2022_2023学年安徽省合肥市长丰县高一（下）期中检测物理试卷（含解析）

2022~2023学年安徽省合肥市长丰县高一（下）期中检测
物理试题
第I卷（选择题）
一、单选题（本大题共6小题，共24.0分）
1. 一质点做曲线运动，在运动的某一位置，它的速度方向、加速度方向以及所受合外力的方向之间的关系是( )
A. 速度、加速度、合外力的方向有可能都相同
B. 加速度方向与合外力的方向一定相同
C. 加速度方向与速度方向一定相同
D. 速度方向与合外力方向可能相同，也可能不同
2. 一学生学习物理后知道当雨滴垂直落在伞面上时人淋雨最少。一无风的下雨天，某同学为了测定雨滴下落速度的大小，他打着雨伞以的速度向左匀速走动，发现当伞把与竖直方向成时，他淋到的雨最少，忽略因伞运动而带动的空气流动，则雨滴相对地面竖直下落到伞面前瞬间的速度大小为( )
A. B. C. D.
3. 如图所示，将一张纸质量可忽略不计夹在水平放置的物理书内，书对纸的压力为，纸与书之间的动摩擦因数为，可认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则要把纸从书中拉出，拉力至少应为( )
A. B. C. D.
4. 一物体自空中点由静止开始自由下落，途经点后落到地面上点，物体落到点时的速度是落到点时速度的倍，、间距离为，取重力加速度，下列说法正确的是( )
A. 物体从点运动到点的时间为
B. 物体从点运动到地面的时间为
C. 点离地面的高度为
D. 物体刚落到地面上点时的速度大小为
5. 如图所示，质量均为的、两物体中间用一个轻杆相连，在倾角为的斜面上匀速下滑。已知物体光滑，物体与斜面间的动摩擦因数为，整个过程中斜面始终静止不动。则下列说法正确的是
A. 物体与斜面间的动摩擦因数
B. 轻杆对物体的弹力平行于斜面向下
C. 增加物体的质量，、整体不再沿斜面匀速下滑
D. 在物体上施加一垂直于斜面的力，在、整体停止运动前，地面对斜面的摩擦力始终为零
6. 如图所示，某同学将细绳穿过光滑圆环，绳的一端固定，另一端拴在手上，该同学将拴线的手竖直向上缓慢移动的过程中，下列说法正确的是( )
A. 细绳与竖直方向的夹角变大 B. 细绳与竖直方向的夹角变小
C. 圆环所受合力变大 D. 细绳对圆环的拉力大小不变
二、多选题（本大题共4小题，共16.0分）
7. 杂技表演的安全网如图甲所示，网绳的结构为正方形格子，、、、、网绳的结点。安全网水平张紧后，若质量为的运动员从高处落下，并恰好落在点上，运动员与点一起运动，下降至最低点时，网绳、均为张角，如图乙所示，则表演者从接触安全网到运动至最低点的过程中，下列说法正确的是( )
A. 速度先增大后减少 B. 加速度逐渐增大
C. 先处于失重状态，后处于超重状态 D. 在最低点每根绳子张力为
8. 套着弹簧与小球的粗糙细杆固定在如图所示的装置上，弹簧的一端固定在装置的点，另一端连接一质量为的小球，当整个装置静止时，弹簧处于拉伸状态，小球离点的距离为，离点的距离为，那么当整个装置绕竖直中心轴以角速度匀速转动时，下列说法正确的是( )
A. 小球一定会更靠近点 B. 小球可能相对点距离不变
C. 小球受到的合力可能为 D. 小球受到的静摩擦力一定变小
9. 两颗互不影响的行星、，各有一颗在表面附近的卫星、绕其做匀速圆周运动。两颗行星周围卫星的线速度的二次方与轨道半径的倒数的关系如图所示，已知、的线速度大小均为，则( )
A. 的质量比的小 B. 的质量比的小
C. 的平均密度比的小 D. 表面的重力加速度比的小
10. 如图所示，用细线相连的两个质量分别为和的小物块和可视为质点，沿半径方向放在水平圆盘上，与转轴的距离为，与转轴的距离为，物块与圆盘间的动摩擦因数均为，且最大静摩擦力等于滑动摩擦力，圆盘静止时，细线处于水平且无张力，若圆盘从静止开始绕转轴缓慢地加速转动，用表示圆盘转动的角速度，重力加速度为，则( )
A. 当时，两物体开始滑动
B. 当时，细线中的张力大小为
C. 两物体开始滑动前受到的摩擦力方向始终相同
D. 两物体刚开始滑动时，细线中的张力为
第II卷（非选择题）
三、实验题（本大题共2小题，共18.0分）
11. 用如图甲所示装置研究平抛运动。实验操作如下：
将白纸和复写纸固定在竖直的背板上；
将钢球由斜槽上某一位置处静止释放，落在可上下调节的水平挡板上；挡板靠近背板一侧较低，钢球落在挡板上时，钢球侧面会在白纸上留下印记
