2022-2023学年广东省广州市名校高一5月期中物理试卷（含解析）

2022-2023学年广东省广州市名校联盟高一5月期中试卷
物理试题
第I卷（选择题）
一、单选题（本大题共7小题，共28分，每小题只有一项符合题意）
1. 如图所示，曲线为一质点的运动轨迹，某人在曲线上点做出质点在经过该处时其受力的个可能方向，正确的是( )
A. 个方向都可能
B. 只有方向、、、、可能
C. 只有方向、、可能
D. 只有方向、可能
2. 如图是摩托车比赛转弯时的情形。转弯处路面常是外高内低，摩托车转弯有一个最大安全速度，若超过此速度，摩托车将发生滑动。摩托车( )
A. 受到沿半径方向向外的离心力作用
B. 所受外力的合力小于所需的向心力
C. 将沿其线速度的方向沿直线滑动
D. 摩托车将沿其半径方向沿直线滑动
3. 如图，细绳的一端固定于点，另一端系一个小球，在点的正下方钉一个钉子，小球从一定高度摆下，当细绳与钉子相碰时，钉子的位置越靠近小球，小球的( )
A. 加速度越小
B. 角速度越小
C. 线速度越大
D. 拉绳的力越大
4. 一个物体做匀速圆周运动，在运动过程中一定不发生变化的物理量是( )
A. 速度大小 B. 速度 C. 加速度 D. 合外力
5. 图甲为一男士站立在与水平成一定角度的自动人行道可看作斜面上匀速上楼，图乙为一女士站在自动扶梯可看作台阶上匀速上楼。关于两人受力以及做功情况，下列说法正确的是( )
A. 图甲中支持力对男士不做功
B. 图乙中摩擦力对女士做负功
C. 图乙中支持力对女士不做功
D. 男士受到自动人行道的作用力和女士受到自动扶梯的作用力方向不相同
6. 某传动装置由甲、乙两个齿轮构成，如图所示，两个齿轮半径分别为、，若甲轮的角速度为，则对乙轮边缘上某点的描述正确的是( )
A. 角速度大小为 B. 线速度大小为
C. 向心加速度大小为 D. 向心加速度大小为
7. 要使两物体间的万有引力减小到原来的，下列办法不可采用的是( )
A. 使两物体的质量各减小一半，距离不变
B. 使两物体间的距离和质量都减为原来的
C. 使两物体间的距离增为原来的倍，质量不变
D. 使其中一个物体的质量减小到原来的，距离不变
二、多选题（本大题共3小题，共18分，每小题有多项符合题意）
8. 我国复兴号动车在世界上首次实现速度自动驾驶功能，成为我国高铁自主创新的又一重大标志性成果。一列质量为的动车，初速度为，以恒定功率在平直轨道上运动，经时间达到该功率下的最大速度，设动车行驶过程所受到的阻力保持不变。动车在时间内( )
A. 做匀加速直线运动 B. 加速度值逐渐减小
C. 牵引力的功率 D. 牵引力的功率
9. 下列叙述正确的是( )
A. 物体在恒力作用下不可能作曲线运动
B. 物体在变力作用下不可能作直线运动
C. 物体在变力或恒力作用下都有可能作曲线运动
D. 物体在变力或恒力作用下都可能作直线运动
10. 某中轨道卫星绕地球做圆周运动的半径约为地球同步卫星轨道半径的一半，已知地球自转周期为，地球同步卫星轨道半径为，则下列说法正确的是
A. 中轨道卫星绕地球公转的周期约为
B. 中轨道卫星绕地球公转的线速度为
C. 中轨道卫星绕地球公转的角速度比地球同步卫星的角速度大
D. 中轨道卫星绕地球公转的向心加速度比地球同步卫星的向心加速度大
第II卷（非选择题）
三、实验题（本大题共2小题，共12分）
11. 如下图甲是研究平抛运动的实验装置图，图乙是实验后在白纸上作的图．

