武山县2023-2024学年高一下学期第一次联考物理试卷
一、单项选择题:（本题共7小题，每小题4分，共28分．每题只有一个选项符合题意）
1. 生活中曲线运动随处可见，物体做曲线运动一定受到了外力的作用。关于物体做曲线运动，下列说法正确的是（ ）
A. 速度方向有时与曲线相切，有时与曲线的切线垂直
B. 平抛运动是匀变速曲线运动，斜抛运动是变加速曲线运动
C. 物体所受合力可能不变，但它的加速度一定改变
D. 物体所受合力方向一定指向曲线的凹侧
2. 红蜡块能在玻璃管的水中匀速上升，若红蜡块在A点匀速上升的同时，使玻璃管水平向右做匀加速直线运动，则红蜡块实际运动的轨迹可能是图中的（ ）
A. 直线P B. 曲线Q C. 曲线R D. 无法确定
3. 质量为m的物体，由做匀速直线运动的汽车牵引，当物体上升时，汽车的速度为v，细绳与水平面间的夹角为，如图所示，则下列说法中正确的是（ ）
A. 物体做匀加速直线运动 B. 此时物体的速度大小为
C. 物体做加速运动且速度小于车速度 D. 绳子的拉力等于mg
4. 如图，以9.8m/s的水平初速度v0抛出的物体，飞行一段时间后，垂直地撞在倾角θ为30°的斜面上，则物体完成这段飞行的时间是（取g=9.8m/s2）（ ）
A. B. C. D. 2s
5. 俗话说，养兵千日，用兵一时。近年来我国军队进行了多种形式的军事演习。如图所示，在某次军事演习中，一辆战车以恒定的速度在起伏不平的路面上行进，则战车对路面的压力最大和最小的位置分别是（ ）
A. A点，B点 B. B点，C点
C. B点，A点 D. D点，C点
6. A、B两艘快艇在湖面上做匀速圆周运动，在相同时间内，它们通过的路程之比是，运动方向改变的角度之比是，则它们（ ）
A. 线速度大小之比 B. 角速度大小之比为
C. 圆周运动的半径之比为 D. 加速度之比为
7. 关于做匀速圆周运动的物体的线速度、角速度、周期的关系，下面说法中正确的是（ ）
A. 线速度大的角速度一定大 B. 线速度大的周期一定小
C. 角速度大的运动半径一定小 D. 角速度大的周期一定小
二、多项选择题：（本题共3小题，每小题6分，共18分．每小题有多个选项符合题目要求，全部选对得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分）
8. 图甲是洗衣机脱水筒甩干衣服的情境，图乙是两个等高圆锥摆，图丙是完全相同的两个小球在内壁光滑的倒圆锥内做匀速圆周运动．关于这三种圆周运动，下列说法正确的是（ ）
A. 图甲中衣服随脱水筒一起匀速转动的过程中，筒对衣服的弹力提供向心力
B. 图乙中两小球线速度大小相等
C. 图乙中两小球具有相同的运动周期
D. 图丙中a球的角速度大于b球的角速度
9. 如图是一皮带传动装置的示意图，右轮半径为r，A是它边缘上的一点。左侧是一轮轴，大轮半径为4r，小轮半径为2r。B点在小轮上，到小轮中心的距离为r。C点和D点分别位于小轮和大轮的边缘上。如果传动过程中皮带不打滑，那么下面选项正确的是：（ ）
A. A、B、C、D点角速度之比为2：1：2：1
B. A、B、C、D点的线速度之比为2：1：2：4
C. A、B、C、D点向心加速度之比为2：1：2：4
D. A点和C点的线速度相等
10. 用细绳拴着质量为m的小球，在竖直平面内做半径为R的圆周运动，如图所示。则下列说法正确的是（ ）
A. 小球通过最高点时，绳子张力可以为0
B. 小球通过最高点时的最小速度为0
C. 小球刚好通过最高点时的速度是
D. 小球通过最高点时，绳子对小球的作用力可以与小球所受重力方向相反
三、实验题：（本题共2小题，每空3分，共15分）
11. 某学习小组探究平抛运动的特点。
