山东省莱西市第一中学2023-2024学年高一下学期开学考试物理试题

这是一份山东省莱西市第一中学2023-2024学年高一下学期开学考试物理试题，共14页。试卷主要包含了 请将答案正确填写在答题卡上等内容，欢迎下载使用。
注意事项：
1. 答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息
2. 请将答案正确填写在答题卡上
第Ⅰ卷（选择题）
一、单选题（本大题共8小题，每小题3分，共24分。选对得3分，选错不得分）
1. 关于曲线运动，下列说法正确的是（ ）
A. 两个直线运动的合运动一定是直线运动B. 曲线运动一定是变速运动
C. 物体在恒力作用下的运动一定是直线运动D. 做曲线运动的物体的加速度一定变化
2. 下列说法正确的是（ ）
A. 速度方向改变的运动一定是曲线运动B. 两个匀变速直线运动的合运动一定是匀变速直线运动
C. 曲线运动一定是变加速运动D. 力与速度方向的夹角为锐角时，物体做加速曲线运动
3. 如图所示，在一段封闭的光滑细玻璃管中注满清水，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，1s时小圆柱体的速度为。下列说法正确的是（ ）
A. 小圆柱体做匀加速直线运动B. 小圆柱体的加速度是
C. 0~1s内小圆柱体沿y轴方向的位移为2cmD. 该时刻小圆柱体到坐标原点的距离为5cm
4. 曲柄连杆机构是发动机的主要运动机构，其功能是将活塞的往复运动转变为曲轴的旋转运动，从而驱动汽车车轮转动，其结构示意图如图所示。曲轴可绕固定的O点自由转动，连杆两端分别连接曲轴上的A点和活塞上的B点，若曲轴绕O点做匀速圆周运动，转速，，。下列说法正确的是（ ）
A. 活塞在水平方向上做匀速直线运动B. 当OA竖直时，活塞的速度为
C. 当OA与AB共线时，活塞的速度为D. 当OA与AB垂直时，活塞的速度为
5. 在“探究平抛运动的特点”的实验中，用如图所示装置描绘轨迹实验前，将斜槽M的末端调节水平，再将一张白纸和复写纸固定在背板上，N是可上下调节的一个水平放置的挡板，挡板与背板之间成“V”夹角。钢球飞出后落到N上，就会挤压复写纸留下痕迹上下调节挡板N，通过多次实验，在白纸上记录钢球所经过的多个位置。关于实验过程，下列说法正确的是（ ）
A. 钢球可以从斜槽上不同位置由静止释放
B. 重垂线只是用来检验背板是否竖直
C. 白纸固定在复写纸的外面
D. 在描出的轨迹上，从抛出点开始依次取竖直方向比值为的三段位移，则对应水平方向的三段位移之比接近
6. 某同学投篮时篮球恰好垂直打在篮板上，已知篮球撞击篮板处与抛出点的高度差为L，水平距离为2L。设篮球抛出时速度大小为v，与水平面的夹角为，则下列判断正确的是（ ）
