河南省南阳市方城县第一高级中学2024-2025学年高一下学期3月月考物理试题【含答案】

这是一份河南省南阳市方城县第一高级中学2024-2025学年高一下学期3月月考物理试题【含答案】，共21页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，解答题等内容，欢迎下载使用。
一、单选题（本题共7小题，每小题4分，共28分。）
1. 如图所示，质量为的飞镖在空中做曲线运动，所受空气阻力大小为，重力加速度为，则其受力示意图可以表示为（ ）
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】重力方向竖直向下，阻力方向与速度方向相反，速度方向沿轨迹的切线方向，速度方向斜向下，阻力方向斜向上，则选项C正确，ABD错误。
故选C。
（教材来源：人教版教材必修二P4）
2. 如图是一皮带传动装置的示意图，右轮半径为r，A是它边缘上的一点。左侧是一轮轴，大轮半径为4r，小轮半径为2r。B点在小轮上，到小轮中心的距离为r。C点和D点分别位于小轮和大轮的边缘上。如果传动过程中皮带不打滑，那么下面选项正确的是：（ ）
A. A、B、C、D点角速度之比为2：1：2：1
B. A、B、C、D点的线速度之比为2：1：2：4
C. A、B、C、D点向心加速度之比为2：1：2：4
D. A点和C点的线速度相等
【答案】B
【解析】
【详解】A．A、C的线速度大小相等，故
B、C、D的角速度相等，A、B、C、D点角速度之比为2：1：1：1。故A错误；
B．B、C、D角速度相等，由得B、C、D的线速度之比等于半径之比，B、C、D点的线速度之比为1：2：4。又因为A点和C点的线速度大小相等，A、B、C、D点的线速度之比为2：1：2：4。故B正确；
C．因为B、C、D的角速度相等，由，B、C、D点向心加速度之比等于半径之比，B、C、D点向心加速度之比1：2：4。A、C的线速度大小相等，由，A、C的向心加速度之比与半径成反比，故
得A、B、C、D点向心加速度之比为4：1：2：4。故C错误；
D．A点和C点的线速度大小相等，方向不同，故D错误；
故选B。
（教材来源：人教版教材必修二P40）
3. 在篮球比赛中，投篮的投出角度太大和太小，都会影响投篮的命中率。在某次投篮表演中，运动员在空中一个漂亮的投篮，篮球以与水平面成45°的倾角准确落入篮筐，这次跳起投篮时，投球点和篮筐正好在同一水平面上，设投球点到篮筐距离为9.8m，不考虑空气阻力，g取10m/s2。则（ ）
A. 篮球出手的速度大小为7m/s
B. 篮球在空中运动的时间为0.7s
C. 篮球进筐的速度大小为7m/s
D. 篮球投出后的最高点相对地面的竖直高度为2.45m
【答案】C
【解析】
【详解】ABC．由于篮球在空中做一个斜抛运动，以投球点和篮筐所在水平面为参考面，初速度方向与参考面夹角为45°斜向上，末速度与参考面夹角为45°斜向下，将整个斜抛运动沿最高点分为两部分，前半部分斜向上运动，后半部分斜向下运动，运动过程完全对称，设初速度为v，将初速度沿水平方向和竖直方向分解，如图所示：
则水平方向分速度
vx=vcs45°
竖直方向分速度
vy=vsin45°
则水平方向做匀速直线运动，竖直方向分做竖直上抛运动，后半部分水平方向也是匀速直线运动，竖直方向做自由落体运动，高度相同，则前后两部分水平方向位移相同，时间相同，后半部分的末速度与前半部分的初速度也相同，水平方向总位移：s=9.8m，则前半部分水平位移
s1＝＝4.9m
则由匀速直线运动位移公式
s1=vxt
由竖直上抛速度公式得
vt=vy-gt
联立可得
v＝7m/s
t＝0.7s
则总时间
t总=2t=2×0.7s=1.4s
故AB错误，C正确；
D．由于前半部分竖直方向做竖直上抛运动，由竖直上抛运动公式
h＝vyt−gt2
代入数据得
h＝7×0.7−×10×0.72＝2.45m
