安徽省安庆市宿松县2022-2023学年高一下学期4月期中考试物理试题（PDF版含解析）

2022-2023 学年宿松县高一（下）期中物理试卷
一、单选题（本大题共 6 小题，共 24.0 分）
1. 如图所示，小球 被一端固定在天花板的细绳拴住做圆锥摆运动，关于
受到的作用力，以下分析正确的是( )
A. 只受重力 B. 受到重力和细绳拉力
C. 受到重力，拉力和向心力 D. 受到重力和向心力
2. 关于运动的相关描述，下列说法正确的是( )
A. 曲线运动中，加速度的方向总是和速度方向相同
B. 曲线运动中，加速度的方向总是和速度变化量的方向相同
C. 做曲线运动的物体，相同时间内速度的变化量一定相同
D. 做曲线运动的物体，相同时间内速度的变化量一定不同
3. 甲、乙两球做匀速圆周运动，向心加速度 随半径 变化的关系图象如图所示 由图象可
以知道( )
A. 甲球运动时，线速度大小保持不变 B. 甲球运动时，角速度大小保持不变
C. 乙球运动时，周期保持不变 D. 乙球运动时，角速度大小保持不变
4. 游泳运动员要渡过一条宽 的河，已知运动员在静水中的速度为 ，水
流速度为 ，求：运动员以最短距离过河时，他用了多长的时间( )
A. B. C. D.
5. 位于贵州的“中国天眼” 是目前世界上口径最大的单天线射电望远镜，通过
可以测量地球与木星之间的距离。当 接收到来自木星的光线传播方向恰好与地
球公转线速度方向相同时，测得地球与木星的距离是地球与太阳距离的 倍。若地球和木星
绕太阳的运动均视为匀速圆周运动且轨道共面，则可知木星的公转周期为( )
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A. 年 B. 年 C. 年 D. 年
6. 如图所示，木块静止放在水平桌面上。则下列说法正确的是( )
A. 木块所受弹力就是木块受的重力
B. 木块所受弹力是由于桌面发生微小的形变而产生的
C. 木块所受弹力的方向是竖直向下的
D. 木块所受弹力是由于木块发生微小的形变而产生的
二、多选题（本大题共 4 小题，共 16.0 分）
7. 如图所示，细杆的一端与小球相连，可绕过 点的水平轴自由转动，细
杆长 ，小球质量为 现给小球一初速度使它做圆周运动，若小球
通过轨道最低点 处的速度为 ，通过轨道最高点 处的速度为
，取 ，则小球通过最低点和最高点时对细杆作用力的
情况是( )
A. 处为拉力，方向竖直向下，大小为
B. 处为拉力，方向竖直向上，大小为
C. 处为拉力，方向竖直向下，大小为
D. 处为压力，方向竖直向下，大小为
8. 如图所示，竖直平面内有一固定的光滑轨道 ，
其中倾角为 的斜面 与半径为 的圆弧轨道平
滑相切于 点， 为竖直直径， 为圆心。质量为 的
小球 可视为质点 从与 点高度差为 的位置 点沿斜
面由静止释放，重力加速度大小为 ， ，
，则下列说法正确的是( )
A. 当 时，小球过 点时对轨道的压力大小为
B. 当 时，小球不能从 点离开圆弧轨道
C. 当 时，小球运动到 点时对轨道的压力大小为
D. 调整 的值，小球能从 点离开圆弧轨道，并能恰好落在 点
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9. 某电动打夯机的示意图如图所示，在电动机的转轴 上装有一个偏心轮，
偏心轮的质量为 ，其重心离轴心的距离为 ，除偏心轮外，整个装置其余
部分的质量也为 ，当电动机以 的角速度匀速转动时，底座刚好能跳离
地面，则当电动机以 的角速度转动时，底座对地面的压力可能为( )
