2022-2023学年安徽省滁州市联盟高一（下）期中物理试卷（含解析 ）

2022-2023学年安徽省滁州市联盟高一（下）期中物理试卷
一、单选题（本大题共6小题，共24分）
1. 一质点在某段时间内做曲线运动，则在这段时间内( )
A. 速度一定在不断地改变，加速度也一定不断地改变
B. 速度一定在不断地改变，加速度可以不变
C. 速度可以不变，加速度一定不断地改变
D. 做曲线运动的物体的速度方向在时刻改变，所以曲线运动不可能是匀变速运动
2. 牛顿时代的科学家们围绕万有引力的研究，经历了大量曲折顽强而又闪烁智慧的科学实践．在万有引力定律的发现历程中，下列叙述不符合史实的是( )
A. 开普勒研究了第谷的行星观测记录，提出了开普勒行星运动定律
B. 牛顿将行星与太阳、地球与月球、地球与地面物体之间的引力规律推广到宇宙中的一切物体，得出了万有引力定律
C. 卡文迪许在实验室中准确地得出了引力常量的数值
D. 根据天王星的观测资料，哈雷利用万有引力定律计算出了海王星的轨道
3. “旋转纽扣”是一种传统游戏。如图，先将纽扣绕几圈，使穿过纽扣的两股细绳拧在一起，然后用力反复拉绳的两端，纽扣正转和反转会交替出现。拉动多次后，纽扣绕其中心的角速度可达，此时纽扣上距离中心处一点的向心加速度大小为( )
A. B. C. D.
4. 对于质量和质量的两个物体间的万有引力的表达式，下列说法正确的是( )
A. 当两个物体间的距离趋于零时，万有引力趋于无穷大
B. 和所受的引力性质可能相同，也可能不同
C. 当有第三个物体放入之间时，和之间的万有引力将增大
D. 和所受引力总是大小相等的
5. 如图所示，两个啮合齿轮，小齿轮半径为，大齿轮半径为，大齿轮中点离圆心的距离为，、分别为两个齿轮边缘上的点，则、、三点的( )
A. 线速度之比为：： B. 角速度之比为：：
C. 向心加速度之比为：： D. 转动周期之比为：：
6. 下列有关运动的说法正确的是( )
A. 图甲球在水平面内做匀速圆周运动，球受到重力、绳子的拉力和向心力的作用
B. 图甲球在水平面内做匀速圆周运动，球角速度越大则偏离竖直方向的夹角越小
C. 图乙质量为的小球在最高点对管壁的压力方向，可能竖直向上也可能竖直向下
D. 图乙质量为的小球在最高点对管壁的压力大小为，则此时小球的速度一定为
二、多选题（本大题共4小题，共16.0分）
7. 如图所示，物块置于水平转盘上随转盘一起运动，且与圆盘相对静止，图中沿半径指向圆心，与垂直，下列说法正确的是( )
A. 当转盘匀速转动时，受摩擦力方向为方向
B. 当转盘加速转动时，受摩擦力方向可能为方向
C. 当转盘加速转动时，受摩擦力方向可能为方向
D. 当转盘减速转动时，受摩擦力方向可能为方向
8. 一只小船在静水中的速度为，它要渡过一条宽为的河，河水流速为，则这只船：
A. 过河时间不可能小于
B. 不能沿垂直于河岸方向过河
C. 可以渡过这条河，而且所需时间可以为
D. 不可能渡过这条河
9. 如图所示，海王星绕太阳沿椭圆轨道运动，为近日点，为远日点，、为轨道短轴的两个端点，运行的周期为，若只考虑海王星和太阳之间的相互作用，则海王星在从经、、再返回的运动过程中( )
A. 从到所用时间小于
B. 从到阶段，速率一直变小
C. 海王星在点的角速度等于点的角速度
D. 海王星运行轨道半长轴的三次方与其运行周期的平方之比与海王星的质量有关
10. “套圈圈”是小孩和大人都喜爱的一种游戏，游戏规则是：游戏者站在界外从手中水平抛出一个圆形圈圈，落下后套中前方的物体，所套即所得．如图所示，小孩站在界外抛出圈圈并套取前方一物体，若大人也抛出圈圈并套取前方同一物体，则( )
A. 大人站在小孩同样的位置，以小点的速度抛出圈圈
