山西省2021-2022学年高一下学期3月联合考试物理试题（ 含答案解析 ）

2021~2022学年山西省高一下学期3月联合考试物理考生注意：1．本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，共100分。考试时间90分钟。2．请将各题答案填写在答题卡上。3．本试卷主要考试内容：人教版必修第一册，必修第二册第五章至第六章第2节。第Ⅰ卷（选择题共48分）一、选择题：本题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1~8题只有一项符合题目要求，第9~12题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。1.极限挑战节目中，某位演员在一次蹦极运动后说：“在下落的那段时间里，我感觉大地扑面而来”这里的“扑面而来”所选的参考系是（）A.远处的山 B.该演员自己 C.大地 D.太阳【答案】B【解析】【详解】该演员向地面俯冲，他以自己为参照物，认为自己是不动的，从而看到大地扑面而来，故选B。2.“三英战吕布”的故事家喻户晓，在迎战的初期，张飞单挑吕布，某个瞬间，张飞的丈八蛇矛与吕布的方天画戟相碰，从物理学中受力的角度来分析，下列说法正确的是（）A.丈八蛇矛对方天画戟的力要大于方天画戟对丈八蛇矛的力B.丈八蛇矛受到的重力方向竖直向下C.丈八蛇矛对方天画戟的力的施力物体是张飞D.吕布对方天画戟的力与丈八蛇矛对方天画戟的力是一对平衡力【答案】B【解析】【详解】A．丈八蛇矛对方天画戟的力与方天画戟对丈八蛇矛的力是一对相互作用力，故两者大小相等，故A错误；B．重力方向始终竖直向下，故B正确；C．丈八蛇矛对方天画戟的力的施力物体是丈八蛇矛，故C错误；D．因为方天画戟还受到重力作用，故吕布对方天画戟的力与丈八蛇矛对方天画戟的力不是一对平衡力，故D错误。故选B。3.如图所示，在水平路面上，一运动员驾驶摩托车跨越壕沟。已知壕沟两侧的高度差为0.8m，取重力加速度大小，则运动员跨过壕沟所用的时间为（）A.0.1s B.0.4s C.0.6s D.0.8s【答案】B【解析】【详解】忽略阻力，运动员驾驶摩托车做平抛运动，有可知运动员跨过壕沟所用的时间故B正确，ACD错误。故选B。4.如图所示，把一个乒乓球放在静止的光滑漏斗中，乒乓球会往下滑，当晃动漏斗使乒乓球沿光滑的漏斗壁在某一水平面内做匀速圆周运动时，我们可看到乒乓球不再往下滑。下列关于上述现象的分析正确的是（）A.在静止的光滑漏斗中，乒乓球受到下滑力，所以会下滑B.在静止光滑漏斗中，乒乓球受到的合力沿漏斗壁向下，所以会下滑C乒乓球做匀速圆周运动时，乒乓球受到重力、支持力、向心力作用D.乒乓球做匀速圆周运动时，乒乓球受到的合力为零【答案】B【解析】【详解】AB．在静止的光滑漏斗中，乒乓球受到的重力与漏斗壁的支持力的合力方向沿漏斗壁向下，所以会下滑，故A错误，B正确；CD．在漏斗中做匀速圆周运动的乒乓球受到重力、漏斗壁的支持力的作用，其合力不会为零，故CD错误。故选B。5.如图所示，一光滑圆轨道固定在竖直面内，一质量为m的小球沿轨道做完整的圆周运动。已知小球在最高点时对轨道的压力大小恰为零，重力加速度大小为g，小球在最低点的速度大小是最高点的倍，则小球在最低点时对轨道的压力大小为（）A.5mg B.3mg C.6mg D.4mg【答案】C【解析】【详解】小球在最高点时对轨道的压力大小恰为零，重力恰好提供向心力在最低点，根据牛顿第二定律根据题意联立解得根据牛顿第三定律小球在最低点时对轨道的压力大小为6mg。故选C。6.在珠海国际航展上，歼-20隐身战斗机是此次航展最大的明星。歼-20战机在降落过程中的水平方向初速度为，竖直方向初速度为，已知歼-20战机在水平方向做加速度大小等于的匀减速直线运动，在竖直方向做加速度大小等于的匀减速直线运动，则歼-20战机在降落过程（）A.歼-20战机的运动轨迹为曲线B.经歼-20战机水平方向的分速度与竖直方向的分速度大小相等C.