安徽省淮南市2024-2025学年第二学期高一物理3月检测试卷

这是一份安徽省淮南市2024-2025学年第二学期高一物理3月检测试卷，共14页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
1.自然界中的一切物体都在运动，如公路上行驶的汽车、草原上奔跑的猎豹、运动场上掷出的铅球，游乐场里翻滚的过山车等，关于运动，下列说法正确的是( )
A. 物体做匀速率曲线运动时，其所受合外力的方向总是与速度方向垂直
B. 物体做直线运动时位移的大小一定等于路程
C. 物体所受合力为恒力时，不可能做曲线运动
D. 物体做曲线运动时，其速度可以不变
2.日前，中国海军在南海海域进行常态化演训。在某次演训中，直升机距海面上方28.8m处沿水平方向以大小为2m/s2的加速度匀加速飞行。t1时刻，物资离开直升机做平抛运动，其落至水面时速度方向与水面成53∘;t2时刻另一物资离开直升机做平抛运动，其落至水面时速度方向与水面成37∘，如图所示。不计空气阻力，已知重力加速度大小g=10m/s2，下列说法正确的是( )
A. 物资下落所需要的时间为3s
B. t1时刻直升机的速度大小为24m/s
C. 两次投送物资的时间间隔是7s
D. t2时刻投放的物资接触水面时的速度大小为32m/s
3.如图所示，一辆货车利用跨过光滑定滑轮的轻质不可伸长的缆绳提升一箱货物，已知货箱的质量为m0，货物的质量为m，货车向左做匀速直线运动，在将货物提升到图示的位置时，货箱速度为v，连接货车的缆绳与水平方向夹角为θ，不计一切摩擦，下列说法正确的是( )
A. 货车速度v车=vcsθB. 货物做匀速直线运动
C. 货车对地面的压力大于货车的重力D. 缆绳中的拉力FT=(m0+m)g
4.一艘小船要从O点渡过一条两岸平行、宽度d=80m的河流，已知小船在静水中运动的速度为5m/s，水流速度为4m/s，方向向右.B点距小船正对岸的A点x0=60m.取cs37∘=0.8，sin37∘=0.6，下列关于该船渡河的判断中，正确的是( )
A. 小船做曲线运动
B. 小船过河的最短时间为16s
C. 小船过河的最短航程为100m
D. 若要使小船运动到B点，则小船船头指向与上游河岸成37∘角
5.如图所示，有一个很大的圆形餐桌，水平桌面中间嵌着一可绕中心轴O转动的圆盘，圆盘上A处和B处各放一个菜盘，OA大于OB，圆盘匀速转动，两菜盘均视为质点且不打滑。下列说法正确的是
A. A处菜盘的周期比B处菜盘大B. A处菜盘的周期比B处菜盘小
C. A处菜盘的线速度比B处菜盘大D. A处菜盘的线速度比B处菜盘小
6.为了研究空气动力学问题，如图所示，某人将质量为m的小球从距地面高h处以一定初速度水平抛出，在距抛出点水平距离L处，有一根管口比小球直径略大的竖直细管，上管口距地面的高度为h2。小球在水平方向上受恒定风力作用，在竖直方向上阻力不计，且小球恰能无碰撞地通过细管，重力加速度为g，则下列说法正确的是
A. 小球在管外运动的时间为 ghB. 小球的初速度大小为L gh
C. 风力的大小为2mgLhD. 小球落地时的速度大小为2 gh
7.自行车用链条传动来驱动后轮前进，如图是链条传动的示意图，两个齿轮俗称“牙盘”。A、B、C分别为牙盘边缘和后轮边缘上的点，大齿轮半径为r1、小齿轮半径为r2、后轮半径为r3。下列说法正确的是( )
A. A、B两点的角速度相等
B. B、C两点的线速度大小相等
C. 大、小齿轮的转速之比为r1r2
D. 在水平路面匀速骑行时，脚踏板转一圈，自行车前进的距离为r1r22πr3
8.如图甲所示为运动员高台滑雪的情景，过程可简化为图乙所示。若阳光垂直照射到斜面上，运动员在倾斜滑道顶端A处以水平初速度飞出，刚好落在斜面底端C处。B点是运动过程中距离斜面的最远处，D点是运动员在阳光照射下经过B点的投影点。不计空气阻力，运动员可视为质点，则下列说法错误的是( )
