重庆市万州第二高级中学2022-2023学年高一物理下学期3月第一次月考试题（Word版附解析）

万州二中教育集团高一（下）三月质量监测

物理试题

时间：75分钟  满分：100分

第I卷（选择题，共43分）

一、单项选择题（本题包括7小题，每小题4分，共28分，每小题只有一个选项符合题意。）

1. 下列关于运动和力的叙述中，正确的是（　　）

A. 做曲线运动的物体，其加速度方向一定是变化的

B. 物体做圆周运动，所受的合力一定指向圆心

C. 物体所受合力方向与运动方向相反，该物体一定做直线运动

D. 物体运动的速率在增加，所受合力方向一定与运动方向相同

【答案】C

【解析】

【详解】A．物体做曲线运动的条件是加速度与速度方向不在同一条直线上，加速度大小和方向不一定变化，比如平抛运动，加速度恒定不变，选项A错误；

B．匀速圆周运动的物体所受的合力一定指向圆心，变速圆周运动的物体所受的合力不一定指向圆心，选项B错误；

C．当物体所受合力与速度方向不在同一条直线上时，物体做曲线运动，当合力与速度方向在同一直线上时，物体做直线运动，所受合力方向不一定与运动方向相反，也可以相同，选项C正确；

D．物体运动的速度在增加，所受合力方向与运动方向不一定相同，可能所受合力方向与运动方向成锐角，选项D错误。

故选C。

2. 如图，AB两点为奶茶塑封机手压杆上的两点，A在杆的顶端，B在杆的中点处。杆在向下转动的过程中，下列说法正确的是（　　）

A. A、B两点角速度大小之比为1：2 B. A、B两点线速度大小之比为2∶1

C. A、B两点周期大小之比为2∶1 D. A、B两点向心加速度大小之比为1∶1

【答案】B

【解析】

【详解】AB．由于AB两点在同一轴上，因此角速度相同，根据

AB两点的线速度之比

A错误，B正确；

C．由于为同轴转动，角速度相同，周期也相同，C错误；

D．根据向心加速度公式

可知向心加速度之比为

D错误。

故选B。

3. 路灯维修车如图所示，车上带有竖直自动升降梯．若车匀速向左运动的同时梯子匀速上升，则关于梯子上的工人的描述正确的是

A. 工人相对地面的运动轨迹为曲线

B. 仅增大车速，工人相对地面的速度将变大

C. 仅增大车速，工人到达顶部的时间将变短

D. 仅增大车速，工人相对地面的速度方向与竖直方向的夹角将变小

【答案】B

【解析】

【详解】车上的工人一边与车一起向左匀速运动一边随着梯子匀速上升，合成后的运动轨迹为直线，因此A错误；仅增大车速vx，由图象可知工人相对地面的速度v将变大，工人相对地面的速度方向v与竖直方向的夹角θ将变大，因此B正确，D错误；工人到达顶部的时间是由竖直方向上的距离除以竖直速度vy，竖直速度不变，所以时间不变，因此C错误．

4. 我国无人艇装上相控阵雷达．如图所示，某无人艇位于与对岸的最近距离为的O点处，从O点向下游20m处有一危险区，当时水流速度为，为了使无人艇避开危险区沿直线到达对岸，无人艇在静水中的速度大小至少是(　　)

A. 20m/s B.  C. 25.5m/s D. 50m/s

【答案】C

【解析】

详解】若无人艇刚好避开危险区，无人艇应沿OP方向以速度v行驶，如图所示

由几何知识得

所以

v1为水流速度，当无人艇在静水中的速度时，v2最小

显然无人艇沿其他方向，如沿OQ以速度行驶时，在静水中的速度

则无人艇在静水中的速度至少为25.5m/s，C正确。

故选C。

5. 如图所示，在某次壁球训练时，运动员在同一位置以不同的角度斜向上发球，最后球都能恰好垂直击打在竖直墙面的不同高度。忽略空气阻力，关于球在这两次从飞出到恰好击打墙壁的运动过程，下列说法正确的是（　　）

