2021-2022学年贵州省黔西南州金成实验学校高一（下）4月质量监测物理试题含解析

2021-2022学年贵州省黔西南州金成实验学校高一（下）4月质量监测物理试题高一年级  物理科目

一、单选题（每题4分，共计32分）

1. 生活中曲线运动随处可见，关于物体做曲线运动，下列说法正确的是（    ）

A. 速度方向有时与曲线相切，有时与曲线的切线垂直

B. 平抛运动是匀变速曲线运动，斜抛运动是变加速曲线运动

C. 物体所受合力可能不变，但它的加速度一定改变

D. 曲线运动的轨迹在速度与物体所受合力方向之间，且物体所受合力方向一定指向曲线的凹侧

【答案】D

【解析】

【详解】A．曲线运动的速度方向始终沿曲线的切线方向，故A错误；

B．平抛运动和斜抛运动都只受重力作用，都是匀变速曲线运动，故B错误；

C．做曲线运动的物体所受合力可能是恒力也可能是变力，故加速度可能不变也可能改变，故C错误；

D．做曲线运动的物体所受合力与速度位于轨迹两侧，轨迹向合力方向弯曲，即合力的方向指向轨迹的凹侧，故D正确。

故选D。

2. 如图所示，用小锤打击弹性金属片后，A球沿水平方向抛出，同时B球被松开，自由下落。A、B两球同时开始运动，不计摩擦和空气阻力，下列说法中正确的是（　　）

A. 能观察到B球先落地，A球后落地

B. 增大小锤打击弹性金属片的力度，可以使A球先落地

C. 该实验说明小球A在竖直方向做自由落体运动

D. 该实验说明小球A在水平方向做匀速直线运动

【答案】C

【解析】

【详解】A．平抛运动竖直方向自由落体运动，所以能观察到B球、A球同时落地，故A错误；

B．根据运动的独立性，增大小锤打击弹性金属片的力度，水平方向速度增大，竖直方向仍是自由落体运动，A、B两球同时落地，故B错误；

C．B做自由落体运动，又因两球同时落地，说明小球A在竖直方向做自由落体运动，故C正确；

D．因为没有做匀速运动物体做比较，该实验不能说明小球A在水平方向做匀速直线运动，故D错误。

故选C。

3. 如图所示，有一条宽为100m的河道，一小船从岸边的某点渡河，渡河过程中保持船头指向与河岸始终垂直。已知小船在静水中的速度大小为4m/s，水流速度大小为3m/s。下列说法正确的是（  ）

