湖南省长沙市芙蓉高级中学2024-2025学年高一（下）期中物理试卷（含解析）

湖南省长沙市芙蓉高级中学2024-2025学年高一（下）期中物理试卷
一、单选题：本大题共8小题，共32分。
1.关于曲线运动的有关描述，下列说法正确的是( )
A. 如果物体受到的合力是恒力，则物体一定做直线运动
B. 做曲线运动的物体所受的合外力可以为零
C. 物体做曲线运动时受到的合外力方向指向曲线内侧
D. 做匀速圆周运动的物体的速度大小和加速度大小均不变，所以也叫匀变速运动
2.关于匀速圆周运动的说法中正确的是( )
A. 匀速圆周运动是匀速运动 B. 匀速圆周运动是变速运动
C. 匀速圆周运动的质点处于速度不变的状态 D. 匀速圆周运动的质点处于平衡状态
3.火车以的速度在水平轨道上行驶，此时雨点沿竖直方向下落，速度大小为。则火车中的乘客看到雨点的运动速度的大小为如图所示( )
A.
B.
C.
D.
4.一辆汽车在水平公路上转弯，沿曲线由向行驶，速度逐渐减小，图中画出汽车转弯时所受合力的方向正确的是( )
A. B.
C. D.
5.如图所示，小物块与水平圆盘保持相对静止，随圆盘一起在水平面内做匀速圆周运动。关于小物块的受力情况，下列说法正确的是( )
A. 受重力、支持力 B. 受重力、支持力和摩擦力
C. 受重力、支持力、摩擦力和向心力 D. 受到的合外力为零
6.如图所示，做匀速圆周运动的物体，由点经点运动到点，所用时间为，为圆的直径，圆的半径为，则物体的线速度大小是( )
A.
B.
C.
D.
7.一质量为的人站在电梯中，电梯减速下降，加速度大小为为重力加速度。则人所受到的合力大小为( )
A. B. C. D.
8.如图所示，物块、在同一竖直平面内由轻绳跨过定滑轮连接，当物块在外力作用下沿直线匀速向左运动，当轻绳与水平夹角为时，假设物块的速度大小为，此时物块的速度大小为( )
A. B. C. D.
二、多选题：本大题共4小题，共20分。
9.下列说法正确的是( )
A. 物体做匀速圆周运动时，它所受的合力一定指向圆心
B. 加速度方向不变的运动一定是直线运动
C. 在研究向心力的大小与质量、角速度、半径之间的关系时，应采用控制变量法
D. 匀速直线运动和匀变速直线运动的合运动一定是曲线运动
10.如图为足球在空中运动，依次经过、、三点的轨迹示意图，其中、点等高，点为最高点，则足球( )
A. 在点时仅受重力作用
B. 在点的速度不为
C. 从和的时间之比等于：
D. 在点的加速度大于点的加速度
11.修正带是一种常见的学习用具，是通过两个齿轮的相互咬合进行工作的，其原理可简化为如图所示的模型。、是转动的两个齿轮边缘的两点，是大齿轮上的一点，若、、的轨迹半径之比为：：，则下列说法正确的是( )
A. A、的线速度大小之比为： B. A、的角速度大小之比为：
C. A、的周期之比为： D. A、的向心加速度大小之比为：
12.如图所示为固定的半圆形竖直轨道，为水平直径，为圆心，同时从点水平抛出甲、乙两个小球，初速度分别为、，落在轨道上的、两点，、连线与竖直方向的夹角均为，忽略空气阻力，两小球均可视为质点。则( )
A. 甲、乙两球不会同时落到轨道上
B. ：：
C. 乙球与甲球的速度变化量相同
D. 乙球在点速度的反向延长线一定过点
三、实验题：本大题共2小题，共18分。
13.“探究向心力大小的表达式”的实验装置如图所示，小球放在挡板、或处做圆周运动的轨道半径之比为：：。塔轮自上而下有三层，每层左右半径之比由上至下分别是：、：和：。
在某次实验中，周老师把两个质量相等的钢球放在、位置，传动皮带调至第三层塔轮，转动手柄，观察左右标出的刻度，此时可研究向心力的大小与______的关系。
A.质量 B.角速度 C.半径 D.线速度
若传动皮带套在塔轮第二层，两个质量相等的钢球放在、位置，则匀速塔轮转动时，钢球所受向心力大小之比为______。
在实验时逐渐加大手柄转速，左右标尺露出的红色、白色等分标记长度的比值______。
A.变大 B.变小 C.不变 D.无法确定
14.某同学探究平抛运动的特点。
用如图所示装置探究平抛运动的特点。用小锤击打弹性金属片后，球沿水平方向飞出，同时球被松开并自由下落，比较两球的落地时间。多次改变、两球释放的高度和小锤敲击弹性金属片的力度，发现每一次实验时都只会听到一下小球落地的声响，由此可知平抛运动竖直方向分运动为______。
