安徽省定远县第二中学2024-2025学年高一（下）3月检测物理试卷（一）

这是一份安徽省定远县第二中学2024-2025学年高一（下）3月检测物理试卷（一），共12页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
1.如图所示，一辆汽车在公路上转弯，沿曲线由M向N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F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ABCD为矩形区域的四个顶点，某小球沿AB方向以速度v1自A点进入该区域，以后的运动过程中，小球始终受到平行于AD方向的恒力F的作用，且恰能经过C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A到C可能做匀变速直线运动
B. 若F足够大，小球可能经过D点
C. 若只增大v1，小球自A点运动到DC所在直线时的时间将变短
D. 若只减小F，小球自A点运动到DC所在直线时的时间将变长
3.一质量为m的质点以速度v0做匀速直线运动，在t=0时开始受到恒力F作用，速度大小先减小后增大，其最小值为v=0.5v0，由此可判断( )
A. 质点受到恒力F作用后一定做匀变速直线运动
B. 质点受到恒力F作用后可能做圆周运动
C. t=0时恒力F方向与速度v0方向间的夹角为60°
D. 恒力F作用 3mv02F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M点出发经P点到达N点的一段运动轨迹，已知弧长MP大于弧长PN，质点由M点运动到P点与从P点运动到N点的时间相等，下列说法中正确的是( )
A. 质点在MN间的运动不是匀变速运动
B. 质点从M到N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1.25m，起跳点与落地点的水平距离为5m，运动员可视为质点，不计空气阻力，取重力加速度g=10m/s2，则运动员( )
A. 在空中的运动时间为1.0s
B. 在最高点时的速度大小为10m/s
C. 落地时的速度大小为10m/s
D. 落地时速度方向与水平面所成的夹角为60°
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m的小球先后经过a、b两点，其中在a点的速度大小为v，方向与a、b连线成α=45∘角;在b点的速度大小也为v，方向与a、b连线成β=45∘角。已知a、b连线长为d，与水平方向的夹角为45∘，小球的空气阻力忽略不计，下列说法正确的是( )
A. 从a运动到b点所用的时间为 2d2v
B. 小球的最小速度为0
C. 风力大小为 2mv22d
D. 若改用质量为2m的小球，同样从a点以相同速度抛出，其仍能经过b点
7.如图所示，小车A以速度v匀速向左运动，通过滑轮拖动物体B上升，不计滑轮摩擦与绳子质量，当绳子与水平面夹角为θ时，下面说法正确的是( )
A. 物体B的速度可能大于物体A的速度B. 上升过程中，物体B处于失重状态
C. 绳对物体B的拉力等于物体B的重力D. 此时物体B的速度为vcsθ
8.如图所示，足够长的固定斜面倾角为37∘，在P点沿平行斜面向上、大小为4m/s的初速度抛出一个小球，小球在空中运动 2s后落在斜面上，若保持小球在P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．sin37∘=0.6，cs37∘=0.8，空气阻力不计，重力加速度g取10m/s2.则最短时间为( )
A. 22sB. 3 25sC. 1sD. 4 25s
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1圈，下平轮就转动3圈B. 足轮每转动3圈，旋风轮就转动1圈
C. 旋风轮每转动100圈，中平轮就转动3圈D. 足轮每转动100圈，上凸轮就转动1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a通过有转轴的连杆与物块b相连，物块b穿在水平杆上，水平杆的延长线通过圆心。若小球a做匀速圆周运动，物块b从最左端第一次运动到最右端经历的时间为t。下列说法正确的是
A. 小球a所受合力不变
B. 小球a运动的周期为2t
C. 小球a运动到水平直径任一端点时，物块b运动的速率最大
D. 小球a与物块b速度相等时，小球a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。
(1)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
(2)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a、b、c所示，建立如图所示的平面直角坐标系，y轴沿竖直方向，方格纸每一小格的边长为L，a、b、c三点的坐标分别为a(2L,2L)、b(4L,3L)、c(8L,8L)。小球从a点到b点所用时间为t1，b点到c点所用时间为t2，则t2t1=________；在小球轨迹上取一个点d(图中未画出)，使得小球从b点到d点和从d点到c点的运动时间相等，则d点的纵坐标为________。
