山西省晋城市第二中学校2023-2024学年高一下学期4月月考物理试题（原卷版+解析版）

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一、单选题（共8小题，每题4分）
1. 某片雪花从空中飘落的轨迹为曲线，则该雪花（ ）
A. 加速度一定发生改变B. 加速度方向可能与速度方向始终在同一直线上
C. 所受的合力可能为0D. 一定在做变速运动
【答案】D
【解析】
【详解】A．若雪花做匀变速曲线运动，加速度不变，A错误；
B．雪花的运动轨迹为曲线，合力与速度方向不共线，即加速度方向与速度方向不在同一直线上，B错误；
CD．曲线运动为变速运动，加速度不为零，C错误，D正确。
故选D。
2. 飞镖运动是一项风靡全球的室内体育运动，是集趣味性、竞技性于一体的易于开展的休闲运动项目。如图所示，投掷者将飞镖以某一速度水平掷出，一小段时间后击中靶心上方，该投掷者若要击中靶心，则需要采取的可能措施有哪些，均不考虑空气阻力。（ ）
A. 仅将飞镖的质量变大一些
B. 仅把投掷点向上移
C. 仅把投掷点向前移
D. 投掷时用力小一些，其他不变
【答案】D
【解析】
【详解】A．若仅改变飞镖的质量，不会影响飞镖的运动情况，则飞镖仍击中靶心上方，A错误；
B．若仅把投掷点向上移，水平位移不变，在空中的运动时间不变，竖直位移不变，应落在靶心更上方，B错误；
C．若仅把投掷点向前移，水平位移变小，在空中的运动时间变短，竖直位移更小，应落在靶心更上方，C错误；
D．投掷时用力小一些，即速度小些，其他不变，时间变长，竖直位移变大，有可能击中靶心，D正确；
故选D。
3. 如图所示为某同学投篮的示意图。出手瞬间篮球中心与篮筐中心的高度差为h（篮球中心低于篮筐中心），水平距离为2h，篮球出手时速度与水平方向夹角为37°，不计空气阻力，重力加速度为g，sin37°=0.6，cs37°=0.8；篮球中心恰好直接经过篮筐中心，则篮球出手时速度的大小为（ ）
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】设向上为正方向，初速度大小为，由于篮球做斜抛运动，速度与水平方向夹角为37°，由篮球水平方向做匀速直线运动得
篮球竖直方向做匀减速直线运动得
联立解得篮球出手时速度的大小为
故选B。
4. 如图所示，B和C是一组塔轮，即B和C半径不同，但固定在同一转轴上，其半径之比为RB∶RC＝3∶2，A轮的半径大小与C轮相同，它与B轮紧靠在一起，当A轮绕过其中心的竖直轴转动时，由于摩擦力作用，B轮也随之无滑动地转动起来．a、b、c分别为三轮边缘的三个点，则a、b、c三点在运动过程中的（ ）
A. 线速度大小之比为3∶2∶2
B. 角速度之比为3∶3∶2
C. 转速之比为2∶3∶2
D. 向心加速度大小之比为9∶6∶4
【答案】D
【解析】
【详解】A．A、B靠摩擦传动，则边缘上a、b两点的线速度大小相等，即
va∶vb＝1∶1
BC同轴转动角速度相等，根据
v=ωR
又
RB∶RC＝3∶2
可得
vb∶vc＝3∶2
解得
线速度大小之比为
va∶vb∶vc=3∶3∶2
故A错误；
BC．B、C同轴转动，则边缘上b、c两点的角速度相等，即
ωb＝ωc
a、b两点的线速度大小相等，根据
v=ωR
依题意，有
RB∶RA＝3∶2
解得
ωb：ωa=2:3
解得
角速度之比为
ωa：ωb：ωc =3∶2∶2
又
ω＝2πn
所以转速之比
na：nb：nc=3∶2∶2
故BC错误；
D．对a、b两点，由
解得
aa∶ab＝3∶2
对b、c两点，由
an＝ω2R
