都是水平放置，甲和乙都需要适度垫高以补偿阻力。乙能用弹簧测力计测量绳的
拉力，甲不能测量绳的拉力，用重物的重力替代绳的拉力，需要满足所挂重物质量 m远小于小车的总质量
10
{#{QQABKQYUgggAAJIAARgCEQGgCEGQkAEACAoGxAAEIAAAyBFABAA=}#}
M的条件；
xDE xEF xFG xAB xBC xCD 2
（2）利用逐差法，有a 0.906m/s ；
9T 2
（3）由图线 A可知，F为 0时，小车已有加速度产生，说明木板垫得过高，则 A由装置甲所得，根据
1 1
F Ma，解得a F ，可知，图像的斜率表示 ，根据图像可知，A图线斜率较大，则表示质量较
M M
小的小车为装置甲，B图像的斜率小，则表示质量较大的小车为装置乙。
d
12. 【答案】C B 0.30 0.02
t L
【详解】（1）在研究向心力的大小 F与质量 m、角速度 和半径 r之间的关系时，通过控制质量 m、角速
度 和半径 r中两个物理量不变，探究研究向心力的大小 F与另一物理量之间的关系，主要用到了物理学
中控制变量法。故选 C。
（2）根据F m 2r ；可知小球的角速度之比为 1 : 2 1:3
装置靠皮带传动，变速塔轮的线速度相同，根据v r
可得皮带连接的两个变速塔轮的半径之比为 r1 : r2 2 : 1 3:1；故选 B。
v d
（3）（a）小钢球转动的角速度
L t L
0.9
（b）根据F mr 2 并结合图像可得mr k 0.09
10
已知小钢球球心与转轴的距离为 r 0.30m，则小钢球的质量m 0.30kg
13. 【答案】900m
【解析】
【详解】炸弹做平抛运动，其下落的时间取决于竖直高度，由
1
H gt 2
2
可得
2H
t 10s
g
设飞机距汽车水平距离 s 处投弹，则有
s (v1 v2)t 900m
2
14. 【答案】（1）2m/s （2）2s
11
{#{QQABKQYUgggAAJIAARgCEQGgCEGQkAEACAoGxAAEIAAAyBFABAA=}#}为
【解析】
（1）受力分析如图：
根据牛顿第二定律得
( )sin f = （2分）
( )cos N = 0（2分）
f = N（1分）（受力分析 1 分）
2
解得 = 2m/s （1分）
（2）刷子做匀加速运动，初速度为零，则由运动学公式得
1
= 2（2 分）
2
解得 = 2s（1 分）
15 57
15. 【答案】（1）6N F 10N （2） m （3） m
4 8
（1）PQ能够运动的条件： F 2 M m g 6N
设水平向右的力为F 时 PQ能够一起向右运动而恰好不滑动，此时 PQ具有共同加速度， 1
设运动加速度为 a知：F1 2 M m g M m a
再对小滑块 Q受力知： mg ma 联立可得：F 1 1 10N
故在力 F作用下 PQ一起向右运动，则力 F满足6N F 10N
（2）当F 15N作用于长木板 P时 PQ发生相对滑动，设 PQ运动加速度分别为a 与2 a 1
对小滑块 Q受力知： 1mg ma1
对长木板 P受力知：F 2 M m g 1mg Ma2
解得：a1 2m/s
2 ，a 7m/s2 2
1 7 1
经过时间 t 1s后 PQ运动位移分别为 x a t22 2 m ， x1 a t
2
1 1m
2 2 2
此时 PQ运动速度分别为v a t 2m/s，v a 1 1 2 2t 7m/s
撤去力 F后，小滑块 Q受力不变，加速度仍为a1 2m/s
2 ，
而长木板 P的加速度变为a 知： 2 M m g 1mg Ma3 解得：a3 8m/s
2
3
设再经过时间 t 后 PQ共速，知：1 v1 a1t1 v2 a 3t1
12
{#{QQABKQYUgggAAJIAARgCEQGgCEGQkAEACAoGxAAEIAAAyBFABAA=}#}
1
解得： t s，共同速度1 v 3m/s
2
1
上述时间 t 内 PQ运动位移分别为 x v t a t 2
5 1 5
，
4 2 1 3 1 m x3 v t
2
1 1 1
a1t1 m
2 2 2 4
15
综上可知：长木板 P长度至少为 L x2 x4 x1 x3 m
4
（3）PQ共速后由于 2 ，故 PQ将继续发生相对滑动直到停止，并且由于小滑块 Q运动更快，则小滑1
块 Q受到摩擦力向左，长木板 P受到小滑块 Q的滑动摩擦力向右。
此后对长木板 P受力知： 2 M m g 1mg Ma4 解得：a4 4m/s
2
v2 9 57
故长木板继续滑行位移 x5 m 最终可得到：长木板 P运动总位移s x2 x4 x5 m
2a4 8 8
13
{#{QQABKQYUgggAAJIAARgCEQGgCEGQkAEACAoGxAAEIAAAyBFABAA=}#}