2021-2022學年黑龍江省哈爾濱市第三中學高一（下）第一次驗收考試選考物理試題（解析版）

哈三中2021—2022學年度下學期高一學年第一次驗收考試物理選考試卷一、選擇題（本題共12小題，共52分。其中第1~8題只有一個選項符合題目要求每小題4分；第9~12題有多個選項符合題目要求，每題5分，全部選對的得5分選不全的得3分，有選錯或不答的得0分。1.2018年的平昌冬奧會上，帶著自信而來的中國隊新秀任子威沒能進入任何一項單項決賽，隨后他將“只有站在奧運會的賽場上才知道自己有多少的不足……”置頂在個人社交媒體賬號上：通過4年持續(xù)不斷的努力，2022年2月7日，他以1分26秒768獲得北京冬奧會短道速滑男子1000米冠軍，實現了中國隊在該項目上冬奧金牌零的突破，已知運動員在水平冰面上轉彎時，可視為做勻速圓周運動，則運動員（）A.受到冰面的作用力大小恒定，做勻速運動B.受到冰面的作用力大小恒定，做變速運動C.受到冰面的作用力大小變化，做勻速運動D.到冰面的作用力大小變化，做變速運動【1題答案】【答案】B【解析】【詳解】運動員在水平冰面上轉彎時，可視為做勻速圓周運動，則受到冰面的作用力大小不變，方向不斷變化，運動員的速度大小不變，方向不斷變化，即做變速運動。故選B。2.如圖所示，在水平面上有一物塊，通過一根跨過定滑輪的輕細繩相連，運動過程中輕繩始終有拉力。若物塊以v的速度向左勻速運動，當繩被拉成與水平面的夾角為φ時，則此時沿繩方向運動速度為（）

A. B. C. D.【2題答案】【答案】A【解析】【分析】【詳解】物塊水平向左的速度為合速度，根據速度的合成與分解可知，物塊的分運動等效為沿繩方向的運動與垂直繩子方向的運動，則有所以A正確；BCD錯誤；故選A。3.下列圖中實線為河岸，河水的流動方向如圖v的箭頭所示，虛線為小船從河岸M駛向對N的實際航線，則其中可能正確是（）A. B.C. D.【3題答案】【答案】B【解析】【詳解】AC．船頭垂直指向對岸時，由速度的合成可知，合速度應是偏向下游的，故AC錯誤；B．小船要想橫渡過河，船頭就應向上游有一定的偏角，使得船在靜水中沿上游河岸的速度分量與河水的速度大小相等，方向相反，合速度垂直河岸，渡河位移最短，故B正確；D．船頭偏向下游時，合速度的方向與河水流動的方向間的夾角應為銳角，故D錯誤。故選B。4.鬧鐘是帶有鬧時裝置的鐘，既能指示時間，又能按人們預定的時刻發(fā)出音響信號或其他信號，鬧鐘的機芯結構主要有機械式和石英電子式兩大類。如圖所示，機械式鬧鐘中的三個齒輪的半徑之比為。當齒輪轉動的時候。小齒輪邊緣的M點和大齒輪邊緣的N點的角速度大小之比和向心加速度大小之比分別為（）A.5：11：5 B.5：15：1 C.1：51：5 D.1：15：1【4題答案】【答案】C【解析】【詳解】由三齒輪間的位置關系可知根據可得根據可得故選C。5.如圖所示，長度均為l=1m的兩根輕繩，一端共同系住質量為的小球，另一端分別固定在等高的A、B兩點，A、B兩點間的距離也為1m，重力加速度g取10m/s2，現使小球在豎直平面內以AB為軸做圓周運動，若小球在最高點速率為v時，每根繩的拉力為零，則小球在最高點速率為2v時，每根繩的拉力大小為（）A5N B.N C.N D.10m【5題答案】【答案】A【解析】【詳解】小球在最高點時速率為v時，每根繩的拉力為零，得小球在最高點速率為2v時，設每根繩的拉力大小為F，則解得故選A。6.如圖所示，美洲獅是一種兇猛食肉猛獸，在跳躍方面有著驚人的“天賦”，某次捕獵中，它“厲害地一躍”：水平移動距離為13.2m，豎直高度達到了3.3m，不計空氣阻力，將美洲獅視為質點，則美洲獅（）

