安徽省滁州市定远县育才学校2021-2022学年高一下学期期中考试物理试题（含答案）

这是一份安徽省滁州市定远县育才学校2021-2022学年高一下学期期中考试物理试题（含答案），共21页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，解答题等内容，欢迎下载使用。


第I卷（选择题）
一、单选题(共10小题，共30分)
1．关于物体的受力和运动，下列说法正确的是（ ）
A．物体在受到不垂直于速度方向的合力作用时，速度大小可能一直不变
B．物体做曲线运动时，某点的加速度方向沿着曲线的切线方向
C．物体受到变化的合力作用时，它的速度大小一定改变
D．做曲线运动的物体，一定受到与速度不在同一直线上的合外力作用
2．如图所示，小球甲从A点水平抛出的同时小球乙从B点自由释放，两小球先后经过C点时速度大小相等，方向间夹角为θ=45°，已知BC高h，不计空气的阻力。由以上条件可知（ ）
A．甲小球做平抛运动的初速度大小为
B．甲、乙两小球到达C点所用时间之比为1:2
C．A、B两点的高度差为
D．A、B两点的水平距离为
3．如图所示，某同学进行篮球训练，将篮球从同一位置斜向上抛出，其中两次抛出过程中，篮球垂直撞在竖直墙面上，不计空气阻力，则下列说法正确的是（ ）
A．篮球撞墙的速度，第一次较大
B．篮球抛出时的速度，第一次一定比第二次大
C．篮球在空中运动时的加速度，第一次较大
D．篮球从抛出到撞墙，第一次在空中运动的时间较长
4．如图所示，某人由A点划船渡河，船头方向始终与河岸垂直，下列说法正确的是（ ）
A．小船能到达正对岸的B点
B．小船能到达正对岸B点的左侧
C．小船到达对岸的时间与水流速度无关
D．小船到达对岸的位置与水流速度无关
5．小球由倾角为斜面上的O点以不同的初速度v0水平抛出，都能落到斜面上，则（ ）
A．小球做平抛运动飞行时间与平抛的初速度无关
B．小球落到斜面上时的速度与平抛的初速度成正比
C．小球做平抛运动位移与平抛的初速度成正比
D．小球平抛的初速度越大，落到斜面时速度与水平方向夹角越大
6．如图，“旋转秋千”中的两个座椅A、B质量相等，通过相同长度的缆绳悬挂在水平的旋转圆盘上，座椅离转轴的距离较近。不考虑空气阻力的影响，旋转圆盘绕竖直的中心轴匀速转动，稳定后A、B都在水平面内做匀速圆周运动。则下列说法正确的是（ ）
A．座椅B的向心加速度比A大
B．座椅B的角速度比A大
C．悬挂A、B的缆绳与竖直方向的夹角相等
D．悬挂B的缆绳所承受的拉力与悬挂A的缆绳所承受的拉力相等
7．如图所示，将一质量为m的摆球（视为质点）用长为L的细绳吊起，使摆球在水平面内做匀速圆周运动，细绳就会沿圆锥面旋转，这样就构成了一个圆锥摆。若该圆锥摆摆动时摆绳与竖直方向的夹角为θ，重力加速度大小为g。则下列关于摆球的说法正确的是（ ）
A．受到细绳的拉力大小为mgcsθB．运动时线速度大小为
C．运动时周期为D．运动时加速度大小为gsinθ
8．如图所示，水平平台可绕竖直轴OO′转动，用不可伸长的水平轻绳连接的物块甲、乙静置于平台上，并位于OO′两侧对称位置。甲、乙质量分别为m、2m，甲、乙与平台间的动摩擦因数分别为、，最大静摩擦力均等于滑动摩擦力。已知重力加速度为g，不计空气阻力，两物块均可视为质点。甲、乙随平台在水平面内做匀速圆周运动过程中，均始终相对平台静止，则轻绳弹力的最大值为（ ）
A．B．C．D．
