内容正文:
静海一中2024-2025第二学期高一物理(3月)
学生学业能力调研试卷
第Ⅰ卷 基础题(共72分)
一、单项选择题:每小题5分,共25分。
1. 关于质点做曲线运动的描述中,正确的是( )
A. 曲线运动可能是匀速运动
B. 平抛运动是匀变速曲线运动
C. 质点做曲线运动时受到的合力一定是变力
D. 质点做曲线运动时速度的大小一定是时刻在变化的
【答案】B
【解析】
【详解】A.曲线运动的速度方向时刻在改变,故曲线运动是变速运动不可能是匀速运动,故A错误;
B.平抛运动是初速度水平,仅在重力作用下的运动,是匀变速曲线运动,故B正确;
C.质点做曲线运动时受到的合力可以是恒力也可以是变力,故C错误;
D.质点做曲线运动时速度的方向一定是时刻在变化的,大小不一定改变,故D错误。
故选B。
2. 2024年6月25日,嫦娥六号完成人类首次月球背面采样任务后,其返回器采用“半弹道跳跃式”返回地球。返回器沿ABCDEF路径运动,如图所示,假设此过程返回器只受引力和空气作用,下列说法正确的是( )
A. 在B点的加速度竖直向下
B. 在C点的速度与A点的速度相同
C. 在D点的速度方向沿切线方向
D. 在E点的速度方向一定与其所受合力方向相同
【答案】C
【解析】
【详解】A.返回器沿ABCDEF路径做曲线运动,由于曲线运动的合力指向曲线弯曲的内侧,即加速度方向指向曲线的内侧,所以在B点的加速度方向向上,不可能竖直向下,故A错误;
B.返回器沿ABCDEF路径做曲线运动,返回器从A点到C点过程中,要克服大气的阻力做功,则机械能减小,A点与C点在同一高度,两点的重力势能相同,则动能减小,即返回器在C点的速度小于A点的速度,故B错误;
C.返回器沿ABCDEF路径做曲线运动,到达最高点D时,竖直方向的分速度为零,但水平方向有速度,则在D点的速度方向沿切线方向,故C正确;
D.由于返回器做曲线运动,其速度方向与合力方向不共线,所以在E点的速度方向一定不与其所受合力方向相同,故D错误。
故选C。
3. 洪涝灾害给百姓的生命财产安全造成巨大威胁。如图,某次洪灾中救援队利用摩托艇将被困人员由河此岸P点转移到彼岸安全地M点,轨迹如图虚线PM所示,PM与PQ夹角为,PQ连线与河岸QM垂直。若水的流速恒为,方向平行于河岸QM,转移过程中摩托艇在静水中的速度恒定(未知)。关于的可能值下列判断正确的是( )
A. 的最小值为 B. 的最小值为
C. 的最小值为 D. 一定小于
【答案】B
【解析】
【详解】ABC.根据题意可知,合速度方向沿PM,根据速度分解与合成规律可知,当方向垂直于PM时,达到最小值,则有
故AC错误,B正确;
D.、与合速度能构成一个闭合的三角形,可知,大小可能小于、大于或等于,故D错误。
故选B。
4. “山西刀削面”堪称天下一绝,如图所示,小面圈(可视为质点)从距离开水锅高为h处被水平削离,与锅沿的水平距离为L,锅的半径也为L。忽略空气阻力,且小面圈都落入锅中,重力加速度为g,则下列关于所有小面圈在空中运动的描述正确的是( )
A. 运动的时间与被抛出时的速度有关
B. 速度的变化量不相同
C. 落入锅中时,最大速度是最小速度的3倍
D. 若小面圈刚被抛出时初速度为v0,则L<v0<3L
【答案】D
【解析】
【详解】A.所有的小面圈在空中均做平抛运动,竖直方向均为自由落体运动,根据
可得
故A错误;
B.所有面圈都只受到重力作用,所以加速度均为g,根据
