安徽省滁州市凤阳县阳光学校2024-2025学年第二学期期中检测物理试题-普通用卷（含解析）

凤阳县阳光学校2024-2025学年第二学期期中物理试题
一、单选题：本大题共8小题，共32分。
1.一雨滴由静止开始下落一段时间后，进入如图所示的斜风区域下落一段时间，然后又进入无风区继续运动直至落地，不计雨滴受到的阻力，则最接近雨滴真实运动轨迹的是( )
A. B.
C. D.
2.如图所示，光滑水平桌面上的为矩形区域的四个顶点，某小球沿方向以速度自点进入该区域，以后的运动过程中，小球始终受到平行于方向的恒力的作用，且恰能经过点。关于小球在矩形区域所在平面内的运动，下列说法正确的是( )
A. 小球由到可能做匀变速直线运动
B. 若足够大，小球可能经过点
C. 若只增大，小球自点运动到所在直线时的时间将变短
D. 若只减小，小球自点运动到所在直线时的时间将变长
3.一同学利用无人机玩“投弹”游戏，如图所示，无人机以某一速度水平匀速飞行，在某时刻释放一个小球，若小球下落时间为，不计空气阻力，重力加速度，则关于小球下落过程的描述正确的是( )
A. 释放后小球做自由落体运动
B. 小球运动的位移为
C. 若增大，小球在空中运动的时间也增大
D. 若小球运动位移为，则
4.游乐园中的“空中飞椅”可简化成如图所示的模型图，其中为处于水平面内的转盘，可绕轴转动，圆盘半径，绳长。若座椅随圆盘做匀速圆周运动时，绳与竖直平面的夹角，座椅和人的总质量为，取，则( )
A. 绳子的拉力大小为
B. 座椅做圆周运动的线速度大小为
C. 若仅减小圆盘半径，而和不变，则座椅做圆周运动的角速度增大
D. 若仅增大绳长，而和不变，则座椅做圆周运动的线速度减小
5.如图所示，质量相同的两小球、，分别用长和的轻绳挂在不同高度的天花板上，现拉起两小球使绳伸直呈水平状态，然后由静止释放，两小球运动过程中的最低点的位置在同一水平面上，以小球开始释放的位置所在水平面为重力势能的零势能参考面，当两小球到达最低点时( )
A. 两小球运动的线速度相等 B. 两小球运动的角速度相等
C. 两小球的机械能相等 D. 绳对两小球的拉力相等
6.如图，两个质量均为的小木块和可视为质点放在水平圆盘上，与转轴的距离为，与转轴的距离为。木块与圆盘的最大静摩擦力为木块所受重力的倍，重力加速度大小为。若圆盘从静止开始绕转轴缓慢地加速转动，用表示圆盘转动的角速度，下列说法正确的是( )
A. 一定比先开始滑动
B. 、所受的摩擦力始终相等
C. 是开始滑动的临界角速度
D. 当时，所受摩擦力的大小为
7.如图所示，静止框架中的杆竖直，杆与水平面间的夹角，且杆光滑。弹簧与竖直方向间的夹角，上端用铰链与固定点相连，下端与穿在杆上的质量为的小环相连，已知两点间的距离为。则( )
A. 杆对小环的弹力大小为
B. 弹簧弹力的大小为
C. 若整个框架以为轴开始转动，当小环稳定在与点等高的点时转速为
D. 若整个框架以为轴开始转动，若小环缓慢运动到与点等高的点，则此过程杆对小环做的功为
8.如图甲所示，滚筒洗衣机脱水时，衣物紧贴着滚筒壁在竖直平面内做顺时针方向的匀速圆周运动。可简化为图乙所示模型，一件小衣物质量为，、分别为小衣物经过的最高位置和最低位置，测得小衣物过点线速度大小为，做圆周运动的周期为。已知重力加速度为，小衣物可视为质点。下列说法正确的是( )
A. 衣物转到位置时的脱水效果最好
B. 要使衣物过点不掉下，转筒的半径为
C. 衣物在点对滚筒壁的压力大小为
D. 衣物在、两点受到转筒的压力差为
二、多选题：本大题共2小题，共10分。
