山西省太原市2022-2023学年高一下学期期中考试物理试题（含答案）

太原市2022~2023学年第二学期高一年级期中质量监测
物理试卷
（考试时间：上午7：30—9：00）
说明：本试卷为闭卷笔答，答题时间90分钟，满分100分。
题号 一 二 三 四 总分
得分
一、单项选择题：本题包含10小题，每小题3分，共30分。请将正确选项前的字母填入表内相应位置。
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案
1.关于曲线运动的叙述正确的是
A.做曲线运动的物体某时刻有可能处于平衡状态
B.做曲线运动的物体，速度一定变化
C.做曲线运动的物体加速度一定改变
D.做曲线运动的物体，速度方向时刻变化，故曲线运动不可能是匀变速运动
2.在某次足球比赛中，一运动员踢出“香蕉球”，足球划出一道曲线后射门得分。在足球加速向下射门时，关于足球所受的合力F和速度v的关系可能正确的是
A. B. C. D.
3. 2023年3月山西省文化和旅游厅为了宣传山西省的人文美景，以“走进表里山河，晋享美好生活”为主题，利用无人机拍摄了宣传片“粤来悦晋”。其中一台无人机，上升向前飞行，竖直向上的速度vy及水平方向速度vx与飞行时间t的关系图像如图甲、乙所示。则下列说法正确的是
甲 乙
A.无人机在t1时刻处于失重状态
B.无人机在0~t2这段时间内沿直线飞行
C.无人机在t2时刻上升至最高点
D.无人机在t2~t3时间内做匀变速运动
4.马刀锯是一种木匠常用的电动工具。其内部安装了特殊的传动装置，简化后如图所示，可以将电动机的转动转化为锯条的往复运动。电动机带动圆盘O转动，圆盘O上的凸起P在转动的过程中带动锯条左右往复运动。已知电动机正在顺时针转动，转速n=2400r/min，OP=2cm。当OP与锯条运动方向的夹角θ=37°时，锯条运动的速度大小约为
A.3m/s B.4m/s C.5m/s D.6m/s
5.2022年夏天，我国南方地区遭遇多轮暴雨袭击，抗洪救灾的战士们利用直升飞机参与救援物资的运送。已知直升飞机在距离地面某高度以2.5m/s的速度沿水平方向匀速飞行并进行物资投送，投出的物资恰好落在了正前方距离投放位置水平距离5m的地方。若物资可看成质点，不计空气阻力，重力加速度g取10m/s2。下列说法正确的是
A.从直升飞机上拍摄的视频看到物资做平抛运动
B.直升飞机的飞行高度为15m
C.物资在投出后第1秒内和第2秒内的速度变化量相同
D.物资在投出后第1秒内和第2秒内的位移之比为1：3
6. 2023年3月22日CBA常规赛战罢第38轮，山西男篮在这场关键的“卡位”赛中以119比94大胜吉林队，比赛中原帅手起刀落命中三分球。如图所示，比赛中原帅将篮球从地面上方B点以速度v0斜向上抛出，恰好垂直击中篮板上A点。若该运动员向前运动到等高的C点投篮，还要求垂直击中篮板上A点，运动员需
A.减小抛出速度v0，同时增大抛射角θ
B.增大抛出速度v0，同时增大抛射角θ
C.减小抛射角θ，同时减小抛射速度v0
D.减小抛射角θ，同时增大抛射速度v0
7.随着2022年北京冬奥会的成功举办，冰雪项目在我国也越来越受欢迎。如图所示，某运动员训练时从助滑道上不同位置下滑，都从斜坡顶点B水平飞出。若以速度v1飞出，用时t1落在斜坡上的C点；若以速度v2飞出，用时t2落在斜坡上的D点。已知，不计空气阻力。关于运动员从B点飞出，落回斜面的过程，下列判断正确的是
A.两次位移关系有
B.两次初速度大小之比
C.两次落在斜面上时速度与斜面夹角之比
D.两次落在斜面上时速度大小之比
8.如图所示为某“行星减速机”的一种工作原理图。其中A为太阳齿轮，半径为R1，B为行星齿轮，半径为R2，且R1：R2=3：2。在该种状态下，A、B两齿轮的边缘线速度分别为v1、v2，角速度分别为ω1、ω2，转速分别为n1、n2，周期分别为T1、T2。下列关系正确的是