（1）采用如图甲所示装置探究平抛运动竖直分运动特点。用小锤击打弹性金属片后，A球沿水平方向抛出，做平抛运动；同时B球被释放，自由下落，做自由落体运动。实验发现两球同时落地。分别改变小球距地面的高度和小锤击打的力度，多次重复实验，发现两球仍同时落地。根据该实验现象，可以得出A球在竖直方向的分运动是___________________。
（2）探究平抛运动水平分运动的特点时，得到小球平抛运动的轨迹如图乙所示，其中O为抛出点，a、b、c是轨迹上选取的三个点，O与a、a与b、b与c之间的竖直距离分别为h、3h、5h，则小球从O到a、a到b、b到c的运动时间____________（填“相等”或“不相等”）；又测得O与a、a与b、b与c之间的水平距离相等均为x，则可得出平抛运动在水平方向的分运动是匀速直线运动，小球平抛运动的初速度为____________（用h、x和重力加速度g表示）。
12. 用如图所示的装置可以探究做匀速圆周运动的物体所需要的向心力的大小与哪些因素有关。
（1）本实验采用的科学方法是__________ ；
A．建立物理模型法 B．控制变量法
C．等效法 D．放大法
（2）图示情境正在探究的是__________。
A．向心力大小与物体质量的关系
B．向心力的大小与角速度大小的关系
C．向心力的大小与线速度大小的关系
D．向心力的大小与半径的关系
四、计算题：(解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，答案写在答题卡上，只写出最后答案不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。)
13. 小船在静水中的速度大小，要渡过宽、两岸平行的河流，水流的速度大小。
（1）求小船渡河的最短时间；
（2）求当小船以最小位移渡河时，船头与河岸夹角的正弦值。
14. 如图所示，将一小球以10m/s的速度水平抛出，落地时的速度方向与水平方向的夹角恰为45°，不计空气阻力，g取10m/s2，求：
(1)小球抛出点离地面的高度；
(2)小球飞行的水平距离。
15. 汽车与路面之间的动摩擦因数μ=0.5，转弯处弯道半径为R=5m，求：
（1）若路面铺成水平的，汽车转弯时速度不能超过多大？
（2）若路面铺成外侧高内侧低的坡面，倾角为，汽车以多大速度转弯，与路面无侧向摩擦。武山县2023-2024学年高一下学期第一次联考物理试卷
一、单项选择题:（本题共7小题，每小题4分，共28分．每题只有一个选项符合题意）
1. 生活中曲线运动随处可见，物体做曲线运动一定受到了外力的作用。关于物体做曲线运动，下列说法正确的是（ ）
A. 速度方向有时与曲线相切，有时与曲线的切线垂直
B. 平抛运动是匀变速曲线运动，斜抛运动是变加速曲线运动
C. 物体所受合力可能不变，但它的加速度一定改变
D. 物体所受合力方向一定指向曲线的凹侧
【答案】D
【解析】
【详解】A．在曲线运动中，质点的速度方向一定是时刻沿着轨迹的切线方向，A错误；
B．平抛运动是匀变速曲线运动，斜抛运动仅受重力，也是匀变速曲线运动，B错误；
C．物体做曲线运动所受合力不变，由牛顿第二定律可知，其加速度也不会改变，如抛体运动，C错误；
D．物体做曲线运动的条件是合力方向与速度方向不在同一条直线上，合外力的方向一定指向曲线的凹侧，D正确。
故选D。
2. 红蜡块能在玻璃管的水中匀速上升，若红蜡块在A点匀速上升的同时，使玻璃管水平向右做匀加速直线运动，则红蜡块实际运动的轨迹可能是图中的（ ）
A. 直线P B. 曲线Q C. 曲线R D. 无法确定
【答案】B
【解析】
【详解】由题意可知红蜡块在竖直方向做匀速直线运动，若使玻璃管水平向右做匀加速直线运动，则红蜡块在水平方向做初速度为零的匀加速直线运动，合运动为匀变速曲线运动，其速度方向与水平方向的夹角的正切值为
由上式可知θ随t的增大而减小，而蜡块速度方向沿轨迹切线方向，所以红蜡块实际运动的轨迹可能是图中的曲线Q。
