陕西省安康市石泉县2校2022-2023学年高一下学期4月期中考试物理试题（含答案）

石泉县2校2022-2023学年高一下学期4月期中考试
物理试题
一．、单项选择题:本题共6小题,每小题4分,共24分。
1．关于曲线运动，下列说法中正确的是（　　）
A．曲线运动的加速度一定是变化的 B．曲线运动速度一定发生变化
C．曲线运动不一定都是变速运动 D．物体在恒定合外力作用下不可能做曲线运动
2．2022年11月8日第十四届航空航天博览会在珠海开幕,如图所示,我国战机“歼-20”在航展表演中,沿着曲线ab斜向上加速运动,则战机飞行到e点时受到的合外力的方向可能正确的是（ ）
A． B． C．D．
3．某物体在地球表面，受到地球的万有引力为F．若此物体受到的引力减小为，则其距离地面的高度应为（R为地球半径）（　　）
A．R B．2R C．3R D．4R
4．某小船沿垂直于河岸的直线由A点到达河对岸的B点，如图所示。若河水流速大小为v1，小船在静水中的速度大小为v2，则小船过河的速度大小为（　　）
A．v2﹣v1 B．v1+v2 C． D．
5．如图所示，一辆汽车驶上一圈弧形的拱桥，当汽车以30m/s的速度经过桥顶时，恰好对桥顶没有压力。若汽车以10m/s的速度经过桥顶，则汽车对桥项的压力与汽车自身重力之比为（　　）
A．2：3 B．8：9 C．1：3 D．1：9
6．地球的公转轨道接近圆，但哈雷彗星的绕日运动轨道则是一个非常扁的椭圆，如图所示。天文学家哈雷成功预言哈雷彗星的回归，哈雷彗星最近出现的时间是1986年。已知哈雷彗星轨道半长轴约为17.8AU（地球和太阳之间的距离为1AU）。预计哈雷彗星下次回归将在（　　）
A．2023年 B．2049年
C．2061年 D．2081年
二．多项选择题:本题共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,有选错的得0分。
7．如图所示，当工人师傅用扳手拧螺母时，扳手上的P、Q两点的转动半径之比为2：3，其角速度分别为ωP和ωQ，线速度大小分别为vP和vQ，则（　　）
A．vP=vQ B．vP＜vQ C．ωP=ωQ D．vP＜vQ
8．如图所示，物体所受重力为60N，用不可长的细绳OC悬挂于O点，现用细绳AB绑住绳OC的A点，再用水平力牵引A点使其向右缓慢运动的过程中（　　）
A．AB绳拉力逐渐变小
B．OA绳拉力逐渐变大
C．若θ＝60°时，OA绳的拉力为120N，AB绳的拉力为60N
D．若θ＝60°时，OA绳的拉力为120N，AB绳的拉力为60N
9．铁路在弯道处的内外轨道高度是不同的。已知内外轨道平面对水平面倾角为θ＝30°，如图所示，弯道处的圆弧半径为R，若质量为m的火车转弯时速度等于，则（　　）
A．内轨对内侧车轮轮缘有挤压
B．外轨对外侧车轮轮缘有挤压
C．这时铁轨对火车的支持力小于
D．这时铁轨对火车的支持力等于
10．如图所示，挡板OM与竖直方向的夹角为θ，一小球（视为质点）从O点正下方P点以某一速度水平抛出，小球运动到Q点时恰好不和挡板碰撞（小球轨迹所在平面与挡板垂直），测得小球从P点运动到Q点所用时间为t。若不计空气阻力，重力加速度大小为g，则以下判断中正确的是（　　）
A．小球运动到Q点速度大小为 B．小球运动到Q点速度大小为
C．O、P间的距离为 D．O、P间的距离为gt2
三、非选择题:共56分。
11．（8分）为了探究物体质量一定时加速度与力的关系，某同学设计了图（a）所示的实验装置，其中M为小车的质量，m为砂和砂桶的质量，m0为动滑轮的质量，滑轮光滑且大小不计，力传感器可测出细线中的拉力大小。
（1）在实验中，以下不需要满足的条件是 　 　（填写字母）；
A.将带滑轮的长木板右端垫高，以补偿阻力
B.保证砂和砂桶的质量m远小于小车的质量M
C.小车靠近打点计时器，先接通电源，再释放小车
（2）该同学在实验中得到图（b）所示的一条纸带（两计数点间还有四个点没有画出）。已知打点计时器的打点周期为0.02s，根据纸带可求出小车的加速度大小为 　 　m/s2（结果保留两位有效数字）；
（3）该同学以力传感器的示数F为横坐标，小车的加速度a为纵坐标，画出的a﹣F图线是一条过原点的直线，如图（c）所示。若图线的斜率为k，则小车的质量为 　 　；
（4）若某次实验中力传感器示数为F1，小车加速度为a1，则可求出砂和砂桶质量为 　 　（用F1、a1和重力加速度g表示）。
12．（10分）采用如图1所示的实验装置做”探究平抛运动的特点”的实验。
（1）实验时不需要下列哪个器材 　 　。（填器材前的字母）