A.在空中的時間約為0.8s B.落地時速度與地面成角C.落地時速度與地面成角 D.全程速度偏轉角的正切值為1【6題答案】【答案】C【解析】【詳解】

A．由斜上拋的對稱性可知，美洲獅上升與下降的時間相同，由可得，美洲獅下降時間為故美洲獅在空中的時間約為1.6s，故A錯誤；BCD．從起點A到最高點B可看作平拋運動的逆過程，如圖所示，美洲獅做平拋運動速度方向與水平方向夾角的正切值故由斜上拋的對稱性可知，落地時速度與地面成角；全程速度偏轉角為。故BD錯誤C正確。故選C。7.由于高度限制，車庫出人口采用如圖所示的雙軸欄桿，由轉動桿OP與橫桿PQ鏈接而成，P、O為橫桿的兩個端點，在欄桿抬起過程中，桿PO始終保持水平；在某次桿OP繞O點從與水平方向成勻速轉動到的過程中，關于P、Q兩個點的相關物理量，下列說法正確的是（）A.P點做圓周運動的半徑比Q點做圓周運動的半徑小B.P、Q兩點做圓周運動的轉速大小不同C.P點做圓周運動的向心加速度不變D.P、Q兩點做圓周運動的向心加速度大小相同【7題答案】【答案】D【解析】【詳解】ABD．根據題意可知，P繞O點做圓周運動，PQ始終保持水平,P、Q保持相對靜止，則Q點的軌跡是圍繞另一個圓心做勻速圓周運動，運動軌跡如圖所示則P、Q兩點做圓周運動的半徑相同、轉速大小相同、向心加速度大小相同，故AB錯誤D正確；C．根據題意可知，P繞O點做圓周運動，P點做圓周運動的向心加速度大小不變，方向改變，故C錯誤。故選D。8.如圖所示，矩形金屬框MNPQ豎直放置，其中MN、PQ足夠長，且PQ桿豎直光滑，一根輕彈簧一端固定在N點，另一端連接一個質量為m的小球，小球穿過PQ桿，開始時整個裝置處于靜止狀態(tài)?，F在讓金屬框繞MN軸勻速轉動，轉動角速度的大小可以由外界調控，下列判斷正確的是（）A.如果角速度較大，小球的高度會升高B.角速度較大時，PQ桿對小球的作用力也較大C.角速度的大小不會影響PQ桿對小球的作用力的大小D.如果角速度逐漸變大，彈簧彈力會先變小再變大【8題答案】【答案】B【解析】【詳解】AD．對小球受力分析，設彈力為F，彈簧與水平方向的夾角為θ，則對小球豎直方向，有Fsinθ=mg根據胡克定律可知聯立兩式可知，θ為定值，則F也不變，則當轉速增大后，小球的高度不變，彈簧的彈力不變，故AD錯誤；

