山西省太原市2022-2023学年高一物理下学期期中试题（Word版附解析）

这是一份山西省太原市2022-2023学年高一物理下学期期中试题（Word版附解析），共25页。试卷主要包含了单项选择题，多项选择题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
2022~2023学年第二学期高一年级期中质量监测物理试卷说明：本试卷为闭卷笔答，答题时间90分钟，满分100分。一、单项选择题：本题包含10小题，每小题3分，共30分。请将正确选项前的字母填入表内相应位置。1. 关于曲线运动的叙述正确的是（　　）A. 做曲线运动的物体某时刻有可能处于平衡状态B. 做曲线运动的物体，速度一定变化C. 做曲线运动物体加速度一定改变D. 做曲线运动的物体，速度方向时刻变化，故曲线运动不可能是匀变速运动【答案】B【解析】【详解】A．做曲线运动的物体受到合外力一定不为零，不可能处于平衡状态，故A错误；B．做曲线运动的物体，速度方向时刻发生变化，则速度一定变化，故B正确；CD．做曲线运动的物体加速度不一定改变，比如平抛运动，加速度为重力加速度，保持不变，平抛运动为匀变速运动，故CD错误。故选B。2. 在某次足球比赛中，一运动员踢出“香蕉球”，足球划出一道曲线后射门得分。在足球加速向下射门时，关于足球所受的合力F和速度v的关系可能正确的是（　　）A.  B.  C.  D. 【答案】B【解析】【详解】根据题意可知，速度方向沿切线方向，力指向曲线弯曲的内测，由于足球做加速运动，则力与速度的夹角小于。故选B。3. 2023年3月山西省文化和旅游厅为了宣传山西省的人文美景，以“走进表里山河，晋享美好生活”为主题，利用无人机拍摄了宣传片“粤来悦晋”。其中一台无人机，上升向前飞行，竖直向上的速度vy及水平方向速度vx与飞行时间t的关系图像如图甲、乙所示。则下列说法正确的是（　　）A. 无人机在t1时刻处于失重状态B. 无人机在0~t2这段时间内沿直线飞行C. 无人机在t2时刻上升至最高点D. 无人机在t2~t3时间内做匀变速运动【答案】D【解析】【详解】A．v-t图像斜率代表加速度，无人机在t1时刻加速度方向向上，处于超重状态，故A错误；B．无人机在0~t2这段时间内在竖直方向和水平方向均做匀变速运动，做曲线运动，故B错误；C．无人机在t3时刻上升至最高点，故C错误；D．无人机在t2~t3时间内竖直方向做匀变速运动，水平方向做匀速运动，所以无人机在t2~t3时间内做匀变速运动，故D正确。故选D。4. 马刀锯是一种木匠常用的电动工具。其内部安装了特殊的传动装置，简化后如图所示，可以将电动机的转动转化为锯条的往复运动。电动机带动圆盘转动，圆盘上的凸起在转动的过程中带动锯条左右往复运动。已知电动机正在顺时针转动，转速，。当与锯条运动方向的夹角时，锯条运动的速度大小约为（　　）A.  B.  C.  D. 【答案】A【解析】【详解】根据题意，由公式可得，点线速度为把速度分解，如图所示由几何关系有即锯条运动的速度大小约为。故选A。5. 2022年夏天，我国南方地区遭遇多轮暴雨袭击，抗洪救灾的战士们利用直升飞机参与救援物资的运送。已知直升飞机在距离地面某高度以2.5m/s的速度沿水平方向匀速飞行并进行物资投送，投出的物资恰好落在了正前方距离投放位置水平距离5m的地方。若物资可看成质点，不计空气阻力，重力加速度g取10m/s2，下列说法正确的是（　　）A. 从直升飞机上拍摄的视频看到物资做平抛运动B. 直升飞机飞行高度为15mC. 