解得
ab∶ac＝3∶2
可得
aa∶ab∶ac＝9∶6∶4
故D正确。
故选D。
5. 如图所示，从A点以初速度V0平抛一小球，恰好垂直撞击在倾角为30°的斜面上的B点，则撞击的速度为（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
分析】
【详解】小球垂直撞击斜面，对速度进行分解，有
解得
故选A。
6. 如图所示，在匀速转动的圆筒内壁上，有一物体随圆筒一起转动而未滑动，当圆筒的角速度增大以后物体未滑动，下列说法正确的是（ ）
A. 物体所受弹力不变
B. 物体所受摩擦力增大了
C. 物体所受弹力减小了
D. 物体所受摩擦力不变
【答案】D
【解析】
【详解】物体受力如图所示
竖直方向合力为零
水平方向根据牛顿第二定律得
当圆筒的角速度增大以后物体未滑动，所以摩擦力不变，物体所受弹力增大，故ABC错误，D正确。
故选D。
7. 在静水中的速度大小不变、方向可变的某艘小船渡过一条宽为40m、方向平行于河岸的、水流速度为1.5m/s的河，用时最短为20s，则下列说法正确的是（ ）
A. 小船在静水中的速度大小为2m/s
B. 小船以最短时间渡河时的合速度大小为2m/s
C. 调整小船渡河时的船头方向，小船的合速度大小可能为4m/s
D. 小船无论如何调整船头方向，都无法以垂直河岸方向的速度渡河
【答案】A
【解析】
【详解】A．小船船头方向垂直河岸过河时，渡河时间最短，由此可知小船在静水中的速度大小
故A正确；
B．小船以最短时间渡河时的合速度大小为
故B错误；
C．根据速度的合成规律可知小船的合速度大小应满足
故C错误；
D．由可知，小船适当调整船头方向时能以垂直河岸方向的速度渡河。故D错误。
故选A。
8. 如图所示，套在竖直细杆上的轻环A由跨过定滑轮的不可伸长的轻绳与重物B相连，对A施加一竖直方向的外力让轻环A沿杆以速度v匀速上升，从图中M位置上升至与定滑轮的连线水平的N位置，已知与竖直杆成角，则（ ）
A. A匀速上升时，重物B减速下降
B. 所施加的外力的方向竖直向上
C. 轻环A过位置M时，重物B的速度
D. 重物B下降过程，绳对B的拉力小于B的重力
【答案】A
【解析】
【详解】ACD．根据题意，分解A的速度，如图所示
可知，轻环A过位置M时，重物B的速度
A匀速上升时，增大，则减小，可知，减小，即重物B减速下降，重物B具有向上的加速度，处于超重状态，则绳对B的拉力大于B的重力，故CD错误，A正确；
B．根据题意，设绳子的拉力为，对轻环受力分析可知，竖直方向上受竖直向下的摩擦力，绳子拉力竖直向上的分力，和外力，若绳子拉力竖直向上的分力
由平衡条件可知，外力竖直向下，若绳子拉力竖直向上的分力
由平衡条件可知，外力竖直向上，故B错误。
故选A。
二、多选题（共4小题，每题6分，漏选得3分，选错不得分）
9. 关于物体运动加速度的方向，下列说法正确的是（ ）
A. 物体做速率逐渐增加的直线运动时，其加速度的方向一定与速度方向相同
B. 物体做变速率曲线运动时，其加速度的方向一定改变
C. 物体做变速率圆周运动时，其加速度的方向一定指向圆心
D. 物体做匀速率曲线运动时，其加速度的方向总是与速度方向垂直
【答案】AD
【解析】
【详解】A．物体做速率逐渐增加的直线运动时，加速度方向与速度方向相同，故A正确；
B．平抛运动物体运动速度大小不断改变，方向不断改变，但平抛运动的合外力恒为重力，大小方向都不变，故B错误；
C．物体做匀速率圆周运动时，其加速度的方向一定指向圆心；物体做变速率圆周运动时，其加速度的方向一定不指向圆心，故C错误；