可知,所有面圈在空中运动过程中速度的变化量相同,故B错误;
CD.若小面圈刚被抛出时初速度为v0,根据水平方向为匀速直线运动,落在锅里的水平距离最小值为L,最大值为3L,有
所以
面圈落入锅中的水平速度最大值为最小值的3倍,但是竖直速度相等,根据速度的合成
可知落入锅中时,最大速度不是最小速度的3倍,故C错误,D正确。
故选D
5. 如图所示,一光滑轻杆水平放置,左端固定在竖直转轴上,a、b为两个可视为质点的相同小球,穿在杆上,并用相同长度的细线分别将a与转轴上的O点连接,b球与a球连接。当轻杆绕轴在水平面内匀速转动时,则下列说法不正确的是( )
A. 水平方向上,a球受两个拉力的作用,b球受一个拉力的作用
B. 球的轨迹半径之比
C. 和两线的拉力大小之比为
D. 球的向心加速度大小之比
【答案】C
【解析】
【详解】A.a球在水平方向上受Oa、ab的拉力;Oa的拉力向左,ab间拉力向右;b球受ab向左的一个拉力,选项A正确;
BCD.由题意可知,球的半径之比1:2;两球绕轴匀速圆周运动,角速度相等,根据向心加速度a=ω2r可知,a和b两球向心加速度大小之比等于半径之比,即1:2。则对a球有F1−F2=mω2ra
对b球有F2=mω2rb
因为rb=2ra,解得Oa和ab两线的拉力大小之比为F1:F2=3:2,故BD正确,C错误。
本题选择不正确的,故选C。
二、多项选择题:每小题5分,共15分。
6. 如图所示,小车A以速度v匀速向左运动,通过滑轮拖动物体B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B的速度可能大于物体A的速度
B. 上升过程中,物体B处于超重状态
C. 绳对物体B的拉力等于物体B的重力
D. 此时物体B的速度为
【答案】BD
【解析】
【详解】AD.由关联速度知识得
其中
则物体B的速度小于物体A的速度,此时物体B的速度为,故A错误,D正确;
BC.上升过程中,绳子与水平面夹角为θ减小,增大,则物体B的速度逐渐增大,故B向上做加速运动,加速度向上,绳对物体B的拉力大于物体B的重力,即物体B处于超重状态,则故B正确,C错误。
故选BD。
7. 投壶是由古代礼仪演化而来,非常盛行的一种文雅游戏。如图,某次投壶游戏时,两箭分别从高度为2l、l的a、b位置水平抛出,落地时水平位移分别为l、2l。忽略空气阻力,两箭都可以看做质点,下列说法正确的是( )
A. a、b两箭空中运动的位移相等
B. 若改变两箭抛出的先后顺序和时间间隔,两箭可能在空中相遇
C. 要想两箭落到同一点,a箭的初速度要变为原来的2倍
D. 落地时a箭速度偏角正切值为b箭速度偏角正切值的
【答案】BC
【解析】
【详解】A.a、b两箭在空中运动的位移大均为
但位移方向不相同,故A错误;
B.若a箭先抛出,b箭后以更大的初速度抛出,两箭可以在空中相遇,故B正确;
C.由平抛运动规律,
可得
可得a、b点抛出的初速度分别为,
故要想两箭落到同一点,a箭的初速度要变为原来的2倍,故C正确;
D.由图可知,a箭位移偏角的正切值为b箭位移偏角正切值的4倍,根据平抛运动的推论,a箭速度偏角的正切值也应为b箭的4倍,故D错误。
故选BC。
8. 如图所示的传动装置中,、两轮固定在一起绕同一轴转动,、两轮用皮带传动,三个轮的半径关系是。若皮带不打滑,则、、三轮边缘、、三点的( )
A. 角速度之比为:: B. 周期之比为::
C. 线速度大小之比为:: D. 向心加速度之比为::
