浙江省杭州市萧山五中2023-2024学年高一下学期3月物理试题

浙江省杭州市萧山五中20232024学年高一下学期物理试题考生须知：1.本卷共4页满分100分，考试时间60分钟。2.答题前，在答题卷指定区域填写班级、姓名、考场号、座位号及准考证号并填涂相应数字。3.所有答案必须写在答题纸上，写在试卷上无效。4.考试结束后，只需上交答题纸。重力加速度为g=10m/s2一、单项选择题（本题有6小题，每小题4分，共24分）1.如图所示为某公园的喷水装置，若水从喷水口中水平喷出，忽略空气阻力及水之间的相互作用，下列说法中正确的是（）A.喷水口高度一定，喷水速度越大，水从喷出到落入池中的时间越短B.喷水口高度一定，喷水速度越大，水喷得越近C.喷水速度一定，喷水口高度越高，水喷得越近D.喷水口高度一定，无论喷水速度多大，水从喷出到落入池中的时间都相等【答案】D【解析】【分析】【详解】ABD．水水平喷出后，做平抛运动，其运动时间有高度决定，所以高度一定时，落地时间相等，水速越大，水喷得越远。AB错误，D正确；C．喷水速度一定，喷水口高度越高，落地时间越长，水喷得越远。C错误。故选D。2.如图，甲、乙两位同学同时在等高处抛出手中的篮球A、，A以速度斜向上抛出。以速度竖直向上抛出。当A到达最高点时恰与相遇。不计空气阻力，A、均可视为质点，重力加速度为，以下说法正确的是（）A.B.相遇时A的速度一定为零C.从抛出到最高点的时间为D.从抛出到相遇的速度的变化量较大【答案】A【解析】【分析】【详解】A．A球与B球相遇时，A球的竖直速度变为零，水平速度不为零，可知的竖直分速度等于，则，故A正确；B．A分解为竖直向的匀减速直线运动与水平向的匀速直线运动，相遇时A达到最高点则其竖直向的速度为0，水平向速度不变，合速度不为0，故B错误；C．A与B到达最高点的时间相等为故C错误；D．两者受到的外力为重力，则加速度相同为g，而时间相同则速度变化量相同，故D错误；故选A。3.如图所示，将完全相同的两小球A，B，用长的细绳悬于以向左匀速运动的小车顶部，两小球与小车前后壁接触。由于某种原因，小车突然停止，此时悬线中张力之比为（）（）A.1：1 B.1：2 C.1：3 D.1：4【答案】C【解析】【详解】小车突然停止，B球将做圆周运动，所以A球停止运动，竖直方向受力平衡，则有故此时悬线中张力之比为FA：FB=1：3故选C。4.如图所示,竖直固定的锥形漏斗内壁是光滑的,内壁上有两个质量相等的小球A和B,在各自不同的水平面内做匀速圆周运动.以下关于A、B两球做圆周运动时的速度(vA、vB)、角速度(ωA、ωB)、加速度(aA、aB)和对内壁的压力(FNA、FNB)的说法正确的是()A.vA>vB B.ωA>ωB C.aA>aB D.FNA>FNB【答案】A【解析】【详解】CD．对小球受力分析如图所示，由于两个小球的质量相同，并且都是在水平面内做匀速圆周运动，所以两个小球的受力相同，它们的向心力的大小和受到的支持力的大小都相同，所以有NA=NB，aA=aB，故C、D错误；A．由于它们的受力相同，向心力的大小也相同，由向心力的公式Fn=m可知，半径大的，线速度大，所以vA＞vB，故A正确；B．由向心力的公式Fn═mrω2可知，半径大的，角速度小，所以ωA＜ωB，故B错误．故选：A．【点睛】对物体受力分析，找出物体的向心力的来源和大小，再根据匀速圆周运动的向心力的公式分析线速度和角速度与半径的关系，可以得出结论．5.据报道，最近在太阳系外发现了首颗“宜居”行星，其质量约为地球质量的6.4倍，一个在地球表面重量为600N的人在这个行星表面的重量将变为960N．由此可推知，该行星的半径与地球半径之比约为（）A.0.5 B.2 C.3.2 D.4【答案】B【解析】【详解】试题分析：设地球质量为M，半径为R，则行星质量为6.4M，半径为r，该人的质量为m．则该人在行星表面上：，该人在地球表面上：．联立两个方程式，可以得到：．故选项B正确．考点：万有引力定律的应用6.如图所示，轻杆长3L，在杆两端分别固定质量均为m的球A和B，光滑水平转轴穿过杆上距球A为L处的O点，外界给系统一定能量后，杆和球在竖直平面内转动，球B运动到最高点时，杆对球B恰好无作用力．忽略空气阻力．则球B在最高点时()A.球B的速度为零B.球A的速度大小为C.