陕西省西安市2023-2024学年高一下学期4月联考（选课分科摸底考）物理试题

这是一份陕西省西安市2023-2024学年高一下学期4月联考（选课分科摸底考）物理试题，共11页。试卷主要包含了考试结束后将答题卡收回等内容，欢迎下载使用。
注意事项：
1.本试卷满分100分，考试时间75分钟。
2.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
3.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。回答非选择题时，将答案直接写在答题卡上。
4.考试结束后将答题卡收回。
第I卷（选择题）
一．选择题（共10小题，每小题3分，共30分）
1.如图，小船沿直线AB过河，船头方向始终垂直于河岸。若水流速度增大，为保持航线不变，下列措施与结论正确的是 ( )
A.增大船速，过河时间缩短 B.减小船速，过河时间缩短
C.增大船速，过河时间变长 D.减小船速，过河时间变长
2.某同学在篮球场进行投篮练习，某次投篮时篮球的运动轨迹如图所示．已知在D点时篮球的速度方向与加速度方向相互垂直，不计空气阻力，则下列说法正确的是（ ）
A．篮球在D点时的速率比在A点时的大
B．篮球在A点时的加速度比在E点时的大
C．从C点到E点，篮球的加速度与速度方向始终垂直
D．从A点到E点，篮球的加速度方向与速度方向的夹角先大于后小于
3.近年来，国家大力开展冰雪运动进校园活动，目前已有多所冰雪特色学校，蹬冰踏雪深受学生喜爱。如图所示，现有两名滑雪运动员(均视为质点)从跳台a处先后沿水平方向向左飞出，其速度大小之比为v1∶v2=2∶1，不计空气阻力，则两名运动员从飞出至落到斜坡(可视为斜面)上的过程中，下列说法正确的是 ( )
他们飞行时间之比为t1∶t2=1∶2
B.他们飞行的水平位移之比为x1∶x2=2∶1
C.他们速度变化量之比为Δv1∶Δv2=2∶1
D.他们在空中离坡面的最大距离之比为s1∶s2=2∶1
4.一弹丸在飞行到距离地面5m高时仅有水平速度v＝2m/s，爆炸成为甲、乙两块水平飞出，甲、乙的质量比为3∶1．不计质量损失，取重力加速度g＝10m/s2，则下列图中两块弹片飞行的轨迹可能正确的是( )
A． B． C．D．
5.如图所示，光滑固定的水平圆盘中心有一个光滑的小孔，用一细绳穿过小孔连接质量分别为m1、m2的小球A和B，让B球悬挂，A球在光滑的圆盘面上绕圆盘中心做匀速圆周运动，角速度为ω，转动半径为r，则关于r和ω关系的图像正确的是( )

6.如图所示，细绳的一端固定于O点，另一端系一个小球，在O点的正下方钉一个钉子P，小球从左侧一定高度摆下。下列说法中正确的是（ ）
A．在摆动过程中，小球所受重力和绳子拉力的合力始终等于向心力
B．小球经过最低点时，加速度不变
C．小球经过最低点时，速度不变
D．钉子位置离O点越近，绳就越容易断
7.如图，A、B两点分别位于大、小两轮的边缘上，它们的半径之比为2：1，两个轮子之间靠摩擦传动，接触面上没有滑动。在两轮匀速转动时，下列关系正确的是（ ）
A．A、B两点的线速度之比为2：1 B．A、B两点的线速度之比为1：1
C．A、B两点的角速度之比为2：1 D．A、B两点的向心加速度之比为1：1
8.如图所示，当汽车通过拱桥顶点的速度为10m/s时，车对桥顶的压力为车重的3/4，如果要使汽车在粗糙的桥面行驶至桥顶时，不受摩擦力作用，则汽车通过桥顶的速度应为（ ）
