海南省省直辖县级行政单位琼中黎族苗族自治县琼中中学2023-2024学年高一下学期3月月考物理试题（原卷版+解析版）

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第Ⅰ卷（选择题，共44分）
一、单选题（本题共8小题，每小题3分，共24分）
1. 如图所示，炮筒与水平方向成60°角，炮弹从炮口射出时的速度大小是800m/s，这个速度在水平方向的分速度为（ ）
A. 300m/sB. 400m/s
C. 400m/sD. 800m/s
【答案】B
【解析】
【详解】水平分速度为
故选B。
2. 如图所示，小球以一定的水平速度离开水平桌面，经过落地。不计空气阻力，重力加速度取，则桌面离地高度为（ ）
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】小球离开桌面后做平抛运动，则桌面离地高度为
故选C。
3. 一辆汽车在水平公路上沿曲线由M向N行驶，为防止侧滑，速度逐渐减小。关于汽车所受合力，下列受力分析图可能正确的是（ ）
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】CD．曲线运动中物体速度方向沿着轨迹的切线方向，曲线运动中合力方向指向曲线的凹侧，故CD错误；
AB．汽车沿曲线由M向N行驶，速度逐渐减小，则合力方向与速度方向的夹角为钝角，合力在切线方向的分力与物体运动方向相反，故B正确，A错误。
故选B。
4. 如图所示的皮带传动装置中，皮带与轮之间不打滑，两轮半径分别为R和r，且，A、B分别为两轮边缘上的点，则皮带轮运动过程中，关于A、B两点下列说法正确的是（ ）
A. 速率之比
B. 在相同的时间内通过的路程之比
C 角速度之比
D. 在相同的时间内半径转过的角度之比
【答案】D
【解析】
【详解】AB．A、B两点的线速度大小都等于皮带速度，则有
根据
可知在相同的时间内通过的路程之比为
故AB错误；
CD．根据
可知角速度之比为
根据
可知在相同的时间内半径转过的角度之比为
故C错误，D正确。
故选D。
5. 一小球从某高处以初速度水平抛出，落地时速度与水平地面夹角为30°，抛出点距地面的高度为（ ）
A. B. C. D. 条件不足无法确定
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】小球做平抛运动，根据分速度与合速度的关系可得
解得
根据速度位移公式得，抛出点距地面的高度为
B正确，ACD错误。
故选B。
6. 如图所示，小车以速度v匀速向右运动，通过滑轮拖动物体A上升，不计滑轮摩擦与绳子质量，当绳子与水平面夹角为θ时，下面说法正确的是（ ）
A. 物体A匀速上升B. 物体A的速度大小为vcsθ
C. 物体A的速度大小为D. 绳子对物体A的拉力小于物体A的重力
【答案】B
【解析】
【详解】ABC．小车沿绳子方向的速度等于A的速度，设绳子与水平方向的夹角为θ，如图所示
根据平行四边形定则，物体A的速度
小车匀速向右运动时，θ减小，则A的速度增大，所以A加速上升，加速度方向向上，故B正确，AC错误；
D．对A根据牛顿第二定律有
可知绳子的拉力大于A的重力，故D错误；
故选B。
7. 一小船（视为质点）在静水中的速度m/s，它要渡过一条宽m的长直河道（两河岸平行），已知河水流速m/s，若小船以最短路程过河，则（ ）
A. 所需要的时间为60s
B. 所需要的时间为45s
C. 渡河过程中小船沿河岸方向运动的距离为135m
D. 渡河过程中小船沿河岸方向运动的距离为225m
【答案】B
【解析】
【详解】AB．如图，若小船以最短路程过河，则需要小船和水流的合速度垂直与河岸
根据平行四边形法则，有
所以所需时间为

A错误，B正确；
CD．因为题中有小船以最短路程过河，所以渡河过程中并不会有沿河岸方向的位移，CD错误。
故选B。
8. 如图所示，B为竖直圆轨道的左端点，它和圆心O的连线与竖直方向的夹角为α。一小球在圆轨道左侧的A点以速度v0平抛，恰好沿B点的切线方向进入圆轨道。已知重力加速度为g，则AB之间的水平距离为（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】根据平行四边形定则知，小球通过B点时竖直方向上的分速度
vy=v0tanα
则运动的时间

