2023天津西青区杨柳青一中高一下学期第一次适应性测试物理试题含解析

2022-2023学年第二学期高一年级第一次适应性测试

物理学科

（2023.3）

共100分，考试用时60分钟。

一、单项选择题（每小题4分，共40分。每小题给出的四个选项中，只有一个选项是正确的）

1. 船在静水中的航速为，水流的速度为。为使船行驶到河正对岸的码头，则相对的方向应为（  ）

A.  B.  C.  D.

【答案】C

【解析】

【详解】由题中的条件知、的合速度垂直于河岸，即垂直于；由矢量合成的平行四边形定可则知必须与河岸成一定的角度斜着向上，即、的夹角为钝角才能满足条件。

故选C。

2. 在平坦的垒球运动场上，击球手挥动球棒将垒球水平击出，垒球飞行一段时间后落地．若不计空气阻力，则（　　）

A. 垒球落地时瞬时速度的大小仅由初速度决定

B. 垒球落地时瞬时速度的方向仅由击球点离地面的高度决定

C. 垒球在空中运动的水平位移仅由初速度决定

D. 垒球在空中运动的时间仅由击球点离地面的高度决定

【答案】D

【解析】

【分析】

【详解】A．垒球做平抛运动，落地时的瞬时速度的大小为

解得

 所以垒球落地时瞬时速度的大小即与初速度有关，也与高度有关， A错误；

B．垒球落地时瞬时速度的方向

时间

解得

所以

所以垒球落地时瞬时速度的方向与击球点离地面的高度和球的初速度都有关， B错误；

C．垒球在空中运动的水平位移

所以垒球在空中运动的水平位移与击球点离地面的高度和球的初速度都有关，C错误；

D．垒球在空中运动的时间

解得

所以垒球在空中运动的时间仅由击球点离地面的高度决定，D正确。

故选D。

3. 如图所示在皮带传动中，两轮半径不等，下列说法正确的是（　　）

A. 两轮角速度相等

B. 两轮边缘线速度的大小相等

C. 大轮边缘一点的向心加速度大于小轮边缘一点的向心加速度

D. 同一轮上各点的向心加速度跟该点与中心的距离成反比

【答案】B

【解析】

【详解】AB．两轮靠皮带传动，轮子边缘上的各点在相同时间内通过的弧长相同，则线速度大小相等，根据v=rω，可知半径大的角速度小。故A错误，B正确；

C．根据，则知两轮边缘上各点的线速度大小相等，半径大的向心加速度小。所以大轮边缘一点的向心加速度小于小轮边缘一点的向心加速度。故C错误；

D．同一轮子上各点的角速度相等，根据a=rω2，同一轮上各点的向心加速度跟该点与中心的距离成正比。故D错误。
故选B。

4. 如图所示，在匀速转动的圆筒内壁上，有一物体随圆筒一起转动而未滑动。当圆筒的角速度增大以后，下列说法正确的是（　　）

A. 物体所受弹力增大，摩擦力也增大了

B. 物体所受弹力增大，摩擦力减小了

C. 物体所受弹力和摩擦力都减小了

D. 物体所受弹力增大，摩擦力不变

【答案】D

【解析】

【详解】物体做匀速圆周运动，合力指向圆心，对物体受力分析，受重力、竖直向上的静摩擦力、指向圆心的支持力，如图所示

重力G与静摩擦力f平衡，即

G = f

则静摩擦力不变，且与物体的角速度无关，因为支持力N提供向心力，即

N = mrω2

所以当圆筒的角速度ω增大以后，需要的向心力变大，则物体所受弹力N增大。

故选D。

5. 飞机由俯冲转为上升的一段轨迹可以看成圆弧，如图所示，如果这段圆弧的半径，飞行员能承受的力最大为自身重力的8倍。飞机在最低点P的速率不得超过（　　）（）

A.  B.  C.  D.

【答案】A

【解析】

【详解】飞机在最低点做圆周运动，飞行员能承受的力最大不得超过8mg才能保证飞行员安全，设飞机给飞行员竖直向上的力为，根据向心力公式

且

解得

故选A。

6. 如图所示，小物体A与圆盘保持相对静止，跟着圆盘一起做匀速圆周运动，则A的受力情况是（   ）

A. 受重力、支持力 B. 重力、支持力、向心力、摩擦力

C. 受重力、支持力和指向圆心的摩擦力 D. 以上都不正确

【答案】C

【解析】

【详解】物体在水平面上，一定受到重力和支持力作用，物体在转动过程中，有背离圆心的运动趋势，因此受到指向圆心的静摩擦力，且静摩擦力提供向心力，故物体只受重力、支持力和摩擦力作用。

