2022-2023学年四川省内江市威远中学校高一下学期期中物理试题含答案

  威远中学校高2025届高一第二学期半期考试

物理试卷

一、单选题（本题共7小题，每小题只有一个选项符合题意）

1. 下列说法中，正确的是（　　）

A. 做匀速圆周运动的物体，相等的时间内通过的位移相等

B. 做匀速圆周运动的物体，除了受到别的物体对它的作用力外，还一定受到个向心力的作用

C. 物体受到几个恒力的作用处于平衡状态，若再对物体施加一个恒力，则物体不一定做匀变速直线运动

D. “探究平抛物体的运动”实验中，建立坐标系时，以斜槽末端端口位置为坐标原点

【答案】C

【解析】

【详解】A．匀速圆周运动的速度方向改变，相等时间内的位移大小相等，但方向不同，A错误；

B．做匀速圆周运动的物体所需的向心力由合外力提供，不能说受到向心力，B错误；

C．物体处于平衡状态时，所施加的恒力等于合力，当合力与速度方向不共线时，物体做匀变速曲线运动，C正确；

D．应以小球在斜槽末端球心的投影为坐标原点，以末端端口为坐标原点误差较大，D错误。

故选C。

2. 下列说法中，正确的是（　　）

A. 引力常量是牛顿首先测出的

B. 卫星做匀速圆周运动，由于卫星的速度时刻改变，所以地球引力对卫星做了功

C. 地球同步卫星根据需要可以定点在北京正上空

D. 作用力和反作用力所做的功代数和可以不为零

【答案】D

【解析】

【详解】A．卡文迪许首先测出引力常量，A错误；

B．引力与速度方向垂直，所以引力对卫星不做功，B错误；

C．同步卫星只能在赤道正上方固定轨道，C错误；

D．作用力和反作用力做正功、负功或不做功的情况都有可能，代数和可以不为零，D正确。

故选D。

3. 如图所示，质量为m的物体相对静止在倾角为θ的斜面上，斜面沿水平方向向右匀速移动了距离l，物体相对斜面静止，则下列说法正确的是（　　）

A. 重力对物体做正功

B. 摩擦力对物体做负功

C. 合力对物体做功不为零

D. 支持力对物体不做功

【答案】B

【解析】

【详解】A．重力竖直向下，位移水平向右，故重力对物体不做功，故A错误；

C．合力为0，故合力对物体做功为零，故C错误；

B．摩擦力沿斜面向上，与位移的夹角为钝角，故摩擦力对物体做负功，故B正确；

D．支持力垂直于斜面向上，与位移的夹角为锐角，故支持力对物体做正功，故D错误。

故选B

4. 如图是某船采用甲、乙、丙三种过河方式的示意图（河宽相同），船在静水中的速度不变，河中各处的水流速度不变，图中小船尖端指向为船头方向。下列判断正确的是（　　）

A. 由甲图可判断出

B 乙图过河方式过河时间最长

C. 甲、乙、丙三种过河方式中，丙图过河方式过河速度最大

D. 甲、丙两图过河方式过河时间不可能相同

【答案】C

【解析】

【详解】A．根据图甲可知，船的合速度方向垂直于河岸，船在静水中的速度方向指向上游，根据运动的合成有

则有

A错误；

B．根据图乙可知，船在静水中的速度方向垂直于河岸，此时过河时间最短，则有

B错误；

C．根据上述，在图甲中有

在图乙中，根据运动的合成有

解得

在图丙中，令船头指向与下游河岸夹角为，该夹角为锐角，根据运动的合成有

解得

可知

即甲、乙、丙三种过河方式中，丙图过河方式过河速度最大，C正确；

D．甲、丙两图过河方式，当船头指向与垂直于河岸方向夹角均为时，这两种过河发生时间相等，令河宽为d，根据分运动的等时性与独立性有

即甲、丙两图过河方式过河时间可能相同，D错误。

故选C。

5. 如图所示，B和C是一组塔轮，即B和C半径不同，但固定在同一转动轴上，其半径之比为RB:RC=3:2，A轮的半径大小与C轮相同，它与B轮紧靠在一起，当A轮绕过其中心的竖直轴转动时，由于摩擦作用，B轮也随之无相对滑动地转动起来。a、b、c分别为三轮边缘的三个点，则a、b、c三点在运动过程中的（　　）

A. 线速度大小之比为3:3:2 B. 角速度之比为3:3:2

C. 转速之比为2:3:2 D. 周期之比为2:3:2

【答案】A

【解析】

【详解】A．A轮、B轮靠摩擦传动，边缘点线速度大小相等，故

B轮、C轮角速度相同，根据

可知，速度之比为半径之比，所以

则

故A正确；

B．b、c角速度相同，而a、b线速度大小相等，根据

可知

则

故B错误；

C．根据

可得

故C错误；

D．根据

结合

可得

故D错误。

故选A。

6. 如图所示，如果一位高为h的中学生绕着O点把倒在地上的旗杆扶起来，当学生以速度v向左运动时，旗杆与地面的夹角恰为α，则旗杆转动的角速度为（　　）

A.  B.  C.  D.

【答案】A

【解析】

【分析】

【详解】根据运动的合成与分解得

此时手到O的距离

根据线速度角速度关系可知

解得

故选A

7. 如图所示，水平面上固定有一个斜面，从斜面顶端向右平抛一只小球，当初速度为v0时，小球恰好落到斜面底端，平抛的飞行时间为t0.现用不同的初速度v从该斜面顶端向右平抛这只小球，以下哪个图象能正确表示平抛的飞行时间t随v变化的函数关系（    ）