A．15m/s B．20m/s C．25m/s D．30m/s
9.如图甲所示是家用滚筒式洗衣机，滚筒截面视为半径为R的圆。在洗衣机脱水时，有一衣物（可视为质点）紧贴筒壁在竖直平面内做匀速圆周运动，如图乙所示，A、C为滚筒的最高和最低点，B、D为与圆心等高点。重力加速度为g。则下列说法正确的是（ ）
A．衣物在A、B、C、D四处对筒壁的压力大小相等
B．衣物在B、D两处所受摩擦力方向相反
C．要保证衣物能始终贴着筒壁，则滚筒匀速转动的角速度不得小于
D．滚筒匀速转动的速度越大，衣物在C处和A处对筒壁的压力的差值也越大
10.如图所示，一辆可视为质点的小汽车沿着两个相同的圆弧组成的竖直轨道以恒定的速率从A点经BCD点运动到E点，其中A、C、E在同一水平面上B、D两点分别为轨道的最低点和最高点，下列说法正确的是（ ）
小汽车的合外力始终为零
B．小汽车在从A到C的过程中加速度大小不变
C．小汽车从A到C的平均速度大于从C到E的平均速度
D．B、D两点轨道对小车的支持力相等
二．多项选择题（共4小题，每小题4分，共16分。本小题答案至少为两个及以上选项，选对得4分，少选得2分，选错不得分）
11. 如图所示，一名运动员在水平面上进行跳远比赛，腾空过程中离水平面的最大高度为1.25m，起跳点与落地点的水平距离为5m，运动员可视为质点，不计空气阻力，取重力加速度g=10m/s2，则运动员( )
A. 在空中的运动时间为1.0s B. 在最高点时的速度大小为10m/s
C. 落地时的速度大小为10m/s D. 落地时速度方向与水平面所成的夹角为45∘
12.如图所示，“旋转秋千”中的两个座椅A、B质量相等，通过相同长度的缆绳悬挂在旋转圆盘上．不考虑空气阻力的影响，当旋转圆盘绕竖直的中心轴匀速转动时，下列说法正确的是( )
A．A的线速度比B的线速度小
B．A与B的向心力大小相等
C．悬挂A、B的缆绳与竖直方向的夹角相等
D．悬挂A的缆绳所受的拉力比悬挂B的缆绳所受的拉力小
13.如图所示，倾角θ=30°的斜面ABC固定在可以绕竖直轴转动的水平转台上，斜面最低点A在转轴OO1上。可视为质点、质量为m的小物块随转台一起以角速度ω匀速转动，此时小物块到A点的距离为L，其与斜面之间的动摩擦因数为36，重力加速度为g，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则物块随斜面一起转动的过程中，下列说法不正确的是 ( )
A.小物块受到的摩擦力方向一定沿斜面向下 B.小物块对斜面的压力大小不小于34mg
C.水平转台转动的角速度ω应不小于2g7L D.水平转台转动的角速度ω应不大于6g5L
14.某高速公路收费站的的直杆道闸的示意图如图所示，杆的长度为，当小车靠近道闸时，杆绕点转动放行，在杆从与水平方向成匀速转动到的过程中，端的线速度大小为，则该转动过程所用的时间不正确的为（ ）
A．B．C．D．
第II卷（非选择题）
三、实验题（共3小题，总分20分）
15.（5分）某次实验中用频闪照相技术拍下的两小球运动的频闪照片如图所示，拍摄时，光源的闪光频率为10 Hz，a球从A点水平抛出的同时，b球从与A点等高的B点开始无初速度下落，背景小方格为相同的正方形，不计空气阻力。
(1)比较a、b两小球的运动轨迹能确定平抛运动在竖直方向的运动是 (填标号)。
A.自由落体运动 B.匀速直线运动
