还剩17页未读，
继续阅读
山东省临沂市沂水县2023-2024学年高一下学期期中考试物理试题（解析版）
展开
这是一份山东省临沂市沂水县2023-2024学年高一下学期期中考试物理试题（解析版），共20页。
1．答卷前，考生务必将自己的姓名，考生号等填写在答题卡和试卷指定位置。
2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1. 关于下列物理学家所做科学贡献的叙述，正确说法的是（ ）
A. 卡文迪什发现了万有引力定律，并通过扭秤实验测量了引力常量
B 伽利略研究力与运动关系时，利用了实验测量法
C. 牛顿开创了实验与逻辑推理相结合的研究方法，研究了力与运动的关系
D. 开普勒在第谷的天文观测数据的基础上，总结出了行星运动的规律
【答案】D
【解析】
【详解】A．牛顿发现了万有引力定律，卡文迪什通过扭秤实验测量了引力常量故A错误；
BC．伽利略研究力与运动关系时，利用和开创了实验与逻辑推理相结合的研究方法。故BC错误；
D．开普勒在第谷的天文观测数据的基础上，总结出了行星运动的三大定律。故D正确。
故选D。
2. 关于运动场上的物理知识，下列描述正确的是（ ）
A. 运动员手持哑铃将其从空中轻放回地面的过程中，运动员对哑铃做负功
B. 运动员在跑步加速过程中，跑道对运动员做正功
C. 立定跳远时，运动员在空中运动过程中，速度大小不变
D. 足球运动员踢出的“香蕉球”的运动轨迹，是因为运动员对足球一直有作用
【答案】A
【解析】
【详解】A．运动员手持哑铃将其从空中轻放回地面的过程中，重力做正功，运动员对哑铃做负功，故A项正确；
B．运动员在跑步过程中，跑道对运动员竖直向上的支持力和脚与跑道的静摩擦力，这两个力均不做功，所以跑道对运动员不做功，故B项错误；
C．立定跳远时，向上运动过程要克服重力做功，速度减小，故C项错误；
D．当足球与运动员分开后，两者之间就没有力的作用了，故D项错误。
故选A。
3. 为空间站补给物质时，我国新一代货运飞船“天舟五号”实现了2小时与“天宫空间站”快速对接，对接后的“结合体”仍在原空间站轨道运行，对接前“天宫空间站”与“天舟五号”的轨道如图所示，则（ ）
A. 对接前后“天宫空间站”运行的速度保持不变
B. 对接后“结合体”受到地球的引力等于“天宫空间站”受到地球的引力
C. 对接前“天宫空间站”的运行速度大于“天舟五号”的运行速度
D. 对接前“天宫空间站”运行的加速度小于“天舟五号”运行的加速度
【答案】D
【解析】
【详解】AC．“天宫空间站”绕地运行时，万有引力提供向心力，则有
整理有
由上式可知，“天宫空间站”的圆周运动半径不变时，则其运行速度大小始终不变，但速度方向一直在变，所以速度一直在变；由于“天宫空间站”的运动半径大于“天舟五号”的运动半径，所以“天宫空间站”的运行速度小于“天舟五号”的运行速度，故AC错误；
B．由公式
可知，轨道半径相同时，由于“结合体”的质量大于对接前“天宫空间站”的质量，则“结合体”受到地球的引力比“天宫空间站”受到地球的引力大，故B项错误；
D．由于
整理有
可知，轨道半径越小，向心加速度越大，即“天宫空间站”的向心加速度小于“天舟五号”的向心加速度，故D项正确。
故选D。
4. 在空中同一点沿相反方向同时水平抛出两个小球，它们的初速度大小分别为和。重力加速度为g，不计空气阻力，当两个小球速度之间的夹角为时，下落的高度为（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】当两个小球速度之间的夹角为时，二者速度的偏角互余，设初速度大小为的小球速度偏角为，则有
解得
则下落的高度为
故选A。
5. 诗句“辘轳金井梧桐晚，几树惊秋”中的“辘轳”是一种取水装置。如图所示，井架上装有可用手柄摇转的圆柱体，圆柱体上缠绕长绳索，长绳索一端系水桶。摇转手柄，使水桶上升，提取井水，A是圆柱体边缘上的一质点，B是手柄上的一质点，假设人转动手柄向上提水时，手柄绕轴转动的角速度恒定，上升过程中长绳会缠绕在圆柱体上，绳子粗细不能忽略，则（ ）
A. 上升过程中重力对水桶做正功
B. 向上提水过程中A点的向心加速度比B点的小
C. 上升过程中水桶竖直向上做匀速直线
D. 向上提水过程中A点的线速度比B点的大运动
【答案】B
【解析】
【详解】A．上升过程中水桶重力方向竖直向下，水桶位移方向向上，因此重力对水桶做负功，A错误；
