湖南省邵阳市邵东市第一中学2022-2023学年高一下学期4月期中物理试卷(含答案)

这是一份湖南省邵阳市邵东市第一中学2022-2023学年高一下学期4月期中物理试卷(含答案)，共20页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。


一、单选题
1．如图所示，修正带的核心结构为咬合良好的两个齿轮，AB两点分别位于大小齿轮的边缘，大轮和小轮的半径之比，当使用修正带时，纸带的运动会带动两轮转动，则两轮转动时A、B两点的角速度大小之比为( )
A.1:1B.5:3C.3:5D.9:25
2．下列说法正确的是( )
A.如果物体所受合力为零，则合力对物体做的功一定为零
B.如果合力对物体所做的功为零，则合力一定为零
C.物体在合力作用下做变速运动，动能一定发生变化
D.物体的动能不变，所受合力一定为零
3．如图所示，某同学对着墙壁练习打乒乓球(视为质点)，某次乒乓球与墙壁上的P点碰撞后水平弹离，恰好垂直落在球拍上的Q点。取重力加速度大小，不计空气阻力.若球拍与水平方向的夹角为，乒乓球落到球拍前瞬间的速度大小为，则P、Q两点的高度差为( )
A.B.C.D.
4．一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，之后保持额定功率运动，其图像如图所示。已知汽车的质量为，汽车受到地面的阻力为车重的0.1倍，g取，则( )
A.汽车在前5s内的牵引力为B.汽车在前5s内的牵引力为
C.汽车的额定功率为50kWD.汽车的最大速度为40m/s
5．有a、b、c、d四颗地球卫星，a还未发射，在地球赤道上随地球表面一起转动，b处于地面附近的轨道上正常运动，c是地球同步卫星，d是高空探测卫星，各卫星排列位置如图，则有( )
A.c在4个小时内转过的圆心角是
B.a的向心加速度等于重力加速度g
C.线速度关系
D.d的运动周期有可能是20小时
6．如图所示，为竖直转轴，轻绳和的结点C系一质量为m的小球，两绳能承受的最大拉力均为。当和拉直时，，，绳的长为。细绳和能绕竖直轴匀速转动，因而小球在水平面内做匀速圆周运动。当小球的线速度缓慢增大时，为保证两绳都不断裂，线速度的最大值为(重力加速度)( )
A.B.C.D.
7．如图所示，半径可变的四分之一光滑圆弧轨道置于竖直平面内，轨道的末端B处切线水平，现将一小物体从轨道顶端A处由静止释放。小物体刚到B点时的加速度为a，落地时的速率为v，对B点的压力为，小物体离开B点后的水平位移为x。若保持圆心的位置不变，改变圆弧轨道的半径R(不超过圆心离地的高度)。不计空气阻力，下列图像正确的是( )
A.B.
C.D.
8．如图所示，同一水平面的皮带轮A、B通过不打滑的皮带传动，A轮的半径是B轮的2倍。在皮带轮各自的轴上用长度相同的轻绳分别悬挂质量为和的甲、乙两个小球，二者质量关系满足。两轻绳上端的悬挂点足够高且在同一水平面上，通过外力驱动A轮，待系统稳定转动后，两轻绳与轴的夹角分别为α和β。下列说法正确的是( )
A.甲、乙两球转动的角速度之比为1:2
B.甲、乙两球在同一水平面上
C.因为，所以
D.甲、乙两球受到细绳的拉力大小相等
二、多选题
9．如图甲所示，用起重机起吊质量为m的重物，重物上升过程中速度的平方与上升高度h的关系图像如图乙所示，重力加速度为g，则重物上升过程中，下列说法正确的是( )
A.重物加速上升的时间为
B.起重机对重物做功的最大瞬时功率为
C.重物上升过程中，克服重力做功的平均功率为
D.起重机对重物始终做正功。
10．如图所示，甲、乙、丙三个光滑斜面，它们的高度相同、倾角不同，，现让完全相同的物块沿斜面由静止从顶端运动到底端。关于物块沿不同斜面运动时重力做功W和重力做功的平均功率P，下列说法正确的是( )
A.B.
C.D.
11．如图所示，甲、乙两辆汽车进行性能测试，两车在同一平直的道路上的同一地点的不同车道上同时同向启动。甲车以恒定加速度启动，乙车以恒定功率启动，当甲车达到额定功率时，两车刚好并排。若两车的质量相等，受到的阻力大小相等，则下列判断正确的是( )
A.甲车的额定功率比乙车额定功率小
B.甲车的额定功率比乙车额定功率大
C.两车并排时，甲车的速度比乙车速度小
D.两车并排时，甲车的速度比乙车速度大
三、实验题
12．某学校新进了一批传感器，小明在老师指导下，在实验室利用传感器探究物体做圆周运动的向心力与物体质量、轨道半径及转速的关系。实验装置如图甲所示。带孔的小滑块套在光滑的水平细杆上。通过细杆与固定在转轴上的拉力传感器相连。小滑块上固定有转速传感器。细杆可绕转轴做匀速圆周运动小明先保持滑块质量和轨道半径不变来探究向心力与转速的关系。
(1)小明采用的实验方法主要是________。(填正确答案标号)
A.理想模型法B.控制变量法C.等效替代法
(2)若拉力传感器的示数为F，转速传感器的示数为n，小明通过改变转速测量出多组数据，作出了如图乙所示的图像，则小明选取的横坐标可能是。
A.nB.C.D.