A. B. C. D.
9.如图所示，套在竖直细杆上的小轻环A由不可伸长的轻绳与重物B相连，施加外力让A沿杆以速度v匀速上升，从图中M位置上升至与定滑轮的连线处于水平的N位置，已知MO与竖直杆成θ角，则
A.刚开始时B的速度为vsinθ
B.A匀速上升时，重物B也匀速下降
C.重物B下降过程，绳对B的拉力大于B的重力
D.A运动到位置N时，B的速度最大
10.如图所示，月球的半径为R，甲、乙两种探测器分别绕月球做匀速圆周运动与椭圆轨道运动，两种轨道相切于椭圆轨道的近月点A，圆轨道距月球表面的高度为R，椭圆轨道的远月点B与近月点A之间的距离为6R，若甲的运动周期为T，则乙的运动周期为
A. B. C. D.
二、多项选择题：本题包含5小题，每小题3分，共15分。在每小题给出的四个选项中，至少有两个选项正确。全部选对的得3分，选不全的得2分，有错者或不答的得0分。请将正确答案填入下表内。
题号 11 12 13 14 15
答案
11.如图所示，质量不等的甲、乙两个小球，在光滑玻璃漏斗内壁做水平面内的匀速圆周运动，甲在乙的上方。则下列说法正确的是
A.小球受到三个力
B.两个小球单位时间走过的路程不同
C.两个小球单位时间转过的角度相同
D.两个小球向心加速度的大小相同
12.如图是四轮驱动的汽车在水平路面上匀速转弯时的画面，下列说法正确的是
A.汽车所受合力可能为O
B.汽车受到的合力提供向心力
C.地面给轮胎的静摩擦力不指向运动轨迹的圆心
D.重力与支持力的合力提供向心力
13.如图所示是中国体操运动员单臂支撑做旋转动作，已知运动员的质量为m，重心到手支撑点的距离为L，运动员在竖直面内做圆周运动且刚好能通过最高点，下列说法正确的是
A.运动员在最高点时速度为
B.运动员在最高点时向心力为零
C.若运动员在最低点速度增大，则他对单杠的作用力可能减小
D.若运动员在最高点速度增大，则他对单杠的作用力可能增大、可能减小
14.世界上最大的摩天轮是位于阿联酋迪拜蓝水岛中心地带的“迪拜眼”，其高度为250米，巨大的摩天轮四周配有48个吊舱，可同时乘坐1750多名游客，转一圈用时38分钟。迪拜眼于2021年10月21日正式开放。摩天轮在竖直平面内做匀速圆周运动，某时刻甲乘客所在的吊舱正好处在最高点，乙乘客所在吊舱处在最低点，若两乘客质量相等，则此时
A.吊舱对乙的作用力大于对甲的作用力
B.吊舱对甲的作用力大于对乙的作用力
C.吊舱对甲、乙的作用力方向相反
D.甲乘客处于失重状态，乙乘客处于超重状态
15.智能呼啦圈轻便美观，深受大众喜爱，如图甲，腰带外侧带有轨道，将带有滑轮的短杆穿入轨道，短杆的另一端悬挂一根带有配重的轻绳，其简化模型如图乙所示。可视为质点的配重质量为m=0.5kg，绳长为l=0.5m，悬挂点P到腰带中心点O的距离为0.2m，水平固定好腰带，通过人体微小扭动，使配重随短杆做水平匀速圆周运动。若绳子与竖直方向夹角θ=37°，运动过程中腰带可看成不动，重力加速度g取10m/s2。（sin37°=0.6，cos37°=0.8）下列说法正确的是
甲 乙
A.配重做匀速圆周运动的半径为0.6m
B.配重的线速度大小为m/s
C.细绳对配重的拉力大小为6.25N
D.若细绳不慎断裂，配重将做自由落体运动
三、实验题：本题包含2小题，共14分。将答案填在题中横线上或按要求作答。
16.（6分）用如图所示的向心力演示器探究向心力的大小。已知小球在挡板A、B、C处做圆周运动的轨迹半径之比为1：2：1，回答以下问题：
（1）在该实验中，主要利用了控制变量法来探究向心力与质量、半径、角速度之间的关系。
（2）探究向心力与半径之间的关系时，选择半径 （填“相同”或“不同”）的两个塔轮；同时应将质量相同的小球分别放在 处。
A.挡板A与挡板C B.挡板B与挡板C
（3）若质量相等的两个小钢球分别放在挡板A与挡板C处，皮带连接的两个塔轮的半径之比为2：1，当某同学以1r/s的转速匀速转动手柄时，A、C处两小球的线速度大小之比为 ；A、C处两小球的向心力大小之比为 。