A. 飞出时的初速度竖直分量相等

B. 在空中的时间相等

C. 击打墙壁的速度相等

D. 飞出时的初速度大小可能相等

【答案】D

【解析】

【分析】

【详解】A．壁球反向做平抛运动，在竖直方向上做自由落体运动，高度较小的，抛出时速度的竖直分量较小，故A错误；

B．将壁球的运动反向处理，即为平抛运动，竖直方向上为自由落体运动，由题意可知，运动过程中高度较小的，运动时间较短，因此球在这两次从飞出到撞击墙壁前的过程中，在空中的时间不相等，故B错误；

C．壁球反向做平抛运动，在水平方向做匀速直线运动，水平射程相等，高度较小的，运动时间短，水平分速度较大，即壁球撞击墙壁的速度较大，故C错误；

D．根据速度的合成可知，高度较小的，水平速度大，竖直速度小，故抛出时的初速度大小不能确定，有可能相等，故D正确。

故选D。

6. 如图所示，长为L的直棒一端可绕固定轴O转动，另一端搁在水平升降台上，升降平台以速度v匀速上升，当棒与竖直方向的夹角为θ时，棒的角速度为(　　)

A.  B.

C.  D.

【答案】D

【解析】

【详解】棒与平台接触点的实际运动即合运动，方向垂直于棒指向左上方，如图所示，合速度为

竖直向上的速度分量等于平台上升的速度v，即

所以

故选D。

7. 如图所示，质量忽略不计、长度分别为和的不可伸长的轻绳，分别系质量为5m和m的小球，它们以相同的转速绕中心轴线做匀速圆周运动。稳定时绳子与竖直方向夹角的正切值分别为及，圆周运动半径分别为和，两绳子中的张力分别为和，则（　　）

A.  B.

C.  D.

【答案】A

【解析】

【详解】B．设绳子与竖直方向夹角分别为，对下面小球受力分析竖直方向有

对两个球看作整体竖直方向上有

稳定时绳子与竖直方向夹角的正切值分别为及，联立解得

B错误；

A．对下面小球受力分析水平方向有

对上面小球受力分析水平方向有

联立解得

CD．根据几何关系

联立解得

CD错误；

故选A。

二、多项选择题（本题包括3小题，每小题5分，共15分。每小题给出的四个选项中，有多个选项符合题目要求，全部选对得5分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。）

8. 关于如图所示的四种圆周运动模型，下列说法正确的是（　　）

A. 如图a所示，汽车安全通过拱桥最高点时，车对桥面的压力小于车的重力

B. 如图b所示，在光滑固定圆锥筒的水平面内做匀速圆周运动的小球，受重力、弹力和向心力

C. 如图c所示，轻质细杆一端固定一小球，绕另一端O点在竖直面内做圆周运动，在最高点小球所受的弹力方向一定向上

D. 如图d所示，火车以某速度经过外轨高于内轨的弯道时，车轮可能对内外轨均无侧向压力

【答案】AD

【解析】

【详解】A．图a汽车安全通过拱桥最高点时，重力和支持力的合力提供向心力，方向竖直向下，所以支持力小于重力，根据牛顿第三定律，车对桥面的压力小于车的重力，故A正确；

B．图b沿固定圆锥筒内做匀速圆周运动的小球，受重力和弹力作用，向心力是二者的合力，故B错误；

C．图c中轻质细杆一端固定的小球，当小球在最高点压力为零时，重力提供向心力，有

解得，当速度小于v时，杆对小球有支持力，方向竖直向上；当速度大于v时，杆对小球有拉力，方向竖直向下，故C错误；

D．图d中火车以某速度经过外轨高于内轨的弯道时，受到的重力和轨道的支持力的合力恰好等于向心力时，车轮对内外轨均无侧向压力，故D正确。

故选AD。

9. 某同学要探究类平抛运动的规律，设计了如图所示实验装置，他将一块足够大平整方木板的一端放在水面地面上，另一端用支撑物垫起，形成一个倾角为的斜面；他先将一个小木块轻轻放在斜面上，放手后发现小木块会沿斜面向下运动；接着该同学将木块置于木板左上角，同时给小木块一个平行于木板上沿的水平向右初速度，测量木块的运动轨迹，并沿平行于木板上沿和沿斜面向下方向建立坐标系来研究木块的运动。木块与木板上表面间的动摩擦因数处处相同均为，不计空气阻力，重力加速度为g，下列说法正确的是（    ）

