精品解析：安徽省安庆市安庆九一六高级中学2024-2025学年高一下学期3月月考物理试卷

九一六学校2024-2025学年度第二学期 高一年级3月月考物理试卷 本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，满分100分，考试时间75分钟。 第Ⅰ卷（选择题，共44分） 一、单项选择题 （共8小题，每小题4分，共32分） 1. 据史料记载，走马灯（如图甲所示）的历史起源于隋唐时期，盛行于宋代，常见于除夕、元宵、中秋等节日。简化的模型如图乙所示，竖直放置的走马灯绕竖直转轴转动，A、B两点到转轴的距离不同，用、v、T、a分别表示角速度、线速度、周期、向心加速度的大小。走马灯以某一恒定角速度绕竖直转轴转动时，下列关系正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】A．因为A、B两点同轴转动，则角速度相同，即，故A错误； B．根据，因为，则，故B错误； C．由向心加速度公式，可得，故C正确； D．由周期公式，可得，故D错误。 故选C。 2. 如图所示，一圆盘可绕过圆盘的中心O且垂直于盘面的竖直轴转动，在圆盘上放一小木块（视为质点），它随圆盘一起做匀速圆周运动。关于木块的受力，下列说法正确的是（　　） A. 受重力、支持力和向心力 B. 所受摩擦力的方向指向圆心 C. 所受合力为零 D. 所受摩擦力的方向与木块运动的方向相反 【答案】B 【解析】 【详解】A．对木块进行受力分析可知，木块受重力、支持力和摩擦力的作用，由于向心力为效果力，需要其它力来提供，不能说物体受到向心力，故A错误； BCD．在竖直方向上，木块受到的重力和支持力为平衡力。在水平方向上，由于木块有沿半径向外滑动的趋势，摩擦力方向指向圆心，由摩擦力提供木块做圆周运动的向心力，因此木块所受合力不为零，故B正确，CD错误。 故选B。 3. 如图，两点分别位于大、小轮的边缘上，大轮的半径是小轮的2倍，它们之间靠摩擦传动，接触面上没有滑动。在上，且距离是距离的两倍。则关于两点角速度、线速度、向心加速度的关系正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】根据传动装置中，边缘的线速度相等，则有 同轴的圆周上，角速度相等，即有 设，则由图可知， 结合线速度与角速度的关系，则有 同理可得 解得 又因为 所以 故选B。 4. 如图，直杆OA的O端抵在墙角，A端始终靠在物块右侧的光滑竖直侧壁上，可以沿着侧壁滑动。用外力使物块向左运动时，直杆上的A点会在竖直面内运动，其轨迹为圆，圆心在O点。若当直杆与水平方向夹角为时A点的速度大小为v，则该时刻物块的速度大小为（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】如下图，将A点的速度分解： 根据运动的合成与分解可知，接触点A的实际运动、即合运动为在A点垂直于杆的方向的运动，该运动由水平向左的分运动和竖直向下的分速度组成，所以该时刻物块的速度大小为v1=v sinθ 故选C。 5. 在空中沿水平向右做匀速直线运动的飞机，沿途连续漏出沙子。若不计空气阻力，则下列图中能反映沙子在空中排列的几何图形是（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】飞机在空中沿水平向右做匀速直线运动，则沿途连续漏出沙子在水平方向做匀速直线运动，竖直方向做自由落体运动，形成一条竖直的直线，故A图能反映沙子在空中排列的几何图形。 故选A。 6. 