山东省临沂第一中学2024-2025学年高一（下）第五次教学检测物理试卷（含解析）

山东省临沂第一中学2024-2025学年高一（下）第五次教学检测
物理试卷
一、单选题：本大题共8小题，共24分。
1.一个质点受到两个互成锐角的恒力和作用，由静止开始运动，运动中保持二力方向不变．若突然减小为，保持不变．则该质点以后( )
A. 可能做匀速直线运动 B. 在相等的时间内速度的变化一定相等
C. 一定做变加速曲线运动 D. 一定做变加速直线运动
2.如图所示，河水由西向东流，河宽为，若取河中任意一点，该点水流速度大小为，到较近河岸的距离为，则与的关系总满足的单位为，让小船船头垂直河岸由南向北渡河，小船在静水中的速度大小恒为，下列说法正确的是
A. 小船渡河的轨迹为直线
B. 小船在河水中的最大速度是
C. 小船在距南岸处的速度大小小于在距北岸处的速度大小
D. 小船渡河的时间是
3.如图，可视为质点的小球，位于半径为半圆柱体左端点的正上方某处，以一定的初速度水平抛出小球，其运动轨迹恰好能与半圆柱体相切于点。过点半圆柱体半径与水平方向的夹角为，则物体的初速度为：不计空气阻力，重力加速度为( )
A. B. C. D.
4.如图，在倾角为的足够大的光滑斜面上将小球、同时以相同的速率沿水平面内不同方向抛出已知球初速度方向垂直竖直平面向外，球初速度沿着方向则( )
A. 球落到斜面上时，、两球的位移大小相等
B. 若将球的初速度大小变为之前的倍，则球落到斜面上时，其速度大小也将变为之前的倍
C. 若将球的初速度大小变为之前的倍，则在相同时间内，其速度大小也将变为之前的倍
D. 球落到斜面上时，球的速度大小是球速度大小的倍
5.随着人们生活水平的提高，打高尔夫球将逐渐成为普通人的休闲娱乐。如图所示，假设甲、乙、丙三位运动员从同一点沿不同方向斜向上击出的高尔夫球分别落在水平地面上不同位置、、，三条路径的最高点在同一水平面内，不计空气阻力的影响，则( )
A. 甲击出的高尔夫球落地的速率最大
B. 甲击出的高尔夫球在空中运动时间最长
C. 三个高尔夫球击出的初速度竖直分量不相等
D. 三个高尔夫球击出的初速度水平分量相等
6.在放映电影时，一般电影机每秒钟切换幅画面。一辆汽车的车轮上有三根辐条，车轮半径为，则下列判断中正确的是( )
A. 无论车轮转速多大，都不会感觉车轮倒转
B. 只有车轮转速为时，才会感觉车轮不转动
C. 车速为时，一定可以看到画面上有根辐条
D. 车速为时其中，，，一定可以看到画面上有根辐条
7.如图所示，轻杆一端固定在点，另一端固定一小球，现让小球在竖直平面内做圆周运动，小球运动到最高点时，杆与小球间弹力大小为，小球在最高点的速度大小为，其图像如图所示，已知重力加速度为，则下列说法正确的是
A. 小球的质量为
B. 轻杆的长度为
C. 若小球质量不变，换用更长的轻杆做实验，图中点的位置不变
D. 时，在最高点杆对小球的弹力大小为
8.如图所示，倾角的斜面体固定在可以绕竖直轴转动的水平转台上，斜面最低点在转轴上，质量均为、可视为质点的两个小物块、随转台一起匀速转动，、到斜面最低点的距离均为，与接触面之间的动摩擦因数均为，取，，，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。则下列说法正确的是( )
A. 为保持与斜面体相对静止，角速度的最小值为
B. 为保持与斜面体相对静止，角速度的最大值为
C. 当角速度等于时，会相对转台滑动，有沿斜面向上滑的趋势
D. 若与斜面体保持相对静止，则对斜面的压力大小范围是
二、多选题：本大题共4小题，共16分。
9.在某玻璃自动切割生产线上，宽的成型玻璃板以的速度匀速向前运动，在切割工序处，金刚钻的制刀速度为，为了使割下的玻璃都成规定尺寸的矩形，则下列说法正确的是( )
A. 金刚钻的割刀速度与玻璃板的运动方向成
B. 金刚钻的割刀速度与玻璃板的运动方向成
C. 切割一次的时间为
D. 切割一次的时间为
10.如图所示，一根长为的轻杆，端用铰链固定，另一端固定着一个小球，轻杆靠在一个高为的物块上。若物块与地面摩擦不计，则当轻杆以不变的角速度顺时针转动至轻杆与水平方向夹角为时，物块与轻杆的接触点为，下列说法正确的是( )
A. 小球的线速度大小为
B. 点与点角速度相同
C. 物块向右运动的速度
D. 随着轻杆与水平方向夹角的减小，物块速度先增大后减小
11.一位网球运动员以拍击球，使网球沿水平方向飞出。第一只球飞出时的初速度为，落在自己一方场地点后，弹跳起来，刚好擦网而过，落在对方场地的点处，如图所示。第二只球飞出时的初速度为，直接擦网而过，也落在点处。设球与地面碰撞时没有能量损失，且不计空气阻力，则说法正确的是( )