9.如图所示，一水平框架绕竖直转轴以角速度匀速转动。框架的水平横杆上穿有两个质量相等的圆球和，圆球与横杆之间的动摩擦因数均为，球到中心转轴的距离为，球到中心转轴的距离为，球、之间用一根长度为的轻绳连接，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。下列说法正确的是( )
A. 当时，绳子无拉力 B. 当时，绳子无拉力
C. 当时，横杆对球无摩擦力 D. 当时，横杆对球无摩擦力
10.跳台滑雪是利用跳台进行的一种跳跃滑雪比赛，是冬奥会正式比赛项目之一。如图是简化后的跳台滑雪的雪道示意图，运动员从助滑雪道上由静止开始滑下，到达点后水平飞出，落到滑道足够长上的点，是运动轨迹上的一点，在该点运动员的速度方向与平行。设运动员从到与从到的运动时间分别为、，垂直于，不计空气阻力，则关于运动员离开点后的飞行过程，下列说法正确的是( )
A. ，且
B. 在空中飞行时间与运动员离开点的速度成正比
C. 的长度与运动员离开点的速度成正比
D. 若运动员离开点的速度大小改变，则其落在上的速度方向与的夹角也改变
三、实验题：本大题共2小题，共18分。
11.在“研究平抛运动”实验中。
图甲是将做平抛运动的小球在横条处卡住，再用铅笔标注小球的上端，以确定平抛运动的轨迹，则坐标原点应选小球在斜槽末端时 填正确答案标号在坐标纸上的投影点。
A.球心
B.小球的上端
C.小球的下端
按照图甲安装实验装置，调节斜槽末端水平，并将一张白纸固定在背板上，斜槽末端下方用细线悬挂重锤的作用是 填正确答案标号。
A.判断仪器背板是否竖直
B.确定白纸上轴的方向
C.利用重锤的惯性来保证实验装置稳定
某同学在描绘平抛运动轨迹时，得到的部分轨迹曲线如图乙所示。在曲线上取、、三个点，测得、、三点间竖直距离、，水平距离均为，重力加速度取，则点 填“是”或“不是”小球平抛运动的起点，小球平抛运动的初速度的表达式为 用字母、、、表示，代入数据得其大小为 。
12.如图甲所示为向心力演示仪，可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。长槽的A、处和短槽的处到各自转轴中心距离之比为．
下列实验中采用的实验方法与本实验相同的是 ．
A.探究两个互成角度的力的合成规律
B.伽利略对自由落体的研究
C.探究加速度与物体受力、物体质量的关系
当传动皮带套在两塔轮半径不同的轮盘上，套有皮带的塔轮边缘处的 大小相等；填“线速度”或“角速度”
在某次实验中，把两个质量相等的钢球放在、位置，将传动皮带调至左右变速塔轮半径之比为，此操作探究的是向心力大小与 的关系
在另一次实验中，把两个质量相等钢球放在、位置，转动手柄，塔轮匀速转动时左右两标尺露出的格子数之比约为，那么如图乙中左右变速塔轮半径之比
四、计算题：本大题共3小题，共40分。
13.如图所示，细杆靠在固定的半圆环上，两者处于同一竖直平面内，杆上的点恰好落在圆环上，圆环的半径为已知端沿半圆直径方向移动的速度大小为，当杆与水平线夹角为时，求：
杆的角速度
杆上相切点的速度
圆环上相切点的速度与加速度．
14.如图所示为跳台滑雪轨道简化模型，段光滑曲面为加速滑道，段圆弧滑道为半径的姿态调整滑道，左侧与段平滑连接，右侧与水平跳台连接，段为倾角为的速降斜坡。质量为的滑雪运动员从加速滑道滑下后到达圆弧轨道的最低点点时的速度大小，经过点时的速度大小为，运动员整个运动过程的最高点恰好在点的正上方处，最后落在斜坡上的点。已知重力加速度为，不计空气阻力，速降斜坡足够长，，，求：
运动员在点时受到圆弧轨道的弹力
水平平台的长度
经过点之后，运动员距斜坡的最远距离结果用根式表示。
