内容正文:
2025级高一下学期第一次质量检测物理试卷
考试范围:第五、六章;考试时间:75分钟;命题人:张充军
第Ⅰ卷(选择题)
一、单选题(每题4分,共28分)
1. 如图所示,“嫦娥号”探月卫星在由地球飞向月球时,沿曲线从M点向N点飞行的过程中,速度逐渐减小,在此过程中探月卫星所受合力方向可能是下列图中的( )
A. B.
C. D.
2. 关于曲线运动,下列说法不正确的是( )
A. 曲线运动一定是变速运动
B. 曲线运动的加速度可能不变
C. 曲线运动的速度大小一定变化
D. 在恒力作用下,物体可能做曲线运动
3. 如图所示,小车以速度匀速向右运动,通过滑轮拖动物体A上升,不计滑轮摩擦与绳子质量,当绳子与水平面夹角为时,下面说法正确的是( )
A. 物体A的速度大小为
B. 物体A的速度大小为
C. 物体A减速上升
D. 物体A处于超重状态
4. 某兴趣小组研究一遥控无人机的飞行运动,根据记录的数据作出该无人机运动的水平方向和竖直方向的图像,如图所示。下列说法正确的是( )
A. 无人机的加速度为
B. 无人机的初速度大小为
C. 无人机2s末速度大小为
D. 无人机初速度的方向与合外力方向垂直,做匀变速曲线运动
5. 如图所示,网球运动员训练时在同一高度的前后两个不同位置,将球斜向上打出,球恰好能垂直撞在竖直墙上的同一点。若两次网球从抛出到撞墙的时间分别为t1、t2,撞墙时的速度大小分别为v1、v2,不计空气阻力,则( )
A. t1>t2
B. v1<v2
C. 网球两次运动的速度变化量相同
D. 两次打出网球时沿轨迹1的初速度较小
6. 如图所示为太空漫步机,连接脚踏板的杆绕O点转动,A、B为杆上两点。在摆动时,A、B的角速度和线速度分别为、和、,则( )
A. B. C. D.
7. 随着物理学和数学的不断发展,中国在智能机器人的研发方面取得了突破性的进步,无论是在工业生产还是惠民生活以及军事领域都带来了巨大的便利。如图所示,两个智能机器人可以控制、两个小球按照需求从不同高度处水平抛出,忽略空气阻力,机器人模拟出两小球的运动轨迹的交点为,则下列说法正确的是( )
A. 若两小球同时落地,则必须要同时抛出
B. 若两小球同时落地,则必须先抛出球
C. 若两小球同时落地,球后经过点
D. 无论怎么抛出,两小球都不可能在空中相碰
二、多选题(每题6分,全选对得6分,选对但不全得3分,有错选不得分,共18分)
8. 跳台滑雪是一项勇敢者的运动,某运动员从跳台处沿水平方向飞出,在斜面上的处着陆,斜面与水平方向夹角为且足够长,不计空气阻力,下列说法正确的是( )
A. 运动员在空中相同时间内的速度变化相同
B. 若初速度变为原来一半,则下落高度也变为原来一半
C. 运动员落在处的速度与水平方向夹角为
D. 运动员在空中的运动速度方向与斜面平行时,与斜面之间的距离最大
9. 如图所示,分别是自行车的大齿轮、小齿轮和后轮的边缘上的三个点,到各自转动轴的距离分别为和。支起自行车后轮,在转动踏板的过程中,三点( )
A. 角速度大小关系是 B. 线速度大小关系是
C. 线速度之比是 D. 角速度之比是
10. 如图所示,半径为的竖直圆筒绕中心轴线以恒定的转速匀速转动。一子弹以水平速度沿圆筒直径方向从左侧射入圆筒,从右侧射穿圆筒后发现两弹孔在同一竖直线上且相距为,则圆筒转动的角速度可能为( )
