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南昌十九中2023-2024学年高一下学期第一次月考物理试题
一、选择题（本题共10小题，共46分。1~7题只有一个选项符合题目要求，选对得4分；8 10题有多项符合题目要求，全部选对得6分，选对但不全的得3分，有选错或不答得0分）
1. 小易同学假期去游玩看到了一条弯曲的河流，图中A、B、C、D为四处河岸，他想根据所学知识分析一下河水对河岸的冲刷程度，你认为冲刷最严重最有可能的是（　　）
A. A处 B. B处 C. C处 D. D处
【答案】C
【解析】
【详解】河水经过弯曲处，根据牛顿第二定律可得
则可知在河水流量及流速一定的情况下，弯曲处的曲率半径越小，所需向心力越大，冲刷越严重，由图可知C处曲率半径最小，则冲刷最严重的是C处。
故选C。
2. 如图所示，AB 两点连线垂直于河岸，小南同学由 A 点划船渡河，船头指向始终与河岸垂直，河宽为 120m，水流速度为4m /s，船在静水中的速度为3m /s，则小船到达对岸的位置距B点（　　）
A. 180 m B. 160 m C. 120m D. 100m
【答案】B
【解析】
【详解】当船头与河岸垂直时，渡河时间为
沿河流方向小河随水向下运动的距离为
s=v水t=4×40m=160m
故选B。
3. 如图所示，普通轮椅一般由轮椅架、车轮、刹车装置等组成。车轮有大车轮和小车轮，大车轮上固定有手轮圈，手轮圈由患者直接推动。已知大车轮、手轮圈、小车轮的半径之比为，假设轮椅在地面上做直线运动，手和手轮圈之间、车轮和地面之间都不打滑，则下列说法正确的是（　　）
A. 大车轮与小车轮的周期之比为
B. 手轮圈与小车轮的角速度之比为
C. 大车轮与手轮圈两边缘的线速度之比为
D. 大车轮轴心与小车轮轴心的速度之比为
【答案】D
【解析】
【详解】A．根据题意可知，大车轮与小车轮边缘的线速度大小相等，由公式可得，大车轮与小车轮的周期之比为
故A错误；
BC．根据题意可知，大车轮与手轮圈的角速度相等，由可知，大车轮与手轮圈两边缘的线速度之比为
由可得，大车轮与小车轮的角速度之比为
则手轮圈与小车轮的角速度之比为，故BC错误；
D．大车轮轴心与小车轮轴心保持相对静止，一起平动，则大车轮轴心与小车轮轴心的速度之比为，故D正确。
故选D。
4. “墙里秋千墙外道。墙外行人，墙里佳人笑。笑渐不闻声渐悄。”（苏赋《蝶恋花 春景》）看见荡秋千，总会勾起儿时的美好，已跨进高中物理大门的你，不能只沉浸在 想或“佳人笑”中，应习惯用物理的眼光审视荡秋千。如图，一同学表演荡秋千。已知秋千的两根绳长均为，该同学和秋千踏板的总质量约为，两根绳平行。当该同学荡到秋千支架的正下方时，加速度的大小为、方向竖直向上，此时每根绳子平均承受的拉力约为（　　）
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】在最低点，根据牛顿第二定律，有
解得
故选B。
5. 礼炮在高空中爆炸，有这样一种情况：在同一时刻，同一位置有四朵烟花以速度v向上、向下、向左、向右射出（不计空气阻力），经过1s后四朵烟花在空中的位置构成的正确图形是（　　）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】每朵烟花的运动都可以看成是沿初速度方向的匀速直线运动和竖直向下的自由落体运动的合运动，假设同时有个小球从题中的同一位置自由落体，则这4朵烟花相对小球朝上、下、左、右都是做匀速直线运动，与小球的距离总是相等，故四朵烟花在空中的位置构成的图形是正方向。
故选A。
6. 如图所示为游戏“愤怒的小鸟”。游戏的玩法很简单，将弹弓上的小鸟弹出去，砸到肥猪就能过关。在某次操作中，已知弹弓上的小鸟与堡垒上的肥猪等高，小鸟与肥猪水平距离为L，弹弓把小鸟以某一初速度与水平面成角度斜向上发射出去，小鸟刚好砸到肥猪，重力加速度为g。由此可知小鸟弹出的速度大小为（　　）
