2022-2023学年安徽省合肥市六校联盟高一（下）期中物理试卷-普通用卷

2022-2023学年安徽省合肥市六校联盟高一（下）期中物理试卷

1.  下列说法中正确的是(    )

A. 速度变化的运动必定是曲线运动 B. 做曲线运动的物体的速度方向必定变化
C. 加速度变化的运动必定是曲线运动 D. 加速度恒定的运动不可能是曲线运动

2.  关于行星运动的规律，下列说法符合史实的是(    )

A. 开普勒在牛顿定律的基础上，导出了行星运动的规律
B. 开普勒总结出了行星运动的规律，发现了万有引力定律
C. 开普勒在天文观测数据的基础上，总结出了行星运动的规律
D. 开普勒总结出了行星运动的规律，并找出了行星按照这些规律运动的原因

3.  “旋转纽扣”是一种传统游戏。如图，先将纽扣绕几圈，使穿过纽扣的两股细绳拧在一起，然后用力反复拉绳的两端，纽扣正转和反转会交替出现。拉动多次后，纽扣绕其中心的角速度可达，此时纽扣上距离中心处一点的向心加速度大小为(    )

A.  B.  C.  D.

4.  大麦哲伦云和小麦哲伦云是银河系外离地球最近的星系很遗憾，在北半球看不见。大麦哲伦云的质量为太阳质量的倍，即，小麦哲伦云的质量为太阳质量的倍，两者相距光年，已知，则大麦哲伦云和小麦哲伦云之间的引力约为(    )

A.  B.  C.  D.

5.  如图是一皮带传动装置的示意图，右轮半径为，是它边缘上的一点。左侧是一轮轴，大轮半径为，小轮半径为。点在小轮上，到小轮中心的距离为。点和点分别位于小轮和大轮的边缘上。如果传动过程中皮带不打滑，则(    )

A. 和的线速度大小相等 B. 和的线速度大小相等
C. 和的角速度大小相等 D. 和的角速度大小相等

6.  下列有关运动的说法正确的是(    )

 

A. 图甲球在水平面内做匀速圆周运动，球受到重力、绳子的拉力和向心力的作用
B. 图甲球在水平面内做匀速圆周运动，球角速度越大则偏离竖直方向的夹角越小
C. 图乙质量为的小球在最高点对管壁的压力方向，可能竖直向上也可能竖直向下
D. 图乙质量为的小球在最高点对管壁的压力大小为，则此时小球的速度一定为

7.  如图，半径为的半球形陶罐，固定在可以绕竖直轴旋转的水平转台上，转台转轴与过陶罐球心的对称轴重合。转台以一定角速度匀速转动。一质量为的小物块随陶罐一起转动且相对罐壁静止，则下列说法正确的有(    )

A. 小物块可能受到  个力的作用
B. 小物块与陶罐间的摩擦力一定为零
C. 小物块与陶罐间的摩擦力可能不为零
D. 小物块所受弹力的方向一定指向陶罐的球心

8.  年月，红军为突破“围剿”决定强渡大渡河。首支共产党员突击队冒着枪林弹雨依托仅有的一条小木船坚决强渡。若河面宽，水流速度，木船相对静水速度，则(    )

A. 渡河的最短时间为 B. 渡河的最短时间为
C. 渡河的最短航程为 D. 渡河的最短航程为

9.  如图所示，海王星绕太阳沿椭圆轨道运动，为近日点，为远日点，、为轨道短轴的两个端点，运行的周期为，若只考虑海王星和太阳之间的相互作用，则海王星在从经、、再返回的运动过程中(    )

A. 从到所用时间小于
B. 从到阶段，速率一直变小
C. 海王星在点的角速度等于点的角速度
D. 海王星运行轨道半长轴的三次方与其运行周期的平方之比与海王星的质量有关

10.  中国的面食文化博大精深，种类繁多，其中“山西刀削面”堪称天下一绝，传统的操作手法是一手托面，一手拿刀，直接将面削到开水锅里。如图所示，小面圈可视为质点刚被削离时距开水锅的高度为，与锅沿的水平距离为，锅的半径也为，将削出的小面圈的运动视为平抛运动，且小面圈都落入锅中，重力加速度为。则下列关于所有小面圈在空中运动的描述，正确的是(    )