A. 运动员在斜面上的投影做匀加速直线运动
B. AD与DC长度之比为1:3
C. 若E点在B点的正下方，则AE=EC
D. 若运动员水平初速度减小，落到斜面时的速度与斜面的夹角仍不变
二、多选题：本大题共2小题，共10分。
9.如图所示，直径为d的竖直圆筒绕中心轴线以恒定的转速匀速转动。一子弹以水平速度沿圆筒直径方向从左侧射入圆筒，从右侧射穿圆筒后发现两弹孔在同一竖直线上且相距为h，则(不计子弹和圆筒间的相互作用)( )
A. 子弹在圆筒中的水平速度为v0=d g2h
B. 子弹在圆筒中的水平速度为v0=2d g2h
C. 圆筒转动的角速度可能为ω=π g2h
D. 圆筒转动的角速度可能为ω=3π g2h
10.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。不计空气阻力，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. 谷粒2从O到P的运动时间大于谷粒1从O到P的运动时间
D. 谷粒2从O到P的运动时间等于谷粒1从O到P的运动时间
三、实验题：本大题共2小题，共18分。
11.如图所示，向心力演示仪的挡板A、C到转轴距离为R，挡板B到转轴距离为2R，塔轮①④半径相同，①②③半径之比为1：2：3，④⑤⑥半径之比为3：2：1。现通过控制变量法，用该装置探究向心力大小与角速度、运动半径，质量的关系。
(1)当质量和运动半径一定时，探究向心力的大小与角速度的关系，将传动皮带套在②④塔轮上，应将质量相同的小球分别放在挡板 处(选填“A”、“B”或“C”中的两个)；此时的两个小球向心力大小之比是 。
(2)将大小相同的铁球和橡胶球分别放置在A、C挡板处，传动皮带套在①④两个塔轮上，图中标尺上黑白相间的等分格显示出两个小球向心力大小的比值为3：1，则铁球与橡胶球的质量之比为 。
12.实验小组根据平抛运动的规律，设计不同实验方案测量小球做平抛运动的初速度大小。
(1)他们利用如图甲所示的实验装置，用“描迹法”测量小球做平抛运动的初速度大小。
①关于该实验，下列说法正确的是_____。
A.斜槽轨道末端应保持水平
B.应想办法尽量减小小球与轨道之间的摩擦
C.每次应将小球从斜槽轨道上同一位置由静止释放
D.实验时，必须控制挡板高度等间距下降
②该小组正确实验后，在方格纸上记录了小球在不同时刻的位置如图乙中a、b、c所示，建立如图所示的平面直角坐标系，y轴沿竖直方向，方格纸每一小格的边长为L，a、b、c三点的坐标分别为a(2L,2L)、b(4L,3L)、c(8L,8L)。小球从a点到b点所用时间为t1，b点到c点所用时间为t2，则t2t1=_____；在小球轨迹上取一个点d(图中未画出)，使得小球从b点到d点和从d点到c点的运动时间相等，则d点的纵坐标为_____。
③若L=2.45 cm，当地重力加速度的大小为9.8m/s2，则小球做平抛运动的初速度大小为v0=_____m/s。(计算结果保留2位有效数字)
(2)该实验小组又设计一个新的方案，如图丙所示。O点处有一点光源，O点正前方d处竖直放置一块毛玻璃，将小球从O点垂直毛玻璃水平抛出，在毛玻璃后方观察到小球在毛玻璃上的投影点P，利用频闪相机记录小球在毛玻璃上的投影点P的位置。可得到P沿毛玻璃下降的高度h随小球运动时间t变化的关系如图丁所示，若该图像斜率为k，重力加速度为g，则小球做平抛运动的初速度大小为_____。(用k、d和g表示)
四、计算题：本大题共3小题，共40分。
13.如图所示，AB为固定斜面，倾角为30∘，小球从A点以初速度v0水平抛出，恰好落到B点.求：(空气阻力不计，重力加速度为g)