B．向上提水过程中A点和B点是同轴转动，两点角速度相同，A点的转动半径小于B点的转动半径，由向心加速度公式可知，A点的向心加速度比B点的小，B正确；
C．上升过程中绳会缠绕在圆柱体上，在缠绕过程中长绳缠绕的半径变大，由可知，手柄绕轴转动的角速度恒定，半径变大，线速度变大，因此水桶竖直向上做加速直线运动，C错误；
D．向上提水过程中A点和B点是同轴转动，两点的角速度相同，A点的转动半径小于B点的转动半径，由可知，A点的线速度比B点的小，D错误。
故选B。
6. 质量为m的小球用长为L的轻质细线悬挂在O点，在O点的正下方处有一光滑小钉子P，把细线沿水平方向拉直，如图所示，无初速度地释放小球，当细线碰到钉子的瞬间（瞬时速度不变），细线没有断裂，则下列说法正确的是（ ）
A. 小球的线速度突然增大
B. 小球的角速度突然减小
C. 小球对细线的拉力突然增大
D. 小球对细线的拉力保持不变
【答案】C
【解析】
【详解】AB．根据题意，细线碰到钉子的瞬间，小球的瞬时速度v不变，但其做圆周运动的半径从L突变为，由
可知小球的角速度突然增大，故AB错误；
CD．根据
可知小球其做圆周运动的半径减小，则向心力增大，则小球受到的拉力增大，由牛顿第三定律知，小球对细线的拉力增大，故C正确，D错误。
故选C。
7. 如图为场地自行车比赛的圆形赛道。某运动员骑自行车在赛道上做匀速圆周运动，圆周的半径为R，路面与水平面的夹角为，不计空气阻力，重力加速度大小为g。下列说法正确的是（ ）
A. 当自行车的速度大小为时，自行车受侧向摩擦力作用
B. 当自行车的速度大小为时，自行车不受侧向摩擦力作用
C. 当自行车的速度大于时，自行车所受侧向摩擦力的方向沿倾斜路面向下
D. 当自行车的速度大于时，自行车所受侧向摩擦力的方向沿倾斜路面向上
【答案】C
【解析】
【详解】AB．设人和自行车的总质量为m，若不受摩擦力作用，由重力与支持力的合力提供向心力，根据牛顿第二定律有
解得
故AB错误；
CD．当自行车的速度大于时，重力与支持力的合力不足以提供所需向心力，所以自行车有沿倾斜路面向上运动的趋势，此时受到自行车所受侧向摩擦力的方向沿倾斜路面向下，故C正确，D错误。
故选C。
8. 卫星是人类的“千里眼”、“顺风耳”，如图所示三颗静止卫星就能实现全球通信，已知卫星之间的距离均为L，地球自转的角速度为ω，地球的半径为R，引力常量为G，下列说法正确的是（ ）
A. 地球的质量为
B. 三颗静止卫星的轨道可以经过南极点上空
C. 三颗静止卫星受到的万有引力的大小均相等
D. 地球的第一宇宙速度与静止卫星的线速度之比为
【答案】A
【解析】
【详解】A．根据万有引力提供向心力有
由几何关系有
联立解得
故A正确；
B．三颗静止卫星为地球同步卫星，只能定点在赤道上空，不经过南极点上空，故B错误；
C．根据
由于三颗卫星的质量不一定相等，所以其受到的万有引力不一定大小相等，故C错误；
D．地球的第一宇宙速度有
对于卫星有
所以有
故D错误。
故选A。
二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题有多个选项符合题目要求，全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
9. 质点在n个恒力作用下做匀速运动，突然撤去其中的一个力F，其余的力大小和方向都不变，则质点的运动情况可能是( )
A. 匀速圆周运动B. 匀变速直线运动
C. 匀变速曲线运动D. 变加速曲线运动
【答案】BC
【解析】
【详解】突然撤去其中的一个力F，其余的力大小和方向都不变，则质点所受合力大小为F，方向与速度方向关系未知，当二者共线时，质点做匀变速直线运动，当二者不共线时，质点做匀变速曲线运动。
故选BC。
10. 质量为1.5吨的长城汽车，启动后沿平直路面行驶过程中发动机的功率恒定，受到恒定的阻力1000N，汽车速度能够达到的最大值为36m/s，那么当汽车的速度为9m/s时（ ）
A. 汽车的牵引力大小为2000N
B. 汽车的牵引力大小为4000N
C. 汽车的瞬时加速度大小为1.5m/s2
D. 汽车的瞬时加速度大小为2m/s2
【答案】BD
【解析】
【详解】AB．当汽车的牵引力大小与阻力大小相等时，其汽车达到了最大速度，有
当汽车的速度为9m/s时，有
解得
故A错误，B正确；
CD．对此时汽车受力分析有
解得
故C错误，D正确。
故选BD。