A. 小木块在斜面上的运动轨迹为一条抛物线，该同学实验方案可行

B. 小木块获得初速度开始运动的瞬间，其加速度大小为

C. 小木块沿y轴方向的分运动为匀加速直线运动

D. 小木块最终沿与y轴平行的方向做匀加速直线运动，加速度大小

【答案】BD

【解析】

【详解】ABD．小木块获得初速度开始运动的瞬间，受重力、支持力、滑动摩擦力，滑动摩擦力的方向与方向反向，把重力分解为垂直斜面向上和沿斜面向下的两个力，则根据牛顿第二定律有

解得

此后木块在y方向做加速运动，x方向做减速运动，当x方向速度减为零时x方向不在运动，最终木块在y方向做匀加速直线运动，其加速度大小为

所以木块不是做类平抛运动，A错误，BD正确；

C．滑动摩擦力的方向从最初与方向反向，逐渐变为沿y轴负方向，则小木块沿y轴方向的分运动为先做加速度减小的加速直线运动，后做匀加速直线运动，C错误。

故选BD。

10. 如图所示，在匀速转动的水平盘上，沿半径方向放着用细线相连的质量为m的两个物体A和B，它们分居圆心两侧，与圆心距离分别为，，A和B与盘间的动摩擦因数分别为和，当圆盘转速加快到两物体刚好还未发生滑动时，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。下列说法错误的是（　　）

A. 此时A所受摩擦力方向沿半径指向圈外

B. 此时烧断绳子，A仍相对盘静止，B将做离心运动

C. 此时绳子张力为

D. 此时圆盘的角速度为

【答案】BC

【解析】

【详解】两物块A和B随着圆盘转动时，始终与圆盘保持相对静止。当圆盘转速加快到两物体刚好还未发生滑动时，AB都到达最大静摩擦力，由牛顿第二定律求出A、B两物块与圆盘保持相对静止的最大角速度及绳子的拉力。两物块A和B随着圆盘转动时，合外力提供向心力，则

B的半径比A的半径大，所以B所需向心力大，绳子拉力相等，所以当圆盘转速加快到两物体刚好还未发生滑动时，B的静摩擦力方向指向圆心，A的最大静摩擦力方向指向圆外，根据牛顿第二定律得

解得

故AD正确；

此时烧断绳子，AB最大静摩擦力均不足以提供向心力，则AB均做离心运动，故B错误。

此题选择错误的选项，故选BC。

第II卷（非选择题，共57分）

三、实验探究题（本题共2小题，每空2分，共14分。）

11. 某同学用如图甲所示装置结合频闪照相研究平抛运动。重力加速度。

让小球从斜槽上合适的位置由静止释放，频闪照相得到小球的位置如图乙所示，A、B、C是相邻三次闪光小球成像的位置，坐标纸每小格边长为5cm，则小球从槽口抛出的初速度大小为________m/s，小球运动到B点的速度________m/s，B点离抛出点的水平距离x=________m。

【答案】    ①. 1.5    ②. 2.5    ③. 0.3

【解析】

【详解】[1]小球在竖直方向自由落体运动，设频闪照相闪光时间间隔为T，根据匀变速运动推论可得竖直方向有

解得

水平方向做匀速直线运动可得初速度大小为

[2]根据匀变速运动推论到达B点时的竖直方向速度为

小球运动到B点的速度

[3]小球从抛出点到B点所用的时间为

B点离抛出点的水平距离为

12. 为探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系，某实验小组通过如图甲所示装置进行实验。滑块套在水平杆上，随水平杆一起绕竖直杆做匀速圆周运动，力传感器通过一细绳连接滑块，用来测量向心力F的大小。滑块上固定一遮光片，宽度为d，光电门可以记录遮光片通过的时间，测得旋转半径为r。滑块随杆匀速圆周运动，每经过光电门一次，通过力传感器和光电门就同时获得一组向心力F和角速度ω的数据。

（1）为了探究向心力与角速度的关系，需要控制________和________保持不变，某次旋转过程中遮光片经过光电门时的遮光时间为t，则角速度ω = ________；

