2023-2024-2高一年级3月学情检测
物理试卷
时间：75分钟 满分：100分
一、单项选择题（每题4分，共28分）
1. 在物理学发展的过程中，许多物理学家的科学研究推动了人类文明的进程。下列说法中正确的是（ ）
A. 在对自由落体运动的研究中，伽利略猜想运动速度与下落时间成正比，并直接用实验进行了验证
B. 在推导匀变速直线运动位移公式时，把整个运动过程划分成很多小段，每一小段近似看作匀速直线运动，然后把各小段的位移相加，物理学中把这种研究方法叫作“微元法”
C. 伟大的物理学家牛顿最先建立了速度、加速度等概念，并创造了一套科学研究方法
D. 亚里士多德认为两个物体从同一高度自由落下，重物体与轻物体下落一样快
2. 四旋翼无人机通过改变前后端的旋翼转速，形成前后旋翼升力差，使机体倾斜，产生垂直于机体指向前上方的力，实现朝前飞行。一架重为的四旋翼无人机正匀速朝前飞行，机体与水平方向夹角为已知空气阻力的大小与其速度大小成正比，比例系数为，方向与运动方向相反。则无人机的飞行速度大小为（ ）
A. B. C. D.
3. 一带有乒乓球发射机的乒乓球台如图所示。水平台面的长和宽分别为L1和L2，中间球网高度为h。发射机安装于台面左侧边缘的中点，能以不同速率向右侧不同方向水平发射乒乓球，发射点距台面高度为3h。不计空气的作用，重力加速度大小为g。若乒乓球的发射速率v在某范围内，通过选择合适的方向，就能使乒乓球落到球网右侧台面上，则v的最大取值范围是（ ）
A. B.
C. D.
4. 如图所示，a、b两细绳一端系着质量为m的小球，另一端系在竖直放置的圆环上，小球位于圆环的中心，开始时绳a水平，绳b倾斜，现将圆环在竖直平面内顺时针缓慢地向右滚动至绳a竖直，在此过程中
A. a上的张力逐渐增大，b上的张力逐渐增大
B. a上的张力逐渐减小，b上的张力逐渐减小
C. a上的张力先减小后增大，b上的张力逐渐增大
D. a上的张力先增大后减小，b上的张力逐渐减小
5. 如图所示，杂技表演中，绕过光滑定滑轮的轻绳一端吊着重物，另一端吊着表演者，开始时表演者抓紧绳索，结果他以大小为的加速度随绳一起下降；然后表演者快速地沿绳向上爬，结果他不再下降，而是相对地面保持静止，此时重物以大小为的加速度随绳一起竖直向上运动。若重物与表演者的质量之比为k，不计空气阻力，则为（ ）
A. B. C. D.
6. 光滑斜面倾角为θ，用平行于斜面向上的力F，作用在质量为m的物体上，物体由静止开始运动时间t后，撤去力F，又经t时间，物体恰回到出发点．则（ ）
A. F＝2mgsinθ B. 4F＝3mgsinθ C. 3F＝4mgsinθ D. 3F＝mgsinθ
7. 如图所示，质量为的木块受到向右的拉力F的作用沿质量为的长木板向右滑行，长木板保持静止状态。已知木块与长木板间的动摩擦因数为，长木板与地面间的动摩擦因数为，则（ ）
A. 长木板受到地面的摩擦力大小一定为
B. 长木板受到地面的摩擦力大小一定为
C. 若改变F的大小，当时，长木板将开始运动
D. 无论怎样改变F的大小，长木板都不可能运动
二、多项选择题（每题6分，共24分）
8. 一物体在如图甲所示的平面上运动，其方向的图像如图乙所示，方向的轨迹方为：，已知时物体的位置坐标为，下列说法正确的是（ ）
A. 时，物体的速度大小为
B. 时，物体的位置坐标为
C. 前物体在方向的加速度越来越小
D. 物体在前做加速度大小的曲线运动
9. 一质点做匀变速直线运动，其运动的位移-时间图像如图所示，为图像上一点。为过点的切线，与轴交于点。则下列说法正确的是（ ）
A. 时刻，质点的速率为 B. 时刻，质点的速率为
