山西省阳泉市名校2022-2023学年高一下学期4月期中考试物理试题（含答案）
文档属性
| 名称 | 山西省阳泉市名校2022-2023学年高一下学期4月期中考试物理试题（含答案） |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 770.2KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2023-04-23 13:59:55 | ||
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文档简介
阳泉市名校2022-2023学年高一下学期4月期中考试
物理
满分：100分 时间：75分钟
一、单选题（本题共7个小题，每小题4分，共28分，在题中所给的4个选项中，只有一个选项是正确的）
1．投出的篮球在空中做曲线运动的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．篮球的速度方向始终保持不变
B．篮球的运动一定是变速运动
C．篮球的速度方向与所受合力方向在同一直线上
D．篮球在某点的速度方向不一定沿运动轨迹上这点的切线方向
2.大量风车驻扎太行山脉，山西民居尽显“异国风情”。如图所示，在风力推动下，风叶带动发电机发电，M、N为同一个叶片上的两点，M点靠近转轴。当风叶绕轴转动时，下列说法正确的是（ ）
A．M点的线速度等于N点的线速度
B．M点的角速度小于N点的角速度
C．M点的向心加速度小于N点的向心加速度
D．M点的周期大于N点的周期
3.2023年1月11日，百度与武汉市政府签署合作协议，双方将共同开启规模化无人驾驶商业运营服务，某无人驾驶汽车减速通过弯道MN（由M到N），其所受合力方向正确的是（ ）
B．
C． D．
4.如图所示，质量为m的小球（视为质点）在竖直平面内绕O点做半径为L的圆周运动，重力加速度大小为g，下列说法正确的是（ ）
A．若连接O点与小球的为轻绳，则小球过圆周最高点的临界速度为零
B．若连接O点与小球的为轻杆，则小球过圆周最高点的临界速度为
C．若连接O点与小球的为轻绳，则小球在圆周最高点时轻绳的作用力大小可能为
D．若连接O点与小球的为轻杆，则小球在圆周最高点时轻杆的作用力大小一定不为零
5.如图甲所示，修正带是通过两个齿轮的相互咬合进行工作的，其原理可简化为图乙所示。A、B是盘上的边缘点，C为A盘上的一点，已知2rC=rA，rC=rB。以下关于A、B、C三点的线速度大小v、角速度大小ω之间关系的说法正确的是（ ）
A．vAB．vA>vC，ωA=ωC
C．ωA>ωB，vB=vC
D．ωA<ωB，vB=vC
6.北京时间2023年1月15日11时14分，我国在太原卫星发射中心使用长征二号丁运载火箭，以“一箭十四星”发射方式，成功将齐鲁二号/三号卫星及珞珈三号01星、吉林一号高分03D34星等4颗卫星发射升空，卫星顺利进入预定轨道，发射任务获得圆满成功．假设其中的甲、乙两颗卫星均绕地球做匀速圆周运动，甲的轨道半径是乙的2倍，甲的质量也是乙的2倍．则（ ）
A．由可知，甲的速度是乙的倍
B．由可知，甲的向心加速度是乙的2倍
C．由可知，甲的向心力是乙的
D．由可知，甲的周期是乙的倍
7.如图所示，斜面体固定在水平地面上，斜面的高为2m，倾角为，且D是斜面的中点，在A点和D点分别以相同的初速度水平抛出一个小球，结果两个小球恰能落在地面上的同一点，则落地点到C点的水平距离为( )