A. B.
C. D.
第II卷(非选择题)
三、实验题(共14分)
11. 某同学采用如图甲所示的实验装置研究平抛运动规律,实验装置放置在水平桌面上,底板上的标尺可以测得水平位移。
(1)以下是实验过程中的一些做法,其中合理的有______。
A. 安装斜槽轨道,使其末端保持水平
B. 斜槽轨道必须光滑
C. 应选择质量较大,体积较小的小球
D. 每次小球应从同一高度由静止释放
E. 每次释放小球时的位置越高,实验效果越好
(2)若某次实验时,小球抛出点距底板的高度为,水平位移为,重力加速度为,则小球的平抛初速度为______(用、、表示)。
(3)如图乙所示,用一张印有小方格的纸记录轨迹,以点为坐标原点,当地重力加速度取,小方格的边长。若小球在平抛运动途中的几个位置如图中的、、、所示,则小球平抛的初速度______,小球到达点时的速度为______。
12. 一同学通过图甲所示的装置探究物体做圆周运动的向心力与质量、轨道半径及线速度的关系。滑块套在光滑水平杆上,随杆一起绕竖直杆做匀速圆周运动,力传感器通过一细绳连接滑块,用来测量向心力的大小,滑块上固定一遮光片,与固定在铁架台上的光电门可测量滑块的线速度。该同学先保持滑块质量和运动半径不变,探究向心力大小与线速度大小的关系。
(1)该同学采用的实验方法主要是______;(填正确答案标号)
A. 等效替代法 B. 理想模型法 C. 控制变量法
(2)该同学通过改变转速测量多组数据,记录力传感器示数,算出对应的线速度及的数值,以为横轴,为纵轴,作出图线,如图乙所示,图线斜率的物理意义是______。若滑块运动半径,由图线可得滑块的质量______(保留2位有效数字)。
四、解答题(共40分)
13. 将一小球从距地面高处以的水平初速度抛出,不计空气阻力,。求:
(1)小球在空中运动的时间;
(2)小球落地点与抛出点的水平距离;
(3)小球落地时的速度大小和方向。
14. 在某次山地测试中,战斗机以v0=3m/s的速度沿水平方向投放了一枚炸弹,炸弹正好垂直击中山坡上的目标,山坡的倾角为37°,如图所示,不计空气阻力。sin53°=0.8,cos53°=0.6,g取10m/s2,求:
(1)炸弹在空中飞行的时间;
(2)炸弹竖直方向下落的距离与水平方向通过的距离之比。
15. 如图所示是一游乐转筒的模型图,它是一个半径为1m的直圆筒,可绕中间的竖直轴转动,质量为50kg的小明背靠圆筒壁站立并随筒一起以每分钟30圈的转速转动,其脚下的踏板突然脱落,小明没有掉下来(取,),求:
(1)小明随筒一起转动的角速度、线速度的大小;
(2)转筒对小明的作用力;
(3)若小明与转筒之间动摩擦因数为0.4,转筒转动的角速度至少多大时小明才不会掉下来。
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2025级高一下学期第一次质量检测物理试卷
考试范围:第五、六章;考试时间:75分钟;命题人:张充军
第Ⅰ卷(选择题)
一、单选题(每题4分,共28分)
1. 如图所示,“嫦娥号”探月卫星在由地球飞向月球时,沿曲线从M点向N点飞行的过程中,速度逐渐减小,在此过程中探月卫星所受合力方向可能是下列图中的( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】探月卫星沿曲线从M点向N点飞行的过程中,做曲线运动,必有力提供向心力,且所受合力方向指向轨迹凹侧,由于探月卫星飞行过程中减速,且速度方向沿轨迹的切线方向,所以该过程中探月卫星所受的合力与速度方向的夹角要大于90°。
故选D。
2. 关于曲线运动,下列说法不正确的是( )
A. 曲线运动一定是变速运动
B. 曲线运动的加速度可能不变
C. 曲线运动的速度大小一定变化
D. 恒力作用下,物体可能做曲线运动
【答案】C
【解析】
【详解】A.曲线运动中速度方向时刻变化,速度矢量必然变化,因此一定是变速运动,故A正确;
B.曲线运动的加速度可以保持不变,例如平抛运动中加速度恒为重力加速度,故B正确;