A．弹簧测力计 B．重垂线 C．打点计时器D ．坐标纸
（2）以下是实验过程中的一些做法，其中合理的有 　 　。
A．要求斜槽轨道保持水平且光滑
B．每次小球释放的初始位置可以任意选择
C．每次小球应从同一高度由静止释放
D．为描出小球的运动轨迹，描绘的点可以用折线连接
（3）如图2为一小球做平抛运动时用闪光照相的方法获得的相片的一部分，图中背景小方格的边长为1.25cm，取10m/s2，则：
①图中A点 　 　平抛的起点（选填“是”或“不是”）；
②小球运动的初速度v0＝　 　m/s；
③小球过B点的竖直方向速度vBy＝　 　m/s。
13．（10）物体做平抛运动，初速度为v0＝2m/s，物体落地时的速度与水平方向的夹角为60°，取重力加速度大小g＝10m/s2，求物体：
（1）做平抛运动的时间t；
（2）平抛时距水平地面的高度h。
(3)落地的水平距离
14．如图所示为一架小型四旋翼无人机，它是一种能够垂直起降的小型遥控飞行器，目前正得到越来越广泛的应用。无人机的质量为m＝2kg，假定运动过程中所受空气阻力大小恒为f＝4N，当无人机在地面上从静止开始，以最大升力竖直向上起飞，经时间t＝5s时，离地面的高度为h＝50m，g取10m/s2。
（1）无人机动力系统能够提供的最大升力为多大;
（2）当无人机悬停在距离地面高度 H=81m 处时,由于动力设备故障，无人机突然失去升力，从静止开始坠落.则无人机坠落地面时的速度为多大。
15．如图所示，水平放置的薄圆盘可绕其中心轴转动，放置在圆盘上的小滑块A用穿过圆盘中心光滑小孔的细线与小球B连接，当圆盘匀速转动的角速度为ω＝2rad/s时，小滑块A和小球B均相对圆盘保持静止，此时OA段线长为0.5m，OB段线长为1m。已知滑块A的质量m1＝2kg，小球B的质量m2＝0.6kg，取重力加速度g＝10m/s2，滑块与小球均视为质点，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。求：
（1）细线对小滑块A的拉力大小；
（2）OB段细线与竖直方向的夹角；
（3）小滑块A与圆盘间的动摩擦因数最小为多少。
参考答案与试题解析
一．单项选择
1．【解答】解：A、曲线运动可以受恒力，如平抛运动加速大小不变，故A错误；
B、曲线运动的速度大小可以不变，如匀速圆周运动，故B正确；
C、曲线运动的速度方向时刻在改变，故曲线运动一定是变速运动，故C错误；
D、物体在恒力作用下可以做曲线运动，如平抛运动，故D错误；
故选：B。
2．【解答】解：做曲线运动物体的特点：受到的合外力方向与速度方向不在同一条直线上，且合外力指向曲线内侧，又因战机“歼﹣20”做加速运动，所以合外力方向与速度方向夹角为锐角。故A正确，BCD错误；
故选：A。
3．【解答】解：根据万有引力定律表达式得：
F＝，其中r为物体到地球中心的距离。
某物体在地球表面，受到地球的万有引力为F，此时r＝R，
若此物体受到的引力减小为，根据F＝得出此时物体到地球中心的距离r′＝2R，
所以物体距离地面的高度应为R。
故选：A。
4．【解答】解：小船沿垂直于河岸的直线由A点到达河对岸的B点，如图所示：
根据三角知识，则有小船过河的速度大小为：v＝，故A正确，BCD错误；
故选：A。
5．【解答】解：设汽车经过桥顶时桥顶对汽车的支持力为F，合力提供向心力有
当v＝v0＝30m/s
时F＝0
当v＝v1＝10m/s时，
联立有
汽车对桥顶的压力大小等于F'，则汽车对桥顶的压力与汽车自身重力之比F'：mg＝8：9，故A正确，BCD错误。
故选：A。
6．【解答】解：设彗星的周期为T哈，地球的公转周期为T地，由开普勒第三定律根据题意，由开普勒第三定律：，可得：
代入数据解得：T哈≈75年，所以（1986+75）年＝2061年．则预计哈雷彗星下次回归将在2061年，故C正确，ABD错误。
故选：C。
二、多选选择
7．【解答】解：P、Q两点同轴转动，它们的角速度相等，则ωP：ωQ＝1：1
线速度v＝ωr，P、Q两点的线速度大小之比，
8．【解答】解：以A点为研究对象，受到三段细绳的拉力作用，如图所示：
则OA绳的拉力为T＝，AB绳的拉力为F＝Gtanθ。
AB、由于θ逐渐增大，则OA绳拉力变大，AB绳的拉力增大，故A错误、B正确；
CD、若θ＝37°时，OA绳的拉力为T＝＝N＝50N，AB绳的拉力为F＝Gtanθ＝40×0.75N＝30N，故C错误、D正确。
故选：BD。
9．【解答】解：AB．火车重力和轨道对火车支持力的合力提供向心力时，如图：
轨道和车轮无挤压，此时：
解得
