四川省仁寿第一中学校南校区2022-2023学年高一物理下学期4月期中试题（Word版附解析）

仁寿一中南校区2022级半期考试卷

第Ⅰ卷（选择题共43分）

一、单选题选择题，在每小题给出的四个选项中，第1-7题只有一项是符合题目要求，每小题4分，共28分

1. 手握绳子使在光滑水平面内做圆周运动的沙袋由M到N减速运动，P是轨迹上的一点，O是沙袋运动轨迹的圆心，F是绳对沙袋的拉力。下图中表示力F的四种方向，可能正确的是（　　）

A.    B.  

C.    D.  

【答案】C

【解析】

【详解】做圆周运动的沙袋由M到N减速转动，拉力F并非指向圆心，其切向分力使沙袋减速，其法向分力指向圆心，提供沙袋做圆周运动所需的向心力，F与速度夹钝角。

故选C。

2. 在东北严寒的冬天，有一项“泼水成冰”的游戏，具体操作是把一杯滚烫的开水按一定的弧线均匀快速地泼向空中，泼洒出的小水珠和热气被瞬间凝结成冰而形成壮观的场景。如图甲所示是某人玩泼水成冰游戏的精彩瞬间，其示意图为图乙。假设泼水过程中杯子的运动看成匀速圆周运动，人在内把杯子旋转了240°。下列说法不正确的是（　　）

A. P位置的小水珠速度方向沿2方向

B. 杯子在旋转时的角速度大小为rad/s

C. 杯子在旋转时的线速度大小约为m/s

D. 杯子在P位置时的向心加速度方向沿方向

【答案】B

【解析】

【详解】A．圆周运动的物体的速度方向沿圆周的切线方向，则P位置的小水珠速度方向沿2方向，选项A正确，不符合题意；

B．杯子在旋转时角速度大小为

选项B错误，符合题意；

C．杯子在旋转时的旋转半径大约0.8m，则线速度大小约为

选项C正确，不符合题意；

D．杯子做匀速圆周运动，则在P位置时的向心加速度方向沿方向，选项D正确，不符合题意。

故选B。

3. 如图所示，光滑斜劈放在水平面上，斜面上用固定的竖直板挡住一个光滑球，当整个装置沿水平面向右以速度 v 匀速运动时，以下说法中正确的是（　　）

A. 小球的重力做正功 B. 斜面对球的弹力不做功

C. 挡板对球的弹力做正功 D. 合外力做正功

【答案】C

【解析】

【详解】对小球进行受力分析：小球受到竖直向下的重力，斜面对它垂直斜面向上的弹力，挡板对它水平向右的弹力，而小球位移方向水平向右，挡板对球的弹力做正功，斜面对它垂直斜面向上的弹力做负功，重力方向与位移方向垂直，重力不做功，合力为零，合力不做功。

故选C。

4. 在图中，A、B两点分别位于大、小轮的边缘上，C点位于大轮半径的中点，大轮的半径是小轮的2倍，它们之间靠摩擦传动，接触面上没有相对滑动。下列结论正确的是（　　）

A.  B.

C.  D.

【答案】C

【解析】

【详解】AB．设小轮半径为r，则、、，因为A、B两点为传动关系，所以

根据，可得

故AB错误；

C．由于A、C两点同轴转动，所以

根据

可得

故C正确；

D．因为，根据

可得

故D错误；

故选C。

5. 为美观和经济，许多桥面建成拱形。汽车通过桥顶时，对桥面的压力会减小，过快的汽车将失去控制、无法转向，造成安全隐患，故拱形桥上都会有限速标志。设汽车对桥面的压力是其重力的0.6倍时，其速度就是限速标志对应的速度，桥顶圆弧对应的半径为130m，则该限速标志所示速度约为（取）（　　）

A. 36km/h B. 54km/h C. 60km/h D. 80km/h

【答案】D

【解析】

【详解】在最高点对汽车受力分析，根据牛顿第二定律可知

由于桥面对汽车的支持力与汽车对桥面的压力大小相等，

联立解得

该限速标志所示速度约为80km/h。

故选B。

6. “辽宁舰”质量为，如图是“辽宁舰”在海上转弯时的照片，忽略水的阻力，假设整个过程中辽宁舰做匀速圆周运动，速度大小为，圆周运动的半径为，下列说法中正确的是（　　）

A. 在A点时水对舰的合力指向圆心

B. 在A点时水对舰的合力大小约为

C. 在A点时的加速度大小为

D. 完全掉头需要秒

【答案】B

【解析】

【详解】AB．辽宁舰在运动的过程中受到重力与水的合力，总的合力的方向沿水平方向，提供向心力，有

代入数据解得

F=2.4×106N

由于总合外力的方向指向圆心，所以水的合力的方向为斜向上，水的合力的大小

代入数据可得

F水≈6.0×107N

故A错误，B正确；

C．根据向心加速度公式

代入数据可得

a=0.4m/s2

D．辽宁舰做圆周运动的周期为

完全掉头需要的时间为

故D错误。

故选B。

7. 水平抛出的小球，t秒末的速度方向与水平方向的夹角为θ1，t+t0秒末速度方向与水平方向的夹角为θ2，忽略空气阻力，则小球初速度的大小为（        ）

A. gt0（cosθ1－cosθ2）

B.