A. B.
C. D.
二、多选题（本题共4个小题，每小题6分，共24分，在题中所给的4个选项中，有多个选项正确，选不全给3分，有选错或不答的给0分）
8.学习物理知识的过程中会遇到很多物理思想或方法，若能体悟将受益终生。以在环形公路上做圆周运动的汽车为例，下列说法中用到的物理思想或方法，匹配正确的是（ ）
A．研究汽车行驶的速度范围时可将汽车视为质点——理想模型法
B．线速度，当时汽车的位移将与轨迹半径垂直——积累的思想
C．若线速度逐渐减小，但运动的路程继续增大——极限的思想
D．若线速度不恒定，能粗略描述汽车绕圆心转动的快慢程度——比值定义法
9.要使两物体间的引力减小到原来的，下列方法可行的是（ ）
A．两物体的质量都增为原来的2倍，距离不变
B．两物体的距离不变，质量各减为原来的一半
C．两物体的质量不变，距离增加为原来的2倍
D．两物体的质量都减为原来的一半，距离也减为原来的一半
10.如图所示，一个圆盘在水平面内匀速转动，角速度是4rad/s。盘面上距圆盘中心0.10m的位置有一个质量为0.10kg的小物体在随圆盘一起做匀速圆周运动。已知小物体与圆盘之间的动摩擦因数为0.25，g=10m/s2。下列判断正确的是（ ）
A．小物体受到的摩擦力的大小为2.5N
B．小物体受到的摩擦力的方向沿半径指向圆心
C．要使小物体相对于圆盘滑动，圆盘转动的角速度至少为5rad/s
D．在圆盘的角速度从4rad/s增加到5rad/s的过程中，小物体受到的摩擦力的方向始终指向圆心
11.如图所示为一个半径为5m的圆盘，正绕其圆心做匀速转动，当圆盘边缘上的一点A处在如图所示位置的时候，在其圆心正上方20m的高度有一个小球正在向边缘的A点以一定的速度水平抛出，取，不计空气阻力，要使得小球正好落在A点，则（ ）
A．小球平抛的初速度一定是2.5m/s
B．小球平抛的初速度可能是2.5m/s
C．圆盘转动的角速度可能是2.5π rad/s
D．圆盘转动的角速度可能是10π rad/s
三、实验题（每空2分，共计14分）
12.如图甲所示是某同学探究做圆周运动的物体的质量、向心力、轨道半径及线速度关系的实验装置，圆柱体放置在水平光滑圆盘上做匀速圆周运动。力传感器测量向心力F，速度传感器测量圆柱体的线速度大小v，该同学通过保持圆柱体质量和运动半径不变，来探究向心力F与线速度大小v的关系。
（1）该同学采用的实验方法为______。
A．等效替代法 B．微元法 C．理想化模型法 D．控制变量法
（2）改变线速度大小v，多次测量，该同学测出了五组F、v数据，如下表所示：
1.0 1.5 2.0 2.5 3.0
0.88 2.00 3.50 5.50 7.90
该同学对数据分析后，在图乙坐标纸上描出了五个点。
①在以上图乙中作出图线；
②若圆柱体运动半径，由作出的的图线可得圆柱体的质量______kg。（保留两位有效数字）
13．在“研究小球平抛运动”的实验中：
（1）如图甲所示的演示实验中，A、B两球同时落地，说明______ ；
A．平抛运动在水平方向的分运动是匀速直线运动
B．平抛运动在竖直方向的分运动是自由落体运动
C．平抛运动的飞行时间只由高度决定
D．平抛运动的轨迹是一条抛物线
（2）某同学设计了如下图乙的实验：将两个斜滑道固定在同一竖直面内，末端水平，滑道2与光滑水平板平滑衔接，把两个质量相等的小钢球，从斜面的同一高度由静止同时释放，观察到两球在水平面相遇，这说明___________________________；
（3）该同学采用频闪照相机拍摄到小球做平抛运动的照片如图丙所示，图中背景正方形方格的边长为L=4.9cm，A、B、C是小球的三个位置，取g＝9.80m/s2，由照片可知：照相机拍摄时每隔______s曝光一次；小球做平抛运动的初速度v0=_______m/s。
四、解答题（共34分）（写出必要的文字说明和解答步骤，只写答案的不得分，结果可以用根式表示）
14.（8分）如图所示，质量为的小球，长为的细线，构成圆锥摆。当细线与竖直方向成时，小球以一定的线速度v在水平面内做匀速圆周运动。（计算中取，，，计算结果可保留根号），求：
（1）绳的拉力；
（2）小球做匀速圆周运动的线速度v。
15.（10分）《流浪地球2》中太空电梯非常吸引观众眼球。太空电梯通过超级缆绳连接地球赤道上的固定基地与配重空间站，它们随地球以同步静止状态一起旋转，如图所示。图中配重空间站比同步卫星更高，距地面高达。若地球半径为R，自转周期为T，重力加速度为g，求：
（1）通过缆绳连接的配重空间站速度大小为多少？
（2）若配重空间站没有缆绳连接，在该处其速度大小又为多少；若缆绳断裂，空间站是被甩出去，还是掉落回地球？
16.（16分）如图所示，在粗糙水平台阶上静止放置一质量m=2kg的小物块，它与水平台阶表面的动摩擦因数，在台阶右侧固定了一个1/4圆弧挡板，圆弧半径R=3m，圆弧的圆心也在O点。今以O点为原点建立平面直角坐标系。现用F=20N的水平恒力拉动小物块，到O点时撤去拉力，小物块水平拋出并击中挡板（g取）。
（1）求小物块在水平恒力F=20N作用下，沿水平面运动时的加速度大小；
