甘肃省民乐县第一中学2024-2025学年高一下学期3月月考物理试卷（解析版）-A4

这是一份甘肃省民乐县第一中学2024-2025学年高一下学期3月月考物理试卷（解析版）-A4，共16页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
一、选择题（本题共10小题，在每题给出的四个选项中，1-7题只有一项符合要求，每小题4分，8-10题有多项符合题目要求，每小题6分，选不全得3分，有错选得0分，共46分。）
1. 如图所示，小钢球m以初速度在光滑水平面上运动时，受到磁极的侧向作用力而做如图所示的曲线运动到D点，从图中可知磁极的位置及极性可能是（ ）
A. 磁极在A位置，极性一定是N极B. 磁极在B位置，极性可能是S极
C. 磁极在C位置，极性一定是N极D. 磁极在B位置，极性一定是S极
【答案】B
【解析】
【详解】做曲线运动物体的轨迹一定处于合外力与速度方向之间且弯向合外力这一侧，所以钢球受到的吸引力指向弧内，则磁极在B位置，但极性无法确定，两极对钢球都有吸引力。
B正确．
2. 如图所示，河水流动的速度为v且处处相同，河宽度为a。在船下水点A的下游距离为b处是瀑布，为了使小船渡河安全（不掉到瀑布里去） ，则（ ）
A. 小船船头垂直河岸渡河时间最短，最短时间
B. 小船轨迹垂直河岸渡河位移最小，渡河时间也最短
C. 当小船沿轨迹 AB 渡河时，船在静水中的最小速度为
D. 当小船沿轨迹 AB 渡河时，船在静水中的最小速度为
【答案】D
【解析】
【详解】A．当小船船头垂直河岸渡河，时间最短，最短时间为
且必须小于或等于
故A错误；
B．小船轨迹垂直河岸渡河，位移最小，大小为a，但船头必须指向上游，合速度小于船在静水中速度，渡河时间不是最短，故B错误；
CD．小船沿轨迹AB运动，船在静水中的速度最小时，速度方向与AB垂直，可得
故C错误，D正确。
故选D。
3. 冬奥会中跳台滑雪项目是勇敢者的运动，运动员踏着专用滑雪板，不带雪杖在助滑区上获得高速后水平飞出，在空中飞行一段距离后着陆。图甲所示是运动员在空中飞行的姿态，图乙是滑道的简略示意图，飞行着陆区斜面倾角为，运动员每次都从助滑区的同一点开始下滑，从飞出点水平飞出时的速度大小为，各功能区的高度和坡度都是定值，运动员可视为质点和忽略各种阻力，重力加速度为g，以下说法正确的是（ ）
A. 由于运动员质量不同，因此在助滑区飞出点的速度大小不同
B. 由于运动员质量不同，因此落在飞行着陆区时的速度方向不同
C. 运动员水平飞出后到落回斜面的时间是
D. 运动员水平飞出后离斜面最远距离为
【答案】D
【解析】
【详解】A．运动员在助滑区飞出过程，根据动能定理有
解得
即在助滑区飞出点的速度大小相同，故A错误；
B．运动员在飞行着陆区做平抛运动，根据位移分解有
着陆时，令速度与水平方向夹角为，根据速度分解有
可知，运动员落在飞行着陆区时的速度方向相同，故B错误；
C．运动员在飞行着陆区做平抛运动，令落点到飞出点间距为L，则有
，
解得
故C错误；
D．运动员在飞行着陆区做平抛运动，将运动沿斜坡与垂直于斜坡分解，垂直于斜坡方向分运动为初速度为，加速度为的双向匀变速直线运动，当速度减为0时，距离斜坡最远，利用逆向思维有
解得
故D正确。
故选D。
4. 2023年8月，全国和美乡村篮球大赛（村BA）引燃了整个夏日的激情。运动员在某次跳起投篮时，投球点和篮筐正好在同一水平面上，篮球与水平面成准确落入篮筐内。若将篮球视为质点，其运动轨迹可简化如图乙所示，A是篮球的投出点，P是运动轨迹的最高点，C是篮球的投入点。已知AC间的水平距离为5m，重力加速度g取，不考虑空气阻力，则下列说法中正确的是（ ）
A. 篮球从A运动至C的过程中处于超重状态
B. 篮球落入篮筐时的速度大小为5m/s
C. 篮球从投出到进入篮筐的时间为1s
D. 篮球运动轨迹上P、C两点的竖直高度为1.5m
【答案】C
【解析】
【详解】A．篮球从A运动至C的过程中只受重力作用，则处于失重状态，选项A错误；