如图所示，让装有水的玻璃杯绕过其侧面的竖直轴匀速转动，杯中液面形状可能正确的是 （　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】对水面上一个质量很小的水滴m受力分析，因受竖直向下的重力和水面对水滴的作用力，两个力的合力充当向心力，因向心力沿水平方向指向转轴，可知水面对水滴的作用力应该斜向上方，设与竖直方向夹角为θ，则由牛顿第二定律 可知 因r越大，则θ越大，可知水面的形状为C的形状。 故选C。 7. 如图所示，漏斗状容器绕竖直对称轴匀速转动，倾斜侧壁的倾角为。物块放在容器的倾斜侧壁上，在容器转动的角速度缓慢增大的过程中，物块始终能相对于容器静止。则在这一过程中，下列说法正确的是（ ） A. 倾斜侧壁对物块的支持力大小一定保持不变 B. 倾斜侧壁对物块的支持力大小可能先增大后减小 C. 倾斜侧壁对物块的摩擦力大小一定一直减小 D. 倾斜侧壁对物块的摩擦力大小可能先减小后增大 【答案】D 【解析】 【详解】对物块P列圆周运动的方程，则有 可解得 所以随着角速度的增加，支持力在缓慢变大，而摩擦力先减小再反向增加。 故选D。 8. 如图所示，工厂生产流水线上的工件以3m/s的速度连续不断地向右匀速运动，在切割工序的P处，割刀的速度为6m/s（相对地）。为了使割下的工件都成规定尺寸的矩形，关于割刀相对工件的速度大小和方向，下列判断正确的是（　　） A. 大小为3m/s，方向与工件的边界成60°角 B. 大小为3m/s，方向与工件的边界垂直 C. 大小为3m/s，方向与工件的边界成60°角 D. 大小为3m/s，方向与工件的边界垂直 【答案】B 【解析】 【详解】AC．为了使割下的工件都成规定尺寸的矩形，割刀相对工件的速度方向必须和工件的边界垂直，故AC错误； BD．割刀相对工件的速度和工件的速度都是分速度，割刀相对地的速度是合速度，所以割刀相对工件的速度大小为 故B正确，D错误。 故选B。 二、多项选择题 （共2小题，每小题6分，共12分，全部选对得6分，选对但不全的得3分） 9. 钢架雪车是一项精彩刺激的冬奥会比赛项目，运动员从起跑区推动雪车起跑后俯卧在雪车上，经出发区、滑行区和减速区等一系列直道、弯道后到达终点，用时少者获胜。图（a）是比赛中一名运动员通过滑行区某弯道时的照片。假设可视为质点的运动员和车的总质量为m，其在弯道P处做水平面内圆周运动可简化为如图（b）所示模型，车在P处的速率为v，弯道表面与水平面成角，此时车相对弯道无侧向滑动，不计摩擦阻力和空气阻力，重力加速度大小为g。下列说法正确的是（　　） A. 在P处车对弯道的压力大小为 B. 在P处运动员和车的向心加速度大小为 C. 在P处运动员和车做圆周运动的半径为 D. 若雪车在更靠近轨道内侧的位置无侧滑通过该处弯道，则速率比原来大 【答案】AB 【解析】 【详解】A．对人和车受力分析，如图所示 根据几何关系可知 根据牛顿第三定律，车对弯道的压力大小为 故A正确； BC．根据牛顿第二定律可得 解得 ， 故B正确，C错误； D．若人滑行的位置更加靠近轨道内侧，则圆周运动的半径减小，根据 可知，当圆周运动的半径减小，则其速率比原来小，故D错误。 故选AB。 10. 河面宽度为90m，河水流速为，小船在静水中的速度恒为，则下列说法正确的是（　　） A. 小船渡河的最短位移大于90m B. 若小船船头始终与河岸垂直，渡河位移最小 C. 若要使小船渡河位移最短，则需使船头与上游河岸的夹角为 D. 若小船船头始终与河岸成某一角度，河水流速突然增大，渡河所需时间不变 【答案】CD 【解析】 【详解】A．因为小船在静水中的速度大于河水流速，所以小船可以垂直河岸渡河，最短位移为90m，选项A错误； B．若小船的船头始终与河岸垂直，渡河所需时间最短，渡河位移不是最小，选项B错误； C．设船头与上游河岸的夹角为，如图所示，则有 解得 C正确； D．根据运动的独立性，渡河途中河水流速突然增大，因小船在静水中的速度恒为，则渡河所需时间不变，选项D正确。 故选CD。 