广西壮族自治区贵百河联考2023-2024学年高一下学期4月月考物理试题（原卷版+解析版）

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（考试时间：75分钟 满分：100分）
注意事项：
1.本试卷分选择题和非选择题两部分。答卷前，考生务必将自己的姓名、学校、班级、准考证号填写在答题卡上。
2.回答选择题时，选出每小题答案后，用2B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。写在本试卷上无效。
3.回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
4.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
第Ⅰ卷（选择题 共46分）
一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1. 下列说法正确的是（ ）
A. 在恒力作用下，物体可能做速率先减小后增大的曲线运动
B. 做曲线运动的物体其加速度的大小不一定改变，但方向一定时刻改变
C. 在足球运动中，若要研究形成香蕉球的原因时，可以将足球看成质点
D. 羽毛球被扣杀后，飞入对方场地的过程中受重力、空气阻力和球拍的作用力
【答案】A
【解析】
【详解】A．当恒力与速度不在一条直线上，且恒力与速度方向的夹角为先钝角后锐角时物体的速度先减小后增大，故A正确；
B．平抛运动的加速度大小和方向都不变，故B错误；
C．香蕉球是由于球员踢出去的足球再空中旋转造成的，所以此时足球不能看成质点，故C错误；
D．羽毛球被扣杀后，飞入对方场地的过程中不再受到球拍的作用力，故D错误。
故选A。
2. 关于物体运动的说法正确的是（ ）
A. 匀速圆周运动可能是匀速运动
B. 匀速圆周运动一定是匀变速运动
C. 物体在变力作用下一定做曲线运动
D. 物体在恒力作用下可能做曲线运动
【答案】D
【解析】
【详解】A．匀速圆周运动速度大小不变，方向时刻改变，是变速运动，故A错误；
B．匀速圆周运动的加速度大小不变，方向不断改变，是变加速运动，故B错误；
C．曲线运动的条件是合外力与速度不在一条直线上，与是否受变力无关，物体在变力作用下可能做直线运动，故C错误；
D．在恒力作用下物体可能做曲线运动，比如平抛运动，故D正确。
故选D。
3. 一个物体做匀速圆周运动，则（ ）
A. 物体的运动周期保持不变B. 物体的线速度保持不变
C. 物体的向心加速度保持不变D. 物体所受合力保持不变
【答案】A
【解析】
【详解】A．匀速圆周运动是指物体沿圆周运动，线速度大小保持不变的运动，做匀速圆周运动的物体，角速度大小不变，运动一周所需的时间不变，即周期保持不变，故A正确；
B．匀速圆周运动的线速度大小不变，方向时刻改变，故B错误；
C．匀速圆周运动的向心加速度大小不变，方向时刻指向圆心，时刻在变化，故C错误；
D．匀速圆周运动的向心力由合外力提供，合外力大小不变方向时刻指向圆心不断变化，故D错误。
故选A。
4. 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。
5. 一辆货车利用跨过光滑定滑轮的轻质缆绳提升一箱货物，已知货箱的质量为M，货物的质量为m，货车以速度ⅴ向左做匀速直线运动，重力加速度为g，货车前进了一小段距离，将货物提升到如图所示的位置，此过程中下列说法正确的是（ ）
A. 此过程中货物匀速上升B. 此时货箱向上运动的速率大于v
C. 此时货箱向上运动的速率等于D. 此过程中缆绳中的拉力大于
【答案】D
【解析】
【详解】ABC．将货车的速度进行正交分解，如图所示