（2）若小物块击中挡板上的P点（OP与水平方向夹角为37°，已知sin37°=0.6，cos37°=0.8），求平抛的初速度大小；
（3）改变拉力F的作用时间，可使小物块击中挡板的不同位置，求击中挡板时速度的最小值和击中点的位置坐标。
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
B C D C B D A AD BC BC AD
12． D 见解析
【详解】（1）[1]实验中研究向心力和速度的关系，保持圆柱体质量和运动半径不变，采用的是控制变量法。
故选B。
（2）①[2]针对题目中坐标纸上描出的五个点，连线得到如下图所示
②[3]根据向心力的公式可知图线的斜率
代入图线上随意两点坐标，例如和以及可得
36． B C 平抛运动在水平方向的分运动是匀速直线运动 0.1 1.47
【详解】（1）[1]如图甲所示的演示实验中，小锤击打弹性金属片，B球水平抛出，同时A球被松开，做自由落体运动，A、B两球同时落地，说明B球在竖直方向上的运动规律与A球相同，即平抛运动在竖直方向上做自由落体运动，
（2）[2]如图乙所示，把两个质量相等的小钢球，从斜面的同一高度由静止同时释放，观察到两球在水平面相遇，这说明平抛运动在水平方向上做匀速直线运动。
（3）[3][4]由图丙可知，小球在竖直方向上有
Δh=5L 3L=gT2
解得
即照相机拍摄时每隔0.1s曝光一次，小球在水平方向有
Δx=v0T=3L
代入数据得
14..答案：（1）50N（2）
解析：（1）对小球受力分析如图所示，
小球受重力和绳子的拉力T，因为小球在水平面内做匀速圆周运动，所以小球受到的合力指向圆心，且沿水平方向。由平行四边形定则得细线对小球的拉力大小为
（2）由牛顿第二定律得
由几何关系得
代入数据解得小球做匀速圆周运动的线速度的大小为
15.（1）；（2），见解析
【详解】（1）配重空间站绕地心转动的周期与地球自转的周期相同，通过缆绳连接的配重空间站速度大小为
（2）若配重空间站没有缆绳连接，由万有引力提供向心力得
地面的物体
解得
由于
若缆绳断裂，空间站做离心运动，被甩出去。
16.答案：（1）5m/s2；（2）4m/s；（3）；
解析：（1）在水平面上，对小物块受力分析，由牛顿第二定律可得
解得
（2）若小物块击中挡板上的P点，则
解得
（3）小物块击中挡板时
且由几何关系可得
击中挡板时速度
当
即
时速度最小
此时
故
击中点坐标为
物理
满分：100分 时间：75分钟
一、单选题（本题共7个小题，每小题4分，共28分，在题中所给的4个选项中，只有一个选项是正确的）
1．投出的篮球在空中做曲线运动的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．篮球的速度方向始终保持不变
B．篮球的运动一定是变速运动
C．篮球的速度方向与所受合力方向在同一直线上
D．篮球在某点的速度方向不一定沿运动轨迹上这点的切线方向
2.大量风车驻扎太行山脉，山西民居尽显“异国风情”。如图所示，在风力推动下，风叶带动发电机发电，M、N为同一个叶片上的两点，M点靠近转轴。当风叶绕轴转动时，下列说法正确的是（ ）
A．M点的线速度等于N点的线速度
B．M点的角速度小于N点的角速度
C．M点的向心加速度小于N点的向心加速度
D．M点的周期大于N点的周期
3.2023年1月11日，百度与武汉市政府签署合作协议，双方将共同开启规模化无人驾驶商业运营服务，某无人驾驶汽车减速通过弯道MN（由M到N），其所受合力方向正确的是（ ）
B．
C． D．
4.如图所示，质量为m的小球（视为质点）在竖直平面内绕O点做半径为L的圆周运动，重力加速度大小为g，下列说法正确的是（ ）
A．若连接O点与小球的为轻绳，则小球过圆周最高点的临界速度为零
B．若连接O点与小球的为轻杆，则小球过圆周最高点的临界速度为
C．若连接O点与小球的为轻绳，则小球在圆周最高点时轻绳的作用力大小可能为
D．若连接O点与小球的为轻杆，则小球在圆周最高点时轻杆的作用力大小一定不为零
5.如图甲所示，修正带是通过两个齿轮的相互咬合进行工作的，其原理可简化为图乙所示。A、B是盘上的边缘点，C为A盘上的一点，已知2rC=rA，rC=rB。以下关于A、B、C三点的线速度大小v、角速度大小ω之间关系的说法正确的是（ ）
A．vA
C．ωA>ωB，vB=vC
D．ωA<ωB，vB=vC
6.北京时间2023年1月15日11时14分，我国在太原卫星发射中心使用长征二号丁运载火箭，以“一箭十四星”发射方式，成功将齐鲁二号/三号卫星及珞珈三号01星、吉林一号高分03D34星等4颗卫星发射升空，卫星顺利进入预定轨道，发射任务获得圆满成功．假设其中的甲、乙两颗卫星均绕地球做匀速圆周运动，甲的轨道半径是乙的2倍，甲的质量也是乙的2倍．则（ ）
A．由可知，甲的速度是乙的倍
B．由可知，甲的向心加速度是乙的2倍
C．由可知，甲的向心力是乙的
D．由可知，甲的周期是乙的倍
7.如图所示，斜面体固定在水平地面上，斜面的高为2m，倾角为，且D是斜面的中点，在A点和D点分别以相同的初速度水平抛出一个小球，结果两个小球恰能落在地面上的同一点，则落地点到C点的水平距离为( )
