佛山市三水区三水中学2022-2023学年高一下学期3月第一次统测物理试卷(含答案)

这是一份佛山市三水区三水中学2022-2023学年高一下学期3月第一次统测物理试卷(含答案)，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。

一、单选题
1．我国新一代载人飞船返回舱返回地球过程中，部分运动轨迹如图中实线所示，M、N、P、Q是轨迹上的四个点。返回舱经过这四个点的速度分别为、、、，其中所标速度方向可能正确的是( )
A.B.C.D.
2．如图所示， 我国战机“歼-20”在航展表演中，沿着曲线ab斜向上加速运动，则战机飞行到c点时受到的合外力F的方向可能正确的是( )
A.B.
C.D.
3．转笔是一项用不同的方法与技巧、以手指来转动笔的休闲活动，如图所示。转笔深受广大中学生的喜爱，其中也包含了许多的物理知识，假设某转笔高手能让笔绕其上的某一点O做匀速圆周运动，下列有关该同学转笔中涉及到的物理知识的叙述正确的是( )
A.笔杆上的点离O点越远，角速度越大
B.笔杆上的点离O点越近，做圆周运动的向心加速度越大
C.笔杆上的各点做圆周运动的向心力是由手的摩擦力提供的
D.若该同学使用中性笔，笔尖上的小钢珠有可能因快速转动被甩走
4．汽车转弯时，若超速可能会因其所需向心力不足而失控。因此汽车以较高速度通过如图所示的道路时，最容易发生危险的路段是( )
A.甲段B.乙段C.丙段D.丁段
5．场地自行车比赛中某段圆形赛道如图所示，赛道与水平面的夹角为θ，某运动员骑自行车在该赛道上做水平面内的匀速圆周运动。当自行车的速度为时，自行车不受侧向摩擦力作用；当自行车的速度为时，自行车受到侧向摩擦力作用。不考虑空气阻力，重力加速度为g。已知自行车和运动员的总质量为m，则( )
A.速度为时，自行车受的支持力大小为
B.速度为时，自行车和运动员的向心力大小为
C.速度为时，自行车和运动员的向心力大于
D.速度为时，自行车所受的侧向摩擦力方向沿赛道向外
6．在俄乌战争中，俄罗斯大量使用了“卡－52武装直升机”。假设在某次执行任务时，“卡－52直升机”悬停在水平地面O点正上方320m处。悬停中直升机沿图中水平虚线方向，发射一枚无动力炸弹，炸弹离开飞机时的速度为30m/s，此后飞机水平转过90°，仍在悬停状态向正前方发射另一枚无动力炸弹，炸弹离开飞机时的速度为40m/s，g取，不计空气阻力，则两枚炸弹落地点的距离为( )
A.400mB.560mC.420mD.480m
7．“青箬笠，绿蓑衣，斜风细雨不须归”是唐代诗人张志和《渔歌子》中的描写春雨美景的名句。一雨滴由静止开始下落一段时间后，进入如图所示的斜风区域下落一段时间，然后又进入无风区继续运动直至落地，不计雨滴受到的阻力，则下图中最接近雨滴真实运动轨迹的是( )
A.B.
C.D.
二、多选题
8．关于如图所示的四种圆周运动模型，下列说法正确的是( )
A.图a中，圆形拱桥半径为R，若最高点车速为时，车对桥顶的压力为零
B.图b中，在固定圆锥筒（内壁光滑）内做匀速圆周运动的小球，受重力、弹力和向心力
C.图c中，传送带运动过程中b、d两点的角速度相等
D.图d中，火车以大于规定速度经过外轨高于内轨的弯道，外轨对火车有侧压力
9．如图所示，某同学在距离篮筐中心水平距离为x的地方跳起投篮。出手点离地面的高度为h，篮筐离地面的高度为H。该同学出手的瞬时速度，要使篮球到达篮筐中心时，竖直速度刚好为零。将篮球看成质点，篮筐大小忽略不计，忽略空气阻力，重力加速度为g。下列说法正确的是( )
A.出手时瞬时速度与水平方向的夹角为45°
B.出手时瞬时速度与水平方向的夹角为30°
C.水平距离
D.水平距离
10．甲、乙两名溜冰运动员，，，面对面拉着弹簧测力计在水平冰面上做圆周运动的溜冰表演，如图所示，两人相距，弹簧测力计的示数，不计冰面摩擦与空气阻力，下列判断正确的是( )
A.两人的线速度相同，约为40m/s
B.两人的角速度相同，为
C.两人的运动半径相同，都是0.45m
D.两人的运动半径不同，甲为0.3m，乙为0.6m
