安徽省滁州市定远县第二中学2024-2025学年高一（下）3月检测物理试卷（一）（含解析）

定远二中2024-2025学年高一（下）3月检测物理试卷（一）
一、单选题：本大题共8小题，共32分。
1.如图所示，一辆汽车在公路上转弯，沿曲线由向行驶、速度逐渐减小，下面四幅图中分别画出了汽车转弯时所受合力的四种方向，你认为正确的是( )
A. B.
C. D.
2.如图所示，光滑水平桌面上的为矩形区域的四个顶点，某小球沿方向以速度自点进入该区域，以后的运动过程中，小球始终受到平行于方向的恒力的作用，且恰能经过点。关于小球在矩形区域所在平面内的运动，下列说法正确的是( )
A. 小球由到可能做匀变速直线运动
B. 若足够大，小球可能经过点
C. 若只增大，小球自点运动到所在直线时的时间将变短
D. 若只减小，小球自点运动到所在直线时的时间将变长
3.一质量为的质点以速度做匀速直线运动，在时开始受到恒力作用，速度大小先减小后增大，其最小值为，由此可判断( )
A. 质点受到恒力作用后一定做匀变速直线运动
B. 质点受到恒力作用后可能做圆周运动
C. 时恒力方向与速度方向间的夹角为
D. 恒力作用时间时质点速度最小
4.如图所示的曲线是某个质点在恒力作用下从点出发经点到达点的一段运动轨迹，已知弧长大于弧长，质点由点运动到点与从点运动到点的时间相等，下列说法中正确的是( )
A. 质点在间的运动不是匀变速运动
B. 质点从到过程中速度大小保持不变
C. 质点在这两段时间内的速度变化量大小相等，方向相同
D. 质点在这两段时间内的速度变化量大小不相等，但方向相同
5.如图所示，一名运动员在水平面上进行跳远比赛，腾空过程中离水平面的最大高度为，起跳点与落地点的水平距离为，运动员可视为质点，不计空气阻力，取重力加速度，则运动员( )
A. 在空中的运动时间为
B. 在最高点时的速度大小为
C. 落地时的速度大小为
D. 落地时速度方向与水平面所成的夹角为
6.风洞是测试飞机性能、研究流体力学的一种必不可少的重要设施，我国的风洞技术处于世界领先地位。如图所示，某次风洞实验中，使风力大小恒定，方向水平，一质量为的小球先后经过、两点，其中在点的速度大小为，方向与、连线成角在点的速度大小也为，方向与、连线成角。已知、连线长为，与水平方向的夹角为，小球的空气阻力忽略不计，下列说法正确的是( )
A. 从运动到点所用的时间为
B. 小球的最小速度为
C. 风力大小为
D. 若改用质量为的小球，同样从点以相同速度抛出，其仍能经过点
7.如图所示，小车以速度匀速向左运动，通过滑轮拖动物体上升，不计滑轮摩擦与绳子质量，当绳子与水平面夹角为时，下面说法正确的是( )
A. 物体的速度可能大于物体的速度 B. 上升过程中，物体处于失重状态
C. 绳对物体的拉力等于物体的重力 D. 此时物体的速度为
8.如图所示，足够长的固定斜面倾角为，在点沿平行斜面向上、大小为的初速度抛出一个小球，小球在空中运动后落在斜面上，若保持小球在点抛出的速度大小不变，改变抛出的方向，可使小球从抛出到落到斜面所用的时间最短．，，空气阻力不计，重力加速度取则最短时间为( )
