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    安徽卓越县中联盟皖豫名校联盟2023-2024学年高一下学期4月期中考试物理试卷(Word版附解析)

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    这是一份安徽卓越县中联盟皖豫名校联盟2023-2024学年高一下学期4月期中考试物理试卷(Word版附解析),共11页。

    物 理
    考生注意:
    1.答题前,考生务必将自己的姓名、考生号填写在试卷和答题卡上,并将考生号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
    2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上,写在本试卷上无效。
    3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
    一、单项选择题:本题共8小题,每小题4分,共32分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
    1.下列说法正确的是( )
    A.在恒力作用下,物体可能做速率先减小到某个值,然后增大的曲线运动
    B.做曲线运动的物体其加速度的大小不一定改变,但方向一定时刻改变
    C.汽车匀速率通过拱桥的最高点时一定处于超重状态
    D.曲线运动一定是变速运动,变速运动也一定是曲线运动
    2.如图1所示是杂技演员正在表演情景的简化图,杂技演员在水平方向的位移与时间关系如图2所示,在竖直方向上的速度与时间关系如图3所示,则( )
    A.杂技演员在做变加速运动B.杂技演员相对于地面的运动轨迹为直线
    C.4s内杂技演员的位移大小为D.4s末杂技演员的速度大小为5m/s
    3.如图所示,水平地面上固定有一竖直光滑杆,杆上套有质量为m的圆环,地面上放一质量为M的物块,圆环和物块由绕过光滑定滑轮的轻绳相连,连接圆环和物块的轻绳与竖直方向的夹角分别为,,。施加外力F使得物块以速度v匀速向右运动,则此时圆环沿杆上升的速度大小为( )
    A.B.C.D.v
    4.如图所示为某文具内部转动装置的结构图,大、小齿轮互相啮合,已知两齿轮的齿数分别为48、24,a、b分别是大、小齿轮边缘上的点,若a匀速转动,下列说法正确的是( )
    A.a、b两点转动线速度相同B.大、小齿轮转动方向相反
    C.大、小齿轮转动周期之比为D.大、小齿轮转动角速度大小相同
    5.如图1所示为农用扬场机分离谷物示意图。某次被抛出的谷粒其中两颗的运动轨迹如图2所示,其轨迹在同一竖直平面内,抛出点均为O,且轨迹交于P点,抛出时谷粒1和谷粒2的初速度分别为和,其中方向水平,方向斜向上。忽略空气阻力,关于两谷粒在空中从O到P的运动过程,下列说法正确的是( )
    A.谷粒1和谷粒2在竖直方向上都在做自由落体运动
    B.谷粒1的速度变化量等于谷粒2的速度变化量
    C.谷粒1的平均速度小于谷粒2的平均速度
    D.谷粒1的最小速度大于谷粒2的最小速度
    6.安徽颍上县,地处淮河流域,河网密布,水系发达。某小船船头始终垂直河岸,经40s渡过一段宽为L的平直河道,河水流速恒为,小船在渡河过程中发动机提供的速度v与时间t的关系如图所示,小船从时刻开始渡河,下列说法正确的是( )
    A.小船运动的轨迹是直线B.河宽为320m
    C.小船过河的位移大小为200mD.小船渡河过程中的最大速度是8m/s
    7.如图所示,三物体A、B、C均静止,轻绳两端分别与A、C两物体连接且伸直,,,,物体A、B、C及C与地面之间的动摩擦因数均为,轻绳与滑轮间的摩擦可忽略不计,重力加速度g取,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。若用水平拉力F将B、C一起向左抽出,则作用在C物体上的F应大于( )
    A.14NB.12NC.8ND.6N
    8.如图所示为安徽芜湖某游乐场悬挂式过山车火流星的一段轨道模型,在运行过程中座舱位于轨道外侧,AB是一段曲线轨道并与圆形轨道相切于B点,BD段水平,C为圆形轨道最高点(A、B、C、D可视为在同一竖直面内)。总质量为的过山车从轨道A点由静止滑出,加速到达B点的速度为25m/s,经过C点时的速度大小为15m/s,随后经圆形轨道滑至水平轨道D点。已知圆形轨道半径为15m,重力加速度g取,不计摩擦阻力。下列说法正确的是( )
    A.过山车在从A到B过程中处于超重状态
    B.过山车在B点时轨道对其的弹力竖直向下
    C.过山车在C点时轨道对其的弹力大小为6000N
    D.若过山车在C点时的速度为9m/s,则轨道对其作用力竖直向上
    二、多项选择题:本题共2小题,每小题5分,共10分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求。全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
    9.2024年1月10日NASA又发现一颗类地行星T0I700e,围绕一颗距地球大约100光年的小恒星运行。
    TOI700e由岩石构成,距离恒星合适,表面可能存在液态水。如果T0I700e和地球均视为均匀球体,T0I700e半径与地球半径之比为q,T0I700e表面重力加速度与地球表面重力加速度之比为k(不考虑它们本身的自转影响),则( )
    A.TOI700e行星与地球的质量之比为
    B.TOI700e行星与地球的密度之比为
    C.TOI700e行星与地球的第一宇宙速度之比为
    D.TOI700e行星的近地卫星与地球的近地卫星的角速度之比为
    10.A、B两球间隔为h,从如图所示位置分别以和水平抛出(图中虚线为竖直线),两球落在倾角斜面上的同一位置。已知A球以最短位移到达斜面,B球垂直打在斜面上,忽略空气阻力,重力加速度为g,则下列说法正确的是( )
    A.B.C.D.