但是此时的高度为相对于投篮点和篮筐这个水平面的高度，不是相对于地面的高度，故D错误；
故选C。
（教材来源：人教版教材必修二P20）
4. 某计算机上的机械式硬盘的磁道和扇区如图所示，这块硬盘共有个磁道（即个不同半径的同心圆），每个磁道分成个扇区（每扇区为圆周），每个扇区可以记录个字节。电动机使盘面匀速转动，磁头在读、写数据时是不动的，盘面每转一圈，磁头沿半径方向跳动一个磁道。不计磁头转移磁道的时间，计算机每秒最多可以从一个盘面上读取个字节，则（ ）
A. 磁头在内圈磁道与外圈磁道上相对磁道运动的线速度相等
B. 计算机读完整个硬盘的时间至少为
C. 一个扇区通过磁头所用时间约为
D. 磁盘转动的角速度为
【答案】B
【解析】
【详解】A．磁头在内圈磁道与外圈磁道为同轴传动，角速度ω相等，由于外轨道的转动半径大于内轨道的转动半径，根据，知线速度不等，故A错误；
BC．每秒可以从一个硬盘面上读取n个字节，每个扇区可以记录b个字节，则一个扇区通过磁头所用时间约为，则计算机读完整个硬盘的时间至少为，选项B正确，C错误；
D．每一个扇区所占的圆心角为，则磁盘转动的角速度为
故D错误
故选B。
（教材来源：人教版教材必修二P26）
5. 一质量为2.0×103kg的汽车在水平公路上行驶，路面对轮胎的径向最大静摩擦力为1.4×104N，当汽车经过半径为80m的弯道时，下列判断正确的是（ ）
A. 汽车转弯时所受的力有重力、弹力、摩擦力和向心力
B. 汽车转弯的速度为20m/s时所需的向心力为1.4×104N
C. 汽车转弯的速度为20m/s时汽车会发生侧滑
D. 汽车能安全转弯向心加速度不超过7.0m/s2
【答案】D
【解析】
【分析】汽车转弯时做圆周运动，重力与路面的支持力平衡，侧向静摩擦力提供向心力，根据牛顿第二定律分析解题．
【详解】汽车转弯时受到重力，地面的支持力，以及地面给的摩擦力，其中摩擦力充当向心力，A错误；当最大静摩擦力充当向心力时，速度为临界速度，大于这个速度则发生侧滑，根据牛顿第二定律可得，解得，所以汽车转弯的速度为20m/s时，所需的向心力小于1.4×104N，汽车不会发生侧滑，BC错误；汽车能安全转弯的向心加速度，即汽车能安全转弯的向心加速度不超过7.0m/s2，D正确．
【点睛】本题也可以求解出以20m/s的速度转弯时所需的向心力，与将侧向最大静摩擦力与所需向心力比较，若静摩擦力不足提供向心力，则车会做离心运动．
（教材来源：人教版教材必修二P38）
6. 如图所示，两根长度相同的细线分别系有两个完全相同的小球，细线的上端都系于点，设法让两个小球均在水平面上做匀速圆周运动。已知跟竖直方向的夹角为60°，跟竖直方向的夹角为30°，下列说法正确的是（ ）
A. 细线和细线所受的拉力之比为
B. 小球和的角速度大小之比为
C. 小球和的向心力大小之比为
D. 小球和的线速度大小之比为
【答案】A
【解析】
【详解】A．对任一小球研究。设细线与竖直方向的夹角为θ，竖直方向受力平衡，有
Tcsθ=mg
解得
所以细线L1和细线L2所受的拉力大小之比
选项A正确；
B．小球所受合力的大小为mgtanθ，根据牛顿第二定律得
mgtanθ=mLsinθω2
得
所以
选项B错误；
C．小球所受合力提供向心力，则向心力为
F=mgtanθ
小球m1和m2的向心力大小之比为
选项C错误；
D．小球所受合力的大小为mgtanθ，根据牛顿第二定律得
解得
所以
选项D错误。
故选A。
（教材来源：人教版教材必修二P32）
7. 在第19届杭州亚运会女子排球决赛中，中国女排以3∶0战胜日本女排，以六战全胜且一局未失的战绩成功卫冕。如图所示，排球场的宽为d，长为2d，球网高为，发球员在底线中点正上方的O点将排球水平击出，排球恰好擦着网落在对方场地边线上的E点，，不计空气阻力，重力加速度大小为g，下列说法正确的是（ ）
A. O点距地面的高度为B. 排球做平抛运动的时间为