11. 如图所示，在匀速转动的水平盘上，沿半径方向放着用细线相连的质量相等的两个物体A和B，质量都为1kg，它们分居圆心两侧，与圆心距离分别为，两物体与盘间的动摩擦因数均为0.4，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，当圆盘转速缓慢加快到两物体刚好将要发生滑动时，。下列说法正确的是（ ）
A. 此过程细线拉力最大为12N
B. 圆盘的最大角速度为
C. 当转速最大时A所受摩擦力方向沿半径指向圆内
D. 当转速最大时剪断细线，A和B都将沿做离心运动
【答案】AD
【解析】
【详解】ABC．两物块A和B随着圆盘转动，角速度相同，有
可知B的半径比A的半径大，所以B所需向心力大，绳子拉力相等，所以当圆盘转速加快到两物体刚好还未发生滑动时，B的最大静摩擦力方向指向圆心，A的最大静摩擦力方向指向圆外，根据牛顿第二定律，对A有
对B有
解得
，
故A正确，BC错误；
D．若此时剪断绳子，B的摩擦力不足以提供所需的向心力，B将会做离心运动，此时A所需要的向心力将角速度代入可求得
由此可知A的摩擦力也不足以提供所需的向心力，A也将会做离心运动，故D项正确。
故选AD。
12. 如图所示，在光滑水平桌面上有一个质量1kg的质点，在沿平行于桌面方向的恒定外力F作用下，以初速度v0=10m/s从A点开始做曲线运动，图中曲线是质点的运动轨迹。已知在4s末质点的速度达到最小值v=6m/s，到达B点时的速度方向与初速度v0的方向垂直，则（ ）
A. 外力F的方向与初速度的反方向成θ，且sinθ=0.6
B. 质点所受外力F的大小为2N
C. 质点的速度先增大后减小，加速度保持不变
D. 质点到达B点时的速度大小为7.5m/s
【答案】ABD
【解析】
【详解】AB．到达B点时的速度方向与初速度v0的方向垂直，恒力F的方向与初速度的反方向成θ角指向曲线内侧，如图所示
在x′方向上
在y′方向
根据牛顿第二定律有
解得
故AB正确；
C．A点到B点运动过程中，恒定外力F方向与方向夹角从大于然后减小到B点等于，质点的速度减小，外力F大小恒定由牛顿第二定律得加速度大小恒定不变，方向变化，故C错误；
D．设在v0方向上的加速度大小为a1，在垂直v0方向上的加速度大小为a2，根据牛顿第二定律可得
根据运动学公式可得
解得质点到达B点时的速度大小为
故D错误。
故选ABD。
三、非选择题：本题共6小题，共60分。
13.
（1）在用描点法做“研究平抛运动”的实验时，如下图让小球多次沿同一轨道运动，通过描点画出小球做平抛运动的轨迹，为了能较准确的描绘运动轨迹，下面列出了一些操作要求，你认为正确的选项有 。
A. 通过调节，使斜槽的末端保持水平
B. 每次必须从同一位置由静止释放小球
C. 记录小球经过不同高度的位置时，每次必须严格地等距离下降
D. 将球经过不同高度的位置记录在纸上后取下纸，用直尺将点连成折线
（2）某次实验画出小球运动的轨迹如下图中曲线，A、B、C是曲线上的三个点的位置，A点为坐标原点，得到如图所示坐标。取，A到B的时间______s，小球经过B点时的速度v=______（结果可以用根号表示）。
【答案】（1）AB （2） ①. 0.1 ②.
【解析】
【小问1详解】
A．斜槽的末端保持水平，使得小球有水平初速度。故A正确；
B．每次必须由静止从同一高度下落，使得小球离开时具有相同的速度。故B正；
C．记录小球经过不同高度的位置时，不需等距离下降。故C错误；
D．小球的运行轨迹是平滑曲线，不能画成折线、故D错误。
故选AB。
【小问2详解】
在竖直方向有
则有
[2]水平方向速度为
小球经过B点时的竖直速度为
则小球经过B点时的速度
14. 某实验小组的同学利用如图甲所示的实验装置完成了“向心力与线速度关系”的探究，将小球用质量不计的细线系于固定在铁架台上的力传感器上，小球的下端有一宽度为d的很短的遮光片，测得小球的直径为D、线长为L，重力加速度用g表示。
请回答下列问题：
（1）游标卡尺测量遮光片的宽度为d，如果遮光片经过光电门时的遮光时间为t，则小球通过光电门时的速度为v=___________，向心加速度______。
（2）小球通过光电门时力传感器示数为，改变小球释放点的高度，多次操作，记录多组、的数据，作出的图像，如果图线的斜率为，则小球（含挡光片）的质量为______。（用已知物理量的符号表示）。
（3）如上操作，结果发现向心力的理论值总大于F，则主要原因是 。（填选项前字母）
A. 小球的质量偏大B. 小球不是由静止释放的
C. 测量的速度大于小球实际速度D. 小球运动过程中受阻力的作用
【答案】（1） ①. ②.