第Ⅱ卷（非选择题，共56分） 三、实验题（本题共2小题，每空2分，共16分） 11. 某同学利用如图甲所示的向心力演示器探究小球做圆周运动的向心力与质量、运动半径和角速度之间的关系。 （1）本实验主要采用的物理学研究方法是_________。 A. 理想实验法 B. 放大法 C. 控制变量法 D. 等效替代 （2）用如图甲实验装置探究向心力大小与质量、角速度、半径的关系时，用两个质量相等的小球放在位置。匀速转动时，若左边标尺露出1格，右边标尺露出4格（如图乙所示），则皮带连接的左、右轮塔半径之比为_________（小球受到的弹力与标尺露出的格子数成正比）。 （3）某物理兴趣小组利用力传感器和光电门改进了实验方案，探究向心力大小与角速度关系的装置如图丙所示。电动机的竖直转轴上，固定有光滑水平直杆，直杆上距转轴中心处固定有宽度为的竖直遮光条，。水平直杆上套有一质量为的物块，物块与固定在转轴上的力传感器通过细线连接，细线的长度为。当物块随水平直杆匀速转动时，细线拉力的大小可由力传感器测得，遮光杆经过光电门的时间可由光电计时器测得。 保持物块的质量和细线的长度不变，记录经过光电门时力传感器示数和遮光时间，得到多组实验数据后，作出力传感器示数与的关系图像是一条过原点的倾斜直线，如图丁所示。表明向心力与_______（选填“角速度”“角速度的平方”或“角速度的平方根”）成正比，直线的斜率等于_________（用和表示）。 【答案】（1）C （2） （3） ①. 角速度的平方 ②. 【解析】 【小问1详解】 本实验通过控制小球质量m、运动半径r和角速度ω这三个物理量中两个量相同，探究向心力F与另一个物理量之间的关系，采用的主要实验方法为控制变量法。 故选C。 【小问2详解】 根据可知皮带连接的左、右轮塔的角速度之比为，结合可知皮带连接的左、右轮塔半径之比为。 【小问3详解】 [1][2]由于d和Δt都很小，所以可用Δt时间内的平均速度来表示挡光杆的线速度，即 所以挡光杆的角速度为 、均为常数，与的关系图像是一条过原点的倾斜直线，即表示表明向心力与角速度的平方成正比，根据 可得 即直线的斜率 12. 如图所示为桶装水的电动抽水器，某实验小组欲使用平抛运动的规律来测量该抽水器的流量Q（单位时间流出水的体积），题中物理量单位均为国际单位制单位。 （1）测量抽水器出水管内径（直径）d，调节管口方向，使其________（选填“水平”或“竖直”）。 （2）启动抽水器后水均匀从管口水平射出，待水流速稳定后，测出管口到落地点的高度差为h，水平距离为L，已知重力加速度大小为g，则出水口处水流速度大小________m/s（用题给字母表示）。 （3）该抽水器的流量________（用d、L、g、h表示），若用水杯接水，经过实际验证发现接满一杯水所用的时间总比通过计算得出的时间短，请写出可能的理由：________（写出一条即可）。 【答案】（1）水平 （2） （3） ①. ②. 高度h测量偏大，水平距离L测量偏小，内径d测量偏小 【解析】 【小问1详解】 为保证水做平抛运动，抽水机抽出的水的初速度要沿水平方向，故应调节管口，使其水平。 【小问2详解】 由， 联立可得 【小问3详解】 [1]该抽水器的流量 [2]实际接满一杯水所用时间总比通过计算得出的时间短，说明计算的流量值偏小，则可能的理由：高度h测量偏大，水平距离L测量偏小，内径d测量偏小。 四、计算题（3小题，第13小题12分，第14小题14分，第15小题14分） 13. 如图所示，质量为m的小滑块静止在足够大的粗糙水平转盘上，一根长为L的细线一端连接在滑块上，另一端连接在圆盘竖直转轴上的A点，细线刚好伸直时与竖直方向的夹角，重力加速度为g，使转盘绕转轴在水平面内转动，并缓慢增大转动的角速度，滑块与转盘间的动摩擦因数为0.6，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，求： （1）当为多少时，绳子恰好有拉力大小； （2）当为多少时，滑块恰好与转盘脱离； （3）当时，细线恰好断裂，滑块在圆盘上的落点与转轴的距离为多少。