2023邵阳二中高一下学期期中考试物理试题含解析

邵阳市二中 2023 年上学期期中考试

高 一 年 二 期 物 理 试 卷

时量：75 分钟 满分：100 分 命题： 审核：

注意事项：

1. 答题前请填写好自己的姓名、班级、考号等信息

2. 请将答案正确填写在答题卡上

一、单项选择题：本题共 6 小题，每小题 4 分，共 24 分，在每小题给出的四个选项中只有一项符合题目要求。

1．2021 年 8 月 21 日，中国人民火箭军成功发射两枚新型导弹。导弹轨迹通常都十分复杂，下图是分析导弹工作时的轨迹示意图，其中弹头的速度 v 与所受合外力 F关系正确的是（                            ）

A．图中 A 点 B．图中 B 点 C．图中 C 点 D．图中 D 点

2．如图所示，光滑的斜劈放在水平面上，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

3．洪水无情人有情，每一次重大抢险救灾，都有子弟兵的身影。如图所示，水速为 v，消防武警需驾驶冲锋舟沿与平直河岸成 30°角的线路把被困群众从 A 处送到对岸安全地 B 处，消防武警驾驶冲锋舟若采取以冲锋舟最小速度渡河和船头垂直河岸渡河两种方案，则两种方案中冲锋舟最小速度 v1和船头垂直河岸的冲锋舟速度 v2之比为（ ）

A．1: 2 B.: 2 C. 2 : D． 1:

4．如图，将一质量为 m 的小球从 a点以初速度 v 斜向上抛出（不计空气阻力），小球先后经过 b、c 两点。已知 a、c 之间的高度差和 b、c 之间的高度差均为 h，重力加速度为 g，取 a 点所在的水平面为零势能面，则小球在（ ）

A．b 点的机械能为 2mgh

B．c 点的机械能为 mgh

C．b 点的动能为

D．c 点的动能为

5．在如图所示的装置中， 甲、乙同轴传动，乙、丙皮带传动，A、B、C 分别是三个轮边缘上的点，设甲、乙、丙三轮的半径分别是 R甲 、 R乙 和 R丙 ，且 R甲 = 2R乙 = R丙 ，如果三点的线速度分别为 vA ，vB ，vC ，三点的周期分别为TA ，TB ，TC，向心加速度分别为aA ，aB ，aC，若皮带不打滑，则下列说法正确的是 （              ）

A． B． C． D．

6．质量为 800 kg 的赛车在平直赛道上以恒定功率加速，受到的阻力不变，其加速度 a 与速度的倒数 的关系如图所示，已知图像斜率 k 的数值大小为 400。则赛车（ ）

A．速度随时间均匀增大

B．加速度随时间均匀增大

C．赛车运动时发动机输出功率为 32 kW

D．图中 b 点取值应为 0.01，其对应的物理意义表示赛车的最大时速为 360km/h

二、多选题：本题共 4 小题，每小题 5 分，共 20 分。每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求，全选对的得 5 分，选对但不全的得 3 分，有选错的得 0 分。

7．2021 年 5 月 15 日，天问一号火星探测器所携带的祝融号火星车及其着陆组合体成功着陆于火星，这标志着我国首次火星探测任务火星车着陆火星取得圆满成功。假设火星为质量分布均匀的球体，已知火星质量是地球质量的 a 倍，火星半径是地球半径的 b 倍，地球表面的重力加速度为 g，质量均匀的球壳对其内部物体的引力为零， 则（              ）

A．火星表面重力加速度为

B．火星表面重力加速度为

C．火星表面正下方距表面距离为火星半径 处的重力加速度为

D．火星表面正下方距表面距离为火星半径 处的重力加速度为

8．如图所示，质量 m=20g 的小球从斜坡上一定高度处滚下，顺利通过 A、B 后进入右侧一半径为 R=0.1m的光滑管道，到达与该段管道圆心等高的 C处时速度大小为m/s，最终小球恰好到达 D处，已知重力加速度 g=10m/s2。下列说法正确的是（ ）

