安徽省安庆市宿松县2022-2023学年高一物理下学期4月期中试题（Word版附解析）

2022-2023学年宿松县高一（下）期中物理试卷

一、单选题（本大题共6小题，共24.0分）

1. 如图所示，小球被一端固定在天花板细绳拴住做圆锥摆运动，关于A受到的作用力，以下分析正确的是（　　）

A. 只受重力 B. 受到重力和细绳拉力

C. 受到重力，拉力和向心力 D. 受到重力和向心力

【答案】B

【解析】

【详解】小球在水平面内做匀速圆周运动，对小球受力分析，如图

小球受重力、和绳子的拉力，由于它们的合力总是指向圆心并使得小球在水平面内做圆周运动，故在物理学上，将这个合力就叫做向心力，即向心力是按照力的效果命名的，这里是重力和拉力的合力。

故选B。

2. 关于运动的相关描述，下列说法正确的是（　　）

A. 曲线运动中，加速度的方向总是和速度方向相同

B. 曲线运动中，加速度的方向总是和速度变化量的方向相同

C. 做曲线运动的物体，相同时间内速度的变化量一定相同

D. 做曲线运动的物体，相同时间内速度的变化量一定不同

【答案】B

【解析】

【详解】A．曲线运动中，加速度的方向总是和速度方向不在同一条直线上，A错误；

B．曲线运动中，加速度的方向总是和速度变化量的方向相同，B正确；

C．做曲线运动的物体，相同时间内速度的变化量不一定相同，例如匀速圆周运动的物体，相同时间内速度的变化量的方向不相同，C错误；

D．做曲线运动的物体，相同时间内速度的变化量可以相同，例如，物体做平抛运动，相同时间内速度的变化量相同，D错误。

故选B。

3. 甲、乙两球做匀速圆周运动，其向心加速度（a）随半径（R）变化的图像如图所示。由图像可知（    ）

A. 乙球运动时，周期保持不变

B. 甲球运动时，线速度大小保持不变

C. 甲球运动时，角速度大小保持不变

D. 乙球运动时，角速度大小保持不变

【答案】C

【解析】

【详解】AD．根据

可知，乙球运动的线速度不变，根据

可知周期和角速度随半径不断变化 ，选项AD错误；

BC．根据

可知甲球运动时，角速度大小保持不变，线速度随半径发生变化，选项B错误，C正确。

故选C。

4. 游泳运动员要渡过一条宽d=200m的河，已知运动员在静水中的速度为，水流速度为，求：运动员以最短距离过河时，他用了多长的时间（　　）

A. 40s B. 44s C. 50s D. s

【答案】C

【解析】

【详解】小船以最短距离过河时，则静水中的速度斜着向上游，合速度垂直河岸，设与河岸的夹角为θ，则由矢量合成的平行四边形法则解三角形得

这时船头与河水速度夹角为θ=37°，那么船垂直河岸行驶的速度为

所以渡河时间

故选C。

5. 位于贵州的“中国天眼”（FAST）是目前世界上口径最大的单天线射电望远镜，通过FAST可以测量地球与木星之间的距离。当FAST接收到来自木星的光线传播方向恰好与地球公转线速度方向相同时，测得地球与木星的距离是地球与太阳距离的k倍。若地球和木星绕太阳的运动均视为匀速圆周运动且轨道共面，则可知木星的公转周期为（　　）

A. 年 B. 年 C. 年 D. 年

【答案】A

【解析】

【详解】根据题意可知太阳、地球、木星的位置关系如图所示，设地球的公转半径为R1，木星的公转半径为R2，测得地球与木星的距离是地球与太阳距离的k倍，则有

R22=R12+（kR1）2=(1+k2）R12

由开普勒第三定律有

由于地球公转周期为1年，则有

年

故选A。

6. 如图所示，木块静止放在水平桌面上。则下列说法正确的是（      ）

A. 木块所受弹力就是木块受的重力

B. 木块所受弹力是由于桌面发生微小的形变而产生的

C. 木块所受弹力的方向是竖直向下的

D. 木块所受弹力是由于木块发生微小的形变而产生的

【答案】B

【解析】

【详解】A．木块放在水平桌面上保持静止，木块受到的弹力是桌面对木块的作用力，木块受的重力是地球对木块的作用力，两者产生的原因、施力物体和受力物体等都不同，故A错误；

BD．桌面对木块的弹力，是由桌面发生形变而产生的，故B正确，D错误；

C．木块放在水平桌面上保持静止，由平衡条件分析得知，木块受到的弹力在数值上等于木块受的重力，但方向竖直向上，故C错误。

故选B。

二、多选题（本大题共4小题，共16.0分）

7. 如图所示，细杆的一端与小球相连，可绕过O点的水平轴自由转动，细杆长0.5m，小球质量为3.0kg。现给小球一初速度使它做圆周运动，若小球通过轨道最低点a处的速度为，通过轨道最高点b处的速度为，取，则小球通过最低点和最高点时对细杆作用力的情况是（　　）

