[物理][期中]广东省云浮市罗定市部分学校2023-2024学年高一下学期期中考试试卷(解析版)

这是一份[物理][期中]广东省云浮市罗定市部分学校2023-2024学年高一下学期期中考试试卷(解析版)，共18页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，解答题等内容，欢迎下载使用。

1. 下列关于四种运动模型的分析，说法正确的是（ ）
A. 对甲图，若三个物体从A点到B点的运动时间相等，则三个物体的平均速率相等
B. 对乙图，小车通过光电门测出的速度实际是平均速度
C. 对丙图，玉兔二号在月球上留下的轨迹长度是其位移大小
D. 对丁图，若知道变色龙舌头伸的长度和时间，可求出加速度大小
【答案】B
【解析】A．对甲图，三个物体从A点到B点的运动的位移相等，若三个物体从A点到B点的运动时间相等，则三个物体的平均速度相等，故A错误；
B．对乙图，小车通过光电门测出的速度实际是平均速度，可用这极短时间内的平均速度来代替瞬时速度，故B正确；
C．对丙图，玉兔二号在月球上留下的轨迹长度是路程，故C错误；
D．对丁图，若知道变色龙舌头伸的长度和时间，可求出平均速度的大小，因为不知舌头伸长过程中的运动性质，所以不能求出加速度的大小，故D错误。
故选B。
2. 如图所示，用同样的两块塑料板A、B夹住相同材质的木块1、2，其中木块1的质量为m，木块2的质量为M，且有。现某人对A、B分别施加力、，并将塑料板和木块相对静止以加速度a竖直向上加速抬起（重力加速度为g），则对于加速抬起过程，下列说法正确的是（ ）
A.
B. 板B对木块2的摩擦力大于板A对木块1的摩擦力
C. 木块1、2之间的摩擦力大小为
D. 木块1、2之间的摩擦力为零
【答案】C
【解析】将木块1、2看成一个整体，由于塑料板A、B相同材料，根据对称性可知，塑料板A、B对木块1、2的摩擦力大小相等，方向相同，水平方向根据受力平衡可得
竖直方向根据牛顿第二定律可得
解得
以木块1对象，根据牛顿第二定律可得
解得木块1、2之间的摩擦力大小为
故选C。
3. 我国少数民族运动会上，设有跑马射箭项目（如图甲所示）运动员需骑马在直线跑道上奔驰，弯弓放箭，射击侧方的固定靶标。如图乙所示，假设无风的天气运动员骑马沿直线跑道奔驰的速度大小，与静止时射出弓箭的速度大小相等，弓箭放出时指向固定标靶的速度已知为，且与直线跑道的夹角为，直线跑道到固定靶标的最短距离为d，下列说法正确的是（ ）
A. 运动员静止时射出的弓箭速度的方向与直线跑道的夹角为
B. 运动员骑马沿直线跑道奔驰的速度大小与静止时射出弓箭的速度大小均为
C. 射出的弓箭发生的位移为
D. 射出的弓箭的运动时间为
【答案】D
【解析】A．运动员静止时射出的弓箭速度与骑马沿直线跑道奔驰的速度的合速度为，且两个分速度的大小相等，由速度合成的平行四边形是菱形，由几何关系可得运动员静止时射出的弓箭速度的方向与合速度的夹角为，与直线跑道的夹角为，A错误；
B．由几何关系可得
因此运动员骑马沿直线跑道奔驰的速度大小与静止时射出弓箭的速度大小均为
B错误；
C．射出的弓箭发生的位移为
C错误；
D．射出的弓箭的运动时间为
D正确
故选D。
4. 实验小组让篮球从距地面高度为处，以初速竖直向上抛出，重力加速度大小取，不计空气阻力，规定竖直向上为正方向，下列说法正确的是（ ）
A. 从抛出点到最高点，篮球的位移为负
B. 从抛出到落地篮球的平均速度为正
C. 物体落地时的速度为
D. 当篮球运动到与抛出点距离为处，需要的运动的时间有三种
【答案】D