A.  B.

C.  D.

【答案】C

【解析】

【详解】若v>v0，则小球抛出后落在平面上，其运动时间均相等，不会随v变化；若v<v0，则小球落在斜面上．设小球运动时间为t，斜面倾斜角为θ，则其水平位移

x=vt

竖直位移

y=gt2

tan θ=

解得

故选C。

二、多选题（本题共3小题。每小题有多个选项符合题意）

8. 近年来，我国航天与深潜事业的发展交相辉映，“可上九天揽月，可下五洋捉鳖”已不再是梦想，若处于393km高空圆轨道上的“神舟十一”号的向心加速度为，转动角速度为；处于7062m深海处随地球自转的“蛟龙”的向心加速度为，转动角速度为；地球表面的重力加速度为g，则下列结论正确的是（  ）

A.  B.  C.  D.

【答案】BD

【解析】

【详解】AB．由万有引力提供向心力，得

得

又

所以

其中

r=R+h

将地球表面的重力加速度

g=9.8m/s2

地球的半径

R=6400km

代入公式得

ω1=1.13×10-3rad/s

而“蛟龙”的角速度与地球的角速度相等，为

所以

ω1＞ω2

故A错误，B正确；

CD．由

解得

则知神舟十一号的向心加速度比地球表面的重力加速度小，所以

g＞a1

又

a=ω2r

神舟十一的角速度、轨道半径均大于蛟龙号，所以神舟十一号的向心加速度一定大于蛟龙号，可知

g＞a1＞a2

故C错误，D正确。

故选BD

9. 如图所示，用一轻质绳拴着一可视为质点、质量为m的小球，在竖直平面内做圆周运动。小球运动到最高点时和最低点时绳对小球的拉力分别用和表示，小球在最高点和最低点时的速度大小分别用和表示。改变小球运动的速度，其和关系图像如图甲乙中两条图线A、B所示，图线中a、b均为已知值，重力加速度为g，不计空气阻力。下列说法正确的是（　　）

A. 图线A和图线B斜率相同

B. 根据图像可得

C. 当时，小球不能过最高点

D. 只要，小球就能够在竖直平面内做完整的匀速圆周运动

【答案】ABC

【解析】

【详解】A．设绳长为L，最高点由牛顿第二定律得

则

同理：在最低点有

两线斜率相等，选项A正确；

B．对应图象有：当

得

选项B正确；

CD．只有当

时，小球才能通过最高点，能做完整的圆周运动，但不是匀速圆周运动，选项C正确，D错误。

故选ABC。

10. 有一质量为103kg的汽车，发动机额定功率为4×104W，在平直路面上行驶时所受阻力恒为车重的0.3倍，汽车以1m/s2的恒定加速度启动，重力加速度g取10m/s2。车辆启动过程中，下列说法正确的是（　　）

A. 发动机最大牵引力为4×103N

B. 做匀加速运动持续的时间为10s

C. 5s末汽车的速度为10m/s

D. 5s末发动机的实际功率为2×105W

【答案】AB

【解析】

【详解】A．汽车做匀加速直线运动时，牵引力最大，则

发动机最大牵引力为

故A正确；

B．匀加速运动结束时，发动机功率刚好到额定功率，则

匀加速运动持续的时间为

故B正确；

C．5s末汽车的速度为

故C错误；

D．5s末发动机的实际功率为

故D错误。

故选AB。

三、实验题

11. 某探究小组用如图所示的向心力演示器探究向心力大小的表达式。已知小球在挡板A、B、C处做圆周运动的轨迹半径之比为，请回答以下问题：

①在该实验中，主要利用了 ____________ 来探究向心力与质量、半径、角速度之间的关系；

A.理想实验法 B.微元法 C.控制变量法 D.等效替代法

②探究向心力与角速度之间的关系时，应选择半径 _________ （填“相同”或“不同”）的两个塔轮；同时应将质量相同的小球分别放在 __________ 处；

A.挡板A与挡板B   B.挡板A与挡板C    C.挡板B与挡板C

③探究向心力与角速度之间的关系时，若图中标尺上红白相间的等分格显示出两个小球所受向心力的比值为，运用圆周运动知识可以判断与皮带连接的变速塔轮对应的半径之比为 ______ 。