所以内轨对内侧车轮轮缘有挤压，故A正确，B错误；
CD．当内外轨没有挤压力时，受重力和支持力
由于内轨对火车的作用力沿着轨道平面，可以把这个力分解为水平和竖直向上两个分力，由于竖直向上的分力的作用，使支持力变小。故C正确，D错误。
故选：AC。
10．【解答】解：AB、小球运动到Q点时恰好不和挡板碰撞，可知小球轨迹线在Q点和挡板相切，则小球在Q点的速度v与竖直方向夹角为θ。由于平抛运动的物体水平方向做匀速直线运动，竖直方向做自由落体运动，可知小球在t时竖直分速度为gt，可得v＝，故A正确，B错误；
CD、设小球初速度为v0，则在Q点时水平分位移为x＝v0t，竖直分位移为y＝，由几何关系可得tanθ＝，小球在Q点水平分速度与竖直分速度的关系有tanθ＝，则水平分位移与竖直分位移的关系为2tanθ＝，联立可得hOP＝，故C正确，D错误。
故选：AC。
11．【解答】解：（1）A、在补偿阻力时，应将细绳从小车上拿去，垫高长木板远离滑轮的一端，让小车的重力沿木板的分力与小车受到的阻力平衡，故A不符合题意；
B、实验中细线上的拉力由力的传感器可测出，故不需要保证砂和砂桶的质量m远小于小车的质量M，故B符合题意；
C、小车靠近打点计时器，先接通电源，再释放小车，打出一条纸带，同时记录力传感器的示数，这是实验测量的标准步骤，故C不符合题意。
故选：B。
（2）两计数点间还有四个点没有画出，则两计数点间的时间间隔为T＝0.1s，利用逐差法有：
（3）对小车，根据牛顿第二定律有：2F＝（m0+M）a，则，结合图象斜率有：。解得：
（4）对砂和砂桶有：mg﹣F1＝ma砂，但由于a砂＝2a1，所以解得：。
故答案为：（1）B；（2）0.80； （3）；（4）。
12．【解答】解：（1）A．该实验不需要测量小球的重力，所以不需要弹簧测力计，故A不需要；
B．实验时需要用重锤线确定平抛运动的竖直方向，即y轴，故B需要；
C．该实验是用刻度尺来测量位移，用竖直方向做自由落体法求时间，不需要打点计时器，故C不需要；
D．坐标纸用来记录小球轨迹和数据分析，故D需要。
故选：AC。
（2）A．该实验需要斜槽轨道有一定的倾斜角度，末端要水平且光滑，以确保小球初速度水平，故A不合理；
BC．由于要多次描点画同一运动轨迹，必须每次在相同位置静止释放小球，以保证相同的初速度，故B不合理，C合理；
D．描点法描绘运动轨迹时，应将各点连成平滑的曲线，不能连成折线或者直线，故D不合理。
故选：C。
（3）在竖直方向上小球做自由落体运动，根据（5﹣3）L＝gT2，L＝0.0125m，代入数据解得T＝0.05s，
因AB与BC竖直位移之比为3：5，不是从开始的连续奇数比1：3：5...，可知A点不是平抛的起点位置，
初速度v0＝m/s＝0.75m/s，
通过B点的竖直速度vBy＝m/s＝1m/s；
故答案为：（1）AC（2）C（3）0.05，0.75，1
13．【解答】解：（1）初速度为v0＝2m/s，物体落地时的速度与水平方向的夹角为60°，
所以落地时的竖直速度为vy＝gt＝v0tan60°＝2×m/s＝2m/s，
做平抛运动的时间t＝＝s＝s；
（2）平抛时距水平地面的高度h＝gt2＝10×（）2m＝0.6m。
答：（1）做平抛运动的时间t为s；
（2）平抛时距水平地面的高度h为0.6m。
14．【解答】解：（1）无人机以最大升力竖直向上起飞，做匀加速直线运动，由h＝解得：a1＝
根据牛顿第二定律：F﹣mg﹣f＝ma1
解得：F＝mg+f+ma1＝36N
（2）无人机失去升力坠落过程，做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律：mg﹣f＝ma2
解得：a2＝8m/s2
由v2＝2a2H
解得：v＝40m/s
答：（1）其动力系统所能提供的最大升力为36N。
（2）无人机到达地面时速度为40m/s。
15．【解答】解：（1）对物体B受力分析如图所示
根据牛顿第二定律得Fsinθ＝m2ω2LOBsinθ
解得F＝12N
（2）对B，在竖直方向Fcosθ＝m2g
代入数据解得θ＝60°
（3）对A分析，其向心力大小为
Fn＝m1ω2r＝＝20N
因Fn＞F，所受摩擦力f一定指向圆心。对A分析，根据牛顿第二定律得
F+f＝m1ω2r
解得f＝8N
因为最大静摩擦力等于滑动摩擦力，所以
fmax＝μm1g≥8N
解得μ≥0.4
即滑块A与圆盘间的动摩擦因数不小于0.4。
答：（1）细线对小滑块A的拉力为12N；
（2）OB段细线与竖直方向的夹角为θ＝60°；
（3）小滑块A与圆盘间的动摩擦因数不小于0.4。