在前内，歼-20战机在水平方向的分位移与竖直方向的分位移大小相等D.歼-20战机在前内，水平方向的平均速度为【答案】D【解析】【详解】A．飞机的合速度方向飞机的合加速度方向可以知道飞机的速度的方向与加速度的方向是相同的，飞机做匀变速直线运动。故A错误；B．经歼-20战机水平方向的分速度竖直方向上的分速度为故B错；C．在前内，歼-20战机在水平方向的分位移在竖直方向的分位移故C错；D．歼-20战机在前内，水平方向的平均速度为故D正确；故选D。【点睛】物体做曲线运动的条件是受到的合外力的方向与速度的方向不在同一条直线上；结合速度公式计算速度，结合位移公式计算位移。7.在高速公路上，有时会发生“追尾”事故——后面的汽车撞上前面的汽车。汽车甲以速度在邢衡高速公路上匀速行驶，正前方的汽车乙以速度做匀速直线运动，当两者相距s时，甲车司机意识到再以当前速度行驶可能会发生“追尾”事故，因此紧急刹车，假设司机的反应时间（从意识到应该刹车至操作刹车的时间）为t，刹车过程看成匀减速直线运动，为避免“追尾”，加速度大小a应满足的关系为（）A. B.C. D.【答案】A【解析】【详解】设从开始发现乙车到两车共速时用时间T，则共速时位移关系解得则为避免“追尾”，加速度大小a应满足的关系为故选A。8.如图所示，一质量为的小球套在一根足够长的固定直杆上，直杆与水平面的夹角为，现小球在的沿杆向上的拉力作用下，从A点静止出发沿杆向上运动，已知杆与球间的动摩擦因数，取重力加速度大小，若2s后撤去拉力F，则小球在上滑过程中距A点的最大距离是（）A. B. C.3m D.【答案】B【解析】【详解】开始时解得a1=1.25m/s2则2s末的位移2s末的速度撤去力F后解得a2=8.75m/s2则速度减为零时的位移小球在上滑过程中距A点的最大距离是故选B。9.一个圆盘绕过其圆心的竖直轴在水平面内匀速转动，关于圆盘边沿的质点，下列说法正确的是（）A.任意相等的时间内，通过的位移相同 B.任意相等的时间内，通过的弧长相等C.任意相等的时间内，转过的角度相等 D.任意相等的时间内，速度的变化相同【答案】BC【解析】【详解】A.位移是矢量，匀速转动时，在任意相等的时间内，质点通过的位移大小相等，但方向不一定相同，A错误；B.弧长是标量，匀速转动时，在任意相等的时间内，质点通过的弧长一定相等，B正确；C.角度是标量，匀速转动时，在任意相等的时间内，质点转过的角度一定相等，C正确；D.速度是矢量，匀速转动时，在任意相等的时间内，质点速度变化的大小相等，但方向不一定相同，D错误；故选BC10.图为一个玩具陀螺，a、b、c是陀螺上的三个点。当陀螺绕垂直于水平地面的轴线以角速度ω稳定旋转时，下列表述正确的是（）A.a、b、c三点的角速度相等 B.a、b，c三点的线速度大小相等C.c的线速度比a，b的小 D.a、b的角速度比c的大【答案】AC【解析】【详解】AD．由于a、b、c三点共轴转动，所以a、b、c三点的角速度相等，故A正确，D错误；B．根据可知，由于a、b、c三点的角速度相等，而半径不同，则a、b，c三点的线速度大小不相等，故B错误；C．根据可知，由于a、b、c三点的角速度相等，而c点转动半径比a、b点转动半径小，所以c的线速度比a，b的小，故C正确；故选AC。11.质量为的物体在平面内做曲线运动，在x方向的速度—时间图像和y方向的位移—时间图像如图所示，下列说法正确的是（）A.2s末物体的速度大小为B.0~2s内物体的位移大小约为12mC.时刻物体的速度大小为D.物体所受的合力为3N，做匀变速曲线运动【答案】BC【解析】【详解】A．2s末，则物体沿x方向的速度沿y方向匀速运动的速度则此时物体的速度大小为选项A错误；B．0~2s内物体的位移大小约为选项B正确；C．时刻物体的速度大小为选项C正确；D．物体在x方向加速度即为合加速度，大小为所受的合力为F=ma=4.5N因x方向做匀加速运动，y方向做匀速运动，可知物体做匀变速曲线运动，选项D错误。故选BC。12.