BC．设初速度为v0则由对称性可知，初速度与水平方向夹角为θ=45°，则篮球落入篮筐时的速度大小也为v0
解得篮球落入篮筐时的速度大小及时间为
t=1s
选项B错误，C正确；
D．篮球运动轨迹上P、C两点的竖直高度为
选项D错误。
故选C。
5. 有关圆周运动的基本模型，下列说法正确的是（ ）
A. 如图甲，火车转弯超过规定速度行驶时，内轨和轮缘间会有挤压作用
B. 如图乙，“水流星”表演中，过最高点时水没有从杯中流出，水对杯底压力可以为零
C. 如图丙，小球竖直面内做圆周运动，过最高点的速度至少等于
D. 如图丁，A、B两小球在同一水平面做圆锥摆运动，则A比B的角速度大
【答案】B
【解析】
【详解】A．火车转弯超过规定速度行驶时，需要更大的向心力，则外轨和轮缘间会有挤压作用，A错误；
B．在最高点时，当只有重力提供向心力时，杯底对水的支持力为零，由牛顿第三定律得水对杯底压力为零，B正确；
C．轻杆对小球可以提供支持力，则小球能通过最高点临界速度为0，C错误；
D．设两球与悬点的竖直高度为h，根据牛顿第二定律
又
联立得
所以A、B两小球在同一水平面做圆锥摆运动，角速度相等，D错误。
故选B。
6. 地球的公转轨道接近圆，天文学中计量天体之间距离时常将地球和太阳的平均距离记为一天文单位，以1AU表示，彗星的运动轨道是一个非常扁的椭圆。天文学家哈雷曾经跟踪过一颗彗星，并预言这颗彗星将每隔一定时间就会再次出现。1948年观察到它离地球最远，1986年离地球最近，则彗星近日点和远日点之间的距离最接近于（ ）
A. 10AUB. 20AUC. 40AUD. 80AU
【答案】C
【解析】
【详解】1948年观察到它离地球最远，1986年离地球最近，所以它的周期为

根据开普勒第三定律
解得
故选C。
7. 如图所示是游乐园里一种叫旋转飞椅的游乐设施的简单示意图。已知飞椅用钢绳系着，钢绳上端的悬点固定在顶部水平转盘上的边沿处.转盘绕穿过其中心的竖直轴匀速转动。稳定后，每根钢绳（含飞椅及游客）与转轴在同一竖直平面内。图中P、Q两位乘客悬于同一水平高度处的圆周上，P所在钢绳的长度大于Q所在钢绳的长度，钢绳与竖直方向的夹角分别为，。不计钢绳的重力。下列判断正确的是（ ）
A. P、Q两个飞椅的线速度大小相同
B. 无论两个游客的质量关系如何，一定大于
C. 如果两个游客的质量相同，则有等于
D. 两个游客做圆周运动的圆心不在游乐设施中心的竖直轴上
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】ABC．设钢绳延长线与转轴的交点，到游客所在水平面的高度为h，由
所以
与游客的质量无关，即，由几何关系得
其中r为圆盘半径，定量分析可知，L越大，则越大，则一定大于，由圆周运动的半径
可得
根据
得
故B正确，A、C错误。
D．两个游客都在绕着游乐设施中心的竖直轴同轴转动，做圆周运动的圆心都在游乐设施中心的竖直轴上，故D错误。
故选B。
8. 如图所示，人在岸上拉船，已知船的质量为m，水的阻力恒为，当轻绳与水平面的夹角为时，人以速度匀速向左运动，此时人的拉力大小为F，则此时（ ）

A. 船的速度为B. 船的速度为
C. 船将匀速靠岸D. 船的加速度为
【答案】BD
【解析】
【详解】AB．将船的速度分解为沿绳子方向与垂直绳子方向的两个分速度，其中沿绳子方向的分速度等于人的速度，则有
可得
由于船靠岸过程中，逐渐增大，可知逐渐减小，则逐渐增大，船将加速靠岸，故AC错误，B正确；
D．水的阻为恒为，此时人的拉力大小为F，以船为对象，根据牛顿第二定律可得
解得船的加速度为
故D正确。
故选BD。
9. 如图所示为一半球形的坑，坑边缘上M、N两点与圆心等高且在同一竖直面内。两位同学分别在M、N两点，同时将甲、乙两小球分别以、的速度沿图示方向水平抛出，发现两球刚好落在坑壁上Q点，Q、是半球上的两个对称点（如图），已知，忽略空气阻力，下列说法中正确的是（ ）
A. 两球抛出的速率之比为
B. 从N点水平抛出的小球，控制抛出速度的大小，小球有可能垂直砸到坑壁上
C. 两球同时落在Q点与同时落在点，两次抛出两球的速率之和相等