（2）
（3）C
【解析】
【小问1详解】
[1]遮光片的宽度为d，遮光片经过光电门时的遮光时间为t，由于d和t都很小，因此用平均速度近似等于小球通过光电门时的速度，则为
[2]由向心加速度公式可得
【小问2详解】
由牛顿第二定律可得
整理可得
如果图线的斜率为，则有
解得
【小问3详解】
AB．由牛顿第二定律可得向心力
理论值总大于F，可知不是由于小球质量大，也与小球是不是由静止释放无关，AB错误；
C．由实验装置可知，由于遮光片在小球的下方，可知遮光片的速度大于小球的速度，小球的速度用遮光片的速度代替，由
可知理论值总大于F，说明小球测量的速度大于小球实际速度，C正确；
D．小球经最低点的速度由遮光片的遮光速度代替，测得的速度大小与运动过程中是否受阻力无关，则产生的实验误差与运动过程中是否受阻力无关，D错误。
故选C。
15. 2020年12月19日，中国“嫦娥五号”任务月球样品正式交接。一位勤于思考的同学，为未来探月宇航员设计了如下的实验：在月球表面以初速度v0竖直向上抛出一个物体，上升的最大高度为h（远小于月球半径）。通过查阅资料知道月球的半径为R，引力常量为G，若物体只受月球引力的作用，请你求出：
（1）月球的平均密度；
（2）宇宙飞船环绕月球表面运行时的第一宇宙速度。
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）根据竖直上抛运动规律有
物体在月球的表面，根据万有引力等于重力有
又
而月球的体积为
联立解得，月球的平均密度为
（2）宇宙飞船环绕月球表面运行时，根据万有引力提供向心力有
联立可得宇宙飞船环绕月球表面运行时的第一宇宙速度为
16. 年月日，岁的中国选手苏翊鸣夺得北京冬奥会单板滑雪男子大跳台金牌，为国家争得荣誉。现将比赛某段过程简化成如图所示的运动，苏翊鸣从倾角为α=37°的斜面顶端点以v0=15m/s的速度飞出，且与斜面夹角为θ=53°。图中虚线为苏翊鸣在空中的运动轨迹，且A为轨迹上离斜面最远的点，为在斜面上的落点，已知苏翊鸣的质量为（含装备）。重力加速度取，不计空气阻力。（sin37°=0.6 cs37°=0.8） 求：
（1）从运动到A点所用时间；
（2）之间的距离.
【答案】（1）1.5s；（2）54m
【解析】
【详解】（1）由题意可知，在O点将运动情况分解，如图所示，从点到A点过程中，运动员在垂直斜面方向上有
联立代入数据可得
t=1.5s
（2）由对称性可知，从到B点的时间为，则从到B过程有
代入数据解得
x=54m
17. 小华站在水平地面上，手握不可伸长的轻绳一端，绳的另一端系有质量为m=0.4kg的小球，甩动手腕，使球在竖直平面内做圆周运动。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，球飞行水平距离x＝1.2m后落地，如图所示，已知握绳的手离地面高度h＝1.4m，手与球之间的绳长l＝0.6m，重力加速度g取10m/s2。忽略手的运动半径和空气阻力。
（1）求绳断时球的速度大小；
（2）问绳能承受的最大拉力多大；
（3）保持h不变，改变绳长，使球重复上述运动，若绳仍在球运动到最低点时断掉，要使球抛出的水平距离最大，绳长应为多少？最大水平距离为多少？
【答案】（1）3m/s；（2）10N；（3）0.7m，
【解析】
【详解】（1）设绳断后球飞行时间为t，由平抛运动规律，有竖直方向
水平方向
x=vt
解得抛出时小球的速度大小
v=3m/s
（2）在最低点，对小球受力分析，根据牛顿第二定律有
解得
=10N
根据牛顿第三定律，绳子承受的最大拉力为10N。
（3）设绳长为，绳断时球的速度大小为v1，绳承受的最大拉力不变，则有
绳断后球做平抛运动，竖直位移为，水平位移为，时间为，则有
联立解得
由上可知当，即时有极大值，解得
18. 如图甲所示，竖直面内有一圆弧轨道 BC，下端C点与光滑水平地面CD相切。轨道的上端点B和圆心O的连线与水平方向的夹角α=37°，圆弧轨道半径为R=5m，与水平轨道相切于点C。现将一质量为1Kg小滑块（可视为质点）从空中的A点以v0=3m/s的初速度水平向左抛出，恰好从B点沿轨道切线方向进入轨道，沿着圆弧轨道运动到C点，滑块在圆弧末端C点对轨道压力Nc=38.8N；之后继续沿水平轨道滑动，经过D点平滑滑上质量为M=1Kg，足够长的木板上。图乙为木板开始运动后一段时间内的图像，重力加速度g取，不计空气阻力和木板厚度。sin37°=0.6 ，cs37°=0.8求：
（1）抛出点到水平地面的高度；
（2）小滑块经过C点时速度大小；
（3）全过程中木板的位移。
【答案】（1）88m；（2）12m/s；（3）
【解析】
【详解】（1）由题图可知，在B点，则有
又有
抛出点到水平地面的距离
解得
H=8.8m
（2）在C点，对物块受力分析，应用牛顿第二定律可得
又因为
联立可得
（3）由题意可知，木板足够长，则在1s时物块和木板刚好共速，之后小滑块和木板相对静止，以相同的加速度一起减速滑行至停止。对滑块和木板的速度时间图像如图所示，在0~1s内，由速度时间图像的斜率表示加速度，对滑块可得加速度大小为
由牛顿第二定律可得
可得
=0.8
对木板：木板的加速度大小
对木板由牛顿第二定律可得
解得
=0.2
木板加速过程位移
木板减速过程位移
=4m
木板位移
1．答卷前，考生务必将自己的姓名，考生号等填写在答题卡和试卷指定位置。