由于绳子不可伸长，货箱和货物整体向上运动的速度和货车速度沿着绳子方向的分量相等，故货箱向上运动的速率为
可知此时货箱向上运动的速率小于v，货车以速度ⅴ向左做匀速直线运动，逐渐减小，货箱的速度逐渐增大，故此过程中货物加速上升，故ABC错误；
D．此过程中货箱加速上升，有向上的加速度，根据牛顿第二定律
故此过程中缆绳中的拉力大于，故D正确。
故选D。
6. 如图所示，小球从斜面底端A点正上方h高处，以某一速度正对倾角为的斜面水平抛出时，小球到达斜面的位移最小，（重力加速度为g），则小球平抛的初速度大小为（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】若小球到达斜面的位移最小，则小球落点与抛出点连线与斜面垂直，如图所示，根据几何关系及平抛运动规律有
联立可得
故选A。
7. 如图为一种常见的皮带传动装置的示意图，皮带传动时无打滑现象。已知A、B、C三点的半径，，，则A、B、C三点（ ）
A. 线速度之比为
B. 角速度之比
C. 向心加速度之比为
D. 转动周期之比为
【答案】C
【解析】
【详解】A．皮带传动时无打滑现象，可知A、B两点的线速度相等，B、C两点在同一个轮子上，所以两点B、C的角速度相等，根据
可得
故有
A错误；
B．由于A、B两点的线速度相等，根据
可得
故有
B错误；
C．根据
可得
C正确；
D．根据
可知
故有
D错误。
故选C。
二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题有多个选项符合题目要求，全部选对得6分，选对但不全得3分，错选得0分。
8. 下列对物理必修2教材中出现的四幅图分析正确的是（ ）
A. 图1：小球在水平面做匀速圆周运动时，向心力是细线拉力的水平分力
B. 图2：物体随水平圆盘一起做匀速圆周运动时，受到重力、支持力、摩擦力和向心力四个力作用
C. 图3：汽车过拱桥最高点时，处于失重状态，速度越大，对桥面的压力越大
D. 图4：若轿车转弯时速度过大，可能因离心运动造成交通事故
【答案】AD
【解析】
【详解】A．小球受重力和细线的拉力作用，细线拉力竖直向上的分力与重力平衡，水平分力提供向心力，故A正确；
B．向心力是效果力，匀速圆周运动中向心力由合外力提供，物体受到重力、支持力和摩擦力三个力作用，故B错误；
C．汽车过凸形桥最高点时，加速度向下，处于失重状态，速度越大，所需要的向心力越大，对桥面的压力越小，故C错误；
D．汽车在水平路面转弯时，受到重力、支持力、摩擦力三个力的作用，摩擦力提供向心力，速度过大，可能导致汽车做离心运动，容易造成交通事故，故D正确。
故选AD。
9. 如图甲所示为农场扬场机分离谷物示意图。某次抛出的谷粒中有两颗的运动轨迹如图乙所示，其轨迹在同一竖直平面内，抛出点均为O，且轨迹交于P点，抛出时谷粒1和谷粒2的初速度分别为v1和v2，其中v1方向水平，v2方向斜向上。忽略空气阻力，关于两谷粒在空中的运动，下列说法正确的是（ ）
A. 谷粒1和谷粒2在水平方向都做匀速直线运动
B. 谷粒1和谷粒2在竖直方向都做自由落体运动
C. 两谷粒从O到P的运动时间相等
D. 谷粒1的加速度大小等于谷粒2的加速度大小
【答案】AD
【解析】
【详解】A．谷粒1做平抛运动，谷粒2做斜抛运动，故谷粒1和谷粒2在水平方向都做匀速直线运动，故A正确；
B．谷粒1在竖直方向做自由落体运动，谷粒2在竖直方向做竖直上抛运动，故B错误；
C．谷粒1在竖直方向做自由落体运动，有
谷粒2在竖直方向做竖直上抛运动，设谷粒2的初速度与水平方向的夹角为，有
可得
故C错误；
D．谷粒1、2在空中只受重力，加速度为重力加速度，故谷粒1的加速度大小等于谷粒2的加速度大小，故D正确。
故选AD。