(2)拍摄相邻两张照片的时间间隔为 s，并结合照片可知背景小方格的边长为 m。
16.（5分）图甲所示，同学们分小组探究影响向心力大小的因素．同学们用细绳系一纸杯(杯中有30 mL的水)在空中甩动，使杯在水平面内做圆周运动，来感受向心力．

甲 乙
(1)下列说法中正确的是 ．
A．保持质量、绳长不变，增大转速，绳对手的拉力将不变
B．保持质量、绳长不变，增大转速，绳对手的拉力将增大
C．保持质量、角速度不变，增大绳长，绳对手的拉力将不变
D．保持质量、角速度不变，增大绳长，绳对手的拉力将增大
(2)如图乙所示，绳离杯心40 cm处打一结点A,80 cm处打一结点B，学习小组中一位同学手表计时，另一位同学操作，其余同学记录实验数据．
操作一：手握绳结A，使杯在水平方向每秒运动一周，体会向心力的大小．
操作二：手握绳结B，使杯在水平方向每秒运动一周，体会向心力的大小．
操作三：手握绳结A，使杯在水平方向每秒运动二周，体会向心力的大小．
操作四：手握绳结A，再向杯中添加30 mL的水，使杯在水平方向每秒运动一周，体会向心力．
则：①操作二与一相比较：质量、角速度相同，向心力的大小与转动半径大小有关；
操作三与一相比较：质量、半径相同，向心力的大小与角速度的大小有关；
操作四与一相比较： 相同，向心力大小与 有关；
17.（10分）探究向心力大小F与小球质量m、角速度ω和半径r之间关系的实验装置如图所示，转动手柄，可使变速塔轮、长槽和短槽随之匀速转动．皮带分别套在塔轮的圆盘上，可使两个槽内的小球分别以不同角速度做匀速圆周运动．小球做圆周运动的向心力由横臂的挡板提供，同时小球对挡板的弹力使弹簧测力套筒下降，从而露出测力套筒内的标尺，标尺上露出的红白相间的等分格数之比即为两个小球所受向心力的比值．已知小球在挡板A、B、C处做圆周运动的轨迹半径之比为1∶2∶1.
(1)实验中，利用了_____来探究向心力的大小与小球质量m、角速度ω和半径r之间的关系；
A．理想实验法 B．等效替代法 C．控制变量法
(2)探究向心力的大小与圆周运动半径的关系时，应选择两个质量_____(填“相同”或“不同”)的小球，分别放在挡板C与_____(填“挡板A”或“挡板B”)处，同时选择半径_____(填“相同”或“不同”)的两个塔轮；
(3)当用两个质量相等的小球做实验，调整长槽中小球的转动半径是短槽中小球的2倍，转动时发现左、右标尺上露出的红白相间的等分格数之比为1∶2，则左、右两边塔轮的半径之比为_____．
②物理学中此种实验方法叫 法．
四、计算题（18题7分，19题8分，20题9分，21题10分，共34分）
18.如图所示，一小球从平台边缘的a点以v0=53 m/s的速度水平飞出，经过一段时间后下落到与平台连接的斜面上的b点。已知斜面的倾角θ=30°，不计空气阻力，取重力加速度大小g=10 m/s2。求：
（1）小球在空中飞行的时间；
（2）小球运动到b点时的速度大小；
（3）小球运动过程中与斜面的最远距离。
19.跳台滑雪是冬奥会的比赛项目之一，2014年索契冬奥会于当地时间2月7日开幕．如图所示，一名跳台滑雪运动员经过一段加速滑行后从O点水平飞出，经过3.0s落到斜坡上的A点．已知O点是斜坡的起点，斜坡与水平面的夹角θ=37°，运动员的质量m=50kg．不计空气阻力．（取sin 37°=0.60，cs 37°=0.80；g取10m/s2）
（1）A点与O点的距离L；
（2）运动员离开O点时的速度大小
20.