A. B. C. D.
10. 如图所示，为码头拖船作业的示意图，质量为 的汽
车在平直路面上运动，用跨过光滑定滑轮的轻绳牵引轮船，
汽车与定滑轮之间的轻绳始终水平．汽车加速行驶，当牵引
轮船的轻绳与水平方向的夹角为 时，汽车的加速度大小为
，牵引力的功率为 ，受到的阻力大小为 ，轮船的速度大小为 ，则( )
A. 轮船在靠岸过程中可能做匀速运动
B. 此时汽车的速度为
C. 此时绳的拉力
D. 此时绳的拉力对船做功的功率
三、实验题（本大题共 2 小题，共 18.0 分）
11. 关于“研究平抛运动”的实验，请回答以下问题：
实验中，下列说法正确的是______。
A.应使小球每次从斜槽上相同的位置静止释放
B.斜槽轨道必须光滑
C.斜槽轨道末端可以不水平
D.建立坐标系时，以斜槽末端端口位置为坐标原点
某同学在做实验时，忘了记下小球抛出点的位置 ，只记录了竖直方向，如图所示。 轴
沿竖直方向， 轴与 轴垂直， 为小球运动一段时间后的位置。 取 ，根据图像，
可求得小球做平抛运动的初速度为______ ；小球运动到 点时的速度大小为______ ；
小球抛出点的位置 的坐标为______。
12. 某探究小组设计的探究圆锥摆规律装置如图所示。有
机玻璃支架上固定一个直流电动机，电动机转轴上固定一个
半径 的塑料圆盘，圆盘中心正下方用细线悬挂
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一个重锤，圆盘边缘连接一细绳细绳另一端连接一个小球。
实验操作如下：
利用天平测量出小球的质量 ；
闭合电源开关，让小球做如图所示的匀速圆周运动。调节激光笔 的高度和激光笔 的位置
便于确定小球的轨道平面和半径 ，让激光恰好照射到小球的中心，用刻度尺测得小球运动
的半径 和球心到塑料圆盘的高度 ；
当小球第一次到达 点时开始计时，测得小球第 次到达 点用时，
切断电源，整理器材。
回答下列问题 计算结果保留 位有效数字， 取 ；
小球做圆周运动的周期 ______ 用题给物理量的符号表示 代入数据解得
______ 。
小球运动的线速度大小为 ______ 用题给物理量的符号表示 ，代人数据解得
______ 。
当地重力加速度大小应为 ______ 用题给物理量的符号表示 代入数据解得
______ 。
四、简答题（本大题共 2 小题，共 30.0 分）
13. 一辆小汽车在水平路面上由静止启动，在前 内做匀加速直线运动， 末达到额定功
率，之后保持以额定功率运动，其 图象如图所示。已知汽车的质量为 ，
汽车受到地面的阻力为车重的 倍，取 ，则汽车速度为 时的加速度为
______ ，汽车的最大速度为______ 。
14. 如图所示，竖直悬挂的弹簧测力计吊一物体，处于静止状态，弹簧测力计示数表示物体
对弹簧的拉力，其大小为 ，试论证物体受到重力大小等于 ，每一步推导都要写出所根据
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的物理规律。
五、计算题（本大题共 1 小题，共 12.0 分）
15. 如图所示，一质量 的长木板静止放在光滑水平面上，在木板的右端放一质量
可看作质点的小物块，小物块与木板间的动摩擦因数为 用恒力 向右拉
动木板使木板在水平面上做匀加速直线运动，经过 后撤去该恒力，此时小物块恰好
运动到距木板右端 处。在此后的运动中小物块没有从木板上掉下来。求：
作用于木板的恒力 的大小；
木板的长度至少是多少？
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答案和解析
1.【答案】
【解析】解：小球在水平面内做匀速圆周运动，对小球受力分析，如图
小球受重力、和绳子的拉力，由于它们的合力总是指向圆心并使得小球在水平面内做圆周运动，
故在物理学上，将这个合力就叫做向心力，即向心力是按照力的效果命名的，这里是重力和拉力
的合力，故 ACD 错误，B 正确；
故选：
先对小球进行运动分析，做匀速圆周运动，再找出合力的方向，进一步对小球受力分析．
向心力是效果力，匀速圆周运动中由合外力提供，是合力，与分力是等效替代关系，不是重复受
力．
2.【答案】