9．由于高度限制，车库出入口采用如图所示的曲杆道闸，道闸由转动杆OP与横杆PQ链接而成，P、Q为横杆的两个端点。在道闸抬起过程中，杆PQ始终保持水平。杆OP绕O点从与水平方向成30°匀速转动到60°的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．P点的线速度方向不变
B．P点的加速度方向不变
C．Q点与P点的线速度大小相等
D．Q点与P点的加速度大小不等
10．如图所示，用长为L的细线将小球m悬挂在O点，在O点的正下方处有一钉子。将小球拉至水平位置释放，在细线摆到竖直位置碰到钉子后瞬间，以下说法正确的是（ ）
A．细线受到的拉力保持不变
B．小球的角速度保持不变
C．小球的速度变为原来的2倍
D．小球的向心加速度变为原来的2倍
二、多选题(共5小题，共20分)
11．如图所示，xOy是平面直角坐标系，Ox水平、Oy竖直，一质点从O点开始做平抛运动，P点是轨迹上的一点。质点在P点的速度大小为v，方向沿该点所在轨迹的切线。M点为P点在Ox轴上的投影，P点速度方向的反向延长线与Ox轴相交于Q点。已知平抛的初速度为20m/s，MP=20m，重力加速度g取。则下列说法正确的是（ ）
A．QM的长度为20m
B．OP与x与水平方向的夹角为22.5°
C．质点在P点的速度v大小为40m/s
D．质点在P点的速度与水平方向的夹角为45°
12．如图所示是一个玩具陀螺，a、b和c是陀螺上的三点。当陀螺绕垂直于地面的轴线以角速度ω稳定旋转时，下列表述正确的是（ ）
A．a、b和c三点的线速度大小相等
B．a、b和c三点的角速度相等
C．c的线速度比a、b的大
D．a、b的线速度比c的大
13．山崖边的公路常常称为最险公路，一辆汽车欲安全通过此弯道公路，下列说法正确的是（ ）
A．若汽车以恒定的线速度大小转弯，选择外圈较为安全
B．若汽车以恒定的角速度转弯，选择内圈较为安全
C．汽车在转弯时受到重力、支持力和摩擦力作用
D．汽车在转弯时受到重力、支持力、摩擦力和向心力作用
14．年月，河南郑州地区突降暴雨，道路被淹，需要调用直升飞机抢运被困人员。如图甲所示，直升飞机放下绳索吊起被困人员，一边收缩绳索一边飞向安全地带。前秒内被困人员水平方向的图像和竖直方向的图像分别如图乙、丙所示。不计空气阻力，则在这秒内（ ）
A．以地面为参考系，被救人员的运动轨迹是一条抛物线
B．绳索的拉力大小大于人的重力大小
C．绳索中的拉力方向是倾斜向上的
D．以地面为参考系，被救人员的位移大小为
15．如图所示，小球m在竖直放置的光滑的圆形管道内做圆周运动，下列说法正确的是（ ）
A．小球通过最高点时的最小速度是
B．小球通过最高点时的最小速度为零
C．小球通过最低点时对管壁压力一定大于重力
D．小球在水平线ab以上的管道中运动时外侧管壁对小球一定有作用力
第II卷（非选择题）
三、实验题(共2小题，满分14分)
16．（5分）如图是探究向心力的大小与质量、角速度和半径之间关系的实验装置图，匀速转动手柄1，可使变速轮塔2和3以及长槽4和短槽5随之匀速转动。皮带分别套在轮塔2和3上的不同圆盘上，可使两个槽内的小球、B分别以不同的角速度做匀速圆周运动。小球做圆周运动的向心力由横臂6的挡板对小球的压力提供，球对挡板的反作用力通过横臂6的杠杆作用使弹簧测力筒7下降，从而露出标尺8，标尺8露出的红白相间的等分格显示出两个球所受向心力的比值。那么：
（1）现将两小球分别放在两边的槽内，为了探究小球受到的向心力大小和角速度的关系，下列说法正确的是________。
A．在小球运动半径相等的情况下，用质量相同的小球做实验
B．在小球运动半径相等的情况下，用质量不同的小球做实验
C．在小球运动半径不等的情况下，用质量不同的小球做实验
D．在小球运动半径不等的情况下，用质量相同的小球做实验
（2）在该实验中应用了________（选填“理想实验法”“控制变量法”或“等效替代法”）来探究向心力的大小与质量、角速度和半径之间的关系。
（3）当用两个质量相等的小球做实验，且左边的小球的轨道半径为右边小球轨道半径的2倍时，转动时发现右边标尺上露出的红白相间的等分格数为左边的2倍，那么，左边轮塔与右边轮塔之间的角速度之比为________。
17．（9分）在“探究平抛运动的特点”实验中。
（1）采用如图（1）所示装置的实验过程中，斜槽末端的切线必须是水平的，这样做的目的是____。
A．保证小球飞出时，速度既不太大，也不太小
B．保证小球飞出时，初速度水平
C．保证小球在空中运动的时间每次都相等
D．保证小球运动的轨迹是一条抛物线
（2）甲同学每次都将小球从斜槽的同一位置无初速释放，并从斜槽末端水平飞出。改变水平挡板的高度，就改变了小球在板上落点的位置，从而可描绘出小球的运动轨迹。某同学设想小球先后三次做平抛，将水平板依次放在如图中1、2、3的位置，且1与2的间距等于2与3的间距。若三次实验中，小球从抛出点到落点的水平位移依次为x1、x2、x3忽略空气阻力的影响，下面分析正确的是____。
A． B．
C． D．无法判断
（3）乙同学通过正确的实验步骤及操作，在坐标纸上描出了小球水平抛出后的运动轨迹。部分运动轨迹如图所示。图中水平方向与竖直方向每小格的长度均为L，P1、P2和P3是轨迹图线上的3个点，P1和P2、P2和P3之间的水平距离相等。重力加速度为g。可求出小球从P1运动到P2所用的时间为____，小球抛出时的水平速度为____。
（4）某同学利用图所示装置研究平抛运动的规律。实验时该同学使用频闪仪和照相机对做平抛运动的小球进行拍摄，频闪仪每隔0.05s发出一次闪光，某次拍摄后得到的照片如图所示（图中未包括小球刚离开轨道的影像）。图中的背景是放在竖直平面内的带有方格的纸板，纸板与小球轨迹所在平面平行，其上每个方格的边长为5cm。该同学在实验中测得的小球影像的高度差已经在图中标出。则小球运动到图中位置A时，其速度的水平分量大小为______m/s；根据图中数据可得，当地重力加速度的大小为______m/s2。
四、解答题(共3小题，每小题12分，共36分)
18．如图所示，匀速转动的水平圆盘上放有质量均为m的小物体A、B，AB间用细线沿半径方向相连。A、B到转轴的距离分别为、。A、B与盘面间的最大静摩擦力均为重力的倍。g取，试求：
（1）当细线上开始出现张力时圆盘的角速度；
（2）当A开始滑动时圆盘的角速度；
（3）在A即将滑动时，烧断细线，A、B将分别做什么运动？
19．如图所示，一根长的细线，一端系着一个质量的小球（视为质点），拉住线的另一端，使小球在光滑的水平桌面上做匀速圆周运动。现使小球的角速度缓慢地增大，当小球的角速度增大到开始时的3倍时，细线断开。细线断开前的瞬间，其拉力比开始时大。取重力加速度大小。
（1）求细线断开前的瞬间，小球受到的拉力大小；
（2）求细线断开前的瞬间，小球的线速度大小；
（3）若小球离开桌面时，速度方向与桌面右边缘间的夹角为，桌面高出水平地面，求小球飞出后的落地点到桌面右边缘的水平距离。