C. 排球击出时的速度大小为D. 排球着地时的速度大小为
【答案】C
【解析】
【详解】AB．排球做平抛运动的轨迹在地面上的投影为，如图所示
显然
所以排球在左、右场地运动的时间之比为1∶2，设排球做平抛运动的时间为3t，有
，
解得
，
故AB错误；
C．排球击出时的速度大小
故C正确；
D．排球着地时速度大小
故D错误。
故选C。
【点睛】
（教材来源：人教版教材必修二P14）
二、多选题（本题共3小题，每小题6分，共18分，全部选对得6分，选对但不全得3分，有错选得0）
8. 下列说法正确的是（ ）
A. 图甲中滚筒洗衣机脱水时，如果认为湿衣服在竖直平面内做匀速圆周运动，那么，湿衣服上的水在最高点更容易甩出
B. 图乙中汽车通过拱形桥的最高点时，汽车处于失重状态
C. 图丙中当火车以大于规定速率转弯时，外轨对车轮有侧向压力
D. 图丁是在太空中用细线悬挂的小球，把小球拉到一定位置后用手指沿切线方向轻推，小球就会绕轴做匀速圆周运动。
【答案】BCD
【解析】
【详解】A．滚筒洗衣机的脱水筒匀速旋转，衣服在最高点和最低点时附着在潮湿衣服上的水的重力和衣服与水之间的附着力的合力提供向心力，在最高点
在最低点
联立可得
所以在最低点时，所需要附着力较大，更容易被甩出，故A错误；
B．图乙中汽车通过拱形桥的最高点时，加速度方向向下，汽车处于失重状态，故B正确；
C．图丙中当火车以大于规定速率转弯时，火车重力和规定的支持力不足以提供向心力，火车有离心运动趋势，外轨对车轮有侧向压力，故C正确；
D．图丁是在太空中用细线悬挂的小球，小球处于完全失重状态，把小球拉到一定位置后用手指沿切线方向轻推，细线拉力提供向心力，小球就会绕轴做匀速圆周运动，故D正确。
故选BCD。
（教材来源：人教版教材必修二P35）
9. 如图所示，在一端闭封的细玻璃管中注满清水（玻璃管内壁光滑），水中放一个由蜡做成的小圆柱体R。R从坐标原点以速度匀速上浮的同时，玻璃管沿x轴正方向做初速度为0的匀加速直线运动。若测出时刻R的x、y坐标值分别为6 cm和2 cm。则关于小圆柱体R的运行性质，下列说法正确的是（ ）
A. 可以计算得出
B. 可以计算得出R的加速度大小为
C. 可以计算得出时刻R的速度大小为
D. 可以得出R的轨迹方程为
【答案】ABD
【解析】
【详解】竖直方向上
水平方向上
若测出时刻R的x、y坐标值分别为6 cm和2 cm，可得
时刻R的速度大小
解得
R的轨迹方程
故选ABD。
（教材来源：人教版教材必修二P6）
10. 如图所示，两相同木块A和B放在水平转盘上，二者用长为的不可伸长的细绳连接，A到转盘中心的距离为L，两木块与转盘的最大静摩擦力等于各自重力的k倍，重力加速度为g。整个装置能绕通过转盘中心的竖直转轴转动，开始时绳刚好伸直，现使装置的角速度由零开始缓慢增大，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，下列说法正确的是（ ）
A. 当时，绳上开始产生张力
B. 当时，A所受的摩擦力为零
C. 当时，A、B相对转盘开始滑动
D. 从转盘开始转动到A、B相对转盘开始滑动，A的摩擦力先增大后减小，再增大
【答案】CD
【解析】
【详解】A．由题A到转盘中心的距离为L，B到转盘中心的距离为2L。当B达到最大静摩擦力时，绳上开始出现张力，此时对B有
解得
故A错误；
BD．由A知，当时两木块相对转盘静止，由各自静摩擦力提供向心力，且静摩擦力随着角速度的增大而增大；当后，绳上开始出现张力且在增大，A的向心力由绳张力和静摩擦力提供，因而静摩擦力开始减小，直到减小为0。此时
可得
可知当时A的摩擦力随角速度的增大而减小。
当后A的摩擦力开始反向增大，达到最大静摩擦力后A、B相对转盘开始滑动，故B错误，D正确；
C．当A达到最大静摩擦力时，A、B相对转盘开始滑动；此时对A有
对B有
解得
故C正确。