故选B。
3. 质量为m的物体，由做匀速直线运动的汽车牵引，当物体上升时，汽车的速度为v，细绳与水平面间的夹角为，如图所示，则下列说法中正确的是（ ）
A. 物体做匀加速直线运动 B. 此时物体速度大小为
C. 物体做加速运动且速度小于车的速度 D. 绳子的拉力等于mg
【答案】C
【解析】
【详解】ABC．将汽车的速度沿绳子方向、垂直于绳子方向分解，此时物体的速度大小为
当物体上升时，逐渐减小，物体速度逐渐增大，且增加得越来越慢，故物体做加速度减小的加速运动，且速度小于车的速度，故AB错误，C正确；
D．物体做加速运动，有向上的加速度，根据牛顿第二定律有
故绳子的拉力大于mg，故D错误。
故选C。
4. 如图，以9.8m/s的水平初速度v0抛出的物体，飞行一段时间后，垂直地撞在倾角θ为30°的斜面上，则物体完成这段飞行的时间是（取g=9.8m/s2）（ ）
A. B. C. D. 2s
【答案】C
【解析】
【详解】设垂直地撞在斜面上时速度为v，将速度分解水平的
vsinθ=v0
竖直方向
vy=vcosθ
由以上两个方程可以求得
vy=v0cotθ
由竖直方向自由落体的规律得
vy=gt
代入数值可求得
t=s
故选C。
5. 俗话说，养兵千日，用兵一时。近年来我国军队进行了多种形式的军事演习。如图所示，在某次军事演习中，一辆战车以恒定的速度在起伏不平的路面上行进，则战车对路面的压力最大和最小的位置分别是（ ）
A. A点，B点 B. B点，C点
C. B点，A点 D. D点，C点
【答案】C
【解析】
【详解】在凸面的最高点，根据牛顿第二定律得
解得
＜
在最高点的压力比较小，由此可知圆弧的半径越小，向心力越大，所以A点车受到的支持力 比C点受到的支持力小，所以A点车受到的支持力最小；
在凹面的最低点，根据牛顿第二定律得
解得
＞
可知在凹面处的最低点压力比较大，由此可知圆弧的半径越小，向心力越大，所以B点车受到的支持力 比D点受到的支持力小，所以B点车受到的支持力最大。
故选C。
6. A、B两艘快艇在湖面上做匀速圆周运动，在相同时间内，它们通过的路程之比是，运动方向改变的角度之比是，则它们（ ）
A. 线速度大小之比为 B. 角速度大小之比为
C. 圆周运动半径之比为 D. 加速度之比为
【答案】C
【解析】
【详解】A．根据线速度定义式
已知在相同时间内它们通过的路程之比是，则线速度大小之比为，A错误；
B．根据角速度定义式
运动方向改变的角速度等于运动转过的角度，相同时间内它们通过的角度之比是，则角速度大小之比为，B错误；
C．根据公式
可得圆周运动半径
则A、B做圆周运动的半径之比为
C正确；
D．根据
可得A、B的加速度之比为
故D错误。
故选C。
7. 关于做匀速圆周运动的物体的线速度、角速度、周期的关系，下面说法中正确的是（ ）
A. 线速度大的角速度一定大 B. 线速度大的周期一定小
C. 角速度大的运动半径一定小 D. 角速度大的周期一定小
【答案】D
【解析】
【详解】A．根据
由于不知道运动半径的大小，不能判断角速度大小，A错误；
B．根据
由于不知道运动半径的大小，不能判断周期大小，B错误；
C．角速度与运动半径无直接关系，C错误；
D．根据
可知，角速度大，周期小，D正确。
故选D。
二、多项选择题：（本题共3小题，每小题6分，共18分．每小题有多个选项符合题目要求，全部选对得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分）
8. 图甲是洗衣机脱水筒甩干衣服的情境，图乙是两个等高圆锥摆，图丙是完全相同的两个小球在内壁光滑的倒圆锥内做匀速圆周运动．关于这三种圆周运动，下列说法正确的是（ ）
A. 图甲中衣服随脱水筒一起匀速转动的过程中，筒对衣服的弹力提供向心力