A. 小船渡河过程中的位移大小为100m B. 小船在河水中的速度是7m/s

C. 小船在河水中航行轨迹是曲线 D. 小船渡河的时间是25s

【答案】D

【解析】

【详解】ABD．根据分运动和合运动的等时性，小船在渡河时间为

小船在河水中的速度为

小船渡河过程中的位移大小为

AB错误，D正确；

C．两个不在同一条直线上的匀速直线运动的合运动为匀速直线运动，C错误。

故选D。

4. 下列关于圆周运动的说法中正确的是（　　）

A. 做匀速圆周运动的物体，其加速度是不变的

B. 做匀速圆周运动的物体，所受合外力一定指向圆心

C. 做圆周运动物体，所受合外力是不变的

D. 做圆周运动的物体，其加速度一定指向圆心

【答案】B

【解析】

【详解】A．做匀速圆周运动的物体，其加速度始终指向圆心，方向时刻发生变化，选项A错误；

B．做匀速圆周运动的物体，所受合外力只改变速度的方向，不改变速度的大小，故合外力一定指向圆心，选项B正确；

C．做圆周运动的物体，所受合外力方向是发生变化的，选项C错误；

D．做圆周运动的物体，若是匀速圆周运动其加速度一定指向圆心，而非匀速圆周运动合外力不是指向圆心，加速度也不是指向圆心，选项D错误。

故选B。

5. 如图所示，人在岸上拉船，已知船的质量为m，平静的水其阻力恒为f，当轻绳与水平面的夹角为时，船的速度为v，此时人的拉力大小为F，则此时（　　）

A. 船的合速度大小为 B. 人拉绳行走的速度为

C. 船的加速度为 D. 绳子对船的水平拉力大小也为F

【答案】B

【解析】

【详解】AB．船运动的速度v是沿绳子收缩方向的速度和绕定滑轮的摆动速度的合速度，如图所示

根据平行四边形定则可得，人拉绳行走的速度为

A错误，B正确；

CD．对船受力分析，如图所示

绳子对船的水平拉力大小为，对船由牛顿第二定律可得

因此船的加速度为

CD错误。

故选B。

6. 下列关于向心力的论述中，正确的是（　　）

A. 向心力可以是重力、弹力、摩擦力等力中某一种力，也可以是这些力中某几个力的合力

B. 向心力与重力、弹力、摩擦力一样是一种特定的力，它只有物体做圆周运动时才产生

C. 向心力既可能改变物体运动的方向，又可能改变物体运动的快慢

D. 物体做圆周运动后，过一段时间后就会受到向心力

【答案】A

【解析】

【详解】A．物体做圆周运动所需的向心力可以是某个力、几个力的合力或某个力的分力提供，故A正确。

B．向心力是效果力，不是性质力，与重力、弹力、摩擦力不同，应有向心力，才使得物体做圆周运动，故B错误；

C．向心力与速度始终垂直，只改变运动方向，不改变速度大小，故C错误；

D．向心力与圆周运动状态同时存在，故D错误。

故选A。

7. 第24届冬季奥林匹克运动会将在2022年由北京市和张家口市联合举办，跳台滑雪是比赛项目之一、如图所示，运动员从跳台边缘的O点水平滑出（运动员可视为质点，忽略空气阻力的影响），落到斜坡CD上的E点。若测得运动员在下落的高度为约为20m，O、E两点间的水平距离约为60m，则运动员从O点滑出时的速度大小约为（　　）

A. 10m/s B. 20m/s C. 30m/s D. 40m/s

【答案】C

【解析】

【详解】运动员做平抛运动，则

，

解得

故选C。

8. 如图所示，小球从斜面底端正上方高度h=20m处以某一初速度水平抛出并落在斜面上，斜面底角为37°，要使小球到达斜面的位移最小，则初速度应为（不计空气阻力，，，g取）（　　）

A. 4m/s B. 6m/s C. 8m/s D. 10m/s

【答案】B

【解析】

【详解】过抛出点作斜面的垂线，如图所示

当小球落在斜面上的B点时，位移最小，设运动的时间为t，则

水平方向

竖直方向

解得

故选B。

二、多选题（每题4分，共计12分）

9. 如图所示，水平地面上不同位置的三个物体沿三条不同的路径抛出，最终落在同一点，三条路径的最高点是等高的，若忽略空气阻力的影响，下列说法中正确的是　　

A. 三个物体抛出时初速度的水平分量相等

B. 三个物体抛出时初速度的竖直分量相等

C. 沿路径1抛出的物体在空中运动的时间最长

D. 沿路径3抛出的物体落地的速率最小

【答案】BD

【解析】

【分析】根据题意，三个小球都做斜抛运动，由运动的合成与分解，可将其运动分解为竖直和水平两个方向研究，水平方向做匀速直线运动，竖直方向做竖直上抛运动，根据运动学公式列式，再进行分析。