【答案】CD
【解析】
【详解】AC.、两点通过皮带传动,线速度相等,由
可知,角速度之比1:2,、两点同轴传动,角速度相等,由
可知,、两点线速度1:2,联立可知,、、三点的线速度之比为,角速度之比为,A错误,C正确;
B.由
可得,周期之比为,B错误;
D.由
可得,加速度之比为,D正确。
故选CD
三、填空题:每空2分,共12分。
9. 某学习小组用实验探究“平抛运动规律”
(1)在图1中用小锤敲击铁片,观察到A、B两个小球______,则说明平抛运动在竖直方向上做______运动。
(2)在图2中同时断电后P、Q两个小球同时沿着斜槽滚下,观察到P、Q两个小球撞在一起,则说明平抛运动在______方向上做______运动。
(3)图3是实验室内研究平抛运动的装置。以下实验过程的一些做法,其中合理的有______。
A. 安装斜槽轨道,使其末端保持水平
B. 每次小球释放的初始位置可以任意选择
C. 每次小球应从同一位置由静止释放
(4)如图所示,利用频闪照相研究平抛运动。小球A由斜槽滚下从桌边缘水平抛出。当恰好离开桌边缘时,小球B同时下落,两球恰在位置4相碰(g取)。则:A球离开桌面时的速度为______m/s。
【答案】(1) ①. 同时落地 ②. 自由落体
(2) ①. 水平 ②. 匀速直线 (3)AC
(4)1.5
【解析】
【小问1详解】
[1][2]在图1中用小锤敲击铁片,观察到A、B两个小球都会同时落地,说明平抛运动在竖直方向上做自由落体运动。
【小问2详解】
[1][2]在图2中同时断电后P、Q两个小球同时沿着斜槽滚下,观察到P、Q两个小球撞在一起,则说明平抛运动在水平方向方向上做匀速直线运动。
【小问3详解】
A.为保证小球做平抛运动初速度水平,安装斜槽轨道,使其末端保持水平,故A正确;
BC.为保证小球做平抛运动初速度相同,故每次小球应从同一位置由静止释放,故B错误,C正确。
故选AC。
【小问4详解】
小球B做自由落体运动,根据匀变速直线运动的推论
解得
A球离开桌面时的速度为
四、辨析题(每小题2分,共6分)
10. 关于基本概念,判断是否正确,对的表明√,不对的表明×,不对的改正。
(1)匀速圆周运动任意相同时间内速度改变量相同。( )
(2)平抛运动在某一时刻的速度方向与位移方向相同。( )
(3)火车在内外轨一样高的轨道上转弯时内轨受挤压提供向心力。( )
【答案】(1)错误 (2)错误
(3)错误
【解析】
【小问1详解】
由于匀速圆周运动的加速度变化,所以匀速圆周运动任意相同时间内速度改变量大小相等,方向不同,所以速度改变量不相同,故题目说法错误;
【小问2详解】
根据平抛运动的推论可知,平抛运动的速度偏转角的正切值等于位移偏转角的正切值的2倍,所以平抛运动在某一时刻的速度方向与位移方向不相同,故题目说法错误;
小问3详解】
火车在内外轨一样高的轨道上转弯时外轨受挤压提供向心力,故题目说法错误。
五、解答题:(本大题共1小题,共14分)
11. 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等高,且与P点的距离为L。当飞镖以初速度垂直盘面瞄准P点水平抛出的同时,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)飞镖击中P点所需的时间;
(2)圆盘的半径r;
(3)圆盘转动角速度的可能值;
(4)关键环节分析:上述(3)的解题关键是什么?