A. B. C. D.
7. 如图所示，在斜面顶端先后水平抛出同一小球，第一次小球落到斜面中点，第二次小球落到斜面底端，从抛出到落至斜面上（忽略空气阻力）（ ）
A. 两次小球运动时间之比B. 两次小球运动时间之比
C. 两次小球抛出时初速度之比D. 两次小球抛出时初速度之比
8. 如图所示，a、b两小球分别从半圆轨道顶端和斜面顶端以大小相等的初速度同时水平抛出，已知半圆轨道的半径与斜面竖直高度相等，斜面底边长是其竖直高度的2倍，若小球a能落到半圆轨道上，小球b能落到斜面上，则下列说法不正确的是（ ）
A. a球可能先落在半圆轨道上B. b球可能先落在斜面上
C. 两球可能同时落在半圆轨道上和斜面上D. a球可能垂直落在半圆轨道上
二、多选题：本大题共4小题，共16分。
9. 如图所示，人在岸上拉船，已知船的质量为m，水的阻力恒为，当轻绳与水平面的夹角为时，人以速度v匀速向左运动，此时人的拉力大小为F，则此时（ ）
A. 船的速度为B. 船的速度为
C. 船将匀加速靠岸D. 船的加速度为
10. 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. 夹角将变大B. 夹角将变小
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4倍
11. 如图所示，一个半径为的半圆柱体放在水平地面上，一小球从圆柱体左端A点正上方的B点水平抛出（小球可视为质点），恰好从半圆柱体的右上方C点掠过。已知O为半圆柱体侧面半圆的圆心，OC与水平方向夹角为，，，不计空气阻力，重力加速度g取，则（ ）
A. 小球从B点运动到C点所用时间为0.3sB. 小球从B点运动到C点所用时间为0.5s
C. 小球做平抛运动的初速度为4m/sD. 小球做平抛运动的初速度为6m/s
12. 如下图所示，将小球从斜面的顶端以不同的初速度沿水平方向抛出，落在倾角一定、足够长的斜面上。不计空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A. 小球落到斜面上时的速度方向与初速度无关
B. 小球落到斜面上时的速度大小与初速度的大小成正比
C. 小球运动到距离斜面最远处所用的时间与初速度的大小无关
D. 当用一束平行光垂直照射斜面时，小球在斜面上的投影做匀速运动
第Ⅱ卷（非选择题）
三、实验题（本大题共2小题，共14分）
13. 如图为一小球做平抛运动时用闪光照相的方法获得的相片的一部分，图中背景小方格的边长为1.25cm，g取，则：
（1）闪光周期______s；图中A点______平抛的起点。选填（“是”或“不是”）；
（2）小球运动的初速度______m/s；
（3）小球过B点的速度______m/s。
14. 某实验小组用图所示装置进行“研究平抛运动”实验。
（1）实验操作时每次须将小球从轨道同一位置无初速度释放，目的是使小球抛出后______。
A. 只受重力B. 轨迹重合C. 做平抛运动D. 速度小些，便于确定位置
（2）关于该实验的一些做法，不合理的是______。
A. 使用密度大、体积小的球进行实验
B. 斜槽末端切线应当保持水平
C. 建立坐标系时，以斜槽末端端口位置作为坐标原点
D. 建立坐标系时，利用重垂线画出竖直线，定为y轴
（3）由于忘记记下小球做平抛运动的起点位置O，该小组成员只能以平抛轨迹中的某点A作为坐标原点建立坐标系，并标出B、C两点的坐标，如图所示。根据图示数据，可求出小球做平抛运动的初速度为______m/s。（取）
（4）另一实验小组该同学在轨迹上选取间距较大的几个点，测出其坐标，并在直角坐标系内绘出了图像，此平抛物体的初速度，则竖直方向的加速度______。（结果保留3位有效数字）
四、计算题（本大题共4小题，共46分，10＋12＋12＋12＝46）
15. 一只船匀速横渡一条河，当船身垂直河岸航行时，在出发后10min到达下游120m处。若船身保持与河岸成角向上游航行，出发后12.5min到达正对岸。求：