D. 若抛出时两球速度大小相等，且两球恰好相碰于坑壁上，则两球在空中运动时间最长
【答案】ACD
【解析】
【详解】A．由于两球抛出的高度相等，则运动时间相等
由几何关系可知
所以两球抛出的速率之比为，A正确；
B．若仅从N点水平抛出小球，改变小球抛出的速度，小球垂直坑壁落入坑中的A点，则由平抛运动速度的反向延长线OA过水平位移的中点可知，而O点不可能是水平位移的中点，故小球不可能垂直坑壁落入坑中，B错误；
C．要使两小球落在坑中的同一点，必须满足v1与v2之和与时间的乘积等于半球形坑的直径，即
Q、是半球上的两个对称点，它们距离水平面的竖直高度相同，故t相同，所以两球抛出的速率之和相等，C正确；
D．由可知，小球下落的竖直高度越大，在空中运动时间越长，故小球打在半球形的坑的最低点（O点正下方的坑壁）时，其在空中运动时间最长。若两小球都砸到这一点，则有
故两小球抛出时速度大小相等，D正确
故选ACD。
10. 如图甲所示，用一轻质绳拴着一质量为m的小球，在竖直平面内做圆周运动（不计一切阻力），小球运动到最高点时绳对小球的拉力为T，小球在最高点的速度大小为v，其T-v2图像如图乙所示，则（ ）

A. 轻质绳长为
B. 当地的重力加速度为
C. 当v2=c时，轻质绳最高点拉力大小为
D. 若小球在最低点时的速度，小球运动到最低点时绳的拉力为6a
【答案】ABC
【解析】
【详解】AB．当小球经过最高点时，根据牛顿第二定律可得
所以
结合图像可得
所以
，
故AB正确；
C．当v2=c时，轻质绳最高点拉力大小为
故C正确；
D．小球经过最低点时，根据牛顿第二定律可得
所以
故D错误。
故选ABC。
二、非选择题（本题共5小题，共54分）
11. 采用如图甲所示的实验装置做“探究平拋运动的特点”的实验：
（1）以下是实验过程中的一些做法，其中合理的有__________；
A. 要求斜槽轨道保持水平且光滑
B. 每次小球释放的初始位置可以任意选择
C. 每次小球应从同一高度由静止释放
D. 为描出小球的运动轨迹，描绘的点用折线连接
（2）乙—小球做平运动时闪照相方法获得的相片的一部分，图中背景小方格的边长为，取重力加速度，则：
①图中A点__________平抛的起点（填“是”或“不是”）；
②小球运动的初速度__________；
③小球过B点的竖直方向速度__________。
【答案】（1）C （2） ①. 不是 ②. 0.9 ③. 1.2
【解析】
【小问1详解】
A．要保证小球做平抛运动，则斜槽轨道末端要保持水平，但是斜槽不一定要光滑，选项A错误；
BC．每次小球必须要从同一高度由静止释放，选项B错误，C正确；
D．为描出小球的运动轨迹，描绘的点用平滑的曲线连接，选项D错误。
故选C。
【小问2详解】
①[1]三点的水平方向位移相等，说明时间相等，竖直方向位移之比为3:5，不是从1开始的连续奇数之比，可知图中A点不是平抛的起点；
②[2]竖直方向根据
解得
T=0.06s
小球运动的初速度
③[3]小球过B点的竖直方向速度
12. 如图所示为验证向心力大小F与小球质量m、角速度和半径r之间关系的实验装置。传动皮带分别套在左、右变速塔轮的圆盘上，转动手柄，可使变速塔轮匀速转动，两塔轮带动放在长槽和短槽的小球分别以不同角速度做匀速圆周运动。小球做圆周运动的向心力由挡板提供，同时，小球对挡板的弹力使弹簧测力筒下降，从而露出测力筒内的标尺，标尺上露出的红白相间的等分格数之比即为两个小球所受向心力的比值。已知小球在挡板处做圆周运动的半径之比为。
现用控制变量法来验证向心力的大小F与角速度之间的关系，某同学进行了下列实验操作：
（1）选择两个质量___________（选填“相同”或“不同”）的小球进行实验；
（2）所选的两个小球分别放在挡板___________与挡板___________处（选填“A”、“B”或“C”）；
（3）把传动皮带套在半径之比为的左、右变速塔轮的圆盘上，则左右标尺上露出的红白相间的等分格数之比应为___________。
【答案】 ①. 相同 ②. “A” ③. “C” ④.