A. B.
C. D.
二、多选题（本题共4个小题，每小题6分，共24分，在题中所给的4个选项中，有多个选项正确，选不全给3分，有选错或不答的给0分）
8.学习物理知识的过程中会遇到很多物理思想或方法，若能体悟将受益终生。以在环形公路上做圆周运动的汽车为例，下列说法中用到的物理思想或方法，匹配正确的是（ ）
A．研究汽车行驶的速度范围时可将汽车视为质点——理想模型法
B．线速度，当时汽车的位移将与轨迹半径垂直——积累的思想
C．若线速度逐渐减小，但运动的路程继续增大——极限的思想
D．若线速度不恒定，能粗略描述汽车绕圆心转动的快慢程度——比值定义法
9.要使两物体间的引力减小到原来的，下列方法可行的是（ ）
A．两物体的质量都增为原来的2倍，距离不变
B．两物体的距离不变，质量各减为原来的一半
C．两物体的质量不变，距离增加为原来的2倍
D．两物体的质量都减为原来的一半，距离也减为原来的一半
10.如图所示，一个圆盘在水平面内匀速转动，角速度是4rad/s。盘面上距圆盘中心0.10m的位置有一个质量为0.10kg的小物体在随圆盘一起做匀速圆周运动。已知小物体与圆盘之间的动摩擦因数为0.25，g=10m/s2。下列判断正确的是（ ）
A．小物体受到的摩擦力的大小为2.5N
B．小物体受到的摩擦力的方向沿半径指向圆心
C．要使小物体相对于圆盘滑动，圆盘转动的角速度至少为5rad/s
D．在圆盘的角速度从4rad/s增加到5rad/s的过程中，小物体受到的摩擦力的方向始终指向圆心
11.如图所示为一个半径为5m的圆盘，正绕其圆心做匀速转动，当圆盘边缘上的一点A处在如图所示位置的时候，在其圆心正上方20m的高度有一个小球正在向边缘的A点以一定的速度水平抛出，取，不计空气阻力，要使得小球正好落在A点，则（ ）
A．小球平抛的初速度一定是2.5m/s
B．小球平抛的初速度可能是2.5m/s
C．圆盘转动的角速度可能是2.5π rad/s
D．圆盘转动的角速度可能是10π rad/s
三、实验题（每空2分，共计14分）
12.如图甲所示是某同学探究做圆周运动的物体的质量、向心力、轨道半径及线速度关系的实验装置，圆柱体放置在水平光滑圆盘上做匀速圆周运动。力传感器测量向心力F，速度传感器测量圆柱体的线速度大小v，该同学通过保持圆柱体质量和运动半径不变，来探究向心力F与线速度大小v的关系。
（1）该同学采用的实验方法为______。
A．等效替代法 B．微元法 C．理想化模型法 D．控制变量法
（2）改变线速度大小v，多次测量，该同学测出了五组F、v数据，如下表所示：
1.0 1.5 2.0 2.5 3.0
0.88 2.00 3.50 5.50 7.90
该同学对数据分析后，在图乙坐标纸上描出了五个点。
①在以上图乙中作出图线；
②若圆柱体运动半径，由作出的的图线可得圆柱体的质量______kg。（保留两位有效数字）
13．在“研究小球平抛运动”的实验中：
（1）如图甲所示的演示实验中，A、B两球同时落地，说明______ ；
A．平抛运动在水平方向的分运动是匀速直线运动
B．平抛运动在竖直方向的分运动是自由落体运动
C．平抛运动的飞行时间只由高度决定
D．平抛运动的轨迹是一条抛物线
（2）某同学设计了如下图乙的实验：将两个斜滑道固定在同一竖直面内，末端水平，滑道2与光滑水平板平滑衔接，把两个质量相等的小钢球，从斜面的同一高度由静止同时释放，观察到两球在水平面相遇，这说明___________________________；
（3）该同学采用频闪照相机拍摄到小球做平抛运动的照片如图丙所示，图中背景正方形方格的边长为L=4.9cm，A、B、C是小球的三个位置，取g＝9.80m/s2，由照片可知：照相机拍摄时每隔______s曝光一次；小球做平抛运动的初速度v0=_______m/s。
