安徽省淮南市2024-2025学年第二学期高一物理3月检测试卷（含解析）

2024-2025学年第二学期高一物理3月检测试卷
一、单选题：本大题共8小题，共32分。
1.自然界中的一切物体都在运动，如公路上行驶的汽车、草原上奔跑的猎豹、运动场上掷出的铅球，游乐场里翻滚的过山车等，关于运动，下列说法正确的是( )
A. 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
B. 物体做直线运动时位移的大小一定等于路程
C. 物体所受合力为恒力时，不可能做曲线运动
D. 物体做曲线运动时，其速度可以不变
2.日前，中国海军在南海海域进行常态化演训。在某次演训中，直升机距海面上方处沿水平方向以大小为的加速度匀加速飞行。时刻，物资离开直升机做平抛运动，其落至水面时速度方向与水面成时刻另一物资离开直升机做平抛运动，其落至水面时速度方向与水面成，如图所示。不计空气阻力，已知重力加速度大小，下列说法正确的是( )
A. 物资下落所需要的时间为
B. 时刻直升机的速度大小为
C. 两次投送物资的时间间隔是
D. 时刻投放的物资接触水面时的速度大小为
3.如图所示，一辆货车利用跨过光滑定滑轮的轻质不可伸长的缆绳提升一箱货物，已知货箱的质量为，货物的质量为，货车向左做匀速直线运动，在将货物提升到图示的位置时，货箱速度为，连接货车的缆绳与水平方向夹角为，不计一切摩擦，下列说法正确的是( )
A. 货车速度 B. 货物做匀速直线运动
C. 货车对地面的压力大于货车的重力 D. 缆绳中的拉力
4.一艘小船要从点渡过一条两岸平行、宽度的河流，已知小船在静水中运动的速度为，水流速度为，方向向右点距小船正对岸的点取，，下列关于该船渡河的判断中，正确的是( )
A. 小船做曲线运动
B. 小船过河的最短时间为
C. 小船过河的最短航程为
D. 若要使小船运动到点，则小船船头指向与上游河岸成角
5.如图所示，有一个很大的圆形餐桌，水平桌面中间嵌着一可绕中心轴转动的圆盘，圆盘上处和处各放一个菜盘，大于，圆盘匀速转动，两菜盘均视为质点且不打滑。下列说法正确的是
A. 处菜盘的周期比处菜盘大 B. 处菜盘的周期比处菜盘小
C. 处菜盘的线速度比处菜盘大 D. 处菜盘的线速度比处菜盘小
6.为了研究空气动力学问题，如图所示，某人将质量为的小球从距地面高处以一定初速度水平抛出，在距抛出点水平距离处，有一根管口比小球直径略大的竖直细管，上管口距地面的高度为。小球在水平方向上受恒定风力作用，在竖直方向上阻力不计，且小球恰能无碰撞地通过细管，重力加速度为，则下列说法正确的是
A. 小球在管外运动的时间为 B. 小球的初速度大小为
C. 风力的大小为 D. 小球落地时的速度大小为
7.自行车用链条传动来驱动后轮前进，如图是链条传动的示意图，两个齿轮俗称“牙盘”。、、分别为牙盘边缘和后轮边缘上的点，大齿轮半径为、小齿轮半径为、后轮半径为。下列说法正确的是( )
A. A、两点的角速度相等
B. B、两点的线速度大小相等
C. 大、小齿轮的转速之比为
D. 在水平路面匀速骑行时，脚踏板转一圈，自行车前进的距离为
8.如图甲所示为运动员高台滑雪的情景，过程可简化为图乙所示。若阳光垂直照射到斜面上，运动员在倾斜滑道顶端处以水平初速度飞出，刚好落在斜面底端处。点是运动过程中距离斜面的最远处，点是运动员在阳光照射下经过点的投影点。不计空气阻力，运动员可视为质点，则下列说法错误的是( )
A. 运动员在斜面上的投影做匀加速直线运动
B. 与长度之比为
C. 若点在点的正下方，则
D. 若运动员水平初速度减小，落到斜面时的速度与斜面的夹角仍不变
二、多选题：本大题共2小题，共10分。
