河南省开封市五县联考2023-2024学年高一下学期3月月考物理试卷(含答案)

这是一份河南省开封市五县联考2023-2024学年高一下学期3月月考物理试卷(含答案)，共19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．关于抛体运动，下列说法正确的是( )
A.平抛运动的物体初速度越大，在空中运动的时间越长
B.平抛运动是一种速率随时间均匀变化的曲线运动
C.竖直上抛运动可以看成竖直向上的匀速直线运动和自由落体运动的合运动
D.抛体运动速度变化率大小恒定，方向随时间变化
2．有关圆周运动的基本模型，下列说法正确的是( )
A.如图甲，火车转弯超过规定速度行驶时，内轨和轮缘间会有挤压作用
B.如图乙，“水流星”表演中，过最高点时水没有从杯中流出，水对杯底压力不可以为零
C.如图丙，小球竖直面内做圆周运动，过最高点的速度至少等于
D.如图丁，两小球在同一水平面做圆锥摆运动，则A与B的角速度相等
3．如图所示，塔吊臂上有一个可以沿水平方向运动的小车A，小车通过钢索吊着物体B.在小车A与物体B以相同的水平速度沿吊臂方向匀速运动的同时，钢索将物体B从地面向上吊起.A、B之间的距离d随时间t以的规律变化，式中H为小车距地面的高度.这段时间内从地面上观察，下列说法中正确的是( )
A.物体B的运动轨迹是直线
B.物体B的运动轨迹是抛物线
C.物体B运动的加速度大小为
D.钢索对物体B的拉力小于物体B所受的重力
4．“天问一号”是我国首次自主研制发射的火星探测器。如图所示，探测器从地球择机发射，经椭圆轨道向火星转移。探测器在椭圆轨道的近日点P和远日点Q的速度大小分别为、，近日点P到太阳中心距离为，远日点Q到太阳中心距离为，太阳的质量为M，质量为m的探测器从P运动到Q的时间为t，万有引力常数为G，忽略其它天体的影响，下列说法正确的是( )
A.，t与m有关B.，
C.，t与m无关D.，
5．冬奥会中跳台滑雪项目是勇敢者的运动，运动员踏着专用滑雪板，不带雪杖在助滑区上获得高速后水平飞出，在空中飞行一段距离后着陆，下图是滑道的简略示意图，飞行着陆区斜面倾角为θ，运动员每次都从助滑区的同一点开始下滑，从飞出点水平飞出时的速度大小为，各功能区的高度和坡度都是定值，运动员可视为质点和忽略各种阻力，重力加速度为g，以下正确的是( )
A.由于运动员质量不同，因此在助滑区飞出点的速度大小不同
B.若运动员开始下滑位置变高，并且仍然能落在斜坡上，则落在飞行着陆区时的速度方向不同
C.运动员水平飞出后到落回斜面的时间是
D.运动员水平飞出后离斜面最远距离为
6．第十一届全国杂技展演于2023年3月在山东省举办，如图所示，水平固定的细长杆上套有一遥控电动小车P，跨过悬挂于O点的轻小光滑圆环的细线一端连接P，另一端悬挂一杂技演员Q.设初始时细线的右边部分与水平方向的夹角为θ，现在遥控作用下使电动小车P开始向左匀速运动，电动小车和演员均可视为质点，不计空气阻力，下列判断正确的是( )
A.当时，杂技演员Q速度为零，处于平衡状态
B.当时，P、Q的速度大小之比是
C.在θ向90°增大的过程中，绳子的拉力始终等于演员的重力
D.在θ向90°增大的过程中，演员Q一直处于失重状态
7．如图，半径为R的匀质实心圆盘。盘面与水平面的夹角为θ，开始时圆盘静止。其上表面均匀覆盖着一层细沙没有掉落，细沙与盘面间的动摩擦因数为μ，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。现让圆盘绕垂直于盘面的固定对称轴旋转，其角速度从0开始缓慢增加到ω（未知）。此时圆盘表面上的细沙有被甩掉，重力加速度为g。则ω的值为( )
A.B.
C.D.