D．物体做匀速率曲线运动时，则合外力不改变速度大小，只改变速度方向，则物体所受合外力必须与速度方向始终垂直，其加速度的方向总是与速度方向垂直，故D正确。
故选AD。
10. 如图所示为时钟面板，当时钟正常工作时，关于时针、分针和秒针的转动，下列判断正确的是（ ）
A. 时针的角速度最大
B. 秒针的角速度最大
C. 分针尖端的线速度大于时针尖端的线速度
D. 时针、分针、秒针的转动周期相等
【答案】BC
【解析】
【分析】
【详解】AB．相同时间内秒针转过的角度最大，所以秒针的角速度最大，故A错误，B正确；
C．分针的角速度大于时针的角速度，又因为分针的长度大于时针，所以分针尖端的线速度大于时针尖端的线速度，故C正确；
D．时针、分针、秒针的转动周期不相等，故D错误。
故选BC。
11. 如图所示，从倾角为的足够长的斜面上P点以速度水平抛出一个小球，落在斜面上某处Q点，小球落在斜面上的速度与斜面的夹角为。若把水平抛出的初速度变为，则下列说法正确的是（ ）
A. 夹角将不变
B. 夹角将变大
C. 小球在空中的运动时间变为原来的2倍
D. 小球在空中运动的水平距离一定变为原来的2倍
【答案】AC
【解析】
【详解】AB．小球做平抛运动，水平方向有
竖直方向有
小球落在斜面Q点，有
小球落在斜面上的速度与斜面的夹角为，则
由于斜面足够长，把水平抛出的初速度变为，落在斜面上时，位移与水平方向的夹角不变，则夹角将不变，故B错误，A正确；
C．小球落在斜面上有
小球在空中的运动时间为
故小球在空中的运动时间变为原来的2倍，故C正确；
D．小球在空中运动的水平距离为
故小球在空中运动的水平距离一定变为原来的4倍，故D错误。
故选AC。
12. 如图所示，x轴在水平地面内，y轴沿竖直方向。图中画出了从y轴上水平抛出的两个小球a和b的运动轨迹，不计空气阻力。它们的初速度分别为，下落时间分别为。则下列关系正确的是（ ）
A. B. C. D.
【答案】AD
【解析】
【详解】CD．根据平抛运动竖直方向位移公式，两个小球的下落高度分别满足
因为，所以
故C选项错误，D选项正确；
AB．又因为两个小球的水平位移满足，根据可得
故A选项正确，B选项错误
故选AD。
三、实验题
13. 两个同学根据不同的实验条件，进行了“探究平抛运动的特点”的实验：
（1）甲同学采用如图甲所示的装置，击打金属片把A球沿水平方向弹出，同时B球被松开，自由下落，观察到两球同时落地，改变A球被弹出时的速度，两球仍然同时落地，这说明平抛运动在竖直方向上是______运动；
（2）乙同学采用如图乙所示的装置，两个相同的弧形光滑轨道M、N，N的末端与光滑的水平板相切，两小铁球P、Q能以相同的初速度同时分别从轨道下端水平射出．实验可观察到的现象是P球落地时刚好和Q球相遇。仅仅改变弧形轨道M的高度，重复上述实验，仍能观察到相同的现象，这说明平抛运动在水平方向上是______运动。
【答案】 ①. 自由落体 ②. 匀速直线
【解析】
【详解】（1）[1]在同一高度、同一时刻开始做平抛运动小球与自由落体的小球总是同时落地，说明平抛运动在竖直方向上是自由落体运动；
（2）[2]让两小球从相同的弧形轨道上相同高度滚下，从而使两小球同时滚离轨道并具有相同的速度，小球P做平抛运动，小球Q做匀速直线运动，当两小球相遇时则说明小球平抛运动水平方向是匀速直线运动，当同时改变两小球滚下的高度时，仍能相碰，则说明平抛运动水平方向总是匀速直线运动。
14. （1）研究平抛运动，下面做法可以减小实验误差的是________（填选项前的字母）。
A．尽量减小钢球与斜槽间的摩擦
B.使用密度大、体积小的钢球