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】设小鸟弹出的速度为，小鸟在水平方向上匀速直线运动，竖直方向上做竖直上抛运动，由于小鸟与猪等高，根据竖直上抛运动的对称性，可知，小鸟运动的时间为
水平方向有
解得
故选B。
7. 2022年北京冬奥会跳台滑雪项目比赛在位于张家口的国家跳台滑雪中心举行，其主体建筑设计灵感来自于中国传统饰物“如意”，因此被形象地称作“雪如意”。如图所示，现有甲、乙两名运动员（均视为质点）从出发区先后沿水平方向向左腾空飞出，其速度大小之比为，不计空气阻力，则甲、乙两名运动员从飞出至落到着陆坡（可视为斜面）上的过程中（ ）
A. 水平位移之比为
B. 落到坡面上的瞬时速度方向不相同
C. 落到坡面上的瞬时速度大小相等
D. 在空中飞行的时间之比为
【答案】A
【解析】
【详解】AD．设斜面倾角为，则
得
由题意，运动时间之比为
由
水平位移之比为
A正确，D错误；
B．根据平抛运动推论，速度偏转角正切值是位移偏转角正切值的2倍，由于位移偏转角均为，则落到坡面上的瞬时速度方向相同，B错误；
C．落到斜坡的速度为
可知，落到斜坡的速度之比为2:1，C错误。
故选A。
8. 如图所示，下列关于生活中圆周运动的实例分析，说法正确的是（ ）
A. 图1汽车通过凹形桥的最低点时，汽车处于超重状态
B. 图2“水流星”匀速转动过程中，在最高点处水对碗底压力小于其在最低处水对碗底的压力
C. 图3铁路转弯处，通常要求外轨比内轨高，目的是利用轮缘与外轨的侧压力助火车转弯
D. 图4脱水桶脱水时，转速越大，衣服受到的摩擦力也越大
【答案】AB
【解析】
【详解】A．图1汽车通过凹形桥的最低点时，汽车的加速度方向向上，汽车处于超重状态，故A正确；
B．图2“水流星”匀速转动过程中，在最高点处，根据牛顿第二定律可得
可得
在最低点处，根据牛顿第二定律可得
可得
联立可得
根据牛顿第三定律可知，在最高点处水对碗底压力小于其在最低处水对碗底的压力，故B正确；
C．图3铁路转弯处，通常要求外轨比内轨高，当火车按规定速度转弯时，由重力和支持力的合力完全提供向心力，从而减轻轮缘对轨道的挤压，故C错误；
D．图4脱水桶脱水时，桶壁对衣物的摩擦力等于衣物的重力，不会随着转速的增大而增大，故D错误。
故选AB。
9. 泵浦消防车又称“泵车”，其上装备消防水泵、消防水炮和其他消防器材，抵达现场后可利用现场消防栓或水源直接吸水灭火，一高层建筑离地面高为处发生火情，为能有效灭火，消防员将消防水炮升高到离地后将炮口水平摆放，使水柱恰能喷到着火点，已知炮口到着火点的水平距离为，不计阻力，g取，则（　　）
A. 炮口出水速度大小
B. 炮口出水速度大小为
C. 如火情向上蔓延至上一层，只增大炮口出水速度仍能有效灭火
D. 如火情向上蔓延至上一层，只升高炮口的高度不能有效灭火
【答案】BC
【解析】
【详解】AB．水从炮口水平射出做平抛运动，则有得
炮口出水速度大小
故A错误，B正确；
C．如火情向上蔓延至上一层，导致消防炮口与灭火点的高度变小，水的运动时间会变短，根据可知只增大炮口出水速度仍能有效灭火，故C正确；
D．如火情向上蔓延至上一层，导致消防炮口与灭火点的高度变小，水的运动时间会变短，只升高炮口的高度到与原来消防炮口与灭火点的高度一样时，可以有效灭火，故D错误。
故选BC。
10. 如图所示，水平圆盘绕过圆心的竖直轴匀速转动，为圆盘边缘上的一点，当圆盘转动到图示位置时，在点的正上方处将一个可视为质点的小球以速度平行于方向水平抛出，若小球与圆盘只碰撞一次，且恰好落在点，重力加速度取，则圆盘转动的角速度大小可能是（　　）