B. 大人站在小孩同样的位置，以大点的速度抛出圈圈
C. 大人退后并下蹲至与小孩等高，以大点的速度抛出圈圈
D. 大人退后并下蹲至与小孩等高，以小点的速度抛出圈圈
三、实验题（本大题共2小题，共16分）
11. 用如图所示的装置来探究小球做圆周运动所需向心力的大小与质量、角速度和半径之间的关系此图是探究过程中某次实验时装置的状态。
本实验研究向心力的大小与质量关系时，要保持________相同填字母代号。
A、和；、和；、和；、和；
图中两个钢球质量和半径相等，则是在研究向心力的大小与_______的关系填字母代号。
A、质量；、角速度；、半径；
若图中标尺上红白相间的等分格显示出两个小球的向心力的比值为，则与皮带连接的两个变速塔轮的半径之比为_______选填字母代号
A、；、；、；、
12. 三个同学根据不同的实验条件，进行了“探究平抛运动规律”的实验：
甲同学采用如图所示的装置。用小锤打击弹性金属片，金属片把球沿水平方向弹出，同时球被松开，自由下落，观察到两球同时落地，改变小锤打击的力度，即改球弹出时的速度，两球仍然同时落地，这说明______ ；
乙同学采用如图所示的装置。两个相同的弧形轨道、，分别用于发射小铁球、，其中的末端与可看作光滑的水平板相切；两轨道上端分别装有电磁铁、；调节电磁铁、的高度，使，从而保证小铁球、在轨道出口处的水平初速度相等，现将小铁球、分别吸在电磁铁、上，然后切断电源，使两小铁球能以相同的初速度同时分别从轨道、的下端射出。实验可观察到的现象应是______ ，若改变弧形轨道距水平地面的高度，其它条件不变，重复上述实验，仍能观察到相同的现象，这说明______ ；
丙同学采用频闪照相的方法拍摄到如图所示的“小球做平抛运动”的照片。图中每个小方格的边长为，则由图可得频闪照相的时间间隔 ______ ， ______ 取。
四、计算题（本大题共3小题，共44分）
13. 如图，人造卫星能够绕地球做匀速圆周运动是因为地球对卫星的万有引力提供了卫星做圆周运动所需要的向心力。已知地球的质量为，卫星的质量为，卫星与地球之间的距离为，万有引力常量为。
求卫星运动的线速度大小；
若卫星与地球之间的距离为，求卫星运动的周期。
14. 一质量为的小球在空中做平抛运动，水平初速度大小为，当小球经过空中点时它的运动速度与水平方向成角，当小球经过空中点时它的运动速度与水平方向成角。不计空气阻力，重力加速度，求：
小球从点运动到点间的时间；
、两点间的距离。计算结果可用根式表示
15. 如图是小型电动打夯机的结构示意图，电动机带动质量为 的重锤重锤可视为质点绕转轴匀速转动，重锤转动半径为电动机连同打夯机底座的质量为，重锤和转轴之间连接杆的质量可以忽略不计，重力加速度取．
重锤转动的角速度为多大时，才能使打夯机底座刚好离开地面？
若重锤以上述的角速度转动，当打夯机的重锤通过最低位置时，打夯机对地面的压力为多大？
16. 如图所示，在高为的光滑水平桌面上，一长为的细绳系一质量为的小球在桌面上做匀速圆周运动，绳子能够承受的最大拉力为，试求：
细绳刚好被拉断时，小球的速度大小；
细绳被拉断后，小球离开桌子后运动的时间；
小球落地点距桌子边缘的水平距离．
答案和解析
1.【答案】
【解析】解：、、、既然是曲线运动，它的速度的方向必定是改变的，那么速度也就一定在变化，加速度可以不变。所以AC错误，B正确；
D、曲线运动可能是匀变速运动，如平抛运动。故D错误。
故选：。
物体做曲线运动的条件是合力与速度不在同一条直线上，合外力大小和方向不一定变化，由此可以分析得出结论．
本题关键是对质点做曲线运动的条件的考查，匀速圆周运动，平抛运动等都是曲线运动，对于它们的特点要掌握住．
2.【答案】
【解析】解：、开普勒总结出了行星运动的三大规律，故A正确；