A. 运动的时间都相同
B. 速度的变化量都相同
C. 若小面圈的初速度为，则
D. 小面圈落入锅中时，最大速度是最小速度的倍

11.  用如图所示的装置来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。两个变速轮塔通过皮带连接，转动手柄使长槽和短槽分别随变速轮塔匀速转动。槽内的钢球就做匀速圆周运动。横臂的挡板对钢球的压力提供向心力，钢球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力筒下降，从而露出标尺，标尺上的黑白相间的等分格显示出两个钢球所受向心力的比值。如图是探究过程中某次实验时装置的状态。
在研究向心力的大小与质量关系时，要保持______ 相同。
A.和
B.和
C.和
D.和
如图，若两个钢球质量和半径相等，则是在研究向心力的大小与______ 的关系。
A.质量
B.半径
C.角速度
若两个钢球质量和半径相等，标尺上黑白相间的等分格显示出两个小球所受向心力的比值为：，则与皮带连接的两个变速轮塔的半径之比为______ 。
A.：
B.：
C.：
D.：
 

12.  三个同学根据不同的实验条件，进行了“探究平抛运动规律”的实验：

甲同学采用如图所示的装置。用小锤打击弹性金属片，金属片把球沿水平方向弹出，同时球被松开，自由下落，观察到两球同时落地，改变小锤打击的力度，即改球弹出时的速度，两球仍然同时落地，这说明______ ；
乙同学采用如图所示的装置。两个相同的弧形轨道、，分别用于发射小铁球、，其中的末端与可看作光滑的水平板相切；两轨道上端分别装有电磁铁、；调节电磁铁、的高度，使，从而保证小铁球、在轨道出口处的水平初速度相等，现将小铁球、分别吸在电磁铁、上，然后切断电源，使两小铁球能以相同的初速度同时分别从轨道、的下端射出。实验可观察到的现象应是______ ，若改变弧形轨道距水平地面的高度，其它条件不变，重复上述实验，仍能观察到相同的现象，这说明______ ；
丙同学采用频闪照相的方法拍摄到如图所示的“小球做平抛运动”的照片。图中每个小方格的边长为，则由图可得频闪照相的时间间隔 ______ ， ______ 取。

13.  如图，人造卫星能够绕地球做匀速圆周运动是因为地球对卫星的万有引力提供了卫星做圆周运动所需要的向心力。已知地球的质量为，卫星的质量为，卫星与地球之间的距离为，万有引力常量为。
求卫星运动的线速度大小；
若卫星与地球之间的距离为，求卫星运动的周期。

14.  如图是小型电动打夯机的结构示意图，电动机带动质量为 的重锤重锤可视为质点绕转轴匀速转动，重锤转动半径为电动机连同打夯机底座的质量为，重锤和转轴之间连接杆的质量可以忽略不计，重力加速度取．
重锤转动的角速度为多大时，才能使打夯机底座刚好离开地面？
若重锤以上述的角速度转动，当打夯机的重锤通过最低位置时，打夯机对地面的压力为多大？

15.  如图，某同学利用无人机玩“投弹”游戏。无人机以的速度水平向右匀速飞行，在某时刻释放了一个小球。此时无人机到水平地面的距离，空气阻力忽略不计，取，求。
小球下落的时间；
小球释放点与落地点之间的水平距离；
小球落地时的速度。

16.  某人站在水平地面上，手握不可伸长的轻绳一端，绳的另一端系有质量为的小球，使球在竖直平面内以手为圆心做圆周运动。当球某次运动到最低点时，绳恰好受到所能承受的最大拉力被拉断，球以绳断时的速度水平飞出，通过水平距离后落地。已知握绳的手离地面高度为，手与球之间的绳长为，重力加速度为，忽略空气阻力，则
绳能承受的最大拉力是多少？
保持手的高度不变，改变绳长，使重复上述运动，若绳仍在球运动到最低点时达到最大拉力被拉断，要使球抛出的水平距离最大，绳长应是多少？最大水平距离是多少？

