广西河池市八校2022-2023学年高一下学期第一次联考（4月）物理试卷（含答案）

广西河池市八校2022-2023学年高一下学期第一次联考（4月）物理试卷

学校：___________姓名：___________班级：___________考号：___________

一、单选题

1、一辆汽车在水平公路上转弯，沿曲线由M向N行驶，速度大小恒定。下列关于汽车转弯时的加速度方向，可能正确的是(   )

A. B. C. D.

2、转篮球是一项难度较高的技巧，其中包含了许多物理知识。如图所示，某同学让篮球在他的手指上（手指刚好在篮球的正下方）匀速转动，下列有关描述该篮球运动的物理知识正确的是(   )

A.篮球上各点做圆周运动的圆心在球心上

B.篮球上各点做圆周运动的线速度相等

C.篮球上各点做圆周运动的角速度相等

D.篮球上各点离转轴越近，做圆周运动的向心加速度越大

3、排球颠球训练时，小娜同学以6m/s的速度将排球斜向上击出，球的速度方向与水平方向夹角为60°，忽略空气阻力，，则关于排球的运动下列说法正确的是(   )

A.排球上升的最大高度为1.8m

B.排球在上升过程中处于超重状态

C.排球在最高点速度为0，处于平衡状态

D.排球上升和下降过程的加速度方向相同

4、汽车在通过弯道时如果不能很好地控制速度，将发生侧滑而甩离正常行驶路线。下列论述正确的是(   )

A.发生侧滑是因为汽车受到的合力方向背离圆心

B.发生侧滑是因为汽车受到的合力大于所需要的向心力

C.汽车速度越大，则向心力越大

D.弯道半径越大，则向心力越大

5、如图，一同学表演荡秋千。已知秋千的两根绳长均为6m，该同学和秋千踏板的总质量约为40kg。绳的质量忽略不计，当该同学荡到秋千支架的正下方时，速度大小为6m/s，此时每根绳子平均承受的拉力约为(   )

A.240N B.320N C.640N D.400N

6、如图所示，一小物块被夹子夹紧，夹子通过轻绳悬挂在小环上，小环套在水平光滑细杆上，物块质量为M，到小环的距离为L，其两侧面与夹子间的最大静摩擦力均为F，小环和物块以速度v向右匀速运动，小环碰到杆上的钉子P后立刻停止，物块向上摆动，整个过程中，物块在夹子中没有滑动，小环和夹子的质量均不计，重力加速度为g。下列说法正确的是(   )

A.物块向右匀速运动时，绳中的张力等于2F

B.小环碰到钉子P时，物块线速度大小不变

C.小环碰到钉子P时，绳中的张力等于Mg

D.速度v不能超过

7、用如图所示的装置来探究钢球做圆周运动所需向心力的大小与质量、角速度和半径之间的关系。探究过程中某次实验时装置的状态如图所示。若两个钢球质量和转动半径相等，且标尺上红白相间的等分标记显示出两个钢球所受向心力的比值为1:4，则与皮带连接的两个变速塔轮的半径之比为(   )

A.1:4 B.4:1 C.1:2 D.2:1

二、多选题

8、自行车的大齿轮、小齿轮、后轮三个轮子的边缘上有A、B、C三点，向心加速度随半径变化图像如图所示，则(   )

A.  B.

C.A、B两点加速度关系满足甲图线 D.A、B两点加速度关系满足乙图线

9、如图所示，两同学共同研究运动合成规律，一同学沿刻度尺向右在纸面上匀速移动笔尖画线，另一同学推动刻度尺紧贴纸面竖直向上做初速度为零的匀加速运动，运动过程中刻度尺保持水平。关于笔尖的运动，下列说法正确的是(   )

A.笔尖的运动轨迹为一条直线

B.笔尖的运动轨迹为一条曲线

C.笔尖的运动可视为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的匀加速直线运动的合运动

D.笔尖在任意两个相等时间内的速度变化量相同

10、如图所示，小球在竖直放置的光滑圆形管道内做圆周运动，内侧壁半径为R，小球半径为r（略小于管道半径），则下列说法正确的是(   )