9.如图所示，直径为的竖直圆筒绕中心轴线以恒定的转速匀速转动。一子弹以水平速度沿圆筒直径方向从左侧射入圆筒，从右侧射穿圆筒后发现两弹孔在同一竖直线上且相距为，则不计子弹和圆筒间的相互作用( )
A. 子弹在圆筒中的水平速度为
B. 子弹在圆筒中的水平速度为
C. 圆筒转动的角速度可能为
D. 圆筒转动的角速度可能为
10.如图甲所示为农场扬场机分离谷物示意图。某次抛出的谷粒中有两颗的运动轨迹如图乙所示，其轨迹在同一竖直平面内，抛出点均为，且轨迹交于点，抛出时谷粒和谷粒的初速度分别为和，其中方向水平，方向斜向上。不计空气阻力，关于两谷粒在空中的运动，下列说法正确的是( )
A. 谷粒和谷粒在水平方向都做匀速直线运动
B. 谷粒和谷粒在竖直方向都做自由落体运动
C. 谷粒从到的运动时间大于谷粒从到的运动时间
D. 谷粒从到的运动时间等于谷粒从到的运动时间
三、实验题：本大题共2小题，共18分。
11.如图所示，向心力演示仪的挡板、到转轴距离为，挡板到转轴距离为，塔轮半径相同，半径之比为：：，半径之比为：：。现通过控制变量法，用该装置探究向心力大小与角速度、运动半径，质量的关系。
当质量和运动半径一定时，探究向心力的大小与角速度的关系，将传动皮带套在塔轮上，应将质量相同的小球分别放在挡板 处选填“”、“”或“”中的两个；此时的两个小球向心力大小之比是 。
将大小相同的铁球和橡胶球分别放置在、挡板处，传动皮带套在两个塔轮上，图中标尺上黑白相间的等分格显示出两个小球向心力大小的比值为：，则铁球与橡胶球的质量之比为 。
12.实验小组根据平抛运动的规律，设计不同实验方案测量小球做平抛运动的初速度大小。
他们利用如图甲所示的实验装置，用“描迹法”测量小球做平抛运动的初速度大小。
关于该实验，下列说法正确的是_____。
A.斜槽轨道末端应保持水平
B.应想办法尽量减小小球与轨道之间的摩擦
C.每次应将小球从斜槽轨道上同一位置由静止释放
D.实验时，必须控制挡板高度等间距下降
该小组正确实验后，在方格纸上记录了小球在不同时刻的位置如图乙中、、所示，建立如图所示的平面直角坐标系，轴沿竖直方向，方格纸每一小格的边长为，、、三点的坐标分别为、、。小球从点到点所用时间为，点到点所用时间为，则_____；在小球轨迹上取一个点图中未画出，使得小球从点到点和从点到点的运动时间相等，则点的纵坐标为_____。
若，当地重力加速度的大小为，则小球做平抛运动的初速度大小为_____。计算结果保留位有效数字
该实验小组又设计一个新的方案，如图丙所示。点处有一点光源，点正前方处竖直放置一块毛玻璃，将小球从点垂直毛玻璃水平抛出，在毛玻璃后方观察到小球在毛玻璃上的投影点，利用频闪相机记录小球在毛玻璃上的投影点的位置。可得到沿毛玻璃下降的高度随小球运动时间变化的关系如图丁所示，若该图像斜率为，重力加速度为，则小球做平抛运动的初速度大小为_____。用、和表示
四、计算题：本大题共3小题，共40分。
13.如图所示，为固定斜面，倾角为，小球从点以初速度水平抛出，恰好落到点求：空气阻力不计，重力加速度为
小球在空中飞行的时间及、间的距离；
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？
14.如图所示，某机械装置控制板在竖直平面内做半径为的匀速圆周运动，经过时间转过的角度为，板运动过程中始终保持水平方向，物体置于板上且与始终保持相对静止物体的质量，半径，取重力加速度为，，．
求物体的线速度大小
当物体转动到与水平方向夹角为时，求此时物体所受的支持力和摩擦力的大小．