C. 质点的加速度大小为 D. 质点的加速度大小为
10. 如图所示，一固定杆与水平方向夹角为θ，将一滑块套在杆上，通过轻绳悬挂一个小球．在滑动过程中，滑块与小球保持相对静止，绳子与竖直方向夹角为β，设杆与滑块之间的动摩擦因数为μ．下列说法正确的是（ ）
A. 若μ=0，则β=θ
B 若μ=0，则β=0
C. 若滑块与小球做匀速直线运动，则β=0
D. 若滑块与小球做匀速直线运动，则β=θ
11. 某快递公司分拣邮件的水平传输装置示意图如图所示，皮带在电动机的带动下保持的恒定速度向右运动。现将一质量的邮件无初速度地轻放在皮带上，邮件和皮带间的动摩擦因数以。设皮带足够长，取重力加速度大小，下列说法正确的是（ ）
A. 邮件与皮带发生相对滑动的时间因皮带长度未知，不能求解
B. 邮件与皮带发生相对滑动的时间为
C. 邮件与皮带发生相对滑动过程中，邮件相对皮带位移大小为
D. 邮件与皮带发生相对滑动过程中，邮件相对地面的位移大小为
三、实验题（每空2分，共20分）
12. 未来在一个未知星球上用如图甲所示装置研究平抛运动的规律。悬点O正下方P点处有水平放置的炽热电热丝，当悬线摆至电热丝处时能轻易被烧断，小球由于惯性向前飞出做平抛运动， 现对小球采用频闪数码相机连续拍摄，在有坐标纸的背景屏前拍下了小球在做平抛运动过程中的多张照片，经合成后照片如图乙所示，a、b、c、d为连续四次拍下的小球位置，已知照相机连续拍照的时间间隔是0.10 s，照片大小如图中坐标所示，又知该照片的长度与实际背景屏的长度之比为1∶4，则：
（1）由以上信息，可知a点________（填“是”或“不是”）小球的抛出点；
（2）由以上信息，可以推算出该星球表面重力加速度为________m/s2 ；
（3）由以上信息可以算出小球平抛的初速度大小是________m/s；
（4）由以上信息可以算出小球在b点时的速度大小是________m/s。
13. 小李同学利用如图所示实验装置探究加速度与力、质量的关系。该装置中，遮光条宽度为，记录经过光电门1和光电门2的时间分别为，小车从光电门1运动到光电门2的时间为。调节定滑轮高度，使细线平行于气垫导轨，通过调节气垫导轨下的螺母，使气垫导轨水平。
（1）探究加速度与质量关系时，要进行槽码总质量和小车质量的选取，以下最合理的一组是________。
A.
B.
C.
D.
（2）在探究加速度与合外力关系时，通过运动学公式计算出滑块的加速度________（用已知字母表示）。若在上图所示装置的槽码上方，增加一个力传感器，改变槽码质量，则图中所示的四个图像中能正确反映加速度与传感器的示数之间规律的是________。
A． B． C． D．
（3）小李同学又设计了如下实验方案：共有个槽码，每个槽码质量为，槽码盘的质量为，小车的质量为，重力加速度为。初始时，所有槽码都在小车上，后续每做完一组实验，都将一个槽码从小车转移到槽码盘中。该实验方案是控制变量法，控制小车和________、________的总质量保持不变。当槽码盘中有个槽码时，小车的加速度________（用表示）。
四、简答题（共28分）
14. 将质量为小球用轻质细绳拴在质量为M的倾角为的楔形木块B上，如下图所示，已知B的倾斜面光滑，底面与水平地面之间的摩擦因数为。
（1）若对B施加向右水平拉力，使B向右运动，而不离开B的斜面，这个拉力不得超过多少？
（2）若对B施以向左的水平推力，使B向左运动，而不致在B上移动，这个推力不得超过多少？
15. 圆柱形容器的横截面在竖直平面内，如图所示，其半径，从其内部最高点A分别以水平初速度、抛出两个小球（均可视为质点），最终分别落在圆弧上的B点和C点，已知OB与OC相互垂直，且OB与竖直方向的夹角。取重力加速度大小g=10，，，不计空气阻力，求