C. gt0（tanθ1－tanθ2）

D.

【答案】D

【解析】

【详解】小球做平抛运动，水平方向上的速度不变，竖直方向上是自由落体运动，有

在t秒末

在t+t0秒末

得

A．gt0（cosθ1－cosθ2）与分析不符，故A错误；

B． 与分析不符，故B错误；

C． gt0（tanθ1－tanθ2）与分析不符，故C错误；

D． 与分析相符，故D正确。

故选：D。

二、多选题

8. 如图所示，质量为50kg的同学在做仰卧起坐运动。若该同学上半身的质量约为全身质量的，她在1min内做了50个仰卧起坐，每次上半身重心上升的高度均为0.3m，则她克服重力做的功W和相应的功率P约为（　　）

A. W＝4500J B. W＝450J C. P＝60W D. P＝75W

【答案】AD

【解析】

【详解】AB．她在1min内克服重力做的功为

故A正确，B错误；

CD．她在1min内克服重力做功的功率为

故C错误，D正确。

故选AD。

9. 如图所示，在“嫦娥”探月工程中，飞船在轨道Ⅰ上做圆周运动，到达轨道Ⅰ的A点时点火变轨进入椭圆轨道Ⅱ，到达轨道Ⅱ的近月点B时，再次点火进入近月轨道Ⅲ绕月做圆周运动，则（　　）

A. 飞船在轨道Ⅲ上运动时处于平衡状态

B. 飞船在轨道Ⅱ上从A点运行到B点，月球对飞船的引力做正功

C. 飞船在轨道Ⅰ上通过A点的速率等于在轨道Ⅱ上通过A点的速率

D. 飞船在轨道Ⅱ上通过B点时的加速度等于在轨道Ⅲ上通过B点时的加速度

【答案】BD

【解析】

【详解】A．飞船在轨道Ⅲ上运动时，由万有引力提供向心力，合外力不为零，故飞船在轨道Ⅲ上运动时不是处于平衡状态，故A错误；

B．飞船在轨道Ⅱ上从A点运行到B点，速度越来越大，故月球对飞船的引力做正功，故B正确；

C．飞船在轨道Ⅰ上通过A点时需要减速，做近心运动，才能变轨到轨道Ⅱ上，故飞船在轨道Ⅰ上通过A点的速率大于在轨道Ⅱ上通过A点的速率，故C错误；

D．根据牛顿第二定律有

解得，离月球相等的距离，则向心加速度相等，故飞船在轨道Ⅱ上通过B点时的加速度等于在轨道Ⅲ上通过B点时的加速度，故D正确。

故选BD。

10. 如图所示，在水平转台上放置有轻绳相连的质量相同的滑块1和滑块2，转台绕转轴OO′以角速度ω匀运转动过程中，轻绳始终处于水平状态，两滑块始终相对转台静止，且与转台之间的动摩擦因数相同，滑块1到转轴的距离小于滑块2到转轴的距离．关于滑块1和滑块2受到的摩擦力f1和f2与ω2的关系图线，可能正确的是

A.  B.

C.  D.

【答案】AC

【解析】

【详解】两滑块的角速度相等，根据向心力公式F=mrω2，考虑到两滑块质量相同，滑块2的运动半径较大，摩擦力较大，所以角速度增大时，滑块2先达到最大静摩擦力．继续增大角速度，滑块2所受的摩擦力不变，绳子拉力增大，滑块1的摩擦力减小，当滑块1的摩擦力减小到零后，又反向增大，当滑块1摩擦力达到最大值时，再增大角速度，将发生相对滑动．故滑块2的摩擦力先增大达到最大值不变．滑块1的摩擦力先增大后减小，在反向增大．故A、C正确，B、D错误．故选AC．

第II卷（非选择题）

三、实验题

11. 为了更全面地探究平抛运动的规律，某实验小组利用如图甲、乙所示两种装置进行实验：

（1）该小组先利用图甲所示装置，用小锤打击弹性金属片，使A球沿水平方向抛出，同时使B球由静止自由下落，此后仅能听到一个落地声音，通过此现象可以得到，平抛运动在竖直方向做___________（填“匀速直线”或“自由落体”）运动；

（2）该小组利用图乙装置操作时，以下做法合理的是（    ）

A．安装斜槽轨道，使其末端切线保持水平

B．每次小球释放的初始位置可以任意选择

C．每次小球应从同一位置由静止释放

D．为描出小球的运动轨迹，描绘的点可以用折线连接

（3）利用图乙装置，在某次实验得到一条轨迹，但忘了标记抛出点，记录了运动过程中A、B、C三点，测得各点之间的距离关系如图丙所示，，，，则小球平抛的初速度___________。（g取）