【解析】
【分析】
【详解】(1)[1] 由可知，用控制变量法来验证向心力的大小F与角速度之间的关系时，要控制m、r不变，实验选择两个质量相同的小球进行实验；
(2)[2][3]小球在挡板处做圆周运动的半径之比为，小球做圆周运动的半径相同，所以所选的两个小球分别放在挡板“A”、“C”；
(3)[4] 把传动皮带套在半径之比为的左、右变速塔轮的圆盘上，两塔轮的角速度比值
则左右标尺上露出的红白相间的等分格数之比
13. 如图所示，以一定初速度做平抛运动的物体，在点时，其速度方向与水平方向成夹角30°，在点时其速度方向与水平方向成夹角60°，已知从点至点用时，取，求：
（1）物体的水平初速度；
（2）物体由抛出点至点的运动时间；
（3）、两点的竖直高度。
【答案】（1）；（2）：（3）
【解析】
【分析】
【详解】（1）根据速度的分解和竖直方向自由落体运动可知
解得
（2）点竖直方向速度为
物体由抛出点至点的运动时间为
（3）点竖直方向速度为
、两点的竖直高度为
14. 两绳AC和BC同时系一质量为m=0.1kg的小球，且AC绳长为l=2m，两绳都拉直时与竖直方向的夹角分别为30角和45角，如图所示，当小球以绕AB为轴转动时，上、下两绳的拉力分别是多少？
【答案】，
【解析】
详解】当AC绳绷紧，BC绳恰好松弛时，对C球受力分析
联立得
同理当BC绳绷紧，AC绳恰好松弛时，对C球受力分析
联立得
因为
两绳始终被拉紧，所以AC绳，BC绳均绷紧，此时对C球受力分析
解得
，
15. 某人站在水平地面上，手握不可伸长的轻绳一端，绳的另一端系有质量为m的小球，使球在竖直平面内以手为圆心做圆周运动。当球某次运动到最低点时，绳恰好受到所能承受的最大拉力被拉断，球以绳断时的速度水平飞出，通过水平距离d后落地。已知握绳的手离地面高度为d，手与球之间的绳长为，重力加速度为g，忽略空气阻力。
（1）绳能承受的最大拉力是多少？
（2）保持手的高度不变，改变绳长，使球重复上述运动，若绳仍在球运动到最低点时达到最大拉力被拉断，要使球抛出的水平距离最大，绳长应是多少？最大水平距离是多少？
【答案】（1）
（2），
【解析】
【小问1详解】
设绳断时球速度为v，做平抛运动的飞行时间为t，由平抛运动知识可得
水平方向
竖直方向
联立解得
设绳最大拉力为F，当绳被拉断时
由牛顿第二定律得
解得
【小问2详解】
改变绳长时，设绳长为r，绳拉断时球速度为v1，小球做平抛运动飞行时间为t1，由平抛运动知识可得
水平方向
竖直方向
绳能承受的最大拉力不变
由牛顿第二定律得
联立并结合数学知识可得
当，即绳长时
小球抛出的最大水平距离为