【解析】解： 、根据加速度的定义式 ，可知速度的变化 与加速度 是矢量，它们
两个的方向是相同的，即加速度的方向与速度变化的方向相同，与速度的方向无关，故 A 错误，
B 正确；
、曲线运动的条件是物体受到的合外力与运动的方向不在同一条直线上，做任意曲线运动的
物体，加速度不一定相等，由 可知，相同时间内速度的变化量不一定相同，故 CD 错误。
故选： 。
加速度是描述速度变化快慢的物理量，加速度大表示速度变化快，加速度小表示速度变化慢，加
速度的方向总是和速度变化量的方向相同。
本题考查了加速度、速度变化量、曲线运动的特点，要明确加速度的定义式，理解曲线运动的条
件。
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3.【答案】
【解析】解：由于乙为双曲线的一个分支，说明 与 成反比，由向心加速度的公式 可知，
乙物体运动的线速度大小不变；
由于甲的图象为直线，说明 与 成正比，由向心加速度的公式 可知，甲物体运动的角速
度不变，或者说周期不变，所以 ACD 错误，B 正确，
故选： 。
根据图象中甲、乙的特点，由向心加速度的公式分析即可得出结论．
根据图象找出 物体的加速度和半径的关系是解决本题的关键，再根据向心加速度的公式分析
即可．
4.【答案】
【解析】解：小船以最短距离过河时，则静水中的速度斜着向上游，合速度垂直河岸，设与河岸
的夹角为 ，
则由矢量合成的平行四边形法则解三角形得： ，
这时船头与河水速度夹角为
那么船垂直河岸行驶的速度为 ；
所以渡河时间 ；
故选： ．
由矢量合成的平行四边形定则得知小船的合速度，小船实际以合速度做匀速直线运动，进而求得
位移的大小；小船以最短距离过河时，则静水中的速度斜着向上游，合速度垂直河岸．
小船过河问题属于运动的合成问题，要明确分运动的等时性、独立性，运用分解的思想，看过河
时间只分析垂直河岸的速度，分析过河位移时，要分析合速度．
5.【答案】
【解析】解：该题中，太阳、地球、木星的位置关系如图：
设地球的公转半径为 ，木星的公转半径为 ，测得地球与木星的
距离是地球与太阳距离的 倍，则有：
，
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由开普勒第三定律有：
由于地球公转周期为 年，则有： 年
故 B 正确，ACD 错误。
故选： 。
画出太阳、地球、木星的位置关系，由几何关系求出木星的公转比较，然后由开普勒第三定律即
可求出。
该题考查开普勒第三定律的应用，解答的关键是结合题目中的条件，正确找到木星与地球的轨道
半径之间的关系。
6.【答案】
【解析】解： 、木块受到重力和弹力作用处于平衡状态，所以重力和弹力是一对平衡力，大小
相等，方向相反。弹力是由于物体形变产生的，而重力是由于地球的吸引产生的，所以弹力不是
重力，故 A 错误；
B、弹力的产生是由于施力物体发生形变产生的，木块所受的弹力是桌面对木块的支持力，故是由
于桌面的形变产生的，故 B 正确；
C、弹力的方向垂直于接触面指向受力物体，所以木块所受弹力的方向指向木块竖直向上，故 C
错误；
D、木块发生形变产生的是对桌面的压力，故 D 错误。
故选： 。
木块所受弹力与受到的重力是一对平衡力；弹力的产生是由于施力物体发生形变产生的，弹力的
方向垂直于接触面指向受力物体。
弹力和重力是一对平衡力，弹力不是重力，弹力与重力是两种不同性质的力。弹力的产生是由于
施力物体发生形变产生的，方向垂直于接触面指向受力物体。
7.【答案】
【解析】
【分析】
本题主要考查竖直平面内的圆周运动，明确向心力来源是解决
问题的关键。小球与细杆的一端相连，对小球受力分析，明确向心力来源，结
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合牛顿第二定律分析即可正确求解。
【解答】
解： 、小球经过最低点 时，受重力和杆的弹力 ，如图。
由于合力提供向心力，即合力向上，故细杆对球有竖直向上的拉力，则小球对细杆有竖直向下的
拉力。
由牛顿第二定律得 ，得 ，故 A 正确，
B 错误。
、在 处，假设细杆对球的作用力竖直向下，如图。由牛顿第二定律得
，得 ，