物资在投出后第1秒内和第2秒内的速度变化量相同D. 物资在投出后第1秒内和第2秒内的位移之比为【答案】C【解析】【详解】A．由于物资水平方向与飞机有大小相等的速度，则从直升飞机上拍摄的视频看到物资做自由落体运动，故A错误；B．物资水平方向做匀速直线运动，则有竖直方向做自由落体运动，则有故B错误；C．根据可知物资在投出后第1秒内和第2秒内的速度变化量相同，故C正确；D．物质在竖直方向做自由落体运动，则物资在投出后第1秒内和第2秒内的竖直位移之比为而水平方向做匀速直线运动，物资在投出后第1秒内和第2秒内的水平位移相等，则物资在投出后第1秒内和第2秒内的位移之比为故D错误。故选C。6. 2023年3月22日CBA常规赛战罢第38轮，山西男篮在这场关键的“卡位”赛中以119比94大胜吉林队，比赛中原帅手起刀落命中三分球。如图所示，比赛中原帅将篮球从地面上方B点以速度v0斜向上抛出，恰好垂直击中篮板上A点。若该运动员向前运动到等高的C点投篮，还要求垂直击中篮板上A点，运动员需（　　）A. 减小抛出速度，同时增大抛射角B. 增大抛出速度，同时增大抛射角C. 减小抛射角，同时减小抛射速度D. 减小抛射角，同时增大抛射速度【答案】A【解析】【详解】根据题意可知，篮球垂直击中篮板上点，则逆过程就是平抛运动，竖直高度不变，水平方向位移越大，水平速度越大，抛出后落地速度越大，与水平面的夹角则越小，则该运动员向前运动到等高的C点投篮，水平位移减小，还要求垂直击中篮板上A点，则需减小抛出速度，同时增大抛射角。故选A。7. 随着2022年北京冬奥会的成功举办，冰雪项目在我国也越来越受欢迎。如图所示，某运动员训练时从助滑道上不同位置下滑，都从斜坡顶点B水平飞出。若以速度v1飞出，用时t1落在斜坡上的C点；若以速度v2飞出，用时t2落在斜坡上的D点。已知，不计空气阻力。关于运动员从B点飞出，落回斜面的过程，下列判断正确的是（　　）A. 两次位移关系有B. 两次初速度大小之比C. 两次落在斜面上时速度与斜面夹角之比D. 两次落在斜面上时速度大小之比【答案】B【解析】【详解】B．令斜面的倾角为，运动员落在斜面上，则有解得可知速度与时间成正比，即故B正确；A．下落的高度为运动的位移为可知运动的位移与时间的平方成正比，即故A错误；C．落在斜面上时速度与水平方向的夹角为α，则有则落在斜面上时速度与斜面的夹角大小θ= α-同一斜面不变，故落在斜面上时速度与斜面的夹角与运动员飞出时的初速度无关，则两次落在斜面上时速度与斜面的夹角之比为故C错误；D．落在斜面上时的速度可知落地时的速度大小之比与初速度之比相等，故两次落在斜面上时速度大小之比为故D错误。故选B。8. 如图所示为某“行星减速机”的一种工作原理图。其中A为太阳齿轮，半径为R1，B为行星齿轮，半径为R2，且R1：R2=3：2.在该种状态下，A、B两齿轮的边缘线速度分别为v1、v2，角速度分别为ω1、ω2，转速分别为n1、n2，周期分别为T1、T2.下列关系正确的是（　　）A.  B.  C.  D. 【答案】C【解析】【详解】A．A、B两齿轮的边缘线速度分别为v1、v2，则v1=v2故A错误；B．根据R1：R2=3：2得故B错误；C．根据得故C正确；D．根据得故D错误。故选C。9. 如图所示，套在竖直细杆上的轻环A由跨过定滑轮的不可伸长的轻绳与重物B相连，施加外力让A沿杆以速度v匀速上升，从图中M位置上升至与定滑轮的连线处于水平N位置，已知AO与竖直杆成θ角，则（　　）A. 刚开始时B的速度为vsinθB. A匀速上升时，重物B也匀速下降C. 