A. B. C. D.
【答案】BC
【解析】
【详解】小球从抛出到落到P点的时间为
小球从抛出到落到P点，圆盘转过了N圈，则有
解得
当N=1时，
当N=2时，
当N=3时，
故选BC。
二、实验题（每空2分，共16分）
11. 探究向心力大小F与小球质量m、角速度ω和半径r之间关系的实验装置如图所示，转动手柄，可使变速塔轮、长槽和短槽随之匀速转动。皮带分别套在塔轮的圆盘上，可使两个槽内的小球分别以不同角速度做匀速圆周运动。小球做圆周运动的向心力由横臂的挡板提供，同时，小球对挡板的弹力使弹簧测力筒下降，从而露出测力筒内的标尺，标尺上露出的红白相间的等分格数之比即为两个小球所受向心力的比值。
①（单选）开始时皮带在两个变速塔轮2、3的最上面一层，若要探究小球受到的向心力大小和角速度大小的关系，下列做法正确的是（ ）
A.用体积相同的钢球和铝球做实验
B.将变速塔轮2、3上的皮带往下移动
C.用秒表记录时间、计算两个小球的角速度
D.将两个小球都放在长槽上
②探究向心力的大小与圆周运动半径的关系时，应选择两个质量_______（选填“相同”或“不同”）的小球，分别放在短槽5的挡板处与长槽4的______（选填“A处”或“B处”）处，同时选择半径______（选填“相同”或“不同”）的两个塔轮；
③若两个钢球质量和运动半径相等，图中标尺8上红白相间的等分格显示出位于4处挡板的钢球和位于5处挡板的钢球所受向心力的比值为1：9，则与皮带连接的变速轮塔2和变速轮塔3的半径之比为______。
【答案】 ①. B ②. 相同 ③. B处 ④. 相同 ⑤. 3:1
【解析】
【详解】①[1] 探究小球受到的向心力大小和角速度大小关系时，应控制两球的质量与两球做圆周运动的轨道半径相等，使塔轮半径不同，从而可分析向心力与角速度的关系。
故选B。
② [2] [3] [4]探究向心力的大小与圆周运动半径的关系时,采用控制变量法，故应选择两小球质量相同，角速度相同，就需选择半径相同的塔轮，但小球做圆周运动的半径不同，故另一球应放在长槽的B处才能使两球做圆周运动的半径不同。
③[5] 4处挡板的钢球和位于5处挡板的钢球所受向心力的比值为1：9，根据向心力表达式
得
皮带上线速度相同，则
解得
12. 图甲为研究小球做平抛运动的规律的实验装置，图乙中的A、B、C为用频闪照相的方法在坐标纸上得到的小球运动过程中的三个位置。实验小组未记下小球平抛的抛出点，只记录下了y轴。实验小组测得A、B、C各点到y轴的距离分别为、、，A、B两点和B、C两点的竖直距离、取重力加速度大小，忽略空气阻力，回答下列问题。
（1）实验中，下列会导致实验误差的因素是______。
a．安装斜槽轨道，其末端没有保持水平
b．小球与斜槽轨道之间有摩擦
c．计算初速度时选取的点离抛出点较远
d．频闪照相机闪光频率偏大
（2）该小球做平抛运动的初速度______（结果保留两位有效数字）
（3）如图乙所示，在以y轴竖直向下为正方向，以抛出点O为坐标原点，建立平面直角坐标系中，y与x的函数关系式为______（用g、x、y和表示）
【答案】12. a 13. 1.0
14.
