山东省聊城颐中外国语学校2023-2024学年高一下学期第一次质量检测物理试题（含解析）

颐中外国语学校2023-2024学年高一下学期第一次质量检测
物理试题
（90分钟 满分100分）
一、单项选择题（本题共8个小题，每小题4分，共32分）
1．关于平抛运动，下列说法中正确的是（ ）
A．平抛运动是一种变加速运动
B．做平抛运动的物体加速度随时间逐渐增大
C．做平抛运动的物体每秒内速度增量相等
D．做平抛运动的物体每秒内位移增量相等
2．如图所示，a、b和c三个小球从同一竖直线上的A、B两点水平抛出，落到同一水平面上，其中b和c是从同一点抛出的，a、b两球落在同一点．设a、b和c三个小球的初速度分别为、、，运动时间分别为、、，不考虑空气阻力，则（ ）
A．， B．，
C．， D．，
3．如图所示，“跳一跳”游戏需要操作者控制棋子离开平台时的速度，使其能跳到旁边的等高平台上．棋子在某次跳跃过程中的轨迹为抛物线，经最高点时速度为，此时离平台的高度为h．棋子质量为m，空气阻力不计，重力加速度为g，则此跳跃过程（ ）
A．所用时间 B．水平位移大小
C．初速度的竖直分量大小为 D．初速度大小为
4．如图所示，倾角为θ的斜面固定在水平面上，从斜面顶端以水平速度抛出一小球，经过时间恰好落在斜面底端，速度是v，不计空气阻力。下列说法正确的是（ ）
A．若以速度水平抛出小球，则落地时间大于
B．若以速度水平抛出小球，则落地时间小于
C．若以速度水平抛出小球，则撞击斜面时速度方向与v成角
D．若以速度水平抛出小球，则撞击斜面时速度方向与v同向
5．如图所示，AB为半圆环ACB的水平直径，C为环上的最低点，环半径为R．一个小球从A点沿AB以速度抛出，不计空气阻力，则下列判断正确的是（ ）
A．越大，小球从抛出到落在半圆环上经历的时间越长
B．即使取值不同，小球落到环上时的速度方向和水平方向的夹角也相同
C．若取值适当，可以使小球垂直撞击半圆环
D．无论取何值，小球都不可能垂直撞击半圆环
6．如图所示，窗子上、下沿间的高度H=1.6m，墙的厚度d=0.4m，，某人在离墙壁距离L=1.4m、距窗子上沿h=0.2m处的P点，将可视为质点的小物件初速度水平抛出，要求小物件能直接穿过窗口并落在水平地面上，不计空气阻力。则可以实现上述要求的速度大小是（ ）
A．2m/s B．4m/s C．8m/s D．10m/s
7．如图所示，圆柱形转筒绕其竖直中心轴转动，小物体贴在圆筒内壁上随圆筒一起转动而不滑落．则下列说法正确的是（ ）
A．小物体受到重力、弹力、摩擦力和向心力共4个力的作用
B．小物体随筒壁做圆周运动的向心力是由摩擦力提供的
C．筒壁对小物体的摩擦力随转速增大而增大
D．筒壁对小物体的弹力随转速增大而增大
8．如图所示为一位同学在玩飞镖游戏，已知圆盘的直径为d，飞镖距圆盘L，且对准圆盘上边缘的A点水平抛出（不计空气阻力，重力加速度为g），初速度为，飞镖抛出的同时，圆盘绕垂直圆盘过盘心O的水平轴匀速转动，角速度为ω．若飞镖恰好击中A点，则下列关系正确的是（ ）
A． B．
C． D．
二、多项选择题（本题共4个小题，每小题4分，共16分）
9．A、B两球从如图所示位置分别以和水平抛出（图中虚线为竖直线），两球落在斜面上同一个位置，已知A球在空中运动位移最短，B球垂直打在斜面上，A、B两球在空中运动时间分别为和，忽略空气阻力，则下列说法正确的是（ ）
A． B． C． D．
10．关于匀速圆周运动的向心力，下列说法正确的是（ ）
A．向心力是指向圆心方向的合力，是根据力的作用效果命名的
B．向心力可以是多个力的合力，也可以是其中的一个力或某一个力的分力
C．对稳定的圆周运动，向心力是一个恒力
D．向心力的效果是改变质点的线速度大小和方向
11．在如图所示的传动装置中，B、C两轮固定在一起绕同一轴转动，A、B两轮用皮带传动，三个轮的半径关系是．若皮带不打滑，则A、B、C三轮边缘上a、b、c三点的（ ）
A．角速度之比为2：1：2 B．线速度大小之比为1：1：2
C．周期之比为1：2：2 D．转速之比为1：2：2
12．下列各式中表示向心加速度的是（ ）
A． B． C． D．
三、实验题（每空2分，共16分）
13．在“探究平抛运动的特点”的实验中：
（1）让小球多次沿同一轨道运动，通过描点法画出小球平抛运动的轨迹。下列操作正确的是______。