（2）以F为纵坐标，以为横坐标，可在坐标纸中描出数据点作一条如图乙所示直线，图线不过坐标原点的原因是______。

【答案】    ①. 滑块质量    ②. 旋转半径    ③.     ④. 滑块受到摩擦力

【解析】

【详解】（1）[1][2]根据控制变量法，为了探究向心力与角速度的关系，需要控制滑块质量和旋转的半径不变。

[3]物体转动的线速度为

其中

v = ωr

则

（2）[4]图线不过坐标原点的原因是：滑块和水平杆之间有摩擦力，开始一段时间，摩擦力提供向心力，当摩擦力达到最大值后，才存在绳子拉力。

四、计算题（本题共3小题，共43分。解答应当写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的，不能得分。有数值运算的题，答案中必须明确写出数值和单位。）

13. 杂技演员在做水流星表演时，用绳系着装有水的小桶可视为质点在竖直平面内做圆周运动，当小桶运动到最高点时，水恰好不流出来。已知最高点距地面的高度为h=1.8m，若水的质量m=0.5kg，绳长l=90cm，空气阻力忽略不计，重力加速度g取10m/s2。

（1）求小桶在最高点时的速度大小；

（2）如果小桶运动到最高点时绳子断裂导致杂技演员突然脱手，求最高点的小桶落地时与演员之间的水平距离为多少；

（3）若在最高点时水桶的速率v=3m/s，求水对桶底的压力大小。

【答案】（1）3m/s；（2）1.8m；（3）0

【解析】

【详解】（1）在最高点由重力提供向心力

解得

（2）如果小桶运动到最高点时杂技演员突然脱手，小桶做平抛运动

联立解得

x=1.8m

即小桶落地时与演员之间的水平距离为1.8m。

（3）设桶底对水的压力大小为F，则有

F = 0

由牛顿第三定律可知，水对桶底的压力大小为0。

14. 跳台滑雪是一种勇敢者的滑雪运动，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（可视为质点）从跳台a处沿水平方向飞出，在斜坡b处着陆，如图所示。测得ab间的距离为50m，斜坡与水平方向的夹角为30°，不计空气阻力，g取10m/s2，试求：（结果可以用根号表示）

（1）运动员在a处速度大小和在空中飞行的时间；

（2）运动员在空中离坡面的最大距离。

【答案】（1），；（2）

【解析】

【详解】（1）在a点沿水平向左和竖直向下建立坐标系，则有

x = v0t = 50cos30°，

解得

，

（2）在a点沿斜面向下和垂直斜面向上建立坐标系，则有

Gy = mgcos30° = may

得

v0y = v0sin30°

解得运动员距离斜面的最大距离为

15. 如图所示为竖直平面坐标系xOy中的装置。四分之三的光滑细管轨道AEF的半径为R，圆心为，接收面ABC由倾角的斜面AB和四分之一的圆弧面BC组成，已知斜面上端A点位于原点O的正上方2R处，且紧靠细管口；圆弧面BC的半径为3R，圆心在B点的正上方。在y轴上某处将质量为m的小球P（可视为质点）由静止释放，小球进入细管轨道后从最高点F水平抛出。已知小球从释放开始到任意位置均满足：常量（恒定不变），其中y和v分别表示小球所到位置的纵坐标和速度，g为重力加速度，不计空气阻力的影响。

（1）若小球在y=5R处由静止释放，求小球经过最低点E时对细管轨道的压力大小；

（2）要使小球能打在接收面AB上，求小球释放点的y坐标的范围；

（3）请写出小球释放点的竖直坐标y与打在接收面ABC上的水平坐标x之间的函数关系。（不考虑小球打到接收面后的反弹）

【答案】（1）；（2）；（3）时，，当时，

【解析】

【详解】（1）设小球经过最低点E时的速度大小为，由于常量，则

设小球在最低点E时受轨道支持力大小为，由向心力公式得

解得

根据牛顿第三定律，小球经过最低点E时对细管轨道的压力大小也为9mg。

（2）设小球从最高点F水平抛出时速度大小为时恰好能打到A点，由平抛运动规律得

解得

设小球释放点的坐标为，从P点到F点，由于常量，则

解得

设小球恰好打到B点，在F点时的速度大小为，释放坐标为，同理可解得

，

要使小球能打在接收面AB上，小球释放点的y坐标的范围为。

（3）当时，小球落在斜面AB上，由平抛规律和几何关系得

且

解得

当时，小球落在圆弧面BC上，同理得

且

解得