四、解答题（共34分）（写出必要的文字说明和解答步骤，只写答案的不得分，结果可以用根式表示）
14.（8分）如图所示，质量为的小球，长为的细线，构成圆锥摆。当细线与竖直方向成时，小球以一定的线速度v在水平面内做匀速圆周运动。（计算中取，，，计算结果可保留根号），求：
（1）绳的拉力；
（2）小球做匀速圆周运动的线速度v。
15.（10分）《流浪地球2》中太空电梯非常吸引观众眼球。太空电梯通过超级缆绳连接地球赤道上的固定基地与配重空间站，它们随地球以同步静止状态一起旋转，如图所示。图中配重空间站比同步卫星更高，距地面高达。若地球半径为R，自转周期为T，重力加速度为g，求：
（1）通过缆绳连接的配重空间站速度大小为多少？
（2）若配重空间站没有缆绳连接，在该处其速度大小又为多少；若缆绳断裂，空间站是被甩出去，还是掉落回地球？
16.（16分）如图所示，在粗糙水平台阶上静止放置一质量m=2kg的小物块，它与水平台阶表面的动摩擦因数，在台阶右侧固定了一个1/4圆弧挡板，圆弧半径R=3m，圆弧的圆心也在O点。今以O点为原点建立平面直角坐标系。现用F=20N的水平恒力拉动小物块，到O点时撤去拉力，小物块水平拋出并击中挡板（g取）。
（1）求小物块在水平恒力F=20N作用下，沿水平面运动时的加速度大小；
（2）若小物块击中挡板上的P点（OP与水平方向夹角为37°，已知sin37°=0.6，cos37°=0.8），求平抛的初速度大小；
（3）改变拉力F的作用时间，可使小物块击中挡板的不同位置，求击中挡板时速度的最小值和击中点的位置坐标。
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
B C D C B D A AD BC BC AD
12． D 见解析
【详解】（1）[1]实验中研究向心力和速度的关系，保持圆柱体质量和运动半径不变，采用的是控制变量法。
故选B。
（2）①[2]针对题目中坐标纸上描出的五个点，连线得到如下图所示
②[3]根据向心力的公式可知图线的斜率
代入图线上随意两点坐标，例如和以及可得
36． B C 平抛运动在水平方向的分运动是匀速直线运动 0.1 1.47
【详解】（1）[1]如图甲所示的演示实验中，小锤击打弹性金属片，B球水平抛出，同时A球被松开，做自由落体运动，A、B两球同时落地，说明B球在竖直方向上的运动规律与A球相同，即平抛运动在竖直方向上做自由落体运动，
（2）[2]如图乙所示，把两个质量相等的小钢球，从斜面的同一高度由静止同时释放，观察到两球在水平面相遇，这说明平抛运动在水平方向上做匀速直线运动。
（3）[3][4]由图丙可知，小球在竖直方向上有
Δh=5L 3L=gT2
解得
即照相机拍摄时每隔0.1s曝光一次，小球在水平方向有
Δx=v0T=3L
代入数据得
14..答案：（1）50N（2）
解析：（1）对小球受力分析如图所示，
小球受重力和绳子的拉力T，因为小球在水平面内做匀速圆周运动，所以小球受到的合力指向圆心，且沿水平方向。由平行四边形定则得细线对小球的拉力大小为
（2）由牛顿第二定律得
由几何关系得
代入数据解得小球做匀速圆周运动的线速度的大小为
15.（1）；（2），见解析
【详解】（1）配重空间站绕地心转动的周期与地球自转的周期相同，通过缆绳连接的配重空间站速度大小为
（2）若配重空间站没有缆绳连接，由万有引力提供向心力得
地面的物体
解得
由于
若缆绳断裂，空间站做离心运动，被甩出去。
16.答案：（1）5m/s2；（2）4m/s；（3）；
解析：（1）在水平面上，对小物块受力分析，由牛顿第二定律可得
解得
（2）若小物块击中挡板上的P点，则
解得
（3）小物块击中挡板时
且由几何关系可得
击中挡板时速度
当
即
时速度最小
此时
故
击中点坐标为
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