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 根据最大静摩擦力等于向心力可得 解得 【小问2详解】 滑块恰好脱离转盘时滑块与转盘作用力为0，则 解得 【小问3详解】 当时滑块已脱离转盘，设细线与转轴夹角， 解得 所以 此时小球离转盘高度 小球线速度 细线断裂后小球作平抛运动， 解得， 联立上式解得 14. 某人站在水平地面上，手握不可伸长的轻绳一端，绳的另一端系有质量为m的小球，使球在竖直平面内以手为圆心做圆周运动。当球某次运动到最低点时，绳恰好受到所能承受的最大拉力被拉断，球以绳断时的速度水平飞出，通过水平距离d后落地。已知握绳的手离地面高度为d，手与球之间的绳长为，重力加速度为g，忽略空气阻力。 （1）绳能承受的最大拉力是多少？ （2）保持手的高度不变，改变绳长，使球重复上述运动，若绳仍在球运动到最低点时达到最大拉力被拉断，要使球抛出的水平距离最大，绳长应是多少？最大水平距离是多少？ 【答案】（1） （2）， 【解析】 【小问1详解】 设绳断时球速度为v，做平抛运动的飞行时间为t，由平抛运动知识可得 水平方向 竖直方向 联立解得 设绳最大拉力为F，当绳被拉断时 由牛顿第二定律得 解得 【小问2详解】 改变绳长时，设绳长为r，绳拉断时球速度为v1，小球做平抛运动飞行时间为t1，由平抛运动知识可得 水平方向 竖直方向 绳能承受的最大拉力不变 由牛顿第二定律得 联立并结合数学知识可得 当，即绳长时 小球抛出的最大水平距离为 15. 如图所示，竖直平面内有一圆弧管道，其半径为，质量的小球从平台边缘的A处以初速度水平射出，恰能沿圆弧管道上P点的切线方向进入管道内侧，管道半径OP与竖直线的夹角为，，，g取。试求： （1）小球从平台上的A点射出到P点的水平距离； （2）如果小球沿管道通过圆弧的最高点Q时的速度大小为3m/s，则小球运动到Q点时对轨道的压力； （3）如果小球与管道的摩擦不同，从最高点Q飞出速度范围为0~3m/s的小球，小球直接落在地面上最近的点为M，最远的点为N，求MN的距离.（计算结果可用根号表示）。 【答案】（1）；（2），方向竖直向上；（3） 【解析】 【详解】（1）因为小球恰能沿圆弧管道上P点的切线方向进入管道内侧，则 解得 小球平抛的时间为 小球从平台上的A点射出到P点的水平距离为 （2）小球到达Q时，速度为 设小球受到的弹力向下，根据牛顿第二定律可得 解得 由牛顿第三定律可知，小球通过管道的最高点Q时对管道的压力大小为，方向竖直向上。 （3）小球从Q点到地面做平抛运动，设小球在Q点速度为时，刚好经过P点落到地面上，则竖直方向有 解得 水平方向有 小球从Q点到地面过程，竖直方向有 解得 水平方向有 则小球落在地面上最近点M与最远点N为的距离为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 九一六学校2024-2025学年度第二学期 高一年级3月月考物理试卷 本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，满分100分，考试时间75分钟。 第Ⅰ卷（选择题，共44分） 一、单项选择题 （共8小题，每小题4分，共32分） 1. 据史料记载，走马灯（如图甲所示）的历史起源于隋唐时期，盛行于宋代，常见于除夕、元宵、中秋等节日。简化的模型如图乙所示，竖直放置的走马灯绕竖直转轴转动，A、B两点到转轴的距离不同，用、v、T、a分别表示角速度、线速度、周期、向心加速度的大小。