河南省商丘市青桐鸣2023-2024学年高一下学期3月联考物理试题（原卷版+解析版）

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注意事项：
1.答卷前，考生务必将自己的姓名、班级、考场号、座位号、考生号填写在答题卡上。
2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
一、选择题：本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项是符合题目要求的，每小题4分；第8~10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全对的得3分，有选错的得0分。
1. 如图所示，轻绳两端固定在水平杆上，在轻绳上悬挂7个相同的灯笼，左右两侧灯笼关于过结点O的竖直线对称。已知PM段、QO段轻绳与竖直方向的夹角分别为α、β，灯笼均处于静止状态。则tanβ与tanα两数之比为（ ）
A. 3B. 5C. 7D. 9
2. 滑雪是冬奥会的比赛项目之一。如图所示，若滑雪运动员以初速度v=4m/s沿倾角为θ=30°足够长的滑雪轨道匀加速直线下滑，在2s的时间内下滑的路程为16m，已知滑板和运动员的总质量为m=70kg，重力加速度g取10m/s2，则（ ）
A. 运动员下滑的加速度大小为2m/s2
B. 运动员3s末的速度大小为8m/s
C. 运动员受到的阻力大小为60N
D. 运动员受到倾斜轨道支持力的大小为N
3. 如图所示，在光滑平台上放置一长度l=18cm，质量M=280g的文具盒，在文具盒最左端放有可视为质点的质量m=140g的墨水瓶，墨水瓶与文具盒间动摩擦因数μ=0.2。开始时两者均静止，现对文具盒施加F=1.12N，水平向左的恒力，不计空气阻力，重力加速度g取10m/s2。墨水瓶在文具盒上运动的时间为（ ）
A 0.1sB. 0.3sC. 0.6sD. 0.9s
4. 在某次新能源汽车直线运动性能检测实验中，在两条平行的平直公路上，甲和乙两车头平齐，同时由静止开始沿平直公路做匀加速直线运动，然后刹车做匀减速直线运动直至停止，停止后车头仍平齐，如图a所示，两车的v-t图像如图b所示，下列说法正确的是（ ）
A. 甲、乙两车最大速度之比为
B. 甲、乙两车加速度大小之比为
C. 甲车达到最大速度后，再经过时间两车速度相等
D 甲车运动了时，两车相距最远
5. 图甲为电影《封神第一部：朝歌风云》中攻打冀州时用到的一种投石装置工作时候的场景，展现了我国古代人民的智慧，图乙为投石装置的简化模型。在一次投石过程中，将一可视为质点的石块放在与转轴O相距L=5m的长臂末端网袋中，众人共同用力快速向下拉动短臂，使石块在长臂转到竖直位置时被水平抛出，刚好砸在正前方30m处与O点等高的城门上。不计空气阻力，g取10m/s2，下列说法正确的是（ ）
A. 石块被抛出后在空中运动时间1.2s
B. 石块抛出时的速度大小为15m/s
C. 石块被抛出前的瞬间机械臂转动的角速度为5rad/s
D. 石块砸在城门上的瞬间速度大小为m/s
6. 某兴趣小组研究水流对船只航行的影响：如图所示，船只在静水中的速度大小恒定为v船、v水是水流的速度大小，v船、v水和航线MN的夹角分别为α、β，为保证船只沿航线MN航行过程中速度不变，在下列调整方法中可行的是（ ）
A. 减小v水和β角，增大α角
B. 增大v水和α角，β角不变
C. 减小v水，β角不变，增大α角
D. v水不变，增大α角，减小β角
7. 一根轻杆穿过两个固定轴承，可自由转动，相距为l的A、B两点固定两根长度也为l的轻绳，轻绳下端固定一个质量为m的小球，如图所示。现对小球施加一个始终与速度方向共线的力，使小球在竖直平面内做匀速圆周运动，在最高点时，绳子的拉力刚好为零，下列说法正确的是（ ）
A. 小球的速度大小为
B. 在最低点时，左侧轴承对轻杆的支持力为
C. 在最低点时，绳的拉力为
D. 若速度加倍，在最低点时绳子的拉力变为原来的四倍
8. 滑板成为奥运会比赛项目后，正在被越来越多人所认识，尤其备受青少年喜爱。滑板比赛有一个动作是运动员越过横杆，如图所示，滑板运动员沿水平地面向前匀速直线滑行，在横杆前相对滑板竖直向上起跳，人与滑板分离，分别从杆的上、下通过，忽略空气阻力及滑板与地面间的摩擦力，若运动员安全过杆，则下列说法正确的是（ ）
A. 运动员原来是运动的，由于惯性，运动员越过杆后仍将落在滑板上
B. 在匀速运动时，地面对它们的支持力与滑板对地面的压力为一对平衡力
C. 运动员起跳后在空中相对滑板做匀变速直线运动
D. 运动员从开始起跳到落回到滑板的过程中，始终处于超重状态
9. 动物横穿公路是公路交通管理中一个难题，若在人烟稀少的公路上行驶，驾驶员会经常遇到动物过公路。如图所示是一辆轿车正在以某一速度匀速行驶，驾驶员突然发现前方有动物横穿公路，立即刹车，刹车后做匀减速直线运动避免了与动物相撞。已知刹车后前2s内的位移为12m，前4s内的位移为18m。下列说法中正确的是（ ）
A. 轿车在2~4s内一直运动B. 轿车在3s时速度大小为3m/s
C. 轿车在第5s末未停止运动D. 轿车在3~4s内的位移大小2.25m