    三、非选择题:本题共5小题,共58分。
    11.(8分)用如图所示的演示装置来探究小球做圆周运动所需向心力的大小F与质量m、角速度和半径r之间的关系。匀速转动手柄使长槽和短槽分别随变速塔轮匀速转动,槽内小球也随着做匀速圆周运动。横臂的挡板对球的弹力提供了向心力,球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力套筒下降,从而露出标尺,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。已知挡板A、C到左右塔轮中心轴的距离相等,B到左塔轮中心轴距离是A到左塔轮中心轴距离的2倍。请回答相关问题:
    (1)如果要探究向心力与半径的关系,则应该将质量______(填“相同”或“不同”)的小球分别放在挡板______(填“A、B”“A、C”或“B、C”)处,并且确保左右变速塔轮的半径______(填“相同”或“不同”)。
    (2)如图所示,若A、C两处的钢球质量和转动半径相等,图中标尺上黑白相间的等分格显示出两个小球所受向心力的比值为,与皮带连接的两个变速轮塔的半径之比为______。
    12.(9分)某同学设计了一个研究平抛运动的实验。实验装置示意图如图1所示,A是一块水平木板,为水平轨道末端在A板上的竖直投影,之间间距为,从开始,在A上等间隔地开凿出一组平行的插槽(图中、、…),槽间距离均为30cm。把覆盖复写纸的白纸铺贴在平面硬板B上。实验时依次将B板竖直插入A板、、…的各插槽中,每次让小球从斜轨道的同一位置由静止释放打到B板,对应点依次标记为、、…。每打完一点后,把B板插入后一槽中。将白纸取下,测得在卡槽、记录的点到点间距分别为、,如图2所示,重力加速度g取,则:
    (1)小钢球离开轨道时的速度大小为______m/s。
    (2)小球撞击时的速度大小为______m/s。
    (3)和之间间距为______m。
    13.(11分)第二十五届哈尔滨冰雪大世界“人气王”超级冰滑梯,在规模、长度和占地面积上均创历届之最。该冰滑梯其中一部分可看成长、倾角为的斜坡。一名游客总质量,以的初速度从斜坡顶端开始匀加速下滑,若游客与冰面间的动摩擦因数,,,重力加速度g取。
    (1)求游客到达坡底的速度大小及运动的时间;
    (2)游客从斜坡滑下后在水平冰面上沿直线向前滑行,已知游客由斜坡底端滑至水平面时速度大小不变、方向变为水平,动摩擦因数不变,求游客在水平冰面上滑行多远停下。
    14.(14分)宇宙空间有质量相差不大又相距不远的两颗星球,在万有引力的作用下,围绕它们连线上的某一固定点做周期相同的匀速圆周运动,这种系统称为双星系统。科学研究发现:地球和月球实际上也是一个双星伴绕的天体系统,如图所示,虚线分别为地球和月球球心的运动轨迹,它们绕着连线上的一个共同的圆心O,保持距离不变做匀速圆周运动。
    (1)已知地球的质量为,月球质量为,地月距离L,引力常量为G,求它们的运动周期是多少(用题中字母表示);
    (2)现实中,我们总认为月球围绕地球运行,其实是因为地球和月球共同的圆心O在地球内部,根据以下数据证明地月双星共同圆心O到地心的距离与地球半径之比小于1(已知地球质量为月球质量的81倍,地月球心间距约为地球半径的60倍)。
    15.如图所示,一倾斜的匀质圆盘绕垂直于盘面的固定轴以恒定角速度转动,盘面上离转轴距离处有一质量、可视为质点的物体与圆盘始终保持相对静止。盘面与水平面的夹角为,且P是轨迹圆上的最高点,Q是轨迹圆上的最低点,物体与盘面间的动摩擦因数为,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度g取,,。
    (1)当圆盘角速度时,求物体受到的向心力大小,以及物体在P点受到的摩擦力大小;
    (2)当圆盘角速度时,为维持物体相对圆盘静止,求物体与盘面间的动摩擦因数的最小值。
    安徽卓越县中联盟&皖豫名校联盟