【解析】
【小问1详解】
a．安装斜槽轨道，其末端没有保持水平，使小球不做平抛运动，会有误差，a正确；
b．只要保证小球每次从同一位置静止释放，小球与斜槽轨道之间有摩擦对实验无影响，b错误；
c．计算初速度时选取的点离抛出点远近对实验无影响，c错误；
d．频闪照相机闪光频率大小对实验无影响，d错误。
故选a。
【小问2详解】
设相邻两个点时间间隔为，竖直方向有
解得
水平方向有
解得
【小问3详解】
竖直方向有
水平方向有
联立解得
三、解答题（13题10分，14题12分，15题16分，共38分）
13. 女排世联赛2023赛季首秀，中国女排与去年世锦赛亚军巴西女排激战5局，惊险取得开门红。中国女排主攻手李盈莹在距离地面高处将排球击出，排球以大小为的初速度水平飞出：巴西队员在离地处将排球垫起，垫起前后的速度大小相等，方向相反。取重力加速度，不计空气阻力。求：
（1）排球被垫起前在水平方向飞行的距离x；
（2）排球被垫起后瞬间的速度大小及方向。
【答案】（1）4.8m；（2）10m/s，方向与水平方向夹角为37°向上
【解析】
【详解】（1）设排球被垫起前在空中飞行的时间为t，则
解得
则排球被垫起前在空中飞行的水平距离为
（2）排球被垫起前瞬间在竖直方向速度的大小为
根据速度的合成可得
设v的方向与水平方向夹角为，如图所示，根据几何关系有
被垫起后瞬间速度大小相等，方向相反，所以速度大小为10m/s，方向与水平方向夹角为37°向上。
14. 某游乐设施如图所示，由半圆形和直线形细圆管组成的轨道固定在水平桌面上（圆半径比细圆管内径大得多）。轨道内壁光滑，已知部分的半径，段长。弹射装置将一质量的小球（可视为质点）以水平初速度从A点弹入轨道，小球从C点离开轨道后水平抛出，落地点D离C点的水平距离为，桌子的高度，不计空气阻力，取。求：
（1）小球水平初速度的大小；
（2）小球在半圆形轨道上运动的角速度以及从A点运动到D点的时间t；（t取到小数点后两位）
（3）小球在半圆形轨道上运动时细圆管对小球的作用力F的大小。
【答案】（1）；（2）5rad/s，1.43s；（3）N
【解析】
【详解】（1）球离开轨道后做平抛运动，则竖直方向有
水平方向有
（2）小球在半圆形轨道上运动时的角速度为
小球从A到B的时间为
从B到C做匀速直线运动，时间为
因此从A点运动到D点的时间为
（3）根据牛顿第二定律得，圆管对小球的水平方向作用力大小为
竖直方向作用力大小为
则细圆管对小球的作用力大小为
15. 如图所示，长水平传送带右端M与水平地面平齐并无缝对接，半径的竖直半圆环轨道与水平地面相切于圆环的端点P。传送带以的速度顺时针匀速转动，某时刻质量的物块无初速度地放在传送带的左端，经水平地面从P点冲上半圆环轨道后从Q点水平飞出，最后物块恰落在M点。已知物块经过Q点时速度是经过P点速度大小的，物块与传送带间的摩擦因数，物块与水平地面间的摩擦因数，重力加速度，物块的大小忽略不计，求：
（1）物块离开传送带右端M时的速度大小；
（2）M、P两点间的距离；
（3）物块经过P点时对轨道压力的大小。
【答案】（1）；（2）；（3）50N
【解析】
【详解】（1）物块在传送带的加速度为
假设物块在传送带上一直做匀加速运动，根据动力学公式
假设成立，物块离开传送带时的速度为。
（2）物块在水平地面上的加速度大小为
设间距离为x，由运动学公式可得
物块从Q点水平飞出，做平抛运动
由题意可知
联立可得
（3）物块运动到轨道P时受到的支持力，如图所示。由向心力公式和牛顿第二定律可得
联立可得
由牛顿第三定律可得：物块经过在轨道P点时对轨道压力等于物块运动到轨道P时受到支持力，即南昌十九中2023-2024学年高一下学期第一次月考物理试题
一、选择题（本题共10小题，共46分。1~7题只有一个选项符合题目要求，选对得4分；8 10题有多项符合题目要求，全部选对得6分，选对但不全的得3分，有选错或不答得0分）
1. 小易同学假期去游玩看到了一条弯曲的河流，图中A、B、C、D为四处河岸，他想根据所学知识分析一下河水对河岸的冲刷程度，你认为冲刷最严重最有可能的是（　　）
A A处 B. B处 C. C处 D. D处
2. 如图所示，AB 两点连线垂直于河岸，小南同学由 A 点划船渡河，船头指向始终与河岸垂直，河宽为 120m，水流速度为4m /s，船在静水中的速度为3m /s，则小船到达对岸的位置距B点（　　）
A. 180 m B. 160 m C. 120m D. 100m
3. 如图所示，普通轮椅一般由轮椅架、车轮、刹车装置等组成。车轮有大车轮和小车轮，大车轮上固定有手轮圈，手轮圈由患者直接推动。已知大车轮、手轮圈、小车轮的半径之比为，假设轮椅在地面上做直线运动，手和手轮圈之间、车轮和地面之间都不打滑，则下列说法正确的是（　　）
A. 大车轮与小车轮的周期之比为
B. 手轮圈与小车轮的角速度之比为
C. 大车轮与手轮圈两边缘的线速度之比为
D. 大车轮轴心与小车轮轴心速度之比为
4. “墙里秋千墙外道。墙外行人，墙里佳人笑。笑渐不闻声渐悄。”（苏赋《蝶恋花 春景》）看见荡秋千，总会勾起儿时的美好，已跨进高中物理大门的你，不能只沉浸在 想或“佳人笑”中，应习惯用物理的眼光审视荡秋千。如图，一同学表演荡秋千。已知秋千的两根绳长均为，该同学和秋千踏板的总质量约为，两根绳平行。当该同学荡到秋千支架的正下方时，加速度的大小为、方向竖直向上，此时每根绳子平均承受的拉力约为（　　）