即方向竖直向上，则小球对细杆的作用力方向竖直向下，故 C错误，D 正确。
故选： 。
8.【答案】
【解析】解： 、当 时，从 点到 点的过程，根据机械能守恒有：
，过 点时根据牛顿第二定律可得： ，解得支持力：
，根据牛顿第三定律可知，小球过 点时对轨道的压力大小为 ，故 A 错误；
B、若小球恰好从 点离开圆弧轨道时，设其速度为 ，则有： ，解得： ；
根据机械能守恒定律可得： ，解得 ，所以当
时，小球在运动到 点前已经脱离轨道，不会从 点离开做平抛运动，故 B 正确；
C、当 时，小球运动到 点时速度大小为 ，从释放到达到 点，由机械能守恒可得：
，求得：
由牛顿第二运动定律可得： ，解得： ，根据牛顿第三定律可得小球运
动到 点时对轨道的压力大小为 ，故 C正确；
D、根据 选项可知，若小球能从 点离开圆弧轨道，则小球在 点的速度为 ；
小球以速度 从 点离开后做平抛运动，根据平抛运动的规律可得： ，得：
，
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水平位移： ，小球不能落在 点，故 D 错误。
故选： 。
由机械能守恒定律求出小球过 点时的速度，小球在 点时，由合力提供向心力，由牛顿运动定
律求小球过 点时对轨道的压力大小；
根据小球通过 点的临界速度，求得对应的 值，分析当 时，小球能否到达 点；
当 时，根据机械能守恒定律结合牛顿第二定律、牛顿第三定律求解小球运动到 点时对
轨道的压力大小；
结合平抛运动的规律分析小球能否恰好落到 点。
本题是机械能守恒定律与圆周运动、平抛运动的综合应用，关键要把握小球恰好通过 点的临界
条件，分析求出小球的运动情况，分段运用机械能守恒定律列式求解。
9.【答案】
【解析】解：当电动机以 的角速度匀速转动时，底座刚好能跳离地面，则有：
所以对偏心轮，有
对电动机其他部分，有：
则得
当电动机以 的角速度转动时，偏心轮通过最低位置时对重锤的拉力最大，底座对地面的压力最
大．
对偏心轮，有：
对电动机其他部分，有：
由 解得： ．
偏心轮通过最高位置时对重锤的拉力最小，底座对地面的压力最小．
对偏心轮，有：
对电动机其他部分，有：
由 解得： ．
故选： ．
偏心轮做圆周运动，在最高点靠重力和拉力的合力提供向心力，当拉力的大小等于电动机连同打
夯机底座的重力时，才能使打夯机底座刚好离开地面．
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偏心轮通过最低位置时对重锤的拉力最大，底座对地面的压力最大．根据牛顿第二定律求出偏心
轮通过最低位置时对 的拉力，对打夯机受力分析，求出地面的支持力，从而得到底座对地面压
力的最大值．同理得到压力的最小值．
解决本题的关键采用隔离法分析，对重锤，在竖直方向上的合力提供圆周运动的向心力．对打夯
机受力平衡．
10.【答案】
【解析】解： 、由速度分解此时汽车的速度为： ，
船靠岸的过程中， 增大， 减小，车的速度不变，则船速 增大，
所以船做加速运动，故 A 错误，B 错误。
C、对汽车，根据牛顿第二定律得， ，解得此时拉
力 ，故 C正确。
D、此时绳子拉力对船做功的功率 ，故 D 正确。
故选： 。
对小船的速度分解，结合平行四边形定则得出车的速度，抓住车做匀速直线运动，得出船的运动
规律．对汽车，运用牛顿第二定律求出绳子的拉力大小，结合瞬时功率公式求出拉力对船做功的
功率．
解决本题的关键掌握功率与牵引力和速度的关系，注意船的速度和车的速度大小不等，船在沿绳
子方向的分速度等于车的速度大小．
11.【答案】
【解析】解： 、为了保证小球抛出的速度相同，应使小球每次从斜槽上相同的位置静止释放，
故 A 正确；
B、保证小球抛出的初速度相同即可，斜槽轨道光滑与否对无言误差没有影响，故 B 错误；
C、为保证消去抛出的初速度水平，斜槽轨道末端必须水平，故 C错误；
D、建立坐标系时，以斜槽末端端口上方 为小球半径 处位置为坐标原点，故 D 错误；
故选： 。
小球竖直方向做自由落体运动，根据
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解得：
小球做平抛运动的初速度为