(3)若当地重力加速度的大小为g，则小球做平抛运动的初速度大小为v0=________(用g、L表示)。
12.如图所示，向心力演示仪的挡板A、C到转轴距离为R，挡板B到转轴距离为2R，塔轮①④半径相同，①②③半径之比为1：2：3，④⑤⑥半径之比为3：2：1。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。
(1)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②④塔轮上，应将质量相同的小球分别放在挡板 处(选填“A”、“B”或“C”中的两个)；此时的两个小球向心力大小之比是 。
(2)将大小相同的铁球和橡胶球分别放置在A、C挡板处，传动皮带套在①④两个塔轮上，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3：1，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A处沿水平方向飞出，在斜坡B处着陆.如图，测得A.B间的距离为40m，斜坡与水平方向的夹角为30°，g取10 m/s2，试计算
(1) 运动员在A处的速度大小
(2) 在空中飞行的时间。
(3) 从A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1.25m处以5 3m/s 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50%，弹跳速度与水面的夹角都是30∘，当速度小于1m/s就会落水。已知g=10m/s2，sin30∘=12，cs30∘= 32不计空气阻力，假设石块始终在同一竖直面内运动，则：
(1)石块第一次与水面接触时的速度为多大？
(2)石块在水面上一共出现几个接触点？
(3)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xOy中，水平向右为x轴正方向，竖直向上为y轴正方向。第四象限内有一个长方形区域ODEF，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m的小球以初速度v0从A点(0,2b)做平抛运动，小球最终从B点垂直于边界EF射出该区域。已知B点的纵坐标为-b，重力加速度为g，小球可视为质点，不计空气阻力。求：
(1)区域ODEF内恒力的大小;
(2)小球经过x轴时的速度;
(3)B点的横坐标。
答案和解析
1.【答案】C
【解析】
汽车在水平公路上转弯，汽车做曲线运动，沿曲线由M向N行驶，汽车所受合力F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90∘，故C正确，ABD错误。
故选C。
2.【答案】D
【解析】A.由题意知，小球在A、C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AB方向的初速度，即使F足够大，小球也会在沿AB的方向产生位移，故小球一定不能经过D点，即B错误；
C.若只增大v1，小球的加速度不变，自A点运动到DC所在直线时的时间也不会发生变化，故C错误；
D.若只减小F，小球的加速度将变小，小球自A点运动到DC所在直线时的时间将变长，故D正确。
3.【答案】D
【解析】A.在t=0时开始受到恒力F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F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θ，最小速度：v1=v0sinθ=0.5v0；可知初速度与恒力的夹角为钝角，所以是150°，故C错误；
D.在沿恒力方向上有：v0cs30°-Fmt=0，解得：t= 3mv02F，故D正确。
4.【答案】C
【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M、N间的运动是匀变速运动，故A错误；
B.从M到N过程中，速度方向始终在变化，故B错误；
CD.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】A
【解析】A.由于腾空过程中离水平面的最大高度为1.25m，在竖直方向由匀变速直线运动规律：v12=2gh，v1=gt，由此解得其竖直分速度为：v1=5m/s，竖直上升的时间为t=0.5s，故其在空中的运动时间为1.0s，A正确；
B.运动员在水平方向上做匀速直线运动，故有：x=2v2t，解得水平分速度为：v2=5m/s，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5m/s，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5 2m/s，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 tanα=vyv0=1 ，可得即落地时速度方向与水平面所成的夹角为45°，D错误。
故选A。
6.【答案】C
【解析】
A.如图所示，
