太康二高2022--2023学年下期高一3月月考物理试题
(考试用时75分钟 试卷满分100分)
注意事项:
1.答题前,考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。
2.本试卷主要考试内容:必修第二册第五章。
一、单项选择题:本题共8小题,每小题3分,共计24分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1.关于曲线运动,下列说法中正确的是( )
A.做曲线运动的物体速度大小一定变化
B.做曲线运动的物体所受力的合力一定变化
C.做曲线运动的物体相等时间内速度变化量可能相同
D.做曲线运动的物体某时刻合力与速度可能共线
2.如图如示,质点由A点向C点做曲线运动,则它通过B点时的速度v的方向和加速度a的方向可能正确的是( )
A. B.
C. D.
3.一快艇要从岸边到达河中离岸边100m远的一浮标处(相对岸静止),图甲、乙分别表示快艇相对水的速度以及流水相对岸的速度随时间变化图像,运动中船头指向保持不变,则下列说法正确的是( )
A.快艇的运动轨迹可能为直线 B.快艇只能从上游60m处出发
C.快艇到达浮标最短时间为20s D.快艇的船头方向应该斜向上游
4.某建筑工地需要把货物提升到高处,采取图示装置,当工人沿水平地面向右沿直线运动(保持手握绳的的高度不变),利用跨过定滑轮的轻绳将一物体A沿竖直方向匀速提升,在此过程中,下列结论正确的是( )
A.工人做匀速直线运动
B.工人做匀变速直线运动
C.轻绳对物体A的拉力大于其重力
D.工人的加速度方向水平向左
5.一个物体做平抛运动,在连续相等的时间内速度的变化为,则关于的说法中,正确的是( )
A.随着时间的推移而增长 B.随着时间的推移而减小
C.的大小相等,方向不同 D.的大小相等,方向相同
6.如下图所示,用小锤打击弹性金属片,金属片将A球沿水平方向击出,同时B球被松开,自由下落,A、B两球同时开始运动,用“听”来判断两球落地时刻的先后,多次改变小球距地面的高度和打击力度,重复这个实验,发现每次两球都同时落地,这说明( )
A.平抛运动在水平方向的分运动是匀加速直线运动
B.平抛运动在竖直方向的分运动是自由落体运动
C.平抛运动在水平方向的分运动是匀速直线运动
D.平抛运动在竖直方向的分运动是匀速直线运动
7.如图所示,一小球以初速度大小为做平抛运动,经后落地,求水平位移x( )
A. B. C. D.
8.如图所示,某同学对着墙壁练习打乒乓球,某次球与墙壁上A点碰撞后水平弹离,且球垂直落到球拍上,已知球拍与水平方向夹角θ=60°,AB两点高度差h=0.2m,重力加速度g=10m/s2,则球刚要落到球拍上时速度大小为( )
A.4m/s B. C. D.
二、多项选择题:本题共4小题(每小题6分,共24分)。在每小题所给的四个选项中,有多项符合题目要求。全都选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
9.若已知物体初速度v0的方向及该物体受到的恒定合力F的方向,如图所示,则物体可能的轨迹(虚线)是( )