答案和解析

1.【答案】 

【解析】解：由于速度是矢量，速度变化可以是大小和方向中的一个或两个同时变化，如果速度变化是由速度大小变化引起的，而方向不变，则此运动为直线运动，故A错误；
B.做曲线运动物体的速度方向为曲线上各点的切线方向，则其速度方向一定发生变化，故B正确；
C.加速度变化的运动，如果加速度方向与速度方向在同一直线上，只是加速度大小变化，则物体做直线运动，如变加速直线运动，故C错误；
D.加速度恒定的运动可以是曲线运动，如平抛运动的物体加速度是恒定不变的，故D错误。
故选：。
物体做曲线运动时，所受合外力的方向与加速度的方向在同一直线上，合力可以是恒力，也可以是变力，加速度可以是变化的，也可以是不变的．平抛运动的物体所受合力是重力，加速度恒定不变，平抛运动是一种匀变速曲线运动。
本题关键是对质点做曲线运动的条件的考查，匀速圆周运动，平抛运动等都是曲线运动，对于它们的特点要掌握住。
 

2.【答案】 

【解析】解：、开普勒在第谷的天文观测数据基础上，总结出了行星运动的规律，故A错误，C正确；
B、开普勒总结出了行星运动的规律，牛顿发现了万有引力定律，故B错误；
D、开普勒总结出了行星运动的规律，但他没有找出行星按照这些规律运动的原因，故D错误；
故选：。
本题考查了物理学史，人类认识行星运动规律出现的几位物理学家及其事迹。
本题考查人类研究天体运动中的发展历程，了解部分物理学史，知道相关科学家的事迹，即可正确求解。
 

3.【答案】 

【解析】解：纽扣上的点转动角速度，半径，由得向心加速度为
故选：。
向心加速度的求解
学生须对基本公式加强记忆，学生很容易公式中的平方忘记
 

4.【答案】 

【解析】解：由题意可知小麦哲伦云的质量为：

大麦哲伦云和小麦哲伦云之间的距离为
由此可知大麦哲伦云和小麦哲伦云之间的引力约为：
，故B正确，ACD错误；
故选：。
根据万有引力定律，代入数据计算出对应的引力大小。
本题主要考查了万有引力定律的相关应用，熟悉万有引力定律并代入数据即可完成分析，要注意数据单位的转换。
 

5.【答案】 

【解析】解：、由图可知，、两点同缘传动，则、两点的线速度大小相等，、两点的角速度大小相等，由得点的线速度大于点的线速度，则点线速度大于点的线速度，故A错误；
B、由图可知、属于同轴传动，则、角速度大小相等，由得的线速度小于的线速度，故B错误；
C、由图可知、两点同缘传动，则、两点的线速度大小相等，由得、的半径不同，故角速度不相等，故C错误；
D、由图可知、同轴传动，角速度相等，故D正确。
故选：。
同缘传送，线速度相等；同轴传送，角速度相等；结合分析即可
同缘传送，线速度相等；同轴传送，角速度相等；结合分析即可。简单的公式分析，注意控制变量法的应用
 

6.【答案】 

【解析】解：球在水平面内做匀速圆周运动，球受到重力、绳子的拉力的作用，向心力由拉力水平方向的分力提供，故A错误；
B.根据
解得
可知，球角速度越大则偏离竖直方向的夹角越大，故B错误；
C.若球与管壁之间没有力的作用，则
解得
可知，当球的速度大于上述速度时，管壁对球的作用力方向竖直向下，根据牛顿第三定律，球对管壁的作用力方向竖直向上，当球的速度小于上述速度时，管壁对球的作用力方向竖直向上，根据牛顿第三定律，球对管壁的作用力方向竖直向下，故C正确；
D.若管壁对球的作用力方向竖直向下，则有
整理解得
若管壁对球的作用力方向竖直向上，则有
整理解得
故D错误。
故选：。
A、球受到重力、绳子的拉力的作用，向心力由拉力水平方向的分力提供；
B、对小球受力分析根据合力提供向心力可知球角速度与偏离竖直方向的角的关系；
、小球在最高点和最低点分别列式求得速度大小；
本题考查向心力知识点，熟练掌握受力分析与物体所受合力提供向心力即可解决。
 

