江西省宜丰县中2022-2023学年高一下学期4月期中考试物理试题（含解析）

宜丰县中2022-2023学年高一下学期4月期中考试物理试卷
一、单选题（每小题4分，共28分）
1．下列关于运动和力的叙述中，正确的是（　　）
A．做曲线运动的物体，其加速度方向一定是变化的
B．物体受恒力作用时不可能做曲线运动
C．物体做曲线运动所受合外力一定不为0
D．物体运动的速率增大，物体所受合力方向一定与运动方向相同
2．如图所示，质量为m的物体相对静止在倾角为θ的斜面上，斜面沿水平方向向右匀速移动了距离l，物体相对斜面静止，则下列说法正确的是（　　）
A．重力对物体做正功 B．摩擦力对物体做负功
C．合力对物体做功不为零 D．支持力对物体不做功
3．如图所示，汽车通过拱形桥的最高点时，下列说法正确的是（　　）
A．桥所受的压力等于汽车的重力
B．桥所受的压力大于汽车的重力
C．桥所受的压力小于汽车的重力
D．汽车的速度越大，汽车对桥面的压力越大
4．物体在水平恒力的作用下，先在光滑水平面上由静止开始前进，位移为s，再进入粗糙水平面继续前进，位移也为s。设恒力在第一段位移中对物体做功为，在第二段位移中对物体做功为，则（ ）
A．> B．= C．< D．无法判断
5．如图，将一质量为m的小球从a点以初速度v斜向上抛出（不计空气阻力），小球先后经过b、c两点。已知a、c之间的高度差和b、c之间的高度差均为h，重力加速度为g，取a点所在的水平面为零势能面，则小球在（　　）
A．b点的机械能为2mgh B．b点的动能为
C．c点的机械能为mgh D．c点的动能为
6．火星表面特征非常接近地球，适合人类居住。已知火星半径是地球半径的，质量是地球质量的，自转周期也基本相同。地球表面重力加速度是，若王跃在地面上能向上跳起的最大高度是，在忽略自转影响的条件下，下述分析正确的是（　　）
A．火星表面的重力加速度是 B．火星表面的重力加速度是
C．王跃在火星表面受的万有引力是在地球表面受万有引力的倍
D．王跃在火星表面受的万有引力是在地球表面受万有引力的倍
7．如图所示，三个小球A、B、C的质量均为m，A与B、C间通过铰链用轻杆连接，杆长为L，B、C置于水平地面上，用一轻质弹簧连接，弹簧处于原长。现A由静止释放下降到最低点，两轻杆间夹角α由60°变为120°，A、B、C在同一竖直平面内运动，弹簧在弹性限度内，忽略一切摩擦，重力加速度为g。则此下降过程中（　　）
A．释放A的瞬间，B受到地面的支持力等于1.5mg
B．A的动能最大时，B受到地面的支持力等于1.5mg
C．弹簧的弹性势能最大时，A的加速度等于0
D．弹簧的弹性势能最大值和系统动能的最大值相同
二、多选题（每小题4分，共16分）
8．如图所示，玻璃球沿碗的内壁做匀速圆周运动（若忽略摩擦），对这时球的受力情况正确的是（　　）
A．重力和向心力 B．重力和支持力
C．合力指向水平方向 D．合力指向碗底
9．一小船渡河，河宽d=60m，河水一直匀速流动，流速，船在静水中的速度。则小船（　　）
A．渡河的最短时间是12s B．渡河的最短时间是15s
C．以最小位移渡河，时间是12s D．以最小位移渡河，时间是20s
10．一卫星在赤道上空绕地球表面做匀速圆周运动，其运动周期T=1.5h。某时刻该卫星位于赤道上一建筑物的正上方，如图所示。从卫星第一次出现在建筑物的正上方开始计时，下列说法正确的是（　　）
A．地球自转角速度大于此卫星的角速度
B．建筑物随地球运动的线速度小于此卫星运动的线速度
C．从计时开始经过1.6h，此卫星再次出现在该建筑物的正上方
D．从计时开始经过1.5h，此卫星再次出现在该建筑物的正上方
11．如图甲所示，用一轻质绳拴着一质量为m的小球，在竖直平面内做圆周运动（不计一切阻力），小球运动到最高点时绳对小球的拉力为F，小球在最高点的速度大小为v，其图像如图乙所示，则（　　）
A．轻质绳长为 B．当地的重力加速度为
C．当时，轻质绳的拉力大小为
D．只要，小球在最低点和最高点时绳的拉力差均为
三、实验题（每空3分，共21分）
12．在“研究平抛运动”的实验中，可以描绘出小球平抛运动的轨迹，实验的简要步骤如下：
A．让小球多次由静止从斜槽上的___________（选填“同一”或“不同”）位置滚下，记下小球碰到铅笔笔尖的一系列位置。
B．按图1安装好器材，注意调整斜槽末端沿___________方向，记下平抛初位置O点和过O点的竖直线。
C．取下白纸，以O为原点，以竖直线为y轴建立坐标系，用平滑曲线画出平抛运动物体的轨迹。