A. B. C. D.
二、多选题：本大题共2小题，共10分。
9.清华大学科学博物馆复原的记里鼓车，又名大章车，如图甲所示，晋古今注中记载：“大章车，所以识道里也，起于西京，亦曰记里车。车上为二层，皆有木人，行一里，下层击鼓：行十里，上层击镯。”记里鼓车内部设置了三级齿轮机构，通过齿轮的啮合将车轮的转动传递给车身上的木人，从而实现每隔一段距离击鼓和击镯，类似现代车辆的里程表。其原理如图乙所示，立轮和足轮固定同一车轴上，立轮和下平轮通过齿轮啮合，下平轮和旋风轮固定在同一立轴上，旋风轮和中平轮通过齿轮啮合，中平轮带动固定在同一轴上的上凸轮转动，固定在上凸轮边缘的拨片在转动过程中拨动拉着小人手臂的细线，从而实现“击鼓记里”的目的。齿轮的齿数如图所示。下列说法正确的是( )
A. 足轮每转动圈，下平轮就转动圈 B. 足轮每转动圈，旋风轮就转动圈
C. 旋风轮每转动圈，中平轮就转动圈 D. 足轮每转动圈，上凸轮就转动圈
10.机械设计中有许多精妙的设计，如图所示为一种将圆周运动转化为一条直线上往复运动的设计。沿竖直面内圆弧轨道做匀速圆周运动的小球通过有转轴的连杆与物块相连，物块穿在水平杆上，水平杆的延长线通过圆心。若小球做匀速圆周运动，物块从最左端第一次运动到最右端经历的时间为。下列说法正确的是
A. 小球所受合力不变
B. 小球运动的周期为
C. 小球运动到水平直径任一端点时，物块运动的速率最大
D. 小球与物块速度相等时，小球一定位于轨道最高点或最低点
三、实验题：本大题共2小题，共18分。
11.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________用、表示。
12.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 。
四、计算题：本大题共3小题，共40分。
13.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，测得间的距离为，斜坡与水平方向的夹角为，取，试计算
运动员在处的速度大小
在空中飞行的时间。
从点出发到距离斜面最远的时间
14.如图所示，某同学打水漂，从离水面处以 的初速度水平掷出一枚石块。若石块每次与水面接触速率损失，弹跳速度与水面的夹角都是，当速度小于就会落水。已知，，不计空气阻力，假设石块始终在同一竖直面内运动，则：
石块第一次与水面接触时的速度为多大？
石块在水面上一共出现几个接触点？
落水处离人掷出点的水平距离为多少？
15.如图所示，在平面直角坐标系中，水平向右为轴正方向，竖直向上为轴正方向。第四象限内有一个长方形区域，物体在该区域内运动时除受重力外还会受到一个竖直向上的恒力。质量为的小球以初速度从点做平抛运动，小球最终从点垂直于边界射出该区域。已知点的纵坐标为，重力加速度为，小球可视为质点，不计空气阻力。求：
区域内恒力的大小
小球经过轴时的速度
点的横坐标。
答案和解析
1.【答案】
【解析】
汽车在水平公路上转弯，汽车做曲线运动，沿曲线由向行驶，汽车所受合力的方向指向运动轨迹内测；由图可知，合力的方向指向运动轨迹的内测，而速度逐渐减小，即合力与速度夹角大于，故C正确，ABD错误。
故选C。
2.【答案】
【解析】由题意知，小球在、间运动时，所受合力恒定，加速度恒定，但合力与速度不共线，故做匀变速曲线运动，A错误；
B.因小球有沿方向的初速度，即使足够大，小球也会在沿的方向产生位移，故小球一定不能经过点，即B错误；
C.若只增大，小球的加速度不变，自点运动到所在直线时的时间也不会发生变化，故C错误；
D.若只减小，小球的加速度将变小，小球自点运动到所在直线时的时间将变长，故D正确。
3.【答案】
【解析】A.在时开始受到恒力作用，加速度不变，做匀变速运动，若做匀变速直线运动，则最小速度可以为零，所以质点受力作用后一定做匀变速曲线运动，故A错误；
B.物体在恒力作用下不可能做圆周运动，故B错误；
C.设恒力与初速度之间的夹角是，最小速度：；可知初速度与恒力的夹角为钝角，所以是，故C错误；
D.在沿恒力方向上有：，解得：，故D正确。
4.【答案】
【解析】A.因质点在恒力作用下运动，由牛顿第二定律可知，质点做匀变速曲线运动，由于加速度不变，质点在、间的运动是匀变速运动，故A错误；
B.从到过程中，速度方向始终在变化，故B错误；
因加速度不变，则质点在这两段时间内的速度变化量大小相等，方向相同，故C正确，D错误。
故选C。
5.【答案】
【解析】A.由于腾空过程中离水平面的最大高度为，在竖直方向由匀变速直线运动规律：，，由此解得其竖直分速度为：，竖直上升的时间为，故其在空中的运动时间为，A正确；