A. B. C. D.
12.如图，可围绕竖直轴转动的水平圆盘上，放着用细绳相连的质量均为的两个物体和，与圆心距离分别为，，、与盘间的最大摩擦力均为重力的倍，在圆盘转动角速度缓慢增大到物体刚好要发生滑动时，则下列说法正确( )
A. 绳子刚有拉力时的角速度为
B. 开始滑动时，圆盘的角速度为
C. 当角速度为时，的摩擦力为
D. 的摩擦力大小为所对应的角速度有个
三、实验题：本大题共2小题，共20分。
13.图甲是某种“研究平抛运动”的实验装置，斜槽末端口与小球离地面的高度均为，实验时，当小球从斜槽末端飞出与挡片相碰，立即断开电路使电磁铁释放小球，发现两小球同时落地，改变大小，重复实验，、仍同时落地。
关于实验条件的说法，正确的有________；
A.斜槽轨道末段端必须水平
B.小球可以从斜槽上不同的位置无初速度释放
C.斜槽轨道必须光滑
D.小球每次必须从斜槽上相同的位置无初速度释放
该实验结果可表明________
A.两小球落地速度的大小相同
B.小球在竖直方向的分运动与小球的运动相同
C.两小球在空中运动的时间相等
D.小球在水平方向的分运动是匀速直线运动
若用一张印有小方格小方格的边长为，的纸记录小球的轨迹，小球在同一初速平抛运动途中的几个位置如图乙中的、、、所示，重力加速度，则小球在处的瞬时速度的大小为_________，若以点为坐标原点，水平向右为轴正方向，竖直向下为轴正方向，小球抛出点的坐标为________，________。
14.探究小球做匀速圆周运动向心力大小与小球质量、角速度和运动半径之间的关系实验装置如图所示。图中，、、与转动轴的距离之比为。
该探究实验采用的实验方法与下列哪个实验相同 。
A.测量做直线运动物体的瞬时速度
B.探究两个互成角度的力的合成规律
C.探究加速度与力和质量的关系
在某次实验中，某同学把两个质量相等的钢球放在、位置，将皮带套在半径不同的左右塔轮上。转动手柄，观察左右标尺的刻度，此时可研究向心力的大小与 选填“运动半径”或“角速度”的关系。
在的实验中，某同学匀速转动手柄时，左边标尺露出个格，右边标尺露出个格，则皮带连接的左、右塔轮半径之比为 ；其他条件不变，若减小手柄转动的速度，则左右两标尺的示数将 ，两标尺示数的比值 。以上两空均选填“变大”、“变小”或“不变”
四、计算题：本大题共4小题，共40分。
15.如图所标，竖直平面内的半圆弧形光滑轨道半径为，为半圆直径，为与水平方向成角的斜面，一质为的小球以某一速度从点沿切线进入半圆轨道，并沿圆形轨道经最低点点后到达，从点飞出后落到斜面上点图中未画出，在点时小球对圆弧轨道的压力为，不计空气阻力，重力加速度为。求：
小球在点时的速度的大小；
小球从点抛出后离斜面的最大距离；
的距离。
16.一转动装置如图所示，四根轻杆、、和与两小球以及一小环通过铰链连接，轻杆长均为，球和环的质量均为，端固定在竖直的轻质转轴上，套在转轴上的轻质弹簧连接在与小环之间，原长为，装置静止时，弹簧长为，转动该装置并缓慢增大转速，小环缓慢上升．弹簧始终在弹性限度内，忽略一切摩擦和空气阻力，重力加速度为，求：
装置静止时，杆的弹力大小；
弹簧的劲度系数；
杆中弹力为零时，装置转动的角速度．
17.如图所示，某同学在篮筐正前方跳起投篮．跳投过程中，篮球离开手时速度大小为，方向与水平夹角为，距离地面高，到篮筐水平距离为，最终篮球恰好落入篮筐。将篮球视为质点，忽略篮筐大小及空气阻力。
求篮球从投出到最高点所用的时间；
求篮球进入篮筐时的速度大小及与水平方向的夹角可用正切值表示；
若从处跳投，篮球离开手时距离地面高度不变，速度方向不变，速度大小变为，已知篮球击中篮板反弹后，速度的水平分量大小与碰前相同，方向与原来方向相反，速度的竖直分量不变．则篮球最终的落地点到篮筐的水平距离为多少取。