【答案】(1)
(2)
(3)(k=0,1,2……)
(4)见解析
【解析】
【小问1详解】
根据平抛运动的规律,水平方向做匀速直线运动,则
小问2详解】
飞镖击中P点时,P恰好在最下端,则
解得
【小问3详解】
飞镖击中P点,则P点转过的角度θ满足(k=0,1,2……)
所以(k=0,1,2……)
【小问4详解】
上述(3)的解题关键圆盘做圆周运动转动的时间与飞镖做平抛运动的时间相等,且圆周运动具有周期性。
第Ⅱ卷提高题(共25分)
12. 跳台滑雪是一种勇敢者的滑雪运动,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ab间的距离为,斜坡与水平方向的夹角为,不计空气阻力,g取。求:
(1)运动员从离开坡面到与坡面距离最大所经历的时间。
(2)运动员在a处的速度大小。
【答案】(1)1s (2)
【解析】
【小问1详解】
运动员从a处运动到b处,做平抛运动,根据平抛运动规律,竖直方向有
水平方向有
联立解得
当运动员的速度方向与坡面平行时,运动员离坡面距离最大,则
解得运动员从离开坡面到与坡面距离最大所经历的时间
【小问2详解】
由(1)问可知运动员在a处的速度大小为
13. 如图所示,一半径为R=0.5m的水平转盘可以绕着竖直轴转动,水平转盘中心O处有一个光滑小孔,用一根长为L=1m的细线穿过小孔将质量分别为、的小球A和小物块B连接.现让小球和水平转盘各以一定的角速度在水平面内转动起来,小物块B与水平转盘间的动摩擦因数,且始终处于水平转盘的边缘处与转盘相对静止,取,求:
(1)若小球A的角速度,细线与竖直方向的夹角;
(2)在满足(1)中的条件下,通过计算给出水平转盘角速度的取值范围,并在图中画出图像(假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,且规定沿半径指向圆心为正方向);
(3)在水平转盘角速度为(2)中的最大值的情况下,当小球A和小物块B转动至两者速度方向相反时,由于某种原因细线突然断裂,经过多长时间A和B的速度相互垂直.
(可能使用到的数据:,,,)
【答案】(1);(2), ;(3)
【解析】
【详解】(1)对小球A受力分析,由牛顿第二定律得
由几何关系知
解得
即
(2)绳子拉力
当物块B受到的最大静摩擦力指向圆心时,转盘最大
解得
当物块B受到的最大静摩擦力背离圆心时,转盘最小
解得
水平转盘角速度的取值范围为
(3)绳断后A、B均做平抛运动,设经时间t,A和B速度垂直,由平抛运动规律知此时A、B竖直方向速度均为
水平方向有
作图,由几何关系得
即
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静海一中2024-2025第二学期高一物理(3月)
学生学业能力调研试卷
第Ⅰ卷 基础题(共72分)
一、单项选择题:每小题5分,共25分。
1. 关于质点做曲线运动的描述中,正确的是( )
A. 曲线运动可能是匀速运动
B. 平抛运动是匀变速曲线运动
C. 质点做曲线运动时受到的合力一定是变力
D. 质点做曲线运动时速度的大小一定是时刻在变化的
2. 2024年6月25日,嫦娥六号完成人类首次月球背面采样任务后,其返回器采用“半弹道跳跃式”返回地球。返回器沿ABCDEF路径运动,如图所示,假设此过程返回器只受引力和空气作用,下列说法正确的是( )
A. 在B点的加速度竖直向下
B. 在C点的速度与A点的速度相同
C. 在D点速度方向沿切线方向
D. 在E点的速度方向一定与其所受合力方向相同
3. 洪涝灾害给百姓的生命财产安全造成巨大威胁。如图,某次洪灾中救援队利用摩托艇将被困人员由河此岸P点转移到彼岸安全地M点,轨迹如图虚线PM所示,PM与PQ夹角为,PQ连线与河岸QM垂直。若水的流速恒为,方向平行于河岸QM,转移过程中摩托艇在静水中的速度恒定(未知)。关于的可能值下列判断正确的是( )
A. 的最小值为 B. 的最小值为
C. 的最小值为 D. 一定小于
4. “山西刀削面”堪称天下一绝,如图所示,小面圈(可视为质点)从距离开水锅高为h处被水平削离,与锅沿的水平距离为L,锅的半径也为L。忽略空气阻力,且小面圈都落入锅中,重力加速度为g,则下列关于所有小面圈在空中运动的描述正确的是( )
A. 运动的时间与被抛出时的速度有关
B. 速度的变化量不相同
C. 落入锅中时,最大速度是最小速度3倍
D. 若小面圈刚被抛出时初速度为v0,则L<v0<3L
5. 如图所示,一光滑轻杆水平放置,左端固定在竖直转轴上,a、b为两个可视为质点的相同小球,穿在杆上,并用相同长度的细线分别将a与转轴上的O点连接,b球与a球连接。当轻杆绕轴在水平面内匀速转动时,则下列说法不正确的是( )