(1)小球在空中飞行的时间及A、B间的距离；
(2)从抛出开始，经过多长时间小球与斜面间的距离最大？最大距离为多大？
14.如图所示，某机械装置控制板A在竖直平面内做半径为R的匀速圆周运动，经过时间t=π10s转过的角度为30∘，板A运动过程中始终保持水平方向，物体B置于板A上且与A始终保持相对静止.物体B的质量m=2kg，半径R=0.5m，取重力加速度g为10m/s2，sin37∘=0.6，cs37∘=0.8．
(1)求物体B的线速度大小;
(2)当物体B转动到与水平方向夹角θ为37∘时，求此时物体B所受的支持力和摩擦力的大小．
15.如图所示，小明在离水面高度h0=1.8m处，将一质量m=20g的小石片以初速度v0=6m/s水平抛出，小石片先在水面上弹跳数次，当沿水面的速度减为零时会下沉。小石片每次接触水面时都受到恒定的作用力，其中水平分力恒为f=0.4N，每次接触水面Δt=0.04s后就跳起，跳起时竖直方向速度与此时沿水平方向速度之比为常数k=0.75，不计空气阻力(g=10m/s2)。求小石片
(1)第一次与水面接触前水平方向的位移x；
(2)第一次与水面接触过程中，对水面作用力的竖直分力大小Fy；
(3)总共弹起的次数n以及最后一次跳起后在空中的飞行时间。
答案和解析
1.【答案】A
【解析】B.物体做直线运动时位移的大小一定小于或等于路程，只有当质点做单向直线运动时，位移的大小才等于路程，故B错误；
C.物体做曲线运动的条件是合外力与速度的方向不共线，所以物体受恒力作用时也可能做曲线运动，故C错误；
A.物体做匀速率曲线运动时，速度的大小不变，合外力只改变物体的速度方向，其所受合外力的方向总是于速度方向垂直，故A正确；
D.物体做曲线运动时，其速度方向一定改变，速度一定改变，故D错误。
故选A。
2.【答案】C
【解析】A.由题意可知，竖直方向物资做自由落体运动h=12gt2，则物资下落所需要的时间t= 2hg= 2×28.810s=2.4s，故A错误；
B.物资下落到水面时竖直方向的速度vy=gt=10×2.4m/s=24m/s，由运动的合成和分解可知t1时刻直升机的速度大小v1x=vytan53°=18m/s，故B错误；
C.t2时刻直升机的速度大小v2x=vytan37°=32m/s，由水平方向的匀加速直线运动规律可知两次投送物资的时间间隔Δt=v2x-v1xa=7s，故C正确；
D.由运动的合成和分解可知，t2时刻投放的物资接触水面时的速度大小v2=vysin37°=40m/s，故D错误。
故选：C。
3.【答案】A
【解析】AB、将货车的速度进行正交分解，其分解成沿着缆绳方向与垂直缆绳方向，如图所示：
由于缆绳不可伸长，货箱向上运动的速度和货车的速度沿着缆绳方向的分量相等，故：v=v车csθ，则货车运动的速度v车=vcsθ，夹角θ减小，货物速度增大，故B错误，A正确；
C.对在光滑水平面上匀速行驶货车，受到斜向后上方的绳子的拉力，所以对地面的压力比自身重力小，故C错误；
D、因货箱和货物整体向上做加速运动，由牛顿第二定律知缆绳中的拉力FT大于(m0+m)g，故D错误。
4.【答案】B
【解析】因为水流速度小于静水中船速，所以合速度的方向可能垂直于河岸，当合速度的方向垂直于河岸时，渡河航程最短(即80m)，故C错误;
小船同时参与两个方向的匀速直线运动，合运动是匀速直线运动，故A错误;
当静水中船速的方向与河岸垂直时，渡河时间最短，最短时间tmin=dυ2=805s=16s故B正确;
设小船船头指向与上游河岸成37∘角，静水中船速垂直于河岸方向的分速度为v2sin37∘，静水中船速平行于河岸方向的分速度为v 2cs37∘，则渡河时间t=dv2sin37∘，沿河岸方向的位移x0=(v1-v2cs37∘)t代入得x0=0，故D错误．