20．如图所示，半径R＝0.4m的四分之一粗糙圆轨道MN竖直固定放置，末端N与一长L＝0.8m的水平传送带相切，水平衔接部分摩擦不计，传动轮（轮半径很小）做顺时针转动，带动传送带以恒定的速度v0运动，传送带离地面的高度h＝1.25m，其右侧地面上有一直径D＝3m的圆形洞，洞口最左端的A点离传送带右端的水平距离x＝1m，B点在洞口的最右端，现使质量为m＝0.5kg的小物块从M点由静止开始释放，滑到N点时速度为2m/s，经过传送带后做平抛运动，最终落入洞中，传送带与小物块之间的动摩擦因数μ＝0.5，g取10m/s2，求：
（1）小物块到达圆轨道末端N时对轨道的压力；
（2）若v0＝3 m/s，求小物块在传送带上运动的时间；
（3）若要使小物块能落入洞中，求v0应满足的条件。
参考答案
1．D
【解析】A．物体在不垂直于速度方向的合力作用下，速度大小不可能一直不变，当速度与力的夹角小于90°时，速度一定增加；当速度与力的夹角大于90°时，速度一定减小，故A错误；
B．物体做曲线运动时，某点的速度方向就是通过这一点的曲线的切线方向，而加速度与速度不共线，故B错误；
C．物体受到变化的合力作用时，它的速度大小不一定改变，例如匀速圆周运动，故C错误；
D．做曲线运动的物体，一定受到与速度不在同一直线上的合外力作用，故D正确。故选D。
2．D
【解析】A．因为两小球先后经过C点时速度大小相等，则由
可得小球甲经过C点时速度大小
则甲小球做平抛运动的初速度大小为
故A错误；
B．甲、乙两小球到达C点所用时间之比为
故B错误；
C．A、B两点的高度差为
故C错误；
D．A、B两点的水平距离为
故D正确。故选D。
3．D
【解析】ACD．不计空气阻力，篮球只受重力，所以加速度为重力加速度，相同，在两次运动中，篮球被抛出后的运动可以看作是平抛运动的逆反运动，由于两次篮球垂直撞在竖直墙面上，在竖直方向有
可得篮球从抛出到撞墙，第一次在空中运动的时间较长，但是两球的水平位移相同，根据
可知篮球撞墙的速度，第一次较小，故AC错误，D正确；
B．根据平行四边形定则知，抛出时的速度
第一次的水平初速度小，上升的高度大，则无法比较抛出时的速度大小，故B错误。故选D。
4．C
【解析】AB．小船在垂直于河岸方向和沿河岸方向都有位移，根据运动的合成，合位移的方向指向下游方向，所以小船到达对岸的位置是正对岸B点的右侧，故AB错误；
CD．根据运动的合成与分解规律可知，到达对岸的位置与水流速度和运动时间有关，但小船到达河对岸的时间只由船速和河宽决定，与水流速度无关，故C正确，D错误。故选C。
5．B
【解析】A．根据平抛运动的规律可知
解得
小球做平抛运动飞行时间与平抛的初速度有关，选项A错误；
B．落到斜面上的速度
小球落到斜面上时的速度与平抛的初速度成正比，选项B正确；
C．小球做平抛运动位移
与平抛的初速度平方成正比，选项C错误；
D．落到斜面时速度与水平方向夹角
则小球平抛的初速度越大，落到斜面时速度与水平方向夹角不变，选项D错误。
故选B。
6．A
【解析】AB．座椅A和座椅B属于同轴转动，角速度相等，由于座椅B的圆周半径比座椅A的半径大，根据可知座椅B的向心加速度比A大，故A正确，B错误；
CD．如图所示
设细线与竖直方向的夹角为，由牛顿第二定律得
解得
由于座椅B的圆周半径比座椅A的半径大，故B与竖直方向夹角大，在竖直方向上有
解得
可得悬挂B的缆绳所受到的拉力比悬挂A的大，故CD错误。故选A。
7．C