C.实验时，让小球每次都从同一位置由静止开始滚下
D使斜槽末端切线保持水平
（2）某同学在做“研究平抛运动”的实验时，忘记记下小球做平抛运动的起点位置O，A为小球运动一段时间后的位置，以A为坐标原点建立的坐标系如图所示，由图可求出小球做平抛运动的初速度为______m/s，小球做平抛运动的抛出点的坐标是________。（g取10m/s2，计算结果均保留两位有效数字）
【答案】 ①. BCD##CDB##DBC##BDC##CBD##DCB ②. 1.0 ③. （－10cm，－5cm）
【解析】
【详解】（1）[1]
A．钢球与斜槽间的摩擦对实验无影响，只要到达斜槽末端的速度相等即可，选项A错误；
B．使用密度大、体积小的钢球可减小相对的阻力，从而减小误差，选项B正确；
C．实验时，让小球每次都从同一位置由静止开始滚下，以保证初速度相同，选项C正确；
D．使斜槽末端切线保持水平，以保证抛出时的初速度水平，选项D正确；
故选BCD。
（2）[2][3]由于物体在竖直方向做自由落体运动，故在竖直方向有
由图可知
将，带入解得
T=0.1s
物体在水平方向做匀速直线运动故
将x=10cm=0.1m带入解得
因竖直方向两段相等时间的位移比为，则根据初速度为零的匀变速直线运动的规律可知，抛出点到原点的竖直位移为5cm；水平位移是10cm，则抛出点的坐标是（-10cm，-5cm）。
四、解答题
15. 如图所示，一个小球可以绕O点在竖直面内做圆周运动。B点是圆周运动的最低点，不可伸长的悬线的长为L。现将球拉至A点，悬线刚好拉直，悬线与竖直方向的夹角θ=53°，给小球一个水平向右的初速度，结果小球刚好平抛到B点，小球的质量为m。重力加速度为g，sin 37°=0.6，cs37°=0.8，求：
（1）小球的初速度大小；
（2）小球在B点开始做圆周运动时悬线的张力。
【答案】（1）；（2）1.8mg
【解析】
【详解】（1）小球从A到B做平抛运动，设运动的时间为t，则根据运动学公式有
联立上述两式解得小球的初速度大小为
（2）小球运动到B点时，由于绳子绷紧，小球竖直方向的分速度可视为瞬间变为零，因此小球在B点开始做圆周运动的线速度大小为v0，设此时悬线的张力大小为F，则由牛顿第二定律可得
解得
F=1.8mg
16. 如图所示，光滑水平桌面上有一个静止的物体，质量是2kg，在10N的水平恒力作用下开始运动。求：
（1）物体加速度a的大小；
（2）物体在时速度v的大小。
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）根据牛顿第二定律有
则物体加速度a的大小为
（2）根据匀变速直线运动规律可得，物体在时速度v的大小为
17. 中国的面食文化博大精深，种类繁多，其中“刀削面”堪称天下一绝。如图所示，将小面圈沿锅的某条半径方向水平削出时，距锅的高度为h=0.45m，与锅沿的水平距离为L=0.3m，锅的半径也为L=0.3m，小面圈在空中的运动可视为平抛运动，重力加速度g取10m/s2.
（1）求小面圈从被削离到落入锅中的时间；
（2）仅改变小面圈削离时的速度大小，求落入锅中的最大速度的大小和方向；
（3）为使面圈都落入锅中，求小面圈削离时的速度大小范围。
【答案】（1）0.3s；（2），方向与水平方向夹；（3）
【解析】
【详解】（1）小面圈竖直方向，有
解得时间
（2）设小面圈落入锅的右边缘时，对应抛出速度为
解得
入锅时竖直方向速度为
则落入锅中的最大速度的大小
设方向与水平方向夹θ，有
可知方向与水平方向夹。
（3）设面团的水平位移为x，由题意可知,由
得
所以小面圈削离时的速度大小范围为。