河北省石家庄市辛集中学2023-2024学年高一上学期1月周测物理试题

河北辛集中学2023级高一1.16物理限时训练 一、单选题（每题4分，共24分） 1．下列说法中正确的是（　　） A．匀速圆周运动是一种匀变速运动 B．物体受到恒定的合外力，不可能做匀速圆周运动 C．所有做圆周运动的物体，它所受的合外力一定是指向圆心的 D．因为物体做圆周运动，所以产生了向心力 2．某同学用如图所示的装置做“探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系”实验，使铝球A和钢球B做圆周运动的角速度相等、半径相等，则探究的是向心力大小（　　） A． 与质量的关系 B． 与线速度大小的关系 C． 与角速度大小的关系 D． 与半径的关系 3．洗衣机的脱水桶如图所示，在甩干衣服时，脱水桶绕竖直轴高速转动，衣服紧贴脱水桶侧壁随之转动。关于脱水桶上A点和B点的线速度和角速度，下列关系正确的是（　　） A． ωA＝ωB，vA＜vB B． ωA＝ωB，vA＞vB C． ωA＜ωB，vA＝vB D． ωA＞ωB，vA＝vB 4．在做甩手动作的物理原理研究课题研究中，采用手机的加速度传感器测定手的向心加速度。某次一高一同学先用刻度尺测量手臂长（如图所示），然后伸直手臂，以肩为轴从水平位置加速自然下摆，当手臂摆到竖直方向时，手握住的手机显示手的向心加速度大小约为，下列说法正确的是（    ） A．可估算手臂摆到竖直位置时手的线速度大小约为2m/s B．手臂摆到竖直位置时手机处于失重状态 C．自然下摆过程中手机所受合力始终沿手臂方向 D．由可知手掌与手肘的向心加速度之比约为 5．如图所示，质量为m的质点在Oxy平面上以某一速度运动时（方向如图中箭头所示），受到大小不变，方向为-y方向的合力作用，已知质点运动的最小速度为v，合力大小为F。则下列说法正确的是（　　） A．质点的速度最小时，方向与合力F垂直 B．当质点速度大小变为2v时，速度与x轴的夹角为30º C．质点速度由v增加到2v所需时间为 D．质点回到x轴上时，速度和初速度相同 6．如图，一个人拿着一个小球想把它扔进前方一堵竖直墙的洞里，洞比较小，球的速度必须垂直于墙的方向才能进入，洞离地面的高度，人抛球出手时，球离地面高度，人和墙之间有一张竖直网，网高度，网离墙距离，不计空气阻力，，下列说法正确的是（　　） A．只要人调整好抛球速度大小以及抛射角度，不管人站在离网多远的地方，都可以把球扔进洞 B．要使球扔进洞，人必须站在离网距离至少1m处 C．要使球扔进洞，人必须站在离网距离至少处 D．要使球扔进洞，人必须站在离网距离至少2m处 二、多选题（每题6分，共24分） 7．物体做匀速圆周运动时，发生变化的物理量是（　　） A．周期 B．线速度 C．向心加速度 D．向心力 8．如图所示的皮带传动装置中，轮A和B同轴，A、B、C分别是三个轮边缘的点，，则下列说法中正确的是（　　） A．A、B点的线速度之比 B．A、B点的角速度之比 C．A、C点的角速度之比 D．B、C点的周期之比 9．一小球质量为m，用长为L的悬绳（不可伸长，质量不计）固定于O点，在O点正下方处钉有一颗光滑钉子，如图所示，将悬线沿水平方向拉直无初速度释放后，当悬线碰到钉子后的瞬间，则（　　） A．小球的角速度突然增大 B．小球的线速度突然减小到零 C．小球的向心加速度突然增大 D．小球所受的拉力不变 10．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点正上方的点水平抛出（小球可视为质点），恰好从半圆柱体的右上方点掠过。已知为半圆柱体侧面半圆的圆心，与水平方向夹角为，，，不计空气阻力，重力加速度取，则（     ） A．小球从点运动到点所用时间为 B．小球从点运动到点所用时间为 C．小球做平抛运动的初速度为 D．小球做平抛运动的初速度为 三、实验题（每空2分，共10分） 11．如图所示，在“实验：研究平抛运动”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）实验中，下列说法正确的是 ； A．小球每次从斜槽上不相同的位置自由滚下 B．斜槽轨道必须光滑 C．