17.（8分）在利用电磁定位系统“探究平抛运动的特点”实验中，通过计算机通讯线将电磁定位板与计算机相连。打开信号源电源开关，检查信号接收情况，将信号源放在弹射器前端，点击“零点设置”。将信号源推入弹射器，弹射器有三档可调节，点击“开始记录”，释放信号源，软件自动记录信号源的运动轨迹。点击“停止记录”，点击“X”得到信号源的轨迹在水平方向的投影，点击“Y”得到信号源的轨迹在竖直方向的投影。点击“二次拟合”得到信号源在竖直平面内的平抛运动轨迹。
（1）平抛运动在水平方向的分运动为 ；在竖直方向的分运动为 。
（2）在左图中取4个点，放大后如右图所示。右图中每个正方形小方格的边长为2.5cm，分析可知，小球由1到2位置的时间间隔为 s，该小球平抛运动的初速度大小为 m/s。（g取10m/s2，结果保留两位有效数字）
四、计算题：本题包含5小题，共41分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。
18.（7分）月球质量约为地球质量的，月球半径约为地球半径的。月心距离地心的平均距离约为3.8×108m，航天器在地球飞往月球过程中既受到地球的引力，也受到月球的引力。当航天器到达月地间某一位置时，它受到地球、月球的引力大小相等，求航天器到月心的距离。
19.（7分）如图所示，质量为m的小球用两根长度分别为13L、5L的轻绳固定于细杆上间距为12L的A、B两点上，小球可绕细杆在水平面内做匀速圆周运动，重力加速度为g。求：
（1）为使5L的轻绳不受到拉力作用，小球转动的最大角速度ω0；
（2）当小球转的角速度为，5L的轻绳受到的拉力大小。
20.（7分）2022年冬奥会的自由式滑雪U型场地技巧项目吸引了众多观众的眼球，U型池宽度为20m，雪槽深6.5m，可以将U型池看作两个1/4圆弧与水平面结合的图形，如图所示，B、C点为圆弧的最低点，与水平滑道相切。某次运动员从A的上方落入轨道，滑至B点时的速度大小为13m/s，已知运动员质量为50kg，重力加速度g取10m/s2（结果保留整数）。求：
（1）运动员滑至B点的瞬间，对B点的压力的大小；
（2）若已知水平部分雪与滑雪板间的摩擦因数为0.05，运动员第一次由B滑至C点，运动员对C点压力的大小。
21.（10分）选做题：本题包含A、B两题，请任选一题做答。如两题都做，按A题计分。
A.如图所示，小物块从坡面顶端由静止释放，滑到水平台上，滑行一段距离后，从边缘O点以1m/s水平飞出，击中平台右下侧挡板上的P点。现以O为原点在竖直面内建立如图所示的平面直角坐标系，挡板的形状满足方程（单位：m），不计一切摩擦和空气阻力。重力加速度g取10m/s2，取10.05。求：
（1）小物块从O点运动到P点的时间；
（2）小物块刚到P点时速度的大小。
B.如图所示，质量为m的小球以某一初速度向左运动，经过一半径为R的半圆轨道最高点后，水平向右飞出，刚好落于斜面顶端，小球落点的速度与斜面平行，小球可看作质点。已知斜面顶端到轨道最高点的竖直高度为h，重力加速度为g。求：
（1）求斜面顶端与轨道最高点的水平距离；
（2）小球在轨道最高点时对轨道的压力大小。
22.（10分）选做题：本题包含A、B两题，请任选一题做答。如两题都做，按A题计分。
A.某游戏装置如图所示，左侧是一竖直支柱，右侧竖直放置一内径很小的圆弧形管道，弹射装置可以将置于支柱上A处的小球水平向右弹出。一质量m=0.2kg的小球（可视为质点）以v0的初速度被弹出后，正好从B处沿圆弧切线方向进入圆管（小球的直径略小于圆管横截面直径），且到达B的速度vB=5m/s。已知OB与OC的夹角α=53°，sin53°=0.8，cos53°=0.6，不计空气阻力，重力加速度g取10m/s2。求：
（1）小球离开A点的初速度v0的大小；
（2）A、B间的高度差h；