三、实验题
11．为了探究平抛运动规律，实验室用以下实验器材进行实验探究：二维运动传感器、平抛轨道、计算机、数据线、铁架台、重锤线。
如图甲所示，二维运动传感器是由小球A和接收器B组成。接收器B每隔0.02s采集一次小球A发射出的定位信号，并将数据发送给计算机进行处理。
首先，调节平抛轨道，使轨道末端___________；
然后，将小球A从轨道的某高度处由静止释放。计算机接收到的数据如下表所示，并根据数据自动绘出了小球A运动的图甲点迹如图乙所示。
根据实验数据可知，小球A水平方向的分运动是___________运动，且速度大小为___________m/s；还可计算出小球A的加速度大小为___________；
进一步分析可知，图乙中的坐标原点___________（填“是”或“不是”）小球A做平抛运动的起始点。
12．某同学用如图甲所示装置，研究圆锥摆悬线拉力与角速度的关系。保持光滑圆管固定，细线穿过圆管，一端连接小球，另一端连接在固定测力计上，使小球做圆锥摆运动。重力加速度为，不计小球大小。
（1）某次实验中，测力计的示数如图乙所示，则细线的拉力大小____________N。
（2）让小球以不同的角速度做圆锥摆运动，测得每次的角速度ω及对应的测力计的示数F，已知小球的质量为m，摆线长为L，作出图像，如果图像是过原点的一条倾斜直线，且图像的斜率等于____________，则表明__________________。
（3）保持圆管位置不变，改变测力计的位置重新实验，和（2）的实验结果在同一坐标系中作出图像，如果图像的斜率变小了，表明测力计位置____________（填“上移”或“下移”）了。
四、计算题
13．如图所示是游乐园中竖直摩天轮的示意图，摩天轮顺时针匀速转动时，某儿童始终坐在座椅上保持直立姿势。已知儿童的质量为30kg，摩天轮的转动半径为10m，摩天轮匀速转动的角速度为0.3rad/s。
（1）求儿童在最高点时所受合力的大小；
（2）求儿童在最低点时对座椅的压力大小；
（3）若儿童在最高点时对座椅的压力为0，求摩天轮匀速转动的角速度。
14．如图甲所示为游乐场中的“旋转飞椅”，带有水平直杆的转盘可绕穿过其中心的竖直轴转动。图乙是其中一个座椅的连接示意图，水平直杆边缘到转轴中心的距离，水平直杆边缘用长的钢绳连接着座椅。小张坐在座椅上随着转盘一起转动，经过一段时间后达到稳定状态，此时，钢绳与竖直方向的夹角，水平直杆到地面的高度，若小张和座椅的总质量，将小张和座椅看成一个质点，不计钢绳的重力及空气的阻力，，，，，求：
（1）钢绳上的拉力大小；
（2）小张绕转轴运动的周期；
（3）若地面水平，小张口袋中的皮球不慎脱落，皮球的第一次落地点到转轴中心的水平距离是多少？
参考答案
1．答案：D
解析：速度方向为运动轨迹的切线方向，图中只有方向正确，故D正确，ABC错误。
2．答案：A
解析：战机“歼-20”做曲线运动，受到的合外力方向与速度方向不在同一条直线上，且合外力指向曲线内侧，又因战机“歼-20”做加速运动，所以合外力方向与速度方向夹角为锐角。
故选A。
3．答案：D
解析：A.笔杆上的各个点都做同轴转动，所以角速度是相等的，故A错误；
B.由向心加速度公式，笔杆上的点离O点越近的，做圆周运动的向心加速度越小，故B错误；
C.笔杆上的点并不都与手接触，有的点是由重力和笔的弹力提供向心力，故C错误；
D.当转速过大时，当提供的向心力小于需要向心力，出现笔尖上的小钢珠有可能做离心运动被甩走，故D正确。
故选D。
4．答案：C
解析：汽车转弯时，在水平面上做圆周运动，静摩擦力提供向心力，临界情况是最大静摩擦力提供向心力，根据
可知，速度越大，半径越小，需要的向心力越大，越危险，因此丙段最危险，故C正确，ABD错误。
故选C。
5．答案：C
解析：当速度为时自行车不受侧向摩擦力作用，则自行车和运动员所受重力和支持力提供向心力，自行车和运动员受力分析如图所示，向心力大小为，自行车所受的支持力大小为。AB错误；当速度为时，，故自行车和运动员有向外滑的趋势，自行车所受的侧向摩擦力方向沿赛道向内，此时自行车和运动员的向心力大于，C正确，D错误。