    2023—2024学年高一第二学期期中检测
    物理(A卷)答案
    选择题:共10小题,共42分。在每小题给出的四个选项中,第1~8题只有一个选项符合题目要求,每小题4分,共32分,第9~10题有多个选项符合题目要求,每小题5分,共10分。全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
    1.答案 A
    命题透析 本题考查曲线运动的特点以及超重失重等问题,考查考生的物理观念。
    思路点拨 当恒力与速度不在一条直线上,且恒力与速度方向的夹角为先钝角后锐角时,物体的速度先减小后增大,A选项正确;当加速度与速度不在一条直线上,物体做曲线运动,但是对加速度大小,以及加速度方向没有要求,只要满足加速度与速度不共线就可以,B选项错误;汽车匀速率通过拱桥的最高点时,重力大于支持力,合力竖直向下,所以汽车处于失重状态,C选项错误;曲线运动速度方向一定变化,所以曲线运动一定是变速运动,变速运动可能只有速度大小变化,方向不变化,所以变速运动不一定是曲线运动,D选项错误。
    2.答案 D
    命题透析 本题以杂技表演为背景,考查运动的合成和分解,考查考生的物理观念。
    思路点拨 由题目可知杂技演员在水平方向做匀速直线运动,在竖直方向做初速度为2m/s的匀加速直线运动,根据运动的合成规律可知,运动轨迹为抛物线,只有竖直方向有加速度,且加速度不变,A、B选项错误;4s内杂技演员水平方向位移为12m,竖直方向位移也是12m,所以4s内杂技演员合位移为,C选项错误;4s末杂技演员的水平速度为3m/s,竖直方向上速度为4m/s,根据速度合成规律,合速度为5m/s,D选项正确。
    3.答案 D
    命题透析 本题考查速度的分解与速度关联问题,考查考生的物理观念。
    思路点拨 对M的速度进行分解可得,,对m速度沿绳速度分解可得,,M、m沿绳方向速度相等,则,代入数据得,D正确。
    4.答案 B
    命题透析 本题以文具为背景,考查物理知识在生活中的应用,以及圆周运动线速度、角速度和周期之间的关系,考查考生的物理观念。
    思路点拨 由于两齿轮互相啮合,所以二者线速度大小相同,方向不同,但由于二者半径不同,所以两者的角速度不同,所以A、D选项错误;两齿轮齿数分别为48、24,所以半径比为,由,,周期之比为,选项C错误;由于大小齿轮相互啮合,所以转动方向相反,故B选项正确。
    5.答案 D
    命题透析 本题以打谷场实际生活为背景,考查抛体运动在生活中的应用,考查考生的科学思维。
    思路点拨 谷粒1做平抛运动,谷粒2做斜抛运动,故谷粒1和谷粒2在水平方向都做匀速直线运动,谷粒1在竖直方向做自由落体运动,有,谷粒2在竖直方向做竖直上抛运动,A选项错误;设谷粒2的初速度与水平方向的夹角为,有,可得,又谷粒速度变化量,所以谷粒1的速度变化量小于谷粒2的速度变化量,B选项错误;在该过程中两谷粒都是从O到P,谷粒1、2的位移相同,,所以该过程中谷粒1的平均速度大于谷粒2的平均速度,故C选项错误;由于谷粒1、2的水平位移相同,,所以从O到P中谷粒1的水平速度大于谷粒2的水平速度,谷粒1、2的最小速度都指的是两者的水平速度,所以D选项正确。
    6.答案 C
    命题透析 本题以小船过河为背景,考查运动的合成与分解,小船最短过河时间等问题,考查考生的科学思维。
    思路点拨 小船在渡河过程中,沿河岸方向做匀速直线运动,垂直于河岸方向做变速直线运动,则小船的合运动为曲线运动,小船运动的轨迹是曲线,A选项错误;本题中小船垂直于河岸航行,经40s过河,根据图像与t轴包围面积为小船垂直河岸方向的位移,即河宽为160m,B选项错误;虽然小船速度随时间变化,但是垂直河岸位移为河宽,小船过河时间为40s,在沿河岸方向,小船的位移为120m,所以根据几何关系全过程小船的位移为200m,C选项正确;小船在河水中的最大速度为,D选项错误。
    7.答案 B