C.曲线运动的速度大小不一定变化,例如匀速圆周运动中速度大小恒定,故C错误;
D.在恒力作用下,如果力的方向与初速度方向不共线,物体可能做曲线运动(如平抛运动),故D正确。
本题选不正确的,故选C。
3. 如图所示,小车以速度匀速向右运动,通过滑轮拖动物体A上升,不计滑轮摩擦与绳子质量,当绳子与水平面夹角为时,下面说法正确的是( )
A. 物体A的速度大小为
B. 物体A的速度大小为
C. 物体A减速上升
D. 物体A处于超重状态
【答案】D
【解析】
【详解】将小车的速度沿绳和垂直绳方向分解
AB.则物体A的速度与小车的速度沿绳方向的分速度大小相等,即vA=vcosθ,故AB错误;
CD.小车向右的速度v不变,θ减小,cosθ增大,故vA增大,物体A加速上升,处于超重状态,故C错误,D正确。
故选D。
4. 某兴趣小组研究一遥控无人机的飞行运动,根据记录的数据作出该无人机运动的水平方向和竖直方向的图像,如图所示。下列说法正确的是( )
A. 无人机的加速度为
B. 无人机的初速度大小为
C. 无人机2s末速度大小为
D. 无人机初速度的方向与合外力方向垂直,做匀变速曲线运动
【答案】D
【解析】
【详解】A.v-t图像的斜率表示物体的加速度,由vx-t图可知即
y方向,可知无人机的加速度为1.5m/s2,故A错误;
B.t=0时,vx=0,vy=4m/s,,因而初速度v0=4m/s,故B错误;
C.2s末,vx=3m/s,vy=4m/s,合速度,故C错误;
D.由于初速度v0=4m/s,且沿y方向;加速度a=1.5m/s2,且沿x方向,初速度方向与加速度方向垂直,故物体做匀变速曲线运动,故D正确。
故选D。
5. 如图所示,网球运动员训练时在同一高度的前后两个不同位置,将球斜向上打出,球恰好能垂直撞在竖直墙上的同一点。若两次网球从抛出到撞墙的时间分别为t1、t2,撞墙时的速度大小分别为v1、v2,不计空气阻力,则( )
A. t1>t2
B. v1<v2
C. 网球两次运动的速度变化量相同
D. 两次打出网球时沿轨迹1的初速度较小
【答案】C
【解析】
【详解】A.把网球的运动看成逆向的平抛运动,竖直方向有
由于高度相同,所以从打出到撞墙,1、2两轨迹的网球在空中运动的时间相等,即,故A错误;
B.水平方向,由于沿1轨迹网球的水平位移较大,则沿1轨迹网球的水平分速度较大,即1轨迹网球击中墙时的速度较大,即,故B错误;
C.速度变化量为
由于网球在空中运动的时间相等,则两次运动的速度变化量相同,故C正确;
D.打出网球时的速度大小为
沿1轨迹网球的水平分速度较大,则沿1轨迹网球打出时的初速度比沿2轨迹打出时的初速度大,故D错误。
故选C。
6. 如图所示为太空漫步机,连接脚踏板的杆绕O点转动,A、B为杆上两点。在摆动时,A、B的角速度和线速度分别为、和、,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】A、B两点同轴转动,则角速度相等,即;
因,根据,可知。
故选C
7. 随着物理学和数学的不断发展,中国在智能机器人的研发方面取得了突破性的进步,无论是在工业生产还是惠民生活以及军事领域都带来了巨大的便利。如图所示,两个智能机器人可以控制、两个小球按照需求从不同高度处水平抛出,忽略空气阻力,机器人模拟出两小球的运动轨迹的交点为,则下列说法正确的是( )
A 若两小球同时落地,则必须要同时抛出
B. 若两小球同时落地,则必须先抛出球
C. 若两小球同时落地,球后经过点
D. 无论怎么抛出,两小球都不可能在空中相碰
【答案】C
【解析】
【详解】AB.小球在竖直方向上做自由落体运动,根据
解得
由图可知a球的抛出点高度大于b球的抛出点高度,所以a球的落地时间长,若两小球同时落地,则a球必须先抛出,故AB错误;
C.若两小球同时落地,设落地时刻为T,Q点离地高度为h,a球经过Q点时,已下落高度,竖直分速度
b球经过Q点时,已下落高度,竖直分速度
因为,可知,从Q点到落地,两球竖直位移均为h,则有