二、多选题
8．如图所示的圆盘，半径为R，可绕过圆心O的水平轴转动，在圆盘的边缘沿同一直径方向固定两根长为R的轻杆，杆的端点各有一可视为质点的小球，在圆盘上缠绕足够长的轻绳。轻绳的另一端拴接一小球C。现将装置由静止释放，小球C向下以（g为重力加速度）的加速度做匀加速直线运动，圆盘与轻绳间不打滑，经过一段时间圆盘转过两圈。下列说法正确的是( )
A.圆盘转两圈所用的时间为
B.圆盘转两圈时，小球A的角速度大小为
C.圆盘转两圈时，圆盘的角速度大小为
D.圆盘转两圈时，小球B的线速度大小为
9．如图所示，倾角且上表面光滑的斜面体c置于水平地面上，滑块b置于斜面上，通过轻绳跨过光滑定滑轮与物体a连接，其中连接b的一段轻绳与斜面平行，连接a的一段轻绳竖直，a下端连接在竖直固定在地面的轻弹簧上，整个系统保持静止。已知a、b、c的质量均为4m，重力加速度为g，下列说法正确的是( )
A.杆对滑轮的作用力大小为3mg
B.地面对c的摩擦力为，方向水平向左
C.剪断轻绳的一瞬间，a的加速度大小为0.5g
D.若将弹簧撤去，a将会向下做匀加速运动，且轻绳上的拉力大小为3mg
10．如图所示，水平地面上固定有倾角为45°，高为h的斜面，O点位于A点正上方且与B点等高，细绳一端固定于O点，另一端与质量为m的小球相连。细绳能够承受的最大拉力为3mg（g为重力加速度），小球在竖直平面内做圆周运动，到最低点时细绳恰好拉断，之后做平抛运动并垂直撞到斜面上，下列说法正确的是( )
A.细绳的长度为
B.小球做平抛运动的水平位移和竖直位移大小相等
C.小球做平抛运动的时间为
D.小球做平抛运动的落点为斜面的中点
三、实验题
11．如图甲是某同学用圆锥摆粗略验证向心力表达式的实验，细线下端悬挂一个小钢球，细线上端固定在铁架台上。将画着几个同心圆的白纸置于水平桌面上，使钢球静止时正好位于圆心。实验步骤如下：
①用天平测出钢球质量，用直尺测出悬点到球心的竖直高度h，图乙所示，______cm（悬点与直尺的零刻线对齐）；
②用手带动钢球，设法使它沿纸上的某个圆周运动，随即手与钢球分离；
③用秒表记下钢球运动30圈的时间为60.0s，算出钢球匀速圆周运动的周期T；
④通过纸上的圆测出钢球做圆周运动的半径。
（1）钢球所需向心力的表达式______，
（2）钢球所受合力的表达式______。
（以上两空用题中物理量符号、重力加速度g及常数π表示）：
将测量数据代入（1）中表达式，计算出______N，______N（g取，，结果保留两位有效数字）。从而粗略验证了向心力表达式。
12．完成下列问题.
（1）探究“平抛运动的特点”实验装置图如图所示，通过描点法画出平抛小球的运动轨迹.在用描迹法“研究平抛物体的运动”的实验中，让小球依次沿同一轨道运动，通过描点画出小球做平抛运动的轨迹，为了能够准确地描绘出运动的轨迹，下面列出了一些操作要求，你认为正确的选项有______。
A.通过调节，使斜槽的末端保持水平
B.每次必须由静止释放小球且位置必须相同
C.斜槽必须是光滑的
D.小球运动时不应与木板上的坐标纸相接触
E.记录小球位置用的凹槽每次必须严格地等距离下降
F.将球位置记录在纸上后，取下纸，用直尺将点连成折线
（2）在做“探究平抛运动的特点”实验时，除了木板、小球、斜槽、重垂线、铅笔、三角板、图钉、坐标纸之外。下列实验器材中还需要的有______。（填入正确选项前的字母）
A.刻度尺B.秒表C.天平
（3）如图所示，是某次实验记录的小球平抛运动轨迹中的三点，测得A、B间的水平距离和B、C间的水平距离，A、B间的竖直距离，B、C间的竖直距离。若取，则小球平抛的初速度______m/s，B点的速度大小为______m/s。
四、计算题
13．如图所示，足够长的传送带以的速度顺时针匀速转动，传送带的右端有一固定的足够长斜面，斜面底端与传送带平滑连接。现将一质量的滑块从斜面上距离斜面底端B点的A点由静止释放，滑块第一次经过B点时的速度大小。已知滑块与传送带间的动摩擦因数从，斜面倾角，取重力加速度大小，各接触面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，滑块每次经过B点前后瞬间的速度大小不变，求：