重物B下降过程，绳对B的拉力大于B的重力D. A运动到位置N时，B的速度最大【答案】C【解析】【详解】AD．对于A，它的速度如图中标出的v，这个速度看成是A的合速度，其分速度分别是va ，vb其中va就是B的速度vB（同一根绳子，大小相同），刚开始时B的速度为vB＝vcosθ当A环上升至与定滑轮的连线处于水平位置时，va＝0，所以B的速度vB＝0，故A D错误；BC．因A匀速上升时，由公式vB＝vcosθ，当A上升时，夹角θ增大，因此B减速下降，由牛顿第二定律可知物体B超重，绳对B的拉力大于B的重力，故B错误，C正确。故选C。10. 如图所示，月球的半径为R，甲、乙两种探测器分别绕月球做匀速圆周运动与椭圆轨道运动，两种轨道相切于椭圆轨道的近月点A，圆轨道距月球表面的高度为R，椭圆轨道的远月点B与近月点A之间的距离为6R，若甲的运动周期为T，则乙的运动周期为（　　）A.  B.  C.  D. 【答案】D【解析】【详解】根据题意可得，甲公转轨道半径为乙的椭圆轨道半长轴为设乙运动周期为，由开普勒第三定律联立解得故选D。二、多项选择题：本题包含5小题，每小题3分，共15分。在每小题给出的四个选项中，至少有两个选项正确。全部选对的得3分，选不全的得2分，有错者或不答的得0分。请将正确答案填入下表内。11. 如图所示，质量不等的甲、乙两个小球，在光滑玻璃漏斗内壁做水平面内的匀速圆周运动，甲在乙的上方。则下列说法正确的是（　　）A. 小球受到三个力B. 两个小球单位时间走过的路程不同C. 两个小球单位时间转过的角度相同D. 两个小球向心加速度的大小相同【答案】BD【解析】【详解】A．小球受重力、玻璃漏斗内壁支持力两个力的作用，故A错误；D．小球受重力和支持力的作用，设漏斗侧面与水平面夹角为，由向心力公式可知向心加速度大小相同，故D正确；B．线速度因为甲的半径较大，所以线速度较大，故B正确；C．角速度因为甲的半径较大，所以角速度较小，故C错误。故选BD。12. 如图是四轮驱动的汽车在水平路面上匀速转弯时的画面，下列说法正确的是（　　）A. 汽车所受合力可能为0B. 汽车受到的合力提供向心力C. 地面给轮胎的静摩擦力不指向运动轨迹的圆心D. 重力与支持力的合力提供向心力【答案】BC【解析】【详解】AB．汽车在水平路面上匀速转弯，合力提供向心力不等于0，故A错误，B正确；CD．对汽车受力分析可知，汽车受重力、支持力、摩擦力和阻力，竖直方向上，重力和支持力等大反向，摩擦力和阻力的合力指向圆心，提供向心力，则地面给轮胎的静摩擦力不指向运动轨迹的圆心，故D错误，C正确。故选BC。13. 如图是单杠运动员在单臂旋转过程中的动作，已知运动员的质量为m，重心到手支撑点的距离为L，运动员在竖直面内做圆周运动且刚好能通过最高点，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　）A. 运动员在最高点时速度为B. 运动员在最高点时向心力为0C. 若运动员在最低点速度变大，则他对单杠的作用力可能减小D. 若运动员在最高点速度变大，则他对单杠的作用力可能增大，也可能减小【答案】BD【解析】【分析】【详解】AB．运动员在竖直面内做圆周运动且刚好能通过最高点，此时运动员重力和单杠对他的支持力平衡，则在最高点时速度为0，向心力为0，故A错误，B正确；C．运动员在最低点时，向心力，即解得单杠对他的作用力可知，当运动员在最低点速度变大时，单杠对他的作用力增大，根据牛顿第三定律可知，他对单杠的作用力增大，故C错误；D．