6．答案：A
解析：炸弹下落时间
第一枚炸弹在水平方向距O点位移
第二枚炸弹在水平方向距O点位移
两个位移夹角90°，根据勾股定理求出两个落地点间的距离为
故选A。
7．答案：B
解析：A.离开斜风区时雨滴的速度斜向左下方，进入无风区后雨滴只受重力，速度和加速度不在一条直线上，不可能做直线运动，A错误；
BD.离开斜风区时雨滴的速度斜向左下方，轨迹在速度和重力之间偏向重力一侧，B正确，D错误；
C.离开斜风区时雨滴有水平向左的分速度，所以在落地前雨滴的速度不可能竖直向下，C错误。
故选B。
8．答案：AD
解析：A.图a圆形桥半径R，若最高点车速为时，桥面对车的支持力为N，则
解得
根据牛顿第三定律可得对桥面的压力为零。故A正确；
B.图b中，由于向心力是球做匀速圆周运动时所受的几个力的合力，是效果力，故对球受力分析可知，在固定圆锥筒(内壁光滑)内做匀速圆周运动的小球，只受重力、弹力。故B错误；
C.图c中，传送带运动过程中b、d两点的线速度相等。故C错误；
D.图d中，火车以规定的速度经过外轨高于内轨的弯道时，受到的重力和轨道的支持力的合力恰好等于向心力时，车轮对内外轨均无侧向压力，若火车以大于规定速度经过外轨高于内轨的弯道，火车有做离心运动的趋势，则外轨对火车有侧压力。故D正确。
故选AD。
9．答案：BC
解析：根据题意可知，篮球到达篮筐时，竖直速度刚好为零。可以看成从篮筐处开始做平抛运动。设出手时瞬时速度与水平方向的夹角为θ，由平抛运动可知
联立解得
故选BC。
10．答案：BD
解析：B.对甲乙分析，两者做圆周运动，相同时间转过的角度相等，即两人的角速度相同，则有
，
根据题意有
解得
B正确；
CD.根据上述解得
，
C错误，D正确；
A.根据
，
解得
即两人的线速度不相等，A错误。
故选BD。
11．答案：水平；匀速直线；1.2；9.75；不是
解析：首先，调节平抛轨道，使轨道末端水平，让小球飞出后能做平抛运动。
根据实验数据可知，小球A在水平方向每经过相同时间，位移相同，故小球A在水平方向的分运动是匀速直线运动，且速度大小为
还可计算出小球A的加速度大小为
由水平方向的分运动可知，打下第2点时所用时间为
打下第2点时竖直方向的分速度大小为
可得
可知图乙中的坐标原点不是小球A做平抛运动的起始点。
12．答案：（1）5.0（2）mL；质量和摆长一定时，悬线拉力与角速度平方成正比（3）下移
解析：（1）细线的拉力大小为根据测力计可知其读数为。
（2）让小球以不同的角速度做圆锥摆运动，设锥角为θ，有
即
因此图像是过原点的一条倾斜直线，且图像的斜率为mL，则表明质量和摆长一定时，悬线拉力与角速度平方成正比。
（3）由上一小问可知，小球质量一定，如果图像的斜率变小了，即mL之积变小，又因为质量不变，所以小球摆线长变短，即测力计向下移动了一段距离。
13．答案：（1）27N（2）327N（3）1rad/s
解析：（1）儿童在最高点，其合力提供向心力，则合力大小为：
（2）儿童在最低点，根据牛顿第二定律有：
代入数据解得：
根据牛顿第三定律有儿童在最低点时对座椅的压力大小为：
（3）儿童在最高点满足：
代入数据解得：
14．答案：（1）1000N（2）6s（3）20m
解析：（1）设钢绳上的拉力大小为F，对小张和座椅进行受力分析，竖直方向合力为零，有
①
解得
②
（2）根据几何关系可得小张绕转轴运动的半径为
③
设小张绕转轴运动的周期为T，对小张和座椅，在水平面上由牛顿第二定律得
④
联立②③④解得
⑤
（3）脱落的皮球沿着飞椅运动轨迹的切线方向飞出做平抛运动，设皮球脱落瞬间的速度大小为v，根据牛顿第二定律有
⑥
皮球脱落时离地的高度为
⑦
根据平抛运动规律，有
⑧
⑨
设皮球的第一次落地点到转轴中心的水平距离为S，位置关系俯视图如图所示。
则有
⑩
联立②⑥⑦⑧⑨⑩解得
⑪
x（cm）
6.60
9.00
11.40
13.80
16.20
18.60
21.00
y（cm）
0.67
1.89
3.50
5.50
7.89
10.67
13.84