【解析】A．因为规定竖直向上为正方向，则从抛出点到最高点，篮球的位移为正，故A错误；
B．从抛出到落地篮球的位移为负，则此过程中篮球的平均速度为负，故B错误；
C．由速度位移关系式可得
结合、、，解得
故C错误；
D．由可得最高点与抛出点的最大高度差为，则与抛出点的距离为的位置有三处，抛出点的上方有两处，下方一处（地面），则运动时间有三种，故D正确。
故选D。
5. 如图所示，一小磁铁吸附在铁圆盘上，圆盘由穿过圆心的水平转轴固定在竖直面内，AC为竖直直径，BD为水平直径，磁铁随圆盘一起无相对滑动的做匀速圆周运动（ ）

A. 在最高点A点，磁铁受到的摩擦力一定竖直向下
B. 在最低点C点，磁铁受到的摩擦力可能竖直向下
C. 在水平直径的左端B点，磁铁受到的摩擦力一定竖直向上
D. 在水平直径的右端D点，一定由磁铁的重力和摩擦力的合力提供向心力
【答案】D
【解析】A．在最高点A点，摩擦力方向无法确定，与角速度大小有关，可能向上也可能向下，故A错误；
B．在最低点C点，合外力向上，故摩擦力方向一定向上，故B错误；
C．在B点摩擦力斜向右上，与重力的合力提供向心力，故C错误；
D．物体做匀速圆周运动，一定由摩擦力与重力合外力提供向心力 ，故D正确；
故选D。
6. 如图为斜式滚筒洗衣机的滚筒简化图，在脱水过程中滚筒绕固定轴以恒定的角速度转动，滚筒的半径为r，简壁内有一可视为质点的衣物，衣物与滚筒间的动摩擦因数为μ（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力），转动轴与水平面间的夹角为θ，重力加速度为g。在脱水过程中，要保持衣物始终与圆筒相对静止，滚筒转动角速度的最小值为（ ）

A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】重力沿垂直筒壁的分力和筒壁对衣物的支持力的合力充当向心力，在最低点有
在最高点有
可知衣物在最高点与圆筒间的弹力小于衣物在最低点与圆筒间的弹力，故衣物在最高点最容易发生相对滑动，在最高点有
，
解得
所以在脱水过程中，要保持衣物始终与圆筒相对静止，滚筒转动角速度的最小值为。
故选B。
7. 已知质量分布均匀的球壳对壳内物体的万有引力为零。假设火星是半径为R的质量分布均匀的球体，在火星内挖一半径为r（）的球形内切空腔，如图所示。现将一小石块从切点处由静止释放，则小石块在空腔内将做（ ）
A. 匀加速直线运动B. 加速度变大的直线运动
C. 匀加速曲线运动D. 加速度变大的曲线运动
【答案】A
【解析】已知质量分布均匀的球壳对壳内物体的万有引力为零，那么在火星内挖一球形内切空腔后，小石块的受力等于火星对小石块的万有引力减去空腔球体的万有引力；设火星密度为，空腔半径为，两球心的距离为，那么小石块受到的合外力为
则小石块的加速度为
所以小石块向球心运动，加速度不变，即小石块在空腔内将做匀加速直线运动。
故选A。
二、多选题
8. 如图甲所示，平行于光滑斜面的轻弹簧劲度系数为，一端固定在倾角为的斜面底端，另一端与物块连接，两物块、质量均为，初始时均静止，现用平行于斜面向上的力拉动物块，使做加速度为的匀加速运动，、两物块在开始一段时间内的关系分别对应图乙中、图线，时刻、的图线恰好相切，时刻对应图线最高点，重力加速度为，则下列说法正确的是（ ）
A. 时刻，弹簧形变量
B. 时刻，弹簧形变量为
C. 时刻，，刚分离时的速度为
D. 从开始到时刻，拉力先逐渐增大后不变
【答案】BD
【解析】A．由图读出，t1时刻A、B分离，对A根据牛顿第二定律
得
故A错误；
B．由图知，t2时刻A的加速度为零，速度最大，根据牛顿第二定律和胡克定律得
