安徽省安庆市怀宁县第二中学2023-2024学年高一下学期期中考试物理试卷（含解析）

怀宁二中2023-2024学年度第二学期期中考试
高一物理试题
一、单项选择题（本题共7个小题，每小题4分，共28分。每小题给出的四个选项中有的有一个选项正确，选对的得4分，不选和错选的得0分。）
1. 下列关于运动的说法正确的是
A. 两个直线运动的合运动一定是直线运动 B. 曲线运动一定是变速运动
C. 做圆周运动的物体，合力一定指向圆心 D . 平抛运动是变加速曲线运动
2. 如图所示，玩具枪枪管保持水平且与固定靶中心位于同一水平线上，枪口与靶心距离不变。若不考虑空气阻力，子弹击中靶后即停止，则子弹发射速度越大
A. 位移越大
B. 空中飞行时间越短
C. 空中飞行时间越长
D. 击中点离靶心越远
3. 两个大轮半径相等的皮带轮的结构如图所示，A、B两点的半径之比为2:1，C、D两点的半径之比也为 2:1，下列说法正确的是
A. A、B两点的线速度之比为vA:vB = 1:2
B. A、C 两点的角速度之比为
C. A、C两点的线速度之比为vA:vC = 1:1
D. A、D两点的线速度之比为vA:vD = 1:2
4. 如图所示，河水向左流动，实线表示河岸，虚线表示某同学画出小船从河岸M驶向对岸N的航线，下图中符合实际且能使小船渡河时间最短的是
A. B. C. D.
5. 如图所示，某型号飞机起飞时以的速度斜向上飞，飞行方向与水平面的夹角为，假设角保持不变，已知，。则此飞机飞行的水平位移大小和上升的高度为。
A. 和 B. 和
C. 和 D. 和
6. 两个质量相同的小球用长度不等的细线拴在同一点并在同一水平面内做匀速圆周运动，则它们的
A. 运动线速度大小相等
B. 运动的角速度大小相等
C. 向心加速度大小相等
D. 向心力大小相等
7. 如图所示，质量相同的两个小球a、b分别从斜面顶端A和斜面中点B沿水平方向抛出，恰好都落在斜面底端，不计空气阻力，下列说法正确的是
A. 小球a、b抛出时的初速度大小之比为2∶1
B. 小球a、b到达斜面底端时的位移之比为∶1
C. 小球a、b到达斜面底端时速度方向与斜面的夹角之比为1∶1
D. 小球a、b到达斜面底端时的速度大小之比为2∶1
二、多项选择题（本题共3个小题，每小题6分，共18分。每小题给出的四个选项中有几个选项正确，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，不选和有错误的得0分。）
8. 研究某一物体运动时，得到如图所示的一段运动轨迹，下列判断正确的是
A. 若方向始终匀速，则方向先减速后加速
B若方向始终匀速，则方向先加速后减速
C. 若方向始终匀速，则方向先减速后加速
D. 若方向始终匀速，则方向先加速后减速
9. 如图所示，轻杆长为3L，在杆的A、B两端分别固定质量均为m的球A和球B，杆上距球A为L处的点O装在光滑的水平转动轴上，外界给予系统一定的能量后，杆和球在竖直面内转动，在转动的过程中，忽略空气的阻力。某时刻若球B运动到最高点，且球B对杆恰好无作用力，重力加速度为g，则下列说法正确的是
A. 此时球B在最高点时速度不为零
B. 此时球A的速度比B球的速度大
C. 此时杆对水平轴的作用力为1.5mg
D. 此时杆对水平轴的作用力为3mg
10. 如图所示，一个半径的半圆柱体放下水平地面上，一小球从圆柱体左端A点正上方的B点水平抛出（小球可视为质点），恰好从C点切线方向进入，已知O为半圆柱体圆心，与水平方向夹角为53°，重力加速度为，则
A. 小球从B点运动到C点所用时间为
B. 小球从B点运动到C点所用时间为
C. 小球做平抛运动的初速度为
D. 小球做平抛运动的初速度为
三、实验题：（每空3分，满分18分）
11. 在“探究向心力的大小与质量、角速度和半径之间的关系”的实验中。
（1）在研究向心力的大小F与质量m、角速度ω和半径r之间的关系时我们主要用到了物理学中__________的方法。
A．理想实验法 B．等效替代法 C．控制变量法 D．演绎法
（2）如图所示，A、B都为质量相同的钢球，图中所示是在研究向心力的大小Fn与__________的关系。
A．质量m
B．角速度ω
C．半径r
（3）如图所示，若图中标尺上黑白相间的等分格显示出两个小球所受向心力的比值为1：4，由圆周运动知识可以判断与皮带连接的变速轮塔相对应的半径之比为__________。
A．1：4 B．4：1 C．1：2 D．2：1
12.（1）在做“研究平抛运动”实验时，除了木板、小球、斜槽、铅笔、图钉之外，下列器材中还需要的是___________（填字母）
A．秒表 B．天平 C．弹簧测力计 D．重垂线E．刻度尺
（2）实验中，通过描点法画出小球做平抛运动的轨迹。为了能较准确地描绘小球的运动轨迹，下面列出了一些操作要求，你认为正确的选项是________
A．通过调节使斜槽的末端保持水平
B．每次释放小球的位置可以不同
C．每次必须由静止释放小球
D．小球运动时可以与木板上的白纸或方格纸相接触
E．将球的位置记录在纸上后，取下纸，用直尺将点连成折线
（3）图为某次实验中作出的平抛运动的轨迹，O为平抛的起点，则此次实验的水平初速度大小为_______m/s（g取9.8m/s2）
四、计算题（共3题，共36分）
13.（9分）若河宽为，已知水流速度是，小船在静水中的速度是，即船速（静水中）小于水速。求：
（1）欲使船渡河时间最短，船渡河最短时间是多少？（4分）
（2）欲使航行距离最短，最短距离是多少？（5分）
14.（11分）长为的细线，栓一个质量为的小球，一端固定在点，让其在水平面内做匀速圆周运动（这种运动称为圆锥摆运动），如图所示，当摆线L与竖直方向的夹角是时，求：
（1）细线的拉力（5分）
（2）小球运动的线速度的大小（6分）
15.（16分）第24届冬季奥林匹克运动会2022年2月4日-2022年2月20日在北京举办，如图所示，中国选手跳台滑雪运动员谷爱凌在一次比赛时，经过一段时间的加速滑行后从点水平飞出，经过落到斜坡上的A点。已知点是斜坡的起点，斜坡与水平面的夹角，不计空气阻力（取）。求：
（1）A点与点的距离；（5分）
（2）谷爱凌离开点时的速度大小；（5分）
（3）谷爱凌从点飞出开始到离斜坡距离最远所用的时间。（6分）
高一期中物理答案
一、单项选择题（本题共7个小题，每小题4分，共28分。每小题给出的四个选项中有的有一个选项正确，选对的得4分，不选和错选的得0分。）
1. 【答案】B
【解析】
【详解】A．两个直线运动的合运动是否是直线运动，关键看合速度的方向和合加速度的方向是否在同一条直线上，如果不在一条直线上，则合运动不是直线运动，故A错误；
B．曲线运动的速度方向为该点的切线方向，时刻变化，故曲线运动是变速运动，故B正确；
C．做匀速圆周运动的物体，合力即是向心力，一定指向圆心；如果是变速圆周运动，向心力不是合力，合力则不指向圆心，故C错误；
D．平抛运动的物体只受重力，其加速度为重力加速度，大小方向恒定，是匀加速曲线运动，故D错误。
故选B。
2. 【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】A．速度越大，根据
则子弹飞行的时间越短，根据
在竖直方向上的位移越小，则水平位移不变，竖直位移越小，则由
可知合位移越小，故A错误；
BC．子弹飞行时间由水平位移除以初速度，故初速度越大，空中飞行时间越短，故B正确，C错误；
D．由子弹竖直方向位移
子弹发射速度越大，击中点离靶心越近，故D错误。
故选B。
3. 【答案】B
【解析】
【详解】A.A、B属于同轴转动，所以角速度相同，根据：，线速度与半径成正比，vA:vB = 2：1，A错误
B.A、D两点皮带传动，具有相同的线速度，C、D两点具有相同的角速度，所以，所以，B正确
C.根据，且，所以vA:vC = 1:2，C错误
D.A、D两点皮带传动，具有相同的线速度，vA:vD = 1:1，D错误
4. 【答案】A
【解析】
【详解】小船若要使渡河时间最短，则船头应始终与河岸保持垂直，而小船实际运动轨迹沿合速度方向，为斜向左上，综上所述可知A符合实际。
故选A。
5. 【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】将合速度沿着水平方向和竖直方向正交分解，故水平方向的分速度为
vx=vcos37° = 300 × 0.8km/h = 240km/h
则此飞机1min飞行的水平位移
x=vxt= 4km
竖直方向的分速度为
vy=vsin37° = 300 × 0.6km/h = 180km/h
则此飞机1min飞行的竖直位移
y=vyt= 3km
故选B。
6. 【答案】B
【解析】
【详解】A．设悬挂点与圆心连线的长度为h，设绳与竖直方向上的夹角为θ，则有
可得
θ不同，线速度大小不同，A错误；
B．根据
可得
二者角速度大小相同，B正确；
C．根据
可得
θ不同，二者向心加速度大小不同，C错误；
D．向心力大小为，θ不同，向心力大小不同，D错误。
故选B。
7. 【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】B．因为两小球下落的高度之比为2∶1，两球的水平位移之比为2∶1，故小球a、b到达斜面底端时的位移之比为2∶1，B错误；
A．根据
得
则时间之比为∶1，根据
可知，初速度之比为∶1，A错误；
C．小球落在斜面上，速度方向与水平方向的夹角的正切值是位移方向与水平方向的夹角的正切值的2倍。因为位移方向与水平方向的夹角相等，则速度方向与水平方向的夹角相等，到达斜面底端时速度方向与斜面的夹角也相等，C正确；
D．由竖直方向上做自由落体运动，有
合速度
故到达斜面底端时速度大小之比为∶1，D错误。
故选C。
二、多项选择题（本题共3个小题，每小题6分，共18分。每小题给出的四个选项中有几个选项正确，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，不选和有错误的得0分。）
8. 【答案】AD
【解析】
【分析】
【详解】AB．若方向始终匀速，曲线运动物体所受合力指向轨迹的凹侧，则物体所受合力沿方向，且合力先指向轴负方向后指向轴正方向，即方向先减速后加速，选项A正确，B错误；
CD．若方向始终匀速，曲线运动物体所受合力指向轨迹的凹侧，则物体所受合力沿方向，且合力先指向轴正方向后指向轴负方向，即方向先加速后减速，故C错误，D正确。
故选AD。
9.【答案】AC
【解析】
【详解】AB．球B运动到最高点时，球B对杆恰好无作用力，即重力恰好提供向心力
解得
由
相同，得到此时球A的速度为
故A正确B错误；
CD．球B在最高点时，对杆无作用力，对A球由牛顿第二定律有
解得
故C正确D错误。
故选AC。
10. 【答案】AC
【解析】
【详解】小球做平抛运动，飞行过程中恰好与半圆轨道相切于点，由几何关系知速度与水平方向的夹角为，设位移与水平方向的夹角为，则有
因为