D．完成上述步骤，将正确的答案填在横线上。
E．上述实验步骤A、B、C的合理顺序是___________。
F．某同学在做平抛运动实验时得到了如图2中的运动轨迹，a、b、c点的位置在运动轨迹上已标出。则：小球平抛的初速度为___________m/s。（g=10m/s2，计算结果保留一位有效数字）
13．某探究小组用如图所示的向心力演示器探究向心力大小的表达式。已知小球在挡板A、B、C处做圆周运动的轨迹半径之比为，请回答以下问题：
①在该实验中，主要利用了 ____________ 来探究向心力与质量、半径、角速度之间的关系；
A．理想实验法 B．微元法 C．控制变量法 D．等效替代法
②探究向心力与角速度之间的关系时，应选择半径 _________ （填“相同”或“不同”）的两个塔轮；
③探究向心力与角速度之间的关系时，若图中标尺上红白相间的等分格显示出两个小球所受向心力的比值为，运用圆周运动知识可以判断与皮带连接的变速塔轮对应的半径之比为 ______ 。
A． B． C． D．
四、解答题（共35分）
14（10分）． 如图所示，一个人用与水平方向成角的力拉一个木箱，木箱以的速度在水平地面上沿直线匀速向右前进了，，，求：
（1）拉力F对木箱所做的功；
（2）2s末拉力的瞬时功率。
15（10分）．如图，将一小球从P处以初速度v0水平抛出，恰好从倾角θ=30°的斜面顶端Q沿着斜面进入斜面，重力加速度为g，求：
（1）小球到达Q时的速率；
（2）PQ之间的水平距离。
16（15分）．自由式滑雪空中项目是冬季奥运会项目之一，图为简化的轨道。倾斜直线轨道AB长度L=60m，与水平面夹角θ=37 ，圆弧形轨道BCD半径R=25m，与AB相切于B点，C为圆弧最低点，DE与FG为落差h=5m的水平直轨道。某滑雪运动员在一次滑雪表演中，从A点静止滑下，经过BCD后升空完成动作落至P点，运动员从D点升空到落地瞬间机械能损失20％，速度方向变为水平向右，随后沿平直轨道PE做匀减速直线运动并从E点水平飞出，落在FG轨道上。已知：运动员的质量m1=50kg，滑板质量m2=10kg，运动员经过C点时双脚对滑板的压力F0=1300N，经过D点的速度大小vD=15m/s，水平轨道FG的长度s=10m，PE间距离。g取10m/s2，sin37 =0.6，cos37 =0.8，忽略运动过程中的空气阻力。试求：
（1）运动员在C点速度大小；
（2）在ABC阶段中运动员（连同滑板）受到的滑道摩擦力做的功；
（3）要使运动员最终落在FG轨道上，求滑板和水平直轨道DE间的动摩擦因数μ应满足的条件。
宜丰县中2022-2023学年高一下学期4月期中考试物理参考答案：
1．C【详解】A．做曲线运动的物体，速度方向一定是变化的，其加速度方向不一定是变化的，如平抛运动，A错误；B．物体受恒力作用时，若恒力的方向和速度方向不在同一直线上，物体做曲线运动，B错误；C．物体做曲线运动时，速度方向不断变化，是变速运动，一定有加速度，因此所受合外力一定不是0，C正确；D．物体所受合力方向与运动方向的夹角为锐角时，该力分解到沿运动方向和垂直运动方向，则有沿运动方向的分力，使物体做加速运动，物体运动的速率一定增大，而垂直运动方向的分力使物体运动方向改变，不改变速度大小，D错误。故选C。
2．B【详解】A．重力竖直向下，位移水平向右，故重力对物体不做功，故A错误；C．合力为0，故合力对物体做功为零，故C错误；B．摩擦力沿斜面向上，与位移的夹角为钝角，故摩擦力对物体做负功，故B正确；D．支持力垂直于斜面向上，与位移的夹角为锐角，故支持力对物体做正功，故D错误。故选B
3．C【详解】汽车在拱形桥上运动时做的是曲线运动，可认为汽车在做圆周运动，而当汽车通过拱形桥的最高点时，做圆周运动所需要的向心力由重力和支持力的合力提供，有可得而根据牛顿第三定律，汽车对桥的压力大小等于桥对汽车的支持力，则桥所受的压力小于汽车的重力，由上式可知，汽车的速度越大，汽车对桥面的压力越小。故选C。
4．B【详解】由于力的大小不变，通过的位移也相同，由W=Fs可知，两次力F做的功相同。故选B。
5．D【详解】AC．不计空气阻力，小球在斜上抛运动过程中只受重力作用，运动过程中小球的机械能守恒，则小球在B点的机械能等于在C点的机械能，均为AC错误；B．小球由a到b过程中，根据机械能守恒定律有解得小球在B点的动能为B错误；
D．小球由b到c过程中，根据机械能守恒定律有解得小球在C点的动能为D正确。故选D。