B、牛顿将行星与太阳、地球与月球、地球与地面物体之间的引力规律推广到宇宙中的一切物体，得出了万有引力定律，故B正确；
C、牛顿发现了万有引力定律，卡文迪许在实验室中准确地得出了引力常量的数值，故C正确；
D、海王星是英国人亚当斯和法国人勒威耶根据万有引力推测出这颗新行星的轨道和位置，柏林天文台年轻的天文学家伽勒和他的助手根据根据勒威耶计算出来的新行星的位置，发现了第八颗新的行星--海王星，故D错误；
本题选择错误的，故选：。
根据物理学史和常识解答，记住著名物理学家的主要贡献即可．
本题考查物理学史，是常识性问题，对于物理学上重大发现、发明、著名理论要加强记忆，这也是考试内容之一．
3.【答案】
【解析】解：纽扣上的点转动角速度，半径，由得向心加速度为
故选：。
向心加速度的求解
学生须对基本公式加强记忆，学生很容易公式中的平方忘记
4.【答案】
【解析】
【分析】
明确万有引力定律的基本内容，知道两物体间的万有引力大小与两物体的质量乘积成正比，与距离的二次方成反比；二者之间的相互作用力一定是大小相等，方向相反。
解决本题的关键掌握万有引力定律的公式，知道公式的适用条件，明确当距离较小时万有引力公式不再适用。
【解答】
解：当两物体间的距离趋向于零时，万有引力定律公式式，不再适用，故A错误，
B.和所受的万有引力大小均是引力，性质一定相同，故B错误；
C.相互作用的两个物体，两者的万有引力大小与质量的乘积与正比，与距离的二次方成反比，与第三个物体无关，故C错误；
D.二者间受到的引力一定总是大小相等，方向相反，是一对作用力与反作用力，故D正确。
故选D。
5.【答案】
【解析】解：、两点的线速度大小相等，半径之比为：，则：：：而、的角速度相等，所以、、的角速度之比为：：故B错误．
B、的角速度相等，则：：：，所以、、的线速度之比为：：故A错误．
C、、的线速度大小相等，根据知，：：：，、角速度相等，根据知，：：：，则、、的向心加速度之比为：：故C正确．
D、因为、、的角速度之比为：：，根据知，、、的周期之比为：：故D错误．
故选：．
两个啮合齿轮，转动地过程中两个轮子边缘上各点线速度大小相等，同轴传动的各点角速度相等；然后结合、，分析判断．
本题关键明确同缘传动时线速度大小相等、同轴传动时角速度相等，结合这些特点，由圆周运动的公式分析解题．
6.【答案】
【解析】解：球在水平面内做匀速圆周运动，球受到重力、绳子的拉力的作用，向心力由拉力水平方向的分力提供，故A错误；
B.根据
解得
可知，球角速度越大则偏离竖直方向的夹角越大，故B错误；
C.若球与管壁之间没有力的作用，则
解得
可知，当球的速度大于上述速度时，管壁对球的作用力方向竖直向下，根据牛顿第三定律，球对管壁的作用力方向竖直向上，当球的速度小于上述速度时，管壁对球的作用力方向竖直向上，根据牛顿第三定律，球对管壁的作用力方向竖直向下，故C正确；
D.若管壁对球的作用力方向竖直向下，则有
整理解得
若管壁对球的作用力方向竖直向上，则有
整理解得
故D错误。
故选：。
A、球受到重力、绳子的拉力的作用，向心力由拉力水平方向的分力提供；
B、对小球受力分析根据合力提供向心力可知球角速度与偏离竖直方向的角的关系；
、小球在最高点和最低点分别列式求得速度大小；
本题考查向心力知识点，熟练掌握受力分析与物体所受合力提供向心力即可解决。
7.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查向心力的来源分析和静摩擦力的特点，基础题目。
根据物块的运动情况分析向心力的来源，结合静摩擦力的特点逐一分析即可判断。
【解答】、圆周运动的物体，速度方向在改变，沿半径指向圆心方向一定受力．匀速圆周运动的物体，切向方向不受力，合力指向圆心，而物块的向心力是摩擦力提供的，所以当转盘匀速转动时，受摩擦力方向为方向，故A正确．
