河北省秦皇岛市北戴河区树人中学（秦皇岛一中分校）2023-2024学年高一下学期3月考试物理试卷（原卷版+解析版）

这是一份河北省秦皇岛市北戴河区树人中学（秦皇岛一中分校）2023-2024学年高一下学期3月考试物理试卷（原卷版+解析版），文件包含河北省秦皇岛市北戴河区树人中学秦皇岛一中分校2023-2024学年高一下学期3月考试物理试卷原卷版docx、河北省秦皇岛市北戴河区树人中学秦皇岛一中分校2023-2024学年高一下学期3月考试物理试卷解析版docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共21页， 欢迎下载使用。
注意事项：
1.答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息
2.请将答案正确填写在答题卡上
第I卷（选择题）
一、单选题（每题4分，共28分）
1. 当一个物体的运动方向随时间变化时，物体做曲线运动。关于曲线运动，下列说法正确的是（ ）
A. 曲线运动的速度大小一定变化B. 一段时间内，做曲线运动的物体的位移可能为零
C. 曲线运动的受力一定变化D. 在平衡力作用下，物体可能做曲线运动
【答案】B
【解析】
【详解】A．曲线运动的速度大小可能不变，例如匀速圆周运动，故A错误；
B．物体做圆周运动，转动一圈时，物体的位移为零，故一段时间内，做曲线运动的物体的位移可能为零，故B正确；
C．曲线运动的受力可能不变，例如平抛运动，故C错误；
D．在平衡力作用下，物体将静止或做匀速直线运动，不可能做曲线运动，故D错误。
故选B。
2. 2023年武汉市举办了第48届7•16武汉国际渡江节，比赛前某运动员热身时游过一段宽的河道，河水的流速与离河岸的距离d变化的关系如图所示，运动员在静水中的速度为，若运动员以最短的时间渡河，则（ ）
A. 运动员在渡河过程中，的方向应与上游河岸成45°角
B. 运动员运动的轨迹是直线
C. 运动员渡河的最短时间是
D. 运动员在河水中的最大速度是
【答案】D
【解析】
【详解】AC．运动员以最短的时间渡河，可知运动员在渡河过程中，的方向垂直河岸，运动员渡河的最短时间为
故AC错误；
BD．运动员在渡河过程中，垂直于河岸方向做匀速直线运动，沿河岸方向做变速直线运动，则运动员的合运动为曲线运动，运动员运动的轨迹是曲线，运动员在河水中的最大速度为
故B错误，D正确。
故选D。
3. 如图所示，当小车A向左运动时，B物体向上做匀速直线运动。图示时刻，小车A的速度大小为。下列说法正确的是（ ）
A. 图示时刻，B物体的速度为B. 小车A向左以速度做匀速直线运动
C. 绳子对A的拉力大小将变大D. 绳子对B的拉力大于B的重力
【答案】A
【解析】
【详解】AB．将小车的速度沿着绳和垂直于绳正交分解，根据几何关系可得B物体的速度为
可知小车向左运动时，减小，也将小，A不是做匀速运动，故A正确，B错误；
CD．根据题意B物体速度不变，绳子对A和B拉力均等于B的重力，故C、D错误。
故选A。
4. 一弹珠发射机以相同的速度大小将两弹珠A、B从水平地面斜向上射出，A、B弹珠的运动轨迹如图所示，不计空气阻力，则（ ）
A. 弹珠A在空中运动的时间长
B. 弹珠B在空中运动的时间长
C. 弹珠A落地的速度大
D. 弹珠B落地的速度大
【答案】A
【解析】
【详解】AB．根据题意，由可得
由图可知，弹珠A上升的高度大，则A在空中运动的时间长，故A正确，B错误；
CD．由对称性可知，两弹珠射出的速度大小相同，则它们落地时的速度大小也相同，故CD错误。
故选A。
5. 如图所示，倾角为θ的斜面固定在水平地面上，一小球从斜面顶端向右水平抛出，初速度为v，重力加速度为g，不计空气阻力。下列说法正确的是（ ）
A. 小球落到斜面上时，速度方向与水平方向的夹角为2θ
B. 小球做平抛运动的时间为
C. 小球落到斜面上时，速度大小为
D. 小球做平抛运动的水平位移大小为
【答案】B
【解析】
【详解】B．小球做平抛运动，水平方向有
竖直方向有
小球落到斜面上有
可得小球做平抛运动的时间为
故B正确；
A．小球落到斜面上时速度的偏转角为，则
可得
故A错误；
C．小球落到斜面上时，速度大小为
故C错误；
D．小球做平抛运动的水平位移大小为
故D错误。
故选B。
6. 如图所示的传动装置，皮带轮O和O＇上有三点A、B、C，O 和O＇半径之比为 1∶4，C 是O＇上某半径的中点，则皮带轮转动时，关于 A、B、C三点的线速度、角速度之比，正确的是（ ）
A. ωA ∶ ωB ∶ωC=4 ∶ 2 ∶ 1
B. ωA ∶ ωB ∶ ωC= 2 ∶ 2 ∶ 1
C
D.