走马灯以某一恒定角速度绕竖直转轴转动时，下列关系正确的是（　　） A. B. C. D. 2. 如图所示，一圆盘可绕过圆盘的中心O且垂直于盘面的竖直轴转动，在圆盘上放一小木块（视为质点），它随圆盘一起做匀速圆周运动。关于木块的受力，下列说法正确的是（　　） A. 受重力、支持力和向心力 B. 所受摩擦力的方向指向圆心 C. 所受合力为零 D. 所受摩擦力的方向与木块运动的方向相反 3. 如图，两点分别位于大、小轮的边缘上，大轮的半径是小轮的2倍，它们之间靠摩擦传动，接触面上没有滑动。在上，且距离是距离的两倍。则关于两点角速度、线速度、向心加速度的关系正确的是（　　） A. B. C. D. 4. 如图，直杆OA的O端抵在墙角，A端始终靠在物块右侧的光滑竖直侧壁上，可以沿着侧壁滑动。用外力使物块向左运动时，直杆上的A点会在竖直面内运动，其轨迹为圆，圆心在O点。若当直杆与水平方向夹角为时A点的速度大小为v，则该时刻物块的速度大小为（　　） A. B. C. D. 5. 在空中沿水平向右做匀速直线运动的飞机，沿途连续漏出沙子。若不计空气阻力，则下列图中能反映沙子在空中排列的几何图形是（　　） A. B. C. D. 6. 如图所示，让装有水的玻璃杯绕过其侧面的竖直轴匀速转动，杯中液面形状可能正确的是 （　　） A. B. C. D. 7. 如图所示，漏斗状容器绕竖直对称轴匀速转动，倾斜侧壁的倾角为。物块放在容器的倾斜侧壁上，在容器转动的角速度缓慢增大的过程中，物块始终能相对于容器静止。则在这一过程中，下列说法正确的是（ ） A. 倾斜侧壁对物块的支持力大小一定保持不变 B. 倾斜侧壁对物块的支持力大小可能先增大后减小 C. 倾斜侧壁对物块的摩擦力大小一定一直减小 D. 倾斜侧壁对物块的摩擦力大小可能先减小后增大 8. 如图所示，工厂生产流水线上的工件以3m/s的速度连续不断地向右匀速运动，在切割工序的P处，割刀的速度为6m/s（相对地）。为了使割下的工件都成规定尺寸的矩形，关于割刀相对工件的速度大小和方向，下列判断正确的是（　　） A. 大小为3m/s，方向与工件的边界成60°角 B. 大小为3m/s，方向与工件的边界垂直 C. 大小为3m/s，方向与工件的边界成60°角 D. 大小为3m/s，方向与工件的边界垂直 二、多项选择题 （共2小题，每小题6分，共12分，全部选对得6分，选对但不全的得3分） 9. 钢架雪车是一项精彩刺激的冬奥会比赛项目，运动员从起跑区推动雪车起跑后俯卧在雪车上，经出发区、滑行区和减速区等一系列直道、弯道后到达终点，用时少者获胜。图（a）是比赛中一名运动员通过滑行区某弯道时的照片。假设可视为质点的运动员和车的总质量为m，其在弯道P处做水平面内圆周运动可简化为如图（b）所示模型，车在P处的速率为v，弯道表面与水平面成角，此时车相对弯道无侧向滑动，不计摩擦阻力和空气阻力，重力加速度大小为g。下列说法正确的是（　　） A. 在P处车对弯道的压力大小为 B. 在P处运动员和车的向心加速度大小为 C. 在P处运动员和车做圆周运动的半径为 D. 若雪车在更靠近轨道内侧的位置无侧滑通过该处弯道，则速率比原来大 10. 河面宽度为90m，河水流速为，小船在静水中的速度恒为，则下列说法正确的是（　　） A. 小船渡河的最短位移大于90m B. 若小船船头始终与河岸垂直，渡河位移最小 C. 若要使小船渡河位移最短，则需使船头与上游河岸的夹角为 D. 若小船船头始终与河岸成某一角度，河水流速突然增大，渡河所需时间不变 第Ⅱ卷（非选择题，共56分） 三、实验题（本题共2小题，每空2分，共16分） 11. 某同学利用如图甲所示的向心力演示器探究小球做圆周运动的向心力与质量、运动半径和角速度之间的关系。 （1）本实验主要采用的物理学研究方法是_________。 A. 理想实验法 B. 放大法 C. 控制变量法 D. 