初速度越大,所用时间t越短,所以a球从Q点落地的时间小于b球从Q点落地的时间,a球经过Q点的时刻为,b球经过Q点的时刻为,又因为
可知,即a球后经过Q点,故C正确;
D.两球轨迹相交于Q点,说明空间位置重合a球到达Q点所需时间
b球到达Q点所需时间
因为,所以,若a球先抛出,且时间差,则两球可以同时到达Q点而在空中相碰,故D错误。
故选C。
二、多选题(每题6分,全选对得6分,选对但不全得3分,有错选不得分,共18分)
8. 跳台滑雪是一项勇敢者的运动,某运动员从跳台处沿水平方向飞出,在斜面上的处着陆,斜面与水平方向夹角为且足够长,不计空气阻力,下列说法正确的是( )
A. 运动员在空中相同时间内的速度变化相同
B. 若初速度变为原来一半,则下落高度也变为原来一半
C. 运动员落在处的速度与水平方向夹角为
D. 运动员在空中的运动速度方向与斜面平行时,与斜面之间的距离最大
【答案】AD
【解析】
【详解】A.运动员在空中运动时,加速度为向下的g,根据可知,相同时间内的速度变化相同,故A正确;
B.根据平抛运动规律有
解得
下落高度
可知若初速度变为原来一半,则下落高度也变为原来的,故B错误;
C.运动员落在B处的速度与水平方向夹角为,故C错误;
D.运动员在空中的运动速度方向与斜面平行时,垂直斜面方向的速度为零,此时与斜面之间的距离最大,故D正确。
故选AD。
9. 如图所示,分别是自行车的大齿轮、小齿轮和后轮的边缘上的三个点,到各自转动轴的距离分别为和。支起自行车后轮,在转动踏板的过程中,三点( )
A. 角速度大小关系是 B. 线速度大小关系是
C. 线速度之比是 D. 角速度之比是
【答案】AC
【解析】
【详解】大齿轮与小齿轮是同缘传动,边缘点线速度相等,则有
根据
则有
小齿轮与后轮是同轴传动,角速度相等,则有
根据
则有
所以角速度大小关系是
即
线速度大小关系是
即
故选AC。
10. 如图所示,半径为的竖直圆筒绕中心轴线以恒定的转速匀速转动。一子弹以水平速度沿圆筒直径方向从左侧射入圆筒,从右侧射穿圆筒后发现两弹孔在同一竖直线上且相距为,则圆筒转动的角速度可能为( )
A. B.
C. D.
【答案】AC
【解析】
【详解】子弹做平抛运动,在竖直方向上
可得子弹在圆筒中运动的时间
因子弹从右侧射穿圆筒后发现两弹孔在同一竖直线上,则圆筒转过的角度为(,,)
则圆筒转动的角速度为
当时,可得
当时,可得
当时,可得
当时,可得
故选AC。
第II卷(非选择题)
三、实验题(共14分)
11. 某同学采用如图甲所示的实验装置研究平抛运动规律,实验装置放置在水平桌面上,底板上的标尺可以测得水平位移。
(1)以下是实验过程中的一些做法,其中合理的有______。
A. 安装斜槽轨道,使其末端保持水平
B. 斜槽轨道必须光滑
C. 应选择质量较大,体积较小的小球
D. 每次小球应从同一高度由静止释放
E. 每次释放小球时的位置越高,实验效果越好
(2)若某次实验时,小球抛出点距底板的高度为,水平位移为,重力加速度为,则小球的平抛初速度为______(用、、表示)。
(3)如图乙所示,用一张印有小方格的纸记录轨迹,以点为坐标原点,当地重力加速度取,小方格的边长。若小球在平抛运动途中的几个位置如图中的、、、所示,则小球平抛的初速度______,小球到达点时的速度为______。
【答案】(1)ACD (2)
(3) ①. 2##2.0 ②. 2.5
【解析】
【小问1详解】
A.保证斜槽轨道末端水平,以便于小球初速度沿水平方向,故A正确;
B.小球在轨道上运动时摩擦力不会影响其速度方向,实验不需要研究小球下落高度与抛出时的速度大小之间的关系,只要保证每次从同一位置开始下落,小球抛出时速度大小相同就行,故斜槽轨道不必光滑,B错误;
C.应选择质量较大,体积较小的小球,可以减少空气阻力影响,故C正确;
D.每次实验小球都从同一高度释放,小球从斜槽末端飞出时速度相等,保证每一次实验小球的运动轨迹相同,故D正确;
E.为了保证小球飞出时速度大小适当,释放的位置不能太高或太低,故E错误。
故选ACD。