【答案】D
【解析】
【详解】根据传动装置的特点可知，A、B两点的线速度大小相，即，根据 v=ωr，可得
又因为共轴转动特点，可知B、C 两点的角速度相等，即，根据v=ωr，可得
综合可得
故选D
7. 如图所示，一位同学玩飞镖游戏。圆盘最上端有一点P，飞镖抛出时与P等高，且距离P点为L。当飞镖以初速度垂直盘面瞄准P点抛出的同时，圆盘以经过盘心O点的水平轴在竖直平面内匀速转动。忽略空气阻力，重力加速度为g，若飞镖恰好击中P点，则（ ）
A. 飞镖击中P点所需的时间为B. 圆盘的半径为
C. 圆盘转动角速度的最小值为D. P点随圆盘转动的线速度可能为
【答案】D
【解析】
【详解】A．飞镖水平抛出做平抛运动，在水平方向做匀速直线运动，则有飞镖击中P点所需的时间为
A错误；
B．飞镖击中P点时，P点恰好在最下方，设圆盘半径为r，则有
解得
B错误；
C．飞镖击中P点，则转过的角度应满足
（k＝0，1，2⋯）
解得
（k＝0，1，2⋯）
则有圆盘转动的角速度的最小值为
C错误；
D． P点随圆盘转动的线速度为
（k＝0，1，2⋯）
当k=1时，则有
D正确。
故选D。
二、多选题（每题6分，共18分，漏选得3分，错选不得分）
8. 如图所示为质点做匀变速曲线运动轨迹的示意图，且质点运动到D点时速度方向与加速度方向恰好互相垂直，则质点从A点运动到E点的过程中，下列说法正确的是（ ）
A. 质点经过C点的速率比D点的大
B. 质点经过A点时的加速度方向与速度方向的夹角大于90°
C. 质点经过D点时的加速度比B点的大
D. 质点从B到E的过程中加速度方向与速度方向的夹角一直减小
【答案】ABD
【解析】
【详解】A．由题意，质点运动到D点时速度方向与加速度方向恰好互相垂直，速度沿D点轨迹的切线方向，则知加速度斜向左上方，合外力也斜向左上方，质点做匀变速曲线运动，合外力恒定不变，质点由C到D过程中，合外力做负功，由动能定理可得，C点的速度比D点速度大，故A正确；
B．质点运动到D点时速度方向与加速度方向恰好互相垂直，速度沿轨迹的切线方向，加速度指向轨迹的内侧，则有A、B、C三点速度与加速度方向夹角大于90°，故B正确；
C．质点做匀变速曲线运动，则有加速度不变，所以质点经过D点时的加速度与B点相同，故C错误；
D．质点从B到E的过程中加速度方向与速度方向的夹角一直减小，故D正确；
故选ABD。
9. 如图所示，一倾角为的大坝横截面示意图，水面与大坝的交点为。在点以速度水平扔出小石子，已知，不计空气阻力。下列说法正确的是（ ）
A 若，则石子不能直接落入水中
B. 若石子落在大坝上，下落的时间与初速度的平方成正比
C. 若石子落入水中，则越大，落水时速度方向与水平面的夹角越小
D. 若石子落在大坝上，则越大，落到大坝上时速度方向与大坝的夹角越大
【答案】AC
【解析】
【详解】根据题意，由几何关系可得，间的竖直高度为
间的水平位移为
AC．若石子落入水中，则石子下落高度一定，则飞行时间为
水平方向上有
解得
可知，若，则石子不能直接落入水中，石子落入水中的竖直分速度为
保持不变，则落水时速度方向与水平面的夹角的正切值为
可知，越大，越小，即落水时速度方向与水平面的夹角越小，故AC正确；
BD．若石子落在大坝上，由平抛运动规律有
整理可得