（1）滑块与斜面间的动摩擦因数；
（2）滑块从开始运动到第二次经过B点的时间t。
14．如图所示，在竖直平面内，一半径为的光滑圆弧轨道ABC和水平轨道PA在A点相切，O为圆弧轨道的圆心，BC为直径，OA和OB之间的夹角，一质量的小球沿水平轨道向右运动，经A点沿圆弧轨道通过C点，落至水平轨道。小球沿圆弧轨道运动时，除受到重力及轨道作用力外还受到一水平恒力的作用，离开C点后仅受重力作用。已知小球在C点时所受的合力指向O点且小球对轨道压力为零，重力加速度大小，，，求：
（1）的大小；
（2）小球到达C点时速度的大小；
（3）小球落至水平轨道时距A点多远。
15．如图所示，一质量为的长直木板放在粗糙的水平地面上，木板与地面间的动摩擦因数，木板最右端放有一质量为、大小可忽略不计的物块，物块与木板间的动摩擦因数，现给木板左端施加一大小为、方向水平向右的推力，经时间后撤去推力F，再经过一段时间，木板和物块均停止运动，整个过程中物块始终未脱离木板，g取。
（1）撤去推力F瞬间，求木板的速度大小及物块的速度大小；
（2）求全过程中木板相对地面的位移大小；
（3）木板和物块均停止运动后，求物块到长木板右端的距离。
参考答案
1．答案：C
解析：A.根据可知，平抛运动在空中运动的时间由高度决定，与初速度无关，故A错误;
B.平抛运动的加速度不变，是一种速度随时间均匀变化的曲线运动，故B错误;
C.竖直上抛运动可以看成竖直向上的匀速直线运动和自由落体运动的合运动，故C正确;
D.抛体运动的加速度恒定不变，则速度变化率大小恒定，方向不变，故D错误。
故选C。
2．答案：D
解析：A.火车转弯超过规定速度行驶时，需要更大的向心力，则外轨和轮缘间会有挤压作用，故A错误;
B.在最高点时，当只有重力提供向心力时，杯底对水的支持力为零，由牛顿第三定律得水对杯底压力为零，故B错误;
C.轻杆对小球可以提供支持力，则小球能通过最高点的临界速度为0，故C错误;
D.设两球与悬点的竖直高度为h，根据牛顿第二定律
又
联立得
所以两小球在同一水平面做圆锥摆运动，角速度相等，故D正确。
故选D。
3．答案：B
解析：AB.之间的距离d随时间t以规律变化，则B与地面之间的距离x随时间t的变化规律为
可见物体B相对地面加速上升，从地面上的观察者来看，物体参与了两个方向的分运动，一是水平方向的匀速直线运动，二是竖直向上的匀加速直线运动，故物体B的运动轨迹是抛物线，故A错误，B正确;
C.由于物体B竖直方向上是匀加速上升，加速度恒定，故物体B竖直方向上
解得
故C错误;
D.物体B加速上升，加速度方向向上，故钢索对物体B的拉力大于物体B所受重力，故D错误。
故选B。
4．答案：B
解析：由开普勒第二定律可知，近日点的速率大于远日点的速率，所以
探测器在火星轨道由万有引力提供向心力可得
设半长轴为a，由开普勒第三定律可得
可得探测器绕太阳运动的周期为
与探测器的质量m无关，所以探测器从P运动到Q的时间为
则
故选B。
5．答案：D
解析：A.运动员在助滑区飞出过程，根据动能定理有
解得
即在助滑区飞出点的速度大小相同，故A错误;
B.运动员在飞行着陆区做平抛运动，根据位移分解有
着陆时，令速度与水平方向夹角为α，根据速度分解有
可知，运动员落在飞行着陆区时的速度方向相同，故B错误;
C.运动员在飞行着陆区做平抛运动，令落点到飞出点间距为L，则有
解得
故C错误;
D.运动员在飞行着陆区做平抛运动，将运动沿斜坡与垂直于斜坡分解，垂直于斜坡方向分运动为初速度为，加速度为的双向匀变速直线运动，当速度减为0时，距离斜坡最远，利用逆向思维有
解得
故D正确。
故选D。
6．答案：B
解析：当时，即为电动小车P倒到达O点正下方时，此时演员Q的速度为零，但Q的合外力向上，处于向下减速的末端，此时，故A错误;由题可知，用同一根细线连接，则电动小车P沿细线方向的速度与演员Q的速度相等，则当时，，解得，B正确;演员Q从开始运动到最低点的过程中，向下做减速运动，加速度向上，处于超重状态，绳子的拉力始终大于演员的重力，故C、D错误。