小球在a点和b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a、b连线。因为 α=β=45∘ ，则v0=vcs45∘= 2v2
则运动时间为t=d 2v2= 2dv
A错误；
B.小球从a点到距离a、b连线最远的点做减速运动，然后做加速运动到b点，最小速度为v0=vcs45∘= 2v2≈0.7v
B错误；
C.设合力为F，由斜上抛运动规律知vy=vcsα=at2
代入得 2v2=Fm 2d2v
解得F=mv2d
所以风力F风= 2mv22d
C正确；
D.风力不变，重力变为原来的2倍，所以合力大小方向都发生改变，所以不能到达b点，D错误。
故选C。
7.【答案】D
【解析】小车沿绳子方向的速度等于A的速度，因绳子与水平方向的夹角为θ，根据平行四边形定则，物体B的速度vB=vcsθ，物体B的速度小于物体A的速度。小车匀速向左运动时，因θ减小，则B的速度增大，所以B加速上升，那么绳子的拉力大于B的重力，物体B处于超重状态，故D正确，ABC错误。
8.【答案】C
【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a=gcs37∘=8m/s2，
则P点到斜面的距离d=12at12=8m，
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d=v0t2+12at22，
解得t2=1s，C正确．
9.【答案】BCD
【解析】A.由题中数据，根据C=2πr，立轮和下平轮的半径之比为r立r下=13，立轮和下平轮通过齿轮啮合，则线速度相等，根据v=ωr，所以ω立ω下=r下r立=31，立轮和足轮固定同一车轴上，所以角速度相等，则ω足ω下=ω立ω下=31，足轮每转动1圈，下平轮就转动13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ω足ω旋=ω足ω下=31，足轮每转动3圈，旋风轮就转动1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r中r旋=1003，旋风轮和中平轮通过齿轮啮合，线速度相等，则ω旋ω中=r中r旋=1003，旋风轮每转动100圈，中平轮就转动3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ω足ω上=ω足ω中=ω足ω旋×ω旋ω中=31×1003=1001，足轮每转动100圈，上凸轮就转动1圈，故D正确。
故选 BCD。
10.【答案】BD
【解析】
A.因小球a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.t为半个周期，故T=2t，故B正确；
C.小球a运动到水平直径任一端点时，物块b的速度为0，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b的速度方向一定沿水平方向，故小球a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】(1)AC；
(2) 2；5L；
(3)2 gL。
【解析】(1)A.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。
(2)由图可知xabxbc=12，根据水平方向做匀速直线运动可知x=v0t，则t2t1=2，
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△y=ycd-ybd=ybd-yab，
设d点的纵坐标为yd，则8L-yd-(yd-3L)=(yd-3L)-L，
解得yd=5L。
(3)竖直方向有△y=gT2= L，
水平方向有v0=2LT，
解得v0=2 gL
12.【答案】AC 1：4 3：1
【解析】(1)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A和挡板C处；②④轮半径之比为2:1，则根据ω2r2=ω4r4 ，则有ω2：ω4=1:2，根据F=mω2r可得两个小球向心力大小之比是1:4;
(2)根据向心力公式F=mv2r，将大小相同的铁球和橡胶球分别放置在A、C挡板处，传动皮带套在 ① ④两个塔轮上，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3:1．
13.【答案】(1)(2)运动员从A点做平抛运动，竖直位移为：y=Lsin30°=20m，
竖直方向上：y=12gt2；
解得空中飞行时间为：t= 2yg= 2×2010s=2s，即在空中飞行的时间为2s；
水平位移为：x=Lcs30°=20 3m；
水平方向上，x=v0t
解得：v0=xt=20 32m/s=10 3m/s，即运动员在A处的速度大小为10 3m/s。
(3)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：
tan30°=gt'v0；
解得运动时间为：t'=1s。
14.【答案】(1)从抛出点到第一次接触水面，根据平抛运动规律有h=v1y22g
得v1y=5m/s
石块第一次与水面接触时的速度为v1= v02+v1y2= 5 32+52m/s=10m/s；
(2)若石块每次与水面接触速率损失50%，当速度小于1m/s就会落水，即v112n