18.如图是某种自行车气门嘴灯放大图，气门嘴灯内部开关结构如图所示，弹簧一端固定，另一端与质量为的小滑块含触点连接，当触点、接触，电路接通使气门嘴灯发光，触点位于车轮边缘。车轮静止且气门嘴灯在最低点时如图，触点、距离为，弹簧劲度系数为。现将自行车架起，使车轮竖直悬空匀速转动，重力加速度大小为，自行车轮胎半径为，不计一切摩擦，滑块和触点、均可视为质点，弹簧变化始终在弹性限度内。与相比可以忽略
若气门嘴灯每次到达最低点时刚好发光，求车轮转动的线速度大小；
若气门嘴灯可以一直发光，求车轮匀速转动的线速度最小值；
若车轮以线速度转动，求车轮每转一圈，气门嘴灯的发光时间。
答案和解析
1.【答案】
【解析】解：质点原来是静止的，在、的合力的作用下开始运动，此时质点做的是匀加速直线运动，运动一段时间之后，物体就有了速度，而此时突然减小为，保持不变，它们的合力的大小和方向也就变化了，原来合力的方向与速度的方向在一条直线上，质点做的是直线运动，合力的方向也变了，故合力方向就不再和速度的方向在同一条直线上了，所以此后质点将做曲线运动，由于、都是恒力，改变之后它们的合力还是恒力，质点的加速度就是定值，所以在相等的时间里速度的增量一定相等，故质点是在做匀变速曲线运动，故B正确，ACD错误。
故选：。
2.【答案】
【解析】A.小船在南北方向上为匀速直线运动，在东西方向上先加速，到达河中间后再减速，速度方向与加速度方向不共线，小船的合运动是曲线运动，故A错误；
B.当小船运动到河中间时，水的速度最大为、此时小船的合速度最大，最大值，故B正确；
C.在距南岸处的速度与在距北岸处的水的速度大小相等，故合速度相等，故C错误；
D.小船的渡河时间，故D错误。
3.【答案】
【解析】小球做平抛运动，其中水平方向做匀速直线运动，由几何关系可知水平位移
又
小球恰好与半圆柱体相切于点，可知在点的速度与水平方向的夹角为，则
竖直方向小球做自由落体运动，则
联立解得
故ABC错误，D正确。
故选：。
4.【答案】
【解析】当球落到斜面上时，有，解得，则球落到斜面上时的速度大小为，若将球的初速度大小变为之前的倍，则球落到斜面上时，其速度大小也变为之前的倍，故B正确；由以上分析可知，球落到斜面上用时为，此时球的位移大小为，球的水平位移为，沿斜面向下的位移为，球的位移大小为，故 A错误；根据，若将球的初速度大小变为之前的倍，则在相同时间内，其速度大小不是之前的倍，故C错误；球落到斜面上时的速度大小为，此时球的速度大小为，故 D错误．
5.【答案】
【解析】竖直方向运动的高度相等，则运动时间相等，击出初速度的竖直分量相等，、两项错误由于运动时间相等，水平位移甲的最大，故击出初速度的水平分量甲的最大，据运动的对称性和速度的合成可知甲击出的高尔夫球落地速率最大，项正确，项错误故选A项．
6.【答案】
【解析】A.轮子是根辐条，相邻两个辐条夹角为 ，如果改变一幅画面后，轮子刚好转过 ，那么我们会觉得轮子没有转，或者改变一幅画面后，轮子刚好转过 的整数倍，那么我们也会觉得轮子没有转，故A错误；
B.当感觉车轮不转动时，说明在 内，每根辐条转过的角度应满足 ， ，
此时车轮转速为 ， ，
故B错误；
当看到画面上有根辐条时，说明在 内，每根辐条转过的角度应为 的奇数倍，则有 ， ， ，
此时车轮角速度为 ， ， ，
则车速为 ， ， ，
当 时，可得
故C正确，D错误。
故选C。
7.【答案】
【解析】A. 当小球的速度为零时，杆的弹力等于小球的重力，即 ，解得 故A错误；
B. 当 时，杆的弹力为零，重力提供向心力，有 ，解得 故B错误；
C. 由图可知， 时，杆的作用力为零，由 知，变大，随着也变大，故C错误；
D. 当 时，根据牛顿第二定律得 ， ，则 ，可知 ；故D正确．
8.【答案】