水平转轴对杆的作用力为1.5mgD.水平转轴对杆的作用力为2.5mg【答案】C【解析】【详解】球B运动到最高点时，球B对杆恰好无作用力，即重力恰好提供向心力，有解得,故A错误；由于A、B两球的角速度相等，则球A的速度大小，故B错误；B球到最高点时，对杆无弹力，此时A球受重力和拉力的合力提供向心力，有解得：F=1.5mg故C正确，D错误．故选C.二、多项选择题（本题有5小题，每小题4分，共20分）7.质量为1kg的物体在水平面内做曲线运动，已知该物体在两个互相垂直方向上的分运动的速度—时间图像分别如图甲、乙所示，则下列说法正确的是（）A.2s末物体速度大小7m/sB.物体所受的合力大小为1.5NC.物体的初速度大小为5m/sD.物体初速度的方向与合力方向垂直，做匀变速曲线运动【答案】BD【解析】【详解】A．2s末物体速度大小为A错误；B．物体的两个加速度分量分别为，则物体的加速度为物体所受的合力大小为B正确；C．由图可知，物体初速度为4m/s，C错误；D．由图可知，物体初速度方向沿y方向，合力方向沿x方向，且合力不变，则物体初速度的方向与合力方向垂直，做匀变速曲线运动，D正确。故选BD。8.如图所示，一固定斜面倾角为θ，将小球A从斜面顶端以速率v0水平向右抛出，小球击中了斜面上的P点；将小球B从空中某点以相同速率v0水平向左抛出，小球恰好垂直斜面击中Q点．不计空气阻力，重力加速度为g，下列说法正确的是（）A.若小球A击中P点时速度方向与水平方向所夹锐角为φ，则B.若小球A击中P点时速度方向与水平方向所夹锐角φ，则C.小球A、B在空中运动的时间之比为D.小球A、B在空中运动的时间之比为【答案】BC【解析】【详解】AB．对小球A，有得则所以A错误，B正确；CD．对小球B，有得所以小球A、B在空中运动得时间之比所以C正确，D错误。故选BC。9.如图所示，小球在竖直放置的光滑圆形管道内做圆周运动，内侧管壁半径为R，小球半径为r。下列说法正确的是（）A.小球在水平线ab以上的管道中运动时，外侧管壁对小球一定有作用力B.小球在水平线ab以下的管道中运动时，外侧管壁对小球一定有作用力C.小球在水平线ab以下的管道中运动时，内侧管壁对小球一定无作用力D.小球通过最高点时的最小速度【答案】BC【解析】【详解】A．小球在水平线ab以上的管道中运动时，由于小球重力向下，所需向心力也向下，则内外壁对小球都可能有作用力，A错误，BC．小球在水平线ab以下的管道中运动时，由于小球重力向下，所需向心力向上，则外侧管壁对小球一定有作用力，内侧管壁对小球一定无作用力，BC正确；D．小球在最高点时速度为零时，重力等于支持力，则球通过最高点时的最小速度为0，D错误。故选BC。10.如图所示，在2010年2月温哥华冬奥会自由式滑雪比赛中，我国某一运动员从弧形雪坡上沿水平方向飞出后，又落回到斜面雪坡上，如图所示，若斜面雪坡的倾角为θ，飞出时的速度大小为，不计空气阻力，运动员飞出后在空中的姿势保持不变，重力加速度为g，则（）A.如果不同，则该运动员落到雪坡时的速度方向也就不同B.不论多大，该运动员落到雪坡时的速度方向都是相同的C.运动员落到雪坡时的速度大小是D.运动员在空中经历的时间是【答案】BD【解析】【分析】【详解】D．设在空中飞行时间为t，运动员在竖直方向做自由落体运动，水平方向做匀速直线运动；运动员竖直位移与水平位移之比则有飞行的时间故D正确；C．竖直方向的速度大小为运动员落回雪坡时的速度大小故C错误；AB．设运动员落到雪坡时的速度方向与水平方向夹角为α，则由此可知，运动员落到雪坡时的速度方向与初速度方向无关，初速度不同，运动员落到雪坡时的速度方向相同，故B正确，A错误。故选BD。11.公路急转弯处通常是交通事故多发地带，如图所示，某公路急转弯处是一圆弧，当汽车行驶的速率为vc时，汽车恰好没有向公路内外两侧滑动的趋势，则在该弯道处（）A.路面外侧低内侧高B.车速只要低于vc，车辆一定会向内侧滑动C.车速虽然高于vc，但只要不超出某一最高限度，车辆便不会向外侧滑动D.当路面结冰时，与未结冰时相比，vc的值不变【答案】CD【解析】【分析】【详解】A．路面应建成外高内低，此时重力和支持力的合力指向内侧，可以提供圆周运动向心力，A错误；B．车速低于vc，所需的向心力减小，此时摩擦力可以指向外侧，减小提供的力，车辆不会向内侧滑动，B错误；C．