(3)小明测得滑块做圆周运动的半径为r，若F、r、n均取国际单位，图乙中图线的斜率为k，则滑块的质量可表示为________。
13．甲乙两同学一起设计了一个探究加速度a与物体所受合力F及质量m关系的实验，图a为实验装置简图。已知交流电的频率为50Hz，重力加速度g。
(1)图b为某次实验得到的纸带，且相邻两个计数点间还有4个点没有画出来，，，，，根据上述数据可求出小车的加速度大小为______(保留三位有效数字)
(2)保持小车质量不变，改变砂和砂桶质量，甲、乙两位同学根据图a实验后分别作出了加速度a随合力F的变化图线如图c、d所示，图c中的图线上部出现了弯曲偏离了原来的直线，其主要原因是_____________________________________________，图d中的图线不通过原点，其主要原因是_____________________________________________。
(3)当增加砂和砂桶的质量，图c图线趋近于______。
四、计算题
14．如图所示，在光滑四分之一圆弧轨道的顶端A点，质量为m的小方块物体(可视为质点)由静止开始下滑，经圆弧最低点B滑上粗糙水平面，圆弧轨道在B点与水平轨道平滑相接，物块最终滑至C点静止。若圆弧轨道半径为R，物块与水平面间的动摩擦因数为μ。求：
(1)物体滑到B点时物块对轨道的压力；
(2)B点与C点间的距离x大小。
15．如图所示，我国北斗导航系统中，卫星A与卫星B在同一轨道平面内均绕地心O做逆时针方向的匀速圆周运动。若卫星A的运动周期为T，卫星B的轨道半径为卫星A轨道半径的2倍。从某次卫星A、B距离最近时开始计时，求：
(1)卫星B的周期；
(2)O、A、B三者间第一次构成直角三角形经历的时间。
16．如图所示，在粗糙水平台阶上静止放置一质量的小物块，它与水平台阶表面的动摩擦因数，在台阶右侧固定了一个1/4圆弧挡板，圆弧半径，圆弧的圆心也在O点。今以O点为原点建立平面直角坐标系。现用的水平恒力拉动小物块，到O点时撤去拉力，小物块水平抛出并击中挡板(g取)。
(1)求小物块在水平恒力作用下，沿水平面运动时的加速度大小；
(2)若小物块击中挡板上的P点(OP与水平方向夹角为37°，已知，)，求平抛的初速度大小；
(3)改变拉力F的作用时间，可使小物块击中挡板的不同位置，求击中挡板时速度的最小值和击中点的位置坐标。(结果可保留根式)
参考答案
1．答案：C
解析：A、B两点分别位于大小齿轮的边缘，线速度相等，由
可知，角速度与半径成反比，可得A、B两点的角速度大小之比为3:5，C正确。
故选C。
2．答案：A
解析：由功的定义可知选项A正确；合力做的功为零，合力不一定为零，例如物体所受的合力和运动方向垂直，合力不做功，选项B错误；物体做变速运动，可能是速度方向变化而速度大小不变，所以，物体做变速运动，动能可能不变，选项C错误；物体的动能不变，只能说合力不做功，但合力不一定为零，选项D错误。
3．答案：D
解析：由于恰好垂直落在球拍上的Q点，根据几何关系得
解得
根据乒乓球在竖直方向上的运动规律，由
解得
故选D。
4．答案：B
解析：AB.汽车受到的阻力为
前5s内，由图知，由牛顿第二定律
解得
故A错误，B正确；
C.末功率达到额定功率为
故C错误；
D.汽车的最大速度为
故D错误。
故选B。
5．答案：A
解析：A.c是同步卫星，运动周期为24h，因此在4h时内转过的圆心角
A正确。
B.由于卫星a还未发射，与同步卫星具有相同角速度，根据可知，a的向心加速度小于同步卫星的向心加速度，卫星c是地球同步卫星，其向心加速度是
卫星b是近地轨道卫星，因此向心加速度有
由以上计算分析可知，卫星b的向心加速度大于卫星c的向心加速度，也大于卫星a的向心加速度，因此卫星a的向心加速度小于重力加速度g，故B错误；
C.由于a、c的角速度相等，根据
可知
故C错误；
D.根据
可知轨道半径越大，运动周期越长，c是同步卫星，运动周期为24h，因此d的运动周期大于24h，D错误。
故选A。
6．答案：B
解析：小球在竖直方向上合力为零，即
解得
当时，小球线速度具有最大值，根据牛顿第二定律有
解得
故选B。