若运动员在最高点，恰好由重力提供向心力，即解得此时运动员的速度当时，有速度v增大，F减小；当时，有速度v增大，F增大，故D正确。故选BD。14. 世界上最大的摩天轮是位于阿联酋迪拜蓝水岛中心地带的“迪拜眼”，其高度为250米，巨大的摩天轮四周配有48个吊舱，可同时乘坐1750多名游客，转一圈用时38分钟。迪拜眼于2021年10月21日正式开放。摩天轮在竖直平面内做匀速圆周运动，某时刻甲乘客所在的吊舱正好处在最高点，乙乘客所在吊舱处在最低点，若两乘客质量相等，则此时（　　）A. 吊舱对乙的作用力大于对甲的作用力B. 吊舱对甲的作用力大于对乙的作用力C. 吊舱对甲、乙的作用力方向相反D. 甲乘客处于失重状态，乙乘客处于超重状态【答案】AD【解析】【详解】ABD．设乘客的质量为m，线速度大小为v，摩天轮的半径为R，对甲、乙的作用力分别为F1、F2，根据牛顿第二定律解得可得甲乘客处于失重状态，乙乘客处于超重状态，故AD正确，B错误；C．乘客在最低点时，吊舱对乘客的作用力向上，乘客在最高点时，吊舱对乘客的作用力向上，所以吊舱对甲、乙的作用力方向相同，故C错误。故选AD。15. 智能呼啦圈轻便美观，深受大众喜爱，如图甲，腰带外侧带有轨道，将带有滑轮的短杆穿入轨道，短杆的另一端悬挂一根带有配重的轻绳，其简化模型如图乙所示。可视为质点的配重质量为m=0.5kg，绳长为l=0.5m，悬挂点P到腰带中心点O的距离为0.2m，水平固定好腰带，通过人体微小扭动，使配重随短杆做水平匀速圆周运动。若绳子与竖直方向夹角θ=37°，运动过程中腰带可看成不动，重力加速度g取10m/s2，（sin37°=0.6，cos37°=0.8）下列说法正确的是（　　）A. 配重做匀速圆周运动的半径为0.6mB. 配重的线速度大小为C. 细绳对配重的拉力大小为6.25ND. 若细绳不慎断裂，配重将做自由落体运动【答案】BC【解析】【详解】A．设绳长为，悬挂点P到腰带中心点O的距离为，由几何关系可知，配重做匀速圆周运动的半径为故A错误；BC．配重受重力和绳子拉力，竖直方向根据受力平衡可知水平方向根据牛顿第二定律可得联立解得，故BC正确；D．若细绳不慎断裂，配重将做平抛运动，故D错误。故选BC。三、实验题：本题包含2小题，共14分。将答案填在题中横线上或按要求作答。16. 用如图所示的向心力演示器探究向心力的大小。已知小球在挡板A、B、C处做圆周运动的轨迹半径之比为，回答以下问题：（1）在该实验中，主要利用了控制变量法来探究向心力与质量、半径、角速度之间的关系。（2）探究向心力与半径之间的关系时，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C            B．挡板B与挡板C（3）若质量相等的两个小钢球分别放在挡板A与挡板C处，皮带连接的两个塔轮的半径之比为，当某同学以的转速匀速转动手柄时，A、C处两小球的线速度大小之比为___________；A、C处两小球的向心力大小之比为___________。【答案】    ①. 相同    ②. B    ③.     ④. 【解析】【详解】（2）[1]探究向心力与半径之间的关系时，应保持角速度和小球的质量相等，小球做圆周运动的半径不同，则选择半径相同的两个塔轮，保证角速度相等。[2]将质量相同的小球分别放在挡板B与挡板C处，保证小球做圆周运动的半径不同。故选B。（3）[3]根据题意，由公式可知，角速度之比为则A、C处两小球的线速度大小之比为[4]由向心力公式可得，A、C处两小球的向心力大小之比为17. 在利用电磁定位系统“探究平抛运动的特点”实验中，通过计算机通讯线将电磁定位板与计算机相连。打开信号源电源开关，检查信号接收情况，将信号源放在弹射器前端，点击“零点设置”。将信号源推入弹射器，弹射器有三档可调节，点击“开始记录”，释放信号源，软件自动记录信号源的运动轨迹。点击“停止记录”，点击“X”得到信号源的轨迹在水平方向的投影，点击“Y”得到信号源的轨迹在竖直方向的投影。点击“二次拟合”得到信号源在竖直平面内的平抛运动轨迹。