如图所示，足够长的倾斜传送带以某一不变的速率逆时针运行。一质量为m的物块无初速度轻放在传送带顶端，在物块下滑的过程中，物块的速度一时间图像可能正确的是（）A. B. C. D.【答案】AD【解析】【详解】物块刚放到传送带上时，根据牛顿第二定律当物块速度与传送带速度相等之后，若则物块与传送带一起匀速运动。若物块仍然加速，根据牛顿第二定律解得故，物块可能先加速后匀速，也可能先以较大的加速度加速运动再以较小的加速度加速运动。故选AD。第Ⅱ卷（非选择题共52分）二、非选择题：本题共5小题，共52分。13.如图所示为一小球做平抛运动的闪光照相照片的一部分，图中背景方格的边长均为5cm，g取10m/s2。（1）照相机的闪光频率是________Hz；（2）小球运动中水平分速度的大小是________m/s；（3）小球经过B点时的速度大小是________m/s。【答案】①.10②.1.5③.2.5【解析】【详解】（1）[1]从图知，A、B、C三点在水平方向上相邻两点间的距离均为3L，所用时间相等，设为t，而t可根据竖直方向的自由落体运动求得（2）[2]小球运动中水平分速度的大小是（3）[3]竖直方向上经过B点的瞬时速度等于AC的平均速度，即有小球经过B点时的速度大小是14.在光滑水平面上，一根原长为l的轻质弹簧的一端与竖直轴O连接，另一端与质量为m的小球连接，如图所示．当小球以O为圆心做匀速圆周运动的速率为v1时，弹簧的长度为1.5l；当它以O为圆心做匀速圆周运动的速率为v2时，弹簧的长度为2l．则：两次做匀速圆周运动时的向心力之比为F1∶F2=____，线速度大小之比为v1∶v2=______．【答案】①.1:2②.【解析】【详解】原长为l的轻质弹簧,当弹簧的长度为1.5l，此时弹簧的形变量是0.5l，弹簧的长度为2l，弹簧的形变量是l，弹簧的弹力提供了向心力根据，所以两次做匀速圆周运动时的向心力之比为；根据向心力公式，则两次圆周运动的线速度之比为。15.某直升机空投物资时，可以停留在空中不动，设投出的物资离开飞机后由于降落伞的作用在空中一直匀速下落，无风时速度大小为5m/s，方向竖直向下。若飞机停留在离地面100m高处空投物资时，由于水平风的作用，降落伞和物资产生大小恒为1m/s的水平分速度，竖直方向运动状态不变。求：（1）物资在空中运动的时间；（2）物资落地时的速度大小；（3）下落过程中物资在水平方向上移动的距离。【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【详解】（1）因为分运动与合运动具有等时性，故物资实际运动的时间与竖直方向分运动的时间相等即（2）物资落地时有由平行四边形定则得（3）下落过程中物资在水平方向移动的距离为16.如图所示，水平地面上有一高h=5.6m竖直墙，现将一小球（视为质点）以v0=8.0m/s的速度垂直于墙面水平抛出，已知抛出点到墙面的距离s=4.8m、离地面高H=6.85m，不计空气阻力和墙的厚度，取重力加速度大小g=10m/s2。（1）求小球碰墙时速度方向与竖直墙夹角的正弦值；（2）若仍将小球从原位置沿原方向抛出，为使小球能越过竖直墙，求小球抛出时初速度v的最小值。【答案】（1）0.8；（2）vmin=9.6m/s【解析】【详解】（1）小球做平抛运动，设小球碰墙时竖直方向的分速度为vy，有水平方向s=v0t竖直方向vy=gt解得vy=6m/s设小球碰墙时速度方向与竖直墙的夹角为θ（2）设小球以初速度v1抛出时恰好能沿墙的上沿越过墙，小球从抛出至运动到墙的上沿历时t1，由平抛运动的规律有水平方向s=v1t1竖直方向解得v1=9.6m/s所以小球越过墙要满足：初速度的最小值vmin=9.6m/s17.如图所示，AB为竖直转轴，细绳AC和BC的结点C处系一质量的小球，其中，两绳能承受的最大拉力均为40N，小球随转轴AB以一定的角速度转动，细绳AC和BC均拉直，此时，细绳BC与竖直轴AB垂直，ABC能绕竖直轴AB匀速转动，小球在水平面内做匀速圆周运