B. 图乙中两小球的线速度大小相等
C. 图乙中两小球具有相同的运动周期
D. 图丙中a球的角速度大于b球的角速度
【答案】AC
【解析】
【详解】A．图甲中衣服随脱水筒一起匀速转动的过程中，筒对衣服的弹力提供向心力，故A正确；
BC．图乙中，设绳与竖直方向的夹角为，以小球为对象，根据牛顿第二定律可得
又
联立可得
，
可知两小球的线速度大小不相等，但周期相同，故B错误，C正确；
D．图丙中，设圆锥内壁对小球的支持力与竖直方向的夹角为，以小球为对象，根据牛顿第二定律可得
可得
由于a球做圆周运动的半径大于b球做圆周运动的半径，所以a球的角速度小于b球的角速度，故D错误。
故选AC。
9. 如图是一皮带传动装置的示意图，右轮半径为r，A是它边缘上的一点。左侧是一轮轴，大轮半径为4r，小轮半径为2r。B点在小轮上，到小轮中心的距离为r。C点和D点分别位于小轮和大轮的边缘上。如果传动过程中皮带不打滑，那么下面选项正确的是：（ ）
A. A、B、C、D点角速度之比为2：1：2：1
B. A、B、C、D点的线速度之比为2：1：2：4
C. A、B、C、D点向心加速度之比为2：1：2：4
D. A点和C点的线速度相等
【答案】B
【解析】
【详解】A．A、C的线速度大小相等，故
B、C、D角速度相等，A、B、C、D点角速度之比为2：1：1：1。故A错误；
B．B、C、D的角速度相等，由得B、C、D的线速度之比等于半径之比，B、C、D点的线速度之比为1：2：4。又因为A点和C点的线速度大小相等，A、B、C、D点的线速度之比为2：1：2：4。故B正确；
C．因为B、C、D的角速度相等，由，B、C、D点向心加速度之比等于半径之比，B、C、D点向心加速度之比1：2：4。A、C的线速度大小相等，由，A、C的向心加速度之比与半径成反比，故
得A、B、C、D点向心加速度之比为4：1：2：4。故C错误；
D．A点和C点的线速度大小相等，方向不同，故D错误；
故选B。
10. 用细绳拴着质量为m的小球，在竖直平面内做半径为R的圆周运动，如图所示。则下列说法正确的是（ ）
A. 小球通过最高点时，绳子张力可以为0
B. 小球通过最高点时的最小速度为0
C. 小球刚好通过最高点时的速度是
D. 小球通过最高点时，绳子对小球的作用力可以与小球所受重力方向相反
【答案】AC
【解析】
【详解】A．设小球通过最高点时的速度为v，由合力提供向心力及牛顿第二定律得
当FT=0时，v=，所以在最高点绳子张力可以为0，A正确；
BD．当v＜时，FT＜0，而绳子只能产生拉力，不能产生与重力方向相反的支持力，故选项B、D错误；
C．当v＞时，FT＞0，小球能沿圆弧通过最高点
可见，v=是小球恰能沿圆弧通过最高点的条件，C正确。
故选AC。
三、实验题：（本题共2小题，每空3分，共15分）
11. 某学习小组探究平抛运动的特点。
（1）采用如图甲所示装置探究平抛运动竖直分运动的特点。用小锤击打弹性金属片后，A球沿水平方向抛出，做平抛运动；同时B球被释放，自由下落，做自由落体运动。实验发现两球同时落地。分别改变小球距地面的高度和小锤击打的力度，多次重复实验，发现两球仍同时落地。根据该实验现象，可以得出A球在竖直方向的分运动是___________________。
（2）探究平抛运动水平分运动的特点时，得到小球平抛运动的轨迹如图乙所示，其中O为抛出点，a、b、c是轨迹上选取的三个点，O与a、a与b、b与c之间的竖直距离分别为h、3h、5h，则小球从O到a、a到b、b到c的运动时间____________（填“相等”或“不相等”）；又测得O与a、a与b、b与c之间的水平距离相等均为x，则可得出平抛运动在水平方向的分运动是匀速直线运动，小球平抛运动的初速度为____________（用h、x和重力加速度g表示）。
【答案】 ①. 自由落体运动 ②. 相等 ③.