A. a处为拉力，方向竖直向下，大小为246N

B. a处为拉力，方向竖直向上，大小为246N

C. b处为拉力，方向竖直向下，大小为6N

D. b处为压力，方向竖直向下，大小为6N

【答案】AD

【解析】

【详解】AB．小球经过最低点a时，受重力和杆的弹力F2，如图所示

由于合力提供向心力，即合力向上，故细杆对球有竖直向上的拉力，则小球对细杆有竖直向下的拉力。由牛顿第二定律得

解得

故A正确，B错误；

CD．在b处，假设细杆对球的作用力竖直向下，如图所示

由牛顿第二定律得

解得

即方向竖直向上，则小球对细杆的作用力为压力，方向竖直向下，故C错误，D正确。

故选AD。

8. 如图所示，竖直平面内有一固定的光滑轨道ABCD，其中倾角为的斜面AB与半径为R的圆弧轨道平滑相切于B点，CD为竖直直径，O为圆心。质量为m的小球（可视为质点）从与B点高度差为h的位置A点沿斜面由静止释放，重力加速度大小为g，，，则下列说法正确的是（　　）

A. 当时，小球过C点时对轨道的压力大小为5mg

B. 当时，小球不能从C点离开圆弧轨道

C. 当时，小球运动到C点时对轨道的压力大小为1.4mg

D. 调整h的值，小球能从C点离开圆弧轨道，并能恰好落在B点

【答案】BC

【解析】

【详解】A．当时，从A点到C点过程，根据机械能守恒有

过C点时根据牛顿第二定律可得

解得支持力

根据牛顿第三定律可知，小球过C点时对轨道的压力大小为，故A错误；

B．若小球恰好从D点离开圆弧轨道时，设其速度为，则有

解得

根据机械能守恒定律可得

解得

所以当时，小球在运动到D点前已经脱离轨道，不会从D点离开做平抛运动，故B正确；

C．当时，小球运动到D点时速度大小为，从释放到达到D点，由机械能守恒可得

解得

由牛顿第二运动定律可得

解得

根据牛顿第三定律可得小球运动到D点时对轨道的压力大小为1.4mg，故C正确；

D．根据B选项可知，若小球能从D点离开圆弧轨道，则小球在D点的速度为

小球以速度从D点离开后做平抛运动，根据平抛运动的规律可得

解得

水平位移

小球不能落在B点，故D错误。

故选BC。

9. 某电动打夯机的示意图如图所示，在电动机的转轴O上装有一个偏心轮，偏心轮的质量为m，其重心离轴心的距离为r，除偏心轮外，整个装置其余部分的质量也为m，当电动机以的角速度匀速转动时，底座刚好能跳离地面，则当电动机以的角速度转动时，底座对地面的压力可能为（　　）

A. 0.5mg B. 2.0mg C. 2.5mg D. 3.0mg

【答案】BC

【解析】

【详解】当电动机以的角速度匀速转动时，底座刚好能跳离地面，则有：所以对偏心轮，有

对电动机其他部分，有

则得

当电动机以的角速度转动时，偏心轮通过最低位置时对重锤的拉力最大，底座对地面的压力最大。对偏心轮，有

对电动机其他部分，有

解得

偏心轮通过最高位置时对重锤的拉力最小，底座对地面的压力最小。对偏心轮，有

对电动机其他部分，有

整理解得

故选BC。

10. 如图所示，为码头拖船作业的示意图，质量为m的汽车在平直路面上运动，用跨过光滑定滑轮的轻绳牵引轮船，汽车与定滑轮之间的轻绳始终水平。汽车加速行驶，当牵引轮船的轻绳与水平方向的夹角为时，汽车的加速度大小为a，牵引力的功率为P，受到的阻力大小为f，轮船的速度大小为v，则（　　）

A. 轮船在靠岸过程中可能做匀速运动

B. 此时汽车的速度为

C. 此时绳的拉力

D. 此时绳的拉力对船做功的功率

【答案】CD

【解析】

【详解】AB．轮船的速度进行分解如图：

此时汽车的速度为

船靠岸的过程中，增大，减小，汽车的速度增大，则船速v增大，所以船做加速运动，故A、B错误；

C．对汽车，根据牛顿第二定律得

解得此时拉力

故C正确；

D．此时绳子拉力对船做功的功率

故D正确。

故选CD。

三、实验题（本大题共2小题，共18.0分）

11. 关于“研究平抛运动”的实验，请回答以下问题：

（1）实验中，下列说法正确的是（      ）

A．应使小球每次从斜槽上相同的位置静止释放

B．斜槽轨道必须光滑

C．斜槽轨道末端可以不水平

D．建立坐标系时，以斜槽末端端口位置为坐标原点

（2）某同学在做实验时，忘了记下小球抛出点的位置O，只记录了竖直方向，如图所示。y轴沿竖直方向，x轴与y轴垂直，A为小球运动一段时间后的位置。g取10，根据图像，可求得小球做平抛运动的初速度为______m/s；小球运动到B点时的速度大小为______m/s；小球抛出点的位置O的坐标为______。