6．B【详解】AB．根据题意，由万有引力等于重力有解得则火星表面的重力加速度是故A错误，B正确；CD．根据题意，由公式可知，王跃在火星表面受的万有引力与在地球表面受万有引力之比为即王跃在火星表面受的万有引力是在地球表面受万有引力的倍，故CD错误。故选B。
7．B【详解】B．A的动能最大时，设B和C受到地面的支持力大小均为F，此时整体在竖直方向上受力平衡，可得所以故B正确；A．释放A的瞬间，A有向下的加速度，处于失重状态，所以B受到地面的支持力小于1.5mg，故A错误；C．当A达到最低点时，动能为零，此时弹簧的弹性势能最大，A的加速度方向向上，故C错误；D．当弹性势能最大时，系统的动能为零，小球A减少的重力势能全部转化为弹簧的弹性势能，当系统的动能最大时，小球A还没到最低点，并且是将小球A减少的重力势能转化为系统的动能和弹簧的弹性势能，故弹簧的弹性势能最大值大于系统动能的最大值，故D错误。故选B。
8．BC【详解】AB．玻璃球沿碗的内壁做匀速圆周运动，受到重力和支持力作用。 向心力是根据效果命名的力，只能由其它力的合力或者分力来充当，不是真实存在的力，不能说物体受到向心力，A错误、B正确；CD．合力沿水平方向，提供向心力，C正确、D错误。故选BC。
9．AD【详解】AB．在垂直于河岸方向上，速度越大，渡河的时间越短，即静水速垂直于河岸，渡河时间最短故A正确，B错误；CD．由于船速大于水速，所以小船能够到达正对岸，设船头与河岸的夹角为 ，此时在水流方向上的合速度为零，即过河时间为结合以上两式可解得故C错误，D正确。故选AD。
10．BC【详解】AB．地球同步卫星的角速度、周期等于地球自转角速度、周期，根据可知该卫星的角速度大于同步卫星角速度，此卫星的角速度大于地球自转角速度，A错误；B．地球同步卫星的角速度、周期等于地球自转角速度、周期，根据可知地球同步卫星的线速度大于地球自转的线速度，根据可知该卫星的线速度大于同步卫星线速度，建筑物随地球运动的线速度小于此卫星运动的线速度，B正确；CD．根据 可得D错误C正确。故选BC。
11．BD【详解】A．小球运动到最高点时，对小球受力分析，由牛顿第二定律有得可知图线斜率可得故A错误；B．有图像可知纵轴上截距的绝对值则有故B正确；C．由图像可知故当时有故C错误；D．从最高点到最低点由机械能守恒有在最低点对小球受力分析，由牛顿第二定律有解得故D正确。故选BD。
12． 同一 水平 BAC 2
【详解】A[1]为控制小球做平抛运动的初速度一定，需要让小球多次由静止从斜槽上的同一位置滚下；
B[2]为确保小球初速度沿水平方向，安装器材时应调整斜槽末端沿水平方向；
E[3]实验步骤应该先按要求安装好器材，然后进行实验操作并记录数据，最后作实验数据的处理，所以应该按BAC的顺序；
F[4]小球做平抛运动分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动。
竖直方向由纸带实验推论公式
可得相邻两个点之间的时间间隔
所以初速度满足
13． C 不同 D
【详解】①[1]探究向心力、质量、半径与角速度之间的关系采用的是控制变量法，故C正确，ABD错误。
故选C。
②[2]探究向心力与角速度之间的关系时，控制变量，要求半径不同；
③[4]两个小球所受的向心力的比值为1：9，根据公式可得角速度之比为1：3，传动皮带线速度大小相等，由可知，塔轮的半径之比为3：1，故D正确，ABC错误。
故选D。
14．（1）320J；（2）80W
【详解】（1）拉力对木箱所做的功为
（2）2s末拉力的瞬时功率
解得
P=80W
15．（1）；（2）
【详解】（1）依题意，小球到达斜面顶端时，速度方向与斜面平行，分解速度可得
解得
（2）设小球从P点运动到Q点，所用时间为t，则有
又
解得
PQ之间的水平距离为
解得
16．（1）20m/s；（2）-12600J；（3）
【详解】（1）运动员经过C点时，受到滑板的支持力大小为，由牛顿第二定律可得
解得运动员在C点速度大小为
（2）在ABC阶段中，对运动员（连同滑板）由动能定理可得
解得滑道摩擦力做的功为
（3）运动员从D点升空后落到P点瞬间的速度大小为
从P滑行到E过程，若恰好到达E点，据动能定理可得
解得
当运动员从E点以速度飞出时做平抛运动，恰好到达G点，据平抛运动规律可得
从P到E过程据动能定理可得
联立解得
故要使运动员最终落在FG轨道上，滑板和水平直轨道DE间的动摩擦因数μ应满足的条件为