（1）小球从被抛出到落在B点的时间；
（2）小球被抛出时的初速度、的大小之比；
（3）小球到达C点时的速度大小。2023-2024-2高一年级3月学情检测
物理试卷
时间：75分钟 满分：100分
一、单项选择题（每题4分，共28分）
1. 在物理学发展的过程中，许多物理学家的科学研究推动了人类文明的进程。下列说法中正确的是（ ）
A. 在对自由落体运动的研究中，伽利略猜想运动速度与下落时间成正比，并直接用实验进行了验证
B. 在推导匀变速直线运动位移公式时，把整个运动过程划分成很多小段，每一小段近似看作匀速直线运动，然后把各小段的位移相加，物理学中把这种研究方法叫作“微元法”
C. 伟大的物理学家牛顿最先建立了速度、加速度等概念，并创造了一套科学研究方法
D. 亚里士多德认为两个物体从同一高度自由落下，重物体与轻物体下落一样快
【答案】B
【解析】
【详解】A．伽利略猜想自由落体的运动速度与下落时间成正比，并未直接进行验证，而是验证了位移与时间的二次方成正比，故A错误；
B．在推导匀变速直线运动位移公式时，把整个运动过程划分成很多小段，每一小段近似看作匀速直线运动，然后把各小段的位移相加，物理学中把这种研究方法叫作“微元法”，故B正确；
C．伽利略最先建立了速度、加速度等概念，并创造了一套科学研究方法，故C错误；
D．伽利略认为两个物体从同一高度自由落下，重物体与轻物体下落一样快，故D错误。
故选B。
2. 四旋翼无人机通过改变前后端的旋翼转速，形成前后旋翼升力差，使机体倾斜，产生垂直于机体指向前上方的力，实现朝前飞行。一架重为的四旋翼无人机正匀速朝前飞行，机体与水平方向夹角为已知空气阻力的大小与其速度大小成正比，比例系数为，方向与运动方向相反。则无人机的飞行速度大小为（ ）
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】对飞机受力分析，并把垂直于机体指向前上方的力F分解，如图所示
飞机坐匀速直线运动，则有
，
又因为
解得
故选D。
3. 一带有乒乓球发射机的乒乓球台如图所示。水平台面的长和宽分别为L1和L2，中间球网高度为h。发射机安装于台面左侧边缘的中点，能以不同速率向右侧不同方向水平发射乒乓球，发射点距台面高度为3h。不计空气的作用，重力加速度大小为g。若乒乓球的发射速率v在某范围内，通过选择合适的方向，就能使乒乓球落到球网右侧台面上，则v的最大取值范围是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】当乒乓球恰好经过球网中间时，初速度最小
当乒乓球恰好达到台面拐角时，初速度最大
得
则v的最大取值范围是
故选D。
4. 如图所示，a、b两细绳一端系着质量为m的小球，另一端系在竖直放置的圆环上，小球位于圆环的中心，开始时绳a水平，绳b倾斜，现将圆环在竖直平面内顺时针缓慢地向右滚动至绳a竖直，在此过程中
A. a上的张力逐渐增大，b上的张力逐渐增大
B. a上的张力逐渐减小，b上的张力逐渐减小
C. a上的张力先减小后增大，b上的张力逐渐增大
D. a上的张力先增大后减小，b上的张力逐渐减小
【答案】D
【解析】
【详解】对小球进行受力分析，如图所示．
mg的对角不变，设为γ，设Fa的对角为α，Fb的对角为β，在缓慢转动的过程中，小球始终处于平衡状态，由正弦定理得：；α角由钝角减小至直角，再变为锐角，sinα先逐渐增大后减小，可得Fa先逐渐增大，后减小．β角由直角增加至平角，sinβ逐渐减小，可得，Fb逐渐减小．故ABC错误，D正确．故选D．