7.【答案】 

【解析】解：小物块受到重力和陶罐对它的支持力，但摩擦力的有无无法判断，若二者合力恰好提供向心力，则无摩擦，否则有摩擦，故可能受到个或个力的作用，故AB错误，C正确；
D.小物块所受弹力支持力的方向与接触面垂直，一定指向陶罐的球心，故D正确。
故选：。
物体一定受重力和支持力的作用，若二者合力恰好提供向心力，则无摩擦，否则有摩擦；
解决本题的关键搞清物块受摩擦力的大小及方向，并判断出支持力额方向。
 

8.【答案】 

【解析】解：、当船头指向对岸时，渡河时间最短，最短时间为
故A错误，B正确；
、根据题意可知，船在静水中的速度大于水流速度，则通过调整船头方向，可以使船的合速度方向指向正对岸，则渡河的最短航程为，故D错误，C正确。
故选：。
当船头垂直于河岸时，渡河时间最短，根据求解最短时间；船在静水中的速度大于水流速度，则船能到达正对岸，渡河的最短航程为河宽。
本题考查小船过河问题，解题关键是知道小船渡河时间最短和位移最小得条件，结合运动学公式求解即可。
 

9.【答案】 

【解析】解：根据开普勒第二定律可知，海王星在点速率最大，在点速率最小，则从到阶段，速率一直变小，由对称性可知，从运动到的过程中所用时间为，则从到所用时间小于，故AB正确；
C.根据题意，根据线速度的计算公式可得：

可得：
根据题意可知：


则有，故C错误；
D.由开普勒第三定律可知，海王星运行轨道半长轴的三次方与其运行周期的平方之比与中心天体的质量有关，即与太阳的质量有关，故D错误。
故选：。
根据开普勒第二定律分析出海王星的速率变化趋势，结合对称性得出对应的时间关系；
根据线速度的计算公式得出半径的大小关系得出角速度的大小关系；
根据开普勒第三定律结合题意完成分析。
本题主要考查了开普勒定律的相关应用，熟悉开普勒定律的内容，结合线速度的计算公式即可完成分析。
 

10.【答案】 

【解析】解：、小面圈做平抛运动，每片小面圈做平抛运动的高度相同，由得，
则运动的时间都相同，A正确；
B、由可知，小面圈下落时间相等，根据得，速度变化量都相同，故B正确；
C、小面圈水平方向做匀速直线运动，落入锅中的最大水平位移为
则最大水平速度
最小水平位移为
则最小水平速度
即小面圈的初速度
故C正确；
D、小面圈落入锅中的速度为
其中
则最大速度不是最小速度的倍，故D错误。
故选：。
小面圈做平抛运动，竖直方向为自由落体运动，水平方向为匀速直线运动；竖直方向根据位移时间公式比较运动的时间，根据比较速度的变化量；水平方向根据求解初速度的取值范围；小面圈落入锅中的速度为合速度，根据平行四边形定则求解合速度。
本题考查平抛运动，解题关键是知道平抛运动水平分运动为匀速直线运动，竖直分运动为自由落体运动，结合运动学公式列式求解即可。
 

11.【答案】     

【解析】解：在研究向心力的大小与质量关系时，采用控制变量法，可知必须保持角速度和转动半径相同，故ABC错误，D正确；
故选：。
两个钢球质量和半径相等，则是在研究向心力的大小与角速度的关系，故AB错误，C正确；
故选：。
根据，两个钢球质量和半径相等，所受向心力的比值为：，则转动的角速度之比为：。
因为靠皮带传动，变速轮塔的线速度大小相等，根据，可知与皮带连接的变速轮塔对应的半径之比为：，故ABD错误，C正确。
故选：。
故答案为：；；。
在研究向心力的大小与质量关系时，采用控制变量法，由此可判断必须保持和相同；
再根据控制变量法，确定所要控制的物理量；
靠皮带传动，两变速轮塔的线速度大小相等，根据公式，可求与皮带连接的变速轮塔对应的半径之比。
本题考查探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系实验，要求学生熟悉实验使用的方法，并能运用公式进行分析。
 

