2022-2023学年山西省大同市重点中学高一（下）期中物理卷

2022-2023学年山西省大同市重点中学高一（下）期中物理卷

一、单选题（本大题共8小题，共32.0分）

1.  在物理学研究过程中科学家们创造了许多物理学研究方法，如理想实验法、控制变量法、极限法、等效替代法、理想模型法、微元法等，以下关于所用物理学研究方法的叙述错误的是(    )

A. 速度定义式，当非常小时，就可以表示物体在时刻的瞬时速度，该定义采用了极限法
B. 在“探究加速度与力和质量的关系”实验中，采用了控制变量法
C. 在不需要考虑物体本身的大小和形状时，可以把物体抽象成质点采用了等效替代法
D. 在推导匀变速直线运动的位移公式时，采用了微元法

2.  如图，质量为的柏乐小朋友可视为质点坐在秋千上自由摆动，摆动到最高点时悬线与竖直方向的夹角为，重为加速度大小为，下列说法正确的是(    )
 

A. 柏乐在最高点时的速度为零，所受合力为零
B. 柏乐在最高点时，秋千对他的作用力为
C. 柏乐在最低点时，秋千对他的作用力为
D. 柏乐在最低点时的加速度不为零

3.  某人以一定的速度面部和身体始终垂直河岸向对岸游去，江中各处水流速度相等。则关于他游过的路程、过河所用的时间与水流流速的关系，下列说法正确的(    )
 

A. 他游过的轨迹为曲线 B. 水流速度增大，时间长，路程长
C. 路程与水流速度无关 D. 过河时间与水流速度无关左右

4.  为了节省能量，某商场安装了智能化的电动扶梯．无人乘行时，扶梯运转得很慢；有人站上扶梯时，它会先慢慢加速，再匀速运转。一顾客乘扶梯上楼，恰好经历了这两个过程，如图所示．下列说法中正确的是(    )
 

A. 顾客开始受两个力作用，后来受三个力作用
B. 顾客始终处于超重状态
C. 扶梯加速过程中，顾客具有的惯性不断变大
D. 扶梯对顾客作用力的方向先指向右上方，再竖直向上

5.  如图所示为某工地上的自动卸货车作业过程，卸货车始终静止在水平地面上，车厢在液压机的作用下，倾角先缓慢增大，当货物开始加速下滑时倾角保持不变。在卸货的全过程中(    )
 

A. 货物受到车厢的摩擦力一直增大
B. 货物受到车厢的支持力一直减小
C. 地面对货车的支持力一直大于总重力
D. 地面对货车的支持力大小先等于总重力后小于总重力

6.  如图所示，将一小球从倾角的斜面顶端点以初速度水平抛出，落在斜面上的点，为小球运动过程中与斜面相距最远的点，垂直。小球可视为质点，空气阻力不计，重力加速度为，则(    )
 

A. 小球在点的速度大小是
B. 小球从到点所用时间等于
C. 小球在点的速度与水平方向的夹角正切值是
D. A、两点间距离等于

7.  电动打夯机可以帮助筑路工人压实路面，大大提高了工作效率。如图所示某电动打夯机的结构示意图，由偏心轮飞轮和配重物组成、电动机和底座三部分组成。电动机、飞轮和底座总质量为，配重物质量为，配重物的重心到轮轴的距离为。重力加速度为。在电动机带动下，偏心轮在竖直平面内匀速转动，皮带不打滑。当偏心轮上的配重物转到顶端时，刚好使整体离开地面。下列判断正确的是(    )
 

A. 电动机轮轴与偏心轮转动角速度相同
B. 配重物转到最高点时，处于超重状态
C. 偏心轮转动的角速度为
D. 打夯机对地面压力的最大值为

8.  A、两物体同时受到同样的水平拉力后，分别在水平面上从静止开始做匀加速直线运动，后，同时撤去拉力，它们均做匀减速直线运动，直到停止，其图像如图所示，重力加速度取。在、整个运动过程中，下列说法正确的是(    )

 

A. A、两物体质量之比为
B. A、两物体受到摩擦力之比为
C. A、两物体位移之比为
D. A、两物体与水平面间动摩擦因数之比为

二、多选题（本大题共3小题，共12.0分）

9.  将质量为的重物悬挂在轻绳的一端，轻绳的另一端系一质量为的小环，小环套在竖直固定的光滑直杆上，光滑定滑轮与直杆的距离为。现将小环从与定滑轮等高的处由静止释放，当小环沿直杆下滑距离也为时图中处，下列说法正确的是重力加速度为，不计小环及定滑轮的大小(    )
 