可知，下落的时间与初速度成正比，设落到大坝上时速度方向与大坝的夹角为，则有
可知，落到大坝上时，速度方向与大坝的夹角保持不变，与初速度无关，故BD错误。
故选AC。
10. 如图所示，在光滑水平面上，质量为m1、m2的两个小球用原长为l0的轻弹簧连接在一起，再用长为l1的细线拴在轴O上，使m1和m2都以相同的角速度ω绕轴O做匀速圆周运动，并保证m1、m2、O点三者始终在同一条直线上。若m1、m2两球之间的距离为l2，则下列说法正确的是（ ）
A. m1的向心力由细线拉力提供，m2的向心力由弹簧拉力提供
B. 弹簧的劲度系数为
C. 烧断细线的瞬间m1的加速度大小为
D. 烧断细线的瞬间m1的加速度大小为
【答案】BD
【解析】
【详解】A．m1的向心力由细线拉力和弹簧弹力的合力提供，m2的向心力由弹簧拉力提供，故A错误；
B．设弹簧的劲度系数为k，对m2根据牛顿第二定律有
解得
故B正确；
CD．烧断细线的瞬间，细线对m1的拉力突变为0，而弹簧对m1的弹力不发生突变，所以根据牛顿第二定律可得m1的加速度为
故C错误，D正确。
故选BD。
第II卷（非选择题）
三、实验题（每空2分，共14分）
11. 某学习小组利用不同实验装置，进行探究平抛运动规律的实验：
（1）甲同学采用如图甲所示的装置。为了验证做平抛运动的小球在竖直方向做自由落体运动，用小锤打击弹性金属片，A球水平抛出，同时B球被松开自由下落。关于该实验，下列说法中正确的有_________。
A.两球的质量应相等
B.两球的质量可以不相等
C.两球应同时落地
D.应改变装置的高度，多次实验
E.实验也能说明A球在水平方向上做匀速直线运动

（2）乙同学采用频闪摄影的方法拍摄到如图乙所示的小球做平抛运动的照片，图中背景方格的边长均为5cm，如果重力加速度g取，照相机的闪光频率为_________Hz；小球平抛的初速度大小为_________m/s，经过B点时的竖直分速度大小为_________m/s。（所有结果保留2位有效数字）
【答案】 ①. BCD ②. 10 ③. 1.5 ④. 2.0
【解析】
【详解】（1）[1]AB．根据实验结果可知平抛运动在竖直方向上的分运动是自由落体运动，不需要质量相等，因此实验时需要A、B两球从同一高度开始运动，不需要两球质量相等，故A错误，B正确；
C．小锤打击弹性金属片后，A球做平抛运动，B球做自由落体运动，A球在竖直方向上运动情况应该跟B球相同，因此两球同时落地，故C正确；
D．为探究实验的科学性，应改变装置的高度多次实验，故D正确；
E．本实验只能说明A球在竖直方向的运动性质，不能说明A球在水平方向做匀速直线运动，故E错误。
故选BCD。
（2）[2]由图乙可知，在竖直方向上
根据
可得
故
[3]小球平抛的初速度大小为
[4]经过B点时的竖直分速度大小为
12. 在“探究向心力的大小与质量、角速度和半径之间的关系”的实验中。
（1）在研究向心力的大小F与质量m、角速度ω和半径r之间的关系时我们主要用到了物理学中__________的方法。
A．理想实验法 B．等效替代法 C．控制变量法 D．演绎法
（2）如图所示，A、B都为质量相同的钢球，图中所示是在研究向心力的大小Fn与__________的关系。
A．质量m B．角速度ω C．半径r