等效替代 （2）用如图甲实验装置探究向心力大小与质量、角速度、半径的关系时，用两个质量相等的小球放在位置。匀速转动时，若左边标尺露出1格，右边标尺露出4格（如图乙所示），则皮带连接的左、右轮塔半径之比为_________（小球受到的弹力与标尺露出的格子数成正比）。 （3）某物理兴趣小组利用力传感器和光电门改进了实验方案，探究向心力大小与角速度关系的装置如图丙所示。电动机的竖直转轴上，固定有光滑水平直杆，直杆上距转轴中心处固定有宽度为的竖直遮光条，。水平直杆上套有一质量为的物块，物块与固定在转轴上的力传感器通过细线连接，细线的长度为。当物块随水平直杆匀速转动时，细线拉力的大小可由力传感器测得，遮光杆经过光电门的时间可由光电计时器测得。 保持物块的质量和细线的长度不变，记录经过光电门时力传感器示数和遮光时间，得到多组实验数据后，作出力传感器示数与的关系图像是一条过原点的倾斜直线，如图丁所示。表明向心力与_______（选填“角速度”“角速度的平方”或“角速度的平方根”）成正比，直线的斜率等于_________（用和表示）。 12. 如图所示为桶装水的电动抽水器，某实验小组欲使用平抛运动的规律来测量该抽水器的流量Q（单位时间流出水的体积），题中物理量单位均为国际单位制单位。 （1）测量抽水器出水管内径（直径）d，调节管口方向，使其________（选填“水平”或“竖直”）。 （2）启动抽水器后水均匀从管口水平射出，待水流速稳定后，测出管口到落地点的高度差为h，水平距离为L，已知重力加速度大小为g，则出水口处水流速度大小________m/s（用题给字母表示）。 （3）该抽水器的流量________（用d、L、g、h表示），若用水杯接水，经过实际验证发现接满一杯水所用的时间总比通过计算得出的时间短，请写出可能的理由：________（写出一条即可）。 四、计算题（3小题，第13小题12分，第14小题14分，第15小题14分） 13. 如图所示，质量为m的小滑块静止在足够大的粗糙水平转盘上，一根长为L的细线一端连接在滑块上，另一端连接在圆盘竖直转轴上的A点，细线刚好伸直时与竖直方向的夹角，重力加速度为g，使转盘绕转轴在水平面内转动，并缓慢增大转动的角速度，滑块与转盘间的动摩擦因数为0.6，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，求： （1）当为多少时，绳子恰好有拉力大小； （2）当为多少时，滑块恰好与转盘脱离； （3）当时，细线恰好断裂，滑块在圆盘上的落点与转轴的距离为多少。 14. 某人站在水平地面上，手握不可伸长的轻绳一端，绳的另一端系有质量为m的小球，使球在竖直平面内以手为圆心做圆周运动。当球某次运动到最低点时，绳恰好受到所能承受的最大拉力被拉断，球以绳断时的速度水平飞出，通过水平距离d后落地。已知握绳的手离地面高度为d，手与球之间的绳长为，重力加速度为g，忽略空气阻力。 （1）绳能承受的最大拉力是多少？ （2）保持手的高度不变，改变绳长，使球重复上述运动，若绳仍在球运动到最低点时达到最大拉力被拉断，要使球抛出的水平距离最大，绳长应是多少？最大水平距离是多少？ 15. 如图所示，竖直平面内有一圆弧管道，其半径为，质量的小球从平台边缘的A处以初速度水平射出，恰能沿圆弧管道上P点的切线方向进入管道内侧，管道半径OP与竖直线的夹角为，，，g取。试求： （1）小球从平台上的A点射出到P点的水平距离； （2）如果小球沿管道通过圆弧的最高点Q时的速度大小为3m/s，则小球运动到Q点时对轨道的压力； （3）如果小球与管道的摩擦不同，从最高点Q飞出速度范围为0~3m/s的小球，小球直接落在地面上最近的点为M，最远的点为N，求MN的距离.（计算结果可用根号表示）。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $