2022-2023学年四川省绵阳市三台县高一（下）期中教学质量调研测试物理试卷（含解析）

2022-2023学年四川省绵阳市三台县高一（下）期中教学质量调研测试物理试卷
一、单选题（本大题共8小题，共32.0分）
1. 下列说法中正确的是( )
A. 做曲线运动的物体的速度方向不可能始终不变
B. 火车转弯时，外轨比内轨高，向心力方向沿轨道斜面向下
C. 做匀速圆周运动的物体的合外力不一定始终指向圆心
D. 秋千运动到最低点时处于失重状态
2. 年月，红军为突破“围剿”决定强渡大渡河。首支共产党员突击队冒着枪林弹雨依托仅有的一条小木船坚决强突。若河面宽，水流速度，木船相对静水速度，则突击队渡河所需的最短时间为( )
A. B. C. D.
3. 如图所示，长为的轻绳一端系一质量为的小球视为质点，另一端固定于点，当绳竖直时小球静止。现给小球一水平初速度，使小球在竖直平面内做圆周运动，且刚好能过最高点，重力加速度为，不计空气阻力，则( )
A. 小球过最高点时，速度可能为零 B. 小球过最高点时，绳的拉力不可能为零
C. 小球过最高点时，速度大小为 D. 开始运动时，绳的拉力为
4. 火星半径是地球半径的，火星的质量是地球的，地球表面的重力加速度为，则火星表面的重力加速度为( )
A. B. C. D.
5. 如图，一质点在恒力作用下经过时间从点运动到点，速度大小由变为，速度方向偏转角，则质点的加速度大小为( )
A. B. C. D.
6. 如图，主动轮大圆盘与从动轮小圆盘通过皮带不打滑连接，大圆盘与小圆盘的半径之比为，材料相同的可以视为质点的两物体质量之比为，两个物体距离转动轴的距离相等，现在让圆盘转动起来。下列说法中正确的是( )
A. 物体与物体相对圆盘滑动之前的角速度之比为
B. 物体与物体相对圆盘滑动之前的摩擦力之比为
C. 物体与物体相对圆盘滑动之前的线速度之比为
D. 如果增加主动轮的转速，则物体先相对圆盘滑动
7. 如图甲所示，小球在竖直放置的光滑圆形管道内做圆周运动．当小球运动到圆形管道的最高点时，管道对小球的弹力与最高点时的速度平方的关系如图乙所示取竖直向下为正方向．为通过圆心的一条水平线．不计小球半径、管道的粗细，重力加速度为则下列说法中正确的是
A. 管道的半径为
B. 小球的质量为
C. 小球在以下的管道中运动时，内侧管壁对小球可能有作用力
D. 小球在以上的管道中运动时，外侧管壁对小球一定有作用力
8. 如图，将一支飞镖在竖直墙壁的左侧点以不同的速度水平抛出，为点在竖直墙壁上的投影点，每次抛出飞镖的同时，在处由静止释放一个特制飞镖能轻易射穿的小球，且飞镖均能插在墙壁上，第一次插在墙壁时，飞镖与墙壁的夹角为，第二次插在墙壁时，飞镖与墙壁的夹角为，图中没有画出，不计空气阻力。则( )
A. 两次速度增量之比为 B. 两次抛出的飞镖只有一次能击中小球
C. 两次下落的高度之比为 D. 两次平抛的初速度之比为
二、多选题（本大题共4小题，共16.0分）
9. 假设地球和木星都绕太阳做匀速圆周运动，已知地球到太阳的距离小于木星到太阳的距离，那么( )
A. 地球公转周期大于木星的公转周期 B. 地球公转的线速度小于木星公转的线速度
C. 地球公转的加速度大于木星公转的加速度 D. 地球公转的角速度大于木星公转的角速度
10. 如图所示，一不可伸长的细线上端固定在点，下端系一质量为的小球，现使小球在水平面内绕点做匀速圆周运动，细线与竖直方向的夹角为，忽略空气阻力，重力加速度为。则小球( )
A. 只受重力和细线的拉力 B. 只受重力、细线的拉力和向心力
C. 运动的向心加速度大小为 D. 运动的向心加速度大小为
11. 如图，矩形金属框竖直放置，其中、足够长，且杆光滑，一根轻弹簧一端固定在点，另一端连接一个质量为的小球，小球穿过杆，金属框绕轴分别以角速度和匀速转动时，小球均相对杆静止，若，则与以匀速转动时相比，以匀速转动时( )
A. 小球的高度一定降低 B. 弹簧弹力的大小一定不变
C. 小球对杆压力的大小一定变大 D. 小球所受合外力的大小一定变大
12. 一质量为的物体视为质点在坐标系中，从坐标原点处计时开始沿轴方向的图像如图甲所示，沿轴方向做初速度为的图像如图乙所示，下列说法正确的是( )
A. 物体末的速度是 B. 物体内的位移为
C. 时物体速度是 D. 前内物体的位移为
三、实验题（本大题共2小题，共18.0分）
13. 某同学用如图所示装置做探究向心力大小与角速度大小的关系。装置中水平光滑直杆随竖直转轴一起转动，一个滑块套在水平光滑杆上，用细线将滑块与固定在竖直转轴上的力传感器连接，细绳处于水平伸直状态，当滑块随水平杆一起匀速转动时，细线的拉力就是滑块做圆周运动需要的向心力。拉力的大小可以通过力传感器测得，滑块转动的角速度可以通过轻质角速度传感器测得。
要探究向心力与角速度的大小关系，则需要采用_____。
A.控制变量法等效替代法微元法放大法
保持滑块的质量和到竖直转轴的距离不变，仅多次改变竖直转轴转动的快慢，测得多组力传感器的示数及角速度传感器的示数，根据实验数据得到的图线斜率为，则滑块的质量为_____。用题目中的字母表示
若水平杆不光滑，根据得到图线的斜率将_____。填“增大”“不变”或“减小”。
14. 小明同学通过以下两种方式研究平抛运动的特点。
小明首先用如图甲所示竖落仪装置探究平抛运动竖直分运动的特点，用小锤击打弹性金属片后，球沿水平方向抛出，做平抛运动；同时球被释放，自由下落，做自由落体运动。下列说法中正确的两项是__________
A.改变小锤击打的力度，可以改变两球在空中的运动时间
B.改变小锤击打的力度，可以改变球的水平初速度大小
C.如果两球总是同时落地，则球的竖直分运动是自由落体运动
D.通过该实验装置也能研究平抛运动的水平分运动特点
小明再用如图乙所示装置研究平抛运动。将白纸和复写纸对齐重叠并固定在竖直的硬板上，钢球沿斜槽轨道滑下后从点飞出，落在水平挡板上，由于挡板靠近硬板一侧较低，钢球落在挡板上时，钢球侧面会在白纸上挤压出一个痕迹点。移动挡板，重新释放钢球，如此重复，白纸上将留下一系列痕迹点，建立以水平方向为轴、竖直方向为轴的坐标系。
取平抛运动的起始点为坐标原点，将钢球静置于点，钢球的__________选填“最上端”、“最下端”或者“球心”对应白纸上的位置即为原点；在确定轴时__________选填“需要”或者“不需要”轴与重锤线平行；
小明不慎遗漏记录平抛轨迹的起始点，他按下述方法处理数据：如图丙所示，在轨迹上取、、三点，和的水平间距相等且均为，测得和的竖直间距分别是和则__________选填“大于”、“等于”或者“小于”，可求得钢球平抛的初速度大小为__________已知当地重力加速度为，结果用上述字母表示。
四、简答题（本大题共2小题，共22.0分）
15. 某旅游景点新建的凹凸形“如意桥”的简化图如图所示，该桥由一个凸弧和一个凹弧连接而成，凸弧的半径，最高点为点；凹弧的半径，最低点为点。现有一剧组进行拍摄取景，安排一位驾驶摩托车特技演员穿越桥面，设特技演员与摩托车总质量为，穿越过程中可将车和演员视为质点，取，忽略空气阻力。试求：
当摩托车以的速率到达凸弧最高点时，桥面对车的支持力大小；
当摩托车以的速率到达凹弧最低点时，车对桥面的压力大小；
为使得越野摩托车始终不脱离桥面，过点的最大速度。
16. 在年第届北京冬奥会上，岁小将苏翊明获得了单板滑雪男子大跳台冠军。如图，滑雪运动员由静止从助滑坡道上点自由滑下，经点以的速度水平飞出跳台，在坡道点着陆。若高度差，高度差，取，忽略空气阻力，请分析说明：
该运动员在空中飞行的水平距离是多少？
落点处的速度与水平面的夹角的正切值；
以点为坐标原点，水平向右为轴方向，竖直向下为轴方向，建立平面直角坐标系，写出苏翊明在空中运动的轨迹方程。
五、综合题（本大题共1小题，共12.0分）
17. 如图，杆与不计质量的钢丝及地面构成倾角为的斜面，斜面顶点与半径为的光滑圆弧相接，为圆弧的最低点，一个质量的石头以的速度经过点，经后，一小动物从点，以的速度沿斜面匀速下滑，结果在斜面上石头刚好击中动物，一位维修工人正在距点处作业，已知，工人、石头、小动物均视为质点，，不计空气阻力。求：
石头在点时受到轨道支持力的大小；
从石头经过点开始计时，与动物开始运动的时间差等于多少？
工人想要营救动物，则工人至少以多大的水平速度才能跳到对面的钢丝上？
答案和解析
1.【答案】
【解析】做曲线运动的物体的速度方向必定变化，故A正确；
B.火车转弯时，内轨更靠近圆心，为使重力和支持力的合力能够提供一部分向心力，火车应向内轨一侧倾斜，所以应该是外轨道更高一些，火车运动轨迹的圆心在水平方向上，故向心力方向沿水平面方向指向轨迹的凹侧，故B错误；
C.做匀速圆周运动的物体所受合外力一定指向圆心，故C错误；
D.秋千运动到最低点时，加速度方向竖直向上，处于超重状态，故D错误。
故选A。
2.【答案】
【解析】河宽 一定，当木船船头垂直河岸时，在河宽方向上的速度最大，渡河用时最短，即木船相对静水的速度 ，渡河时间最短为
故选D。
3.【答案】
【解析】小球刚好越过最高点，可知 ，根据牛顿第二定律可得
解得
故AB错误，C正确；
D.开始运动时，根据牛顿第二定律可得

解得
故D错误。
故选C。
4.【答案】
【解析】星球表面的物体受到的重力等于万有引力
得
在火星和地球都有这个关系，所以
故选B。
5.【答案】
【解析】根据矢量运算规则，利用三角形定则如图所示

可得速度的变化量为
则质点的加速度大小为
故选C。
6.【答案】
【解析】A.由于主动轮大圆盘与从动轮小圆盘通过皮带不打滑连接，则为皮带转动，则轮子边缘各点线速度相同，则
则
故物体与物体相对圆盘滑动之前的角速度之比为 ，故A错误；
B.物体相对圆盘滑动之前，根据
可得
故B错误；
C.物体与物体相对圆盘滑动之前的线速度之比为
故C错误；
D.根据
可知临界角速度为
两物体做圆周运动的半径之比为 ，则发生相对滑动的临界角速度之比为 ，又由于两盘边缘的线速度大小相等，半径之比为 ，则角速度之比为 则可知物体先达到临界角速度，先发生相对滑动，故D正确。
故选D。
7.【答案】
【解析】A、由图可知：当 ， 此时 解得： ，故A错；
B、当 时，此时 ，所以 ，故B对；
C、小球在水平线以下的管道中运动时，由于向心力的方向要指向圆心，则管壁必然要提供指向圆心的支持力，只有外壁才可以提供这个力，所以内侧管壁对小球没有力，故C错；
D、小球在水平线以上的管道中运动时，重力沿径向的分量必然参与提供向心力，故可能是外侧管壁受力，也可能是内侧管壁对小球有作用力，还可能均无作用力，做错；
故B对；
8.【答案】
【解析】设点与点水平距离为，飞镖飞出后做平抛运动，则水平方向上做匀速直线运动，竖直方向上做自由落体运动；
第一次插在墙壁时，飞镖与墙壁的夹角为 ，则
且
第二次插在墙壁时，飞镖与墙壁的夹角为 ，则
且
则两次平抛的初速度之比为
两次速度增量之比为
故A错误，D正确；
9.【答案】
【解析】A.地球的公转半径比火星的公转半径小，由
解得
可知地球的公转周期比火星的公转周期小，故A错误；
B.由
解得
可知地球公转的线速度大，故B错误；
C.由
解得
可知地球公转的加速度大，故C正确；
D.由
解得

可知地球公转的角速度大，故D正确。
故选CD。
10.【答案】
【解析】
【分析】
对小球受力分析，结合牛顿第二定律即可解答。
【解答】
根据题意，对小球受力分析可知，小球只受重力和细线的拉力，且重力和细线的拉力的合力提供小球做圆周运动的向心力，故B错误，A正确
根据题意，由牛顿第二定律有解得，故C正确， D错误。

11.【答案】
【解析】对小球受力分析，设弹力为，弹簧与水平方向的夹角为，则对小球竖直方向
而
可知为定值，不变，则当转速增大后，小球的高度不变，弹簧的弹力不变。则A错误，B正确；
水平方向当转速较小时，杆对小球的弹力背离转轴，则
即
当转速较大时，指向转轴
即
则因 ，根据牛顿第三定律可知，小球对杆的压力不一定变大。则C错误；
根据
可知，因角速度变大，则小球受合外力变大。则D正确。
故选BD。
12.【答案】
【解析】A.由乙图可得，在末
则物体末的速度是
故A正确；
B.由甲图可得
则物体内的位移分别为

物体位移为
故B错误；
C.在末
则时物体速度是
故C错误；
D.物体内的位移分别为

物体位移为
故D正确。
故选AD。
13.【答案】；
；
不变。
【解析】要探究向心力与角速度的大小关系时，要使滑块与角速度传感器的总质量和运动半径不变，需要采用控制变量的方式，故选A。
由可知，的图线斜率
则得
因为转轴的转速与水平杆的光滑程度无关，又因滑块的质量和运动半径不变，所以的图线斜率不变。
14.【答案】；球心；需要；大于；
【解析】改变小锤击打的力度，不能改变两球在空中的运动时间，可以改变球的水平初速度，故A错误，B正确；
小锤极大弹性金属片后，球沿水平方向抛出，同时球被释放，自由下落，、两球同时落地，可知平抛运动在竖直方向做自由落体，不能得出水平方向的运动规律，故C项正确，项错误。
故选BC。
因为钢球所挤压的痕迹点是球心的投影点，而所有的痕迹点与原点应在同一抛物线上，所以应取钢球的球心对应白纸上的位置为原点。
轴正方向沿竖直向下，故需要与重锤线平行。
因为、和、间水平距离相等，所以、和、间对应钢球运动的时间相同，设为，设钢球在、点时的竖直分速度大小分别为 、 ，则
所以
根据运动学规律有
解得
钢球平抛的初速度大小为
15.【答案】 ；；
【解析】摩托车通过凸弧最高点时，由牛顿第二定律有
解得
摩托车通过凹弧最低点时，由牛顿第二定律有
解得
由牛顿第三定律可知，车对桥面的压力大小等于桥面对车的支持力大小，为。
越野摩托车过凹凸桥分析可知，凹桥超重，凸桥失重，过凸桥最高点与桥面的挤压为零时，有
解得
16.【答案】 ； ； ，
【解析】从点飞出后做平抛运动，则
解得
竖直方向上做自由落体运动，则
则落点处的速度与水平面的夹角 的正切值为
从点飞出后做平抛运动，则
则苏翊明在空中运动的轨迹方程为
的取值范围为 。
17.【答案】；；
【解析】石头在点时由牛顿第二定律
解得石头受到轨道支持力的大小
石头平抛运动，落到斜面上时
解得
此时石块落点到出发点的距离
人下滑的时间
则
当工人跳到钢丝上速度最小时，速度方向沿钢丝方向，则
位移关系
解得
系分析求解。
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