2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1. 关于下列物理学家所做科学贡献的叙述，正确说法的是（ ）
A. 卡文迪什发现了万有引力定律，并通过扭秤实验测量了引力常量
B 伽利略研究力与运动关系时，利用了实验测量法
C. 牛顿开创了实验与逻辑推理相结合的研究方法，研究了力与运动的关系
D. 开普勒在第谷的天文观测数据的基础上，总结出了行星运动的规律
【答案】D
【解析】
【详解】A．牛顿发现了万有引力定律，卡文迪什通过扭秤实验测量了引力常量故A错误；
BC．伽利略研究力与运动关系时，利用和开创了实验与逻辑推理相结合的研究方法。故BC错误；
D．开普勒在第谷的天文观测数据的基础上，总结出了行星运动的三大定律。故D正确。
故选D。
2. 关于运动场上的物理知识，下列描述正确的是（ ）
A. 运动员手持哑铃将其从空中轻放回地面的过程中，运动员对哑铃做负功
B. 运动员在跑步加速过程中，跑道对运动员做正功
C. 立定跳远时，运动员在空中运动过程中，速度大小不变
D. 足球运动员踢出的“香蕉球”的运动轨迹，是因为运动员对足球一直有作用
【答案】A
【解析】
【详解】A．运动员手持哑铃将其从空中轻放回地面的过程中，重力做正功，运动员对哑铃做负功，故A项正确；
B．运动员在跑步过程中，跑道对运动员竖直向上的支持力和脚与跑道的静摩擦力，这两个力均不做功，所以跑道对运动员不做功，故B项错误；
C．立定跳远时，向上运动过程要克服重力做功，速度减小，故C项错误；
D．当足球与运动员分开后，两者之间就没有力的作用了，故D项错误。
故选A。
3. 为空间站补给物质时，我国新一代货运飞船“天舟五号”实现了2小时与“天宫空间站”快速对接，对接后的“结合体”仍在原空间站轨道运行，对接前“天宫空间站”与“天舟五号”的轨道如图所示，则（ ）
A. 对接前后“天宫空间站”运行的速度保持不变
B. 对接后“结合体”受到地球的引力等于“天宫空间站”受到地球的引力
C. 对接前“天宫空间站”的运行速度大于“天舟五号”的运行速度
D. 对接前“天宫空间站”运行的加速度小于“天舟五号”运行的加速度
【答案】D
【解析】
【详解】AC．“天宫空间站”绕地运行时，万有引力提供向心力，则有
整理有
由上式可知，“天宫空间站”的圆周运动半径不变时，则其运行速度大小始终不变，但速度方向一直在变，所以速度一直在变；由于“天宫空间站”的运动半径大于“天舟五号”的运动半径，所以“天宫空间站”的运行速度小于“天舟五号”的运行速度，故AC错误；
B．由公式
可知，轨道半径相同时，由于“结合体”的质量大于对接前“天宫空间站”的质量，则“结合体”受到地球的引力比“天宫空间站”受到地球的引力大，故B项错误；
D．由于
整理有
可知，轨道半径越小，向心加速度越大，即“天宫空间站”的向心加速度小于“天舟五号”的向心加速度，故D项正确。
故选D。
4. 在空中同一点沿相反方向同时水平抛出两个小球，它们的初速度大小分别为和。重力加速度为g，不计空气阻力，当两个小球速度之间的夹角为时，下落的高度为（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】当两个小球速度之间的夹角为时，二者速度的偏角互余，设初速度大小为的小球速度偏角为，则有
解得
则下落的高度为
故选A。
5. 诗句“辘轳金井梧桐晚，几树惊秋”中的“辘轳”是一种取水装置。如图所示，井架上装有可用手柄摇转的圆柱体，圆柱体上缠绕长绳索，长绳索一端系水桶。摇转手柄，使水桶上升，提取井水，A是圆柱体边缘上的一质点，B是手柄上的一质点，假设人转动手柄向上提水时，手柄绕轴转动的角速度恒定，上升过程中长绳会缠绕在圆柱体上，绳子粗细不能忽略，则（ ）
A. 上升过程中重力对水桶做正功
B. 向上提水过程中A点的向心加速度比B点的小
C. 上升过程中水桶竖直向上做匀速直线
D. 向上提水过程中A点的线速度比B点的大运动
【答案】B
【解析】
【详解】A．上升过程中水桶重力方向竖直向下，水桶位移方向向上，因此重力对水桶做负功，A错误；
B．向上提水过程中A点和B点是同轴转动，两点角速度相同，A点的转动半径小于B点的转动半径，由向心加速度公式可知，A点的向心加速度比B点的小，B正确；
C．上升过程中绳会缠绕在圆柱体上，在缠绕过程中长绳缠绕的半径变大，由可知，手柄绕轴转动的角速度恒定，半径变大，线速度变大，因此水桶竖直向上做加速直线运动，C错误；
D．向上提水过程中A点和B点是同轴转动，两点的角速度相同，A点的转动半径小于B点的转动半径，由可知，A点的线速度比B点的小，D错误。
故选B。
6. 质量为m的小球用长为L的轻质细线悬挂在O点，在O点的正下方处有一光滑小钉子P，把细线沿水平方向拉直，如图所示，无初速度地释放小球，当细线碰到钉子的瞬间（瞬时速度不变），细线没有断裂，则下列说法正确的是（ ）
A. 小球的线速度突然增大
B. 小球的角速度突然减小
C. 小球对细线的拉力突然增大
D. 小球对细线的拉力保持不变
【答案】C
【解析】
【详解】AB．根据题意，细线碰到钉子的瞬间，小球的瞬时速度v不变，但其做圆周运动的半径从L突变为，由
可知小球的角速度突然增大，故AB错误；
CD．根据
可知小球其做圆周运动的半径减小，则向心力增大，则小球受到的拉力增大，由牛顿第三定律知，小球对细线的拉力增大，故C正确，D错误。
故选C。
7. 如图为场地自行车比赛的圆形赛道。某运动员骑自行车在赛道上做匀速圆周运动，圆周的半径为R，路面与水平面的夹角为，不计空气阻力，重力加速度大小为g。下列说法正确的是（ ）