A．小球在 A 点时处于失重状态

B．小球到达 D 点时，速度恰好为 0

C．小球在 C 处的加速度为 m / s2

D．小球在右侧光滑管道运动时，内侧管壁对小球无作用力

9．如图所示，在光滑竖直滑杆上套着一质量为 m 的圆环，圆环跨过水平转轴用细线吊着一质量为 M 的重物，转轴到滑竿的距离为 d，刚开始用手按住圆环，使之处于图中的位置。松手后，圆环上升，当其上升到与转轴等高的 P 处时的速度大小为 v0 。不计细线与转轴间的摩擦，重力加速度为 g。若在圆环运动到 P 点的过程中重物未落地，则下列说法正确的是（ ）

A．在 P 处时，绳对圆环的拉力功率为 0

B．细线的拉力始终大于重物的重力

C．细线拉力对重物做功为

D．重物的动能一直增大

10．如图 1 所示，质量为 m 的物体静止在水平粗糙的地面上，物体与地面间的动摩擦因数为 0.25。物体在水平外力 F 的作用下运动，外力 F 和物体克服摩擦力 Ff 做的功 W 与物体位移 x 的关系如图 2 所示。重力加速度 g 取 10m / s2 ，下列说法正确的是（ ）

A．图线Ⅰ表示物体克服摩擦力Ff 做的功

B．物体的质量为 1kg

C．物体在前 3m 运动过程中的加速度大小为 5m/s2

D．物体的最大速度为m/s

三、实验题：11 题 8 分，每空 2 分，12 题 8 分，每空 2 分，共 16 分。

11．在某未知星球上用如图甲所示装置“探究平抛运动的特点”。悬点 O 正下方 P 点处有水平放置的炽热电热丝，当悬线摆至电热丝处时能轻易被烧断，小球由于惯性向前飞出做平抛运动．现对小球采用频闪数码照相机连续拍摄．在有坐标纸的背景屏前，拍下了小球在做平抛运动过程中的多张照片，经合成后，照片如图乙所示．a、b、c、d为连续四次拍下的小球位置，已知照相机连续拍照的时间间隔是 0.10s，照片大小如图乙中坐标所示，又知该照片的长度与实际背景屏的长度之比为 1：4，则：

（1）由以上信息，可知 a点________（选填“是”或“不是”）小球的抛出点。

（2）该星球表面的重力加速度为________m/s2；

（3）小球平抛的初速度是________m/s；

（4）小球在 b 点时的速度是________m/s。

12．某同学用如图所示装置测量动摩擦因数并验证动能定理。侧面装有标尺的长木板一端着地，一端用垫木垫高，标尺的 0 刻度刚好与水平地面接触，光电门 1、2 固定在长木板的侧面，由标尺可以测出两光电门间的距离为 L0，挡光片的宽度为 d，垫木的高为 h，已知重力加速度为 g，滑块和挡光片的总质量为 m。

（1）某实验中，该同学测得滑块通过光电门 1 时挡光片的挡光时间为 t，则滑块通过光电门 1 的速度大小可近似为 v =__________。

（2）移动垫木的位置，直到轻推滑块后，滑块通过两光电门时挡光片挡光时间相等，记录这时垫木与标尺接触点的示数L1，则滑块与木块间的动摩擦因数为 μ=____________。

（3）将垫木向左明显移动一段距离，记录此时垫木与标尺接触点的示数 L2，将滑块放在长木板上由静止释放，记录滑块通过光电门 1、2 时挡光片挡光时间分别为 t1 、t2 ，则滑块运动过程中受到的合外力大小为_________________，如果表达式_______________________________成立，则动能定理得到验证。（均用m、g、h、d、L0、L1、L2表达）

四、解答题

13．（12 分）轰战机在 h＝125m 的高空以 v0=50m/s 的速度水平飞行。

（1）飞机在离目标水平距离多远的地方投弹可以击中目标？

（2）如果目标是一个同向水平匀速运动的汽车（v车=20m/s），则飞机在离汽车水平距离多远的地方投弹可以击中？

14．（12 分）如图所示，长 L 1m 的细线 OA 一端吊着一个质量 m=0.4kg 的小球（视为质点），另一端系于竖直杆顶端 O 点，使小球在水平面内绕竖直杆做匀速圆周运动，取重力加速度大小 g=10m/s2。