固定斜槽轨道时应注意使________．
实验过程中需经过多次释放小球，才能描绘出小球平抛运动的轨迹，实验中应注意________．
计算小球平抛初速度的公式________，根据图乙给出的数据，可计算出________取
12. 某小组设计了“利用圆锥摆验证圆周运动向心力表达式”实验。实验器材包括：直流电动机可调节转速、细竹棒、细线、小球质量为，可看成质点、铁架台带铁夹、刻度尺、细棉线长度为、胶水。实验步骤：
如图，用胶水把细竹棒中心固定在电动机转轴上；
按图把直流电动机固定在铁架台上，细竹棒保持水平，用导线把电动机接入电路中；
把一端系有小球的细棉线系牢在细竹棒的一端，测出细线处到转轴距离；合上开关，电动机转动，使小球在水平面上做匀速圆周运动，调节电动机的转速，使小球转速在人眼可分辨范围为宜。
测出小球做圆周运动的半径。
用秒表测出小球转圈所用时间，求出小球转动周期。
实验中小球做圆周运动时摆角为，改变电动机转速，重复上述过程多次次，作出图像如图。根据实验请完成以下内容：
如图可求 ______ 用、、表示；向心力 ______ 用、、重力加速度表示。
步骤可求小球圆周运动的周期 ______ 。
分析图：如果与成______ 关系选填“正比”“反比”，直线的斜率值表达式：______ 用和重力加速度表示相等，则向心力公式的正确性得到验证。
四、计算题（本大题共3小题，共42分）
13. （12分）如图所示，有一内壁光滑的试管装有一小球直径略小于试管内径，试管的开口端封闭后安装在水平轴上，让试管在竖直平面匀速转动．当转动的角速度时，试管底部受到小球的压力的最大值为最小值的倍，取．
求转动轴到管底小球的距离．
若小球质量为，在转轴与小球之间连接一轻杆．求当转速时，小球在最高点时，受到轻杆的作用力大小．
14. （14分）某学生在台阶上玩玻璃弹子，台阶的尺寸如图所示，高，宽。他在台阶最高处将一颗小玻璃弹子垂直于台阶棱角边沿水平方向弹出，不计空气阻力，取。
要使弹子落在第一级台阶上，弹出的速度应满足什么条件？
若弹子被水平弹出的速度，它将落在第几级台阶上？
15. （16分）某校物理兴趣小组决定举行遥控赛车比赛，比赛路径如图所示．可视为质点的赛车从起点出发，沿水平直线轨道运动后，由点进入半径为的光滑竖直半圆轨道，并通过半圆轨道的最高点，才算完成比赛．是半圆轨道的最低点，水平直线轨道和半圆轨道相切于点．已知赛车质量，通电后以额定功率工作，进入竖直圆轨道前受到的阻力恒为，随后在运动中受到的阻力均可不计，，，取求：
要使赛车完成比赛，赛车在半圆轨道的点对轨道的压力至少多大？
要使赛车完成比赛，电动机至少工作多长时间？
若电动机工作时间为，当为多少时赛车既能完成比赛且飞出的水平距离又最大，水平距离最大是多少？
答案和解析
1.【答案】
【解析】解：当合力的方向与速度方向不在同一条直线上时，物体做曲线运动，曲线运动轨迹特点是：轨迹夹在合力与速度方向之间，合力大致指向轨迹凹的一向。根据该特点知，只有方向、、可能。
故选：。
2.【答案】
【解析】解：对摩托车受力分析，摩托车只受重力、地面支持力和地面的摩擦力作用，没有离心力，故A错误；
B.若超过此速度，摩托车转弯时如果向外滑动，说明提供的向心力即合力小于需要的向心力，故B正确；
若超过此速度，摩托车将在沿线速度方向与半径向外的方向之间做离心曲线运动，故CD错误。
故选：。
3.【答案】
【解析】解：细绳与钉子相碰前后线速度大小不变，但半径变小，根据合力提供向心力有
则拉力为，小球质量一定，钉子的位置越靠近小球，半径越小，向心加速度越大，向心力越大，则拉力越大，故D正确，A错误；
细绳与钉子相碰前后线速度大小不变，钉子的位置越靠近小球，则半径越小，根据，角速度越大，故BC错误。
故选：。
4.【答案】
【解析】解：在描述匀速圆周运动的物理量中，线速度、加速度、合外力这几个物理量都是矢量，虽然其大小不变但是方向在变，因此这些物理量是变化的．角速度、周期、速率是标量，大小不变．故A正确，、、D错误．
故选：．
对于物理量的理解要明确是如何定义的，决定因素有哪些，是标量还是矢量，如本题中明确描述匀速圆周运动的各个物理量特点是解本题的关键，尤其是注意标量和矢量的区别．
本题很简单，考查了描述匀速圆周运动的物理量的特点，但是学生容易出错，如误认为匀速圆周运动线速度不变．
5.【答案】
【解析】解：、甲图中，支持力与速度方向垂直，支持力不做功，故A正确；
、乙图中，女士受重力、竖直向上的支持力，因为匀速上楼，不受静摩擦力，摩擦力不做功，支持力做正功，故BC错误；
D、根据平衡条件知电梯的作用力都与人的重力平衡，方向竖直向上，所以两人受到电梯的作用力的方向相同，故D错误；
故选：。
6.【答案】
【解析】解：、两个齿轮半径分别为、，若甲轮的角速度为，二个轮相互不打滑，二个轮子边缘的线速度大小相等，则，
乙轮边缘上某点角速度大小为，故A正确；
B、乙轮边缘上某点线速度大小为，故B错误；
、乙轮边缘上某点向心加速度大小为，故CD错误；
故选：。
7.【答案】
【解析】解：、使两物体的质量各减小一半，距离不变，根据万有引力定律，可知，万有引力变为原来的，故A正确。
B、使两物体间的距离和质量都减为原来的，根据万有引力定律，可知，万有引力与原来相等，故B错误。
C、使两物体间的距离增为原来的倍，质量不变，根据万有引力定律，可知，万有引力变为原来的，故C正确。
D、使其中一个物体的质量减小到原来的，距离不变，根据万有引力定律，可知，万有引力变为原来的，故D正确。
本题选择不正确的。
故选：。
8.【答案】
【解析】解：、由，速度不断增大时牵引力不断减小，根据牛顿第二定律
动车做加速度逐渐减小的加速运动，故A错误，B正确；
达到最大速度时，根据平衡条件有牵引力与阻力相等，故牵引力的功率
故C错误，D正确。
故选：。
9.【答案】
【解析】A.物体做曲线运动的条件是合外力方向与速度方向不在同一直线上，合外力的大小和方向不一定变化，例如平抛运动，故A错误；
B.当合力的方向与速度方向在同一直线上时，物体做直线运动，若力为变力，则加速度变化，物体做变加速直线运动，故B错误；
C.物体做曲线运动的条件是合外力方向与速度方向不在同一直线上，与力是变力还是恒力无关，即物体在变力或恒力作用下都有可能作曲线运动，故C正确；
D.当合力的方向与速度方向在同一直线上时，物体做直线运动，若合力为变力，则是变加速直线运动，若力为恒力，则是匀变速直线运动，故D正确。故选CD。
10.【答案】
【解析】
【分析】
某中轨道卫星和地球同步卫星都绕地球做圆周运动，由万有引力提供向心力，根据牛顿第二定律列式得出线速度、角速度、周期、加速度的表达式即可进行求解；
对于天体的运动，关键是要抓住万有引力提供向心力，利用牛顿第二定律列式即可分析。
【解答】
解：由万有引力提供向心力，根据牛顿第二定律列式得：
可得：，，，；
A.某中轨道卫星绕地球做圆周运动的半径约为地球同步卫星轨道半径的一半，所以某中轨道卫星绕地球做圆周运动的周期为 ，故A错误；
B.某中轨道卫星绕地球做圆周运动的线速度为，故B正确；
C.由知，中轨道卫星绕地球公转的角速度比地球同步卫星的角速度大，故C正确；
D.由知，中轨道卫星绕地球公转的向心加速度比地球同步卫星的向心加速度大，故D正确。
故选BCD。
11.【答案】斜槽轨道末端切线沿水平方向
使小球每次都从斜槽轨道的同一位置无初速度滚下
；
【解析】为了保证小球离开斜槽轨道时的速度沿水平方向，应调整斜槽轨道使末端切线沿水平方向．
为了保证小球每次做平抛运动的轨迹一致，要求它的初速度相同，故每次都使小球从斜槽的同一位置无初速度滚下．
由于，，故初速度，根据图乙给出的数据，可计算出．
答案：斜槽轨道末端切线沿水平方向
使小球每次都从斜槽轨道的同一位置无初速度滚下