【详解】A．设任一小球初速度大小为，初速度的竖直分量为，水平分量为，初速度与水平方向的夹角为，上升的最大高度为h，运动时间为t，落地速度大小为v，对速度进行分解

相同，不同，则不同，初速度水平分量不等，故A错误；

B．取竖直向上方向为正方向，小球竖直方向上做匀减速直线运动，加速度为，由

解得

h相同，相同，则三个小球初速度的竖直分量相同，故B正确；

C．斜抛运动具有对称性，以过最高点之后的平抛为研究阶段，由运动学公式有

则得

则知三个球运动的时间相等；故C错误；

D．落地速度为

由于沿路径3抛出的物体角最大，故可知其落地速度最小，故D正确。

故选BD。

10. 如图所示，从倾角为α的斜面上，以速度v0水平抛出一质量为m的小球，斜面足够长，空气阻力不计，重力加速度为g，则下列说法正确的是（    ）

A. 小球从开始抛出到离斜面最远所用的时间是

B. 小球离斜面的最远距离是

C. 从抛出点到落地点的水平距离是

D. 落地时的速度方向与水平方向的夹角为

【答案】BC

【解析】

【详解】A．当小球离斜面最远时，其速度方向与斜面保持平行，则

所以小球运动时间为

故A错误；

B．沿斜面方向和垂直于斜面方向分解速度和加速度，如图所示

当小球在垂直于斜面方向上速度减为零时，小球离斜面的距离最远，此时有

故B正确；

C．小球从抛出到落地所用时间为

所以水平距离为

故C正确；

D．设速度方向与水平方向的夹角为θ，根据平抛运动的推论

故D错误。

故选BC。

11. 在如图所示的传动装置中，B、C两轮固定在一起绕同一轴转动，A、B两轮用皮带传动，三个轮的半径关系是。若皮带不打滑，则A、B、C三轮边缘上a、b、c三点的（　　）

A. 线速度大小之比为 B. 角速度之比为

C. 周期之比为 D. 转速之比为

【答案】AD

【解析】

【详解】B．b、c同轴转动，角速度相等，即

a、b同皮带传动，线速度相等，即

根据

所以 A、B、C三轮边缘上a、b、c三点的角速度之比为

故B错误；

A．线速度大小之比为

故A正确；

C．周期之比为

故C错误；

D．转速之比为

故D正确。

故选AD。

三、实验题（每空2分，共26分）

12. 在探究平抛运动规律的实验中：

（1）在做“研究平抛运动”的实验时，让小球多次沿同一轨道运动，通过描点法画小球做平抛运动的轨迹。为了能较准确地描绘运动轨迹：

A.通过调节使斜槽的末端保持___________；

B.每次释放小球的位置必须___________（选填“相同”或者“不同”）；

C.每次必须由___________释放小球（选填“运动”或者“静止”）；

D.小球运动时不应与木板上的白纸相接触；

E.将小球的位置记录在白纸上后，取下白纸，将点连成___________（选填“折线”“直线”或“光滑曲线”）。

（2） 实验得到平抛小球的运动轨迹，在轨迹上取一些点，以平抛起点O为坐标原点，测量它们的水平坐标x和竖直坐标y，图2中y-x2图像能说明平抛小球的运动轨迹为抛物线的是___________。

（3） 某同学在做“研究平抛运动”的实验中，忘记记下小球抛出点的位置O，如图所示，A为小球运动一段时间后的位置。g取10m/s2，根据图像，可知小球的初速度为___________m/s；小球抛出点的位置O的坐标为___________。

【答案】    ①. 水平    ②. 相同    ③. 静止    ④. 光滑曲线    ⑤. C
    ⑥. 2    ⑦. （-20cm，-5cm）

【解析】

【详解】（1）[1]为了使小球抛出后能够做平抛运动，斜槽的末端应保持水平。

[2][3]为了使小球每次抛出时的初速度相同，每次必须从相同的位置由静止释放小球。

[4]小球的运动轨迹为抛物线，所以应将点连成光滑曲线。

（2）[5]由于抛物线的轨迹方程可写为

所以能说明平抛小球的运动轨迹为抛物线的y-x2图像应是过原点的倾斜直线，故C正确。

故选C。

（3）[6]由题图可知，A~E五个点中相邻两点的水平距离相等，所以小球在相邻两点间的运动时间相等，均设为T，则根据运动学公式可得

代入数据解得

所以小球的初速度为

[7]小球运动到D点时的竖直分速度大小为

则小球运动到C点时的竖直分速度大小为

小球从O运动到C的时间为

则O点的横坐标为

纵坐标

13. 探究向心力大小F与小球质量m、角速度和半径r之间关系的实验装置如图所示，转动手柄，可使变速塔轮、长槽和短槽随之匀速转动。皮带分别套在塔轮的圆盘上，可使两个槽内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横臂的挡板提供，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A、B、C处做圆周运动的轨迹半径之比为。