BC．隨著小球轉動的角速度不斷增大，需要的向心力不斷增大，因為彈簧的彈力不變，其水平方向的分力也就不變，所以桿的彈力不斷增大，故B正確，C錯誤。

故選B。9.圖甲、乙、丙、丁是圓周運動的一些基本模型，下列說法正確的有（）

A.如圖甲，汽車通過拱橋最高點處于超重狀態(tài)B.如圖乙，兩個圓錐擺A和B處于同一水平面，兩圓錐擺的角速度大小相等C.如圖丙，火車轉彎超過規(guī)定速度行駛時，外軌對火車輪緣會有擠壓作用D.如圖丁，同一小球在固定的光滑圓錐筒內的C和D位置先后做勻速圓周運動，兩位置小球運動的周期相等【9題答案】【答案】BC【解析】【分析】【詳解】A．汽車過拱橋時，在最高點支持力小于重力，處于失重狀態(tài)，A錯誤；B．圖乙中，A和B到懸點的高度相同，設為h，則即故相同，B正確；C．圖丙中，火車轉彎時超過規(guī)定的速度，則外軌對火車輪緣有擠壓作用，C正確；D．小球在C、D位置向心力相同，半徑不同，由可知，T不相同，D錯誤。故選BC。10.某同學將自行車后輪架起來，將氣嘴燈安裝在后車輪的氣嘴上，轉動自行車腳踏板，通過鏈條帶動后輪快速旋轉起來后，氣嘴燈可以發(fā)光；一種氣嘴燈感應裝置的內部結構如圖所示，一重物與彈簧連接并套在光滑桿上，重物上的觸點M與固定在B端的觸點N接觸后，LED燈就會發(fā)光。下列說法正確的是（）A.感應裝置的原理是利用了離心現象B.安裝氣嘴燈時，應使感應裝置A端比B端更靠近車輪的圓心C.要在較低的轉速時發(fā)光，可以減小重物質量D.后輪轉速從零緩慢增加，氣嘴燈轉至最低點時先亮【10題答案】【答案】ABD【解析】【詳解】A．當車輪帶著氣嘴燈做圓周運動時，當彈簧的拉力不足以作為重物的向心力時，重物做離心運動，導致觸點M與觸點N接觸，LED燈發(fā)光，故感應裝置的原理是利用離心現象，A正確；B．由離心運動原理可知，B端應在外側，故安裝氣嘴燈時，應使感應裝置A端比B端更靠近車輪的圓心，B正確；C．轉速較小時，重物所需向心力較小，要使重物更容易做離心運動，可以增大重物所需向心力，即增加重物質量，C錯誤；D．后輪轉速從零緩慢增加，氣嘴燈轉至最高點時，滿足轉至最低點時，滿足在最低點時彈力最大，彈簧伸長量最大，故氣嘴燈轉至最低點時先亮，D正確。故選ABD。11.某班級所用的旋轉脫水拖把結構如圖所示，把拖把頭放置于脫水桶中，手握固定套桿向下推動，固定套桿就會給旋轉桿施加驅動力，驅動旋轉桿、拖把頭和脫水桶一起轉動，把拖把上的水甩出去。旋轉桿內部有總長度為35cm的螺桿，螺桿的螺距（相鄰螺紋之間的距離）為。最前方的拖把頭由金屬托盤和拖布條組成，托盤半徑為10cm，拖布條的長度為6cm，脫水桶的半徑為12cm，某次脫水時，甲同學推動固定套桿在3s內勻速下壓了35cm，乙同學在1s內勻速下壓了35cm，下壓過程中拖把頭均可視為勻速轉動，則下列說法正確的是（）A.甲同學下壓時托盤旋轉的角速度是乙同學下壓時托盤旋轉角速度的3倍B.甲同學下壓時，脫水桶側壁轉動的線速度約為1.76m/sC.乙同學下壓時，緊貼脫水桶內壁的拖布條上附著的水更容易被甩出D.甲同學下壓時脫水桶側壁處的點與乙同學下壓時托盤邊緣處的點的向心加速度之比為2：5【11題答案】【答案】BC【解析】【詳解】A．甲同學下壓時，托盤轉動的周期為，則其轉動的角速度為乙同學下壓時，托盤轉動的周期為，則其轉動的角速度為則甲乙同學下壓時托盤旋轉角速度之比故A錯誤；B．甲同學下壓時，脫水桶和托盤轉動的角速度相同，則脫水桶側壁轉動的線速度約為故B正確；C．乙同學下壓時，托盤旋轉的角速度更大，緊貼脫水桶內壁的拖布條旋轉時所需的向心力更大，附著的水更容易發(fā)生離心運動而被甩出，故C正確；D．甲同學下壓時脫水桶側壁處的點與乙同學下壓時托盤邊緣處的點的向心加速度之比為故D錯誤。故選BC。12.如圖所示，三個可視為質點的、相同的木塊A、B和C放在轉盤上，質量均為m，C放在A的上面，A和B兩者用長為L的細繩連接，木塊與轉盤、木塊與木塊之間的動摩擦因數均為，A放在距離轉軸L處，整個裝置能繞通過轉盤中心的轉軸轉動開始時，繩恰好伸直，現讓該裝置從靜止開始轉動，使角速度緩慢增大，滑動摩擦力等于最大靜摩擦力，以下說法正確的是（）A.轉臺旋轉的角速度越大，繩子拉力就越大B.物塊C會先發(fā)生相對滑動C.當增大到時，三個木塊將被轉臺甩出去D.時，繩上的張力是AC間摩擦力的一半【12題答案】【答案】D【解析】【詳解】A．分析可知B先達到最大靜摩擦力，對B有解得故當時，繩子才會有彈力，故A錯誤；BCD．當A達到最大靜摩擦力時，對A、B、C整體運用牛頓第二定律解得所以當時，三個木塊恰好相對圓盤靜止；當C達到最大靜摩擦力時，有解得由于所以A、B滑動之前，C未發(fā)生相對滑動，BC錯誤；D．當時，對B分析有解得對C分析有所以故D正確。故選D。二、實驗題（每空3分，共21分）13.探究向心力大小F與小球質量m，角速度和半徑r之間關系的實驗裝置如圖所示，轉動手柄，可使變速塔輪。長槽和短槽隨之勻速轉動，皮帶分別套在塔輪的圓盤上可使兩個槽內的小球分別以不同角速度做勻速圓周運動。小球做圓周運動的向心力由橫臂的擋板提供，同時小球對擋板的彈力使彈簧測力簡下降，從而露出測力筒內的標尺，標尺上露出的紅自相間的等分格數之比即為兩個小球所受向心力的比值，已知兩小球質量相同，小球在擋板A，B、C處做圓周運動的軌跡半徑之比為1：2：1。（1）在研究向心力的大小F與質量m、角速度和半徑r之間的關系時我們主要用到了物理學中________的方法：A．理想實驗法B．等效替代法C．控制變量法D．演繹法（2）圖中所示是在探究向心力的大小F與________（填選項前的字母）A．質量m的關系B.半徑r的關系C．角速度的關系（3）若與皮帶連接的左右兩個變速塔輪的半徑之比3：1，則標尺上的等分格顯示出兩個小球所受向心力之比為________（填選項前的字母）A．3：1B.1：3C．9：1D.1：9【13題答案】【答案】①C②.C③.B【解析】【詳解】（1）[1]在研究向心力的大小F與質量m、角速度ω和半徑r之間的關系時，需先控制某些量不變，研究另外兩個物理量的關系，該方法為控制變量法，故C正確，ABD錯誤；（2）[2]圖中兩球的質量相同，轉動的半徑相同，則研究的是向心力與角速度的關系，故C正確，ABD錯誤；（3）[3]因為靠皮帶傳動，變速輪塔邊緣的線速度大小相等，根據v=rω根據題意可知與皮帶連接的變速輪塔對應的半徑之比為3：1，則轉動的角速度之比為1：3，根據F=mω2r兩球的向心力之比為1：3，故ACD錯誤，B正確。14.“研究平拋物體運動”實驗的裝置如圖