：当转盘加速转动时，物块做加速圆周运动，不仅有沿方向指向圆心的向心力，还有指向方向的切向力，使线速度大小增大，两方向的合力即摩擦力，故受摩擦力方向可能为方向，故B正确、C错误．
D、当转盘减速转动时，物块做减速圆周运动，不仅有沿方向指向圆心的向心力，还有指向相反方向的切向力，使线速度大小减小，两方向的合力即摩擦力，故受摩擦力方向可能为方向，故D正确．
故选：．
8.【答案】
【解析】解：当静水速与河岸垂直时，过河时间最短，最短时间为，故A正确，C错误；根据平行四边形定则，由于静水速小于水流速，则合速度不可能垂直于河岸，即船不可能垂直到达对岸．故B正确．只要静水速与河岸不平行，船就能渡过河．故D错误．故选AB
本题考查运动的合成与分解，小船过河问题。
9.【答案】
【解析】解：根据开普勒第二定律可知，海王星在点速率最大，在点速率最小，则从到阶段，速率一直变小，由对称性可知，从运动到的过程中所用时间为，则从到所用时间小于，故AB正确；
C.根据题意，根据线速度的计算公式可得：
可得：
根据题意可知：
则有，故C错误；
D.由开普勒第三定律可知，海王星运行轨道半长轴的三次方与其运行周期的平方之比与中心天体的质量有关，即与太阳的质量有关，故D错误。
故选：。
根据开普勒第二定律分析出海王星的速率变化趋势，结合对称性得出对应的时间关系；
根据线速度的计算公式得出半径的大小关系得出角速度的大小关系；
根据开普勒第三定律结合题意完成分析。
本题主要考查了开普勒定律的相关应用，熟悉开普勒定律的内容，结合线速度的计算公式即可完成分析。
10.【答案】
【解析】解：设抛出的圈圈做平抛运动的初速度为，高度为，则下落的时间为：，水平方向的位移：。
A、大人站在小孩同样的位置，由以上的公式可得，由于大人的高度比较大，所以如果要让大人与小孩抛出的水平位移相等，则要以小点的速度抛出圈圈。故A正确；B错误；
C、大人蹲至与小孩等高，高度相等，如果大人退后抛出圈圈并套取前方同一物体，则大人抛出的圈圈的水平位移大于小孩抛出的圈圈的水平位移，所以抛出时的速度大人要稍大一些。故C正确，D错误。
故选：。
物体做平抛运动，我们可以把平抛运动可以分解为水平方向上的匀速直线运动，和竖直方向上的自由落体运动来求解，两个方向上运动的时间相同．
本题就是对平抛运动规律的考查，平抛运动可以分解为在水平方向上的匀速直线运动，和竖直方向上的自由落体运动来求解．
11.【答案】；
；

【解析】
【分析】
该实验采用控制变量法，所以研究向心力的大小与质量关系时，要保持角速度和半径相同；
图中抓住质量不变、半径不变，研究向心力与角速度的关系；
根据向心力之比求出两球转动的角速度之比，结合，根据线速度大小相等，求出与皮带连接的变速轮塔对应的半径之比。
本实验采用控制变量法，即要研究一个量与另外一个量的关系，需要控制其它量不变；知道靠皮带传动，变速塔轮的线速度大小相等。
【解答】
本实验采用控制变量法，所以研究向心力的大小与质量关系时，要保持角速度和半径相同，故ABD错误，C正确；
故选C；
图中两个钢球质量和半径相等，则是在研究向心力的大小与角速度的关系，故选B；
根据，两球的向心力之比为：，半径和质量相等，则转动的角速度之比为：，因为靠皮带传动，变速塔轮的线速度大小相等，根据，知与皮带连接的变速塔轮对应的半径之比为：，故选D。
故答案为：；；。
12.【答案】平抛运动的物体在竖直方向上做自由落体运动 球会砸中球 平抛运动的物体在水平方向上做匀速直线运动
【解析】解：两球同时落地，知球在竖直方向上的运动规律与球相同，即平抛运动在竖直方向上做自由落体运动．