（1）求当小球转动的角速度 rad/s时，细线 OA 与竖直方向的夹角 θ；

（2）若在竖直杆底端 O′点与小球间系一长 L′=0.6m 的细线 O′A，让竖直杆带动小球转动，当 O′A 被拉直时，O′A 恰好与 OO′垂直，则：

①细线 O′A 恰好被拉直时，OA 对小球的拉力多大？

②若细线能承受的最大拉力大小 F=21N，求小球转动的最大角速度 ωmax。

15．（16 分）自由式滑雪空中项目是冬季奥运会项目之一，图为简化的轨道。倾斜直线轨道 AB 长度L=60m，与水平面夹角 θ=37º，圆弧形轨道 BCD 半径 R=25m，与 AB 相切于 B 点，C 为圆弧最低点，DE 与FG 为落差 h=5m 的水平直轨道。某滑雪运动员在一次滑雪表演中，从 A 点静止滑下，经过 BCD 后升空完成动作落至 P 点，运动员从 D 点升空到落地瞬间机械能损失 20％，速度方向变为水平向右，随后沿平直轨道 PE 做匀减速直线运动并从 E 点水平飞出，落在 FG 轨道上。已知：运动员的质量 m1=50kg，滑板质量m2=10kg，运动员经过 C 点时双脚对滑板的压力 F0=1300N，经过 D 点的速度大小 vD=15m/s，水平轨道 FG 的长度 s=10m，PE 间距离m。g 取 10m/s2，sin37º=0.6，cos37º=0.8，忽略运动过程中的空气阻力。试求：

（1）运动员在 C 点速度大小；

（2）在 ABC 阶段中运动员（连同滑板）受到的滑道摩擦力做的功；

（3）要使运动员最终落在 FG 轨道上，求滑板和水平直轨道 DE 间的动摩擦因数 μ 应满足的条件。

2023 年上学期高一期中考试物理

参考答案：

1．D

【详解】弹头的轨迹时曲线运动，因此合外力与速度关系应满足曲线运动条件，合外力指向轨迹的凹侧，速度方向在轨迹的切线方向。

2．C

【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， C 正确 ABD 错误。

3．B

【详解】设冲锋舟以最小速度 v1和船头正对河岸速度 v2分别从 A 到B，冲锋舟最小速度 v1垂直于 AB 连线，冲锋舟速度 v2垂直于水平河岸 ，可知 ，故选项 B 正确。

4．D

【详解】AC．不计空气阻力，小球在斜上抛运动过程中只受重力作用，运动过程中小球的机械能守恒，则

小球在 B 点的机械能等于在 C 点的机械能，均为 ，AC 错误； B．小球由 a 到 b过程中，根据机械能守恒定律有 ，解得小球在 B 点的动能为： ，B 错误； D．小球由 b 到 c 过程中，根据机械能守恒定律有： ,解得小球在 C 点的动能为,D 正确。

5．A

【详解】AB．由圆周运动的基本关系可知 ，其中 ，

，B 错误，A 正确；

CD．由圆周运动的基本关系可知 ，其中，CD 错误；

6．D

【详解】A．由图可知，以恒定功率加速，牵引力逐渐变小，则加速度逐渐变小，故做变加速直线运动，故A 错误； B．汽车加速运动，速度增大，加速度逐渐减小，故 B 错误；

C．对汽车受力分析，根据牛顿第二定律，有 F f ma ，又因为 ，联立得： ，

所以= 400，P =km =400×800W=320kW，故 C 错误；

D．当物体的速度最大时，加速度为零，根据a = 400 − 4，可得b = =0.01，此时最大速度 m/s= 100m/s=360km/h，故 D 正确；

7．AD

【详解】AB．在地球表面有 ，在火星表面有 ，联立解得火星表面重力加速度为：，则 A 正确；B 错误； CD．设火星的密度为 ，火星的半径为 R0，由于质量均匀的球壳对其内部物体的引力为零，则在火星表面正下方距表面距离为火星半径 处的重力加速度相当火星内部那部分产生的引力产生的，则火星内部那部分质量为 ，火星表面正下方距表面距离为火星半径 处的重力加速度为 ，则有 ，联立解得： ，所以 D 正确；C 错误；

8．CD

【详解】A．小球在 A 点时由支持力与重力的合力提供向心力，且支持力大于重力，根据牛顿第三定律得小

球对轨道的压力大于重力，小球处于超重状态，A 错误； B．小球恰好到达 D 点，速度 v =1m/s，

B 错误； C．小球在 C 处的加速度为向心加速度和重力加速度的合加速度，为 ，C 正确。 D．小球在右侧光滑管道运动时，能到达 D 点，D 点只有外侧轨道，说明小球在 D 点之前一直没有脱离轨道，且只和外侧轨道有弹力，如果在 C 点以上小球和内测轨道有弹力，则小球在 D 点之前就会脱离轨道而不会到达 D 点，C 正确；