（1）水流速度的大小。
（2）船在静水中的速度的大小。
16. 一辆车通过一根跨过光滑轻质定滑轮的轻绳提升一个质量为m的重物，开始车在滑轮的正下方，绳子的端点离滑轮的距离是H。车由静止开始向左做匀加速直线运动，经过时间t绳子与水平方向的夹角为，如图所示。试求：
（1）车向左运动的加速度的大小；
（2）重物m在t时刻速度的大小。
17. 在“探究平抛运动的特点”的实验中，某同学记录了运动轨迹上的三个点A、B、C，如图所示。以A点为坐标原点建立坐标系，各点的坐标值已在图中标出。求：
（1）小球做平抛运动的初速度大小；
（2）小球做平抛运动的初始位置坐标。
18. 跳台滑雪是一项勇敢者的运动，运动员穿专用滑雪板，在滑雪道上获得一定速度后从跳台飞出，在空中飞行一段距离后着陆。现有某运动员从跳台A处沿水平方向飞出，在斜坡B处着陆，如图所示。测得A、B间的距离为40m，斜坡与水平方向的夹角为，试计算运动员在A处的速度大小和在空中飞行的时间。不计空气阻力，g取。有兴趣的同学可以计算一下运动员在空中离坡面的最大距离。
答案和解析
1. B
A. 两个直线运动的合运动不一定是直线运动，比如平抛运动，水平方向是匀速直线运动，竖直方向是自由落体运动，合运动为匀变速曲线运动，故A错误；
B. 曲线运动的速度方向时刻发生变化，则曲线运动一定是变速运动，故B正确；
C. 物体在恒力作用下，如果恒力方向与速度方向不在同一直线上，物体做曲线运动，故C错误；
D. 做曲线运动的物体的加速度不一定变化，比如平抛运动的加速度为重力加速度，加速度恒定不变，故D错误。
2. D
物体运动轨迹是曲线的运动，称为“曲线运动”，当物体所受的合外力和它速度方向不在同一直线上，物体就是在做曲线运动；判断合运动是直线运动还是曲线运动，关键看合速度的方向和合加速度的方向是否在同一条直线上；
A. 速度的方向发生变化的运动不一定是曲线运动，如往返直线运动，故A错误；
B. 两个匀变速直线运动合成，若合速度的方向与合加速度的方向在同一条直线上，合运动是直线运动；若合速度的方向与合加速度的方向不在同一条直线上，合运动是曲线运动，故B错误；
C. 曲线运动不一定是变加速运动，如平抛运动，故C错误；
D. 力与速度不共线时，将力沿切线方向和半径方向正交分解，沿切线方向分量改变速度的大小，沿半径方向的分量改变速度的方向，当力与速度方向的夹角为锐角时，物体做加速曲线运动，故D正确。
3. B
【解答】小圆柱沿y轴方向做匀速直线运动，x轴方向上做初速度为0的匀加速直线运动，合运动为匀变速曲线运动，A错误；
由，可得1s时，，由，可得，B正确；
由，可得，C错误；
1s内x轴上的位移为，小圆柱体到坐标原点的距离，D错误。
4. B
根据运动的合成与分解，把A、B点的速度分解为沿AB杆和垂直于杆方向，用三角函数代入即可求解。
A. 根据题意，活塞可沿水平方向往复运动，故A错误；
B. 由公式可得，A点线速度为，将A点和活塞的速度沿杆和垂直杆分解，如图所示：
由几何关系有可得，故B正确；
C. 同理可知，A点在沿杆方向的分速度是0，所以活塞的速度为0，（或者活塞在最右端，所以速度为0），故C错误；
D. 同理可知，A点的速度沿杆方向，活塞的速度分解如图：
所以，，
由几何关系得，，可得，故D错误。
5. D
保证小球做平抛运动必须通过调节使斜槽的末端保持水平，因为要画同一运动的轨迹，必须每次释放小球的位置相同，且由静止释放，以保证获得相同的初速度，实验要求小球滚下时不能碰到木板平面，避免因摩擦而使运动轨迹改变，最后轨迹应连成平滑的曲线。
解决平抛实验问题时，要特别注意实验的注意事项，在平抛运动的规律探究活动中不一定局限于课本实验的原理，要注重学生对探究原理的理解，知道平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上做自由落体运动。
A. 为了保证钢球每次平抛运动的初速度相等，让钢球每次从斜槽的同一位置由静止释放，故A错误；