10. 如图所示，一根细线下端拴一个金属小球，细线的上端固定在金属块上，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（图中位置），两次金属块都静止在桌面上的同一点，则后一种情况与原来相比较，下面的判断中正确的是（ ）

A. 小球运动的周期变大
B. 小球运动的角速度变小
C. 小球运动的线速度变大
D. 金属块受到桌面的摩擦力变大
【答案】CD
【解析】
【详解】ABC．设细线与竖直方向的夹角为，细线的拉力大小为，细线的长度为，P球做匀速圆周运动时，重力和细线的拉力的合力提供向心力，如图

则有
解得周期
角速度
线速度
使小球改到一个更高一些的水平面上作匀速圆周运动时，增大，减小，和增大，则得到周期减小，角速度增大，线速度增大，故AB错误，C正确；
D．对球，绳子拉力
增大，则减小，绳子拉力变大，对球，由平衡条件得知，拉力变大，则受到桌面的静摩擦力变大，故D正确。
故选CD。
第Ⅱ卷（非选择题 共54分）
三、非选择题（共5小题，共54分）
11. 以下为某学习小组在“探究平抛运动规律”时的实验操作：
（1）先用如图甲所示装置研究平抛物体的竖直分运动，最终听到两小球同时落地，改变两小球落地高度，重复实验，发现仍同时落地，该实验结果可表明___________；
A. 两小球落地时的速度大小相同B. 两小球在空中运动的时间相等
C. a小球在竖直方向的分运动与b小球的运动相同D. a小球在水平方向的分运动是匀速直线运动
（2）接着用如图乙所示装置获得钢球平抛运动轨迹，为了能较准确地描绘运动轨迹，下面列出的操作要求正确的是___________；
A. 斜槽必须光滑且末端必须调节成水平
B. 每次释放小球的位置必须相同
C. 记录小球位置时，每次必须严格地等距离下降
（3）按正确的操作步骤得到了如图丙所示的物体运动轨迹，在轨迹上取三点，以A点为坐标原点，坐标如图，则小球平抛的初速度___________；在B点的速度___________。（g取，结果均保留两位有效数字）
【答案】（1）BC （2）B
（3） ①. 2.0 ②. 2.5
【解析】
【小问1详解】
A．由于a具有了水平分速度，所以落地时a的速度比b的速度大，故A错误；
BC．无论所选高度如何，发现始终同时落地，该实验结果可表明两小球在空中运动的时间相等，且a小球在竖直方向的分运动与b小球的运动相同（都是自由落体运动），故BC正确；
D．仅凭同时落地这一实验结果无法得出a小球在水平方向的分运动是匀速直线运动这一结论，故D错误。
故选BC。
【小问2详解】
AB．为了使小球每次从斜槽末端抛出时的速度大小相等，每次释放小球的位置必须相同，但斜槽不一定要光滑；为了使小球离开斜槽末端后做平抛运动，末端必须调节成水平，故A错误，B正确；
C．记录小球位置用的木条（或凹槽）每次下降的距离仅会影响到数据点的位置，所以每次下降距离适当即可，不必要等距离下降，故C错误。
故选B。
【小问3详解】
[1]设A、B、C相邻两点时间间隔为为T，根据运动学规律有
解得
小球平抛的初速度为
[2]小球在B点竖直分速度为
小球在B点的合速度为
12. 某实验小组用如图所示的装置探究向心力大小的表达式。长槽上的挡板B到转轴的距离是挡板A的2倍，长槽上的挡板A和短槽上的挡板C到各自转轴的距离相等。转动手柄使长槽和短槽分别随变速塔轮匀速转动，槽内的球就做匀速圆周运动。挡板对球的压力提供了向心力，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，根据标尺上的红白相间的等分格可以粗略计算出两个球所受向心力的比值。
（1）下列实验的实验方法与本实验相同的是___________（填写正确选项前的字母）；
