2022-2023学年安徽省安庆市望江县高一（下）期中物理试卷（含解析）

安庆市望江县2022~2023学年高一（下）期中
物理试卷
一、单选题（本大题共6小题，共24分）
1. 以速度水平抛出一小球后，不计空气阻力，某时刻小球的竖直分位移与水平分位移大小相等，以下判断正确的是( )
A. 此时小球的竖直分速度大小仍等于水平分速度大小
B. 此时小球速度的方向与位移的方向相同
C. 此时小球速度的方向与水平方向成角
D. 从抛出到此时，小球运动的时间为
2. 一物体在平面直角坐标系的运动规律是，，则下列说法正确的是( )
A. 物体的合运动是的曲线运动
B. 物体的合运动是，的匀加速直线运动
C. 物体的合运动是，的匀加速直线运动
D. 物体在方向上做初速度为零的匀加速运动，在方向上做匀速运动
3. 从同一点沿水平方向抛出的，两个小球能落在同一个斜面上，运动轨迹如图所示，不计空气阻力，则小球初速度的关系和运动时间的关系分别是( )
A. B.
C. D.
4. 河水的流速随离一侧河岸的距离的变化关系如图甲所示，船在静水中的速度与时间的关系如图乙所示，若要使船以最短时间渡河，则( )
A. 船渡河的最短时间是
B. 船在行驶过程中，船头必须始终偏向河岸上游
C. 船在河水中航行的轨迹是一条直线
D. 船在河水中的最大速度是
5. 如图所示，、两小球从相同高度同时水平抛出，经过时间在空中相遇，若两球的抛出速度都变为原来的倍，则两球从抛出到相遇经过的时间为( )
A. B. C. D.
6. 如图所示，物体和的质量均为，分别与跨过定滑轮的轻绳连接不计绳与滑轮、滑轮与轴之间的摩擦。现用水平变力拉着物体沿水平方向向右做匀速直线运动。则下列说法中正确的是( )
A. 物体做匀速直线运动 B. 物体做加速直线运动
C. 绳子对物体的拉力等于 D. 绳子对物体的拉力小于
二、多选题（本大题共4小题，共16分）
7. 如图所示，为一在水平面内做匀速圆周运动的圆锥摆．下列说法中正确的是( )
A. 摆球受绳的拉力、重力和向心力的作用
B. 摆球所受重力和绳的拉力的合力总是沿水平方向
C. 摆球的线速度越大，摆线和竖直方向的夹角越大
D. 如果某一瞬间摆线突然断了，摆球可能作斜抛运动
8. 火车轨道在转弯处外轨高于内轨，其高度差由转弯半径与火车速度确定。若在某转弯处规定行驶速度为，则下列说法中正确的是( )
A. 当以的速度通过此弯路时，火车重力与轨道面支持力的合力提供向心力
B. 当以的速度通过此弯路时，火车重力、轨道面支持力和外轨对轮缘弹力的合力提供向心力
C. 当速度大于时，轮缘挤压外轨
D. 当速度小于时，轮缘挤压外轨
9. 如图所示，光滑杆偏离竖直方向的夹角为，杆以为支点绕竖直线旋转。质量为的小环套在杆上可沿杆滑动，当杆的角速度为时，小环旋转平面在处；当杆角速度为时，小环旋转平面在处，设环在、两处对杆的压力分别为、。则有( )
