安徽省安庆市怀宁县第二高级中学2022-2023学年高一下学期期中考试物理试题（含答案）

怀宁县第二高级中学2022-2023学年高一下学期期中考试
物理试题
一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1．下列关于曲线运动的说法正确的是
A．曲线运动过程中加速度方向一定改变
B．曲线运动过程中速度大小一定改变
C．曲线运动物体的加速度方向和速度方向不在同一直线上
D．曲线运动的物体加速度可以为零
2．一个物体在相互垂直的两个恒力作用下由静止开始运动，经过一段时间后，突然撤去一个力，则物体的运动情况是
A．物体做匀变速曲线运动 B．物体做变加速曲线运动
C．物体做匀速直线运动 D．物体沿另一个力方向做匀加速直线运动
3．在“天宫二号”中工作的航天员可以自由悬浮在空中，处于失重状态，下列分析正确的是
A．失重就是航天员不受力的作用
B．失重的原因是航天器离地球太近，从而摆脱了地球引力的束缚
C．失重是航天器独有的现象，在地球上不可能存在失重现象
D．正是由于引力的存在，才使航天员有可能做环绕地球的圆周运动
4．如图所示为一皮带传动装置，右轮的半径为r，a是它边缘上的一点，左侧是一轮轴，大轮的半径为4r，小轮的半径为2r，b点在小轮上，到小轮中心的距离为r，c点和d点分别位于小轮和大轮的边缘上，若在传动中，皮带不打滑，则
A．a点比b点的线速度小
B．a点与c点的角速度大小相等
C．a点比c点的线速度大 D．a点比d点的角速度大
5．如图所示，将完全相同的两小球A、B用长L=0.8 m的细绳悬于以v=4 m/s向右匀速运动的小车顶部，两球分别与小车前后壁接触。由于某种原因，小车突然停止运动，此时悬线的拉力之比FB∶FA为（g取10 m/s2）
A．1∶1 B．1∶2 C．1∶3 D．1∶4
6．宇航员在某星球将一物体竖直向上抛出，其运动的图像是如图所示的抛物线，已知该星球的半径是地球半径的2倍，地球表面重力加速度取，设地球质量为M，则该星球的质量为
A． B． C． D．
7．（2021·高一课时练习）两颗行星A、B均在同一平面内沿相同的环绕方向围绕中心天体运动，经过观测发现每隔最短时间t行星A与行星B相距最近一次。两行星的运动均可看作匀速圆周运动，若行星A的运行周期为，则行星B的运行周期为
A． B． C． D．
8．如图，倾角的斜面体放在水平面上，斜面ABCD为边长为L的正方形，在斜面左上角A点沿AB方向水平抛出一个小球，小球做平抛运动，结果恰好落在斜面体的右下角C点。不计空气阻力，重力加速度为g，则小球水平抛出的初速度大小为
A． B． C． D．
二、多选题（本大题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有错选的得0分。）
9．如图所示，以的速度水平抛出的小球，飞行一段时间垂直地撞在倾角 30°的斜面上，按考虑，以下结论正确的是
A．物体飞行时间是
B．物体撞击斜面时的速度大小为20m/s
C．物体飞行的水平位移为20m
D．物体下降的距离是15m
10．如图，射击训练场内，飞靶从水平地面A点以仰角θ斜向上飞出，落在相距100m的B点，最高点距地面20m，忽略空气阻力，重力加速度取10m/s2，下列说法正确的是
A．飞靶从A到B的飞行时间为2s B．飞靶在最高点的速度大小为25m/s
C．抬高仰角θ，飞靶的飞行时间增大 D．抬高仰角θ，飞靶的飞行距离增大
11．如图所示，长为的轻杆一端固定质量为m的小球（可视为质点），另一端与水平转轴（垂直于纸面）于O点连接。现使小球在竖直面内绕O点做匀速圆周运动，已知转动过程中轻杆对小球的最大作用力为，轻杆不变形，重力加速度。下列判断正确的是
A．小球转动的角速度为
B．小球通过最高点时对杆的作用力为零
C．小球通过与圆心等高的点时对杆的作用力大小为
D．转动过程中杆对小球的作用力不一定总是沿杆的方向
12．如图所示，一段绳子跨过距地面高度为H的两个定滑轮，绳子一端连接小车P，另一端连接物块Q，小车最初在左边滑轮的下方A点，以速度v从A点匀速向左运动，运动了距离H到达B点（绳子足够长）。下列说法正确的是
