广东省2024-2025学年高一下学期第一次检测3月联考物理试题（解析版）

这是一份广东省2024-2025学年高一下学期第一次检测3月联考物理试题（解析版），共20页。试卷主要包含了本卷共6页，答卷前，考生务必将自己的姓名，考生必须保证答题卡的整洁等内容，欢迎下载使用。
试卷分值：100分 考试时间：75分钟
注意事项：
1、本卷共6页。
2、答卷前，考生务必将自己的姓名、考生号、试室号和座位号填写在答题卡上。
3、作答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔将答题卡上对应题目选项的答案信息点涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。
4、非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答，答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应位置上；如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新答案；不准使用铅笔和涂改液。不按以上要求作答无效。
5、考生必须保证答题卡的整洁。
第I卷（选择题）
一、单选题：（每小题只有一个选项符合题意。本题共7小题，每小题4分，共28分）
1. 关于曲线运动，下列说法正确的是（ ）
A. 物体在变力作用下一定做曲线运动
B. 做圆周运动的物体所受合力总指向圆心，这个指向圆心的力叫做向心力
C. 物体在恒力作用下不可能做圆周运动
D. 做平抛运动的物体任意相等时间内速度变化量不一定相同
【答案】C
【解析】A．如果物体所受变力的方向与速度方向在同一条直线上，则物体做直线运动，所以在变力作用下不一定做曲线运动，故A错误；
B．做匀速圆周运动的物体所受合力总指向圆心，按效果分把相应的合力叫做向心力，故B错误；
C．物体在恒力作用下不可能做圆周运动，因为做圆周运动的物体受到的力大小可能不变，但方向一定改变，故C正确；
D．做平抛运动的物体任意相等时间内速度变化量一定相同，都等于，故D错误。
故选C。
2. 如图所示，蜡块能在充满水的玻璃管中匀速上升，若在玻璃管沿水平向右做直线运动的同时，蜡块从玻璃管底端开始匀速上升，则关于蜡块实际运动轨迹的说法正确的是（ ）
A. 轨迹1，玻璃管可能做匀加速直线运动
B. 轨迹2，玻璃管可能做匀减速直线运动
C. 轨迹3，玻璃管可能先做匀加速直线运动，然后做匀减速直线运动
D. 轨迹4，玻璃管可能做匀减速直线运动
【答案】C
【解析】A．若玻璃管沿水平向右做匀减速直线运动，加速度向左，则合力向左，而合速度向右上，则蜡块相对于地面的运动轨迹为开口向左的抛物线，如轨迹1。故A错误；
B．若玻璃管沿水平向右做匀速直线运动，则蜡块相对于地面的运动轨迹为过原点的倾斜直线，如轨迹2。故B错误；
C．若玻璃管沿水平向右先做加速运动后做减速运动，加速度先向右后向左，即合力先向右后向左，则蜡块运动轨迹可能如轨迹3所示。故C正确；
D．若玻璃管沿水平向右做匀加速直线运动，加速度向右，则合力向右，而合速度向右上，则蜡块相对于地面的运动轨迹为开口向右的抛物线，如轨迹4。故D错误。
故选C。
3. 如图所示，质量可以不计的细杆长为l，一端固定着一个质量为m的小球，另一端能绕光滑的水平轴O转动，让小球在竖直平面内绕轴O做半径为l的圆周运动，小球通过最高点时的线速度大小为v，下列说法中正确的是（ ）
A. 小球能过最高点的临界条件是
B. 当小球通过最高点时，小球可能处于超重状态
C. 在最高点时，若，则小球与细杆之间弹力随v增大而减小