A. 当自行车的速度大小为时，自行车受侧向摩擦力作用
B. 当自行车的速度大小为时，自行车不受侧向摩擦力作用
C. 当自行车的速度大于时，自行车所受侧向摩擦力的方向沿倾斜路面向下
D. 当自行车的速度大于时，自行车所受侧向摩擦力的方向沿倾斜路面向上
【答案】C
【解析】
【详解】AB．设人和自行车的总质量为m，若不受摩擦力作用，由重力与支持力的合力提供向心力，根据牛顿第二定律有
解得
故AB错误；
CD．当自行车的速度大于时，重力与支持力的合力不足以提供所需向心力，所以自行车有沿倾斜路面向上运动的趋势，此时受到自行车所受侧向摩擦力的方向沿倾斜路面向下，故C正确，D错误。
故选C。
8. 卫星是人类的“千里眼”、“顺风耳”，如图所示三颗静止卫星就能实现全球通信，已知卫星之间的距离均为L，地球自转的角速度为ω，地球的半径为R，引力常量为G，下列说法正确的是（ ）
A. 地球的质量为
B. 三颗静止卫星的轨道可以经过南极点上空
C. 三颗静止卫星受到的万有引力的大小均相等
D. 地球的第一宇宙速度与静止卫星的线速度之比为
【答案】A
【解析】
【详解】A．根据万有引力提供向心力有
由几何关系有
联立解得
故A正确；
B．三颗静止卫星为地球同步卫星，只能定点在赤道上空，不经过南极点上空，故B错误；
C．根据
由于三颗卫星的质量不一定相等，所以其受到的万有引力不一定大小相等，故C错误；
D．地球的第一宇宙速度有
对于卫星有
所以有
故D错误。
故选A。
二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题有多个选项符合题目要求，全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
9. 质点在n个恒力作用下做匀速运动，突然撤去其中的一个力F，其余的力大小和方向都不变，则质点的运动情况可能是( )
A. 匀速圆周运动B. 匀变速直线运动
C. 匀变速曲线运动D. 变加速曲线运动
【答案】BC
【解析】
【详解】突然撤去其中的一个力F，其余的力大小和方向都不变，则质点所受合力大小为F，方向与速度方向关系未知，当二者共线时，质点做匀变速直线运动，当二者不共线时，质点做匀变速曲线运动。
故选BC。
10. 质量为1.5吨的长城汽车，启动后沿平直路面行驶过程中发动机的功率恒定，受到恒定的阻力1000N，汽车速度能够达到的最大值为36m/s，那么当汽车的速度为9m/s时（ ）
A. 汽车的牵引力大小为2000N
B. 汽车的牵引力大小为4000N
C. 汽车的瞬时加速度大小为1.5m/s2
D. 汽车的瞬时加速度大小为2m/s2
【答案】BD
【解析】
【详解】AB．当汽车的牵引力大小与阻力大小相等时，其汽车达到了最大速度，有
当汽车的速度为9m/s时，有
解得
故A错误，B正确；
CD．对此时汽车受力分析有
解得
故C错误，D正确。
故选BD。
11. 如图所示，在匀速转动的水平盘上，沿半径方向放着用细线相连的质量相等的两个物体A和B，质量都为1kg，它们分居圆心两侧，与圆心距离分别为，两物体与盘间的动摩擦因数均为0.4，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，当圆盘转速缓慢加快到两物体刚好将要发生滑动时，。下列说法正确的是（ ）
A. 此过程细线拉力最大为12N
B. 圆盘的最大角速度为
C. 当转速最大时A所受摩擦力方向沿半径指向圆内
D. 当转速最大时剪断细线，A和B都将沿做离心运动
【答案】AD
【解析】
【详解】ABC．两物块A和B随着圆盘转动，角速度相同，有
可知B的半径比A的半径大，所以B所需向心力大，绳子拉力相等，所以当圆盘转速加快到两物体刚好还未发生滑动时，B的最大静摩擦力方向指向圆心，A的最大静摩擦力方向指向圆外，根据牛顿第二定律，对A有
对B有
解得
，
故A正确，BC错误；
D．若此时剪断绳子，B的摩擦力不足以提供所需的向心力，B将会做离心运动，此时A所需要的向心力将角速度代入可求得
由此可知A的摩擦力也不足以提供所需的向心力，A也将会做离心运动，故D项正确。
故选AD。
12. 如图所示，在光滑水平桌面上有一个质量1kg的质点，在沿平行于桌面方向的恒定外力F作用下，以初速度v0=10m/s从A点开始做曲线运动，图中曲线是质点的运动轨迹。已知在4s末质点的速度达到最小值v=6m/s，到达B点时的速度方向与初速度v0的方向垂直，则（ ）
A. 外力F的方向与初速度的反方向成θ，且sinθ=0.6
B. 质点所受外力F的大小为2N
C. 质点的速度先增大后减小，加速度保持不变
D. 质点到达B点时的速度大小为7.5m/s
【答案】ABD
【解析】
【详解】AB．到达B点时的速度方向与初速度v0的方向垂直，恒力F的方向与初速度的反方向成θ角指向曲线内侧，如图所示
在x′方向上
在y′方向
根据牛顿第二定律有
解得
故AB正确；
C．A点到B点运动过程中，恒定外力F方向与方向夹角从大于然后减小到B点等于，质点的速度减小，外力F大小恒定由牛顿第二定律得加速度大小恒定不变，方向变化，故C错误；
D．设在v0方向上的加速度大小为a1，在垂直v0方向上的加速度大小为a2，根据牛顿第二定律可得
根据运动学公式可得
解得质点到达B点时的速度大小为
故D错误。
故选ABD。
三、非选择题：本题共6小题，共60分。
13.