用如图所示装置研究平抛运动水平分运动的特点。将白纸和复写纸对齐重叠并固定在竖直硬板上。球沿斜槽轨道滑下后从斜槽末端飞出，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，球会在白纸上挤压出一个痕迹点。移动挡板，依次重复上述操作，白纸上将留下一系列痕迹点。下列操作中，必要的是______填字母序号。
A.通过调节使斜槽末段保持水平
B.每次需要从不同位置静止释放球
C.通过调节使硬板保持竖直
D.尽可能减小球与斜槽之间的摩擦
在“探究平抛运动的特点”的实验中，用一张印有小方格的纸记录轨迹小方格的边长，若小球在平抛运动中的几个位置如图中的、、、所示，小球抛出的初速度为______结果取两位有效数字，取。
四、计算题：本大题共3小题，共30分。
15.从地面上方某点将一小球以的初速度沿水平方向抛出，经过时间落地。不计空气阻力，取。求：
小球落地点与抛出点的水平距离；
小球落地时速度的大小。
16.如图为某城市的绿岛，一辆汽车匀速率环岛行驶，行驶的轨迹为半径为的圆弧，内行驶了的路程，取，汽车看作质点，求：
该汽车环岛行驶的线速度大小；
该汽车做圆周运动的周期结果保留三位有效数字；
该汽车做圆周运动的向心加速度大小。
17.如图所示，质量为的跳台滑雪运动员经过一段半径为的圆弧加速滑行后从点水平飞出点正好在圆弧对应圆心的正下方，经落到斜坡上的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，；取求
点与点的高度差和距离；
运动员刚要离开点时的速度大小及对点的压力。
运动员落到点时速度的大小和方向。
答案和解析
1.【答案】
【解析】、物体所受合力为恒力时可以做直线运动，也可以做曲线运动，只有当合力的方向与速度方向在同一直线上时物体才做直线运动，故A错误；
B、曲线运动加速度不为零，所受合力一定不为零，故B错误；
C、物体做曲线运动时所受合力方向指向曲线内侧，故C正确；
D、匀速圆周运动速度和加速度大小不变，但方向变化，是非匀变速运动，匀变速运动指的是加速度大小和方向都不变的运动，故D错误。
故选：。
2.【答案】
【解析】物体沿着圆周运动，在任意相等时间内通过的弧长相等的运动叫做匀速圆周运动；
A、匀速圆周运动是曲线运动，速度方向是切线方向，时刻改变，故线速度是变化的，所以是变速运动，故A错误，C错误，B正确；
D、匀速圆周运动的线速度是变化的，一定具有向心加速度，合力一定不为零，故不是平衡状态，故D错误；
故选：。
3.【答案】
【解析】根据速度的合成，其速度大小为
，故C正确，ABD错误；
故选：。
4.【答案】
【解析】汽车从点运动到，曲线运动，必有些力提供向心力，向心力是指向圆心的；汽车同时减速，所以沿切向方向有与速度相反的合力；向心力和切线合力与速度的方向的夹角要大于，所以选项ABC错误，选项D正确．
故选：．
5.【答案】
【解析】小物块在竖直方向上受重力和支持力，小物块在水平面内做匀速圆周运动，一定受到摩擦力，摩擦力提供向心力，小物块受到合力不为零。向心力是效果力，受力分析时不能将其加入，故ACD错误，B正确。
故选：。
6.【答案】
【解析】物体在时间内走过的弧长为半个圆周，则，所以物体的线速度大小：，故A正确，BCD错误。
故选：。
7.【答案】
【解析】对人受力分析，受重力和电梯的支持力，加速度向上，根据牛顿第二定律：；可得；故A正确，BCD错误。
故选：。
8.【答案】
【解析】根据运动的合成与分解，将的速度沿绳、垂直绳两个方向正交分解，沿绳方向的分速度与的速度大小相等，则有
，故B正确，ACD错误；
故选：。
9.【答案】
【解析】、根据题意可知，物体做匀速圆周运动时，它所受的合力提供所需向心力，方向一定指向圆心，故A正确；
B、根据题意可知，平抛运动加速度的方向不变，但其为曲线运动，故B错误；
C、根据题意可知，在研究向心力的大小与质量、角速度、半径之间的关系时，应采用控制变量法，故C正确；
D、根据题意可知，匀速直线运动和匀变速直线运动的合运动不一定是曲线运动，若二者共线，则合运动为直线运动，故D错误。
故选：。
10.【答案】
【解析】、如果足球运动过程只受重力作用，足球做斜上抛运动，根据对称性，从到与到的水平位移是相等的，由图示运动轨迹可知，足球的运动轨迹不对称，说明足球在运动过程中受到重力与空气阻力作用，在点时除了受重力作用外还受阻力作用，故A错误；