A．物块匀加速上升 B．物块在上升过程中处于超重状态
C．小车过B点时，物块的速度
D．小车向左运动过程中，地面对小车的支持力增大
三、实验题（共15分，第13题6分，第14题9分）
13．（6分）用如图所示装置研究平抛运动。将白纸和复写纸对齐重叠并固定在竖直的硬板上。钢球沿斜槽轨道PQ滑下后从Q点飞出，落在水平挡板MN上。由于挡板靠近硬板一侧较低，钢球落在挡板上时，钢球侧面会在白纸上挤压出一个痕迹点。移动挡板，重新释放钢球，如此重复，白纸上将留下一系列痕迹点。
（1）下列实验条件必须满足的有________。
A．斜槽轨道光滑 B．斜槽轨道末段水平
C．挡板高度等间距变化 D．每次从斜槽上相同的位置无初速度释放钢球
（2）为定量研究，建立以水平方向为x轴、竖直方向为y轴的坐标系。
取平抛运动的起始点为坐标原点，将钢球静置于Q点，钢球的球心对应白纸上的位置即为原点；在确定y轴时________（选填“需要”或“不需要”）y轴与重锤线平行。
（3）为了得到平抛物体的运动轨迹，同学们还提出了以下三种方案，其中不可行的是________。
A．从细管水平喷出稳定的细水柱，拍摄照片，即可得到平抛运动轨迹
B．用频闪照相在同一底片上记录平抛小球在不同时刻的位置，平滑连接各位置，即可得到平抛运动轨迹
C．将铅笔垂直于竖直的白纸板放置，笔尖紧靠白纸板，铅笔以一定初速度水平抛出，将会在白纸上留下笔尖的平抛运动轨迹
（4）某同学在水平桌面上用硬练习本做成一个斜面，使小钢球从斜面上某一位置滚下，如图所示，钢球沿桌面飞出后做平抛运动。请帮他用一把刻度尺测量钢球离开水平桌面时速度的大小，写出测量步骤和用所测的物理量表达速度的关系式。_______、_______
14．（9分）（1）某物理小组的同学设计了一个粗制玩具小车通过凹形桥最低点时的速度的实验．所用器材有：玩具小车、压力式托盘秤、凹形桥模拟器（圆弧部分的半径为）。
(a) (b)
完成下列填空：
①将凹形桥模拟器静置于托盘秤上，如图（a）所示，托盘秤的示数为1.00kg；
②将玩具小车静置于凹形桥模拟器最低点时，托盘秤的示数如图（b）所示，该示数为________kg；
③将小车从凹形桥模拟器某一位置释放，小车经过最低点后滑向另一侧，此过程中托盘秤的最大示数为m；多次从同一位置释放小车，记录各次的m值如下表所示：
序号 1 2 3 4 5
m（kg） 1.80 1.75 1.85 1.75 1.90
④根据以上数据，可求出小车经过凹形桥最低点时对桥的压力为________N；小车通过最低点时的速度大小为________m/s。（重力加速度大小取，计算结果保留2位有效数字）
（2）一般宇宙飞船飞近某一新发现的行星，并进入靠近该行星表面的圆形轨道绕行数圈后，着陆在行星上，宇宙飞船上备有以下实验仪器。
A．弹簧测力计一个
B．精确秒表一只
C．天平一台（附砝码一套）
D．物体一个
为测定该行星的密度，宇航员在绕行中进行了一次测量，依据测量数据可以求出密度。
①绕行时测量所用的仪器为________（用仪器的字母序号表示），所测物理量为_________（用文字说明和相应符号表示）。
②密度表达式：________（万有引力常量为G）。
四、计算题（共41分，解答题应写出必要的文字说明、方程式或重要演算步骤，只写出最后答案的不得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。）
15．（12分）一质量为的小球，用长为细绳拴住，在竖直平面内做圆周运动（取），求：
（1）若过最高点时的速度为，此时小球角速度多大？
（2）若过最高点时绳的拉力刚好为零，此时小球速度大小？
（3）若过最低点时的速度为，此时绳的拉力大小？
16．（14分）我国滑雪运动员谷爱凌在备战2022年北京冬奥会期间的一次滑雪训练中，在滑雪道上获得一定的初速度后从跳台水平飞出，在空中飞行一段距离后着陆。如图所示，从O点水平飞出，经3.0s落到斜坡上的A点。已知O点是斜坡的起点，斜坡与水平面的夹角=37°，不计空气阻力。（g取10m/s2，sin37°=0.60，cos37°=0.80），求：
（1）O点与A点的高度差和距离；
（2）谷爱凌刚要离开O点时的速度大小；