A．检查轨道末端槽口是否水平
B．每次由不同位置静止释放小球
C．每次必须等距离下降并记录小球位置
D．小球运动时不应与木板上的白纸相接触
（2）用一张印有小方格的纸记录轨迹，小方格的边长L=7.5cm。若小球在平抛运动中的几个位置如图中的a、b、c所示，重力加速度大小g取，则小球平抛的初速度大小=______m/s，小球在b点的速度大小=______m/s。（结果均保留3位有效数字）
14．如图所示的是探究向心力的大小F与质量m、角速度ω和半径r之间的关系的实验装置。匀速转动手柄，可使两侧变速塔轮以及长槽和短槽随之匀速转动。皮带分别套在左、右两塔轮上的不同圆盘上，可使两个槽内的小球分别以各自的角速度做匀速圆周运动，其向心力由挡板对小球的压力提供，球对挡板的反作用力，通过杠杆作用使弹簧测力筒下降，从而露出标尺，标尺上露出的红白相间的等分格显示出两个球所受向心力的比值。
（1）下列实验的实验方法与本实验相同的是______。
A．验证力的平行四边形定则
B．验证牛顿第二定律
C．伽利略对自由落体的研究
（2）若长槽上的挡板B到转轴的距离是挡板A到转轴距离的2倍，长槽上的挡板A和短槽上的挡板C到各自转轴的距离相等。探究向心力和角速度的关系时，若将传动皮带套在两半径之比等于2：1的轮盘上，将质量相同的小球分别放在挡板______和挡板______处（均选填“A”“B”或“C”），则标尺露出红白相间的等分格数的比值约为______。若仅改变皮带位置，通过对比皮带所在位置的轮盘半径之比和向心力大小之比，则可以发现向心力F与______成正比。
四、计算题（本题包括4个小题，共36分）
15．（7分）以30m/s的初速度水平抛出一个物体，经过一段时间后，物体的速度方向与水平方向成30°角，不计空气阻力，g取．求：
（1）此时物体相对于抛出点的水平位移大小和竖直位移大小；
（2）再经过多长时间，物体的速度方向与水平方向的夹角为60°．（物体的抛出点足够高）
16．（6分）如图所示的光滑固定斜面长为l、宽为b、倾角为θ，一物块（可看成质点）从斜面左上方顶点P沿水平方向射入，恰好从底端右侧Q点离开斜面，已知重力加速度为g，不计空气阻力，求：
（1）物块加速度的大小a；
（2）物块由P运动到Q所用的时间t；
（3）物块由P点水平射入时初速度的大小．
17．（9分）一个圆盘在水平面内匀速转动，角速度是3rad/s。盘面上距圆盘中心0.2m的位置有一个质量为0.1kg的小物体随圆盘一起做匀速圆周运动，如图所示。已知小物体与盘面间的动摩擦因数为0.5，认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取。
（1）求小物体的线速度大小。
（2）求小物体的向心力大小。
（3）当圆盘的角速度增加到多大时，小物体会相对于圆盘滑动？
18．（14分）如图所示，AB为固定斜面，倾角为30°，小球从A点以初速度水平抛出，恰好落到B点．求：（空气阻力不计，重力加速度为g）
（1）A、B间的距离及小球在空中飞行的时间；
（2）从抛出开始，经过多长时间小球与斜面间的距离最大？最大距离为多大？
颐中外国语学校2023-2024学年高一下学期第一次质量检测
物理试题参考答案
一、单项选择题（本题共8个小题，每小题4分，共32分）
1．答案 C
解析 平抛运动是匀变速曲线运动，其加速度为重力加速度g，故加速度的大小和方向恒定，在时间内速度的改变量为，因此可知每秒内速度增量大小相等、方向相同，选项A、B错误，C正确；由于水平方向的位移，每秒内水平位移增量相等，而竖直方向的位移，每秒内竖直位移增量不相等，故每秒内位移增量不相等，选项D错误．
2．答案 B
解析 a、b、c三个小球做平抛运动，竖直方向为自由落体运动，即，则，即小球运动时间由抛出点的高度决定，故；水平方向为匀速直线运动，即，则，由于，，故；由于，而且，故，综上所述：，故选项B正确，A、C、D错误．
3．答案 B
解析 竖直方向由可得：，
该斜抛运动等效为两个完全相同的平抛运动，时间应为2倍，A错误；
水平位移，B正确；
初速度的竖直分量大小为，C错误；
由速度的合成得，初速度大小为，D错误．