切断电源，使两小球能以相同的初速度同时分别从轨道、的末端射出．实验可观察到的现象应是球击中球，可知球在水平方向上的运动规律与球相同，即平抛运动在水平方向上做匀速直线运动．
因为小球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．
则有：，即，解得
又因为，解得
代入、的值得．
故答案为：平抛运动的物体在竖直方向上做自由落体运动；球会砸中球；平抛运动的物体在水平方向上做匀速直线运动；；
根据球的竖直分运动与球的运动相同得出平抛运动竖直分运动是自由落体运动．
根据球水平方向上的分运动与球相同，得出平抛运动水平分运动是匀速直线运动．
根据竖直方向上连续相等时间内的位移之差是一恒量求出相等的时间间隔，结合水平位移和时间间隔求出平抛运动的初速度．
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，难度不大．
13.【答案】解：根据万有引力充当向心力
解得
根据万有引力充当向心力
解得。
答：卫星运动的线速度大小；
卫星运动的周期。
【解析】根据万有引力充当向心力，求卫星线速度大小和周期。
本题解题关键是掌握原理，万有引力提供向心力，难度不高，比较基础。
14.【答案】解：设小球在、的速度沿着水平方向和竖直方向分解，
在时的竖直速度：，
在时的竖直速度：，
小球从点运行到点竖直方向是加速度为的匀加速直线运动，小球运动时间为，
可知：；
设小球从点到点在竖直方向的位移为，
根据运动公式有：，
解得：，
从运行到点水平方向的位移：，
则、两点间的距离：。
答：小球从点运动到点间的时间为；
、两点间的距离为。
【解析】将小球的运动分解为水平方向和竖直方向，根据平行四边形定则求出在、点的竖直分速度，结合速度时间公式求出小球从点运动到点的时间；
根据速度位移公式求出、两点的竖直位移，结合初速度和时间求出、两点的水平位移，根据平行四边形定则求出、两点间的距离。
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，即在水平方向上做匀速直线运动，竖直方向上做自由落体运动，结合运动学公式灵活求解。
15.【答案】当拉力大小等于电动机连同打夯机底座的重力时，才能使打夯机底座刚好离开地面．
有：
对重锤有：
解得：．
在最低点，对重锤有：
则：
对打夯机有：．
答：重锤转动的角速度为时，才能使打夯机底座刚好离开地面；
打夯机对地面的压力为．
【解析】重锤做圆周运动，在最高点靠重力和拉力的合力提供向心力，当拉力的大小等于电动机连同打夯机底座的重力时，才能使打夯机底座刚好离开地面．
根据牛顿第二定律求出重锤通过最低位置时对重锤的拉力，对打夯机受力分析，求出地面的支持力，从而得知打夯机对地面的压力．
解决本题的关键采用隔离法分析，对重锤，在竖直方向上的合力提供圆周运动的向心力．对打夯机受力平衡．
16.【答案】解：小球在水平面内做匀速圆周运动，绳子拉力提供向心力，
由牛顿第二定律得：
解得：
细绳被拉断后，小球离开桌子后做平抛运动，
由得：
小球离开桌子后运动的时间为：
小球落地点距桌子边缘的水平距离为：
答：细绳刚好被拉断时，小球的速度大小为；
细绳被拉断后，小球离开桌子后运动的时间为；
小球落地点距桌子边缘的水平距离为。
【解析】小球受力分析，利用牛顿第二定律列式求解；
细绳被拉断后，小球离开桌子后做平抛运动，根据竖直方向运动规律列式求解；
根据平抛运动水平方向做匀速直线运动列式求解。
本题考查平抛运动和圆周运动的综合，知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，以及向心力的来源是解决本题的关键。
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