又
解得
根据
解得
水平位移
解得
故AC正确，BD错误。
故选AC。
三、实验题：（每空3分，满分18分）
11.【答案】 ①. C ②. B ③. D
【解析】
【详解】（1）[1]在研究向心力的大小F与质量m、角速度ω和半径r之间的关系时我们主要用到了物理学中控制变量法。
故选C。
（2）[2]根据
Fn=mω2r
其中A、B都为质量相同的钢球，且由图可知两个钢球做匀速圆周运动的半径r也相等，所以图中所示是在研究向心力的大小F与角速度ω的关系。
故选B。
[2]两钢球质量m相等，做匀速圆周运动的半径r相等，根据可知二者角速度之比为
两变速塔轮边缘的线速度大小相等，所以有
与皮带连接的左、右变速轮塔相对应的半径之比为
故选D。
12. 【答案】 ①. DE ②. AC ③. 1.6
【解析】
【详解】（1）在做“研究平抛物体的运动”实验时，除了木板、小球、斜槽、铅笔、图钉之外，下列器材中还需要重锤线，以及刻度尺，用来测量距离。故选DE。
A.为了保证小球的初速度水平，应使斜槽轨道末端切线水平，A正确；
BC．为了保证小球的初速度相等，每次让小球从斜槽的同一位置由静止释放，B错误C正确；
D．小球运动时不可以与木板上的白纸或方格纸相接触，接触时小球受摩擦力，则小球不是做平抛运动，D错误；
E．将球的位置记录在纸上后，取下纸，用直尺将点连成光滑的曲线，E错误。
故选AC。
（3）[3]因为 O为平抛的起点，根据
解得
根据解得
四、计算题（共3题，共36分）
13、（9分）若河宽为，已知水流速度是，小船在静水中的速度是，即船速（静水中）小于水速。求：
（1）欲使船渡河时间最短，船渡河最短时间是多少？（4分）
（2）欲使航行距离最短，最短距离是多少？（5分）
【答案】（1）（2）
【解析】
（1）当静水速的方向与河岸垂直时，渡河时间最短，有：；
（2）因为静水速小于水流速，船不能垂直渡河，只有当船的合速度方向与船在静水速度的方向垂直，渡河位移最短，设此时合速度的方向与河岸的夹角为，有：
，
则渡河的最小位移为：.
14、（11分）长为的细线，栓一个质量为的小球，一端固定在点，让其在水平面内做匀速圆周运动（这种运动称为圆锥摆运动），如图所示，当摆线L与竖直方向的夹角是时，求：
（1）细线的拉力（5分）
（2）小球运动的线速度的大小（6分）
【答案】（1）（2）
【解析】
（1）做匀速圆周运动的小球受力如图所示，小球受重力和绳子的拉力.
因为小球在水平面内做匀速圆周运动，所以小球受到的合力指向圆心，且是水平方向.
由平行四边形法则得小球受到的合力大小为，线对小球的拉力大小为.
（2）由牛顿第二定律得
由几何关系得
所以，小球做匀速圆周运动线速度的大小为
15.（16分）第24届冬季奥林匹克运动会2022年2月4日-2022年2月20日在北京举办，如图所示，中国选手跳台滑雪运动员谷爱凌在一次比赛时，经过一段时间的加速滑行后从点水平飞出，经过落到斜坡上的A点。已知点是斜坡的起点，斜坡与水平面的夹角，不计空气阻力（取）。求：
（1）A点与点的距离；（5分）
（2）谷爱凌离开点时的速度大小；（5分）
（3）谷爱凌从点飞出开始到离斜坡距离最远所用的时间。（6分）
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）谷爱凌在竖直方向做自由落体运动，有
解得
（2）设谷爱凌离开点时的速度为，谷爱凌在水平方向的分运动为匀速直线运动，有
解得
（3）谷爱凌的平抛运动可分解为沿斜面方向的匀加速运动（初速度为、加速度为）和垂直斜面方向的类竖直上抛运动（初速度为、加速度为）。当垂直斜面方向的速度减为零时，谷爱凌离斜坡最远，有
解得