5.【答案】C
【解析】AB、圆盘上AB两处，属于同轴转动，故AB两处菜盘的角速度ωA=ωB，根据角速度与周期的关系ω=2πT可知周期TA=TB，故AB错误；
CD、A、B两点的角速度相等ωA=ωB，OA大于OB，根据v=ωr知线速度与半径成正比，可得A处菜盘的线速度比B处菜盘大，故 C正确，D错误。
故选C。
6.【答案】C
【解析】A.小球在竖直方向上做自由落体运动，故从抛出点到上管口的运动过程中，有h2=12gt2，t= hgA错误；
B.小球在水平方向上做匀减速运动，因恰能无碰撞地通过细管，故小球到管口时水平速度刚好减为零，设小球的初速度为v0，有L=v0+02t，联立以上两式解得v0=2L gh，故 B错误；
C.设风力大小为F，小球在水平方向上的加速度大小为a，根据牛顿第二定律有F=ma，由匀变速直线运动规律可得0-v02=-2aL，联立可得F=2mgLh，故 C正确；
D.小球到达上管口时，水平速度减为零，进入管中后其不再受风力作用，只有竖直方向的速度，从抛出到落地全程，小球在竖直方向上做自由落体运动，所以有v2=2gh，则小球落地时的速度大小为v= 2gh， D错误。
7.【答案】D
【解析】A、大、小齿轮边缘通过链条链接，A、B是两轮边缘上的点，A、B两点的线速度大小相等，故A错误；
B、小齿轮和后轮是同轴转动，所以B、C两点角速度相等，故B错误；
C、大、小齿轮边缘上的点线速度大小相等，有ω1r1=ω2r2，即2πn1r1=2πn2r2，所以大、小齿轮转速n之比n1n2=r2r1，故C错误；
D、设脚踏板的转速为n，周期T=1n，大齿轮和小齿轮边缘的线速度相等2πn⋅r1=ωr2，得ω=2πnr2r1，后轮边缘的线速度v=ωr3=2πnr2r1r3，在脚踏板转一圈的时间内，自行车前进的距离s=vT=2πnr2r1r3⋅1n=r1r2⋅2πr3，故D正确。
8.【答案】B
【解析】A、运动员在平行于斜面方向所受的合力为重力的下滑分力，且速度沿斜面方向的分速度与该方向合力方向相同，可见运动员在斜面上的投影做匀加速直线运动，故A正确，不符合题意；
B、运动员在垂直斜面方向做类竖直上抛运动，且B点离斜面最远，由对称性知，tAB=tBC，运动员沿斜面方向的初速度不为0，结合x=12at2知，AD：DC≠1:(4-1)=1:3，故B错误，符合题意；
C、小球抛出后做平抛运动，其水平方向做匀速直线运动，则xAB=xBC，由于E点在B点的正下方，AE=xAB csθ，EC=xBCcsθ，则AE=EC，故C正确，不符合题意；
D、小球做平抛运动至落在斜面上，则x=v0t，y=12gt2，又tanθ=yx，由速度关系：tanα=gtv0，联立知，速度方向与水平方向的夹角满足：tanα=2tanθ，可见运动员水平初速度减小时，其落在斜面时速度方向与水平方向的夹角不变，与斜面的夹角α-θ也不变，故D正确，不符合题意。
9.【答案】ACD
【解析】AB.根据h=12gt2，解得t= 2hg，则子弹在圆筒中的水平速度为v0=dt =d g2h，故A正确，B错误；
CD.因为子弹右侧射穿圆筒后发现两弹孔在同一竖直线上，则t=(2n-1)T2,n=1,2,3⋯⋯，因为T=2πω，解得ω=(2n-1)π g2h，当n=1时，ω=π g2h，当n=2时，ω=3π g2h，故CD正确。
故选ACD。
10.【答案】AC
【解析】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；
CD.谷粒1在竖直方向做自由落体运动，有h=12gt 12，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 θ ，有h=-v2t2sinθ+12gt 22，可得t2>t1，故C正确，D错误。