A. 小环到达处时，重物上升的高度为
B. 小环到达处时，重物上升的高度为
C. 小环在处的速度与此时重物上升的速度大小之比等于
D. 小环在处的速度与此时重物上升的速度大小之比等于

10.  如图所示，地面上固定有一半径为的半圆形凹槽，为圆心、为水平直径，现将小球可视为质点从处以初速度水平抛出后恰好落到点：若将该小球从处以初速度水平抛出后恰好落到点，、两点等高，与水平方向的夹角，不计空气阻力，则下列说法正确的是(    )

 

A.
B. 小球从开始运动到落到凹槽上的过程中，其两次的速度变化量相同
C. 小球落在凹槽上时，其两次的时间不同
D. 小球落到点时，速度方向可能与该处凹槽切面垂直

11.  如图所示，用一根长为的细线的一端系一质量为的小球可视为质点，另一端固定在一光滑锥体顶端，锥面与竖直方向的夹角为，当小球在水平面内绕锥体的轴做匀速圆周运动的角速度为时，细线的张力为。的图像如图所示，已知，，，则下列说法中正确的是    (    )

 

A. 小球的质量为 B. 小球的质量为
C. 夹角为 D. 细线的长度

三、实验题（本大题共2小题，共18.0分）

12.  某同学利用图甲所示装置测量木块与长木板间的动摩擦因数。轻绳在重物的带动下牵引木块做匀加速直线运动。请回答下列问题：

长木板没有定滑轮的一端______选填“需要”或“不需要”垫高。
某次实验中，按正确操作得到纸带的一部分如图乙所示，打点计时器打下相邻两点的时间间隔为，、两点的距离和、两点的距离已测出，根据图乙可得重物的加速度大小______。
若测得重物、木块的质量分别为和，重物的加速度大小为，重力加速度大小为，则木块与长木板间的动摩擦因数可表示为______。
由于空气阻力和打点计时器打点时振针与纸带间阻力的影响，测得木块与长木板间的动摩擦因数______选填“偏大”或“偏小”。

13.  某学习小组用实验探究平抛运动规律，采用如图所示实验装置。

刚开始时，让小球、处于同一高度，用小锤击打弹性金属片，使球水平飞出，同时球被松开。

改变小锤打击的力度，观察、两球落地的先后情况，发现__________填字母

A.击打的力度越大，球越先落地

B.击打的力度越大，球越后落地

C.无论击打的力度如何，两球总是同时落地

D.以上情况都有可能

一位同学采用频闪摄影的方法拍摄到小球做平抛运动的照片，如图所示。图中每个小方格的边长为，分析可知，位置__________选填“是”或“不是”平抛运动的起点，该频闪摄像照片的频率为__________，用含有和的式子表示，小球做平抛运动到达点速度__________用含有和的式子表示
 

四、计算题（本大题共3小题，共30.0分）

14.  如图所示，质量的物块静止在粗糙平台上的点，一与水平方向成角、的恒力在物块上作用后撤去，最终物块停在了点。已知物块与平台间的动摩擦因数， ，取重力加速度大小。求：

撤去恒力时物块的速度大小；

、两点间的距离。

15.  有一种叫“飞椅”的游乐项目，示意图如图所示，长为的钢绳一端系着座椅，另一端固定在半径为的水平转盘边缘，转盘可绕穿过其中心的竖直轴转动。当转盘以某角速度匀速转动时，钢绳与转动轴在同一竖直平面内，钢绳与竖直方向的夹角为。不计钢绳的重力。重力加速度取

求此时转盘转动的角速度；

此时在飞椅上某位质量的游客，他所受合力为多大？飞椅对他的作用力又是多大？

16.  如图所示，平台上的小球从点水平抛出，恰能无碰撞地进入光滑的斜面，经点进入光滑水平面时速率不变，最后进入悬挂在点并与水平面等高的弧形轻质筐内。已知小球质量为，、两点高度差为，斜面高，倾角，悬挂弧形轻质筐的轻绳长为，小球可看成质点，弧形轻质筐的重力忽略不计，且其高度远小于悬线长度，重力加速度为，试求：

点与抛出点的水平距离；

小球运动至点速度的大小；

小球进入轻质筐后瞬间，轻质筐所受拉力的大小。

答案和解析

1.【答案】 

【解析】解：、根据速度定义式，在研究某一时刻或某一位置时的速度，我们采用了取非常小，即让时间趋向无穷小时的平均速度作为瞬时速度，即采用了极限法，故A正确；
B、在探究加速度与力和质量三者关系的实验中，采用了控制变量法，故B正确；
C、在不需要考虑物体的大小和形状时，用质点来代替实际物体时，采用了理想化物理模型法，故C错误；
D、在探究匀变速运动的位移公式时，将匀变速运动无限微分后变成了一段段的匀速运动，即采用了微元法，故D正确。
本题选错误的，
故选：。
瞬时速度是平均速度的极限；在“探究加速度与力和质量的关系”实验中，采用了控制变量法；质点是理想化物理模型；在推导匀变速直线运动的位移公式时，采用了微元法。
在高中物理学习中，我们会遇到多种不同的物理分析方法，这些方法对我们理解物理有很大的帮助；故在理解概念和规律的基础上，更要注意科学方法的积累与学习。
 