A.小球通过最高点时的最小速度

B.小球通过最高点时的最小速度

C.小球在水平线ab以下的管道中运动时，内侧管壁对小球一定无作用力

D.小球在水平线ab以上的管道中运动时，外侧管壁对小球一定有作用力

三、实验题

11、某实验小组的同学利用如图所示的实验装置完成了“探究向心力与线速度关系”的实验，将小球用质量不计长为L的细线系于固定在铁架台上的力传感器上，小球的下端有一长度极短、宽度为d的挡光片，测得小球的直径为D，重力加速度用g表示。请回答下列问题：

（1）如果挡光片经过光电门时的挡光时间为t，则小球通过光电门时的速度大小为_____，向心加速度_____。

（2）小球通过光电门时力传感器的示数为，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k，则小球（含挡光片）的质量为_____。（用已知物理量的符号表示）

12、某物理兴趣小组采用如图甲所示装置探究平抛运动的特点，在方格纸上测得如图乙所示的5个点。已知每个小方格边长L为10cm，当地的重力加速度g取。

（1）为了减小实验误差，下列做法正确的是(   )

A.斜槽轨道需要选用尽量光滑的

B.应使坐标纸上的竖线与重垂线平行

C.小球运动时不应与木板上的方格纸相接触

D.为描出小球的运动轨迹，描绘的点可以用折线连接

（2）实验前应对实验装置反复调节，直到斜槽末端切线_____。每次让小球从斜槽上同一位置由静止释放，是为了保证小球抛出时_____。

（3）小球平抛的初速度大小为_____m/s；

（4）另一个实验小组的同学正确地进行了实验并正确地描绘了运动轨迹，测量了轨迹上的不同点的坐标值，根据所测得的数据以y为纵轴，为横轴，在坐标纸上画出对应的图像为过原点的直线，并测出直线斜率为2.5，则平抛运动的初速度_____m/s。（结果均保留2位有效数字）

四、计算题

13、一辆质量为汽车在水平公路上行驶，轮胎与路面间的最大静摩擦力是车重的0.8倍，。

（1）若汽车经过半径为50m的弯路时，要使汽车不会发生侧滑的最大速度是多少？

（2）若汽车驶上半径为20m的圆弧拱桥，到达拱桥最高点时的速度为10m/s，求汽车对桥的压力是多大。

14、如图所示，一光滑的半径为R的半圆形轨道固定在水平面上，AB为半圆形轨道的竖直直径，一个质量为m的小球以某一速度冲上轨道，当小球将要从轨道口B点飞出时，对轨道的压力恰好等于小球的重力，重力加速度为g，求：

（1）小球从轨道口B点飞出时的线速度大小；

（2）小球落地时速度方向与水平面夹角的正切值；

（3）小球落地点到B点的距离。

15、旋转飞椅是游乐场中比较常见的一种游乐项目，为分析其安全问题，可将其简化为如图所示的圆锥摆来进行分析。长为L的细线一端吊着一个可视为质点的小球，另一端O固定，使小球做水平面内的匀速圆周运动。若细线允许承受的最大拉力为摆球重力的3倍，悬点O到地面的高度为，重力加速度为g，空气阻力不计。

（1）若为了安全，圆锥摆的细线拉力不允许超过最大拉力的，则该圆锥摆允许的最大角速度为多大？

（2）若当圆锥摆以（1）中的角速度运动时小球突然脱落，则小球落地点与悬点正下方地面上的O'点的距离是多少？（结果保留根号）

参考答案

1、答案：B

解析：由题意，汽车做匀速圆周运动，故其所受合力为向心力，加速度方向沿轨迹半径指向圆心，故A、C、D错误。故选B。

2、答案：C

解析：A.篮球上的各点做圆周运动时，是绕着转轴做圆周运动，圆心均在转轴上，A错；BC.篮球上的各点绕同一转轴做圆周运动，所以篮球上各点角速度相等，C正确；D.由于各点转动的角速度相同，根据公式，可知篮球上各点离转轴越近，做圆周运动的向心加速度越小，D错误。