A. B.
C. D.
10.如图所示,将质量为2m的重物悬挂在轻绳的一端,轻绳的另一端系一质量为m的小环,小环套在竖直固定的光滑直杆上,光滑定滑轮与直杆的距离为d。现将小环从与定滑轮等高的A处由静止释放,当小环沿直杆下滑到图中B处时,下滑距离也为d,下列说法正确的是( )
A.小环刚释放时轻绳中的张力一定大于2mg
B.小环到达B处时,重物上升的高度也为d
C.小环在B处的速度与重物上升的速度大小之比为
D.小环在B处的速度与重物上升的速度大小之比为
11.如图所示,某同学将一小球水平抛出,最后球落在了正前方小桶的左侧,不计空气阻力。为了能将小球抛进桶中,他不可采取的办法是( )
A.保持抛出点高度不变,减小初速度大小
B.保持抛出点高度不变,增大初速度大小
C.保持初速度大小不变,降低抛出点高度
D.减小初速度大小,同时降低抛出点高度
12.主题口号为“一起向未来”的2022年北京冬奥会圆满落幕。跳台滑雪比赛在河北张家口举行,如图,跳台滑雪赛道由助滑道AB、着陆坡BC、停止区CD三部分组成。比赛中,甲、乙两运动员先后以速度、从B处沿水平方向飞出,分别落在了着陆坡的中点P和末端C,运动员可看成质点,不计空气阻力,着陆坡的倾角为,重力加速度为g,则( )
A.甲运动员从B点飞出到距离斜面最远所需要的时间
B.、的大小关系为
C.甲、乙两运动员落到着陆坡瞬间速度方向相同
D.甲运动员落到着陆坡瞬间速度方向与水平方向的夹角比乙的小
三、实验题:本题共2小题,共计24分。
13.(12分)图甲是某种“研究平抛运动”的实验装置,斜槽末端口N与小球离地面的高度均为H,实验时,当P小球从斜槽末端飞出与挡片相碰,立即断开电路使电磁铁释放Q小球,发现两小球同时落地,改变H大小,重复实验,P、Q仍同时落地。
(1)关于实验条件的说法,正确的有______。
A.斜槽轨道必须光滑
B.斜槽轨道末段N端必须水平
C.P小球可以从斜槽上不同的位置无初速度释放
D.P小球每次必须从斜槽上相同的位置无初速度释放
(2)该实验结果可表明______。
A.两小球落地速度的大小相同
B.P小球在水平方向的分运动是匀速直线运动
C.P小球在竖直方向的分运动是匀速直线运动
D.P小球在竖直方向的分运动与Q小球的运动相同
(3)若用一张印有小方格(小方格的边长为L=10cm)的纸记录P小球的轨迹,小球在同一位置平抛运动途中的几个位置如图乙中的a、b、c、d所示,重力加速度g=10m/s2,则P小球经过b位置时速度的大小为______m/s,若以a点为坐标原点,水平向有为x轴,竖直向下为y轴,则抛出点的坐标为______(结果以cm为单位)。
14.(12分)三个同学根据不同的实验条件,进行了探究平抛运动规律的实验:
(1)甲同学采用如图甲所示的装置,用小锤击打弹性金属片,金属片把A球沿水平方向弹出,同时B球被松开自由下落,观察到两球同时落地,改变小锤打击的力度,即改变A球被弹出时的速度,两球仍然同时落地,这说明__________。
(2)乙同学采用如图乙所示的装置,两个相同的弧形轨道M、N,分别用于发射小铁球P、Q,其中N的末端可看作与足够长的光滑水平板相切,两轨道上端分别装有电磁铁C、D;调节电磁铁C、D的高度使,从而保证小铁球P、Q在轨道出口处的水平初速度相等。现将小铁球P、Q分别吸在电磁铁C、D上,然后切断电源,使两小球能以相同的初速度同时分别从轨道M、N的末端射出。实验可观察到的现象应是__________。仅仅改变弧形轨道M的高度,重复上述实验,仍能观察到相同的现象,这说明__________。
(3)丙同学采用频闪摄影的方法拍摄到如图丙所示的小球做平抛运动的照片,图中每个小方格的边长为,该小球做平抛运动的初速度大小为__________。(g取)。
四、计算题:本题共2小题,共计28分。