（1）在这个实验中，利用了___________（填“理想实验法”“等效替代法”或“控制变量法”）来探究向心力的大小与小球质量m、角速度和半径r之间的关系；

（2）探究向心力的大小与圆周运动半径的关系时，应选择两个质量___________（填“相同”或“不同”）的小球，分别放在挡板C与___________（填“挡板A”或“挡板B”）处，同时选择半径___________（填“相同”或“不同”）的两个塔轮；

（3）当用两个质量相等的小球做实验，调整长槽中小球的轨道半径是短槽中小球轨道半径的4倍，转动时发现左、右标尺上露出的红白相间的等分格数之比为，则左、右两边塔轮的半径之比为___________；

（4）若放在长槽和短槽的三个小球均为质量相同的钢球，皮带所在塔轮的半径为，逐渐加大转速，左右标尺露出的红色、白色等分标记之比会___________。（填“变大”、“变小”、“不变”或“无法确定”）

【答案】    ①. 控制变量法    ②. 相同    ③. 挡板B    ④. 相同    ⑤. 4：1    ⑥. 不变

【解析】

【详解】（1）[1]在此实验中，要分别探究向心力的大小与小球质量m、角速度ω和半径r之间的关系，所以需要用到控制变量法。

（2）[2][3][4]探究向心力的大小与圆周运动半径的关系时，需要控制小球的质量和运动的角速度相同，所以应选择两个质量相同的小球和半径相同的两个塔轮，并将两个小球分别放在挡板C和挡板B处来控制半径不同。

（3）[5]当两个质量相等的小球做实验，调整长槽中小球的轨道半径是短槽中小球轨道半径的4倍，即

转动时发现左、右标尺上露出的红白相间的等分格数之比为1∶2，即

根据可求得

由于左右两边塔轮用皮带转动，根据可知，左、右两边塔轮的半径之比为

（4）[6]皮带所在塔轮的半径为1∶1，两塔轮边缘的线速度大小相等，则可知钢球运动的角速度相同，有

逐渐加大转速，三个钢球所受向心力的大小都会增大，比例保持不变，则左右标尺露出的红色、白色等分标记之比保持不变。

四、计算题（每小题5分，共计30分）

14. 一轰炸机在海面上方h=500m高处沿水平直线飞行，以的速度追赶一艘位于正前下方以的速度逃跑的敌舰，如图所示。要准确击中敌舰，飞机应在离敌舰水平距离为s处释放炸弹，释放炸弹时，炸弹与飞机的相对速度为零，空气阻力不计，重力加速度。求：

（1）炸弹从被投出到落到水面的时间；

（2）炸弹刚落到水面时的速度大小；

（3）要能准确击中敌舰，s应为多大？

【答案】（1）10s；（2）；（3）700m

【解析】

【详解】（1）炸弹做平抛运动，在竖直方向做自由落体运动，从被投出到落到水面的时间为

（2）炸弹刚落到水面时的竖直分速度大小为

则合速度大小为

（3）水平方向上根据位移关系可得

15. 如图所示，P点位于悬挂点正下方的地面上，质量m的小球用细线拴住，线长l=1m，细线所受拉力达到F=3mg时就会被拉断。当小球从图示位置释放后摆到悬点的正下方时，细线恰好被拉断，此时小球距水平地面的高度h=3m，求：（结果可用根号表示）

（1）细线被拉断瞬间小球的速度大小？

（2）小球落地点到P点的距离？

（3）小球落地速度与水平方向的夹角为多少？

【答案】（1）；（2）；（3）

【解析】

【详解】（1）依题意，细线被拉断瞬间，对小球根据牛顿第二定律有

可得，小球的速度大小

（2）细线被拉断后，小球做平抛运动，有

联立，代入相关数据求得：小球落地点到P点的距离

（3）设小球落地速度与水平方向的夹角为，则有

可得。