故选AC。
11.【答案】AC
1：4
3：1

【解析】(1)该实验采用“控制变量法”进行研究，所以在探究向心力和角速度的关系时，要保持其余的物理量不变，则需要半径、质量都相同，则需要将质量相同的小球分别放在挡板A和挡板C处；②④轮半径之比为2:1，则根据ω2r2=ω4r4 ，则有ω2：ω4=1:2，根据F=mω2r可得两个小球向心力大小之比是1:4;
(2)根据向心力公式F=mv2r，将大小相同的铁球和橡胶球分别放置在A、C挡板处，传动皮带套在 ① ④两个塔轮上，则转动半径和线速度均相等，则向心力大小之比等于质量之比，为3:1．
12.【答案】(1) AC；2；5L ； 0.98；
(2) gd2k
【解析】(1)A.为保证小球初速度水平，斜槽轨道末端应保持水平，故A正确；
B.小球与轨道之间的摩擦对实验结果无影响，故B错误；
C.为保证小球初速度相等，每次应将小球从斜槽轨道上同一位置由静止释放，故C正确；
D.挡板高度无需等间距下降，故D错误；
故选AC。
由图可知 xabxbc=12
根据水平方向做匀速直线运动可知 x=v0t
则 t2t1=2；
根据水平方向做匀速直线运动可知相邻两点的水平距离相等，竖直方向满足 Δy=ycd-ybd=ybd-yab
设d点的纵坐标为 yd ，则 8L-yd-(yd-3L)=(yd-3L)-L
解得 yd=5L；
竖直方向有 Δy=gT2
水平方向有 v0=2LT
解得 v0=0.98m/s；
(2)根据平抛运动规律有 d=v0t ， h=12gt2
解得 h=gd2v0t
则斜率为 k=gd2v0
解得 v0=gd2k。
13.【解析】(1)根据tan30°=12gt2v0t=gt2v0得，运动的时间t=2v0tan30°g=2 3v03g，
AB间的距离s=v0tcs30°=4v023g；
(2)当小球的速度方向与斜面平行，距离斜面最远，
根据tan30°=vyv0=gtv0，则经历的时间t= 3v03g，
将小球的速度和加速度分解为沿斜面方向和垂直斜面方向，则vy'=v0sinθ，ay=gcsθ，
则最大距离H=vy'22ay= 3v0212g。
14.【解析】(1)经过时间t=π10s转过的角度为30∘，物体B运动的角速度ω=π6π10=53rad/s，
根据v=ωr可知物体B的线速度大小v=ωr=53×12m/s=56m/s;
(2)当物体B转动到与水平方向夹角θ为37∘时，重力、支持力和摩擦力的合力提供向心力，
则f=mω2rcsθ
mg-N=mω2rsinθ，
解得N=553N，f=209N
15.【解析】(1)设从抛出到第一次与水面接触前时间为t0，由h0=12gt02得t0= 2h0g= 2×1.810s=0.6s，第一次与水面接触前水平方向的位移x=v0t0=6×0.6m=3.6m；
(2)小石片在水面上滑行时，设水平方向加速度大小为ax，有ax=fm=20m/s2，第一次与水面接触后跳起时滑行速度vx1=v0-axΔt=5.2m/s，规定竖直向下为正方向，第一次跳起时竖直方向分速度vy1=-kvx1=-3.9m/s，第一次与水面接触前竖直方向的速度vy=gt0=6m/s，竖直方向加速度为ay=vy1-vyΔt=-3.9-60.04m/s2=-247.5m/s2，第一次与水面接触过程中对水面作用力的竖直分力大小Fy，
由牛顿第二定律得-Fy+mg=may，解得Fy=5.15N；
(3)小石片在水面上滑行时，有ax=fm=20m/s2，第n次滑行速度的水平分量vxn=v0-naxΔt=6-0.8n，
n=7.5时，水平分速度为0，可知，小石片共在水面上滑行了8次，只弹起了7次，第7次弹起时vx7=0.4m/s，vy7=0.3m/s，最后一次跳起后在空中运动的时间t=2vy7g=0.06s。