A. B. C. D.
10. 如下图所示，在匀速转动的水平圆盘上，沿半径方向放着用细线相连的质量相等的两个物体和，它们分居圆心两侧，与圆心距离分别为，，与盘间的动摩擦因数相同，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，当圆盘转速加快到两物体刚好还未发生滑动时，下列说法正确的是( )
A. 此时绳子张力为
B. 此时圆盘的角速度为
C. 此时所受摩擦力方向沿半径指向圆外
D. 此时烧断绳子，仍相对盘静止，将做离心运动
三、实验题（本大题共2小题，共16分）
11. 如图所示，为“用向心力演示器探究向心力公式”的实验装置俯视图，图中、槽分别与、两轮同轴固定，、两轮半径相同，在皮带的传动下匀速转动。
两槽转动的角速度______；选填“”“”或“”
球和球的质量比为：，球放在槽的边缘，球放在槽的边缘，它们到各自转轴的距离之比为。则球、球的线速度之比为______；受到的向心力之比为______。
12. 在“探究平抛运动的运动规律”的实验中，可以描绘出小球平抛运动的轨迹，实验简要步骤如下：
A.让小球多次从______位置上滚下，在一张印有小方格的纸上记下小球碰到铅笔笔尖的一系列位置，如图中所示。
B.按图甲安装好器材，注意斜槽末端水平，记下平抛初位置点和过点的竖直线。
C.取下白纸以为原点，以竖直线为轴建立坐标系，用平滑曲线画平抛运动物体的轨迹。
完成上述步骤，将正确的答案填在横线上；
上述实验步骤的合理顺序是________________；
已知图乙中小方格的边长，则小球平抛的初速度为______用表示，其值是_____取，小球在点的速率为______。
四、计算题（本大题共3小题，共44分）
13. 如图所示，长为的细绳上端系一质量不计的环，环套在光滑的水平杆上，在细绳的下端吊一个质量为的铁球可视为质点，球离地的高度。现让环与球一起以的速度向右运动，在处环被挡住而立即停止，已知离右墙的水平距离也为，当地的重力加速度为，不计空气阻力。求：
在环被挡住而立即停止时绳对小球的拉力大小；
若在环被挡住后，细绳突然断裂轻绳断裂前后球速不变，则在以后的运动过程中，球的第一次碰撞点离墙角点的距离是多少？
14. 如图所示，水平屋顶高，墙高，墙到房子的距离，墙外马路宽，小球从房顶点水平飞出，取
若小球落在墙外的马路上，求小球在空中运动的时间
若小球恰好经过墙顶点后落在马路上，求小球离开房顶时的速度
若小球落在墙外的马路上，求小球离开房顶时的速度的取值范围。
15. 如图所示，绷紧的水平传送带长，沿顺时针方向以恒定速率运行。一小物块从与传送带等高的光滑水平台面滑上传送带，其质量，速度大小为。已知小物块与传送带间的动摩擦因数，重力加速度取。上下台面高度差为，左边轮轴在下台面的投影为点，不计传送轮的大小，从小物块滑上传送带开始计时。不计轮轴和物块的大小，求：
若，求物块在传送带上运动时间；
若考虑轮轴的大小，半径为，，求物块运动到左边轮轴中心正上方时物块对传送带的压力；
在中，若给物块染色，其它不变，求物块在传送带上留下的颜色痕迹长度；
若可变，直接写出落到下方平台的位置离点的距离与的关系式。
答案和解析
1.
【解析】、竖直分位移与水平分位移大小相等，有，，竖直方向上的分速度，故A错误，D正确；
、此时位移与水平方向的夹角为，速度与水平方向的夹角的正切值，所以，故B错误，C错误。
故选：。
2.
【解析】根据匀变速直线运动的位移时间公式，，结合，，可知，物体在方向做初速度为，加速度为的匀加速直线运动；而方向做初速度为，加速度为的匀加速直线运动，那么物体的合运动是初速度为、加速度为的匀加速曲线运动，故A正确，BCD错误。故选A。
3.
【解析】根据知，，则。
根据知，的水平位移大，运动时间短，则水平初速度大，所以，故A正确，BCD错误。故选：。
4.
【解析】A.当船头的指向与河岸垂直时，渡河时间最短，，故A错误；
当静水速即船头的指向与河岸垂直时，渡河时间最短，由于水流速在变化，所以合运动不是直线运动，故BC错误；
D.当水流速最大时，合速度最大，最大速度为，故D正确。故选D。
5.
【解析】两球同时抛出，竖直方向上做自由落体运动，相等时间内下降的高度相同，始终在同一水平面上，根据知，当两球的抛出速度都变为原来的倍，则两球从抛出到相遇经过的时间为，故C正确，ABD错误．故选：．
6.
【解析】将物体的速度进行分解如图所示，则有，当物体沿水平方向向右做匀速直线运动时，
减小，不变，则逐渐增大，说明物体向上做加速运动，故A错误，B正确；
物体加速上升，处于超重状态，则绳子对物体的拉力大于其重力，故CD错误。
故选B。
7.
【解析】
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，合力提供向心力，沿水平方向指向圆心，向心力是按照力的效果命名的，受力分析时没有向心力，故A错误，B正确； C.根据平行四边形定则，，根据牛顿第二定律，，得到摆球的线速度越大，摆线和竖直方向的夹角越大，故C正确； D.小球在水平面做匀速圆周运动，摆线突然断了后，小球做平抛运动，故D错误； 故选BC。

8.