小球运动到 点时的竖直速度为
小球运动到 点时的速度大小为
小球由抛出到 的时间为
下落到 点时，竖直方向下落的距离为
则抛出点的纵坐标为
抛出点的横坐标为
小球的抛出点的位置 的坐标为 。
故答案为： ； ； ；
根据实验原理掌握正确的实验操作；
根据竖直方向的运动特点计算出时间，将时间代入到水平方向上结合运动学公式完成分析。
本题主要考查了平抛运动的相关实验，理解平抛运动在不同方向上的运动特点，结合运动学公式
完成分析。
12.【答案】
【解析】解： 从球第 次到第 次通过 位置，转动圈数为 ，时间为 ，故周期为：
，代入数据解得， 。
小球的线速度大小为： ，代入数据解得， 。
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小球受重力和拉力，合力提供向心力，设线与竖直方向的夹角为 ， 。
小球做圆周运动的周期 ， ，解得： ，代入数据解得，
。
故答案为： ； ； ； ； ； 。
根据圆周运动周期公式求解周期大小。
小球做匀速圆周运动，根据线速度的定义求解线速度大小。
结合几何关系求解细线与竖直方向的夹角，小球受重力和拉力，合力提供向心力，根据牛顿第
二定律列式后联立求解当地重力加速度。
本题考查研究圆锥摆的实验，主要是明确向心力来源，根据牛顿第二定律列式分析，注意题中细
线与竖直方向夹角的求解，不太难。
13.【答案】
【解析】解：根据牛顿第二定律得， ，解得牵引力
，
汽车的额定功率 ，汽车在 时的牵引力
，
根据牛顿第二定律得，加速度 ；
当牵引力等于阻力时，速度最大，则最大速度 ；
故答案为： ，
根据速度时间图线的斜率求出匀加速运动的加速度，结合牛顿第二定律求出匀加速运动的牵引
力．根据匀加速运动的最大速度和牵引力的大小求出汽车的额定功率．结合 求出速度为
时的牵引力，根据牛顿第二定律求出此时的加速度．当牵引力等于阻力时，速度最大，根
据 求出最大速度．
本题考查了汽车恒定加速度启动的问题，理清整个过程中的运动规律，结合牛顿第二定律和运动
学公式综合求解，知道牵引力等于阻力时，汽车的速度最大。
14.【答案】解：弹簧测力计的示数 等于弹簧受到的拉力，设物体受到弹簧的拉力为 ，物体
受到的重力为
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物体静止受力平衡，根据共点力平衡条件
与 是作用力和反作用力，根据牛顿第三定律
所以：物体重力大小 。
【解析】对物体受力分析，根据平衡条件得到重力和弹簧对物体的拉力相等，
由牛顿第三定律得到，物体对弹簧的拉力和弹簧对物体的拉力大小相等。
本题关键在于对平衡力和相互作用力的区别。
15.【答案】解： 设小物块受到的摩擦力为 方向水
平向右。
设小物块的加速度为 ，木板在恒力 作用下做匀加速直线运动时的加速度为 ，此过程中小
物块的位移为 ，木板的位移为 则
由牛顿定律及运动规律可知：
代入数据解得：
设木板受到的摩擦力为 ， ，对木板根据牛顿第二定律： ，
则 ，代入数值得出 。
设撤去 时小物块和木板的速度分别为 和 ，撤去 后，木板与小物块组成的系统动量守
恒，
当小物块与木板相对静止时，它们具有共同速
度 ，
根据动量守恒定律得：
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对小物块：根据动能定理：
对木板：根据动能定理：
代入数据：
所以木板的长度至少为
答： 作用于木板的恒力 的大小为 ； 木板的长度至少是 。
【解析】 长木板和小物块都向右做匀加速直线运动，分别算出两者的加速度，根据它们的位移
差是个定值列方程即可求解；
撤去恒力后，木板与小物块组成的系统动量守恒，当小物块与木板相对静止时，小物块没有从
木板上掉下来，以后就以相同的速度一起匀速运动，不会掉下来了，此时分别对木板和小物块用
动能定理，即可求得最短长度。
该题涉及到相对运动的过程，要认真分析物体的受力情况和运动情况，并能熟练地运用匀变速直
线运动的公式，注意动量守恒的条件，选择恰当的过程运用动能定理解题，本题难度较大。
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