B. 重锤线不仅可以检验背板是否竖直，还可以在探究平抛运动特点时作y轴，故B错误；
C. 白纸应固定在复写纸的里面，故C错误；
D. 在描出的轨迹上，从抛出点开始依次取竖直方向比值为的三段位移，根据初速度为零的匀加速直线运动推论知，这三段位移所用的时间相等，水平方向上做匀速直线运动，则对应水平方向的三段位移之比为，故D正确。
6. D
解决本题的关键知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律。结合运动学公式灵活求解，基础题。
篮球垂直打在篮板上，采用逆向思维，篮球做平抛运动，结合平抛运动的规律求出篮球抛出时的速度大小和方向。
接：采用逆向思维，篮球做平抛运动，根据得
则篮球撞在篮板上的速度
可知抛出时竖直分速度
所以篮球抛出时的速度，故C错误、D错误；
抛出时速度与地面夹角的正切值，解得，故AB错误。
7. C
解：A、根据得，，两小球下落的高度之比为，则两次小球运动的时间之比为，故A、B错误。
C、根据知，两小球水平位移之比为，时间之比为，则初速度之比为，故C正确，D错误。
根据下降的高度之比，结合位移时间公式求出运动的时间之比，结合水平位移和时间之比求出两次抛出小球的初速度之比。
8. D
解：将圆轨道和斜面轨道重合在一起，如图所示：
交点为A，初速度合适，可知小球做平抛运动落在A点，则运动的时间相等，即同时落在半圆轨道和斜面上；若初速度不适中，由图可知，可能小球先落在斜面上，也可能先落在圆轨道上；
若a球垂直落在半圆轨道上，根据几何关系知，速度方向与水平方向的夹角是位移与水平方向的夹角的2倍，而在平抛运动中，某时刻速度方向与水平方向夹角的正切值是位移与水平方向夹角正切值的2倍，两者相互矛盾，所以a球不可能垂直落在半圆轨道上，故ABC正确，D错误。
本题选择错误的，故选D。
9. BD
绳子收缩的速度等于人在岸上的速度，连接船的绳子端点既参与了绳子收缩方向上的运动，又参与了绕定滑轮的摆动，根据船的运动速度，结合平行四边形定则求出人拉绳子的速度，及船的加速度。
ABC. 船运动的速度是沿绳子收缩方向的速度和绕定滑轮的摆动速度的合速度，如图所示，根据平行四边形定则有解得船的速度为船靠岸过程，增大，减小，则有船的速度增大，故B正确，A、C错误；
D. 对小船受力分析，如图所示
根据牛顿第二定律，有可得船的加速度大小为
故D正确。
10. CD
解：C. 根据得，小球在空中运动的时间，因为初速度变为原来的2倍，则小球运动的时间变为原来的2倍。故C正确。
AB. 速度与水平方向的夹角的正切值，因为不变，则速度与水平方向的夹角不变，可知不变，与初速度无关，故AB错误。
D. PQ的间距，初速度变为原来的2倍，则PQ的间距变为原来的4倍，小球在空中运动的水平距离一定变为原来的4倍，故D正确。
小球落在斜面上，根据竖直位移与水平位移的关系求出小球在空中的运动时间，从而得出PQ间的变化。结合速度方向与水平方向夹角正切值和位移与水平方向夹角正切值的关系，判断夹角与初速度的关系。
11. AC
根据平抛运动速度与水平方向夹角的正切值等于位移与水平方向夹角正切值的2倍，以及根据几何关系求出水平位移，从而求出竖直方向上的位移，根据竖直方向的位移公式求出平抛运动的时间；根据水平方向的位移公式求出初速度。
AB. 小球做平抛运动，飞行过程中恰好与半圆轨道相切于C点，知速度与水平方向的夹角为，设位移与水平方向的夹角为，则有：，因为，，解得，根据得，，故A正确，B错误；
CD. 小球平抛运动的初速度，故C正确，D错误。
12. AB
A. 因为做平抛运动的物体在某时刻速度方向与水平方向夹角的正切值是位移与水平方向夹角正切值的2倍，小球落在斜面上时位移的方向相同，则速度方向相同，故A正确；
B. 小球落在斜面上的时间为，小球落在斜面上的竖直分速度为，根据平行四边形定则知，小球落在斜面上的速度，可知小球落到斜面上时的速度大小与初速度的大小成正比，故B正确；