（1）在用描点法做“研究平抛运动”的实验时，如下图让小球多次沿同一轨道运动，通过描点画出小球做平抛运动的轨迹，为了能较准确的描绘运动轨迹，下面列出了一些操作要求，你认为正确的选项有 。
A. 通过调节，使斜槽的末端保持水平
B. 每次必须从同一位置由静止释放小球
C. 记录小球经过不同高度的位置时，每次必须严格地等距离下降
D. 将球经过不同高度的位置记录在纸上后取下纸，用直尺将点连成折线
（2）某次实验画出小球运动的轨迹如下图中曲线，A、B、C是曲线上的三个点的位置，A点为坐标原点，得到如图所示坐标。取，A到B的时间______s，小球经过B点时的速度v=______（结果可以用根号表示）。
【答案】（1）AB （2） ①. 0.1 ②.
【解析】
【小问1详解】
A．斜槽的末端保持水平，使得小球有水平初速度。故A正确；
B．每次必须由静止从同一高度下落，使得小球离开时具有相同的速度。故B正；
C．记录小球经过不同高度的位置时，不需等距离下降。故C错误；
D．小球的运行轨迹是平滑曲线，不能画成折线、故D错误。
故选AB。
【小问2详解】
在竖直方向有
则有
[2]水平方向速度为
小球经过B点时的竖直速度为
则小球经过B点时的速度
14. 某实验小组的同学利用如图甲所示的实验装置完成了“向心力与线速度关系”的探究，将小球用质量不计的细线系于固定在铁架台上的力传感器上，小球的下端有一宽度为d的很短的遮光片，测得小球的直径为D、线长为L，重力加速度用g表示。
请回答下列问题：
（1）游标卡尺测量遮光片的宽度为d，如果遮光片经过光电门时的遮光时间为t，则小球通过光电门时的速度为v=___________，向心加速度______。
（2）小球通过光电门时力传感器示数为，改变小球释放点的高度，多次操作，记录多组、的数据，作出的图像，如果图线的斜率为，则小球（含挡光片）的质量为______。（用已知物理量的符号表示）。
（3）如上操作，结果发现向心力的理论值总大于F，则主要原因是 。（填选项前字母）
A. 小球的质量偏大B. 小球不是由静止释放的
C. 测量的速度大于小球实际速度D. 小球运动过程中受阻力的作用
【答案】（1） ①. ②.
（2）
（3）C
【解析】
【小问1详解】
[1]遮光片的宽度为d，遮光片经过光电门时的遮光时间为t，由于d和t都很小，因此用平均速度近似等于小球通过光电门时的速度，则为
[2]由向心加速度公式可得
【小问2详解】
由牛顿第二定律可得
整理可得
如果图线的斜率为，则有
解得
【小问3详解】
AB．由牛顿第二定律可得向心力
理论值总大于F，可知不是由于小球质量大，也与小球是不是由静止释放无关，AB错误；
C．由实验装置可知，由于遮光片在小球的下方，可知遮光片的速度大于小球的速度，小球的速度用遮光片的速度代替，由
可知理论值总大于F，说明小球测量的速度大于小球实际速度，C正确；
D．小球经最低点的速度由遮光片的遮光速度代替，测得的速度大小与运动过程中是否受阻力无关，则产生的实验误差与运动过程中是否受阻力无关，D错误。
故选C。
15. 2020年12月19日，中国“嫦娥五号”任务月球样品正式交接。一位勤于思考的同学，为未来探月宇航员设计了如下的实验：在月球表面以初速度v0竖直向上抛出一个物体，上升的最大高度为h（远小于月球半径）。通过查阅资料知道月球的半径为R，引力常量为G，若物体只受月球引力的作用，请你求出：
（1）月球的平均密度；
（2）宇宙飞船环绕月球表面运行时的第一宇宙速度。
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）根据竖直上抛运动规律有
物体在月球的表面，根据万有引力等于重力有
又
而月球的体积为
联立解得，月球的平均密度为
（2）宇宙飞船环绕月球表面运行时，根据万有引力提供向心力有
联立可得宇宙飞船环绕月球表面运行时的第一宇宙速度为
16. 年月日，岁的中国选手苏翊鸣夺得北京冬奥会单板滑雪男子大跳台金牌，为国家争得荣誉。现将比赛某段过程简化成如图所示的运动，苏翊鸣从倾角为α=37°的斜面顶端点以v0=15m/s的速度飞出，且与斜面夹角为θ=53°。图中虚线为苏翊鸣在空中的运动轨迹，且A为轨迹上离斜面最远的点，为在斜面上的落点，已知苏翊鸣的质量为（含装备）。重力加速度取，不计空气阻力。（sin37°=0.6 cs37°=0.8） 求：
（1）从运动到A点所用时间；
（2）之间的距离.