D. 在最高点时，若，则小球与细杆之间的弹力随v减小而增大
【答案】D
【解析】A．由于杆能支撑小球，所以小球通过最高点时最小速度可以为零，A错误；
B．小球在竖直平面内做圆周运动，通过最高点且速度不为零时，向心力指向圆心，加速度向下，小球处于失重状态，B错误；
C．当时，根据牛顿第二定律
得
则当时，杆对小球有向下的拉力，由上式可知v增大时，F增大，C错误；
D．当时，杆对小球有向上的支持力，根据牛顿第二定律得
可知v减小时，F增大，D正确。
故选D。
4. 如图所示，细绳的一端固定于O点，另一端系一个小球，在O点的正下方钉一个钉子P，小球从左侧一定高度摆下。下列说法中正确的是（ ）
A. 在摆动过程中，小球所受重力和绳子拉力的合力始终等于向心力
B. 小球经过最低点时，加速度不变
C. 小球经过最低点时，速度不变
D. 钉子位置离O点越近，绳就越容易断
【答案】C
【解析】C. 小球经过最低点时，合力与速度垂直，速度不变，C正确；
A. 在摆动过程中，小球所受重力和绳子拉力沿着半径方向分力的合力始终等于向心力，A错误；
B. 根据
小球经过最低点时，速度不变，圆周运动的轨道半径突然减小，加速度增大，B错误；
D. 根据牛顿第二定律
解得
小球经过最低点时，速度不变，钉子位置离O点越近，圆周运动的轨道半径越大，绳的拉力越小，绳就越不容易断，D错误。
故选C。
5. 固定在竖直平面内的半圆形刚性铁环，半径为R，铁环上穿着小球，铁环圆心O的正上方固定一个小定滑轮。用一条不可伸长的细绳，通过定滑轮以一定速度拉着小球从A点开始沿铁环运动，某时刻角度关系如下图所示，若绳末端速度为，则小球此时的速度为（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】小球的速度沿圆弧的切线方向，将小球的速度分解为沿绳子方向和垂直绳子方向的分量，沿绳子方向的速度为v，则
解得
A正确。
故选A。
6. 如图所示，a、b两个小球均从一个倾角为的斜面顶端以不同的初速度向右水平抛出，斜面与一个圆弧对接，斜面高度与圆弧半径相等，斜面的底端在圆心O的正下方。则下列说法正确的是（ ）
A. a、b两个小球在空中运动时间一定不相同
B. a、b两个小球平抛运动末速度方向一定不相同
C 若a、b两个小球分别落到斜面和圆弧面等高位置时，速度大小一定不相等
D. 若小球落到圆弧面上时，其速度方向可能与该处圆的切线垂直
【答案】C
【解析】A．平抛运动的时间由下落的高度决定，若小球落到斜面与圆弧面上的下落高度相同，则小球平抛运动的时间相同，A错误：
B．设斜面倾角为，小球落到斜面上时速度与水平方向夹角为，则有
所以
由于斜面倾角为一定，则两小球都落到斜面上时，其速度方向相同，B错误；
C．小球落到斜面和圆弧等高位置时，运动时间相等，竖直速度相等，但落到斜面上的水平位移小，所以小球落到斜面的水平速度小于落到圆弧面的水平速度，所以小球落到斜面和圆弧等高位置时，速度大小一定不相等，C正确；
D．小球落到圆弧面上时，若落点速度方向与该处圆的切线垂直，则速度的反向延长线通过圆心，但由平抛运动规律知，速度的反向延长线应通过水平位移的中点，而圆心不可能是水平位移的中点，D错误。
故选C。
7. 足球运动员训练罚点球，足球放置在球门中央的正前方O点。两次射门，足球先后打在水平横梁上的a、b两点，a为横梁中点，如图所示。若足球两次击中横梁时的速度方向均沿水平方向，不计空气阻力的作用，下列说法不正确的是（ ）
A. 若足球从O点运动到a、b的时间分别为t1和t2，则t1=t2
B. 若足球击中a、b两点的速度分别为v1和v2，则v1=v2