 （1）平抛运动在水平方向的分运动为___________；在竖直方向的分运动为___________。（2）在左图中取4个点，放大后如右图所示。右图中每个正方形小方格的边长为2.5cm，分析可知，小球由1到2位置的时间间隔为___________s，该小球平抛运动的初速度大小为___________m/s。（g取10m/s2，结果保留两位有效数字）【答案】    ①. 匀速直线运动    ②. 自由落体运动    ③. 0.050    ④. 1.0【解析】【详解】（1）[1][2]平抛运动在水平方向的分运动为匀速直线运动；在竖直方向的分运动为自由落体运动。（2）[3][4]根据可得该小球平抛运动的初速度大小为四、计算题：本题包含5小题，共41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。18. 月球质量约为地球质量的，月球半径约为地球半径的。月心距离地心的平均距离约为3.8×108m，航天器在地球飞往月球过程中既受到地球的引力，也受到月球的引力。当航天器到达月地间某一位置时，它受到地球、月球的引力大小相等，求航天器到月心的距离。【答案】【解析】【详解】航天器在地、月间飞行时，受到的引力大小与地球、月球半径无关；设地、月间距为，航天器质量为受到地球、月球的引力大小相等时，它到月心距离为，与地心距离为。则有又联立解得19. 如图所示，质量为m的小球用两根长度分别为13L、5L的轻绳固定于细杆上间距为12L的A、B两点上，小球可绕细杆在水平面内做匀速圆周运动，重力加速度为g。求：（1）为使5L的轻绳不受到拉力作用，小球转动的最大角速度ω0；（2）当小球转的角速度为，5L的轻绳受到的拉力大小。【答案】（1）；（2）【解析】【详解】（1）当B绳刚伸直，不受到拉力作用时，两绳与杆构成直角三角形，设此时角速度为，绳A与竖直方向夹角为，则有联立解得（2）设此时，绳A对小球的拉力为FA，B绳对小球的拉力FB，则有联立解得20. 2022年冬奥会的自由式滑雪U型场地技巧项目吸引了众多观众的眼球，U型池宽度为20m，雪槽深6.5m，可以将U型池看作两个圆弧与水平面结合的图形，如图所示，B、C点为圆弧的最低点，与水平滑道相切。某次运动员从A的上方落入轨道，滑至B点时的速度大小为13m/s，已知运动员质量为50kg，重力加速度g取10m/s2（结果保留整数）。求：（1）运动员滑至B点的瞬间，对B点的压力的大小；（2）若已知水平部分雪与滑雪板间的摩擦因数为0.05，运动员第一次由B滑至C点，运动员对C点压力的大小。【答案】（1）1800N；（2）1746N【解析】【详解】（1）运动员在圆弧最低点B，应用牛顿运动定律：由牛顿第三定律得所以运动员给B点的压力大小为1800N。（2）从B点到C点，由牛顿运动定律得由运动学公式由牛顿运动定律得由牛顿第三定律得所以运动员给C点的压力为1746N。选做题：本题包含两题，请任选一题做答。如两题都做，按A题计分。21. 如图所示，小物块从坡面顶端由静止释放，滑到水平台上，滑行一段距离后，从边缘O点以1m/s水平飞出，击中平台右下侧挡板上的P点。