【点睛】本题考查了共点力的平衡问题，弄清楚圆环转动过程中细绳和小球所处的状态是解答本题的关键，通过列式进行动态变化分析；此题圆环顺时针旋转90°等效于重力mg逆时针旋转90°．
5. 如图所示，杂技表演中，绕过光滑定滑轮的轻绳一端吊着重物，另一端吊着表演者，开始时表演者抓紧绳索，结果他以大小为的加速度随绳一起下降；然后表演者快速地沿绳向上爬，结果他不再下降，而是相对地面保持静止，此时重物以大小为的加速度随绳一起竖直向上运动。若重物与表演者的质量之比为k，不计空气阻力，则为（ ）
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】设表演者拉着绳不动以大小为a1的加速度下降时，绳中的张力大小为T1，则对表演者和重物根据牛顿第二定律分别有
当表演者快速地沿绳向上爬，相对地面静止时，根据平衡条件可知，绳对表演者的作用力大小为
对重物根据牛顿第二定律有
由题意可知
联立以上各式解得
故选D。
6. 光滑斜面倾角为θ，用平行于斜面向上的力F，作用在质量为m的物体上，物体由静止开始运动时间t后，撤去力F，又经t时间，物体恰回到出发点．则（ ）
A. F＝2mgsinθ B. 4F＝3mgsinθ C. 3F＝4mgsinθ D. 3F＝mgsinθ
【答案】C
【解析】
【分析】将撤去F后的过程看成一个匀减速直线运动，匀加速直线运动和这个匀减速直线运动的位移大小相等、方向相反，由位移关系和位移时间公式列式求出加速度之比．由牛顿第二定律求F．
【详解】以物体为研究对象，对物体受力分析，撤去F前，根据牛顿第二定律得：F﹣mgsinθ＝ma1，撤去F后根据牛顿第二定律得：mgsinθ＝ma2，撤去F之前物体做匀加速直线运动，x＝a1t2，撤去F时速度v＝a1t，撤去F后，x2＝vt﹣a2t2，物体能回到出发点x2＝﹣x1，联立以上各式得：a2＝3a1，3F＝4mgsinθ ，故ABD错误，C正确．
【点睛】本题是牛顿第二定律、运动学公式的综合应用，关键要抓住两个过程之间的位移关系和时间关系，确定加速度的关系．
7. 如图所示，质量为的木块受到向右的拉力F的作用沿质量为的长木板向右滑行，长木板保持静止状态。已知木块与长木板间的动摩擦因数为，长木板与地面间的动摩擦因数为，则（ ）
A. 长木板受到地面的摩擦力大小一定为
B. 长木板受到地面的摩擦力大小一定为
C. 若改变F的大小，当时，长木板将开始运动
D. 无论怎样改变F的大小，长木板都不可能运动
【答案】D
【解析】
【详解】AB．木块所受木板的滑动摩擦力大小
方向水平向左，根据牛顿第三定律得知长木板受到木块的摩擦力方向水平向右，大小等于，长木板处于静止状态，根据平衡条件长木板受到地面的摩擦力的大小是，故AB错误；
C．若改变F的大小，当时，木块对长木板的摩擦力仍没有变化，因此摩擦力的大小和F无关，大小始终是，所以长木板仍处于静止，故C错误；
D．不论F如何改变，木块对长木板的摩擦力大小不变为，所以长木板不可能运动，故D正确。
故选D。
二、多项选择题（每题6分，共24分）
8. 一物体在如图甲所示的平面上运动，其方向的图像如图乙所示，方向的轨迹方为：，已知时物体的位置坐标为，下列说法正确的是（ ）
A. 时，物体的速度大小为
B. 时，物体的位置坐标为
C. 前物体在方向的加速度越来越小
D. 物体在前做加速度大小的曲线运动
【答案】AD
【解析】
【详解】C．对比匀变速直线运动的位移公式
与题干中的轨迹方程
可知
，
则前2s物体y方向的加速度恒定不变，故C错误；
A．由图乙可知时刻
所以物体速度即合速度大小为
故A正确；