12.【答案】 正比
【解析】解：如图，
小球在运动过程中受到重力和绳子的拉力，重力和绳子的拉力的合力提供小球做圆周运动的向心力，或者是绳子拉力的水平分量提供向心力。故
小球做圆周运动的周期为
根据向心力公式可知
得
根据上面的表达式可以推测图像是直线，且其斜率为一常量，分析图，如果与成正比关系即图像是过原点的一条直线；
直线的斜率值的表达式为，则向心力公式的正确性得到验证。
故答案为：，；；正比，。
13.【答案】解：在最低点时，根据牛顿第二定律有：，
解得：．
在最高点，根据牛顿第二定律有：，
解得：
因为
联立三式，代入数据解得：
．
小球运动到最高点时受到重力与轻杆的弹力，假设杆子的弹力方向向上为，根据合力提供向心力有：
即：．
答：转动轴到管底小球的距离为；
当转速时，小球在最高点时，受到轻杆的作用力大小为．
14.【答案】解：据，解得，则；
构造由题图中棱角边所成的斜面，如图所示，则竖直方向，，，
联立解得，，，应取，即玻璃弹子将落在第级台阶上。

15.【答案】解：当赛车恰好过点时在点对轨道压力最小，
赛车在点对有：
解得
对赛车从到由机械能守恒得：
赛车在处；
由牛顿第三定律； 压力
联立以上得：

对赛车从到由动能定理得：

解得：
对赛车从到由动能定理得：
赛车飞出后有：竖直方向 水平方向
解得：
所以 当时最大，
答：要使赛车完成比赛，赛车在半圆轨道的点对轨道的压力至少为；
要使赛车完成比赛，电动机至少工作时间；
若电动机工作时间为，当为时赛车既能完成比赛且飞出的水平距离又最大，水平距离最大是．