如图所示为风靡于小朋友之间的风火轮赛车竞速轨道的部分示意图．一质量m＝0.5 kg的赛车(视为质点)从A处出发，以速率v1＝0.1 m/s驶过半径R1＝0.1 m的凸形桥B的顶端，经CD段直线加速后进入半径为R2＝0.2 m的竖直圆轨道，并以某速度v2驶过圆轨道的最高点E，此时赛车对轨道的作用力恰好为零，g取10 m/s2，试计算：
(1)赛车在B点受到轨道支持力的大小；
(2)赛车经过E点时的速率v2；
(3)若赛车以2v2的速率经过E点，求轨道所受来自赛车的弹力大小．
21.如图所示，小球P用长L=1 m的细绳系着，在水平面内绕O点做匀速圆周运动，其角速度ω=2π(rad/s)。另一质量m=1 kg的小球Q放在高出水平面h=0.8 m的光滑水平槽上，槽与绳平行，槽口A点在O点正上方。当小球Q受到水平恒力F作用开始运动时，小球P恰好运动到如图所示位置，Q运动到A时，撤去力F。小球P、Q可视为质点，不计空气阻力。求：
(1)若两小球相碰，恒力F的表达式(用m、L、ω、h、g表示)；
(2)在满足(1)条件的前提下，求Q运动到槽口的最短时间和相应的Q在槽上滑行的距离。
高一物理参考答案
1-5ADCBB 6-10CBBCB
11AD 12AD 13BCD 14ABC
15. (1)A (2)0.1 (3)0.05
16. (1)BD (2)角速度、半径 质量 控制变量
17.(1)C (2)相同 挡板B 相同 (3)2∶1
18.（1）小球从A到B过程做平抛运动，根据平抛运动的规律及几何关系求解运动时间；
（2）小球从A到B过程，重力做正功，根据动能定理求解；
（3）小球在垂直与斜面方向做初速度垂直斜面向上、大小为v1=v0sin30°，加速度垂直斜面向下、大小为a1=gcs30°的匀变速直线运动，当垂直于斜面的速度为零时，小球距离斜面最远。
解：（1）小球从a到b过程做平抛运动，有：
x=v0t
y=12gt2
yx=tan30°
解得小球在空中飞行的时间t=1s
（2）小球从a到b的过程，根据动能定理有：mgy=12mv2-12mv02
解得小球运动到b点时的速度大小v=57m/s
（3）小球在垂直于斜面方向做初速度垂直斜面向上、大小为v1=v0sin30°，加速度垂直斜面向下、大小为a1=gcs30°的匀变速直线运动，有：
v12=2a1sm
解得小球与斜面的最远距离sm=538m
19.（1）解；A与O点的距离L= 12gt2sin37°=12×10×90.6m=75m ，
答：A点与O点的距离L为75m；
（2）解；水平位移x=Lcs37°=75×0.8m=60m，
则运动员离开O点的速度大小 v0=xt=603m/s=20m/s ．
答：运动员离开O点时的速度大小为20m/s
20.(1)4.95 N (2)1.414 m/s(用根号形式表示也可) (3)15 N
(1)根据牛顿第二定律，B处的赛车满足mg－FN＝m eq \f(v eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(1)) ,R1) ，即赛车受到的支持力为FN＝mg－m eq \f(v eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(1)) ,R1) ＝4.95 N.
(2)在E点，赛车对轨道的作用力恰好为零，根据牛顿运动定律可知，E处的赛车满足mg＝m eq \f(v eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(2)) ,R2) ，即赛车的速率v2＝ eq \r(gR2) ＝ eq \r(2) m/s≈1.414 m/s.
(3)显然赛车以2v2过E点时，会受到外轨道对赛车指向圆心的支持力，故根据牛顿第二定律，E处的赛车满足mg＋F′N＝m eq \f(（2v2）2,R2) ，解得F′N＝15 N，故根据牛顿第三定律，轨道所受来自赛车的弹力为15 N．
21.(1)F=mgLω(2k+1)π2gh-2hω(k=0，1，2，3…) (2)0.1 s 0.125 m
(1)为了保证两球相碰，球Q从A点飞出水平射程为L，设飞出时的速度为v0，则有L=v0t2
h=12gt22
小球Q在水平槽上有F=ma，
v0=at1
要使两球相碰应有t1+t2=(12+k)2πω(k=0，1，2，3…)
解得F=mgLω(2k+1)π2gh-2hω(k=0，1，2，3…)
(2)由(1)可知，k=0时，Q运动到槽口的时间最短，则
t1min=πω-2hg=0.1 s
最大水平恒力为Fmax=mgLωπ2gh-2hω=25 N
Q在槽上滑行的距离为x，则有x=12amaxt1min2
amax=Fmaxm
解得x=0.125 m