则AB间的水平距离
故A正确，BCD错误。
故选A。
二、多选题（本题共5小题，每小题4分，共20分。每小题有多个选项是符合题目要求的。全部选对的，得4分；选对但不全的，得2分；有选错的，得0分）
9. 做匀速圆周运动的物体，下列不变的物理量是（ ）
A. 速度B. 速率C. 角速度D. 转速
【答案】BCD
【解析】
【详解】A．做匀速圆周运动的物体，速度的大小不变，方向时刻改变，因此做匀速圆周运动的物体的速度变化，故A错误；
BCD．做匀速圆周运动的物体的速率、角速度、转速不变，故BCD正确。
故选BCD。
10. 跳伞运动员从直升飞机由静止跳下后，在下落过程中受到水平风力的作用，下列说法中正确的是
A. 运动员下落时间与风力无关B. 运动员下落时间与风力有关
C. 运动员着地速度与风力无关D. 运动员着地速度与风力有关
【答案】AD
【解析】
【详解】运动员同时参与了两个分运动，竖直方向向下的自由落体运动和水平方向随风飘动的运动，两个分运动同时发生，相互独立；所以落地的时间不变；水平方向风速越大，落地的合速度越大，故AD正确，BC错误；
故选AD.
11. 关于曲线运动的性质，以下说法正确的是（ ）
A. 曲线运动一定是变速运动
B. 曲线运动一定是变加速运动
C. 变速运动不一定是曲线运动
D. 运动物体的速度大小、合力大小都不变的运动一定是直线运动
【答案】AC
【解析】
【详解】A．曲线运动的速度方向时刻发生变化，所以曲线运动一定是变速运动，故A正确；
B．曲线运动的加速度与速度方向一定不在同一直线上，但加速度可以恒定不变，所以曲线运动可以是匀变速曲线运动，故B错误；
C．变速运动可以是匀变速直线运动，所以变速运动不一定是曲线运动，故C正确；
D．物体做匀速圆周运动时，物体的速度大小、合力大小都不变，故D错误。
故选AC。
12. 用细绳拴着小球做圆锥摆运动，如图所示，下列说法正确的是（ ）