A. 伽利略对自由落体的研究
B. 探究加速度与力、质量的关系
C. 探究两个互成角度的力的合成规律
（2）在探究向心力的大小与做圆周运动物体质量的关系时，应选择两个质量___________（选填“相同”或“不同”）的小球，分别放在挡板C与___________（选填“挡板A”或“挡板B”）处，同时选择半径___________（选填“相同”或“不同”）的两个塔轮；
（3）在探究向心力的大小与圆周运动角速度的关系时，将两个质量相同的小球，分别放在挡板C与挡板A位置，转动时发现左、右标尺上露出的红白相间的等分格数之比约为，则皮带放置的左、右两边塔轮的半径之比为___________。
【答案】（1）B （2） ①. 不同 ②. 挡板A ③. 相同
（3）2∶1
【解析】
【小问1详解】
探究小球做圆周运动所需的向心力F与小球质量m、运动半径r和角速度之间的关系时，需要控制m、r和三个量中的两个量相同，探究F和另一个量之间的关系，采用的方法是控制变量法。
A．伽利略对自由落体的研究，采用了将实验和逻辑推理相结合的科学方法，故A不符合题意；
B．探究探究加速度与力、质量的关系，采用了控制变量法，故B符合题意；
C．探究两个互成角度的力的合成规律，采用了等效替代法，故C不符合题意。
故选B。
【小问2详解】
[1][2][3]在探究向心力的大小与做圆周运动物体质量的关系时，应选择两个质量不同的小球，同时控制两小球的运动半径和角速度相同，即分别放在挡板C与挡板A处。由于两个塔轮由同一皮带相连，所以塔轮的线速度相同，为使角速度相同，应同时选择半径相同的两个塔轮。
【小问3详解】
由题意可知左、右两小球运动半径相同，且所需向心力之比为
根据可得左、右两小球（即对应两塔轮）的角速度之比为
根据可得皮带放置的左、右两边塔轮的半径之比为
13. 如图所示，半径为R的圆盘绕垂直于盘面的中心轴匀速转动，其正上方h处沿OB方向水平抛出一小球，要使球与盘只碰一次，且落点为B，求小球的初速度和圆盘转动的角速度ω。

【答案】，
【解析】
【详解】设小球在空中运动时间为t，此时间内圆盘转过θ角，由平抛运动知识得
故小球的初速度大小
根据几何关系可知圆盘转过的角度为
其中
则圆盘角速度
14. 如图所示，排球场总长为，设球网高度为，运动员站在离网的线上（图中虚线所示）正对网前跳起将球水平击出。不计空气阻力，取。设击球点在线正上方高度为处，试问击球的速度在什么范围内才能使球既不触网也不越界？
【答案】
【解析】
【详解】若使击球刚好触网，设平抛运动的竖直方向位移为，水平方向位移为，
根据平抛运动规律可知
由题意可知
联立上式并代入数据解得
若使击球刚好越界，设平抛运动的竖直方向位移为，水平方向位移为，
根据平抛运动规律可知
由题意可知
联立上式并代入数据解得
由此可知，击球的速度能使球既不触网也不越界。
15. 如图所示，竖直放置光滑半圆轨道右侧有一堵竖直的墙面，一质量为m的滑块（视为质点）从水平地面出发，恰好能经过半圆轨道最高点，然后打到竖直墙面上的P点。已知半圆轨道的半径，其最低点与墙之间的距离，重力加速度g取，，，不计空气阻力。求：
（1）滑块通过最高点时的速度大小；
（2）滑块打在P点时速度方向与墙面所成的夹角；
（3）若增大滑块出发的速度，当滑块运动到最高点C时对轨道的压力为，最后打在墙面上的Q点（图中未标出），则P、Q两点之间的距离为多少？
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）滑块恰能运动到最高点，有
解得
（2）滑块离开C点后做平抛运动，由平抛运动规律，有
又
且
联立解得
即
（3）若滑块在C点时对道的压力，则
由平抛运动规律，有
Q点与C点的高度差
又P点与C点的高度差
则P、Q的距离
联立解得