安徽省师范大学附属中学2023-2024学年高一下学期4月期中物理试题（Word版附解析）

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一、单项选择题（每题4分，共计32分）
1. 生活中的很多现象往往都可从物理的角度进行解释。在下面的四幅图中，甲图展示的是正在脱水的衣物，乙图展示的是火车正在水平面内转弯，丙图展示的是儿童正在荡秋千，丁图展示的是摩托车骑于正在球形铁笼竖直面内沿内壁进行“飞车走壁”表演。下列对四幅图中有关现象的说法正确的是（ ）
A. 甲图衣物中的水分因受到离心力的作用而被甩出
B. 乙图中外轨高于内轨，但是火车的轮缘可能对外轨产生侧向挤压
C. 丙图中秋千摆至最低点时，儿童处于失重状态
D. 丁图中在竖直面内做圆周运动的摩托车，在最高点时的速度可以为零
2. 山崖边的公路常被称为最险公路，如图，公路路面水平，一辆汽车欲安全通过此弯道，下列说法正确的是（ ）
A. 若汽车以恒定的角速度转弯，选择外圈较为安全
B. 若汽车以恒定的线速度大小转弯，选择内圈较为安全
C. 汽车在转弯时受到重力、支持力和摩擦力作用
D. 汽车在转弯时受到重力、支持力、摩擦力和向心力作用
3. 随着人们生活水平的提高，打高尔夫球将逐渐成为普通人的休闲娱乐。如图所示，假设甲、乙、丙三位运动员从同一点O沿不同方向斜向上击出的高尔夫球分别落在水平地面上不同位置A、B、C，三条路径的最高点在同一水平面内，不计空气阻力，则（ ）

A. 甲击出的高尔夫球在空中运动时间最长
B. 三个高尔夫球在空中运动时间相等
C. 三个高尔夫球飞到最高点时速度为零
D. 三个高尔夫球击出的初速度水平分量相等
4. 雨天在野外骑车时，在自行车后轮轮胎上常会粘附一些泥巴，行驶时感觉很“沉重”。如果将自行车后轮撑起，使后轮离开地面而悬空，然后用手匀速摇脚踏板，使后轮飞速转动，泥巴就被甩下来，如图所示，图中a、b为后轮轮胎边缘上的最高点与最低点，c、d为飞轮边缘上的两点，则下列说法正确的是：（ ）
A. 飞轮上c、d两点的向心加速度相同
B. 后轮边缘a、b两点的线速度相同
C. 泥巴在图中的b点比在a点更容易被甩下来
D. a点的角速度大于d点的角速度
5. 2023年8月，受台风“杜苏芮”影响，我国京津冀等地发生了极端强降雨，导致部分地区被淹，中部战区组织官兵紧急救援。如图所示，在一次救援中，某河道水流速度大小恒为v，A处的下游C处有个半径为r的漩涡，其与河岸相切于B点，AB两点距离为。若解放军战士驾驶冲锋舟把被困群众从河岸的A处沿直线避开漩涡送到对岸，冲锋舟在静水中的速度最小值为（ ）

A B. C. D.
6. 如图所示，一个圆形框架以竖直的直径为转轴匀速转动．在框架上套着两个质量相等的小球A、B，小球A、B到竖直转轴的距离相等，它们与圆形框架保持相对静止．下列说法正确的是（ ）