要使描出的轨迹更好地反映真实运动，记录的点应适当多一些 D．为了比较准确地描出小球运动的轨迹，应该用一条曲线把所有的点连接起来 （3）在做该实验时某同学只记录了物体运动的轨迹上的A、B、C三点，已知相邻两点的时间间隔相等，并以A点为坐标原点建立了直角坐标系，得到如图所示的图像，g取10m/s2。 ①据图像求出相邻两点的时间间隔为 s； ②据图像求出物体平抛运动的初速度大小为 m/s； ③物体运动到B点时的速度大小为 m/s。（结果可含根号） 四、解答题（12题8分，13题10分，14题12分，15题12分，共42分） 12．一小球从空中某点水平抛出，经过、两点，已知小球在点的速度大小为、方向与水平方向成角，小球在点的速度方向与水平方向成角。不计空气阻力，重力加速度为，求小球由到的运动时间。（，） 13．质量的质点在Oxy平面上运动。时，质点位于y轴上。它在x方向运动的速度一时间图像如图甲所示，它在y方向的位移一时间图像如图乙所示。求： （1）时质点速度的大小和方向； （2）质点受到的合力F； （3）时质点的位置坐标，并在图丙的坐标系上大致描绘质点在内的运动轨迹。    14．如图所示，一位同学玩飞镖游戏。圆盘最上端有一点P，飞镖抛出时与P在同一竖直面内等高，且距P点的距离为L。在飞镖以初速度垂直盘面瞄准P点抛出的同时，圆盘绕经过盘心O点的水平轴在竖直平面内匀速转动。忽略空气阻力，重力加速度为g，若飞镖恰好击中P点，求： （1）圆盘的半径； （2）圆盘转动角速度的最小值； （3）P点随圆盘转动的线速度。 15．链球是田径运动中利用双手投掷的竞远项目，运动员两手握着链球上铁链的把手，人转动带动链球旋转，最后链球脱手而出。如图，某次训练中链球脱手速度方向与水平面成角斜向上飞出，经过时间t落地，测得落地点与脱手时人所在位置间水平距离为，已知人手臂长度为，链球铁链长度为，求： （1）链球脱手时速度大小； （2）链球脱手时离地面的高度h。 物理试卷第1页，共3页 物理试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 河北辛集中学2023级高一1.16物理限时训练 参考答案： 1．B【详解】A．匀速圆周运动的加速度在不断变化，不是匀变速运动，A错误； B．匀速圆周运动所需向心力指向圆心，即所受合外力方向需不断变化，物体受到恒定的合外力，不可能做匀速圆周运动，B正确； C．做匀速圆周运动的物体，所受的合外力指向圆心，变速圆周运动所受合外力不指向圆心，D．因为物体受到指向圆心的力提供向心力所以做圆周运动，不是因为物体做圆周运动，所以产生了向心力，D错误； 2．A【详解】向心力 当铝球A和钢球B做圆周运动的角速度相等、半径相等时，不同点在于二者的质量，则探究的是向心力大小与质量的关系。 3．A【详解】由于脱水桶上A点和B点是同轴转动，则ωA＝ωB由于 根据线速度与角速度关系可知vA＜vB 4．A【详解】A．由图可知，手机转动的半径约为，根据公式 可得手臂摆到竖直位置时手机的向心加速度大小约为 B．手臂摆到竖直位置时，手机的加速度方向向上，处于超重状态，故B错误； C．自然下摆过程中，手机做变速圆周运动，所受合力不是始终沿手臂方向，故C错误； D．由公式可知手掌与手肘的向心加速度之比约为，故D错误。 5．A【详解】A．将速度沿x轴和y轴方向正交分解，由于合力沿-y方向，因此在x轴方向做匀速运动，在y轴方向速度先减小后反向增加，当沿y轴方向速度减为零时，合速度最小，沿x轴方向，A正确； B．由题可知，沿x轴方向的分速度为v，当质点速度大小变为2v时，设速度与x轴夹角为θ，则有 可知此时速度与x轴的夹角为60º，B错误； C．质点速度由v增加到2v时，沿y轴方向速度由0增加到，则 可知所需时间C错误； D．质点回到x轴上时，沿y轴方向的分速度大小相等，方向相反；沿x轴方向的分速度大小和方向都相同，因此回到x轴上时，速度和初速度大小相等，方向不同，D错误。 6．B【详解】球的运动是斜上抛运动，最后垂直墙进入洞里，则可以把它看成是从洞开始的平抛运动，从洞到高h的网过程中 得出 水平方向上若恰好擦网 得出 从墙洞的位置，到人抛出球的位置处，竖直方向上，得出 故人距离墙的水平距离至少为 故要使球扔进洞，人必须站在离网距离至少为 7．