15.(14分)风洞实验室能产生大小和方向均可改变的风力,如图,在风洞实验室中有足够大的光滑水平面,在水平面上建立直角坐标系.质量的小球以初速度从O点沿x轴正方向运动,在0~2s内受到一个沿y轴正方向、大小的风力作用;小球运动2s后风力方向变为沿y轴负方向、大小变为(图中未画出),试求:
(1)2s末时,小球运动的速度大小;
(2)当小球的速度变为与初速度相同时,求小球的位置坐标。
16.(14分)如图所示,让摆球从图中的A位置由静止开始下摆,正好摆到最低点B位置时线被拉断,此时小球的速度为4m/s,设摆线,悬点到地面的竖直高度为,不计空气阻力,。求:
(1)落地点D到C点的距离;
(2)摆球落地时的速度。
试卷第1页,共3页
参考答案:
1.C
【详解】A.做曲线运动的物体速度大小不一定变化,如匀速圆周运动,故A错误;
B.做曲线运动的物体所受的合力不一定变化,如平抛运动,故B错误;
C.做曲线运动的物体若受到的合外力为恒力,则加速度恒定,相等时间内速度变化量相同,故C正确;
D.做曲线运动的物体受到的合力与速度总是分居在轨迹的两侧,不可能共线,故D错误。
故选C。
2.B
【详解】A.速度方向沿轨迹切线方向是正确的,而加速度不可能沿切线方向,故A错误;
B.图中速度方向沿轨迹的切线方向,加速度指向轨迹的内侧,符合实际,故B正确;
C.图中速度方向沿轨迹的切线方向是正确的,而加速度方向是错误的,按图示加速度方向轨迹应向右弯曲,故C错误;
D.图中速度方向是正确的,而加速度方向是错误的,按图示加速度方向轨迹应向右弯曲,故D错误。
故选B。
3.C
【详解】A.由图像可知,两个分运动中一个为匀速直线运动,一个为匀加速直线运动,根据矢量合成可知,合加速度的方向与合速度的方向不在同一直线上,因此快艇做的是曲线运动,故A错误;
C.当静水速度垂直于河岸时,时间最短,则根据图像可知垂直于河岸方向的加速度为,由运动学位移与时间的关系式可得
解得
在顺着河岸方向上的位移为
故C正确;
BD.由以上分析可知,若快艇的船头斜向上游,也可以到达浮标处,但是快艇的出发位置就不是在上游60m处,故BD错误。
故选C。
4.D
【详解】AB.如图所示:设工人的运动方向与垂直于绳子方向夹角为θ,则对工人的速度进行正交分解,将v沿绳子和垂直于绳方向分解,沿绳的速度大小等于货物上升的速度大小为
v货=vsinθ
θ随人向右运动逐渐变大,sinθ变大,又v货不变,故工人做减速直线运动,但是不是匀变速,故AB错误;
C.物体A沿竖直方向匀速提升,轻绳对物体A的拉力等于其重力,故C错误;
D.工人向右减速直线运动,加速度方向水平向左,故D正确。
故选D。
5.D
【详解】做平抛运动的物体的加速度恒定为g,则在连续相等的时间内速度的变化为
则的大小相等,方向相同,均竖直向下。
故选D。
6.B
【详解】AC.本实验将A的做平抛运动与竖直方向下落的B的运动对比,只能说明A竖直方向运动情况,不能反映A水平方向的运动情况。故AC错误;
BD.本实验中A做平抛运动,B做自由落体运动,每次两球都同时落地,说明A竖直方向的分运动是自由落体运动。故B正确,D错误。
故选B。
7.B
【详解】小球水平方向做匀速运动,则水平位移
x=v0t=1.25×1m=1.25m
故选B。
8.A
【详解】将球刚要落到球拍上时速度分解在水平方向和竖直方向,如图所示
根据得
t==0.2s
竖直分速度
vy=gt=2m/s
根据平行四边形定则知,刚要落到球拍上时速度大小
故选A。
9.BD
【详解】ABC.曲线运动的合力与速度分列轨迹两侧,且速度沿轨迹的切线方向,合力指向轨迹的凹侧,故B正确,AC错误;
D.如果合力与初速度方向相同,物体将做匀加速直线运动,故D正确。
故选BD。
10.AC
【详解】A.由题意知,刚释放时小环向下加速运动,则重物将加速上升,对重物由牛顿第二定律可知,绳中张力一定大于重力2mg,A正确;