A. 小球受到重力、绳子的拉力和向心力的作用
B. 小球做圆周运动的向心力是重力和绳子的拉力的合力
C. 向心力的大小可以表示为，也可以表示为
D. 小球所受合力为恒力
【答案】BC
【解析】
【详解】A．向心力是效果力，并不是实际受力，受力分析时不分析，故A错误；
B．小球受重力和绳子的拉力而做匀速圆周运动，所以圆周运动的向心力是重力和绳子的拉力的合力提供的，故B正确
C．根据向心力方程可知
根据受力分析也可得到
故C正确；
D．小球所受合力提供向心力，方向时刻指向圆心，力的方向一直在变，是变力，故D错误。
故选BC。
13. 在同一点O水平抛出的三个物体，做平抛运动的轨迹如图所示，则三个物体做平抛运动的初速度vA、vB、vC的关系和三个物体做平抛运动的时间tA、tB、tC的关系分别是（ ）
A. tA>tB>tCB. tA=tB=tCC. vA＜vB＜vCD. vA>vB>vC
【答案】AC
【解析】
【详解】AB．三个物体做平抛运动，平抛运动可以分解为水平方向的的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动，在竖直方向上由
可得
由三点高度关系可得
故A正确，B错误；
CD．如图取一个相同的高度
此时物体下降的时间相同，在水平方向由
可知
故C正确，D错误。
故选AC。
第Ⅱ卷（非选择题）
三、实验题（本题共2小题共18分，其中第14题每空2分，共12分；第15题每空2分，共6分。把答案写在答题卡中指定的答题处）
14. 如图，在“探究平抛运动的特点”实验中：
（1）为准确确定坐标轴，还需要的器材是______；
A. 弹簧测力计B. 铅垂线C. 打点计时器D. 天平
（2）实验过程中，应使小球每次从斜槽上______（选填“相同”或“不同”）的位置由静止滚下，斜槽轨道对小球的摩擦力对该实验______（选填“有”或“没有”）影响；
（3）小明同学是利用频闪照相的方式研究平抛运动，如图是他将照相机对准每小格边长为3.2cm的方格背景拍摄的频闪照片，不计空气阻力，取重力加速度，则照相机两次闪光的时间间隔______s，小球被抛出时的水平速度______m/s，小球经过B点时竖直方向的速度大小______m/s（结果保留三位有效数字）。
【答案】（1）B （2） ①. 相同 ②. 没有
（3） ①. 0.08 ②. 1.60 ③. 2.26
【解析】
【小问1详解】
在斜槽末端悬挂铅锤线，铅锤线的方向就是y轴的方向，将小球放到斜槽末端，过球心，与y轴垂直的就是x轴，因此为准确确定坐标轴，还需要的器材是铅垂线。故ACD错误，B正确。
故选B。
【小问2详解】
[1][2]由于要求每次小球的运动轨迹相同，因此每次小球必须从斜槽上相同位置由静止滚下，不论斜槽是否光滑，到达斜槽末端时，每次的速度都相同。
【小问3详解】
[1]由于平抛运动水平方向做匀速运动，AB、BC水平距离相等，可知时间间隔相等设为T，在竖直方向上做匀加运动，根据，可得时间间隔
[2]水平方向上小球做匀速直线运动
解得水平方向速度
[3]B点竖直方向做自由落体运动，速度
小球经过B点时竖直方向的速度大小
15. 如图是探究向心力的大小F与质量m、角速度和半径r之间关系的实验装置图，匀速转动手柄1，可使变速轮塔2和3以及长槽4和短槽5随之匀速转动。皮带分别套在轮塔2和3上的不同圆盘上，可使两个槽内的小球A、B分别以不同的角速度做匀速圆周运动。小球做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6的杠杆作用使弹簧测力筒7下降，从而露出标尺8，标尺8露出的红白相间的等分格显示出两个球所受向心力的比值。那么：
（1）现将两小球分别放在两边槽内，为了探究小球受到的向心力大小和角速度的关系，下列说法正确的是______。
A. 在小球运动半径相等的情况下，用质量相同的小球做实验
B. 在小球运动半径相等的情况下，用质量不同的小球做实验
C. 在小球运动半径不等的情况下，用质量不同的小球做实验
D. 在小球运动半径不等的情况下，用质量相同的小球做实验
（2）在该实验中应用了______（选填“理想实验法”“控制变量法”或“等效替代法”）来探究向心力的大小与质量m、角速度和半径r之间的关系。
（3）当用两个质量相等的小球做实验，且左边的小球的轨道半径为右边小球轨道半径的2倍时，转动时发现右边标尺上露出的红白相间的等分格数为左边的2倍，那么，左边轮塔与右边轮塔之间的角速度之比为______。
【答案】15. A 16. 控制变量法
17.
【解析】
【小问1详解】
根据
可知要研究小球受到的向心力大小与角速度的关系，需控制小球的质量和半径不变。
故选A。
【小问2详解】
探究向心力的大小与质量m、角速度和半径r之间的关系，先控制其中两个物理量不变，探究向心力大小与另一个物理量的关系，在该实验中应用了控制变量法。
【小问3详解】
当用两个质量相等的小球做实验，且左边的小球的轨道半径为右边小球轨道半径的2倍时，转动时发现右边标尺上露出的红白相间的等分格数为左边的2倍，则有
，
根据
可得
则有
可知左边轮塔与右边轮塔之间的角速度之比为。
四、计算题（本大题共3小题，16题10分，17题12分，18题16分，共38分，解答过程请写出必要的文字说明和必需的物理演算过程，只写出最终结果的不得分）
16. 一辆汽车发动机的曲轴每分钟转2400周，求：
（1）曲轴转动的周期大小；
（2）角速度的大小；
（3）距转轴的点的线速度大小。
【答案】（1）； （2）；（3）
【解析】
【详解】（1）曲轴每分钟转2400周，则转速为
曲轴转动的周期为
（2）根据
可得角速度为
（3）根据
可得距转轴的点的线速度大小为
17. 如图，某同学利用国产大疆无人机玩“投弹”游戏，无人机以的速度水平向右匀速飞行，在某时刻释放了一个小球。此时无人机到水平地面的距离，空气阻力忽略不计，g取。
(1)求小球下落的时间。
(2)求小球释放点与落地点之间的水平距离。
(3)求小球落地的速度。
【答案】(1)2s；(2)；(3)，与水平方向夹角45°
【解析】
【详解】(1) 小球在竖直方向做自由落体运动，可得
代入数据可解得。
(2)小球在水平方向做匀速直线运动，可得
代入数据可解得。
(3)小球在竖直方向的分速度
故小球落地速度
代入数据可解得，方向与水平方向夹角45°。
18. 如图所示，沿半径为R的半球型碗的光滑内表面，质量为m的小球正在虚线所示的水平面内做匀速圆周运动，小球离碗底的高度，试求（结果可用根号表示）：
（1）此时小球对碗壁的压力大小；
（2）小球做匀速圆周运动的线速度大小．
（3）小球做匀速圆周运动的周期大小．

【答案】（1）2mg （2） （3）
【解析】
【详解】（1）由几何关系可知，支持力与水平方向的夹角为：θ=30°
对小球受力分析可知：FNsin30°=mg，
解得：FN=2mg，
（2）根据牛顿第二定律可知：FNcs30°＝m，
解得：v＝
（3）根据 可得：
【点睛】解决本题的关键知道小球做圆周运动向心力的来源，运用牛顿第二定律和几何关系进行求解．