A.   B.    C.    D.

【答案】    ①. C    ②. 相同    ③. B    ④. D

【解析】

【详解】①[1]探究向心力、质量、半径与角速度之间的关系采用的是控制变量法，故C正确，ABD错误。

故选C。

②[2]探究向心力与角速度之间的关系时，控制变量，要求半径相同；

[3]为保证半径相同，应将质量相同的小球分别放在挡板A与挡板C，故B正确，AC错误。

故选B。

③[4]两个小球所受的向心力的比值为1：9，根据公式可得角速度之比为1：3，传动皮带线速度大小相等，由可知，塔轮的半径之比为3：1，故D正确，ABC错误。

故选D。

12. 如图所示，在“研究平抛运动”的实验中，可以描绘出小球平抛运动的轨迹，实验简要步骤如下：

A．让小球多次从同一位置静止释放，在一张印有小方格的纸上记下小球经过的一系列位置，如图中a、b、c、d所示；

B．安装好器材，注意斜槽末端切线水平，记下平抛初位置O点和过O点的水平线与竖直线；

C．取下方格纸，以O为原点，以水平线为x轴，竖直线为y轴建立坐标系，用平滑曲线画出小球平抛运动的轨迹。

(1)上述实验步骤的合理顺序是____________；

(2)已知图中小方格的边长为10cm，则小球从a位置运动到c位置所用的时间为_____，小球平抛的初速度为____。b点到抛出点的竖直高度为_______cm。g=10m/s2。

【答案】    ①. BAC    ②. 0.2s    ③. 2m/s    ④. 11.25cm

【解析】

【详解】(1)[1]先安装器材，再进行实验，最后数据处理，则实验步骤应为BAC。

(2)[2][3][4]对ab、bc段竖直位移运用相等时间内位移差的性质

解得

故

四、解答题（本题共3小题）

13. 如图所示，水平转台上有一质量为m小物块，用长为L的细绳连接在通过转台中心的竖直转轴上，细线与转轴间的夹角为，系统静止时，细线刚好伸直但绳中张力为零。已知物块与转台间动摩擦因数为，重力加速度用g表示，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。当物块随转台由静止开始缓慢加速转动且未离开转台的过程中，求：

（1）绳子刚好对物块有拉力时，转台的线速度的大小；

（2）转台对物块支持力刚好为零时，转台的周期。

【答案】（1）；（2）

【解析】

【详解】（1）绳子刚有拉力时有

物块做匀速圆周运动半径

解得

（2）转台对物块支持力恰好为零时，设绳子拉力为T，对物块受力分析得

物块做匀速圆周运动的半径

解得

14. 如图所示，半径为的竖直半圆光滑轨道在B点与水平面平滑连接，一个质量为的小滑块（可视为质点）静止在A点。一瞬时冲量使滑块以一定的初速度从A点开始运动，经B点进入圆轨道，沿圆轨道运动到最高点C，并从C点水平飞出，落在水平面上的D点。经测量，D、B间的距离为，A、B间的距离为，滑块与水平面的动摩擦因数为，重力加速度为。求：

（1）滑块通过C点时的速度大小；

（2）滑块经过圆轨道最高点C点时对轨道的弹力；

（3）滑块在A点的速度大小。

【答案】（1）；（2），方向竖直向上；（3）

【解析】

【详解】（1）滑块从C到D做平抛运动，竖直方向有

水平方向有

解得滑块通过C点时的速度大小为

（2）滑块经过圆轨道最高点C点时，根据牛顿第二定律可得

解得

根据牛顿第三定律可知，滑块经过圆轨道最高点C点时对轨道的弹力大小为，方向竖直向上。

（3）设滑块在A点速度为，滑块从A到C过程，根据动能定理可得

解得

15. 某公园的台阶如图甲所示，已知每级台阶的水平距离，高度。台阶的侧视图如图乙所示，虚线恰好通过每级台阶的顶点。某同学将一小球置于最上面台阶边缘的点，并沿垂直于台阶边缘将其以初速度水平抛出，空气阻力不计。

(1)要使小球落到第1级台阶上，初速度的范围为多大？

(2)若，小球首先撞到哪一级台阶上？

(3)若小球可直接击中点，求此种情况下小球从抛出开始到离虚线最远时所经历的时间。

(4)若，每次与台阶或地面碰撞时，竖直方向的速度大小都变为原来的0.5倍，方向与原方向相反，试求小球从抛出到与台阶或地面第4次碰撞所经历的总时间。

【答案】(1) ； (2)第三台阶；(3) ；(4)

【解析】

【详解】(1)速度最大时，刚落到第一台阶边缘，则有

，

解得

要使小球落到第1级台阶上，初速度的范围为

(2)假设小球刚好撞到第二台阶边缘，则运动时间为

此时下落的高度为

所以小球将越过第二台阶，如果落到第三台阶，则有

，

解得

所以小球首先撞到第三台阶上。

(3) 小球可直接击中点，则有

，

解得

，

当速度方向平行与AB时，小球从抛出开始到离虚线最远，则有

解得

(4)因为

小球直接落到地面上。落地时，竖直分速度为

从第一次碰撞到第二次碰撞，有

从第二次碰撞到第三次碰撞，有

从第三次碰撞到第四次碰撞，有

总时间为