故选C。

7. 如图所示是一个玩具陀螺，a、b和c是陀螺上三个点。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三点角速度相等 B. a、b和c三点的线速度大小相等

C. a、b的角速度比c的大 D. c的线速度比a、b的大

【答案】A

【解析】

【详解】AC．a、b和c三点在同一个陀螺上绕同一轴线做匀速圆周运动，它们的角速度相等，故A正确，C错误；

BD．根据可知a和b的线速度大小相等，且都大于c的线速度，故BD错误。

故选A。

8. 在高速公路的拐弯处，通常路面都是外高内低．在某路段汽车向左拐弯，司机左侧的路面比右侧的路面低一些．汽车的运动可看作半径为R的圆周运动．设内、外路面高度差为h，路基的水平宽度为d，路面的宽度为L，如图所示。已知重力加速度为g。要使车轮与路面之间的横向摩擦力（即垂直于前进方向）等于零，则汽车转弯时的车速应等于（　　）

A.  B.

C.  D.

【答案】B

【解析】

【详解】设路面的倾角为θ，根据牛顿第二定律得

mgtanθ＝m

又由数学知识可知

tanθ＝

联立解得

v＝

故选B。

9. 一辆满载的卡车在起伏的公路上匀速行驶，如图所示，由于轮胎过热，容易爆胎．爆胎可能性最大的地段是（    ）

A. A处 B. B处 C. C处 D. D处

【答案】D

【解析】

【详解】在A、B、C、D各点均由重力与支持力的合力提供向心力，爆胎可能性最大的地段为轮胎与地面的挤压力最大处。在A、C两点有

mg－F＝m

则

F＝mg－m<mg

在B、D两点有

F－mg＝m

则

F＝mg＋m>mg

且R越小，F越大，故FD最大，即D处最容易爆胎

故选D。

10. 下列说法中正确的是（　　）

A. 增大洗衣机脱水筒的转动周期，可以使衣服甩得更干

B. 转动带有雨水的雨伞，水滴将沿圆周半径方向离开圆心

C. 为了防止发生事故，高速转动的砂轮、飞轮等不能超过允许的最大转速

D. 汽车左转弯时乘客会向左倾倒

【答案】C

【解析】

【详解】A．根据离心原理可知，提高洗衣机脱水筒的转动周期，脱水筒的转速减小，不可以使衣服甩得更干，A错误；

B．当转动带有雨水的雨伞，水滴将沿圆周运动的切线方向飞出，B错误；

C．为了防止发生事故，高速转动的砂轮、飞轮等不能超过允许的最大转速，否则会由于离心现象造成危险，C正确；

D．汽车左转弯时乘客会向右倾倒，D错误。

故选C。

二、不定项选择题（每小题5分，共20分。每小题给出的四个选项中，都有多个选项是正确的。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，选错或不答的得0分）

11. 高一新生军训模拟投弹演练中，在陡峭山头上的同一位置，小明先后两次沿水平方向向山下同一目标投掷出甲，乙两颗仿真手榴弹（可视为质点），轨迹如图所示。不计空气阻力，下列说法正确的是（　　）

A. 甲和乙飞行的时间相同 B. 甲的飞行时间比乙的长

C. 甲的水平速度比乙大 D. 甲落地时的速度比乙小

【答案】AC

【解析】

【详解】AB．仿真手榴弹在空中做平抛运动，竖直方向做自由落体运动，则有

可得

甲、乙下落的高度相同，甲和乙飞行的时间相同，故A正确，B错误；

C．平抛运动在水平方向做匀速直线运动，则有

由于甲和乙飞行的时间相同，甲的水平位移大于乙的水平位移，可知甲的水平速度比乙大，故C正确；

D．仿真手榴弹落地时的速度为

甲、乙下落高度相同，甲的水平速度大于乙的水平速度，则甲落地时的速度比乙大，故D错误。

故选AC。

12. “神舟十号”飞船圆满完成了太空之行，期间还成功进行了人类历史上第二次太空授课，女航天员王亚平做了大量失重状态下的精美物理实验，关于失重状态，下列说法正确的是（　　）