则得
故B正确；
C．由图读出，t1时刻A、B开始分离，对A根据牛顿第二定律，
开始时有
A发生位移
得速度
故C错误；
D．从开始到t1时刻，对AB整体，根据牛顿第二定律得
得
x减小，F增大；t1时刻到t2时刻，对B，由牛顿第二定律得
得
可知F不变，故D正确。
故选BD。
9. 以速度水平抛出一小球，不计空气阻力，从抛出到某一时刻的过程中，小球的竖直位移与水平位移大小相等，重力加速度为g，以下判断正确的是（ ）
A. 此时小球竖直分速度与水平分速度大小相等
B. 此时小球的瞬时速度大小为
C. 在此过程中小球运动的的位移是
D. 此时小球速度与水平方向成45°角
【答案】BC
【解析】AB．根据题意有
解得
此时竖直分速度为
根据平行四边形定则得此时小球速度为
故A错误，B正确；
C．水平位移
竖直位移
合位移
C正确；
D．设此时小球速度方向与水平方向的夹角为，则
显然，此时小球速度方向与水平方向的夹角大于，故D错误。
故选BC。
10. 在安化云台山旅游区，有一个非常刺激的杂技节目，叫“笼中飞车”，几名演员骑着摩托车在一个固定封闭的球形大铁笼中，时而高速在水平面内骑行，时而在竖直面内骑行，人都完全倒过来了，看的观众直呼过瘾，若我们把演员与摩托车看成质点P，其质量为m。演员在虚线水平圆周上以角速度做匀速圆周运动，为铁笼的球心，为虚线轨道的圆心，与竖直方向的夹角为，且此时刚好无横向摩擦力（横向即垂直于摩托车前进方向），则（ ）
A. 演员与摩托车的向心力指向
B. 演员与摩托车的向心力指向
C. 演员与摩托车的向心力大小为
D. 当演员与摩托车的速度增大时，其运动轨道一定沿笼壁上移
【答案】BC
【解析】AB．由于演员在虚线水平圆周上以角速度做匀速圆周运动，由合力提供向心力，向心力指向轨迹圆的圆心，即演员与摩托车的向心力指向，故A错误，B正确；
C．对演员与摩托车进行分析，如图所示
根据上述可知合力提供向心力，演员与摩托车的向心力大小为
故C正确；
D．由于此时刚好无横向摩擦力，即无垂直于摩托车前进方向的摩擦力，当演员与摩托车的速度增大时，若速度增大较小，摩托车有沿笼壁上移的趋势，摩托车受到垂直于摩托车前进方向向下的摩擦力，由弹力、重力与摩擦力的合力提供向心力，此时其运动轨道并没有沿笼壁上移，故D错误。
故选C。
三、实验题
11. 三个同学根据不同的实验装置，进行了“探究平抛运动特点”的实验。
（1）甲同学采用如图甲所示的装置。为了减少误差，下列选项中必须尽量要保证的是______。（填序号）
A.槽与小球间无摩擦 B.槽末端切线水平 C.小球每次自由滚下的位置必须相同
（2）乙同学采用如图乙所示的装置。用小锤击打弹性金属片，金属片把A球沿水平方向弹出，同时B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，即改变A球被弹出时的速度，两球仍然同时落地，这说明______。（填序号）
A.平抛运动在水平方向是匀速直线运动 B.平抛运动在竖直方向是自由落体运动
（3）丙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丙所示，小球在平抛运动中的几个位置如图中所示，图中每个小方格的边长为，则该小球经过点时的速度大小______。（取）
【答案】（1） BC##CB （2） B （3）1.25
【解析】（1）槽与小球间有摩擦，对本实验没有直接影响，只要保证槽末端切线水平，小球每次从同一位置由静止释放，小球做平抛运动的初速度都相同，选项A错误，BC正确。
故选BC。.