上下调节挡板，重复步骤，在白纸上记录钢球所经过的多个位置；
________，就得到钢球做平抛运动的轨迹。
请将操作补充完整。
实验中，必须满足的条件有________。填正确答案标号
A.斜槽轨道末端水平 斜槽轨道光滑
C.挡板高度等间距变化 每次从斜槽上相同的位置无初速度释放钢球
通过实验，记录了钢球在运动途中的三个位置，如图乙所示，则该钢球在点速度的大小为________，钢球抛出点位置的坐标为________。取
12. 在探究“小车质量不变时，其加速度与力的关系”的实验中，某实验小组设计了如图甲所示的装置，为小车，为打点计时器，为力传感器测绳子的拉力，为小桶内有砂子，是一端带有定滑轮的足够长的木板。不计滑轮的质量及轻绳与滑轮间的摩擦。
实验中，为了使轻绳对小车的拉力等于小车所受的合力，先调节长木板一端滑轮的高度，使轻绳与长木板平行。接下来还需要进行的一项操作是____________。
A.将长木板水平放置，让小车连着已经穿过打点计时器的纸带，给打点计时器通电，调节小桶内砂子的量，使小车在小桶的牵引下运动，从打出的纸带判断小车是否做匀速运动
B.将长木板的一端垫起适当的高度，撤去纸带及小桶，轻推小车，观察判断小车是否做匀速运动
C.将长木板的一端垫起适当的高度，让小车连着已经穿过打点计时器的纸带，撤去小桶，给打点计数器通电，轻推小车，从打出的纸带判断小车是否做匀速运动。
在该实验中，____________选填“一定要”或“不需要”满足小桶内有砂子的质量远小于小车的质量这一条件。
已知交流电源的频率为，某次实验得到的纸带如图乙所示，图中相邻计数点之间还有个点未标出，由该纸带可求得小车的加速度____________。结果保留两位小数
四、计算题（本大题共3小题，共30.0分）
13. 甲、乙两质点，乙在前、甲在后沿同一直线运动，在某时刻甲乙分别恰好经过相距的两个路标，以此时为计时起点，此后甲质点的速度随时间的变化关系为，乙质点位移随时间的变化关系为，试求：
两质点相遇的时刻；质点不会相撞
甲能够领先乙的最远距离是多少？
14. 我国“嫦娥一号”月球探测器在绕月球成功运行之后，为进一步探测月球的详细情况，又发射了一颗绕月球表面飞行的科学实验卫星。假设卫星绕月球做圆周运动，月球绕地球也做圆周运动，且轨道都在同一平面。已知卫星绕月球运行的周期为，地球表面重力加速度为，地球半径为，月心到地心间的距离为，引力常量为，试求：
月球的平均密度
月球绕地球运行的周期。
15. 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？
答案和解析
1.【答案】
【解析】
【分析】
当物体所受的合外力方向与速度方向在同一条直线上时，物体做直线运动，不在同一条直线上时，物体做曲线运动；加速度的方向与合外力的方向相同。
解答本题的关键是掌握判断物体做直线运动还是曲线运动的方法，关键看加速度的方向与速度的方向是否在同一条直线上。
【解答】
质点做曲线运动，合外力的方向与速度方向一定不在同一条直线上，故A、D错误；
B.根据牛顿第二定律知，加速度的方向与合外力的方向一定相同，故B正确；
C.物体做曲线运动，合外力的方向与速度方向不同，则加速度方向与速度方向不同，故C错误。
2.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查运动的合成与分解，把雨滴垂直打在伞面上的速度分解，根据几何关系分析雨滴相对地面竖直下落到伞面前瞬间的速度大小。
【解答】
由题意及几何关系可得，，故选C。

3.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查了静摩擦力和最大静摩擦力、摩擦力大小的计算的相关知识，试题难度较易。
【解答】
纸被拉出时与书上、下两个接触面都有滑动摩擦力，则有；当拉力等于摩擦力时，拉力最小，所以B正确．
4.【答案】
【解析】
【分析】
从点到点的运动过程，可以分成到和到的两个自由落体运动，根据由自由落体运动的规律及列式即可求解高度；
本题主要考查了自由落体运动速度时间公式及位移速度公式的直接应用，难度不大，属于基础题．
【解答】
设到达点的速度为，时间为，到达点的速度为，时间为
则，，
，，
，
联立可得
，，，，，，故C正确，ABD错误