10. 如图a所示，倾角α=30°的光滑斜面固定在地面上，质量m=1kg的小球用长L=1m的轻绳系于斜面上的O点，O点与一能测量绳的拉力的力传感器相连，在最低点B处小球获得切向初速度v0=5m/s，此后小球绕O点做圆周运动，力传感器测得绳的拉力F随时间t变化关系如图b所示，重力加速度取g=10m/s2，则（ ）
A. Fm大小为30N
B. 小球经过最高点A的速度大小为m/s
C. 小球经过B点时的速度越大，绳子的拉力越小
D. 小球经过B点时地面对斜面的支持力大于系统的总重力
二、非选择题：本题共5小题，共54分。
11. 通过课堂的学习，小华同学了解平抛运动可以分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动，小华想通过实验验证平抛运动。如图所示，在研究平抛运动实验中光电门放在倾斜轨道的最下端，调整光电门的位置，使小球运动到水平轨道末端时其球心刚好通过光电门的挡光处，且在此位置为原点建立平面直角坐标系，g取10m/s2。
（1）已知小球的直径为3.6cm，打开光电门使小球从某位置静止释放，小球穿过光电门的时间显示为0.0182s，则小球平抛运动的初速度为__________m/s（保留两位有效数字）；
（2）为了验证平抛的运动规律，某同学在硬纸板上挖出一个比小球直径稍大的圆洞，把硬纸板垂直放在竖直平面内，当小孔的中心的水平坐标在x=0.8m处，则小孔中心的竖直坐标在y=__________m处，若不改变小孔中心坐标，而将纸板倾斜放置，那么当硬纸板所在平面与水平面夹角的正切值tanθ=__________时，平抛的小球最容易通过硬纸板的小孔。
12. 某实验小组用如图甲所示的装置探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系。滑块A套在水平杆上，随杆一起绕竖直杆做匀速圆周运动，力传感器B通过一细绳连接滑块A，用来测量绳子拉力，该小组认为绳子拉力等于向心力F的大小。滑块上固定一遮光片C，图示位置滑块正上方有一光电门D固定在铁架台的横杆上。滑块每经过光电门一次，通过力传感器和光电门就同时获得一组向心力F和角速度ω的数据。
（1）本实验采用的科学方法是 （选填选项前的字母）。
A. 理想实验法B. 等效替代法
C. 控制变量法D. 建立物理模型法
（2）为探究向心力跟角速度的关系，实验中需要保持物块的____________和转动的半径不变；
（3）已知滑块旋转半径为R，旋转过程中每次遮光片经过光电门时的遮光时间为，滑块上固定的遮光片宽度为d，则角速度ω=_____________；
（4）在探究向心力跟角速度ω的关系时，选用质量适当的物块和长度适当的细线，多次改变竖直杆转速后，记录多组力与对应角速度数据，用图像法来处理数据，画出了如图乙所示的图像，该图线是一条过原点的直线，则图像横坐标表示的物理量可能是____________（选填“ω”“ω2”“”或“”）；
（5）以F为纵坐标，以为横坐标，可在坐标纸中描出数据点作一条直线；图像的斜率为k，则滑块的质量为____________（用k、d、R表示）；
（6）该小组验证（5）中的表达式时，经多次实验，分析检查，仪器正常，操作和读数均没有问题，在滑块与水平杆之间存在的静摩擦力的影响下，示数F的测量值与物块A受到的向心力相比__________（选填“偏大”或“偏小）。
13. 学校篮球队组织篮球比赛，一同学作为球队的主力投手在三分线外起跳，球以与水平面夹角为θ（csθ=0.8）的仰角抛出，运动1s后通过篮框中心入网，已知篮框距离水平地面的高度H=3.05m，篮球被投出时，距离地面的高度h（未知）、与篮框中心点的水平距离d=7.20m，若将篮球视为质点，且忽略篮球的旋转与空气阻力，重力加速度g=10m/s2。求：（答案可以用根号表示）
（1）篮球被投出时的初速度大小；
（2）篮球入网时的速度大小；
（3）篮球被投出时距离地面高度。
14. 国家邮政局监测数据显示，截至2024年3月8日，今年我国快递业务量已达到200.9亿件。快递行业发展势头良好，积极助力消费复苏、经济向好。某快递公司为了提高效率，使用电动传输机输送快件，如图所示，固定斜面的倾角θ=30°，底端由一小段光滑圆弧与水平传送带平滑连接，某快递物件（视为质点）质量m=1kg，从高h=1.28m处由静止从斜面上滑下，物件与斜面间的动摩擦因数、与传送带间的动摩擦因数，长度L=2.18m的传送带以速度v=2m/s匀速顺时针转动，重力加速度g=10m/s2。求：
（1）物件刚滑到斜面底端时的速度大小；
（2）物件与传送带的相对位移大小；
（3）物件在传送带上运动的时间。
15. 如图所示，质量为m=1kg的小物块由A点静止释放.沿光滑的固定圆弧轨道运动到B点，在B点时对轨道的压力为30N，轨道半径r=3.2m，物块从B点滑上水平桌面上M=2kg的长木板，物块与长木板间的动摩擦因数为μ1=0.4，长木板与桌面间的动摩擦因数为μ2=0.1，物块从长木板的右端滑出的瞬间，长木板立即被锁定静止不动，前方的圆筒立即开始匀速转动，圆筒的侧面有一个小孔P，圆筒静止时小孔正对长木板的方向，已知圆筒的顶端与长木板上表面在同一水平面上，P距圆筒顶端的高度为h=0.2m，物块从长木板上滑出的位置距圆筒顶端中心的距离d=0.85m，圆筒半径R=0.05m，现观察到物块从长木板滑出后恰好钻进P孔，重力加速度g取10m/s2，且小物块可看做质点。求：
（1）物块在B点的速度大小；
（2）木板的长度L；
（3）圆筒转动的角速度ω。