故选CD。
（教材来源：人教版教材必修二P40）
三、实验题（本题共两小题，共14分。11题共6分，12题共8分，均为每空2分。）
11. 如图所示的装置为向心力演示器，可以探究向心力大小与哪些因素有关。匀速转动手柄1，可以使变速塔轮2和3以及长槽4和短槽5随之匀速转动，槽内的小球也随着做匀速圆周运动。使小球做匀速圆周运动的向心力由横臂6的挡板对小球的压力提供。球对挡板的反作用力，通过横臂的杠杆作用使弹簧测力套筒7下降，从而露出标尺8。根据标尺8上露出的红白相间等分标记，可以粗略计算出两个球所受向心力的比值。
（1）本实验采用的科学方法是______。
（2）通过本实验可以得到的结论有______。（填字母）
A．在质量和半径一定的情况下，向心力的大小与角速度成反比
B．在半径和角速度一定的情况下，向心力的大小与质量成正比
C．在质量和半径一定的情况下，向心力的大小与角速度成正比
D．在质量和角速度一定的情况下，向心力的大小与半径成反比
（3）在一次实验中，一同学忘记只改变一个变量的要求，而把两个质量相等的小球分别放在两个卡槽内，将皮带连接在左、右塔轮半径之比为2：1的塔轮上，实验中匀速转动手柄1时，得到左、右标尺露出的等分格数之比约为1：2，则左、右两小球做圆周运动的半径之比为______。
【答案】 ①. 控制变量法 ②. B ③. 2：1
【解析】
【详解】（1）[1]根据向心力公式
可知，向心力的大小与物体的质量、转动的角速度、转动半径有关，因此在探究向心力大小与哪些因素有关采用了控制变量法。
（2）[2]AC．根据向心力的公式
可知，在质量和半径一定的情况下，向心力的大小与角速度的平方成正比，故AC错误；
B．根据向心力的公式
在半径和角速度一定的情况下，向心力的大小与质量成正比，故B正确；
D．根据向心力的公式
在质量和角速度一定的情况下，向心力的大小与半径成正比，故D错误。
故选B。
（3）[3]左右两塔轮属于皮带传动，其线速度大小相同，而半径之比为2：1，根据线速度与角速度之间的关系
可得两个塔轮转动的角速度之比为
而根据题意可知
则可得
（教材来源：人教版教材必修二P29）
12. 某同学用如图甲所示的装置研究平抛运动及其特点。钢球在斜槽轨道某一高度处由静止释放，并从末端水平飞出。在装置中有一个水平放置的可上下调节的倾斜挡板，实验前，先将一张白纸和复写纸固定在装置的背板上。钢球落到挡板上挤压复写纸并在白纸上留下印迹。上下调节挡板，通过多次释放钢球，记录钢球所经过的多个位置。以钢球抛出时球心所在位置为坐标原点O，以水平向右和竖直向下分别为x轴和y轴的正方向，建立直角坐标系，用平滑曲线把这些印迹连接起来，就得到钢球做平抛运动的轨迹如图乙所示。
（1）对于本实验，下列说法正确的是 。
A. 每次必须从同一高度由静止释放钢球
B. 斜槽轨道必须光滑
C. 挡板必须等间隔上下移动
D. 装置的背板必须竖直放置
（2）通过研究得出钢球在竖直方向为自由落体运动之后，为进一步研究钢球在水平方向的运动规律，该同学在轨迹上测出A、B、C三点的坐标分别为（x1，y1）、（x2，y2）和（x3，y3）。下列能够说明钢球在水平方向的运动可能为匀速直线运动的是 。
A. 若y1:y2:y3=1:3:5时，满足x1:x2:x3=1:2:3
B. 若y1=y2-y1=y3-y2时，满足x1:x2:x3=1:2:3
C. 在轨迹上取若干点获取数据，它们的坐标可以用一条二次函数曲线拟合（即满足y=kx2）
D. 在轨迹上取若干点获取数据，画出的y-x2图像是一条过原点的直线
（3）另外一组同学在研究平抛运动时，用印有小方格的纸记录轨迹，小方格的边长为L，若小球在平抛运动中的几个位置如图中的a、b、c、d所示，则小球通过相邻位置的时间间隔T=___________，小球平抛的初速度v0=___________。（重力加速度为g）
【答案】（1）AD （2）CD