C. 当小球的速度方向与斜面平行时，距离斜面最远，将速度分解到沿平行和垂直斜面方向，垂直斜面方向小球先做匀减速直线运动，后做匀加速直线运动；当小球的速度方向与斜面平行时垂直斜面方向的分速度等于0，则时间，所用的时间与初速度的大小有关，故C错误；
D. 将速度分解到沿平行和垂直斜面方向，平行斜面方向小球做匀加速直线运动，可知小球在斜面上的投影加速移动，故D错误。
13.（1）0.05；不是；（2）0.75；（3）1.25
（1）根据可得：
因AB与BC竖直位移之比为，不是从1开始的连续奇数比，可知A点不是平抛的起点位置；
（2）初速度：
（3）通过B点的竖直速度：
则：
14.（1）B；（2）C；（3）2；（4）9.60。
【分析】
（1）在实验中让小球在固定斜槽滚下后，做平抛运动，记录下平抛后运动轨迹，然后在运动轨迹上标出特殊点，对此进行处理，从而能求出小球抛出初速度及其它速度。所以在实验时必须确保抛出速度方向是水平的，同时固定的斜槽要在竖直面。
（2）该实验成功的关键是，确保小球每次抛出的初速度相同，而且初速度是水平的，因此实验过程中要特别注意这两点。
（3）平抛运动在竖直方向做自由落体运动，根据，求出T，物体在水平方向做匀速直线运动，根据，即可求出平抛运动的初速度。
（4）根据平抛运动的规律分别在水平方向和竖直方向列出运动学公式，联立得到，然后分析图像的斜率所代表的物理意义即可解题。
（1）因为要画同一运动的轨迹，必须每次释放小球的位置相同，且由静止释放，以保证获得相同的初速度，抛出后轨迹重合，故B正确；
（2）A. 使用密度大，体积小的球进行实验时，受到空气阻力较小，可以忽略，故A正确；
B. 斜槽末端切线应当保持水平，从而确保做平抛运动，故B正确；
C. 建立坐标系时，因为实际的坐标原点为小球在末端时球心在白纸上的投影，以斜槽末端端口位置为坐标原点，使得测量误差增大，故C错误；
D. 建立坐标系，利用重锤线画出竖直线，定为y轴，故D正确；
选择错误的，故选C。
（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，代入解得，
物体在水平方向做匀速直线运动故，将代入解得。
（4）平抛运动水平方向，竖直方向，联立解得，则图像的斜率，解得，根据图像，代入解得。
15. 解：（1）船身垂直河岸时，水速
（2）船身垂直河岸时，，
轨迹垂直河岸时，，，可求得。
将船的运动分解为垂直于河岸和沿河岸方向，抓住分运动与合运动具有等时性求出河的宽度。
16. 解：（1）小车做匀加速直线运动，由匀变速直线运动的位移公式得：
解得：。
（2）图示时刻小车速度为：，
将小车B位置的速度沿着平行绳子和垂直绳子方向正交分解，如图所示
根据平行四边形定则，有：，
重物速度：；
（1）根据位移时间关系公式列式求解即可；
（2）先求解小车B位置的速度，然后将小车B位置的速度沿着平行绳子和垂直绳子方向正交分解，其中平行绳子的分速度与重物m的速度相等。
17. 解：（1）由题图可知小球在AB段、BC段的水平位移相等，而小球在水平方向上做匀速运动，因此小球在这两段的运动时间相等。
设，小球在竖直方向做匀加速直线运动，
由得，
小球在水平方向上有，则小球做平抛运动的初速度。
（2）由于小球在竖直方向上做匀加速直线运动，
所以小球在B点的竖直方向速度大小等于小球在AC段运动时在竖直方向上的平均速度大小，
则。
设小球从抛出点O到B点经历的时间为，
则，
小球从抛出点O到A点用时，
小球从抛出点O到A点，有，
，
故小球做平抛运动的初始位置坐标为，
见答案
18. 解：运动员从A点做平抛运动，竖直位移为：
竖直方向上，
解得空中飞行时间为：
水平位移为：
水平方向上，
解得：
根据运动的合成与分解知识可知，
运动员运动方向与斜面平行时，离坡面最远。
解得运动时间为：
采用正交分解法，将该运动分解在沿斜面和垂直于斜面两个方向上，建立坐标系，则在沿斜面方向（x轴）上，运动员做匀加速直线运动，垂直斜面方向上（y轴）做匀减速直线运动，有：


设最远距离为h，则有：
解得：