（3）谷爱凌何时离斜面最远。
17．（15分）如图所示装置可绕竖直轴转动，可视为质点的小球A与两细线连接后分别系于B、C两点，当细线AB沿水平方向绷直时，细线AC与竖直方向的夹角。已知小球的质量m＝1kg，细线AC长L＝1m，（重力加速度取，sin37°＝0.6）
（1）若装置匀速转动时，细线AB刚好被拉直成水平状态，求此时的角速度；（结果可用根号表示）
（2）若装置匀速转动的角速度，求细线AB和AC上的张力大小、。
怀宁县第二高级中学2022-2023学年高一下学期期中考试
物理试题参考答案
单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。
题号 1 2 3 4 5 6 7 8
答案 C A D D C B A A
二、多选题（本大题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有错选的得0分。）
题号 9 10 11 12
答案 ABD BC ACD BD
实验题（共15分，第13题6分，第14题9分）
13. 【答案】 BD 需要 C 见解析
【详解】（1）[1]A BD．为了能画出平抛运动轨迹，首先保证小球做的是平抛运动，所以斜槽轨道不一定要光滑，但必须是水平的。同时要让小球总是从同一位置无初速度释放，这样才能保证有相同的平抛初速度，才能找到同一运动轨迹上的几个点。故A错误，BD正确；
C．挡板只要能记录下小球下落在不同高度时的不同的位置即可，不需要等间距变化。故C错误。
故选BD。
（2）[2]将小球运动分解，小球在竖直方向为自由落体运动，故需要y轴与重锤线平行。
（3）[3]A．从细管水平喷出稳定的细水柱，拍摄照片，即可得到平抛运动轨迹，此方案是可行的。故A不符合题意；
B．用频闪照相在同一底片上记录平抛小球在不同时刻的位置，平滑连接各位置，即可得到平抛运动轨迹，此方案是可行的。故B不符合题意；
C．将铅笔垂直于竖直的白纸板放置，笔尖紧靠白纸板，铅笔以一定初速度水平抛出，由于铅笔和纸之间没有压力，故不会形成运动轨迹。故C符合题意。
故选C。
（4）[4]测量步骤：
①让小球从斜面上某一位置A无初速释放；
②测量小球在地面上的落点P与桌子边沿的水平距离x；
③测量小球在地面上的落点P与水平桌面竖直距离y。
[5]根据小球在水平方向做匀速直线运动可得
小球在竖直方向做自由落体运动可得
整理可得小球离开桌面的初速度
14. 【答案】 1.40 7.9 (2分） 1.4 (2分） B 周期T (2分）
【详解】(1)②[1]根据秤盘指针可知量程为10kg，分度值为0.1kg，要估读一位，则示数为1.40kg；
④[2]记录的托盘示数的平均值为
所以小车经过凹桥最低点时小车对桥的压力为
[3]由题可知小车的质量为
由牛顿第二定律可得
可得
(2)①[4][5]由
可得该行星的密度
所以为测定该行星的密度，需要秒表测量飞船做圆周运动的周期，即选B；
②[6]由上可知，该行星的密度为
四、计算题（共41分，解答题应写出必要的文字说明、方程式或重要演算步骤，只写出最后答案的不得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。）
15．（12分）
【答案】（1）；（2）；（3）50N
【详解】
(1) 当小球在最高点速度为4m/s时，可得角速度为
(2)通过最高点时绳子拉力为零，此时重力提供向心力
可得速度为
(3)通过最低点时，根据牛顿第二定律
代入数据解得
16．（14分）
【答案】（1）45m，75m；（2）20m/s；（3）1.5s
【详解】（1）由题意，谷爱凌在空中做平抛运动，根据平抛运动知识，在竖直方向上，O点与A点的高度差为
解得
（2）在水平方向上有
解得
（3）将运动员的运动沿斜面和垂直斜面分解，则离斜面最远时，垂直于斜面的速度为零，所以有
联立解得
17．（15分）
【答案】（1）(6分）；（2）(9分），。
【详解】（1）当细线刚好被拉直时，细线的拉力为零，细线AC的拉力和重力的合力提供向心力，则有
代入数据解得
（2）若装置匀速转动的角速度，则两根绳均有张力，竖直方向上有
水平方向上有
代入数据解得