A. B. C. D.
5. 礼炮在高空中爆炸，有这样一种情况：在同一时刻，同一位置有四朵烟花以速度v向上、向下、向左、向右射出（不计空气阻力），经过1s后四朵烟花在空中的位置构成的正确图形是（　　）
A B. C. D.
6. 如图所示为游戏“愤怒的小鸟”。游戏的玩法很简单，将弹弓上的小鸟弹出去，砸到肥猪就能过关。在某次操作中，已知弹弓上的小鸟与堡垒上的肥猪等高，小鸟与肥猪水平距离为L，弹弓把小鸟以某一初速度与水平面成角度斜向上发射出去，小鸟刚好砸到肥猪，重力加速度为g。由此可知小鸟弹出的速度大小为（　　）
A B. C. D.
7. 2022年北京冬奥会跳台滑雪项目比赛在位于张家口的国家跳台滑雪中心举行，其主体建筑设计灵感来自于中国传统饰物“如意”，因此被形象地称作“雪如意”。如图所示，现有甲、乙两名运动员（均视为质点）从出发区先后沿水平方向向左腾空飞出，其速度大小之比为，不计空气阻力，则甲、乙两名运动员从飞出至落到着陆坡（可视为斜面）上的过程中（ ）
A. 水平位移之比为
B. 落到坡面上的瞬时速度方向不相同
C. 落到坡面上的瞬时速度大小相等
D. 在空中飞行的时间之比为
8. 如图所示，下列关于生活中圆周运动的实例分析，说法正确的是（ ）
A. 图1汽车通过凹形桥的最低点时，汽车处于超重状态
B. 图2“水流星”匀速转动过程中，在最高点处水对碗底压力小于其在最低处水对碗底的压力
C. 图3铁路转弯处，通常要求外轨比内轨高，目的是利用轮缘与外轨的侧压力助火车转弯
D. 图4脱水桶脱水时，转速越大，衣服受到的摩擦力也越大
9. 泵浦消防车又称“泵车”，其上装备消防水泵、消防水炮和其他消防器材，抵达现场后可利用现场消防栓或水源直接吸水灭火，一高层建筑离地面高为处发生火情，为能有效灭火，消防员将消防水炮升高到离地后将炮口水平摆放，使水柱恰能喷到着火点，已知炮口到着火点的水平距离为，不计阻力，g取，则（　　）
A. 炮口出水速度大小为
B. 炮口出水速度大小为
C. 如火情向上蔓延至上一层，只增大炮口出水速度仍能有效灭火
D. 如火情向上蔓延至上一层，只升高炮口的高度不能有效灭火
10. 如图所示，水平圆盘绕过圆心竖直轴匀速转动，为圆盘边缘上的一点，当圆盘转动到图示位置时，在点的正上方处将一个可视为质点的小球以速度平行于方向水平抛出，若小球与圆盘只碰撞一次，且恰好落在点，重力加速度取，则圆盘转动的角速度大小可能是（　　）