B.运动员在水平方向上做匀速直线运动，故有：，解得水平分速度为：，当物体到达最高点时其竖直分速度变为零，故在最高点时的速度大小为，B错误；
C.由于斜抛运动具有对称性，故落地的分速度大小与抛出瞬间的分速度等大，故由速度的合成可得落地时的速度大小为，C错误；
D.由于其落地时的水平分速度与竖直分速度等大，落地时速度方向与水平面所成的夹角为 ，可得即落地时速度方向与水平面所成的夹角为，D错误。
故选A。
6.【答案】
【解析】
A.如图所示，
小球在点和点速度大小相等，与水平方向夹角相等，根据此特点可知，小球运动可看作斜上抛运动，由图可知合力方向垂直于、连线。因为 ，则
则运动时间为
A错误；
B.小球从点到距离、连线最远的点做减速运动，然后做加速运动到点，最小速度为
B错误；
C.设合力为，由斜上抛运动规律知
代入得
解得
所以风力
C正确；
D.风力不变，重力变为原来的倍，所以合力大小方向都发生改变，所以不能到达点，D错误。
故选C。
7.【答案】
【解析】小车沿绳子方向的速度等于的速度，因绳子与水平方向的夹角为，根据平行四边形定则，物体的速度，物体的速度小于物体的速度。小车匀速向左运动时，因减小，则的速度增大，所以加速上升，那么绳子的拉力大于的重力，物体处于超重状态，故D正确，ABC错误。
8.【答案】
【解析】将小球抛出的运动沿垂直斜面和平行斜面分解，在垂直斜面方向上小球做的是初速度为零，
加速度大小为，
则点到斜面的距离，
要使小球落到斜面所用时间最短，则抛出的初速度沿垂直斜面方向即可，则，
解得，C正确．
9.【答案】
【解析】A.由题中数据，根据，立轮和下平轮的半径之比为，立轮和下平轮通过齿轮啮合，则线速度相等，根据，所以，立轮和足轮固定同一车轴上，所以角速度相等，则，足轮每转动圈，下平轮就转动圈，故A错误；
B.下平轮和旋风轮固定在同一立轴上，所以角速度相等，则，足轮每转动圈，旋风轮就转动圈，故B正确；
C.由题中数据可知，中平轮和旋风轮的半径之比为，旋风轮和中平轮通过齿轮啮合，线速度相等，则，旋风轮每转动圈，中平轮就转动圈，故C正确；
D.中平轮带动固定在同一轴上的上凸轮转动，所以角速度相等，则，足轮每转动圈，上凸轮就转动圈，故D正确。
故选 BCD。
10.【答案】
【解析】
A.因小球做匀速圆周运动，故合力大小不变，方向时刻变化，故A错误；
B.为半个周期，故，故B正确；
C.小球运动到水平直径任一端点时，物块的速度为，故C错误；
D.根据杆关联速度的特点，当两者速度相同时，两者速度方向与杆的夹角一定相同，因的速度方向一定沿水平方向，故小球的速度方向也一定沿水平方向，而满足此条件的位置，只有最高点和最低点，故D正确。
11.【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
12.【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．
13.【答案】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：，即在空中飞行的时间为；
水平位移为：；
水平方向上，
解得：，即运动员在处的速度大小为。
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：。
14.【答案】从抛出点到第一次接触水面，根据平抛运动规律有
得
石块第一次与水面接触时的速度为；
若石块每次与水面接触速率损失，当速度小于就会落水，即
可求得当时，满足条件
由此可知，小石块第次接触后将落入水中，因此一共出现个接触点。
抛出点到第一个入水点的水平距离为
得
从第一次接触水面到第二次接触水面所用时间为
则第一个接触点与第二个接触点之间距离为
联立，代入数据可得
从第二次接触水面到第三次接触水面所用时间为
第二个接触点与第三个接触点之间距离为
可求得
同理可得第三个接触点与第四个接触点之间距离为
则落水点离掷出点的水平距离。
15.【答案】小球在第一象限内做平抛运动，设第一次运动到轴的时间为，沿轴方向的速度大小为，则： ，
小球在第四象限内做类斜抛运动，设第一次速度水平的时间为，则：，
小球在第四象限内，根据牛顿第二定律有
联立解得 ；
经过轴时，设小球沿轴方向的速度大小为，则
所以小球经过轴时的速度大小
设小球经过轴时的速度方向与轴正方向的夹角为，则
分析可知，如果小球第一次进入第四象限内就能运动到点，则运动时间为
如果小球第次进入第四象限内运动到点，则运动时间为，


小球在轴方向上做匀速运动，则点的横坐标， 。
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