车速若高于vc，所需的向心力增大，此时摩擦力可以指向内侧，增大提供的力，车辆不会向外侧滑动，C正确；D．当路面结冰时与未结冰时相比，由于支持力和重力不变，则vc值不变。故D正确。故选CD三、实验题（每空4分，共12分）12.某同学做“研究小球做平抛运动”的实验如图甲所示（1）该实验中必须满足的条件和进行的实验操作是（）。A．测定平抛小球的质量mB．确保小球每次都从同一位置C．确保斜槽末端水平D．测定斜槽顶端到桌面的高度h（2）图乙是该同学采用频闪照相机拍摄到的小球做平抛运动的照片，图乙背景中每一小方格的边长为，A、B、C是照片中小球的三个位置，（取），那么：①照相机拍摄时每___________s曝光一次；②小球做平抛运动的初速度的大小为___________。【答案】①.BC②.③.【解析】【详解】（1）[1]A．平抛运动中与小球质量无关，A错误；B．保证小球每次从同一位置由静止释放，B正确；C．通过调节斜槽末端保持水平，可以保证初速度沿水平方向，C正确；D．不需要测定斜槽顶端到桌面的高度h，D错误；故选BC。（2）①[2]由解得[3]②由平抛运动水平方向做匀速运动可知四、计算题（13、14题10分，15、16题12分，共44分）13.已知排球场总长为18m，设网的高度为2m，运动员站在离网3m远的线上正对网前竖直跳起，把球垂直于网水平击出。（取'，不计空气阻力）(1)设击球点高度为2.5m，球被水平击出时的速度在什么范围内才能使球既不触网也不出界？(2)若击球点的高度小于某个值，那么无论球被水平击出时的速度多大，球不是触网就是出界，试求出此高度。【答案】(1)；(2)【解析】【分析】【详解】(1)如图所示，球恰好触网时，其运动轨迹为Ⅰ，球恰好出界时，其运动轨迹为Ⅱ．根据平抛物体的运动规律和可得，当球恰好触网时，有已知联立解得。当球恰好出界时有已知联立解得。所以球既不触网也不出界的速度范围是．(2)如图所示为球恰不触网也恰不出界的临界轨迹．设击球点的高度为，根据平抛运动的规律有且联立解得所求高度。14.如图所示，装置可绕竖直轴O′O转动，可视为质点的小球A与两细线连接后分别系于B、C两点，装置静止时细线AB水平，细线AC与竖直方向的夹角θ＝37°.已知小球的质量m＝1kg，细线AC长l＝1m．重力加速度g取10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8.(1)若装置匀速转动的加速度为ω1时，细线AB上的拉力为0，而细线AC与竖直方向的夹角仍为37°，求角速度ω1的大小；(2)若装置匀速转动的角速度为ω2＝0.5ω1时，求此时两细线中拉力的大小．【答案】(1)rad/s(2)5.625N12.5N【解析】【详解】试题分析：当细线AB张力为零时，绳子AC拉力和重力的合力提供向心力，根据牛顿第二定律求出角速度的大小．(1)当细线AB上的张力为0时，小球的重力和细线AC张力的合力提供小球圆周运动的向心力，有：解得：；(2)当ω2＝0.5ω1时，设AB、AC线上拉力分别为FT1、FT2，则：FT2cos37°＝mg解得：，．点晴：解决本题的关键知道小球做圆周运动向心力的来源，结合牛顿第二定律进行求解，在第二问中，要知道小球的角速度大于第一问中的角速度，小球将向左上方摆起．15.如图所示，火箭内平台上放有一测试仪，火箭从地面启动后，以大小为的加速度竖直向上做匀加速运动，升到某一高度时，测试仪对平台的压力为启动前压力的。已知地球半径为R，地面附近的重力加速度为g，求：(1)该高度处的重力加速度；(2)火箭此时离地面的高度H。【答案】(1)；(2)【解析】【分析】【详解】(1)设测试仪的质量为m，火箭在地球表面时，对测试仪根据牛顿第三定律及力的平衡条件有火箭加速上升到高度H时，对测试仪根据牛顿第二定律有根据牛顿第三定律有又联立以上各式解得(2)设火箭及测试仪的总质量为，地球的质量为M，根据万有引力定律，在高度H处有在地球表面时有联立以上两式解得16.小明同学站在水平地面上，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，甩动手腕使球在竖直平面内做圆周运动。当球某次运动到最低点时，绳突然断掉，球飞行水平距离d后落地。如图所示。已知握绳的手离地面高度为d，手与球之间绳长为