【小问2详解】
小球做平抛运动,竖直方向有
水平方向有
联立解得小球的平抛初速度为
【小问3详解】
[1]竖直方向相等时间内位移差
解得
小球平抛的初速度
[2]由匀变速直线运动规律可知,b点竖直方向速度大小
小球到达点时的速度为
12. 一同学通过图甲所示的装置探究物体做圆周运动的向心力与质量、轨道半径及线速度的关系。滑块套在光滑水平杆上,随杆一起绕竖直杆做匀速圆周运动,力传感器通过一细绳连接滑块,用来测量向心力的大小,滑块上固定一遮光片,与固定在铁架台上的光电门可测量滑块的线速度。该同学先保持滑块质量和运动半径不变,探究向心力大小与线速度大小的关系。
(1)该同学采用的实验方法主要是______;(填正确答案标号)
A. 等效替代法 B. 理想模型法 C. 控制变量法
(2)该同学通过改变转速测量多组数据,记录力传感器示数,算出对应的线速度及的数值,以为横轴,为纵轴,作出图线,如图乙所示,图线斜率的物理意义是______。若滑块运动半径,由图线可得滑块的质量______(保留2位有效数字)。
【答案】(1)C (2) ①. ②. 0.20
【解析】
【小问1详解】
探究物体做圆周运动的向心力与质量、轨道半径及线速度的关系,先控制其中两个物理量不变,探究向心力与另一个物理量的关系;采用的实验方法主要是控制变量法。
故选C。
【小问2详解】
[1]根据向心力表达式
可知图线斜率的物理意义是。
[2]由图可得图线斜率为
若滑块运动半径,解得滑块的质量为
四、解答题(共40分)
13. 将一小球从距地面高处以的水平初速度抛出,不计空气阻力,。求:
(1)小球在空中运动的时间;
(2)小球落地点与抛出点的水平距离;
(3)小球落地时的速度大小和方向。
【答案】(1)
2s (2)
20m (3)
速度大小为10√5m/s(或约22.4m/s),方向与水平方向夹角为arctan2(或约63.4°)斜向下
【解析】
【小问1详解】
竖直方向由
解得
【小问2详解】
水平方向有
【小问3详解】
落地前瞬间竖直方向的分速度为
小球落地时的速度大小
方向斜向下与水平方向夹角的正切值为
14. 在某次山地测试中,战斗机以v0=3m/s的速度沿水平方向投放了一枚炸弹,炸弹正好垂直击中山坡上的目标,山坡的倾角为37°,如图所示,不计空气阻力。sin53°=0.8,cos53°=0.6,g取10m/s2,求:
(1)炸弹在空中飞行的时间;
(2)炸弹竖直方向下落的距离与水平方向通过的距离之比。
【答案】(1)0.4s
(2)
【解析】
【小问1详解】
炸弹正好垂直击中山坡上的目标,炸弹水平方向与竖直方向的速度之比为
解得炸弹在空中飞行的时间为
【小问2详解】
炸弹水平方向做匀速运动,竖直方向做自由落体运动,则
即炸弹竖直方向下落的距离与水平方向通过的距离之比
15. 如图所示是一游乐转筒的模型图,它是一个半径为1m的直圆筒,可绕中间的竖直轴转动,质量为50kg的小明背靠圆筒壁站立并随筒一起以每分钟30圈的转速转动,其脚下的踏板突然脱落,小明没有掉下来(取,),求:
(1)小明随筒一起转动的角速度、线速度的大小;
(2)转筒对小明的作用力;
(3)若小明与转筒之间动摩擦因数为0.4,转筒转动的角速度至少多大时小明才不会掉下来。
【答案】(1),
(2),方向与水平方向成45°斜向上
(3)
【解析】
【小问1详解】
以每分钟30圈的转速转动,则转筒的转速为
小明随筒一起转动的角速度为
线速度大小为
【小问2详解】
小明随转筒旋转时受三个力:重力、筒壁对他的支持力和静摩擦力,如图所示
转筒对小明的作用力是筒壁对他的支持力 FN和静摩擦力 Ff的合力,其中,
则转筒对小明的作用力大小为
方向与水平方向成 45°斜向上。
【小问3详解】
要使乘客随筒一起转动而不掉下来,筒壁对他的最大静摩擦力应至少等于重力,乘客做圆周运动的向心力由筒壁对他的支持力来提供,则有,,
联立解得转筒转动的角速度至少为
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