A. 水平方向上,a球受两个拉力的作用,b球受一个拉力的作用
B. 球的轨迹半径之比
C. 和两线的拉力大小之比为
D. 球的向心加速度大小之比
二、多项选择题:每小题5分,共15分。
6. 如图所示,小车A以速度v匀速向左运动,通过滑轮拖动物体B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B的速度可能大于物体A的速度
B. 上升过程中,物体B处于超重状态
C. 绳对物体B的拉力等于物体B的重力
D. 此时物体B的速度为
7. 投壶是由古代礼仪演化而来,非常盛行的一种文雅游戏。如图,某次投壶游戏时,两箭分别从高度为2l、l的a、b位置水平抛出,落地时水平位移分别为l、2l。忽略空气阻力,两箭都可以看做质点,下列说法正确的是( )
A. a、b两箭空中运动的位移相等
B. 若改变两箭抛出的先后顺序和时间间隔,两箭可能在空中相遇
C. 要想两箭落到同一点,a箭的初速度要变为原来的2倍
D. 落地时a箭速度偏角正切值为b箭速度偏角正切值的
8. 如图所示的传动装置中,、两轮固定在一起绕同一轴转动,、两轮用皮带传动,三个轮的半径关系是。若皮带不打滑,则、、三轮边缘、、三点的( )
A. 角速度之比为:: B. 周期之比为::
C. 线速度大小之比为:: D. 向心加速度之比为::
三、填空题:每空2分,共12分。
9. 某学习小组用实验探究“平抛运动规律”。
(1)在图1中用小锤敲击铁片,观察到A、B两个小球______,则说明平抛运动在竖直方向上做______运动。
(2)在图2中同时断电后P、Q两个小球同时沿着斜槽滚下,观察到P、Q两个小球撞在一起,则说明平抛运动在______方向上做______运动。
(3)图3是实验室内研究平抛运动装置。以下实验过程的一些做法,其中合理的有______。
A. 安装斜槽轨道,使其末端保持水平
B. 每次小球释放的初始位置可以任意选择
C. 每次小球应从同一位置由静止释放
(4)如图所示,利用频闪照相研究平抛运动。小球A由斜槽滚下从桌边缘水平抛出。当恰好离开桌边缘时,小球B同时下落,两球恰在位置4相碰(g取)。则:A球离开桌面时的速度为______m/s。
四、辨析题(每小题2分,共6分)
10. 关于基本概念,判断是否正确,对的表明√,不对的表明×,不对的改正。
(1)匀速圆周运动任意相同时间内速度改变量相同。( )
(2)平抛运动在某一时刻的速度方向与位移方向相同。( )
(3)火车在内外轨一样高轨道上转弯时内轨受挤压提供向心力。( )
五、解答题:(本大题共1小题,共14分)
11. 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等高,且与P点的距离为L。当飞镖以初速度垂直盘面瞄准P点水平抛出的同时,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)飞镖击中P点所需的时间;
(2)圆盘的半径r;
(3)圆盘转动角速度的可能值;
(4)关键环节分析:上述(3)的解题关键是什么?
第Ⅱ卷提高题(共25分)
12. 跳台滑雪是一种勇敢者的滑雪运动,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ab间的距离为,斜坡与水平方向的夹角为,不计空气阻力,g取。求:
(1)运动员从离开坡面到与坡面距离最大所经历的时间。
(2)运动员在a处的速度大小。
13. 如图所示,一半径为R=0.5m的水平转盘可以绕着竖直轴转动,水平转盘中心O处有一个光滑小孔,用一根长为L=1m的细线穿过小孔将质量分别为、的小球A和小物块B连接.现让小球和水平转盘各以一定的角速度在水平面内转动起来,小物块B与水平转盘间的动摩擦因数,且始终处于水平转盘的边缘处与转盘相对静止,取,求:
(1)若小球A的角速度,细线与竖直方向的夹角;
(2)在满足(1)中的条件下,通过计算给出水平转盘角速度的取值范围,并在图中画出图像(假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,且规定沿半径指向圆心为正方向);
(3)在水平转盘角速度为(2)中的最大值的情况下,当小球A和小物块B转动至两者速度方向相反时,由于某种原因细线突然断裂,经过多长时间A和B的速度相互垂直.
(可能使用到数据:,,,)
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