C. 若先后两次足球被踢出时的速度方向与水平方向的夹角分别为θ1和θ2，则θ1>θ2
D. 若足球从O点运动到a、b的平均速度分别为和，则
【答案】B
【解析】A．由于击中a、b两点时速度方向均沿水平方向，所以此过程可看做平抛运动的逆过程，根据几何关系可知，到达b点的足球水平位移较大，二者竖直位移相等，根据竖直方向有
可知从O点运动到a、b得时间相等，故
故A正确；
B．设足球击中a、b两点时的速度分别为、，由于到达b点的足球水平位移较大，运动时间相同，根据
可得
故B错误；
C．竖直方向速度为
可知二者在O点时竖直方向速度相同，由
可知
故C正确；
D．由于，所以足球从O点运动到a、b竖直位移相同，从O点运动到b点水平位移大，根据
可得总位移关系
根据平均速度
可知
故D正确。
本题选择不正确的，故选B。
二、多选题（每小题至少有两个选项符合题意，少选且正确得3分。本题共3小题，每小题6分，共18分）
8. 如图所示，下列有关生活中的圆周运动实例分析，说法正确的是（ ）
A. 脱水桶能脱水的原因是水滴受到脱水桶对它的背离圆心向外的离心力作用
B. “水流星”表演中“水流星”通过最高点时一定处于完全失重状态，不受重力作用
C. 物体随着圆盘起转动，当转盘的角速度一定时，物体离转盘中心越远，越容易做离心运动
D. 在铁路转弯处，通常要求外轨比内轨高，当火车转弯超过规定速度行驶时，外轨对轮缘会有挤压作用
【答案】CD
【解析】A．脱水桶能脱水的原理是脱水桶对衣服提供的力不足以提供衣服上小水珠做圆周运动需要的向心力而做离心运动，故A错误；
B．水流星在最高点时仍然受重力作用，故B错误；
C．在圆盘上的物体所受到的摩擦力提供向心力，当物体即将运动时，假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力可知
可得
故当转盘的角速度一定时，物体离转盘中心越远，越容易做离心运动，故C正确；
D．超速行驶时做圆周运动做需要的向心力增大大于火车原有提供向心力的力，火车做离心运动挤压外轨，故外轨对轮缘会有挤压作用，故D正确。
故选CD。
9. 如图所示，压路机的大轮半径R是小轮半径r的2倍，A点位于大轮边缘，B点位于小轮边缘，C点距离大轮轴心。当压路机匀速行驶时，车轮与路面不打滑。下列关于A、B、C三点绕各自圆心做匀速圆周运动的说法中，正确的是（ ）
A. A、B两点的线速度大小之比为2∶1
B. A、B两点的角速度大小之比为1∶2
C. B、C两点的向心加速度大小之比为6∶1
D. 经过足够长的距离，B、C两点转过的圈数之比为2∶3
【答案】BC
【解析】A．A、B分别为同一传动装置前轮和后轮边缘上的一点，线速度大小相等，则A、B两点的线速度大小之比为
故A错误；
B．根据
A、B两点的角速度大小之比为
故B正确；
C．A、C两点同轴转动，角速度相等，根据
B、C两点的向心加速度大小之比为
故C正确；
D．B、C两点的角速度大小之比为
根据
经过足够长的距离，B、C两点转过的圈数之比为
故D错误。
故选BC。
10. 如图所示，一根细线下端拴一个金属小球P，细线的上端固定在金属块Q上，Q放在带小孔（小孔光滑）的水平桌面上，小球在某一水平面内做匀速圆周运动（圆锥摆）。现使小球改到一个更高一些的水平面上做匀速圆周运动（图中P′位置），两次金属块Q都静止在桌面上的同一点，则后一种情况与原来相比较，下列判断中正确的是（ ）
A. 细线所受的拉力变小B. 小球P运动的角速度变小
C. Q受到桌面的静摩擦力变大D. Q受到桌面的支持力不变
【答案】CD
【解析】ABC．设细线与竖直方向的夹角为θ，细线的拉力大小为FT，细线的长度为L。P球做匀速圆周运动时，由重力和细线的拉力的合力提供向心力。如图