【答案】    ①. A    ②. 2    ③.     ④. （-5cm，-20cm）

【解析】

【详解】（1）[1]A．为保证小球抛出的初速度相同，应使小球每次从斜槽上相同的位置静止释放，故A正确；

B．保证小球抛出的初速度相同即可，斜槽轨道光滑与否对实验误差没有影响，故B错误；

C．为保证小球抛出的初速度水平，斜槽轨道末端必须水平，故C错误；

D．建立坐标系时，以斜槽末端端口上方R（R为小球半径）处位置为坐标原点，故D错误。

故选A。

（2）[2]小球竖直方向做自由落体运动，根据

解得

小球做平抛运动的初速度

[3]小球运动到B点时的竖直速度为

小球运动到B点时的速度大小为

[4]小球由抛出到B的时间为

下落到B时，竖直方向下落的距离为

则抛出点纵坐标为

抛出点的横坐标为

小球抛出点的位置O的坐标为（-5cm，-20cm）。

12. 某探究小组设计的探究圆锥摆规律装置如图所示。有机玻璃支架上固定一个直流电动机，电动机转轴上固定一个半径的塑料圆盘，圆盘中心正下方用细线悬挂一个重锤，圆盘边缘连接一细绳细绳另一端连接一个小球。实验操作如下：

a.利用天平测量出小球的质量；

b.闭合电源开关，让小球做如图所示的匀速圆周运动。调节激光笔2的高度和激光笔1的位置（便于确定小球的轨道平面和半径），让激光恰好照射到小球的中心，用刻度尺测得小球运动的半径和球心到塑料圆盘的高度；

c.当小球第一次到达A点时开始计时，测得小球第次到达A点用时，；

d.切断电源，整理器材。

回答下列问题（计算结果保留3位有效数字，取3.14）

（1）小球做圆周运动的周期_______（用题给物理量的符号表示）代入数据解得______s。

（2）小球运动的线速度大小为_______（用题给物理量的符号表示），代入数据解得______m/s。

（3）当地重力加速度大小应为______（用题给物理量的符号表示）代入数据解得___m/s2。

【答案】    ①.     ②. 2    ③.     ④. 1.26    ⑤.     ⑥. 9.86

【解析】

【详解】（1）[1][2]从球第1次到第双次通过A位置，转动圈数为，时间为t，故周期为

代入数据解得

（2）[3][4]小球的线速度大小为

代入数据解得

（3）[5][6]小球受重力和拉力，合力提供向心力，设线与竖直方向的夹角为，则

小球做圆周运动的周期，根据

解得

代入数据解得

四、简答题（本大题共②小题，共30.0分）

13. 一辆小汽车在水平路面上由静止启动，在前5s内做匀加速直线运动，5s末达到额定功率，之后保持以额定功率运动，其v－t图象如图所示。已知汽车的质量为m＝1×103 kg，汽车受到地面的阻力为车重的0.1倍，取g＝10 m/s2，则汽车速度为25 m/s时的加速度为______m/s2，汽车的最大速度为______m/s。

【答案】    ①     ②.

【解析】

【详解】已知汽车的质量为m＝1×103 kg，汽车受到地面的阻力为车重的0.1倍，则

在前5s内做匀加速直线运动，则

牵引力为

解得

额定功率

当速度为25 m/s时，牵引力为

则此时加速度

得

汽车的最大速度时，加速度为零，则牵引力大小等于摩擦力，故

14. 如图所示，竖直悬挂的弹簧测力计吊一物体，处于静止状态，弹簧测力计示数表示物体对弹簧的拉力，其大小为F，试论证物体受到重力大小等于F，每一步推导都要写出所根据的物理规律．

【答案】见解析

【解析】

【详解】弹簧测力计的示数F等于弹簧受到的拉力，设物体受到弹簧的拉力为F＇，物体受到的重力为G         

物体静止受力平衡，根据共点力平衡条件

F＇＝G 

F与F＇是作用力和反作用力，根据牛顿第三定律

F＝F＇

所以物体重力大小

G＝F

五、计算题（本大题共1小题，共12.0分）

15. 如图所示，一质量的长木板静止放在光滑水平面上，在木板的右端放一质量可看作质点的小物块，小物块与木板间的动摩擦因数为。用恒力F向右拉动木板使木板在水平面上做匀加速直线运动，经过t=1.0s后撤去该恒力，此时小物块恰好运动到距木板右端处。在此后的运动中小物块没有从木板上掉下来。求：

（1）作用于木板的恒力F的大小；

（2）木板的长度至少是多少?

【答案】（1）10N；（2）1.7m

【解析】

【详解】（1）设小物块受到的摩擦力为

方向水平向右。设小物块的加速度为，木板在恒力F作用下做匀加速直线运动时的加速度为，此过程中小物块的位移为，木板的位移为，则由牛顿定律及运动规律可知

解得

根据运动学公式

代入数据解得

设木板受到的摩擦力为，，对木板根据牛顿第二定律

则

代入数值得出

（2）设撤去F时小物块和木板的速度分别为和，撤去F后，木板与小物块组成的系统动量守恒，当小物块与木板相对静止时，它们具有共同速度v，则

根据动量守恒定律得

解得

如图所示

对小物块：根据动能定理

对木板：根据动能定理

代入数据

所以木板的长度至少为