3、答案：D

解析：排球在空中做斜上抛运动，上升的最大高度；排球在上升和下降运动过程中只受重力，加速度始终竖直向下，处于完全失重状态，故BC错，D正确。

4、答案：C

解析：发生侧滑是因为汽车的速度过大，所需要的向心力过大，地面摩擦力不足以提供所需向心力，因此汽车受到的合力小于所需要的向心力，而做离心运动，AB错误；由向心加速度公式：，速度越大，向心力越大；半径越大，向心力越小。故选C。

5、答案：B

解析：在最低点据牛顿第二定律有：，知即每根绳子拉力约为320N，故选B。

6、答案：B

解析：开始物块做匀速直线运动，在竖直方向上合力为零，有，此时其侧面与夹子间的摩擦力是静摩擦力，A错；小环碰到钉子瞬间，线速度大小不变，但绳子张力变大；要使物块与夹子不发生相对滑动，对物块：得，故D错。

7、答案：D

解析：根据，两球的向心力之比为1:4，转动半径和质量相等可知，两球转动的角速度之比为1:2，因为靠皮带传动，两变速塔轮的线速度大小相等，根据可知，与皮带连接的两变速塔轮的半径之比为2:1。故选D。

8、答案：BC

解析：可以把A、B两点看成是皮带传动两个质点，B、C是同轴转动的两个质点，则。由向心加速度公式，A、B两点加速度与半径成反比，选BC。

9、答案：BCD

解析：笔尖的运动同时参与水平方向的匀速直线运动和竖直方向的匀加速直线运动，其合运动与平抛运动类似，轨迹是一条抛物线，由于加速度不变，笔尖做匀变速曲线运动，在任意两个相等时间内的速度变化量相同，故选BCD。

10、答案：BC

解析：AB、在最高点，由于外管或内管都可以对小球产生弹力作用，当小球的速度等于0时，内管对小球产生弹力，大小为mg，故最小速度为0。故A错误，B正确；

C、小球在水平线ab以下管道运动，由于沿半径方向的合力提供做圆周运动的向心力，所以外侧管壁对小球一定有作用力，而内侧管壁对小球一定无作用力。故C正确；

D、小球在水平线ab以上管道运动，由于沿半径方向的合力提供做圆周运动的向心力，可能外侧壁对小球有作用力，也可能内侧壁对小球有作用力。故D错误；

故选BC。

11、答案：（1）；

（2）

解析：（1）小球经过光电门时的挡光时间极短，则该过程的平均速度近似等于瞬时速度，故小球通过光电门时的速度大小为，由向心加速度公式得。

（2）小球通过最低点时的向心力为细线的拉力与小球（含挡光片）重力的合力，即

整理得

所以图线的斜率为

联立解得

12、答案：（1）BC

（2）水平；初速度相同

（3）2.0

（4）1.4

解析：（1）要保证小球每次从同一位置由静止释放，斜槽的摩擦力不会对实验造成影响，故A错误；为了让坐标轴的竖线表示竖直方向，应使坐标纸上竖线与重垂线平行，B正确；实验前应检查固定白纸的木板是否竖直，小球运动时避免摩擦阻力的影响，不应与木板上的白纸向接触，C正确；小球的运动轨迹为抛物线，描绘小球运动轨迹时，应该用平滑的曲线，D错误。

（2）为了保证小球抛出的速度水平，斜槽末端必须调至水平，每次让小球从斜槽上同一位置由静止释放，是为了保证小球抛出时的初速度相同。

（3）根据，可得图中相邻两拍摄点之间的时间间隔为，可得小球平抛的初速度大小为。

（4）水平方向，竖直方向，消去t得，可知斜率，解得。

13、答案：（1）20m/s

（2）

解析：（1）汽车经过弯路时，要使汽车不发生侧滑，据牛顿第二定律可得：

待入数据解得

（2）汽车到达桥顶的速度为10m/s时，据牛顿第二定律可得

待入数据解得

据牛顿第三定律可知，此时对桥的压力大小为。

14、答案：（1）

（2）

（3）

解析：（1）小球在B点飞出时，对轨道压力为，

由牛顿第二定律：

得

（2）小球从B点飞出做平抛运动，根据

解得

又

所以

（3）

15、答案：（1）

（2）

解析：（1）设摆球质量为m，细线与竖直方向夹角为θ

解得

（2）设小球脱落时的速度为，则

小球平抛运动的高度

平抛时间

水平位移

由勾股定理

解得