故选：。
5.【答案】
【解析】
【分析】
本题主要是考查了共点力的平衡问题，解答本题的关键是能够正确的进行受力分析、利用平行四边形法则进行力的合成，然后建立平衡方程进行解答，注意整体法和隔离法的应用。
【解答】
A、以整体为研究对象，沿斜面方向根据平衡条件可得：，解得物体与斜面间的动摩擦因数，故A错误；
B、以为研究对象，沿斜面方向根据平衡条件可知，轻杆对物体的弹力平行于斜面向上，大小为，故B错误；
C、设物体的质量增加，则摩擦力增加，的重力沿斜面向下的分力增加，、整体沿斜面减速下滑，故C正确；
D、原来、整体匀速下滑，地面对斜面的摩擦力为零；
在物体上施加一垂直于斜面的力后，则对斜面的压力增加，对斜面的摩擦力增加，与的合力方向如图所示，根据图中几何关系可得，即，偏离竖直方向斜向左下方，则对面对斜面的摩擦力方向向右，故D错误。
故选：。
6.【答案】
【解析】
【分析】
根据几何关系可确定保持不变，对圆环受力分析，根据平衡条件可知细绳对圆环的拉力大小不变。
【解答】
该同学将拴线的手竖直向上缓慢移动过程中，细绳两端水平间距不变，细绳长度不变，由几何关系知，
所以细绳与竖直方向的夹角不变，故AB错误；
C.因为缓慢移动过程中，圆环所受合力始终为零，故C错误；
D.由平衡条件得，因为细绳与竖直方向的夹角不变，所以细绳对圆环的拉力大小不变，故D正确。
故选D。

7.【答案】
【解析】解：
、人由空中自由下落后，速度越来越大，接触安全网后，重力大于网绳弹力，合力向下，加速度向下，人处于失重状态，由于网绳对人的弹力慢慢增大，则合力减小，但速度继续增大；而当弹力等于重力时，加速度为零，速度达到最大，之后弹力大于重力，加速度向上并开始增大，人处于超重状态，且人开始减速运动，直至速度减为零运动至最低点，故速度先增大后减小，加速度先减小后反向增大，故AC正确，B错误；
D. 在最低点，受力如图所示：
根据牛顿第二定律有：，由于，则，故D错误。
本题以杂技表演的安全网为情景载体，考查了牛顿运动定律的应用，解决此题根据表演者从接触安全网到运动至最低点的过程中进行受力分析，结合牛顿运动定律求解即可。的关键是以点为研究对象，根据牛顿第二定律求解在最低点每根绳子张力。
8.【答案】
【解析】
【分析】
整个装置静止时，弹簧处于压缩状态，说明小球静止时受向左的摩擦力，当整个装置绕竖直中心轴以角速度匀速转动时，小球所受的合力提供向心力。
本题考查向心力的来源，关键在受力分析，要注意静摩擦力的大小可能变化，其方向也可能变化。
【解答】
由题意知之间距离为，则，则，若，则小球相对点距离不变，小球受到的合力为；若小球转动的角速度比较大，则小球需要的向心力较大，可能会受到向左的较大的静摩擦力，因此小球受到的静摩擦力不一定变小，所以正确选项为、。
9.【答案】
【解析】
【分析】
根据牛顿第二定律得出行星对周围空间各处物体的引力产生的加速度与的表达式，结合的正比关系函数图象得出、的质量关系，根据密度和第一宇宙速度的表达式分析求解。
解决本题的关键掌握万有引力提供向心力这一思路，知道线速度、角速度、周期、加速度与轨道半径的关系，并会用这些关系式进行正确的分析和计算。
【解答】
A.根据题中条件无法比较、的大小，故A错误；
B.根据，
图像的斜率为，则的质量比的大，故B错误；
C.、的第一宇宙速度均为，，
平均密度
由图知，的半径比的大，则的平均密度比的小，故C正确；
D.根据，表面的重力加速度，，所以图象与坐标轴围成的“面积”表示加速度，表面的重力加速度比的小，故D正确。
故选CD。

10.【答案】
【解析】
【分析】
都做匀速圆周运动，合外力提供向心力，当转速较小时，绳子没有张力，都是由静摩擦力提供向心力，方向都指向圆心，当开始滑动时，都滑动了，说明此时都已达到最大静摩擦力，由向心力公式可求得角速度和绳子的拉力。
本题考查圆周运动中力与运动的关系，注意本题中为静摩擦力与绳子的拉力充当向心力，故应注意静摩擦力是否已达到最大静摩擦力。
【解答】
当两物体开始滑动时，、所受静摩擦力均达最大，设此时细绳张力为：
对：
对：
联立解得：，；
A.当时，两物体开始滑动，故A错误；
B.当时，没有滑动，对受力分析可得：
细线中的张力大小为，故B正确；