【答案】（1）1.5s；（2）54m
【解析】
【详解】（1）由题意可知，在O点将运动情况分解，如图所示，从点到A点过程中，运动员在垂直斜面方向上有
联立代入数据可得
t=1.5s
（2）由对称性可知，从到B点的时间为，则从到B过程有
代入数据解得
x=54m
17. 小华站在水平地面上，手握不可伸长的轻绳一端，绳的另一端系有质量为m=0.4kg的小球，甩动手腕，使球在竖直平面内做圆周运动。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，球飞行水平距离x＝1.2m后落地，如图所示，已知握绳的手离地面高度h＝1.4m，手与球之间的绳长l＝0.6m，重力加速度g取10m/s2。忽略手的运动半径和空气阻力。
（1）求绳断时球的速度大小；
（2）问绳能承受的最大拉力多大；
（3）保持h不变，改变绳长，使球重复上述运动，若绳仍在球运动到最低点时断掉，要使球抛出的水平距离最大，绳长应为多少？最大水平距离为多少？
【答案】（1）3m/s；（2）10N；（3）0.7m，
【解析】
【详解】（1）设绳断后球飞行时间为t，由平抛运动规律，有竖直方向
水平方向
x=vt
解得抛出时小球的速度大小
v=3m/s
（2）在最低点，对小球受力分析，根据牛顿第二定律有
解得
=10N
根据牛顿第三定律，绳子承受的最大拉力为10N。
（3）设绳长为，绳断时球的速度大小为v1，绳承受的最大拉力不变，则有
绳断后球做平抛运动，竖直位移为，水平位移为，时间为，则有
联立解得
由上可知当，即时有极大值，解得
18. 如图甲所示，竖直面内有一圆弧轨道 BC，下端C点与光滑水平地面CD相切。轨道的上端点B和圆心O的连线与水平方向的夹角α=37°，圆弧轨道半径为R=5m，与水平轨道相切于点C。现将一质量为1Kg小滑块（可视为质点）从空中的A点以v0=3m/s的初速度水平向左抛出，恰好从B点沿轨道切线方向进入轨道，沿着圆弧轨道运动到C点，滑块在圆弧末端C点对轨道压力Nc=38.8N；之后继续沿水平轨道滑动，经过D点平滑滑上质量为M=1Kg，足够长的木板上。图乙为木板开始运动后一段时间内的图像，重力加速度g取，不计空气阻力和木板厚度。sin37°=0.6 ，cs37°=0.8求：
（1）抛出点到水平地面的高度；
（2）小滑块经过C点时速度大小；
（3）全过程中木板的位移。
【答案】（1）88m；（2）12m/s；（3）
【解析】
【详解】（1）由题图可知，在B点，则有
又有
抛出点到水平地面的距离
解得
H=8.8m
（2）在C点，对物块受力分析，应用牛顿第二定律可得
又因为
联立可得
（3）由题意可知，木板足够长，则在1s时物块和木板刚好共速，之后小滑块和木板相对静止，以相同的加速度一起减速滑行至停止。对滑块和木板的速度时间图像如图所示，在0~1s内，由速度时间图像的斜率表示加速度，对滑块可得加速度大小为
由牛顿第二定律可得
可得
=0.8
对木板：木板的加速度大小
对木板由牛顿第二定律可得
解得
=0.2
木板加速过程位移
木板减速过程位移
=4m
木板位移
相关试卷
山东省临沂市沂水县2023-2024学年高二上学期期中考试物理试卷(含答案)： 这是一份山东省临沂市沂水县2023-2024学年高二上学期期中考试物理试卷(含答案)，共17页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
山东省临沂市沂水县2023-2024学年高一下学期期中考试物理试题： 这是一份山东省临沂市沂水县2023-2024学年高一下学期期中考试物理试题，文件包含山东省临沂市沂水县2023-2024学年高一下学期期中考试物理试题docx、高一物理答案docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共11页， 欢迎下载使用。
山东省临沂市莒南县2023-2024学年高一下学期期中考试物理试题： 这是一份山东省临沂市莒南县2023-2024学年高一下学期期中考试物理试题，共8页。