15.如图所示，小明在离水面高度处，将一质量的小石片以初速度水平抛出，小石片先在水面上弹跳数次，当沿水面的速度减为零时会下沉。小石片每次接触水面时都受到恒定的作用力，其中水平分力恒为，每次接触水面后就跳起，跳起时竖直方向速度与此时沿水平方向速度之比为常数，不计空气阻力。求小石片
第一次与水面接触前水平方向的位移；
第一次与水面接触过程中，对水面作用力的竖直分力大小；
总共弹起的次数以及最后一次跳起后在空中的飞行时间。
答案和解析
1.【答案】
【解析】B.物体做直线运动时位移的大小一定小于或等于路程，只有当质点做单向直线运动时，位移的大小才等于路程，故B错误；
C.物体做曲线运动的条件是合外力与速度的方向不共线，所以物体受恒力作用时也可能做曲线运动，故C错误；
A.物体做匀速率曲线运动时，速度的大小不变，合外力只改变物体的速度方向，其所受合外力的方向总是于速度方向垂直，故A正确；
D.物体做曲线运动时，其速度方向一定改变，速度一定改变，故D错误。
故选A。
2.【答案】
【解析】A.由题意可知，竖直方向物资做自由落体运动，则物资下落所需要的时间，故A错误；
B.物资下落到水面时竖直方向的速度，由运动的合成和分解可知时刻直升机的速度大小，故B错误；
C.时刻直升机的速度大小，由水平方向的匀加速直线运动规律可知两次投送物资的时间间隔，故C正确；
D.由运动的合成和分解可知，时刻投放的物资接触水面时的速度大小，故D错误。
故选：。
3.【答案】
【解析】、将货车的速度进行正交分解，其分解成沿着缆绳方向与垂直缆绳方向，如图所示：
由于缆绳不可伸长，货箱向上运动的速度和货车的速度沿着缆绳方向的分量相等，故：，则货车运动的速度，夹角减小，货物速度增大，故B错误，A正确；
C.对在光滑水平面上匀速行驶货车，受到斜向后上方的绳子的拉力，所以对地面的压力比自身重力小，故C错误；
D、因货箱和货物整体向上做加速运动，由牛顿第二定律知缆绳中的拉力大于，故D错误。
4.【答案】
【解析】因为水流速度小于静水中船速，所以合速度的方向可能垂直于河岸，当合速度的方向垂直于河岸时，渡河航程最短即，故C错误
小船同时参与两个方向的匀速直线运动，合运动是匀速直线运动，故A错误
当静水中船速的方向与河岸垂直时，渡河时间最短，最短时间故B正确
设小船船头指向与上游河岸成角，静水中船速垂直于河岸方向的分速度为，静水中船速平行于河岸方向的分速度为，则渡河时间，沿河岸方向的位移代入得，故D错误．
5.【答案】
【解析】、圆盘上两处，属于同轴转动，故AB两处菜盘的角速度，根据角速度与周期的关系可知周期，故AB错误；
、、两点的角速度相等，大于，根据知线速度与半径成正比，可得处菜盘的线速度比处菜盘大，故 C正确，D错误。
故选C。
6.【答案】
【解析】A.小球在竖直方向上做自由落体运动，故从抛出点到上管口的运动过程中，有，A错误；
B.小球在水平方向上做匀减速运动，因恰能无碰撞地通过细管，故小球到管口时水平速度刚好减为零，设小球的初速度为，有，联立以上两式解得，故 B错误；
C.设风力大小为，小球在水平方向上的加速度大小为，根据牛顿第二定律有，由匀变速直线运动规律可得，联立可得，故 C正确；
D.小球到达上管口时，水平速度减为零，进入管中后其不再受风力作用，只有竖直方向的速度，从抛出到落地全程，小球在竖直方向上做自由落体运动，所以有，则小球落地时的速度大小为， D错误。
7.【答案】
【解析】A、大、小齿轮边缘通过链条链接，、是两轮边缘上的点，、两点的线速度大小相等，故A错误；
B、小齿轮和后轮是同轴转动，所以、两点角速度相等，故B错误；
C、大、小齿轮边缘上的点线速度大小相等，有，即，所以大、小齿轮转速之比，故C错误；
D、设脚踏板的转速为，周期，大齿轮和小齿轮边缘的线速度相等，得，后轮边缘的线速度，在脚踏板转一圈的时间内，自行车前进的距离，故D正确。