【解析】A.为保持与斜面体相对静止，角速度较小时，受到摩擦力沿斜面向上，此时对受力分析可得：，，其中，，代入数据可得，，故A错误；
B.为保持与斜面体相对静止，角速度较大时，受到摩擦力沿斜面向下，此时对受力分析可得：，，其中，，代入数据得：，，故B正确；
C.受到的摩擦力为零时有：，，解得：，故当角速度等于时恰好无上滑趋势也无下滑趋势，C错误；
D.由选项的分析可得，若与斜面体保持相对静止，则对斜面的压力大小范围是，故D错误。
9.【答案】
【解析】解：、设金刚钻割刀的轨道方向与玻璃板的夹角为，因为合速度的方向与玻璃板垂直，根据平行四边形定则得：，则故A错误，B正确。
、合速度的大小，则切割一次的时间，故C正确，D错误。
故选：。
10.【答案】
【解析】解：、轻杆以不变的角速度顺时针转动，根据，则有小球的线速度大小为：，故A错误；
B、点与点同处于一直杆，因此它们的角速度相同，故B正确；
C、如图所示，根据运动的合成与分解可知，接触点的实际运动为合运动，可将点运动的速度，沿垂直于杆和沿杆的方向分解成和，其中；为点做圆周运动的线速度，为点沿杆运动的速度。当杆与水平方向夹角为时，。
由于点的线速度为，
所以物块向右运动的速度：故C正确；
D、随着轻杆与水平方向夹角的减小，由物块向右运动的速度公式：，可知，物块速度一直增大，故D错误。
故选：。
11.【答案】
【解析】两球被击出后都做平抛运动，据平抛运动的规律知，两球被击至各自第一次落地的时间是相等的，由题意结合图可知，两球从击出至第一次落地的水平射程之比为：：，则网球两次飞出时的初速度之比：：，故A正确，B错误；
第一个球落地后反弹做斜抛运动，据运动的对称性可知，段的逆过程和段是相同的平抛运动，设两球被击至各自第一次落地的时间相等为，设两只球下落相同高度所用时间为，则，又：：，则；又根据 ， ，则，解得：：：，故C错误，D正确。
故选：。
12.【答案】
【解析】A、与都做匀速圆周运动，合力提供向心力，根据牛顿第二定律得，
二者的角速度相等，的半径较大，所以受到的静摩擦力先达到最大，此时绳子恰好要有拉力。
需要的向心力恰好等于最大静摩擦力时：
则：故A正确。
B、最初圆盘转动角速度较小，、随圆盘做圆周运动所需向心力较小，可由、与盘面间静摩擦力提供，静摩擦力指向圆心。由于所需向心力较大，当与盘面间静摩擦力达到最大值时此时与盘面间静摩擦力还没有达到最大，若继续增大转速，则将具有做离心运动的趋势，而拉紧细线，使细线上出现张力，转速越大，细线上张力越大，使得与盘面间静摩擦力先减小后增大，当与盘面间静摩擦力也达到最大时，、将开始滑动。
此时，根据牛顿第二定律得：
对：
对：
解得最大角速度故B错误；
C、当角速度为时，设绳子的拉力为，对：
可得：
设的摩擦力为，方向指向圆心，则：
可得：，即恰好不受摩擦力
故C正确；
D、绳子恰好要有拉力时，设受到的摩擦力为，此时摩擦力的方向指向圆心，则：
最初圆盘转动角速度较小，、随圆盘做圆周运动所需向心力较小，可由、与盘面间静摩擦力提供，静摩擦力指向圆心。在绳子有拉力前，一定存在一个角速度使受到的摩擦力等于；
当与盘面间静摩擦力达到最大值后，若继续增大转速，则将具有做离心运动的趋势，而拉紧细线，使细线上出现张力，转速越大，细线上张力越大，使得与盘面间静摩擦力先减小后反方向增大，在受到的摩擦力减小为前，也存在一个角速度使受到的摩擦力等于；
之后角速度继续增大，受到的摩擦力开始背离圆心方向，并逐渐增大，在与开始滑动前，还存在一个角速度使受到的摩擦力等于；
所以的摩擦力大小为所对应的角速度有个。故D正确
故选：。
13.【答案】；
；
；；。
【解析】为了保证小球从斜槽上抛出做平抛运动，要求斜槽轨道末段端必须水平，故A正确；
只需要保证小球能从斜槽上的点开始做平抛运动即可，不需要斜槽轨道必须光滑，也不需要从同一位置由静止滚下，故CD错误，B正确。