7．答案：D
解析：根据可知在角速度相同的情况下半径越大，向心力越大，所以最外边的灰尘随着角速度的增大最先发生滑动，因为圆盘表面上的灰有被甩掉，即面积上的灰尘发生滑动，剩下的未滑动，设未滑动的半径为r，则
解得
在最低点有
解得
故选D。
8．答案：BD
解析：
9．答案：BCD
解析：A.对b进行受力分析，根据共点力平衡得细绳对b的拉力为
代入得
根据平行四边形定则可知两段绳的拉力合力为
代入得
所以对滑轮进行受力分析，根据平行四边形定则可知杆对滑轮的作用力大小为
A错误;
B.对bc看成整体，根据共点力平衡得地面对c的摩擦力为
代入得
B正确;
C.剪断轻绳前根据共点力平衡
代入得
剪断轻绳的一瞬间，根据牛顿第二定律
代入得
C正确;
D.若将弹簧撤去，对a根据牛顿第二定律
对b根据牛顿第二定律
联立上式代入得
D正确;
故选BCD。
10．答案：ACD
解析：小球做平抛运动并垂直撞到斜面上轨迹如图所示
设小球做平抛运动的水平位移为x，竖直位移为y，绳长为L，根据牛顿第二定律有
小球做平抛运动，则
根据平抛运动的推论，将速度方向反向延长经过水平位移中点，有
且
解得
则小球做平抛运动的落点为斜面的中点。
故选ACD。
11．答案：①99.70-99.80均可（1）（2）；0.040；0.040
解析：①毫米刻度尺的精确度为1mm，估读到0.1mm，由图可知球心的高度为99.70mm;
（1）钢球所需的向心力为
根据平行四边形定则知，钢球所受的合力为
（2）钢球运动30圈的时间为60.0s，则钢球的周期为
钢球所需的向心力为
根据平行四边形定则知，钢球所受的合力为
12．答案：（1）ABD（2）A（3）1.5；2.5
解析：（1）A、研究平抛运动，实验前必须通过调节，使斜槽的末端保持水平，故A正确;
BC.描迹法研究平抛运动，在同一次实验中每次必须由静止释放小球且位置必须相同，才能保证平抛的初速度相同，但斜槽末端不需要光滑，故B正确，C错误;
D.小球运动时不应与木板上的坐标纸相接触，故D正确;
E.记录小球位置用的凹槽不需要严格地等距离下降，故E错误;
F.将球位置记录在纸上后，取下纸，要用平滑的曲线描出轨迹，故F错误。
故选ABD.
（2）在做“探究平抛运动的特点”实验时，除了木板、小球、斜槽、重垂线、铅笔、三角板、图钉、坐标纸之外。下列实验器材中还需要的有刻度尺。
故选A。
（3）因为AB与BC间水平位移相等，平抛运动在水平方向做匀速直线运动，所以AB与BC间时间相等，在竖直方向上，有
解得
水平初速度为
B点在竖直方向的速度大小为
B点的速度大小为
13．答案：（1）（3）6.125s
解析：（1）滑块从A点运动到B点，有
解得
对滑块受力分析，沿斜面方向上有
解得
（2）滑块从A点运动到B点，有
滑块第一次在传送带上运动时，先向左做匀减速直线运动，有
后向右做匀加速直线运动，直至与传送带共速，此时滑块的加速度大小仍为，有
滑块在传送带上第一次做加速运动的距离为
滑块在传送带上做匀速直线运动的时间为
滑块从开始运动到第二次经过B点的时间为
解得
14．答案：（1）（2）（3）
解析：（1）在C点
解得
（2）小球到达C点时所受合力的大小为F，则
设小球到达C点时的速度大小为v，由牛顿第二定律得
解得
（3）设小球离开C点时竖直方向的速度为，水平方向的速度为，则
从C点落至水平轨道上所用时间为t，由运动学公式得
解得
15．答案：（1），（2）（3）
解析：（1）假设木板和物块有相对滑动，撤去F前，对木板，有
解得
对物块，有
解得
因，故假设成立，撤去F时，木板、物块的速度大小分别为
（2）撤去F后，对木板，有
解得
对物块，有
解得
撤去F后，设经过时间木板和物块速度相同，对木板，有
对物块，有
解得，
共速后，由于，木板和物块并不能一起减速，对木板，有
解得
对物块，有
解得
全过程中木板对地位移为
（3）全过程中物块先加速再减速至零，总位移
物块到长木板右端的距离为