【解析】解：、当火车以的速度通过此弯路时，火车重力与轨道面支持力的合力恰好提供向心力，内外轨都无压力．故A正确，B错误．
、若速度大于规定速度，重力和支持力的合力不够提供所需的向心力，此时外轨对火车有侧压力，轮缘挤压外轨．故C正确．
、若速度小于规定速度，重力和支持力的合力提供偏大，此时内轨对火车有侧压力，轮缘挤压内轨．故D错误．
故选AC．
9.
【解析】对小球受力分析，如图所示：
根据平行四边形定则知可知支持力大小相等，由牛顿第三定律可知杆对小环的支持力与小环对杆的压力大小相等，则小环对杆的压力大小相等。故A错误，B正确；
根据，得，由于，所以，故C错误，D正确。
故选BD。
10.
【解析】A.和随着圆盘转动时，合外力提供向心力，则，的运动半径比的半径大，所以所需向心力大，绳子拉力相等，所以当圆盘转速加快到两物体刚好还未发生滑动时，的静摩擦力方向沿半径指向圆心，的最大静摩擦力方向沿半径指向圆外，根据牛顿第二定律得：，，解得：，，故A、、C正确；
D.此时烧断绳子，的最大静摩擦力不足以提供向心力，则做离心运动，故D错误。
故选ABC。
11.；：，：。
【解析】皮带传动时，两轮边缘上的各点线速度大小相等，所以，两轮半径相同，由知两轮转动的角速度相等。
两槽转动的角速度等于两轮转动的角速度，则两槽转动的角速度。
根据共轴转动的各点角速度相等，知球与槽转动的角速度相等，球与槽转动的角速度相等，因此，球、球的角速度相等。
球与球转动的半径为：：，由知球、球的线速度之比为：：：，由得球、球受到的向心力之比为：：：：
故答案为：；：，：。
12.同一；；； ；
【解析】
【分析】、明确研究平抛运动的实验原理，知道实验中的注意事项以及操作步骤；
平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上做自由落体运动，抓住等时性，结合运动学公式和推论进行求解。
解决本题的关键知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，结合运动学公式和推论灵活求解，知道实验中的注意事项。
【解答】由于实验中需要重复多次才能描绘出小球的轨迹，故要求小球每次做平抛运动的初速度应相同，故应让小球每次从同一位置由静止滑下；
本实验中应先安装器材，再进行实验，最后进行数据处理，故正确的步骤为；
在竖直方向上，根据得，，则初速度，代入数据解得：；
小球在点竖直方向上的分速度
则点的速度
13.解：环在处被挡住立即停止，小球以速度绕点做圆周运动，
据牛顿第二定律和圆周运动的向心力公式有：
解得：绳对小球的拉力大小；
在环被挡住后，细绳突然断裂，此后小球做平抛运动。
假设小球直接落在地面上，则，竖直方向：，水平方向：
联立解得：小球的水平位移
所以小球与右墙碰撞后再落在地上
设小球平抛运动到右墙的时间为，则：
小球在内下降的高度
球的第一次碰撞点离墙角点的距离。
答：在环被挡住而立即停止时绳对小球的拉力大小为；
球的第一次碰撞点离墙角点的距离是。
14.解：根据得，小球在空中运动的时间．
设小球运动到墙顶点所用时间为
竖直方向上有：，
水平方向上有：
代入数据解得
最小时，小球恰好经过墙顶点后落在马路上，最大时，小球落在马路的最右端．
设的最大值为
竖直方向上有：
水平方向上有：
代入数据解得
所以小球抛出时的速度取值范围大小为 ．
答：小球在空中运动的时间为；
小球离开房顶时的速度为；
小球离开房顶时的速度的取值范围为 ．
15.解：小物块向右以滑上传送带，向左减速到零发生的位移为，所以小物块在传送带先向左减速到零，再向右加速直到匀速。
设向左减速时间为，由，得，
向右加速时，由，得，
向右匀速时，由，得，
物块在传送带上运动时间为；
小物块运动到左边轮轴中心正上方时，设速度为，，，解得，
由牛顿第三定律知物块对传送带的压力，方向向下；
小物块向左减速时间内相对传送带位移，
向右加速时间内相对位移，
痕迹长度；
若滑到左边轮轴时速度为，由，解得，
时，物块将沿传送带返回右侧平台，不会从左端滑出；
若时物块会从传送带左端平抛出去，即有，，解得 。

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