B．在图像中，图线与横轴围成的面积表示x方向的位移，则内物体的位移
由于已知时物体的位置坐标为，则时，x轴坐标为
时，y轴坐标为
此时物体的位置坐标为，故B错误；
D．前物体在x方向的加速度为
则物体在前的合加速度大小为
由几何关系可知合初速度与合加速度不共线，故物体在2s内做加速度大小的曲线运动，故D正确。
故选AD。
9. 一质点做匀变速直线运动，其运动的位移-时间图像如图所示，为图像上一点。为过点的切线，与轴交于点。则下列说法正确的是（ ）
A. 时刻，质点的速率为 B. 时刻，质点的速率为
C. 质点的加速度大小为 D. 质点的加速度大小为
【答案】BD
【解析】
【详解】AB．图像的切线斜率表示速度，则时刻，质点的速率为
故A错误，B正确；
CD．根据中间时刻的速度等于这段时间内的平均速度可得时刻的速度为
根据加速度的定义有
故C错误，D正确。
故选BD。
10. 如图所示，一固定杆与水平方向夹角为θ，将一滑块套在杆上，通过轻绳悬挂一个小球．在滑动过程中，滑块与小球保持相对静止，绳子与竖直方向夹角为β，设杆与滑块之间的动摩擦因数为μ．下列说法正确的是（ ）
A. 若μ=0，则β=θ
B. 若μ=0，则β=0
C. 若滑块与小球做匀速直线运动，则β=0
D. 若滑块与小球做匀速直线运动，则β=θ
【答案】AC
【解析】
【详解】试题分析：滑块与小球保持相对静止，加速度相同，对整体进行受力分析求出加速度，采用隔离法，分析小球的受力，由牛顿第二定律分析θ与β的关系．
若，对滑块和小球组成的整体，由牛顿第二定律得，可解得；对小球，由牛顿第二定律得，，可得，A正确B错误；若滑块与小球做匀速直线运动，小球的合力为零，而小球受到重力和细线的拉力两个力作用，由平衡条件知这两个力大小相等、方向相反、作用在同一条线上，所以细线对小球的拉力必定竖直向上，则β=0，C正确D错误．
11. 某快递公司分拣邮件的水平传输装置示意图如图所示，皮带在电动机的带动下保持的恒定速度向右运动。现将一质量的邮件无初速度地轻放在皮带上，邮件和皮带间的动摩擦因数以。设皮带足够长，取重力加速度大小，下列说法正确的是（ ）
A. 邮件与皮带发生相对滑动的时间因皮带长度未知，不能求解
B. 邮件与皮带发生相对滑动时间为
C. 邮件与皮带发生相对滑动过程中，邮件相对皮带的位移大小为
D. 邮件与皮带发生相对滑动过程中，邮件相对地面的位移大小为
【答案】BD
【解析】
【详解】AB．皮带足够长，邮件与皮带共速前一直发生相对滑动，根据公式有
代入数据，有
A错误，B正确；
D．初速度为零的匀加速运动，有
D正确；
C．邮件与皮带发生相对滑动过程中，邮件对皮带的位移大小为
C错误
故选BD。
三、实验题（每空2分，共20分）
12. 未来在一个未知星球上用如图甲所示装置研究平抛运动的规律。悬点O正下方P点处有水平放置的炽热电热丝，当悬线摆至电热丝处时能轻易被烧断，小球由于惯性向前飞出做平抛运动， 现对小球采用频闪数码相机连续拍摄，在有坐标纸的背景屏前拍下了小球在做平抛运动过程中的多张照片，经合成后照片如图乙所示，a、b、c、d为连续四次拍下的小球位置，已知照相机连续拍照的时间间隔是0.10 s，照片大小如图中坐标所示，又知该照片的长度与实际背景屏的长度之比为1∶4，则：
（1）由以上信息，可知a点________（填“是”或“不是”）小球的抛出点；
（2）由以上信息，可以推算出该星球表面的重力加速度为________m/s2 ；
（3）由以上信息可以算出小球平抛的初速度大小是________m/s；
（4）由以上信息可以算出小球在b点时的速度大小是________m/s。
【答案】 ①. 是 ②. 8 ③. 0.8 ④.