12.【答案】平抛运动的物体在竖直方向上做自由落体运动  球会砸中球  平抛运动的物体在水平方向上做匀速直线运动     

【解析】解：两球同时落地，知球在竖直方向上的运动规律与球相同，即平抛运动在竖直方向上做自由落体运动．
切断电源，使两小球能以相同的初速度同时分别从轨道、的末端射出．实验可观察到的现象应是球击中球，可知球在水平方向上的运动规律与球相同，即平抛运动在水平方向上做匀速直线运动．
因为小球在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上做自由落体运动．
则有：，即，解得
又因为，解得
代入、的值得．
故答案为：平抛运动的物体在竖直方向上做自由落体运动；球会砸中球；平抛运动的物体在水平方向上做匀速直线运动；；
根据球的竖直分运动与球的运动相同得出平抛运动竖直分运动是自由落体运动．
根据球水平方向上的分运动与球相同，得出平抛运动水平分运动是匀速直线运动．
根据竖直方向上连续相等时间内的位移之差是一恒量求出相等的时间间隔，结合水平位移和时间间隔求出平抛运动的初速度．
解决本题的关键知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，结合运动学公式和推论灵活求解，难度不大．
 

13.【答案】解：根据万有引力充当向心力
解得
根据万有引力充当向心力
解得。
答：卫星运动的线速度大小；
卫星运动的周期。 

【解析】根据万有引力充当向心力，求卫星线速度大小和周期。
本题解题关键是掌握原理，万有引力提供向心力，难度不高，比较基础。
 

14.【答案】当拉力大小等于电动机连同打夯机底座的重力时，才能使打夯机底座刚好离开地面．
有：
对重锤有：
解得：．
在最低点，对重锤有：
则：
对打夯机有：．
答：重锤转动的角速度为时，才能使打夯机底座刚好离开地面；
打夯机对地面的压力为． 

【解析】重锤做圆周运动，在最高点靠重力和拉力的合力提供向心力，当拉力的大小等于电动机连同打夯机底座的重力时，才能使打夯机底座刚好离开地面．
根据牛顿第二定律求出重锤通过最低位置时对重锤的拉力，对打夯机受力分析，求出地面的支持力，从而得知打夯机对地面的压力．
解决本题的关键采用隔离法分析，对重锤，在竖直方向上的合力提供圆周运动的向心力．对打夯机受力平衡．
 

15.【答案】解：小球离开无人机时，具有和无人机相同的水平速度，即
小球竖直方向做自由落体运动，由位移时间公式得：
则小球下落的时间为
小球水平方向做匀速直线运动，水平位移为
小球落地时竖直方向的分速度大小为
则小球落地时的速度大小为
设小球落地时的速度方向与水平方向夹角为，则有
则
即小球落地时速度大小为，方向与水平方向成 角斜向右下方。
答：小球下落的时间为；
小球释放点与落地点之间的水平距离为；
小球落地时的速度大小为，方向与水平方向成 角斜向右下方。 

【解析】小球抛出后做平抛运动，竖直方向做自由落体运动，根据运动学公式即可求解时间；
小球水平方向做匀速直线运动，根据求解水平距离；
根据求解落地时竖直分速度，根据平行四边形定则和几何关系求解落地速度。
本题考查了平抛运动的规律，解题关键是知道平抛运动可以分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动，结合平抛运动公式列式求解即可。
 

16.【答案】解：设绳能承受的最大拉力，此时小球的速度为，由牛顿第二定律得：
绳断之后，小球做平抛运动，竖直方向：
水平方向：
代入数据联立解得：
设绳长为时，球抛出的水平距离最大，小球运动到最低点的速度为，由牛顿第二定律得：
绳断之后，小球做平抛运动，竖直方向：
水平方向：
联立整理得：
则当时，最大，最大距离为
答：绳能承受的最大拉力是；
要使球抛出的水平距离最大，绳长应是，最大水平距离是。 

【解析】绳子断后，小球做平抛运动，水平方向为匀速直线运动，竖直方向为自由落体运动，根据平抛运动规律求解绳断时小球的速度大小，小球经过最低点时，合力提供向心力，根据牛顿第二定律求出最大拉力；
小球经过最低点时，根据牛顿第二定律列式，绳断后，小球做平抛运动，根据平抛运动的分位移公式列式，结合数学知识求解最大水平距离。
本题综合了平抛运动和圆周运动两个运动，关键知道平抛运动在竖直方向和水平方向上的运动规律，以及圆周运动向心力的来源。