15.如图所示的离心装置中，水平轻杆固定在竖直转轴在点固接，小球和轻质弹簧套在上，弹簧两端分别固定于和，弹簧原长为另一小球套在上，和质量均为，两球间用长为的细线连接．系统静止时，细线与间夹角为现使装置由静止缓慢加速转动，直至细线与间夹角增大到忽略一切摩擦，重力加速度取，，求：
弹簧的劲度系数．
上述过程中小球移动的距离．
细线与间夹角增大到时，装置转动的角速度．
答案和解析
1.【答案】
【解析】A.离开斜风区时乒乓球的速度斜向左下方，进入无风区后乒乓球只受重力，速度和加速度不在一条直线上，不可能做直线运动，故A错误；
B.离开斜风区时乒乓球有水平向左的分速度，所以在落地前乒乓球的速度不可能竖直向下，故B错误
离开斜风区时乒乓球的速度斜向左下方，轨迹在速度和重力之间偏向重力一侧，故C正确，D错误。
故选C。
2.【答案】
【解析】由题意知，小球在、间运动时，所受合力恒定，加速度恒定，但合力与速度不共线，故做匀变速曲线运动，A错误；
B.因小球有沿方向的初速度，即使足够大，小球也会在沿的方向产生位移，故小球一定不能经过点，即B错误；
C.若只增大，小球的加速度不变，自点运动到所在直线时的时间也不会发生变化，故C错误；
D.若只减小，小球的加速度将变小，小球自点运动到所在直线时的时间将变长，故D正确。
3.【答案】
【解析】A.释放后，由于惯性，小球有水平方向的初速度，小球做平抛运动，故A错误
B.小球在竖直方向做自由落体运动，根据，，，
可得竖直位移。
水平方向做匀速直线运动，水平位移，
由于未知，合位移也未知，不一定是，选项错误。
C.根据解得可知，若增大，小球在空中运动的时间不变，故C错误
D.若小球运动位移为，结合上述有解得故D正确。
4.【答案】
【解析】A.座椅受力如图所示：
由平衡条件可得，在竖直方向上有，绳子拉力为，故A错误；
B.由牛顿第二定律得，线速度为，故B错误；
C.由牛顿第二定律得，角速度为，可知仅减小圆盘半径，则增大，故C正确；
D.由于，可知仅增大绳长，增大，故D错误。
5.【答案】
【解析】A、根据动能定理，，可知小球线速度大，故A错误；
B、根据，可知两球的角速度不等，故B错误；
C、取两小球运动过程中的最低点的位置为零势能点，两球的初始位置不同，重力势能不同，动能相同，则机械能不同，故C错误；
D、根据，解得：，所以细绳对两球拉力大小相等，故D正确。
6.【答案】
【解析】、两个木块的最大静摩擦力相等．木块随圆盘一起转动，静摩擦力提供向心力，由牛顿第二定律得：木块所受的静摩擦力，、相等，，所以所受的静摩擦力大于的静摩擦力，当圆盘的角速度增大时的静摩擦力先达到最大值，所以一定比先开始滑动，故AB错误；
C、当刚要滑动时，有，解得：，故C正确；
D、以为研究对象，当时，由牛顿第二定律得：
，可解得：，故D错误。
7.【答案】
【解析】、小环静止时，受力如图所示，受到弹簧的拉力，杆的弹力以及自身重力，根据几何关系可知，，，联
立代入数据解得，，，故AB错误；
、当小环转动升高至点时，收到垂直于杆向上的弹力，弹簧的拉力，以及自身重力，由几何关系可知，此时弹簧的长度与原来小环静止时的弹簧长度相同，因此弹簧弹力不变，，
小环在竖直方向受力平衡，因此有，
则载入数据解得，水平方向做圆周运动，由此可知小环受到水平反向的向心力，
假设小环的线速度大小为，则有向，由几何关系可知，，对小环进行水平方向受力分析可知向心力为，
联立以上各式可得，
则整理解得，
因此小环的角速度为
转速为，
小环在静止时及上升到点时，弹簧长度不变，弹性势能不变，弹簧弹力不做功，重力对小环做负功，杆的弹力做正功，根据功能关系可知，外力做功之和等于动能变化量，
因此有，即，已知，由几何关系可知，
综上，整理解得弹，故C正确，D错误。
故选：。
8.【答案】
【解析】衣物转到位置时由牛顿第二定律
衣物转到位置时由牛顿第二定律