2.【答案】 

【解析】【详解】柏乐在最高点时，速度为零，受力分析如图

易知

解得

故AB错误；

柏乐在最低点速度最大，分力分析如图

由牛顿第二定律，可得

易知，加速度不为零，秋千对柏乐的作用力  大于  。故C错误，D正确。

故选D。

3.【答案】 

【解析】【解析】

【详解】水流速度恒定，人在静水中游动的速度恒定，则可知人的实际运动为两个匀速直线运动的合运动，两个分运动方向上的合力均为零，即人所受到的合力为零，人的实际运动为匀速直线运动，故A错误；

由于人始终垂直于河岸渡河，分运动与合运动具有独立性也具有等时性，则可知此种情况下人渡河所用的时间最短，且渡河所用时间跟水流速度无关，设河宽为  ，人游动的速度为  ，则可知渡河时间始终为

故B错误，D正确；

C.人渡河时的速度始终垂直于河岸，而水的速度始终顺着河岸，根据运动的合成可知，当水流速度增大时，合速度也增大，但合速度的方向与河岸下游的夹角减小，则可知，当水流速度增大时，人渡河的实际路程将增大，故C错误。

故选D。

4.【答案】 

【解析】解：、刚开始阶段，顾客随扶梯加速运动，顾客受到重力，支持力。顾客相对扶梯有向左后退的趋势，所以还受到水平向右的摩擦力。之后匀速运动时，只受到重力和支持力两个力作用，故A错误；
B、扶梯加速时，顾客的加速度沿扶梯向上，有竖直向上的分加速度，处于超重状态。扶梯匀速运动时，顾客处于平衡状态，故B错误；
C、质量是惯性大小的唯一量度，则知扶梯加速过程中，顾客具有的惯性不变，故C错误；
D、扶梯对顾客的作用力即支持力与摩擦力的合力，扶梯加速时，扶梯对顾客的支持力竖直向上，摩擦力水平向右，则扶梯对顾客作用力的方向指向右上方。匀速时仅受竖直向上的支持力，故D正确。
故选：。
扶梯匀速运动时，顾客仅受重力和支持力两个力的作用；扶梯加速时，顾客还受摩擦力；加速运动时，顾客受到扶梯的作用力是支持力和摩擦力的合力，匀速时扶梯对顾客仅有支持力。质量是惯性大小的唯一量度。
解答本题时，要知道物体具有竖直向上的加速度时，处于超重状态。当物体具有竖直向下的加速度时，物体处于失重状态。
 

5.【答案】 

【解析】【详解】设货物的质量为，货物与车厢间的动摩擦因数为  。

当货物相对于车厢静止时货物处于平衡状态，则有

 增大时，增大，减小；当货物加速下滑时，倾角  保持不变，则支持力

保持不变，摩擦力

也保持不变，故AB错误；

当开始时，货物处于静止状态，地面对货车的支持力大小等于总重力，当货物相对车厢加速下滑时，货物处于失重状态，所以汽车对地面的压力小于货物和汽车的总重力，故C错误，D正确。

