河南省洛阳市创新发展联盟2022-2023学年高一下学期物理3月联考试卷

试卷更新日期：2023-03-20 类型：月考试卷

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一、单选题

1. 做曲线运动的物体，在运动过程中，一定变化的物理量是（）

A、速率 B、速度 C、合力 D、加速度

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2. 如图所示，自行车大齿轮、小齿轮、后轮的半径都不相同，关于它们边缘上的三个点A、B、C的描述，下列说法正确的是（）

A、A点和B点的线速度大小相等 B、A点和B点的角速度相等 C、B点和C点运转的周期相等 D、B点和C点的角速度相等

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3. 转笔是一项通过手指转动笔的休闲活动。如图所示，假设某转笔高手能让笔绕其上的O点做匀速圆周运动，则下列说法正确的是（）

A、笔杆上各点（不在转轴上）的线速度大小相同 B、笔杆上的点离O点越远，其角速度越小 C、笔杆上的点离O点越近，其角速度越小 D、笔杆上的点离O点越近，其线速度越小

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4. 一生态公园的人造瀑布景观如图所示，水流以 $v = 5m/s$ 的速度从高h=3.2m处的水平槽道流出，落入人行道边的水池中，取重力加速度大小 $g = {10m/s}^{2}$ ，不计空气阻力，则人行道的宽度x的最大值为（）

A、1m B、2m C、4m D、8m

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5. 如图所示，某同学对着墙壁练习打乒乓球（视为质点），某次乒乓球与墙壁上的P点碰撞后水平弹离，恰好垂直落在球拍上的Q点。若球拍与水平方向的夹角为 $45^{\circ}$ ，乒乓球落到球拍上瞬间的速度大小为4m/s，取重力加速度大小为10 ${m/s}^{2}$ ，不计空气阻力，则P、Q两点的水平距离为（）

A、0.8m B、1.2m C、1.6m D、2m

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6. 在每级都相同的台阶中，台阶水平部分 $A B = C D$ ，竖直部分 $B C = D E = d =$ 0.21m，现在A点的正上方某处水平抛出一小球（视为质点），小球刚好能过B、D两点，如图所示。若不计空气阻力，则抛出点距A点的高度为（）

A、 $\frac{10}{3}$ cm B、 $\frac{20}{3}$ cm C、7cm D、10cm

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二、多选题

7. “飞车走壁”是一种传统的杂技艺术，杂技演员驾驶摩托车（视为质点）在倾角很大的“桶壁”内侧做圆周运动而不掉下来。如图所示，一杂技演员驾驶摩托车做匀速圆周运动，在 $t =2s$ 内转过的圆心角 $θ = 4rad$ ，通过的弧长 $s = 4 0m$ ，则下列说法正确的是（）

A、摩托车的角速度大小为8rad/s B、摩托车的角速度大小为2rad/s C、摩托车做匀速圆周运动的半径为10m D、摩托车做匀速圆周运动的半径为5m

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8. 地球可以看作一个半径为 $6.4 \times 10^{3} km$ 的球体，郑州的纬度约为 ${34.5}^{\circ}$ 。关于位于郑州、随地球自转做匀速圆周运动的物体的运动情况，下列说法正确的是（）（ $\sin {34.5}^{\circ} = 0.57 ， \cos {34.5}^{\circ} = 0.82)$

A、物体的角速度大小约为 $4 \times 10^{- 3} rad/s$ B、物体的角速度大小约为 $7 \times 10^{- 5} rad/s$ C、物体的线速度大小约为255m/s D、物体的线速度大小约为367m/s

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9. 如图所示，水平地面上做匀加速直线运动的汽车，通过定滑轮用绳子吊起一个物体。若某一时刻汽车的速度大小为 $v_{1}$ ，汽车与定滑轮之间的绳子与水平方向的夹角为θ ，则（）

A、物体做加速运动 B、物体做减速运动 C、物体此时的速度大小 $v_{2} = v_{1} \cos θ$ D、物体此时的速度大小 $v_{2} = \frac{ν_{1}}{\cos θ}$

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10. 空间站中模拟地球上重力的装置如图所示。让环形实验装置绕O点匀速旋转，能使“地板”上可视为质点的物体与在地球表面处有同样的“重力”，地球表面的重力加速度大小为g ，装置的内径为 $R_{1}$ ，外径为 $R_{2}$ ，下列说法正确的是（）

A、环形实验装置的外侧壁相当于“地板” B、环形实验装置的内侧壁相当于“地板” C、实验装置的旋转角速度大小应为 $\sqrt{\frac{g}{R_{1}}}$ D、实验装置的旋转角速度大小应为 $\sqrt{\frac{g}{R_{2}}}$