（3） ①. ②. 2
【解析】
【小问1详解】
A．每次必须从同一高度由静止释放钢球，以保证小球到达斜槽底端速度相同，故A正确；
B．斜槽轨道不必须光滑，只需保证每次必须从同一高度由静止释放钢球，每次克服阻力做功相同，小球到达斜槽底端速度相同，故B错误；
C．只要小球每次运动的轨迹相同，便于描点即可，故挡板不需要等间隔上下移动，故C错误；
D．因小球在做平抛运动时竖直方向是自由落体运动，故装置的背板必须竖直放置，否则小球会碰到背板，故D正确。
故选AD。
【小问2详解】
A．根据竖直方向初速度为零匀加速规律可知，根据
可知若时，则从抛出点到各点运动时间之比为
因平抛运动的初速度相同，若，即可说明水平匀速运动，故A错误；
B．若时，根据逐差法
可知相邻点之间的时间t相同，则从抛出点到各点运动的时间之比为
因平抛运动的初速度相同，若，即可说明水平匀速运动，故B错误；
C．取某一点（x，y）分析，根据平抛运动规律，可知
，
联立解得
即有
其中是常数，故C正确；
D．由上分析，可知其运动的轨迹方程为
则在轨迹上取若干点获取数据，画出的图像是一条过原点的直线，故D正确。
故选CD。
【小问3详解】
[1]在竖直方向有，根据逐差法有
解得
[2]在水平方向有
解得
（教材来源：人教版教材必修二P12）
四、解答题（本题共3小题，共40分）
13. 一小球从空中某点水平抛出，经过A、B两点，已知小球在A点的速度大小为4m/s，方向与水平方向成30°角，小球在B点的速度方向与水平方向成60°角。不计空气阻力，g取10m/s2，求：
（1）小球由A到B的运动时间；
（2）A、B两点间的距离。
【答案】（1）0.4s；（2）m
【解析】
【详解】（1）设水平抛出时初速度为v0，在A点
在B点
从A点运动到B点，竖直方向上
联立解得
（2）A、B之间水平距离
A、B之间竖直距离
A、B两点间的距离
联立解得
L=m
（教材来源：人教版教材必修二P21）
14. 如图甲所示，在科技馆中，“小球旅行记”吸引了很多小朋友的观看。“小球旅行记”可简化为如图乙所示。处在P点的质量为m的小球由静止沿半径为R的光滑圆弧轨道下滑到最低点Q时对轨道的压力为2mg，小球从Q点水平飞出后垂直撞击到倾角为30°的斜面上的S点。不计摩擦和空气阻力，已知重力加速度大小为g，求：
（1）小球从Q点飞出时的速度大小。
（2）Q点到S点的水平距离。
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】(1)小球滑到Q点时，设小球在Q点的速度大小为，根据牛顿第二定律，有
根据牛顿第三定律，有
解得
(2)小球垂直撞击到倾角为30°的斜面上的S点，由平抛运动规律，有
又由
联立解得Q点到S点的水平距离
（教材来源：人教版教材必修P42）
15. 如图所示，半径为的半球形陶罐，固定在可以绕竖直轴旋转的水平转台上，转台转轴与过陶罐球心O的对称轴重合。转台静止不转动时，将一质量为、可视为质点的小物块放入陶罐内，小物块恰能静止于陶罐内壁的A点，且A点与陶罐球心O的连线与对称轴成角。重力加速度，，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。则：
（1）物块与陶罐内壁之间的动摩擦因数为多少？
（2）当转台绕转轴匀速转动时，若物块在陶罐中的A点与陶罐一起转动且所受的摩擦力恰好为0，则转台转动的角速度为多少？
（3）若转台转动的角速度为，物块仍在陶罐中的A点随陶罐一起转动，则陶罐给物块的弹力和摩擦力大小为多少？
【答案】（1）；（2）；（3），
【解析】
【详解】（1）物块受力如图甲所示
由平衡条件得
、
且得
（2）物块受力如图乙所示
由圆周运动的条件得
圆周运动半径
得
（3）当转台的角速度为时，由于该角速度大于5rad/s，则物块有向外滑的趋势，可知摩擦力沿切线向下，则有
解得
（教材来源：人教版教材必修二P41）