（3）如图所示，若图中标尺上黑白相间的等分格显示出两个小球所受向心力的比值为1：4，由圆周运动知识可以判断与皮带连接的变速轮塔相对应的半径之比为__________。
A．1：4 B．4：1 C．1：2 D．2：1
【答案】 ①. C ②. B ③. D
【解析】
【详解】（1）[1]在研究向心力的大小F与质量m、角速度ω和半径r之间的关系时我们主要用到了物理学中控制变量法。
故选C。
（2）[2]根据
Fn = mω2r
其中A、B都为质量相同的钢球，且由图可知两个钢球做匀速圆周运动的半径r也相等，所以图中所示是在研究向心力的大小F与角速度ω的关系。
故选B。
[2]两钢球质量m相等，做匀速圆周运动的半径r相等，根据可知二者角速度之比为
两变速塔轮边缘的线速度大小相等，所以有
与皮带连接的左、右变速轮塔相对应的半径之比为
故选D。
四、解答题（13题10分，14题14分，15题16分，共40分。）
13. 赣江为长江主要支流之一，江西省最大河流，南昌段的赣江，平均宽度。阿华尝试驾驶快艇横渡赣江，假设赣江宽，快艇在静水中的速度，赣江的水速为。
（1）阿华要用最短时间渡过赣江，所用时间为多少？
（2）阿华要用最短位移渡过赣江，所用时间为多少？
【答案】（1）200s；（2）333.3s
【解析】
【详解】（1）当船头指向河岸时，所用时间最短，则有
解得
（2）由于
则船头指向沿上游，与河岸夹角为，合速度能够垂直于河岸，位移最短，则有
解得
所用时间
14. 第24届冬季奥林匹克运动会2022年2月4日-2022年2月20日在北京举办，如图所示，中国选手跳台滑雪运动员谷爱凌在一次比赛时，经过一段时间的加速滑行后从点水平飞出，经过落到斜坡上的A点。已知点是斜坡的起点，斜坡与水平面的夹角，不计空气阻力（取）。求：
（1）A点与点的距离；
（2）谷爱凌离开点时的速度大小；
（3）谷爱凌从点飞出开始到离斜坡距离最远所用的时间。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）谷爱凌在竖直方向做自由落体运动，有
解得
（2）设谷爱凌离开点时的速度为，谷爱凌在水平方向的分运动为匀速直线运动，有
解得
（3）谷爱凌的平抛运动可分解为沿斜面方向的匀加速运动（初速度为、加速度为）和垂直斜面方向的类竖直上抛运动（初速度为、加速度为）。当垂直斜面方向的速度减为零时，谷爱凌离斜坡最远，有
解得
15. 如图所示，一个竖直放置的圆锥筒可绕其中心轴转动，筒内壁粗糙，筒口半径和筒高分别为和，筒内壁A点的高度为筒高的一半，内壁上能静止放置着一个质量为的小物块，，求：
（1）当物块在A点随筒做匀速转动，且其所受到的摩擦力为零时，筒转动的角速度；
（2）若圆锥筒以第（2）问求得的角速度的两倍做匀速圆周运动，且物块在A点与圆锥筒仍相对静止，此时物块所受的摩擦力。
【答案】（1）；（2），方向沿内壁向下
【解析】
【详解】（1）当物块在A点匀速转动，由几何关系可知，转动半径为，其所受的摩擦力为零时，设筒转动的角速度为，由牛顿第二定律可得
其中
代入数据可解得
（2）当圆锥以（1）求得的角速度两倍做匀速圆周运动，则有
此时物块受到的摩擦力向下，受力分析如图所示
竖直方向满足
水平方向满足
联立解得
方向沿内壁向下。