（3）若小球恰好可以达到D处，则小球在D处时对管壁弹力的大小和方向。
B.某游戏装置如图所示，左侧是一竖直支柱，右侧竖直放置一半径R=0.5m，内径很小的圆弧形管道，弹射装置可以将置于支柱上A处的小球水平向右弹出。一质量m=0.2kg的小球（可视为质点）以v0的初速度被弹出后，正好从B处沿圆弧切线方向进入圆管（小球的直径略小于圆管横截面直径），且到达B的速度vB=5m/s。已知OB与OC的夹角α=53°，sin53°=0.8，cos53°=0.6，不计空气阻力，重力加速度g取10m/s2。求：
（1）A、B间的高度差h；
（2）若小球运动到管口D处时的速度大小，则小球在D处时对管壁弹力的大小和方向；
（3）若弹射装置的位置可以在支柱上上下移动，欲通过改变支架距离B点的水平位移x，使小球还能恰好从B处沿圆弧切线方向进入圆管，弹射装置出口到B点的高度H与支架距离B点的水平位移x应满足的关系式（弹射装置出口到支架的距离可忽略）。
2022~2023学年第二学期高一年级期中质量监测
物理参考答案及评分建议
一、单项选择题：本题包含10小题，每小题3分，共30分。
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
选项 B B D A C A B C C D
二、多项选择题：本题包含5小题，每小题3分，共15分。
题号 11 12 13 14 15
选项 BD BC BD AD BC
三、实验题：共14分。
16.（6分）
（2）相同（1分） B（1分）
（3）1：2（2分） 1：4（2分）
17.（8分）
（1）匀速直线运动（2分） 自由落体运动（或匀加速直线运动）（2分）
（2）0.050（2分） 1.0（2分）
四、计算题：共41分。
18.（7分）
航天器在地、月间飞行时，受到的引力大小与地球、月球半径无关。
设地、月间距为d，航天器质量为m受到地球、月球的引力大小相等时，
它到月心距离为r1，与地心距离为r2。
19.（7分）
（1）当B绳刚伸直，不受到拉力作用时，两绳与杆构成直角三角形，
设此时角速度为ω0，绳A与竖直方向夹角为θ
（2）设此时，绳A对小球的拉力为FA，B绳对小球的拉力FB，
20.（7分）
（1）运动员在圆弧最低点B，应用牛顿运动定律：
由牛顿第三定律得
所以运动员给B点的压力为1800N.
（2）从B点到C点，由牛顿运动定律得
由运动学公式
由牛顿运动定律
得
由牛顿第三定律得，所以运动员给C点的压力为1746N
21A.（10分）
（1）竖直方向：
水平方向：
结合
（2）竖直方向速度大小
根据速度的合成法则，则小物块刚到p点时速度的大小为
21B.（10分）
（1）设斜面顶端与轨道最高点的水平距离为x，小球在轨道最高点时速度为v0，到达斜面时的竖直分速度为vy
（2）设小球在轨道最高点时受到的支持力为F，
小球对轨道的压力为F`，F`=F
22A.（10分）
（1）小球从B处沿圆弧切线方向进入圆管，将小球运动到B处时的速度
沿水平方向与竖直方向分解，如图
可得
A点的初速度v0=3m/s
（2）小球运动到B处时，竖直方向的分速度
从A→B，小球在竖直方向做自由落体运动，有
解得下落时间t=0.4s
A、B间的高度差
解得
（3）因为小球恰好能到达D点，所以到达D点的速度为0
对于小球有：
再由牛顿第三定律可知小球对轨道的弹力，方向竖直向下
22B.（10分）
（1）小球运动到B处时，竖直方向的分速度
从A到B，小球在竖直方向做自由落体运动，有
解得下落时间t=0.4s
A、B间的高度差
（2）设小球在D处时受到管壁对其的作用力方向竖直向下，大小为FN
根据牛顿第二定律有
解得FN=0.4N
根据牛顿第三定律，小球在D处时对管壁的作用力
，方向竖直向上
（3）因为小球沿切线方向从B点进入圆管
且有，
再由平均速度关系可知：
所以，弹射装置出口到B点的高度H与支架距离B点的水平位移x应满足的关系式为：