C.都做匀速圆周运动，合外力提供向心力，当转速较小时，绳子没有张力，都是由静摩擦力提供向心力，方向都指向圆心，方向相同；先达到最大静摩擦力后，在两物体开始滑动前，受到绳子拉力和指向圆心的静摩擦力，受到绳子拉力和指向圆心的静摩擦力；故两物体开始滑动前受到的摩擦力方向始终相同，故C正确；
D.两物体刚开始滑动时，细线中的张力为，故D错误。
故选BC。
11.【答案】用平滑的曲线将这些印记连接起来；
；
；
【解析】
【分析】
本题考查实验研究平抛运动的规律；根据实验原理掌握正确的实验操作，理解平抛运动在不同方向上的运动特点结合运动学公式即可完成分析。
根据实验原理掌握正确的实验操作；
根据竖直方向运动特点，求出物体运动时间，然后利用水平方向物体做匀速运动，可以求出其水平速度大小；
利用匀变速直线运动的推论可以求出点的竖直分速度大小；
根据求出点竖直方向的分速度，根据速度的合成原理求出小球通过点的速度；
由平抛运动规律求出钢球抛出点位置的坐标。
【解答】
用平滑的曲线将这些印记座接起来，该曲线即为钢球运动的软迹
平抛实验需保证斜槽末端水平，故A正确；
斜槽是否光滑，挡板高度是否等间距变化对实验均无影响，故BC错误；
D.每次实验时应将钢球由同一位置静止释放，使钢球每次平抛运动的软迹相铜，故D正确。
由解得：；
则：；
在点时，钢球在整直方向上的速度大小为：；
在点时钢球在竖直方向上的速度大小为：；
可知钢球在点的速度大小为：；
小球运动从抛出到点的时间
从抛出到点的水平位移
竖直位移
设小球抛出点的位置坐标为，则
，
将点坐标值，代入可得
，
即钢球抛出点位置的坐标为
12.【答案】；不需要；。
【解析】
【分析】
由实验原理及正确操作步骤分析需要进行的操作；
因为绳子拉力可由力传感器测出，所以不需要满足小桶内有砂子的质量远小于小车的质量这一条件。
根据匀变速直线运动的推论可以求出加速度的大小。
本题考查探究“小车质量不变时，其加速度与力的关系”，目的是考查学生的实验能力，要提高应用匀变速直线的规律以及推论解答实验问题的能力，只要真正掌握了实验原理就能顺利解决此类实验题目，要加强对实验原理的学习和掌握。
【解答】
平衡摩擦力时，小车应连着已经穿过打点计时器的纸带，所以还需要进行的一项操作是：将长木板的一端垫起适当的高度，让小车连着已经穿过打点计时器的纸带，撤去小桶，给打点计数器通电，轻推小车，从打出的纸带判断小车是否做匀速运动，故C正确，AB错误。
故选C。
由于此装置安装了力传感器来测绳子的拉力，即小车受到的拉力，所以不需要用天平测量小桶内有砂子的质量，也不需要该质量远小于小车的质量。
用公式可求出小车的加速度。
故答案为：；不需要；。
13.【答案】解：由题知甲的速度时间公式为：
与速度时间公式：
对比可得甲质点的初速度为：，加速度为：，
根据位移时间公式：
得甲的位移时间公式为：
由题知乙质点的位移随时间的变化关系为：
与位移时间公式：
对比可得乙质点的初速度为：，加速度为：，
根据速度时间公式：
得乙的速度时间公式为：
甲乙相遇时有：
代入数据解得：或
甲乙两质点相距最远时，两质点速度相等，则有：
即：
解得：
则此时两车的速度为
则最远距离为：
联立解得：

【解析】本题考查了运动学中的追及问题，抓住位移关系，结合运动学公式进行求解，知道速度相等时，两者相距最远。
14.【答案】解：设月球的半径为，月球质量为，卫星质量为
由于在月球表面飞行，万有引力提供向心力：
得
且月球的体积
根据密度的定义式
得
设地球质量为，月球质量为，月球绕地球运转周期为
由万有引力提供向心力
根据黄金代换
得
【解析】本题主要掌握天体运动的两个问题：、万有引力提供向心力，、星球表面的物体受到的重力等于万有引力．掌握好这两个关系可以解决所有天体问题。
抓住绕月表面飞行的卫星受到的万有引力提供圆周运动向心力可计算月球的质量，再根据密度的定义式可计算月球的密度。
抓住地球表面重力与万有引力相等和月球受到地球的万有引力提供圆周运动向心力可计算月球绕地球运动的周期。
15.【答案】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。
【解析】在环由运动到被挡住而立即停止后，小球立即以速率绕点做圆周运动，由重力与绳子的拉力的合力提供向心力，根据牛顿第二定律求出绳子的拉力；
经计算判断，绳断裂后小球做平抛运动，利用平抛运动的规律列式求解即可。
解决该题的关键是明确知道环被挡住后小球的运动情况，分析绳子断裂后小球做平抛运动的落地点。
第1页，共16页