（1）關于該實驗需要注意的問題以下說法正確的是________。A．將斜槽的末端切線調成水平B．斜槽軌道必須光滑C．將木板校準到豎直方向，并使木板平面與小球下落的豎直平面平行D．釋放小球的位置越低實驗的誤差越小E．每次必須在同一位置由靜止釋放小球（2）實驗得到平拋小球的運動軌跡，在軌跡上取一些點，以平拋起點O為坐標原點測量它們的水平坐標x和豎直坐標y，圖中圖象能說明平拋小球運動軌跡為拋物線的是（）A．B．C．D.（3）下圖中A、B，C，D四點是小球平拋運動過程中會依次通過的四個點，若每格邊長為2cm，設從A運動到B、從B運動到C所用時間分別為t1、t2，則t1________t2（填>、<、=），平拋小球的初速度為________m/s。（g取10m/s2，取3.16，結果保留兩位有效數字）

【14題答案】【答案】①.ACE②.B③.>④.1.3m/s【解析】【詳解】（1）[1]A．實驗中必須保證小球做平拋運動，而平拋運動要求有水平初速度且只受重力作用，則要將斜槽的末端切線調成水平，故A正確；B．只要保證每次小球滾到斜槽末端的速度一樣，斜槽軌道是否光滑，不影響小球做同一個平拋運動，故B錯誤；C．根據平拋運動的特點可知其運動軌跡在豎直平面內，因此在實驗前，應使用重錘線調整面板在豎直平面內，即要求木板平面與小球下落的豎直平面平行，故C正確；D．釋放點越低，小球做平拋運動的初速度越小，在相等的時間內水平位移測量讀數的相對誤差大，故D錯誤；E．為了保證小球每次平拋運動的初速度相等，讓小球每次從斜槽的同一位置由靜止釋放，故E正確。故選ACE。（2）[2]若軌跡為拋物線，則軌跡方程為y=kx2，即y與x2成正比。故選B。（3）[3]由圖可以看出，A到B水平間距大于B到C水平間距，由平拋運動水平方向是勻速直線運動可知：t1>t2；[4]由圖可以看出，AC水平間距等于CD水平間距，所以A到C、C到D運動時間相同，設為T，在豎直方向，根據勻變速直線運動推論有可得水平方向有4L=v0T聯立解得代入數據可得二、解答題（寫出必要的過程和文字說明，只寫結果不得分，共27分）15.兩段光滑的半圓形擋板ab和bc連接在一起，均豎直插入地面固定，半徑之比為2：3。一小球從a點沿切線方向緊貼擋板滾入，在光滑的水平面上沿兩側擋板滾動，最后從c端離開擋板，俯視圖如圖所示。求小球由擋板ab進入擋板bc前后，小球對管壁的壓力大小之比?！?5題答案】【答案】3：2【解析】【詳解】由于各接觸面光滑，由機械能守恒可知，小球在擋板ab與擋板bc間運動時速度大小相等，管壁對小球的壓力提供向心力，故又ab和bc半徑之比為2：3，故管壁對小球的壓力之比為3：2，由牛頓第三定律可知，小球對管壁的壓力大小之比為3：2。16.如圖所示，環(huán)保人員在一次檢查時發(fā)現。有一根管壁厚度不計的排污管正在向外滿口排出大量污水。管