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三、实验题

11. 某种研究做圆周运动的物体的向心力的演示仪如图所示，水平光滑杆固定在竖直转轴上，穿在水平光滑杆上的A、B两球通过细线分别与固定在转轴上的力传感器相连，探究影响物体的向心力大小的因素。

(1)、若线长 $L_{A} = L_{B}$ ，小球的质量 $m_{A} = 2 m_{B}$ ，从静止开始逐渐增大横杆转动的速度，发现与小球A通过细线连接的力传感器的示数总是与小球B通过细线连接的力传感器的示数的2倍。
结论1：在转动半径和角速度相同时，做圆周运动的物体所需的向心力与成正比。

(2)、若小球的质量 $m_{A} = m_{B}$ ，线长 $L_{A} = 2 L_{B}$ ，从静止开始逐渐增大横杆转动的速度，发现与小球A通过细线连接的力传感器的示数总是与小球B通过细线连接的力传感器的示数的2倍。
结论2：在物体质量和转动角速度相同时，做圆周运动的物体所需的向心力与成正比。

(3)、继续实验，发现物体做圆周运动时，所需的向心力与物体的质量、转动半径和角速度之间的关系为 $F = m r ω^{2}$ 。对于同一小球，转动半径相同时，若使其转动的角速度变为原来的3倍，则其所需的向心力大小变为原来的倍。

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12. 用如图甲所示的装置研究平抛运动。将白纸和复写纸重叠并固定在竖直的硬板上，钢球沿斜槽轨道PQ滑下后从Q点飞出，落在水平挡板MN上。移动挡板，重新释放钢球，如此重复，白纸上将留下一系列痕迹点。

(1)、下列实验条件必须满足的有___________。

A、斜槽轨道光滑 B、斜槽轨道末段水平 C、挡板高度等间距变化 D、钢球被释放时的位置应逐渐升高

(2)、小明同学采用如图乙所示的装置研究平抛运动。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A球被弹出时的速度大小，两球仍然同时落地，这说明___________。

A、平抛运动在水平方向上的分运动是匀速直线运动 B、平抛运动在竖直方向上的分运动是自由落体运动 C、平抛运动和自由落体运动在相同的时间内，具有相同的位移

(3)、小亮同学采用频闪摄影的方法拍摄到如图丙所示的“钢球做平抛运动”的照片。图丙中每个小方格的边长为10cm，取重力加速度大小 $g = 10 {m/s}^{2}$ ，则由图丙可求得该钢球平抛的初速度大小为m/s。（结果保留两位有效数字）

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四、解答题

13. 小船在静水中的速度大小 $v_{1} = 5m / s$ ，要渡过宽 $d = 6 0m$ 、两岸平行的河流，水流的速度大小 $v_{2} = 3 m / s$ 。

(1)、求小船渡河的最短时间 $t$ ；

(2)、求当小船以最小位移渡河时，船头与河岸夹角的正弦值 $\sin θ$ 。

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14. 圆柱形容器的横截面在竖直平面内，如图所示，其半径 $R = 1 m$ ，从其内部最高点A分别以水平初速度 $v_{1}$ 、 $v_{2}$ 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 $θ = 37^{\circ}$ 。取重力加速度大小g=10 ${m/s}^{2}$ ， $\sin 37^{\circ} = 0.6$ ， $\cos 37^{\circ} = 0.8$ ，不计空气阻力，求

(1)、小球从被抛出到落在B点的时间 $t_{1}$ ；

(2)、小球被抛出时的初速度 $v_{1}$ 、 $v_{2}$ 的大小之比；

(3)、小球到达C点时的速度大小 $v_{C}$ 。

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15. 如图所示，一同学站在水平地面上，手握不可伸长的轻绳一端，轻绳的另一端系有质量为m的小球（视为质点），使小球绕O点在竖直平面内做圆周运动。当小球某次运动到最低点时，轻绳恰好断掉，小球飞离后在水平地面上的落点到最低点的水平距离为2d。已知O点到水平地面的高度为d ， O点与小球之间的轻绳长为 $\frac{3}{4}$ d ，重力加速度大小为g。忽略空气阻力。

(1)、求小球从轻绳断至落地的时间t；

(2)、求轻绳能承受的最大拉力 $F_{m a x}$ ；

(3)、轻绳能承受的最大拉力和O点到水平地面的高度都不变，改变绳长，使小球重复上述运动，轻绳仍在小球运动到最低点时断掉，求抛出的小球位移最大时的绳长L。

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