故选D。

6.【答案】 

【解析】【详解】在点时速度方向与斜面平行，则此时有

A错误；

B.设小球从到点所用时间为  ，则有

解得

B错误；

C.由平抛运动物体在任意时刻任意位置，速度夹角的正切值为位移夹角正切值的倍可得，小球在点的速度与水平方向的夹角正切值是  ，C正确；

D.水平方向做匀速直线运动，则

则、两点间距离

D错误。

故选C。

7.【答案】 

【解析】【详解】电动机轮轴与偏心轮转动属于同传送带传动，线速度相等，根据  ，可知角速度不相等，故A错误；

B.配重物转到最高点时，加速度向下，处于失重状态，故B错误；

C.当偏心轮上的配重物转到顶端时，刚好使整体离开地面，则有

对配重物有

解得

故C正确；

D.在最低点，对配重物有

对打夯机有

解得

根据牛顿第三定律可知打夯机对地面压力的最大值为  ，故D错误；

故选C。

8.【答案】 

【解析】【详解】撤去拉力，两物体均做匀减速直线运动，由牛顿第二定律，得

可知，减速运动加速度为

由  图像，可知

所以、两物体与水平面间动摩擦因数之比为

同理从静止开始做匀加速直线运动，由牛顿第二定律，得

可知，减速运动加速度为

由  图像，可知

则

所以

故AD错误；

B.、两物体受到摩擦力之比为

故B正确；

C.  图像中，图像与坐标轴围成的面积表示位移，所以、两物体位移之比为

故C错误。

故选B。

9.【答案】 

【解析】【详解】小环到达处时，重物上升的高度为

A错误，B正确；

小环在处时，轻绳与竖直杆夹角为  ，则

得

C错误，D正确。

故选BD。

10.【答案】 

【解析】

【分析】
平抛运动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，根据平抛运动水平位移和竖直位移的关系确定两小球初速度大小之比。根据平抛运动下落时间只与高度有关，可得出下落的时间。。
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，结合运动学公式灵活求解。
【解答】
A.由平抛运动规律得：，水平位移为：，高度相同，下落时间相同，由题意水平位移之比为：，所以：：，故A正确；
B.小球从开始运动到落到凹槽上，根据，两次高度相同，所以速度的变化量两次相同，故B正确；
C.小球落在凹槽上，下落的高度都相同，所以下落的时间都相等，故C错误。
D.过点向做垂线，与交点为。球落到点时，若速度方向与该凹槽切面垂直则速度方向为，点应为的中点，显然不是，故D错误。
故选AB。  

11.【答案】 

【解析】C.小球未脱离圆锥时，有，，联立解得，

可知图中第一段图线的斜率为，由图像可得，当  时，小球即将脱离圆锥，
此时其所受锥面的支持力为零，绳子拉力  ，代入，可得，所以夹角为，C正确；

当角速度为零时，小球受力平衡，故，解得小球的质量为，故A错误，B正确；

D.当  时，小球即将脱离圆锥，此时其所受锥面的支持力为零，绳子拉力  ，代入，可得细线的长度，故D正确。

故选BCD。

12.【答案】不需要    偏大 

【解析】解：本实验测量动摩擦因数，故不需要垫高没有滑轮的一端；
根据逐差法可得，解得
根据牛顿第二定律可得：，解得
由于空气阻力和打点计时器打点时振针与纸带间阻力的影响，设阻力位，则，解得，由于忽略，故测得木块与长木板间的动摩擦因数偏大
故答案为：不需要；；；偏大
本实验需要测量木块与木板间的动摩擦因数，故不需要平衡摩擦力；
根据逐差法求得加速度；
根据牛顿第二定律求得滑动摩擦因数表达式；
当考虑空气阻力时，结合牛顿第二定律求得滑动摩擦因数的表达式，即可判断。
本题考查了测动摩擦因数实验，知道实验原理、应用匀变速直线运动的推论、牛顿第二定律即可正确解题
 

13.【答案】；是，，。 

【解析】

【分析】
由于平抛运动其竖直方向的运动是自由落体运动所以两个小球同时落地，用力敲打金属片对小球竖直方向的运动情况没有影响所以小球下落时间保持不变；
利用竖直方向的位移关系可以判别其点是原点；利用竖直方向的邻差公式结合水平方向的位移公式可以求出初速度的大小；
本实验是研究平抛运动竖直方向做自由落体运动的实验，通过观察两球落地的时间，证明平抛运动竖直方向上的运动与自由落体相同，能够根据平抛运动的规律求解平抛运动的初速度。
【解答】
平抛运动竖直方向做自由落体运动，所以无论击打的力度如何，两球总是同时落地，故ABD错误，C正确；
故选：。
竖直方向的位移满足：：的关系，所以是平抛运动的起点，根据匀变速直线运动规律可知，解得：，则；
水平方向做匀速直线运动，所以，解得：；

故点的速度为：。  

14.【答案】解：设恒力作用在物块上时物块的加速度大小为，有
；

解得。
设撤去恒力后物块减速时的加速度大小为，有


解得。 

【解析】对物块进行受力分析，由牛顿第二定律求得加速度，根据速度时间公式求得撤去恒力时物块的速度大小；
先求出撤去恒力后物块减速时的加速度大小，再根据速度位移公式求得、两点间的距离。
 

15.【答案】解：座椅到中心的距离为

对飞椅进行受力分析，由牛顿第二定律有

解得

以游客为研究对象，受力分析图如下

由牛顿第二定律可得

飞椅对他的作用力为

【解析】见答案
 

16.【答案】解：从到过程中，小球做平抛运动，竖直方向有

 ， 

解得

 ， 

设小球做平抛运动的水平速度为  ，小球刚好切着点进入斜面，则有

点与抛出点的水平距离为

小球到达点时，速度为

斜面上，小球做匀加速直线运动，则有

联立解得小球运动至点速度的大小为

小球从匀速运动到点，小球进入轻质筐后瞬间，以小球和轻质筐为整体，根据牛顿第二定律可得

解得轻质筐所受拉力大小为

【解析】见答案