（2）在同一高度，同一时刻开始做平抛运动的小球与自由落体的小球总是同时落地，说明平抛运动在竖直方向上是自由落体运动。
故选B。
（3）取a、b、c三点分析，水平方向间隔均为2L，所以小球从a点到b点，从b点到c点的时间相同，设均为T，在竖直方向上由
解得
根据水平方向匀速运动有
解得
小球经过b点时竖直方向上的速度
该小球经过b点时的速度大小
12. 在“探究向心力的大小与质量、角速度和半径之间的关系”的实验中，所用实验器材如图所示。
（1）某次实验时，选择A、B两个体积相等的铝球和钢球，变速塔轮的半径之比为1:1，如图所示，是探究哪两个物理量之间的关系（ ）
A. 研究向心力与质量之间的关系B. 研究向心力与角速度之间的关系
C. 研究向心力与半径之间的关系D. 研究向心力与线速度之间的关系
（2）在研究向心力的大小F与质量m、角速度和半径r之间的关系时，我们主要用到了物理学中的（ ）
A. 累积法B. 等效替代法C. 控制变量法D. 微小量放大法
（3）某次实验保证小球质量和圆周运动半径相等，若标尺上红白相间的等分格显示出两个小球所受向心力的比值为1:4，由圆周运动知识可以判断与皮带连接的变速塔轮相对应的半径之比为（ ）
A. 1:2B. 2:1C. 1:4D. 4:1
【答案】（1）A （2）C （3）B
【解析】
【小问1详解】
铝球与钢球的质量不同，半径相等，转速相同，本实验研究向心力与质量之间的关系。
故选A。
【小问2详解】
在研究向心力的大小F与质量m、角速度和半径r之间的关系时，需先控制某些量不变，研究另外两个物理量的关系，该方法为控制变量法。
故选C。
【小问3详解】
根据
两球的向心力之比为1：4，半径和质量相等，则转动的角速度之比为1：2，因为靠皮带传动，变速塔轮的线速度大小相等，根据
知，与皮带连接的变速塔轮对应的半径之比为2：1。
故选B。
四、解答题
13. 在光滑墙壁上用网兜把足球挂在A点，足球与墙壁的接触点为B。足球的质量为m，悬绳与墙壁的夹角为，，网兜的质量不计。求：
（1）画出足球受力示意图；
（2）悬绳对球的拉力和墙壁对球的支持力。
【答案】（1）见解析；（2）；
【解析】（1）依题意，足球受重力、拉力和支持力共同作用，受力如图所示
（2）运用合成法，如图
根据几何知识可得
解得
14. 如图所示，将一个质量为m小滑块（可视为质点）从距A点高h＝1.8m的水平台面上以一定的初速度水平弹出，小滑块恰好落到A点，并且速度方向恰沿AB方向，并沿AB轨道滑下，已知AB轨道长，与水平方向的夹角，AB轨道通过微小圆弧与水平轨道BC相连（C点未画出），小滑块经过圆弧前后的速度大小不变，已知小滑块与AB和BC间的动摩擦因数均为，g取10。
（1）求小滑块初速度的大小；
（2）求小滑块到达B点时速度的大小；
（3）求小滑块在BC轨道上最终静止时与B点的距离。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】（1）小滑块从抛出至落到A点的运动为平抛运动，则有
，
解得
，m/s
（2）小滑块在AB导轨上的受力分析并正交分解如图所示
由牛顿第二定律可得
又因小滑块在AB上做匀加速直线运动，有
联立解得
（3）小滑块在BC导轨上受摩擦力作用下做匀减速直线运动，则有
由牛顿第二定律有
联立解得
15. 古代的水车被做平抛运动的水流冲击旋转，可把此运动简化为如图所示的运动模型，竖直放置半径为r的圆盘绕固定的圆心O以角速做匀速圆周运动，AB是水平直径，一小球（视为质点）从P点的正上方水平抛出，小球运动到圆盘的边缘M点时速度正好与圆盘的边缘相切，且速度与圆盘边缘的线速度相等，OM与OB的夹角为，重力加速度为，，不计空气阻力，，求：
（1）小球平抛运动的初速度以及小球从P点运动到M点的过程中圆盘转过的角度；
（2）P点与O点的高度差。
【答案】（1）、；（2）
【解析】（1）圆盘边缘的线速度即小球在M点的速度为
把小球在M点的速度分别沿水平方向和竖直方向分解，可得小球平抛运动的初速度
竖直方向的分速度
平抛运动的时间
圆盘转过的角度
综合解得
（2）小球从P到M做平抛运动的高度
P、O两点的高度差
综合解得