则有
FT=
mgtanθ=mω2Lsinθ
解得角速度
ω=
周期
T=
使小球改到一个更高一些的水平面上做匀速圆周运动时，θ增大，csθ减小，则细线拉力FT增大，角速度增大，周期T减小。对Q球，由平衡条件得知，Q受到桌面的静摩擦力变大，故A、B错误，C正确；
D．金属块Q保持在桌面上静止，根据平衡条件知，Q受到桌面的支持力等于其重力，保持不变，故D正确。
故选CD。
第Ⅱ卷（非选择题）
三、实验题（14分）
11. 为了“探究向心力大小与角速度的关系”，某班级同学分成两个实验小组：
第一小组采用甲图所示的装置进行探究，两个变速塔轮通过皮带连接，转动手柄使长槽和短槽分别随变速塔轮匀速转动，槽内的钢球就做匀速圆周运动。横臂的挡板对钢球的压力提供向心力，钢球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力筒下降，从而露出标尺，标尺上的红白相间的等分格显示出两个钢球所受向心力的比值。
第二小组采用乙图所示的装置进行探究，滑块套在光滑水平杆上，可随水平杆一起绕竖直杆做匀速圆周运动，力传感器通过细绳连接滑块，可测绳上拉力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遮光的时间，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拉力F和角速度ω的数据。
（1）第一小组在某次实验时，加速转动手柄，标尺上显示的格数将________（填“增加”或“减少”），若皮带连接的两个塔轮1和2的半径之比，则塔轮1和2的角速度之比________；
（2）第二小组在某次实验时，遮光片经过光电门时的遮光时间为，则滑块运动的角速度ω=________（用、r、d表示）。然后通过测得多组数据经拟合后得到图像如图丙所示，由此可得的实验结论是________。
【答案】（1）增加 1∶2
（2） 在物体质量和旋转半径不变的条件下，物体受到的向心力与角速度的平方成正比
【解析】
【小问1解析】
标尺上显示的格数越多表示向心力越大，第一小组在某次实验时，加速转动手柄，可知向心力增大，标尺上显示的格数将增加；
皮带连接的两个塔轮1和2的半径之比，皮带连接的两个塔轮边缘部分线速度大小相等，由，可知
小问2解析】
遮光片通过光电门时速度大小
由，可得滑块运动的角速度
图像是一条过原点的倾斜的直线，可得的实验结论是在物体质量和旋转半径不变的条件下，物体受到的向心力与角速度的平方成正比。
12. 某同学设计了一个研究平抛运动的实验装置，如图甲所示。在水平桌面上放置一个斜面，让钢球从斜面上由静止滚下，钢球滚过桌边后便做平抛运动。在钢球抛出后经过的途中放置一块水平木板，木板由支架固定成水平，木板所在高度可通过竖直标尺（未画出）读出，木板可以上下自由调节。在木板上固定一张白纸。该同学在完成装置安装后进行了如下步骤的实验：
A.实验前在白纸上画一条直线，并在线上标出a、b、c三点，且，如图乙所示；
B.让钢球从斜面上的某一位置由静止滚下，调节木板高度，使得钢球正好击中a点，记下此时木板与桌面的高度差；
C.让钢球从斜面上的同一位置由静止滚下，调节木板高度，使得钢球正好击中b点，记下此时木板与桌面的高度差；
D.让钢球从斜面上的同一位置由静止滚下，调节木板高度，使得钢球正好击中c点，记下此时木板与桌面的高度差。
（1）下列说法中正确的是______（填字母）。
A. 实验时应保持桌面水平
B. 必须选择对钢球摩擦力尽可能小的斜面
C. 必须选择对钢球摩擦力尽可能小的桌面