BCD【详解】在描述匀速圆周运动的物理量中，周期是标量，只有大小没有方向，且物体做匀速圆周运动时线速度大小不变，故匀速圆周运动的周期不发生变化，线速度、向心加速度、向心力这几个物理量都是矢量，其大小不变，但方向在变，故线速度、向心加速度、向心力这几个物理量变化的。 8．AC【详解】AB．由于轮A和B同轴，可知A、B点的角速度相等，即 根据可得 故A正确，B错误； C．B、C点线速度相等，根据可得 故C正确； D．根据周期与角速度关系可得 故D错误。 9．AC【详解】AB．当悬线碰到钉子后的瞬间，小球水平方向不受力，则由于惯性，小球的线速度没有变化，根据小球的转动半径减小，则角速度变大，故A正确，B错误； CD．小球的转动半径变为原来的一半，则向心加速度突然增大到原来的2倍，悬线所受的拉力也突然增大，故C正确，D错误。 10．AC【详解】AB．小球做平抛运动，飞行过程中恰好与半圆轨道相切于点，可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 可得小球从点运动到点所用时间为 故A正确，B错误； CD．小球平抛运动的初速度 11． B C 0.1 2 【详解】（1）[1]为准确确定坐标轴，还需要的器材是铅垂线，故B正确。 （2）[2]AB.为了使小球每次从斜槽末端抛出时的初速度相同，小球每次应从斜槽上相同的位置由静止自由滚下，而斜槽轨道是否光滑对上述要求无影响，故AB错误； C.要使描出的轨迹更好地反映真实运动，记录的点应适当多一些，故C正确； D.由于实验中存在误差，坐标纸上所记录的点不可能严格地分布在一条抛物线上，所以在绘制小球运动的轨迹时，应先舍去一些误差较大的点，将误差较小的点用平滑曲线连接起来，而这些点有的可能在曲线上，有的可能靠近并均匀分布在曲线两侧，故D错误。 （3）[3]设相邻两点的时间间隔为T，则根据运动学公式有 代入数据解得T=0.1s [4]物体平抛运动的初速度大小为 [5]物体运动到B点时的竖直分速度大小为 则合速度大小为 12． 【详解】速度与水平方向夹角为时 解得 解得 速度与水平方向夹角为时 解得 从到的时间解得 13．（1），方向与y轴负方向夹角为45°；（2），方向沿x轴方向；（3）（5m，5m）， 【详解】（1）由图乙可知，质点在y轴方向做匀速直线运动，速度为 由图甲可知，质点在x轴方向做匀加速直线运动，加速度为且 时质点在x轴方向的速度为 故时质点速度的大小为 与y轴夹角的余弦为 即速度方向与y轴负方向夹角为45°； （2）根据牛顿第二定律可得 方向沿x轴方向； （3）质点x轴位移方程为 y轴位移方程为 时， 即时质点的位置坐标为（5m，5m）。两式联立得轨迹方程 是一条抛物线，质点在2s内的运动轨迹如下图 14．（1）；（2）；（3） 【详解】（1）飞镖水平抛出做平抛运动，在水平方向做匀速直线运动，因此 飞镖击中P点时，P恰好在最下方，则 解得圆盘的半径 （2）飞镖击中P点，则P点转过的角度满足 故 当k=0时，圆盘转动角速度有最小值 （3）P点随圆盘转动的线速度为 15．（1）；（2） 【详解】（1）链球脱手后做斜上抛运动 沿速度的水平方向的距离 初速度 （2）竖直方向 解得 物理答案第1页，共2页 物理答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $$物理答案第 1页，共 4页 河北辛集中学2023级高一1.16 物理限时训练 参考答案： 1．B【详解】A．匀速圆周运动的加速度在不 断变化，不是匀变速运动，A错误； B．匀速圆周运动所需向心力指向圆心，即所 受合外力方向需不断变化，物体受到恒定的合 外力，不可能做匀速圆周运动，B正确； C．做匀速圆周运动的物体，所受的合外力指 向圆心，变速圆周运动所受合外力不指向圆心， D．因为物体受到指向圆心的力提供向心力所 以做圆周运动，不是因为物体做圆周运动，所 以产生了向心力，D错误； 2．A【详解】向心力 2nF m r 当铝球A和钢球B做圆周运动的角速度相等、 半径相等时，不同点在于二者的质量，则探究 的是向心力大小与质量的关系。 3．A【详解】由于脱水桶上 A点和 B点是同 轴转动，则ωA＝ωB由于 A Br r 根据线速度与角速度关系 v r 可知 vA＜vB 4．