A. B. C. D.
二、实验题（每空2分，共16分）
11. 探究向心力大小F与小球质量m、角速度ω和半径r之间关系的实验装置如图所示，转动手柄，可使变速塔轮、长槽和短槽随之匀速转动。皮带分别套在塔轮的圆盘上，可使两个槽内的小球分别以不同角速度做匀速圆周运动。小球做圆周运动的向心力由横臂的挡板提供，同时，小球对挡板的弹力使弹簧测力筒下降，从而露出测力筒内的标尺，标尺上露出的红白相间的等分格数之比即为两个小球所受向心力的比值。
①（单选）开始时皮带在两个变速塔轮2、3的最上面一层，若要探究小球受到的向心力大小和角速度大小的关系，下列做法正确的是（ ）
A.用体积相同的钢球和铝球做实验
B.将变速塔轮2、3上的皮带往下移动
C.用秒表记录时间、计算两个小球的角速度
D.将两个小球都放在长槽上
②探究向心力的大小与圆周运动半径的关系时，应选择两个质量_______（选填“相同”或“不同”）的小球，分别放在短槽5的挡板处与长槽4的______（选填“A处”或“B处”）处，同时选择半径______（选填“相同”或“不同”）的两个塔轮；
③若两个钢球质量和运动半径相等，图中标尺8上红白相间的等分格显示出位于4处挡板的钢球和位于5处挡板的钢球所受向心力的比值为1：9，则与皮带连接的变速轮塔2和变速轮塔3的半径之比为______。
12. 图甲为研究小球做平抛运动的规律的实验装置，图乙中的A、B、C为用频闪照相的方法在坐标纸上得到的小球运动过程中的三个位置。实验小组未记下小球平抛的抛出点，只记录下了y轴。实验小组测得A、B、C各点到y轴的距离分别为、、，A、B两点和B、C两点的竖直距离、取重力加速度大小，忽略空气阻力，回答下列问题。
（1）实验中，下列会导致实验误差的因素是______。
a．安装斜槽轨道，其末端没有保持水平
b．小球与斜槽轨道之间有摩擦
c．计算初速度时选取的点离抛出点较远
d．频闪照相机闪光频率偏大
（2）该小球做平抛运动的初速度______（结果保留两位有效数字）
（3）如图乙所示，在以y轴竖直向下为正方向，以抛出点O为坐标原点，建立的平面直角坐标系中，y与x的函数关系式为______（用g、x、y和表示）
三、解答题（13题10分，14题12分，15题16分，共38分）
13. 女排世联赛2023赛季首秀，中国女排与去年世锦赛亚军巴西女排激战5局，惊险取得开门红。中国女排主攻手李盈莹在距离地面高处将排球击出，排球以大小为的初速度水平飞出：巴西队员在离地处将排球垫起，垫起前后的速度大小相等，方向相反。取重力加速度，不计空气阻力。求：
（1）排球被垫起前在水平方向飞行的距离x；
（2）排球被垫起后瞬间的速度大小及方向。
14. 某游乐设施如图所示，由半圆形和直线形细圆管组成的轨道固定在水平桌面上（圆半径比细圆管内径大得多）。轨道内壁光滑，已知部分的半径，段长。弹射装置将一质量的小球（可视为质点）以水平初速度从A点弹入轨道，小球从C点离开轨道后水平抛出，落地点D离C点的水平距离为，桌子的高度，不计空气阻力，取。求：
（1）小球水平初速度的大小；
（2）小球在半圆形轨道上运动的角速度以及从A点运动到D点的时间t；（t取到小数点后两位）
（3）小球在半圆形轨道上运动时细圆管对小球的作用力F的大小。
15. 如图所示，长水平传送带右端M与水平地面平齐并无缝对接，半径的竖直半圆环轨道与水平地面相切于圆环的端点P。传送带以的速度顺时针匀速转动，某时刻质量的物块无初速度地放在传送带的左端，经水平地面从P点冲上半圆环轨道后从Q点水平飞出，最后物块恰落在M点。已知物块经过Q点时速度是经过P点速度大小的，物块与传送带间的摩擦因数，物块与水平地面间的摩擦因数，重力加速度，物块的大小忽略不计，求：
（1）物块离开传送带右端M时的速度大小；
（2）M、P两点间的距离；
（3）物块经过P点时对轨道压力的大小。

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