B、足球在点竖直方向速度为，水平速度不为，则足球的速度不为，故B正确；
C、若水平方向做匀速直线运动，从和的水平位移之比为：，则从和的时间之比运动时间之比等于：，因运动中受阻力作用，则水平方向不是匀速运动，则从和的时间之比不等于：，故C错误；
D、在点时受竖直向下的重力和斜向下的阻力，加速度大于；在点受竖直向下的重力和斜向上的阻力，则加速度小于，故在点的加速度大于点的加速度，故D正确。
故选：。
11.【答案】
【解析】修正带是通过两个齿轮的相互咬合进行工作的，边缘点的线速度大小相等，即、的线速度大小之比为：，故A错误；
B.、的线速度相等，根据线速度与角速度的关系有
可得、的角速度大小之比为：，故B正确；
C.、共轴，角速度相等，根据可知，、的周期相等，对、根据角速度与周期的公式有
可知、的周期之比为：，故C错误；
D.根据向心加速度的公式
可知、的向心加速度大小之比为：，故D正确。
故选：。
12.【答案】
【解析】由图可知，、连线与竖直方向的夹角均为，则两个小球下落的高度相等，根据可知，甲、乙两球下落到轨道的时间相等，两小球同时水平抛出，所以两小球一定同时落到轨道上，且甲球水平位移，乙球的水平位移，则：：，故A错误，B正确；
C.两个物体下落到轨道的时间相等，加速度都为，根据速度变化量公式，两球速度变化量相同，故C正确；
D.根据平抛运动规律，某点速度方向的反向延长线必过水平位移的中点，如果点的反向延长线过点，则的水平位移必须等于，而，所以点的反向延长线一定不会过点，故D错误。
故选：。
13.【答案】； ：；
【解析】根据控制变量法可知，传动皮带调至第三层塔轮，二者的角速度不同，小球的半径和质量相同，故探究向心力的大小与角速度的关系。
故B正确，ACD错误；
故选：。
传动皮带套在塔轮第二层，根据可知两球的角速度之比为：：
圆周运动的半径之比为：：
根据
可知向心力之比为：
加大手柄转速，左右两塔轮转动的角速度之比不变，半径、及小球的质量不变，故向心力的大小之比不变，即左右标尺露出的红色、白色等分标记长度的比值不变。
故C正确ABD错误；
故选：。
故答案为：；：；
14.【答案】自由落体运动； ；
【解析】多次改变两球释放的高度和小锤敲击弹性金属片的力度，发现每一次实验时都只会听到一下小球落地的声响，表明两球下落高度相同时，下落的时间也相同，由此能够说明球竖直方向分运动为自由落体运动。
为了确保小球飞出的初速度方向水平，实验中需要通过调节使斜槽末段保持水平。故A正确；
B.由于实验需要确保小球飞出的初速度大小一定，则实验时每次需要从同一位置静止释放球，故B错误；
C.小球平抛运动的轨迹位于竖直平面，为了减小误差，准确作出小球运动的轨迹，实验时，需要通过调节使硬板保持竖直，故C正确；
D.实验时每次小球均从斜槽同一高度静止释放，小球飞出的初速度大小相同，斜槽的摩擦对实验没有影响，故D错误。
故选：。
由轨迹图可知，水平方向为匀速直线运动，竖直方向为自由落体运动，根据，
解得，
故答案为：自由落体运动；；
15.【答案】小球落地点与抛出点的水平距离为；
小球落地时速度的大小为
【解析】平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，则小球落地点与抛出点的水平距离为
小球落地时的竖直分速度为
小球落地时速度的大小为
答：小球落地点与抛出点的水平距离为；
小球落地时速度的大小为。
16.【答案】该汽车环岛行驶的线速度大小为；
该汽车做圆周运动的周期为；
该汽车做圆周运动的向心加速度大小为
【解析】线速度大小
解得
做圆周运动的周期
解得
做圆周运动的向心加速度大小
解得
答：该汽车环岛行驶的线速度大小为；
该汽车做圆周运动的周期为；
该汽车做圆周运动的向心加速度大小为。
17.【答案】当落到位置时，，根据几何关系可知，。
平抛运动的水平位移，刚离开点的速度。
在点时，根据向心力公式可知，，代入数据解得。
根据牛顿第三定律可知，运动员对点的压力大小为，方向竖直向下。
运动员运动到点的竖直速度。
点速度。
设速度与水平方向的夹角为，则。
答：点与点的高度差为，距离为。
运动员刚要离开点时的速度大小为，对点的压力为。
运动员落到点时速度的大小为，与水平方向夹角为，其中。
第1页，共11页