【答案】    ①. 自由落体    ②. AC##CA    ③. 1.5##1.50

【解析】

【详解】（1）[1]A、B两球同时落地，说明A球的运动在竖直方向上和B球一致，故平抛运动在竖直方向上做自由落体运动。

（2）[2] A．小球离开轨道后，速度方向要水平，故需调整末端切线保持水平，A正确；

BC．本实验通过改变水平挡板的高度，测绘出小球做平抛运动时在不同高度的位置，故每次实验小球应从同一位置由静止释放，这样才能保证小球飞出轨道的初速度大小相等，故B错误，C正确；

D．为描出小球的运动轨迹，描绘的点应该用平滑的曲线连接，D错误。

故选AC。

（3）[3]由图丙可得，由平抛运动在水平方向上做匀速直线运动可知，在竖直方向上有

解得

又由

可解得

12. 图甲是探究向心力大小与质量m、半径r、线速度v的关系的实验装置图。电动机带动转台匀速转动，改变电动机的电压可以改变转台的转速，光电计时器可以记录转台每转一圈的时间。用一轻质细线绕过固定在转台中心的光滑小滑轮将金属块与力传感器连接，金属块被约束在转台的凹槽中并只能沿半径方向移动，且跟转台之间的摩擦力忽略不计。

（1）某同学为了探究向心力与质量关系，需要控制_________和_________两个变量保持不变；

（2）另一同学为了探究向心力与线速度的关系，用刻度尺测得金属块做匀速圆周运动的半径为r，光电计时器读出转动的周期T，则线速度大小为v=_________（用题中所给字母表示）；

（3）该同学多次改变转速后，记录了一系列力与对应周期的数据，并在图乙所示的坐标系中描绘出了图线，若已知金属块质量m=0.24kg，则金属块转动的半径r=_______m。（结果保留两位有效数字）

【答案】    ①. 半径    ②. 线速度    ③.     ④. 0.27

【解析】

【详解】（1）[1][2]向心力大小与质量m、半径r、线速度v三个物理量有关，探究向心力与质量的关系时，需要控制半径和线速度两个变量保持不变。

（2）[3]根据线速度与周期的关系可知

（3）[4]根据向心力公式

可知的斜率

代入

解得

四、解答题

13. 木星的卫星之一叫“艾奥”，它上面的珞珈火山喷出的岩块初速度为时，上升高度可达h，已知“艾奥”的半径为R，忽略“艾奥”的自转及岩块运动过程中受到稀薄气体的阻力，引力常量为，求：

（1）“艾奥”的质量；

（2）在“艾奥”上发射卫星所需的最小发射速度。

【答案】（1）；（2）

【解析】

【详解】（1）岩块做竖直上抛运动，则有

解得卫星表面重力加速度为

忽略“艾奥”的自转，则有

解得

（2）行星的第一宇宙速度等于卫星在该行星表面轨道做匀速圆周运动时的线速度，某卫星在“艾奥”表面绕其做圆周运动时有

解得

14. 如图所示，质量为的小球从平台上水平抛出后，落在一倾角的光滑斜面顶端，并恰好无碰撞的沿光滑斜面滑下，顶端与平台的高度差，斜面的高度。g取，求：

（1）小球水平抛出的初速度是多大；

（2）小球从平台水平抛出到斜面底端所用的时间。

【答案】（1）3m/s；（2）14s

【解析】

【详解】由题意可知：小球落到斜面上并沿斜面下滑，说明此时小球速度方向与斜面平行，否则小球会弹起，竖直位移

得

竖直分速度

得

小球沿斜面做匀加速直线运动的加速度

初速度

又

解得

所以

s

15. 如图所示，水平放置的正方形光滑木板abcd，边长为2L，距地面的高度为，木板正中间有一个光滑的小孔O，一根长为2L的细线穿过小孔，两端分别系着两个完全相同的小球A、B，两小球在同一竖直平面内。小球A以角速度在木板上绕O点沿逆时针方向做匀速圆周运动时，B也在水平面内沿逆时针方向做匀速圆周运动，O点正好是细线的中点，其中，不计空气阻力，取。求：

（1）小球B的角速度；

（2）悬挂B球的细线与竖直方向的夹角；

（3）当小球A、B的速度方向均平行于木板ad边时，剪断细线，两小球落地点之间的距离。

【答案】（1）2.5rad/s；（2）细线与竖直方向的夹角为θ，且；（3）

【解析】

【详解】（1、2）A和B的圆周运动半径分别为

其中θ为BO线与竖直方向的夹角，设绳子拉力为T，则对A有

对B有

解得

（3）当剪断细绳后，A先匀速运动L，后做平抛运动；B做平抛运动，A做圆周运动线速度为

B做圆周运动的线速度为

半径为

做平抛运动过程中A的水平位移为

做平抛运动过程中B的水平位移为

如图为A、B两小球在轨迹的俯视图可知（其中包含A在正方向abcd上做的距离为L的匀速直线运动）

知A、B落地点间距