A. 小球A的合力小于小球B的合力
B. 小球A与框架间可能没有摩擦力
C. 小球B与框架间可能没有摩擦力
D. 圆形框架以更大的角速度转动，小球B受到的摩擦力一定增大
7. 甲、乙两位同学分别站在地球的南极和赤道上，用大小相等的初速度将一个小球竖直向上抛出，小球落回手中的时间之比为k，不计空气阻力。若已知地球密度为ρ，引力常量为G，则乙同学随地球自转的角速度大小为（ ）
A. B.
C. D.
8. 如图所示，质量为m的物块P置于倾角为的光滑斜面上，斜面放在粗糙的水平地面上始终保持静止、细绳跨过光滑定滑轮分别连接着P与小车，P与滑轮间的细绳平行于斜面，小车受水平向右的牵引力，拉着物块P以速度v沿斜面向上做匀速直线运动。图示小车与滑轮间的细绳和水平方向的夹角为，（ ）
A. 小车正以做匀速运动
B. 斜面受到地面摩擦力，并保持不变
C. 小车在运动过程中，对地面的压力在增大
D. 小车在运动过程中，牵引力一定在增大
二、多项选择题（每题5分，漏选得3分，错选得0分，共计10分）
9. 电影《流浪地球2》中的“太空电梯”引起热议。其原理如图所示，通过缆绳将位于地球同步轨道的空间站一边连接在地面的基座上，另一边连接配重厢，整个“太空电梯”和地面保持相对静止。关于“太空电梯”，下列说法正确的是（ ）
A. 地面基座可以在芜湖修建
B. 配重厢的线速度大于空间站的线速度
C. 缆绳对配重厢的作用力指向地心
D. 空间站的线速度大于第一宇宙速度
10. 如图所示，粗糙圆盘沿同一直径放置正方体A、C，及侧面光滑的圆柱体B，一轻绳绕过B连接A、C，初始时轻绳松弛。已知，A、B、C与圆盘的动摩擦因数分别为和。现使圆盘从静止开始缓慢加速转动，转动过程中A、B、C始终未倾倒，重力加速度为g，下列说法中正确的是（ ）
A. 物体与圆盘相对滑动前，A物体所受的向心力最大
B. 细绳最初绷紧时，圆盘的角速度
C. 圆盘上恰好有物块开始滑动时
D. 物体与圆盘相对滑动前，C所受的摩擦力先减小后增大
三、实验填空题（第11题9分；第12题8分，共计17分）
11. 探究向心力大小F与小球质量m、角速度和半径r之间关系的实验装置如图所示，转动手柄，可使变速塔轮、长槽和短槽随之匀速转动。皮带分别套在塔轮的圆盘上，可使两个槽内的小球分别以不同角速度做匀速圆周运动，小球做圆周运动的向心力由横臂的挡板提供，同时，小球对挡板的弹力使弹簧测力简下降，从而露出测力筒内的标尺，标尺上露出的红白相间的等分格数之比即为两个小球所受向心力的比值。已知小球在挡板A、B、C处做圆周运动的轨迹半径之比为。
（1）在这个实验中，利用了_________（填“理想实验法”“等效替代法”或“控制变量法”）来探究向心力的大小与小球质量m、角速度和半径r之间的关系。
（2）探究向心力的大小与圆周运动半径的关系时，应选择两个质量___________（填“相同”或“不同”）的小球，分别放在挡板C与_____________（填“挡板A”或“挡板B”）处，同时选择半径____________（填“相同”或“不同”）的两个塔轮。
（3）若放在长槽和短槽的三个小球均为质量相同的钢球，皮带所在塔轮的半径为，逐渐加大转速，左右标尺露出的红色、白色等分标记之比会______________。（填“变大”、“变小”、“不变”或“无法确定”）
12. 在“研究小球做平抛运动规律”的实验中：
（1）如图甲所示的实验中，观察到两球同时落地，说明平抛运动在竖直方向做_________；如图乙所示的实验：将两个光滑斜轨道固定在同一竖直面内，滑道末端水平，把两个质量相等的小钢球，从斜面的相同高度由静止同时释放，观察到球1落到水平板上并击中球2，这说明平抛运动在水平方向做_________；
（2）该同学用频闪照相机拍摄到如图所示的小球平抛运动的照片，照片中小方格的边长，小球在平抛运动中的几个位置如图中的a、b、c、d所示，则照相机每隔_________s曝光一次，小球平抛初速度为_________（当地重力加速度大小）。
四、计算题（第3题9分；第14题14分，第15题18分，共计41分）
13. 如图所示，一个半径的圆形靶盘竖直放置，两点等高且相距，将质量为的飞镖从A点沿方向抛出，经落在靶心正下方的点处。不计空气阻力，重力加速度取。求：
（1）飞镖从A点抛出时的速度大小；
（2）飞镖落点与靶心的距离；
（3）为了使飞镖能落在靶盘上，飞镖抛出的速度大小应满足什么条件？

14. 如图所示，两颗卫星绕某行星在同一平面内做匀速圆周运动，已知卫星一运行的周期为，行星的半径为，卫星一和卫星二到行星中心的距离分别为，，引力常量为G。某时刻两卫星与行星中心连线之间的夹角为。求：（结果均用、、G表示）
（1）行星的质量M；
（2）行星第一宇宙速度；
（3）从图示时刻开始，经过多长时间两卫星第一次相距最远？

15. 如图所示，在光滑的圆锥顶用长为的细线悬挂一质量为m的小球（可视为质点），圆锥体固定在水平面上不动，其轴线沿竖直方向，细线与轴线之间的夹角θ＝30°，悬挂点O到地面竖直距离OA=，小球以速度v绕圆锥体轴线做水平匀速圆周运动。忽略空气阻力，重力加速度g取10m/s2。求：
（1）当速度多大时，小球刚好要离开圆锥体；
（2）当v＝时，小球做匀速圆周运动的周期；
（3）当小球以v＝在水平面内做稳定匀速圆周运动时，细线突然断裂，求小球第一次落地位置到圆锥地面中心位置A的距离。