9．AC

【详解】A．在 P 处时，绳对圆环的拉力水平，圆环的只具有竖直向上的速度 ，两者垂直，则绳对圆环的

拉力功率为 0，故 A 正确；

BD．圆环运动到 P 点时，圆环水平速度为零，则重物的速度也为零，所以此过程中，重物是先向下加速后

向下减速，所以细线的拉力先小于重物的重力，然后再大于重物的重力。重物动能先增大后减小，故 BD 错

误；

C．圆环运动到 P 点时，重物速度为零，则根据动能定理有

则细线拉力对重物做的功为

故 C 正确。

10．BD

【详解】AB．物体在运动过程中所受为滑动摩擦力 f  mg恒定不变，克服摩擦力做功为Wf   mgx ，即 Wf x 图像始终为一条过原点的倾斜直线，即图线Ⅱ，A 错误；根据图 2 可知 2.5N ，解得： m=1kg，B 正确； CD．根据图线Ⅰ可知，在位移为 0~3m 时，外力为 ，则物体在前3m 做匀加速运动，加速度大小为： ，C 错误；在位移为 3m~8m 时， 外力为 ，则物体在前 3m~8m 内做匀减速直线运动，可知，在位移 时物体的速度最大，则有 ，解得 ，D 正确；

11． 是 8 0.8

【详解】（1）[1]由图像可知在连续相等的时间间隔内通过的位移之比为 1：3：5，根据初速度为 0 的匀变速运动，在连续相等的时间间隔内通过的位移之比的规律可知 a 点是小球的抛出点。

（2）[2]根据 ，可得 ，则该星球表面的重力加速度为 8m/s2。

（3）[3]由 ，可得 ，则小球平抛的初速度是 0.8m/s 。

（4）[4]小球在 b 点时的竖直方向的速度为 ，

小球在 b 点时的速度为

12．

【详解】（1）[1]挡光板通过光电门的运动时间极短，该过程可近似成匀速直线运动，则：v =

（2）[2]物块匀速下滑，设长木板倾角为 θ，则由受力分析有 ，得

（3）[3]由受力分析得合外力大小为

[4]动能定理为合外力所做功等于动能变化量，如果表达式 成立，化简即：

成立，动能定理得到验证。

13．（1）250m；（2）150m

【详解】（1）飞机投下的导弹做平抛运动，从投下到击中目标飞行的时间

解得 t =5s 

水平方向做匀速直线运动，距离为 x=v0t

解得 x =250m 

（2）导弹下落的时间不变，则依题意在水平方向有

14．（1）60°；（2） 10rad/s

【详解】（1）当小球转动的角速度   2rad/s 时，由牛顿第二定律可得

解得 θ=60°

细线 OA 与竖直方向的夹角θ=60°

（2）① OA被拉直时， OA 恰好与OO 垂直，可知细线与竖直方向夹角满足 ，解得

细线 O′A 恰好被拉直时，小球只受重力和细线 OA 的拉力 FT，竖直方向由平衡条件可得：

解得

②细线 O′A 被拉直后，继续增大小球的角速度 ω，OA 对小球的拉力 FT不变，O′A 对小球的拉力 F 增大 

水平方向由牛顿第二定律可得

解得

15．（1）20m/s；（2）-12600J；（3）

【详解】（1）运动员经过 C点时，受到滑板的支持力大小为 ，

由牛顿第二定律可得

解得

（2）在 ABC 阶段中，对运动员（连同滑板）由动能定理可得

解得

（3）运动员从 D 点升空后落到 P 点瞬间的速度大小为

从 P 滑行到 E 过程，若恰好到达 E 点，

由动能定理可得

解得

当运动员从 E 点以速度 飞出时做平抛运动，恰好到达 G 点，据平抛运动规律可得

从 P 到 E 过程据动能定理可得

联立解得

故要使运动员最终落在 FG 轨道上，滑板和水平直轨道 DE 间的动摩擦因数 μ 应满足的条件为