【解析】A．摆球受重力和绳子拉力两个力作用，重力和绳子拉力的合力提供向心力有
联立可得
，
A错误：
BCD．由向心力公式
由几何关系得
联立可得
，，
BD错误，C正确。故选C。
8．C
【解析】设物块甲、乙到竖直轴的距离为，由
可知物块乙做圆周运动需要的向心力较大，所以物块乙所受静摩擦力沿绳向里指向竖直轴，当物块乙达到最大静摩擦力后，轻绳弹力随转动角速度增大而增大，即对物块乙有
对物块甲有
联立可得
当最大且方向沿绳向外远离竖直轴时，即
时
则
故C正确，ABD错误。故选C。
9．C
【解析】A．由题知杆OP绕O点从与水平方向成30°匀速转动到60°，则杆角速度不变，则P点绕O点做匀速圆周运动，则P点的线速度大小不变，但线速度方向一直改变，故A错误；
B．由题知杆OP绕O点从与水平方向成30°匀速转动到60°，则P点绕O点做匀速圆周运动，P点的加速度方向时刻指向O点，故B错误；
C．Q点与P点在竖直方向和水平方向的运动完全相同，则Q点与P点的线速度大小相等，故C正确；
D．Q点与P点均做匀速圆周运动，根据公式，因为Q点与P点角速度和线速度均大小相等，则加速度大小相等，故D错误。故选C。
10．D
【解析】C．依题意，在细线碰到钉子前后瞬间，由于拉力方向与速度方向垂直，拉力不做功，所以小球碰到钉子前后瞬间速度不变，故C错误；
A．小球摆到最低点时，根据牛顿第二定律有
在细线碰到钉子后瞬间，速度不变，但圆周运动的半径变小，则细线受到的拉力将变大，故A错误；
B．根据
可知，不变，减小，则小球的角速度变大，故B错误；
D．根据
可知，不变，变为原来的一半，则小球的向心加速度变为原来的2倍，故D正确。
故选D。
11．AD
【解析】A．根据平拋运动在竖直方向做自由落体运动有
可得t=2s
质点在水平方向的位移为
根据平抛运动的推论可知Q是OM的中点，所以
QM=20m
故A正确；
B．因为OP与x与水平方向的夹角满足
因为
可见两个角的正切值是二倍关系，但是不是的一半，故B错误；
C．质点在P点的竖直速度
所以在P点的速度为
故C错误；
D．因为
所以质点在P点的速度与水平方向的夹角为45°，故D正确。故选AD。
12．BD
【解析】a、b和c是陀螺上的三点，它们的角速度均相等，a、b半径相等且均大于c，根据
可知a、b的线速度相等，且均大于c。故选BD。
13．ABC
【解析】A．若汽车以恒定的线速度转弯，根据，在外圈时转弯半径大，所需向心力小，汽车受到的摩擦力小，不易打滑，选择外圈较为安全，A正确；
B．若汽车以恒定的角速度转弯，根据，在内圈时转弯半径小，所需向心力小，汽车受到的摩擦力小，不易打滑，选择内圈较为安全，B正确；
CD．汽车在转弯时，水平方向受到的摩擦力提供向心力，竖直方向上受到的重力和支持力平衡，向心力是合力提供的，C正确，D错误；故选AB。
14．AB
【解析】A．由图乙可知，伤员沿水平方向做匀速直线运动，图丙可知，在竖直方向伤员向上做加速运动，以地面为参考系，有
联立可得
所以被救人员的运动轨迹是一条抛物线，故A正确；
B．绳索吊起伤员后伤员在竖直方向向上运动，结合图丙可知，在竖直方向伤员向上做加速运动，所以加速度的方向向上，伤员超重，所以绳索中拉力大于重力，故B正确；
C．由图乙可知，伤员沿水平方向做匀速直线运动，即在水平方向处于平衡状态，受到的合外力等于​，所以可知绳子沿水平方向的作用力为​，则绳索中拉力方向一定沿竖直向上，故C错误；
D．由图乙可知，伤员沿水平方向的位移
图丙可知，在竖直方向的位移