当小球从斜槽末端水平飞出时与小球离地面的高度均为，此瞬间电路断开使电磁铁释放小球，最终两小球同时落地，知运动时间相等，说明球在竖直方向上的分运动与小球的运动相同，但不能说明小球水平方向的分运动是匀速直线运动，故BC正确，D错误；
A.当小球落地时小球还有水平方向的速度，则两小球落地速度的大小不可能相同，故A错误。
根据平抛运动的特点可知，
在水平方向上：，
在竖直方向上：，
得出相邻的小球间隔的时间为，
，
点的竖直速度为，
故点的速度为，
从开始下落到到达设用到的时间为，则，
竖直方向从抛出到点下落的距离为，
，
水平方向上从抛出到到达点前进的距离为，结合图乙得出抛出点的水平坐标为，故抛出点的坐标为。
14.【答案】 角速度 变小 不变
【解析】探究小球做匀速圆周运动向心力大小与小球质量、角速度和运动半径之间的关系采用了控制变量法，测量做直线运动物体的瞬时速度时应用的物理方法是极限法，故A错误；
B.探究两个互成角度的力的合成规律实验中采用的科学方法是等效替代法，故B错误；
C.探究加速度与力和质量的关系的实验中采用的科学研究方法是控制变量法，故C正确。
故选C。
、与转动轴的距离之比为，即转动半径相等，两球的质量也相等，可知此时可研究向心力的大小与角速度的关系。
匀速转动手柄时，左边标尺露出个格，右边标尺露出个格，则左右两球的向心力之比为，根据
由于控制圆周运动的半径与小球的质量相等，可知角速度之比，皮带连接的左、右塔轮边缘线速度相等，根据
可知，半径之比为；
其他条件不变，若减小手柄转动的速度，皮带连接的左、右塔轮边缘线速度相等，根据
线速度减小，则角速度变小，根据
可知小球所需向心力大小变小，即左右两标尺的示数将变小，由于塔轮半径之比不变，即角速度比值不变，可知两标尺示数的比值不变。
15.【解析】在点，根据牛顿第二定律，
得；
小球从点抛出后，受力分析如图所示，
，
把小球的运动分解为垂直于斜面的匀变速运动和沿斜面的匀加速直线运动。
以平行于斜面向下为轴正方向，以垂直于斜面方向向上为轴正方向，轴的加速度大小，，
当时，离斜面最远，从点到离斜面最远时间为，则，
小球从点抛出后离斜面的最大距离，则，
得；
轴方向的加速度大小为，
根据运动的对称性，小球从点飞出后，经，回到斜面的点，则
沿斜面方向运动的距离，则，，
得。
16.【解析】装置静止时，设、杆中的弹力分别为、，杆与转轴的夹角为 ．
小球受力平衡：

根据几何关系：
解得：
装置静止时，小环受力平衡：
解得
杆中弹力为零时，设杆中的弹力为，杆与转轴的夹角为 ，弹簧长度为
小环受力平衡：
对小球：

根据几何关系：
解得：
17.【解析】出手时速度的竖直分量
从投出到最高点的时间
出手时速度的水平分量
从投出到进入篮筐的总时间
则从最高点到入筐的时间
则落入筐时的竖直速度
与水平方向的夹角为 ，满足
出手时速度为 ，则水平分量和竖直分量都为
同理，从投出到最高点，时间 ，上升高度 ，水平位移 ，最高点到篮板的水平距离
最高点到与地面的高度
根据镜面对称的方法可以得到从最高点到着地的总时间
则落地点到篮筐的水平距离
18.【解析】车轮静止且气门在最低点时，设弹簧的伸长量为，根据平衡条件有
代入数据解得：
、刚接触时弹簧弹力，弹力
最低点刚好发光：
代入数据解得：；
最高点刚好发光：
代入数据解得：；
车轮以线速度气嘴灯所需要的向心力为
，气门嘴灯恰好在与轮轴等高处发光
周期
发光时间：；
答：若气门嘴灯每次到达最低点时刚好发光，车轮转动的线速度大小为；
若气门嘴灯可以一直发光，车轮匀速转动的线速度最小值为；
车轮每转一圈，气门嘴灯的发光时间为。
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