【解析】
【详解】（1）[1]由图可知，四个点间竖直方向的位移之比为，说明a点的竖直速度为0，即a点是小球的抛出点。
（2）（3）[2][3]水平方向
竖直方向
得
，
（4）[4]b点的竖直速度为
小球在b点时的速度大小为
得
13. 小李同学利用如图所示实验装置探究加速度与力、质量的关系。该装置中，遮光条宽度为，记录经过光电门1和光电门2的时间分别为，小车从光电门1运动到光电门2的时间为。调节定滑轮高度，使细线平行于气垫导轨，通过调节气垫导轨下的螺母，使气垫导轨水平。
（1）探究加速度与质量关系时，要进行槽码总质量和小车质量的选取，以下最合理的一组是________。
A.
B.
C.
D
（2）在探究加速度与合外力关系时，通过运动学公式计算出滑块的加速度________（用已知字母表示）。若在上图所示装置的槽码上方，增加一个力传感器，改变槽码质量，则图中所示的四个图像中能正确反映加速度与传感器的示数之间规律的是________。
A． B． C． D．
（3）小李同学又设计了如下实验方案：共有个槽码，每个槽码质量为，槽码盘质量为，小车的质量为，重力加速度为。初始时，所有槽码都在小车上，后续每做完一组实验，都将一个槽码从小车转移到槽码盘中。该实验方案是控制变量法，控制小车和________、________的总质量保持不变。当槽码盘中有个槽码时，小车的加速度________（用表示）。
【答案】（1）C （2） ①. ②. B
（3） ①. 槽码 ②. 槽码盘 ③.
【解析】
【小问1详解】
探究加速度与质量关系时，槽码的重力近似看作细线的拉力即合外力，要求槽码的质量远小于小车的质量。
故选C。
【小问2详解】
[1]小车经过光电1、2时的速度为
，
滑块的加速度
[2]细线的拉力大小即为传感器的示数，加速度与合外力成正比。
故选B。
【小问3详解】
[1][2]该实验方案是控制变量法，控制小车和槽码、槽码盘的总质量保持不变。
[3]当槽码盘中有k个槽码时（），根据牛顿第二定律
整理得小车的加速度
四、简答题（共28分）
14. 将质量为的小球用轻质细绳拴在质量为M的倾角为的楔形木块B上，如下图所示，已知B的倾斜面光滑，底面与水平地面之间的摩擦因数为。
（1）若对B施加向右的水平拉力，使B向右运动，而不离开B的斜面，这个拉力不得超过多少？
（2）若对B施以向左的水平推力，使B向左运动，而不致在B上移动，这个推力不得超过多少？
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）A恰好不离开B的斜面时斜面对A的支持力为零，以A为研究对象，分析A的受力情况，其合力水平向右，如图：
由牛顿第二定律得
可得
对整体，由牛顿第二定律得
解得
所以若对B施加向右的水平拉力，使B向右运动，而不离开B的斜面，这个拉力需满足
（2）A恰好不在B上移动时，细绳对A的拉力为零，以A为研究对象，分析A的受力情况，其合力水平向左，如图：
由牛顿第二定律得
可得
对整体，由牛顿第二定律得
解得
所以若对B施以向左的水平推力，使B向左运动，而不致在B上移动，这个推力需满足
15. 圆柱形容器的横截面在竖直平面内，如图所示，其半径，从其内部最高点A分别以水平初速度、抛出两个小球（均可视为质点），最终分别落在圆弧上的B点和C点，已知OB与OC相互垂直，且OB与竖直方向的夹角。取重力加速度大小g=10，，，不计空气阻力，求
（1）小球从被抛出到落在B点的时间；
（2）小球被抛出时的初速度、的大小之比；
（3）小球到达C点时的速度大小。
【答案】（1）0.6s；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）根据平抛运动规律，对落在B点的小球有
解得
（2）根据平抛运动规律，对落在B点的小球有
1
对落在C点的小球有
解得
s
R
解得
（3）对落在C点的小球有，竖直方向的分速度大小
解得