    命题透析 本题以连接体模型为情景,考查受力分析,运动临界问题,考查考生的科学思维。
    思路点拨 对B、C整体受力分析,此时绳子拉力为,解得,所以B选项正确。
    8.答案 D
    命题透析 本题以游乐场过山车为背景,考查竖直面内的圆周运动,考查考生的科学思维。
    思路点拨 由于过山车在从A到B过程中有向下的加速度,所以从A到B过程中过山车先失重后超重,A选项错误;过山车在B点做圆周运动,合外力指向曲线凹侧,轨道对其的弹力一定向上,B选项错误;由圆周运动的规律可得,,解得过山车在C点的向心力为6000N,过山车质量为400kg,则轨道需要给过山车向下2000N的拉力,C选项错误;当过山车在C点只受重力作用时,速度为,若过山车在C点时的速度为9m/s,小于临界速度,则轨道对其的作用力向上,D选项正确。
    9.答案 AC
    命题透析 本题以发现宜居星球为背景,考查万有引力公式,黄金代换,卫星运动规律,考查考生的科学思维。
    思路点拨 设TOI700e与地球质量分别是、,由,得,A选项正确;由,得,B选项错误;由第一宇宙速度公式,得,C选项正确;由,,得,D选项错误。
    10.答案 BD
    命题透析 本题小球从其他地方抛出落到斜面,考查小球平抛知识的理解,以及抛体运动的推论。
    思路点拨 作OC平行于水平面,A球在空中运动位移最短,则有,B球垂直打在斜面上,则有,又,联立可得,,,,,联立解得,,。由,,解得,,,,所以选项B、D正确。
    11.答案 (1)相同(2分) B、C(2分) 相同(2分) (2)(2分)
    命题透析 本题考查了高中“探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系”的实验,考查学生控制变量的思维方式,考查考生的科学探究素养。
    思路点拨 (1)要探究向心力与半径的关系,应保持小球的质量和角速度相等,半径不等,所以应该将质量相同的小球分别放在挡板B、C处,且确保左右塔轮半径相同。
    (2)两钢球质量相等,向心力之比是,根据,可知,其角速度之比为,又因为两变速塔轮的线速度相等,由可知其半径之比是。
    12.答案 (1)3(3分) (2)5(3分) (3)0.6(3分)
    命题透析 本题以平抛运动实验为情境,考查学生匀变速直线运动规律,以及平抛运动规律的理解,考查考生的科学探究素养。
    思路点拨 (1)在竖直方向上根据得:,水平方向做匀速运动,则。
    (2)点的竖直分速度为:,,根据平行四边形定则知,点的速度为:。
    (3)由,可得从抛出点到点时间间隔为,则抛出点到点时间间隔为0.2s,则。
    13.命题透析 本题考查匀变速直线运动和牛顿第二定律,考查考生的科学思维。
    思路点拨 (1)游客在斜面上做匀加速直线运动
    解得
    据速度—位移公式可得: 解得
    根据速度—时间公式可得
    (2)水平方向上对游客受力分析,由牛顿第二定律得
    ,,
    代入数据解得
    由,解得
    即游客在水平冰面上滑行160m后停下
    14.命题透析 本题以地月系统为背景考查万有引力,考查考生的科学思维。
    思路点拨 (1)由于双星系统两者周期相同,设为T
    由已知可得①
    利用万有引力定律得,②
    化简可得,③
    解得④
    (2)由②可得⑤
    ①⑤联立代入已知条件可得
    15.命题透析 本题从斜面上的圆周运动入手,考查圆周运动的受力分析,以及圆周运动的极值问题,考查考生的科学思维。
    思路点拨 (1)当角速度时,由
    代入数据解得
    在P点,
    代入数据解得
    (2)当物体转到圆盘的最低点恰好不下滑,此时为的最小值
    即 代入数据解得
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