A【详解】A．由图可知，手机转动的半径 约为 0.65m，根据公式 2va r  可得手臂摆到竖直位置时手机的向心加速度 大小约为 6 0.65m / s 2m / sv ar    B．手臂摆到竖直位置时，手机的加速度方向 向上，处于超重状态，故 B错误； C．自然下摆过程中，手机做变速圆周运动， 所受合力不是始终沿手臂方向，故 C错误； D．由公式 2na r 可知手掌与手肘的向心加 速度之比约为 2 :1，故 D错误。 5．A【详解】A．将速度沿 x轴和 y轴方向正 交分解，由于合力沿-y方向，因此在 x轴方向 做匀速运动，在 y轴方向速度先减小后反向增 加，当沿 y轴方向速度减为零时，合速度最小， 沿 x轴方向，A正确； B．由题可知，沿 x轴方向的分速度为 v，当 质点速度大小变为 2v时，设速度与 x轴夹角 为θ，则有 cos 2 v v   可知此时速度与 x轴的夹角为 60º，B错误； C．质点速度由 v增加到 2v时，沿 y轴方向速 度由 0增加到 3v，则 F ma 3v at 可知所需时间 3mvt F  C错误； D．质点回到 x轴上时，沿 y轴方向的分速度 大小相等，方向相反；沿 x轴方向的分速度大 小和方向都相同，因此回到 x轴上时，速度和 初速度大小相等，方向不同，D错误。 6．B【详解】球的运动是斜上抛运动，最后 垂直墙进入洞里，则可以把它看成是从洞开始 物理答案第 2页，共 4页 的平抛运动，从洞到高 h的网过程中 21 2 H h gt  得出    2 2 3.3 2.5 s 0.4s 10 H h t g      水平方向上若恰好擦网 0L v t 得出 0 2 m/s 5m/s 0.4 v L t    从墙洞的位置，到人抛出球的位置处，竖直方 向上 2 0 1 ' 2 H h gt  ，得出 ' 0.6st  故人距离墙的水平距离至少为 0 ' 5 0.6m 3mx v t    故要使球扔进洞，人必须站在离网距离至少为 ' 3m 2m 1mx x L     7．BCD【详解】在描述匀速圆周运动的物理 量中，周期是标量，只有大小没有方向，且物 体做匀速圆周运动时线速度大小不变，故匀速 圆周运动的周期不发生变化，线速度、向心加 速度、向心力这几个物理量都是矢量，其大小 不变，但方向在变，故线速度、向心加速度、 向心力这几个物理量变化的。 8．AC【详解】AB．由于轮 A和 B同轴，可 知 A、B点的角速度相等，即 : 1:1A B   根据 v r 可得 : : 2 :1A B A Bv v r r  故 A正确，B错误； C．B、C点线速度相等，根据v r 可得 : : : 2 :1A C B C C Br r      故 C正确； D．根据周期与角速度关系 2T    可得 : : 1: 2B C C BT T    故 D错误。 9．AC【详解】AB．当悬线碰到钉子后的瞬 间，小球水平方向不受力，则由于惯性，小球 的线速度没有变化，根据小球的转动半径减小， 则角速度变大，故 A正确，B错误； CD．小球的转动半径变为原来的一半，则向 心加速度突然增大到原来的 2倍，悬线所受的 拉力也突然增大，故 C正确，D错误。 10．AC【详解】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，可知速 度与水平方向的夹角为37，设位移与水平方 向的夹角为 ，则有 tan37 3tan 2 8     因为 tan cos53 y y x R R      解得 9 m 20 y  ，根据 2 1 2 y gt 可得小球从 B点运动到C点所用时间为 922 20 s 0.3s 10 yt g     故 A正确，B错误； CD．小球平抛运动的初速度 0 cos53 1.6 0.75 m/s 4m/s 0.3 R Rv t       物理答案第 3页，共 4页 11． B C 0.1 2 2 2 【详解】（1）[1]为准确确定坐标轴，还需要 的器材是铅垂线，故 B正确。 （2）[2]AB.为了使小球每次从斜槽末端抛出 时的初速度相同，小球每次应从斜槽上相同的 位置由静止自由滚下，而斜槽轨道是否光滑对 上述要求无影响，故 AB错误； C.