4．[解析]选D。若以速度水平抛出小球，小球将落在水平面上，下落的高度与小球落在斜面底端时相等，因为平抛运动的时间是由下落的高度决定的，所以落地时间等于，故A、B错误；以速度水平抛出小球，小球将落在斜面底端，则有，设撞击斜面时速度方向与水平方向的夹角为，有，可得，与小球的初速度无关，所以若以速度水平抛出小球，则撞击斜面时速度方向与水平方向的夹角也为，速度方向与v同向，故C错误，D正确。
5．答案 D
解析 小球落在环上的最低点C时所用时间最长，所以选项A错误；由平抛运动规律可知，小球的速度方向与水平方向夹角的正切值是位移方向与水平方向夹角正切值的2倍，取值不同，小球落到环上时的位移方向与水平方向的夹角不同，则速度方向和水平方向的夹角不相同，选项B错误；小球撞击半圆环时速度的反向延长线一定通过此时水平位移的中点，故不可能过圆心，则垂直撞击到半圆环是不可能的，故选项D正确，C错误．
6．B
7．答案 D
解析 小物体随转筒一起做圆周运动，受重力、弹力和静摩擦力共3个力的作用，故选项A错误．水平方向上，弹力指向圆心，提供向心力，据牛顿第二定律有：，又，可知转速越大，角速度越大，小物体所受的弹力就越大，故选项B错误，D正确；在竖直方向上，小物体所受的重力和静摩擦力平衡，静摩擦力大小不变，故选项C错误．
8．答案 B
解析 由题意可知飞镖做平抛运动的同时，圆盘上A点做匀速圆周运动，恰好击中A点，说明A正好在最低点被击中，所以飞镖击中A点时，A点转过的角度，飞镖做平抛运动的时间，可得，，故B正确，C错误；飞镖做平抛运动的竖直位移为d，则，故A错误；，故D错误．
二、多项选择题（本题共4个小题，每小题4分，共16分）
9．【答案】BD
【详解】A球在空中运动位移最短，则有
B球垂直打在斜面上，则有
又
联立可得，
故选BD。
10．AB
11．答案 BD
解析 A、B两轮通过皮带传动，皮带不打滑，则A、B两轮边缘的线速度大小相等；B、C两轮固定在一起绕同一轴转动，则B、C两轮的角速度相等．
a、b比较：
由得：
b、c比较：
由得：
所以
，A错误，B正确；
由知，，D正确；
，故，C错误．
12．BCD
三、实验题（每空2分，共16分）
13．（1）[解析]为保证小球离开轨道之后做平抛运动，轨道末端槽口必须保持水平，A正确；为保证每次小球做平抛运动的初速度相等，必须保证每次由同一位置静止释放小球，B错误；进行数据处理时，不需要竖直方向位移等距变化，所以不需要每次等距离下降并记录小球位置，C错误；为减小小球运动时受到的阻力，小球运动时不应与木板上的白纸相接触，D正确。
（2）[解析]小球在平抛运动过程中，水平方向满足，竖直方向满足，解得，。小球在b点时，竖直方向分速度，则b点的速度大小。
14．（1）[解析]本实验所用的研究方法是控制变量法，与验证牛顿第二定律实验的实验方法相同。
（2）[解析]若探究向心力和角速度的关系，则要保持质量和半径不变，即要将质量相同的小球分别放在挡板A和挡板C上。若将传动皮带套在两半径之比等于2：1的轮盘上，因两轮盘边缘的线速度相同，则角速度之比为1：2，则向心力之比为1：4，则标尺露出红白相间的等分格数的比值约为1：4。若仅改变皮带位置，通过对比皮带所在位置的轮盘半径之比和向心力大小之比，可以发现向心力F与角速度的平方成正比。
四、计算题（本题包括4个小题，共36分）
15．答案（1） 15m （2）
解析（1）设物体在A点时速度方向与水平方向成30°角，如图所示，，
所以在此过程中水平方向的位移大小
竖直方向的位移大小．
（2）设物体在B点时速度方向与水平方向成60°角，总运动时间为，则，故
所以物体从A点运动到B点所经历的时间．
16．（1） （2） （3）
解析（1）物块合力沿斜面向下，正交分解重力
（2）沿斜面方向．
解得．
（3）沿水平方向有
．
17．（1）[答案]0.6m/s
[解析]小物体的线速度大小。
（2）[答案]0.18N
[解析]小物体的向心力大小。
（3）[答案]5rad/s
[解析]当小物体刚好相对于圆盘滑动时，最大静摩擦力提供向心力，则有
又
联立可得。
18．答案（1） （2）
解析（1）设飞行时间为t，则水平方向位移，
竖直方向位移，
解得，．
（2）如图所示，把初速度、重力加速度g都分解成沿斜面和垂直斜面的两个分量．在垂直斜面方向上，小球做的是以为初速度、为加速度的“竖直上抛”运动．
小球到达离斜面最远处时，速度，
由可得
小球离斜面的最大距离．