可知在位置的脱水效果最好，衣物在、两点受到转筒的压力差为
选项AD错误，；
B.要使衣物过点不掉下，则
解得
即转筒的周期不能大于 ，选项B错误；
C.衣物在点时
解得衣物在点受到滚筒壁的压力为，选项C正确。
故选：。
9.【答案】
【解析】设物体恰好要滑动时角速度为 ，则有
解得
由于的大，故B先达到最大静摩擦力，故绳子无拉力时，需满足
故A正确，B错误；
设横杆对球无摩擦力时角速度为 ，对有 为绳子拉力
对有
联立解得
故C错误，D正确。
10.【答案】
【解析】A.以点为原点，以为轴，以垂直向上为轴，建立坐标系如图所示。

对运动员的运动进行分解，轴方向做类竖直上抛运动，轴方向做匀加速直线运动。当运动员速度方向与平行时，在轴方向上到达最高点，根据竖直上抛运动的对称性，可知。而轴方向运动员做匀加速运动，因，故，A正确；
设在点的初速度与斜面的夹角为，将初速度沿、方向分解为 、
将加速度沿、方向分解为 、
则运动员的运动时间
落在斜面上的距离
则 ，与不成正比，B正确，C错误；
D.设运动员落在斜面上的速度方向与水平方向的夹角为，斜面的倾角为。则有 ，
则
一定，则一定，则运动员落在上的速度方向与的夹角不变，D错误。
故选AB。
11.【答案】
不是

【解析】图甲是平抛出的小球在横条处卡住，用铅笔标注小球的上端，确定平抛运动的轨迹，则坐标原点应选小球在斜槽末端时小球的上端在坐标纸上的投影点，故 B项正确。
重锤的作用是确保坐标轴的轴为竖直方向或沿重垂线方向描下轴为竖直方向，另外必须保证仪器背板竖直，故A、项正确
重锤的惯性无法保证实验装置稳定，故C项错误。
小球在竖直方向做自由落体运动，水平方向做匀速直线运动，水平位移相等，即时间相等，但竖直位移不满足，所以点不是平抛运动的起点。竖直方向有，
可得，水平方向有，可知小球平抛运动的初速度的表达式为，
代入数据可得。
12.【答案】 ；线速度；半径；
【解析】该实验用到的方法为控制变量法
A.探究两个互成角度的力的合成规律用的物理方向是等效替代法，故A错误；
B.伽利略对自由落体的研究用的是逻辑推理方法，故B错误；
C.探究加速度与物体受力、物体质量的关系用的是控制变量法，故C正确。
当传动皮带套在两塔轮半径不同的轮盘上，为皮带传动，套有皮带的塔轮边缘处的线速度大小相等。
由题意可知两个小球质量相等，两塔轮半径相等，边缘线速度相等，故转动的角速度相等，两小球转动半径不相等，探究的是向心力大小与半径的关系。
根据题意可知，两个钢球的向心力之比为，质量相等，半径相等，根据
可知左右变速塔轮半径之比
13.【解析】根据运动的分解可知，点垂直于杆的线速度为
再由；
杆上相切点的速度等于点沿杆方向的分速度，方向沿；
切点的角速度与杆的角速度相等，根据，方向沿 方向
联立解得。

14.【解析】在点有，
解得，
即运动员在点受到圆弧轨道的弹力大小为，方向竖直向上；
运动员在由点飞出时速度与水平方向成角，从点运动到点的过程中，竖直方向有 ， ，
水平方向有，
解得 ， ；
运动到点的速度，
对其垂直斜坡方向分解 ， ，
当垂直斜坡方向上的速度减为时，距离斜坡最远，由几何关系可知，
其中，
解得。

15.【解析】系统静止时，设弹簧弹力大小为，细线拉力大小为．
对、共点力平衡分析如图所示．
对分析
对分析
二式联立解得：
弹簧长度
劲度系数
夹角增大到时：
弹簧长度
移动的距离
夹角增大到时，由可知：弹簧处于伸长状态，
设此时弹簧弹力大小为，细线拉力大小为．
对、共点力分析如右图所示．
胡克定律
对分析
二式联立解得：
对分析
解得：
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