B.小环到达B处时,重物上升的高度应为绳子收缩的长度,即
B错误;
CD.由题意,沿绳子方向的速度大小相等,将小环的速度沿绳子方向与垂直于绳子方向分解应满足
即
C正确,D错误。
故选AC。
11.ACD
【详解】AB.设小球平抛运动的初速度为,抛出点离桶的高度为,水平位移为,则平抛运动的时间为
水平位移为
由上式分析可知,要增大水平位移,可保持抛出点高度不变,增大初速度,B可取,A不可取;
CD.由上式分析可知,要增大水平位移,可保持初速度大小不变,增大抛出点高度,CD不可取。
本题选择的是不可采取的办法,故选ACD。
12.BC
【详解】A.甲运动员从点飞出到距离斜面最远时,速度方向与斜面平行,则有
解得
A错误;
B.设长度为l,对甲运动员有
对乙运动员有
联立解得
B正确;
CD.据平抛运动的推论可知,速度偏角的正切满足
甲、乙两运动员落到着陆坡时位移偏角相同,均为,故甲、乙两运动员落到着陆坡瞬间速度方向相同,C正确,D错误。
故选BC。
13. BC##CB D 2.5 (,)
【详解】(1)[1] A.斜槽轨道光滑与否对实验没有影响,故A错误;
B.为了保证小球离开斜槽末端时的初速度的方向是水平方向,故斜槽轨道末段N端必须水平,故B正确;
CD.本实验只验证平抛运动的小球竖直方向的分运动,不需要每次水平初速度相同,所以小球可以在不同位置释放,故C正确,D错误。
故选BC。
(2)[2]该实验结果可表明P小球在竖直方向的分运动与Q小球的运动相同,即P小球在竖直方向的分运动为自由落体运动。
故选D。
(3)[3]小球P在竖直方向做自由落体运动,在水平方向做匀速直线运功,在竖直方向,根据匀变速直线运功的推论可得
代入数据,解得
所以水平方向的速度大小为
小球经过b点时竖直方向的速度大小为
所以小球经过b点时的速度大小为
[4]小球运动到b点的时间为
所以小球运动到b点时,竖直方向的位移为
水平方向的位移为
若以a点为坐标原点,则抛出点的坐标为(,)。
14. 平抛运动的物体在竖直方向上做自由落体运动 两球在水平面上碰撞 平抛运动在水平方向上是匀速运动 0.7
【详解】(1)[1]甲图中两球在竖直方向上同时开始运动,着地时在竖直方向上通过了相同的距离,若无论A球初速度大小如何,两球总是同时着地,说明两球在竖直方向上运动情况相同,做自由落体运动,与A球初速度大小无关。
(2)[2][3]图乙中两球同时离开轨道后,一球在水平方向上匀速运动,另一球做平抛运动。实验可观察到的现象应是P球能击中Q球;仅仅改变弧形轨道M的高度,重复上述实验,仍能观察到相同的现象表明两球在相同时间内在水平方向上通过了相同距离,P做平抛运动的水平分运动与Q的匀速运动情况相同,即平抛运动的物体在水平方向上做匀速直线运动。
(3)[4]做平抛运动的小球在竖直方向上是匀变速运动,竖直方向上有
由图知
故解得
则水平方向上
15.(1);(2)(,1.2m)
【详解】(1)设在0~2s内小球加速度为,根据牛顿第二定律
解得
当小球受到力作用后,将做匀变速曲线运动,其中沿x轴正方向做匀速直线运动,沿y轴正方向做匀加速直线运动,由题意可得,2s末时,小球在y轴正方向的分速度
因此,2s末时,小球的合速度
(2)2s后,小球开始受到力作用,设此时小球的加速度为,则由牛顿第二定律
解得
根据题意,小球沿x轴正方向继续做匀速直线运动,沿y轴正方向先做匀减速直线运动,当小球的速度变为与初速度相同时,即小球只具有沿x轴正方向的分速度,设作用时间为时,则由
解得
整个过程中,小球沿x轴正方向的总位移为x,沿y轴正方向的总位移为y,则
因此,当小球的速度变为与初速度相同时,小球的位置坐标应为。
16.(1)2.77m;(2)8m/s
【详解】(1)细线拉断后,小球做平抛运动,竖直方向有
水平方向有
解得
(2)小球在竖直方向做自由落体运动,有
则摆球落地时的速度为
解得