现以O为原点在竖直面内建立如图所示的平面直角坐标系，挡板的形状满足方程（单位：m），不计一切摩擦和空气阻力。重力加速度g取10m/s2，取10.05.求：（1）小物块从O点运动到P点的时间；（2）小物块刚到P点时速度的大小。【答案】（1）1s；（2）【解析】【详解】（1）竖直方向，根据运动学公式，有水平方向结合联立解得（2）竖直方向速度大小根据速度的合成法则，则小物块刚到p点时速度的大小为代入数据可得22. 如图所示，质量为m的小球以某一初速度向左运动，经过一半径为R的半圆轨道最高点后，水平向右飞出，刚好落于斜面顶端，小球落点的速度与斜面平行，小球可看作质点。已知斜面顶端到轨道最高点的竖直高度为h，重力加速度为g。求：（1）求斜面顶端与轨道最高点的水平距离；（2）小球在轨道最高点时对轨道的压力大小。【答案】（1）；（2）【解析】【详解】（1）设斜面顶端与轨道最高点的水平距离为x，小球在轨道最高点时速度为v0，飞出后做平抛运动，到达斜面时的竖直分速度为vy，由平抛运动的规律得①②由①②得得（2）设小球在轨道最高点时受到的支持力为F小球对轨道的压力为=F选做题：本题包含A、B两题，请任选一题做答。如两题都做，按A题计分。23. 某游戏装置如图所示，左侧是一竖直支柱，右侧竖直放置一内径很小的圆弧形管道，弹射装置可以将置于支柱上处的小球水平向右弹出。一质量的小球（可视为质点）以的初速度被弹出后，正好从处沿圆弧切线方向进入圆管（小球的直径略小于圆管横截面直径），且到达的速度。已知与的夹角，，，不计空气阻力，重力加速度取,求：（1）小球离开点的初速度的大小；（2）间的高度差h；（3）若小球恰好可以达到处，则小球在处时对管壁弹力的大小和方向。【答案】（1）；（2）；（3），方向竖直向下【解析】【详解】（1）根据题意可知，小球从处沿圆弧切线方向进入圆管，将小球运动到处时的速度沿水平方向与竖直方向分解，如图所示由几何关系有解得点的初速度（2）小球运动到处时，竖直方向的分速度从，小球在竖直方向做自由落体运动，则有解得下落时间间的高度差为解得（3）因为小球恰好能到达点，所以到达点的速度为0，对于小球有再由牛顿第三定律可知小球对轨道的弹力方向竖直向下。24. 某游戏装置如图所示，左侧是一竖直支柱，右侧竖直放置一半径，内径很小的圆弧形管道，弹射装置可以将置于支柱上A处的小球水平向右弹出。一质量的小球（可视为质点）以v0的初速度被弹出后，正好从B处沿圆弧切线方向进入圆管（小球的直径略小于圆管横截面直径），且到达B的速度。已知OB与OC的夹角，，，不计空气阻力，重力加速度取，求：（1）A、B间的高度差h；（2）若小球运动到管口D处时的速度大小，则小球在D处时对管壁弹力的大小和方向；（3）若弹射装置的位置可以在支柱上上下移动，欲通过改变支架距离B点的水平位移x，使小球还能恰好从B处沿圆弧切线方向进入圆管，弹射装置出口到B点的高度H与支架距离B点的水平位移x应满足的关系式（弹射装置出口到支架的距离可忽略）。【答案】（1）；（2），方向竖直向上；（3）【解析】【详解】（1）小球运动到B处时，竖直方向的分速度从A到B，小球在竖直方向做自由落体运动，有解得下落时间A、B间的高度差（2）设小球在D处时受到管壁对其的作用力方向竖直向下，大小为，根据牛顿第二定律有解得根据牛顿第三定律可知，小球在D处时对管壁的弹力的大小为，方向竖直向上。（3）因为小球沿切线方向从B点进入圆管，则有再由平均速度关系可知所以，弹射装置出口到B点的高度H与支架距离B点的水平位移x应满足的关系式为