A. 航天员受力平衡 B. 航天员不受重力的作用

C. 航天员所受重力等于所需的向心力 D. 航天员仍受重力的作用

【答案】CD

【解析】

【详解】B D．航天员“神舟十号”飞船仍受重力作用，B错误，D正确；

A C．航天员所受重力等于所需的向心力，航天员有向心加速度，航天员受力不平衡。A错误，C正确。

故选CD。

13. 长为L的细绳。一端系一质量为m的小球，另一端固定于某点。当绳竖直时小球静止，再给小球一水平初速度，使小球在竖直平面内做圆周运动。关于小球的运动下列说法正确的是（　　）

A. 小球过最高点时的最小速度为零

B. 小球过最高点时最小速度为

C. 小球开始运动时绳对小球拉力为

D. 小球运动到与圆心等高处时向心力由细绳的拉力和重力的合力提供

【答案】BC

【解析】

【详解】AB．小球经过最高点，当绳子拉力为零时，小球具有最小速度，此时重力提供向心力，则有

可得小球的最小速度为

故A错误，B正确；

C．小球开始运动时，根据牛顿第二定律可得

解得

故C正确；

D．小球运动到与圆心等高处时向心力只由细绳的拉力提供，故D错误。

故选BC。

14. 如图所示，一个内壁光滑的弯管处于竖直平面内，其中管道半径为R。现有一个半径略小于弯管横截面半径的光滑小球在弯管内运动，小球通过最高点时的速率为，重力加速度为g，则下列说法中正确的是（　　）

A. 若，则小球对管无压力

B. 若，则小球对管内上壁有压力

C. 若，则小球对管内上壁有压力

D. 不论多大，小球对管内下壁都有压力

【答案】AB

【解析】

【详解】A．在最高点，只有重力提供向心力时，由

解得

此时小球对管内壁无压力，选项A正确；

B．若，则有

表明小球对管内上壁有压力，选项B正确；

C．若0＜v0＜，则有

表明小球对管内下壁有压力，选项C错误；

D．综上分析，选项D错误。

故选AB。

三、实验题（本题共15分，包括2小题，每空3分共15分）

15. 为了研究平抛物体的运动，可做下面的实验：如图甲所示，用小锤打击弹性金属片，B球就水平飞出，同时A球被松开，做自由落体运动，两球同时落到地面；如图乙所示的实验：将两个完全相同的斜滑道固定在同一竖直面内，最下端水平。把两个质量相等的小铁球从斜面的同一高度由静止同时释放，滑道2与光滑水平板连接，则将观察到的现象是球1落到水平木板上击中球2，这两个实验说明（    ）

A. 甲实验只能说明平抛运动在竖直方向做自由落体运动

B. 乙实验只能说明平抛运动在水平方向做匀速直线运动

C. 不能说明上述规律中的任何一条

D. 甲、乙二个实验均能同时说明平抛运动在水平、竖直方向上的运动性质

【答案】AB

【解析】

【详解】甲实验中小锤打击弹性金属片，B球就水平飞出，同时A球被松开，做自由落体运动，两球同时落到地面，知B球竖直方向上的运动规律与A球相同，即平抛运动竖直方向上做自由落体运动；乙实验中把两个质量相等的小钢球从斜面的同一高度由静止同时释放，滑道2与光滑水平板平滑连接，则将观察到的现象是球1落到水平木板上击中球2，知球1在水平方向上的运动规律与球2相同，即平抛运动在水平方向上做匀速直线运动。