【解析】
【详解】（1）[1]多次重复实验，发现两球仍同时落地，可知A球竖直方向运动与B球竖直方向的运动相同，可以得出A球在竖直方向的分运动是自由落体运动。
（2）[2]O为抛出点，小球做平抛运动，竖直方向有
可得
可得
[3]小球平抛运动的初速度为
12. 用如图所示的装置可以探究做匀速圆周运动的物体所需要的向心力的大小与哪些因素有关。
（1）本实验采用的科学方法是__________ ；
A．建立物理模型法 B．控制变量法
C．等效法 D．放大法
（2）图示情境正在探究的是__________。
A．向心力的大小与物体质量的关系
B．向心力的大小与角速度大小的关系
C．向心力的大小与线速度大小的关系
D．向心力的大小与半径的关系
【答案】 ①. B ②. A
【解析】
【详解】（1）[1]根据向心力表达式
本实验探究向心力与质量、角速度和半径的关系，采用的是控制变量法。
故选B。
（2）[2]图中铝球和钢球的质量不同，两球做圆周运动半径相等，角速度相等，所以探究的是向心力与物体质量的关系。
故选A。
四、计算题：(解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，答案写在答题卡上，只写出最后答案不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。)
13. 小船在静水中的速度大小，要渡过宽、两岸平行的河流，水流的速度大小。
（1）求小船渡河的最短时间；
（2）求当小船以最小位移渡河时，船头与河岸夹角的正弦值。
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）当小船的船头始终正对河岸时，渡河时间最短，则有
解得小船渡河的最短时间为
（2）小船在静水中的速度大于水流的速度，当小船的合速度方向垂直河岸时，小船渡河的位移最短，则有
船头与河岸夹角的正弦值为
14. 如图所示，将一小球以10m/s的速度水平抛出，落地时的速度方向与水平方向的夹角恰为45°，不计空气阻力，g取10m/s2，求：
(1)小球抛出点离地面的高度；
(2)小球飞行的水平距离。
【答案】(1)5m；(2)10m
【解析】
【详解】(1)小球落地时的速度方向与水平方向的夹角恰为45°，根据几何关系得
解得
平抛运动竖直方向做自由落体运动，则运动时间
小球抛出点离地面的高度
(2)平抛运动水平方向做匀速直线运动，有
15. 汽车与路面之间的动摩擦因数μ=0.5，转弯处弯道半径为R=5m，求：
（1）若路面铺成水平的，汽车转弯时速度不能超过多大？
（2）若路面铺成外侧高内侧低的坡面，倾角为，汽车以多大速度转弯，与路面无侧向摩擦。
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）若路面铺成水平的，设汽车转弯时最大速度为，根据牛顿第二定律可得
可得汽车转弯时速度不能超过
（2）若路面铺成外侧高内侧低的坡面，倾角为，设转弯速度为时，与路面无侧向摩擦，以汽车为对象，根据牛顿第二定律可得
解得