（2）已知当地的重力加速度为，空气阻力不计，则该同学由上述测量结果即可粗测出钢球的平抛初速度大小______m/s，钢球击中b点时的速度大小______m/s。（结果均保留2位有效数字）
【答案】（1）A （2）2.0 2.5
【解析】
【小问1解析】
A．为了保证小球抛出桌面时做的是平抛运动，则实验时需要保持桌面水平，故A正确；
BC．只要保证小钢球从桌面水平抛出时的速度相等即可，所以只需要保证小钢球每次从同一位置由静止释放即可，斜面与桌面可以不需要光滑，故BC错误。
故选A
【小问2解析】
在竖直方向
水平方向
其中
联立代入数据解得
b点为hac段时间的中点，因此有
钢球击中b点时的速度大小
四、解答题（40分，解答需要有必要的文字表述）
13. 丢花束是新娘在婚礼时，背对着几位未婚好友，将捧花从头顶向后斜上方抛出。哪位好友接到捧花，即寓意着她将是下一位获得幸福的新娘。如图，新娘跟好友们的身高几乎相同，且新娘与好友按的间隔依次纵向排开，花束在空中运动过程忽略空气阻力的影响，重力加速度。
（1）若新娘将花束以与水平方向夹角为斜向后上方抛出，恰好能落到后面第二位好友的头顶，则新娘抛出花束的初速度大小为多少？
（2）若新娘抛花束的速度大小不变，角度可调节，请分析论证抛出的水平距离最远能不能超过第三位好友头顶所在位置？
【答案】（1） （2）不能，见解析
【解析】
【小问1解析】
令新娘抛出捧花的初速度为，从抛出到落到第二位好友的头顶的过程，有，
联立解得
【小问2解析】
假设当捧花以与水平方向为角抛出时能落到最远，则有
当时，能抛的最远，有
故抛出的水平距离最远不能超过第三位好友头顶所在位置。
14. 如图所示，在光滑的圆锥体顶用长为L的细线悬挂一质量为m的小球，圆锥体固定在水平面上不动，其轴线沿竖直方向，细线与轴线之间的夹角为，小球以速率ω绕圆锥体轴线做水平圆周运动。已知重力加速度为g，求：
（1）当时，细线对小球的拉力；
（2）当时，细线对小球的拉力及小球圆周运动的线速度大小。
【答案】（1）；（2），
【解析】（1）小球离开圆锥体的临界条件为圆锥体对小球的支持力为，由牛顿第二定律可得
解得
因，小球没有离开圆锥体，对小球进行受力分析如图甲所示
根据牛顿第二定律和共点力平衡，有
解得
（2）因，小球离开圆锥体，对小球进行受力分析如图乙所示，设细线与竖直方向的夹角为，
由牛顿第二定律得
解得
又因为竖直方向受力平衡
线速度
15. 如图所示，AB为竖直光滑圆弧的直径，其半径，A端切线水平。水平轨道BC与半径的光滑圆弧轨道CDE相接于C点，D为圆轨道的最低点，圆弧轨道CD、DE对应的圆心角。圆弧和倾斜传送带EF相切于E点，EF的长度为。一质量为的小球（视为质点）从水平轨道上某点以某一速度冲上竖直圆轨道，并从A点飞出，经过C点恰好沿切线进入圆弧轨道，再经过E点，随后滑上传送带EF。已知小球经过E点时速度大小与经过C点时速度大小相等，小球与传送带EF间的动摩擦因数，取，。求：
（1）小球从A点飞出的速度大小；
（2）小球在A点受到的压力大小；
（3）小球在C点受到的支持力的大小；
（4）若传送带顺时针运转的速率为，求小球从E端到F端所用的时间。
【答案】（1）8m/s；（2）；（3）；（4）
【解析】（1）物块在C处的速度分解如图
在竖直方向有
水平方向
联立代入数据求得
v0=8m/s
（2）在A处受力如图
由牛顿第二定律得
得
（3）物块在C处速度
其受力分析如图
由牛顿第二定律得
得
根据牛顿第三定律知物块对C处的压力大小为
（4）物块的速度从减到的过程，受力如图
有
解得
用时
通过的位移为
物块的速度减到之后，受力如图
有
解得
物块此后与传送带一起匀速至F
则物块从E到F所用的时间为