故选AB。

16. 用如图所示的装置可以探究做匀速圆周运动的物体需要的向心力的大小与哪些因素有关。

①本实验采用的科学方法是__________。

A.控制变量法     B.累积法     C.微元法     D.放大法

②图示情景正在探究的是__________。

A.向心力的大小与半径的关系           B.向心力的大小与线速度大小的关系

C.向心力的大小与角速度大小的关系     D.向心力的大小与物体质量的关系

③通过本实验可以得到的结果是__________。

A.在质量和半径一定的情况下，向心力的大小与角速度成正比

B.在质量和半径一定的情况下，向心力的大小与线速度的大小成正比

C.在半径和角速度一定的情况下，向心力的大小与质量成正比

D.在质量和角速度一定的情况下，向心力的大小与半径成反比。

（3）发现万有引力定律和测出引力常量的科学家分别是__________。

A.牛顿、伽利略     B.开普勒、伽利略     C.开普勒、卡文迪许     D.牛顿、卡文迪许

【答案】    ①. A    ②. C    ③. C    ④. D

【解析】

【详解】①[1]本实验探究做匀速圆周运动的物体需要的向心力的大小与哪些因素有关，需要控制某些变量相同，故采用的是控制变量法；

故选A。

②[2]图示情景控制了小球的质量相同，圆周运动的半径相同，线速度相等，但用不同的轮塔，则角速度不相等，故探究的是向心力的大小与角速度大小的关系。

故选C

③[3]A．由可知在质量和半径一定的情况下，向心力的大小与角速度的平方成正比，A错误；

B．由，在质量和半径一定的情况下，向心力的大小与线速度平方的大小成正比，B错误；

C．由，在半径和角速度一定的情况下，向心力的大小与质量成正比，C正确；

D．由，在质量和角速度一定的情况下，向心力的大小与半径成正比，D错误；

故选C。

（3）[4]牛顿借助自己的力学成就并对前人的研究成果分析，总结出了万有引力定律；卡文迪许通过扭秤实验证明了万有引力的正确性并测出了引力常量的值。

故选D。

四、计算题（共25分）解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。

17. 如图甲，在“雪如意”国家跳台滑雪中心举行的北京冬奥会跳台滑雪比赛是一项“勇敢者的游戏”，穿着专用滑雪板的运动员在助滑道上获得一定速度后从跳台飞出，身体前倾与滑雪板尽量平行，在空中飞行一段距离后落在倾斜的雪道上，其过程可简化为图乙。现有某运动员从跳台O处沿水平方向飞出，在雪道P处着落，测得间的距离，倾斜的雪道与水平方向的夹角，不计空气阻力，重力加速度，，。求：

（1）运动员在空中飞行的时间；

（2）运动员在O处的起跳速度大小；

（3）可以证明运动员在空中离倾斜雪道的距离最远时其速度方向与倾斜的雪道平行，求此时运动员的速度大小。

【答案】（1）；（2）；（3）

【解析】

【详解】（1）运动员飞离O点后做平抛运动，竖直方向上满足

解得

（2）运动员飞离O点后做平抛运动。水平方向上满足

解得

（3）当运动员速度方向与倾斜的雪道平行时有

解得

18. 如图所示，小球的质量为m，固定在长为L的轻绳一端，绕绳的另一端O点在竖直平面内做圆周运动，悬点O距离地面的高度为2L，求：

（1）若小球恰好能到达最高点A，则通过A点时的瞬时速度的大小为多少？

（2）若小球经过最低点B时速度为，求此时绳对球的作用力的大小

（3）在满足（2）的情况下，若恰好在最低点B时绳断了，绳断前后的瞬间小球的速度大小不变，求小球落地时的速度大小。

【答案】（1）；（2）；（3）

【解析】

【详解】（1）若小球恰好能到达最高点A，重力刚好提供向心力，则有

解得

（2）若小球经过最低点B时速度为，根据牛顿第二定律可得

解得

（3）在满足（2）的情况下，若恰好在最低点B时绳断了，小球做平抛运动，竖直方向有

小球落地时速度大小为

五、附加题（本题共10分，解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤）

19. 环保人员在一次检查时发现，有一根排污管正在向外满口排出大量污水。这根管道水平设置，管口离地面有一定的高度，如图所示。现在，环保人员只有一把卷尺，请问需要测出哪些数据就可大致估测该管道的排污量？写出测量每秒钟排污体积的表达式。（特别提醒每一个测量的物理量及使用的物理规律要用物理语言和常用的符号表述）

【答案】需要测量的物理量为：竖直高度h、水平位移x、出水口的直径d，

【解析】

【详解】水做平抛运动，水平方向上做匀速直线运动，竖直方向上做自由落体运动，用卷尺测量竖直高度h和水平位移x，由平抛运动规律有

，

得

设出水口的直径为d，单位时间内流出的水量，即排污量为