则被救人员的位移
故D错误。故选AB。
15．BC
【解析】AB．小球通过最高点时，由于内侧管壁和外侧管壁都可以给小球产生弹力的作用，当小球的速度为零时，内侧管壁给小球提供一个竖直向上的支持力，大小等于重力，则小球通过最高点时的最小速度为零，故A错误，B正确；
C．小球在最低点时，由于做圆周运动，需要方向向上的向心力，则有
可知此时小球受到的支持力，则根据牛顿第三定律可知，小球通过最低点时对管壁压力一定大于重力，故C正确；
D．小球在水平线ab以上的管道中运动时，小球速度非常大时，内侧管壁对小球没有作用力，此时是外侧管壁对小球有作用力。若小球速度很小时，内侧管壁对小球有作用力，外侧管壁对小球没有作用力，故D错误。故选BC。
16． A 控制变量法
【解析】（1）根据
知要研究小球受到的向心力大小与角速度的关系，需控制小球的质量和半径不变，BCD错误，A正确。故选A。
（2）该实验需要控制小球的质量和半径不变，来研究向心力大小与角速度的关系，所以由采用的是控制变量法。
（3）标尺格子数与向心力成正比，右边标尺上露出的红白相间的等分格数为左边的2倍，有
左边小球的轨道半径为右边小球的2倍时，即
根据
可得
所以
17． B C 1.0 9.7
【解析】（1）斜槽末端的切线必须水平，是为了确保初速度水平，以满足平抛运动的条件，故选B。
（2）因为平抛运动在竖直方向上做自由落体运动，下落的速度越来越快，则下落相等位移的时间越来越短，水平方向上做匀速直线运动，所以
故C正确，ABD错误。
（3）因两段对应的水平距离相等，故两段运动的时间相等，而竖直位移分别为3L和5L，故在竖直方向由
可得
水平速度
所以小球从P1运动到P2所用的时间为，小球抛出时的水平速度为。
（4）小球在水平方向做匀速直线运动，由图可知
则水平分速度
小球在竖直方向做匀加速直线运动，由
可知，重力加速度
18．（1）；（2）ω=4rad/s；（3）A继续做圆周运动，B做离心运动
【解析】（1）当细线上开始出现张力时，表明B与盘间的静摩擦力已达最大，则
μmg=mω02RB
解得
圆盘的角速度为。
（2）当A开始滑动时，表明A与盘间的静摩擦力也已达最大，则
对A有

对B有
FT+μmg=mω2RB
联解得此时圆盘的角速度为
ω=4rad/s
A开始滑动时圆盘的角速度为4rad/s。
（3）烧断细线，A与盘间静摩擦力减小，继续随盘做半径为RA=10cm的圆周运动。而B由于最大静摩擦力不足以提供向心力而做离心运动。故A继续做圆周运动，B做离心运动。
19．（1）；（2）；（3）。
【解析】（1）细线的拉力提供小球做圆周运动时的向心力，设开始时小球的角速度为，细线的拉力大小为，细线断开前的瞬间，小球的角速度为，细线的拉力大小为，有
依据题意可知
解得
（2）设细线断开前的瞬间，小球的线速度大小为，有
解得
（3）设小球离开桌面后做平抛运动的时间为，有
其中
小球飞出后的落地点与飞出桌面点间的水平距离为
设小球飞出后的落地点到桌面右边缘的水平距离为，有
得
20．（1）10N；（2）0.3s；（3）
【解析】（1）小物块到达圆轨道末端N时由牛顿第二定律得
由牛顿第三定律得小物块对轨道的压力
解得
（2）由牛顿第二定律得
物块加速的距离

匀速过程中有

解得
（3）物体离开传送带后在竖直方向有
若要使小物块能落入洞中，最小水平位移为x，最大水平位移为x+D，在水平方向有

解得
若物体在传送带上一直加速则
解得
故要使小物块能落入洞中，应满足