要使描出的轨迹更好地反映真实运动，记录 的点应适当多一些，故 C正确； D.由于实验中存在误差，坐标纸上所记录的点 不可能严格地分布在一条抛物线上，所以在绘 制小球运动的轨迹时，应先舍去一些误差较大 的点，将误差较小的点用平滑曲线连接起来， 而这些点有的可能在曲线上，有的可能靠近并 均匀分布在曲线两侧，故 D错误。 （3）[3]设相邻两点的时间间隔为 T，则根据 运动学公式有 2Δ BC ABy y y gT   代入数据解得 T=0.1s [4]物体平抛运动的初速度大小为 0 2m/sAB xv T   [5]物体运动到 B点时的竖直分速度大小为 1 2m/s2 AB BCy yv T    则合速度大小为 2 20 1 2 2m/sBv v v   12． 1 7 15 v g 【详解】速度与水平方向夹角为37时 1 0cos37v v  解得 0 1 4 5 v v 1 1 sin 37yv v  解得 1 1 3 5y v v 速度与水平方向夹角为53时 2 0 tan 53yv v  解得 2 1 16 15y v v 从A到 B的时间 2 1y y v v t g   解得 1 7 15 vt g  13．（1）5 2m/s，方向与 y轴负方向夹角为 45°；（2） 4N，方向沿 x轴方向；（3）（5m， 5m）， 【详解】（1）由图乙可知，质点在 y轴方向做 匀速直线运动，速度为 0 10 5m/s 2 0y v     由图甲可知，质点在 x轴方向做匀加速直线运 动，加速度为 28 4 2m/s 2 0x a    且 0 4m/sxv  1 0.5st  时质点在 x轴方向的速度为 1 0 1 5m/sx x xv v a t   故 1 0.5st  时质点速度的大小为 2 2 1 1 5 2m/sx yv v v   与 y轴夹角的余弦为 5 2cos 25 2    物理答案第 4页，共 4页 即速度方向与 y轴负方向夹角为 45°； （2）根据牛顿第二定律可得 4NxF ma ma   方向沿 x轴方向； （3）质点 x轴位移方程为 2 2 0 1 (4 )m 2x x x v t a t t t    y轴位移方程为 10 (10 5 )myy v t t    2 1st  时 1 5mx  ， 1 5my  即 2 1st  时质点的位置坐标为（5m，5m）。两 式联立得轨迹方程 2(10 ) 20(10 ) 25y y x   是一条抛物线，质点在 2s内的运动轨迹如下 图 14．（1） 2 2 04 gL v ；（2） 0 v L  ；（3）   0 2 1 4 k gL v  【详解】（1）飞镖水平抛出做平抛运动，在水 平方向做匀速直线运动，因此 0 Lt v  飞镖击中 P点时，P恰好在最下方，则 212 2 r gt 解得圆盘的半径 2 2 04 gLr v  （2）飞镖击中 P点，则 P点转过的角度满足  2 0,1,2...t k k       故   02 1k v t L     当 k=0时，圆盘转动角速度有最小值 0v L    （3）P点随圆盘转动的线速度为       2 0 2 0 0 2 1 2 1 0,1,2 4 4 k v k gLgLv r k L v v           15．（1）   22 0 1 2 0 cos s l l v t      ；（2）   22 20 1 21 tan2h gt s l l      【详解】（1）链球脱手后做斜上抛运动  220 1 2x s l l   沿速度 0v 的水平方向的距离  220 0 1 2cosv t s l l     初速度  220 1 2 0 cos s l l v t      （2）竖直方向 2 0 1sin 2 h v t gt    解得  22 20 1 2 1 tan 2 h gt s l l      高一物理1.16限时答题卡 姓名： 班级： 考号： 11题（每空/图2分，共10分）、 (1) (2) (3)① ② ③ 12题(8分)、 13题(10分)、 y/m x/m 第1页共2页 14题(12分)、 e 一LP Q 15题(12分)、 ● 第2页共2页 第3页共2页