7．答案：B
解析：A.物体从光滑圆轨道顶端A处由静止开始运动，运动中只受重力、支持力作用，只有重力做功，机械能守恒，则有
小物体刚到B点时的加速度为a，此加速度是向心加速度，即
加速度a为恒定值，与R无关，A错误；
B.小物体离开B点后做平抛运动，设圆心距地面高度是H，由平抛运动的规律，可得：在竖直方向
在水平方向
解得
速度v为恒定值，与R无关，B正确；
C.对小物体在B点时，由牛顿第二定律可得
由牛顿第三定律可知，小物体对B点的压力大小是
是恒定值，与R无关，C错误；
D.小物体离开B点后做平抛运动，设圆心距地面高度是H，由平抛运动的规律，可得：在竖直方向
在水平方向
解得
应是抛物线，D错误。
故选B。
8．答案：D
解析：A.A、B通过皮带传动，系统稳定后，A、B匀速转动，线速度大小相同，即
，
所以
故A错误；
B.甲、乙两球做匀速圆周运动，设θ为轻绳与轴的夹角，显然，由
，
得
甲、乙两球离悬挂点的高度之比为4:1，故甲、乙两球不在同一水平面上，故B错误；
C.甲、乙两球做匀速圆周运动，由
得
再由
得
故
但此大小关系与质量无关，C错误；
D.由题知拉力
因，且甲、乙两球离悬挂点的高度之比为4:1，可知甲、乙两球受到细绳的拉力大小相等，故D正确。
故选D。
9．答案：CD
解析：A.根据
，
重物加速上升的时间为
A错误；
B.由牛顿第二定律
加速上升过程刚刚结束时，拉力功率最大
得
B错误；
C.物上升过程中，克服重力做功的平均功率为
C正确；
D.起重机拉力始终与运动方向相同，始终做正功，D正确。
故选CD。
10．答案：CD
解析：AC.三个物体下降的高度相同，根据
可知，重力做功相同，A错误，C正确；
BD.由牛顿第二定律
得，物体下滑的加速度为
由运动学公式
解得
又因为
所以
根据
所以有
B错误，D正确。
故选CD。
11．答案：BD
解析：根据题意画出图像如图所示，两车并排时，甲车速度比乙车速度大。两车并排时，甲车的加速度比乙车加速度大，由
可知，两车并排时，甲车的牵引力大，由
可知，甲车的额定功率比乙车额定功率大。
故选BD。
12．答案：(1)B
(2)D
(3)
解析：(1)由题意可知，该实验是先保持小滑块质量和半径不变去测量向心力和转速的关系，是先控制一些变量，再研究其中两个物理量之间的关系，是控制变量法，故B正确，AC错误；
故选B。
(2)根据向心力与转速的关系有
可知小明选取的横坐标可能是，故选D。
(3)根据题意有
结合向心力与转速的关系可得
13．答案：(1)2.41
(2)没有满足小车的质量远大于砂和砂桶质量；没有充分平衡摩擦力
(3)g
解析：(1)相邻两个计数点间还有4个点没有画出来，则相邻计数点时间间隔
根据逐差法可知
解得
(2)图像上前一部分是一倾斜的直线，所以在质量不变的条件下，加速度与外力成正比。设砂和砂桶质量为，小车质量为m，由实验原理
可得
而实际上
可见出现了弯曲偏离了原来的直线是由于没有满足小车的质量远大于砂和砂桶质量造成的；
图d中的图线不通过原点，其主要原因是平衡摩擦力时长木板的倾角过小，线已经有拉力时，小车还没有被拉动，说明没有充分平衡摩擦力。
(3)当砂和砂桶的质量足够大时，小车可以忽略，砂和砂桶做自由落体运动，图c图线趋近于
14．答案：(1)3mg；(2)
解析：(1)物体从A到B过程，由动能定理可得
在B点对物体进行受力分析由牛顿第二定律有
解得
由牛顿第三定律有物体滑到B点时物块对轨道的压力大小。
(2)物块在水平面滑行过程，由动能定理可得
代入数值解得，B点与C点间的距离为
15．答案：(1)；(2)
解析：(1)两卫星均由万有引力提供向心力，故对A卫星有
，
同理对B卫星有
又
联立解得卫星B的周期
(2)由题意可知，当时，O、A、B三者第一次构成直角三角形，此时
如图所示
设经过的时间为t，有
解得经历的时间
16．答案：(1)5m/s2；(2)4m/s；(3)，
解析：(1)在水平面上，对小物块受力分析，由牛顿第二定律可得
解得
(2)若小物块击中挡板上的P点，则
解得
(3)小物块击中挡板时
且由几何关系可得
击中挡板时速度
当
即
时速度最小
此时
故
击中点坐标为