8.【答案】
【解析】A、运动员在平行于斜面方向所受的合力为重力的下滑分力，且速度沿斜面方向的分速度与该方向合力方向相同，可见运动员在斜面上的投影做匀加速直线运动，故A正确，不符合题意；
B、运动员在垂直斜面方向做类竖直上抛运动，且点离斜面最远，由对称性知，，运动员沿斜面方向的初速度不为，结合知，，故B错误，符合题意；
C、小球抛出后做平抛运动，其水平方向做匀速直线运动，则，由于点在点的正下方，，，则，故C正确，不符合题意；
D、小球做平抛运动至落在斜面上，则，，又，由速度关系：，联立知，速度方向与水平方向的夹角满足：，可见运动员水平初速度减小时，其落在斜面时速度方向与水平方向的夹角不变，与斜面的夹角也不变，故D正确，不符合题意。
9.【答案】
【解析】根据，解得，则子弹在圆筒中的水平速度为，故A正确，B错误；
因为子弹右侧射穿圆筒后发现两弹孔在同一竖直线上，则，因为，解得，当时，，当时，，故CD正确。
故选ACD。
10.【答案】
【解析】A.谷粒做平抛运动，谷粒做斜抛运动，故谷粒和谷粒在水平方向都做匀速直线运动，故A正确；
B.谷粒在竖直方向做自由落体运动，谷粒在竖直方向做竖直上抛运动，故B错误；
谷粒在竖直方向做自由落体运动，有，谷粒在竖直方向做竖直上抛运动，设谷粒的初速度与水平方向的夹角为 ，有，可得，故C正确，D错误。
故选AC。
11.【答案】
：
：

【解析】该实验采用“控制变量法”进行研究，所以在探究向心力和角速度的关系时，要保持其余的物理量不变，则需要半径、质量都相同，则需要将质量相同的小球分别放在挡板和挡板处；轮半径之比为，则根据 ，则有，根据可得两个小球向心力大小之比是
根据向心力公式，将大小相同的铁球和橡胶球分别放置在、挡板处，传动皮带套在两个塔轮上，则转动半径和线速度均相等，则向心力大小之比等于质量之比，为．
12.【答案】；； ； ；

【解析】为保证小球初速度水平，斜槽轨道末端应保持水平，故A正确；
B.小球与轨道之间的摩擦对实验结果无影响，故B错误；
C.为保证小球初速度相等，每次应将小球从斜槽轨道上同一位置由静止释放，故C正确；
D.挡板高度无需等间距下降，故D错误；
故选AC。
由图可知
根据水平方向做匀速直线运动可知
则 ；
根据水平方向做匀速直线运动可知相邻两点的水平距离相等，竖直方向满足
设点的纵坐标为 ，则
解得 ；
竖直方向有
水平方向有
解得 ；
根据平抛运动规律有 ，
解得
则斜率为
解得 。
13.【解析】根据得，运动的时间，
间的距离；
当小球的速度方向与斜面平行，距离斜面最远，
根据，则经历的时间，
将小球的速度和加速度分解为沿斜面方向和垂直斜面方向，则，，
则最大距离。
14.【解析】经过时间转过的角度为，物体运动的角速度，
根据可知物体的线速度大小
当物体转动到与水平方向夹角为时，重力、支持力和摩擦力的合力提供向心力，
则
，
解得，
15.【解析】设从抛出到第一次与水面接触前时间为，由得，第一次与水面接触前水平方向的位移；
小石片在水面上滑行时，设水平方向加速度大小为，有，第一次与水面接触后跳起时滑行速度，规定竖直向下为正方向，第一次跳起时竖直方向分速度，第一次与水面接触前竖直方向的速度，竖直方向加速度为，第一次与水面接触过程中对水面作用力的竖直分力大小，
由牛顿第二定律得，解得；
小石片在水面上滑行时，有，第次滑行速度的水平分量，
时，水平分速度为，可知，小石片共在水面上滑行了次，只弹起了次，第次弹起时，，最后一次跳起后在空中运动的时间。
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