[物理]2023_2024学年安徽滁州凤阳县高一下学期期中物理试卷(原题版+解析版)

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2023~2024学年安徽滁州凤阳县高一下学期期中物理试卷
1. 同学们到中国科技馆参观，看到了一个有趣的科学实验：如图所示，一辆小火车在平直轨道上匀速行驶，当火车将要从“∩”形框架的下方通过
时，突然从火车顶部的小孔中向上弹出一小球，该小球越过框架后，又与通过框架的火车相遇，并恰好落回原来的孔中。下列说法中正确的是
（ ）
A. 相对于地面，小球运动的轨迹是直线
B. 相对于地面，小球运动的轨迹是曲线
D. 小球能落回小孔纯属巧合
C. 小球能落回小孔是因为小球在空中运动的过程中受到水平向前的力
答案
解析
B
【详解】
AB．相对于地面，小球竖直方向做竖直上抛运动，水平方向做匀速运动，轨迹是曲线，故A错误，B正确；
CD．能落回小孔是因为小球具有惯性，在水平方向保持与火车相同的速度，故CD错误。
故选B。
2. 第24届冬季奥林匹克运动会将在2022年由北京市和张家口市联合举办，跳台滑雪是比赛项目之一。如图所示，运动员从跳台边缘的O点水平滑出
（运动员可视为质点，忽略空气阻力的影响），落到斜坡CD上的E点。若测得运动员在空中飞行的时间约为4s，O、E两点间的水平距离约为80m，则
运动员从O点滑出时的速度大小约为（ ）
A. 1m/s
B. 2m/s
C. 10m/s
D. 20m/s
答案
解析
D
平抛运动水平方向是匀速直线运动，根据题意分析可知，运动员的水平速度
D为正确选项，ABC为错误选项。
故答案为D。
3. “火星500”是模拟火星的志愿者实验活动.假如某志愿者乘坐宇宙飞船登上火星，在该火星“北极”距星球表面附近h处自由释放一个小球，测得
落地时间为t，已知火星半径为R，自转周期为T，万有引力常量为G。下列说法正确的是（
A.
）
火星的质量为
B.
C.
火星的第一宇宙速度为
宇宙飞船绕火星做圆周运动的周期可能为
D.
如果火星存在一颗同步卫星，其距星球表面高度为
答案
解析
A

【详解】
据自由落体运动求得星球表面的重力加速度
A.由
得火星质量
故A正确；
B.因为火星的第一宇宙速度约为近火卫星的环绕速度，因近火卫星的周期比火星自转周期小，所以火星的第一宇宙速度为比
大。
故B错误；
C.由
有
若宇宙飞船在火星表面环绕火星运动，即轨道半径为 ，把火星质量代入有
故C错误；
D.如果火星存在一颗同步卫星，有
得
故D错误。
故选A。
4. 2017年11月5日19时45分，西昌卫星发射中心再次用长征三号乙运载火箭，成功发射两颗北斗三号全球组网卫星．根据计划，2018年年底前后将
发射18颗北斗三号卫星．覆盖“一带一路”沿线国家，到2020年，将完成35颗北斗三号卫星的组网，实现全球服务能力．北斗三号卫星导航系统空
间段由5颗同步卫星和30颗非静止轨道卫星组成．以下关于地球同步卫星的说法正确的是
A. 同步卫星绕地球运动的周期比月球绕地球运动的周期大
C. 同步卫星绕地球运动的线速度比第一宇宙速度小
B. 同步卫星可以从北半球上方通过
D. 同步卫星绕地球运动的向心加速度大于地球表面的重力加速度
答案
解析
C
【详解】
A、根据万有引力提供向心力列出等式：
，可得
，即轨道半径越大，周期越长，月球和地球同步卫星都绕
地球转动，月球的轨道半径更大，则周期较大，A项错误；B、它若在除赤道所在平面外的任意点，假设实现了“同步”，那它的运动
轨道所在平面与受到地球的引力就不在一个平面上这是不可能的，因此同步卫星相对地面静止不动不能从北半球上方通过，B项错误；
C、由
得
，半径越大线速度越小，第一宇宙速度是近地卫星的线速度，则同步卫星的半径比近地卫星的轨道半
径大，其线速度较小，C项正确；D、由
项错误．故选C．
得
，可知同步卫星比地表的r大，其向心加速度小于地表的重力加速度，D
【点睛】地球质量一定、自转速度一定，同步卫星要与地球的自转实现同步，就必须要角速度与地球自转角速度相等，这就决定了它
的轨道高度和线速度大小．
5. 如图所示，D、E、F、G 为地面上间距相等的四点，三个质量相等的小 球A、B、C分别在E、F、G的正上方不同高度处，以相同的初速度水 平向左
抛出，最后均落在D点．若不计空气阻力，则可判断A、B、C 三个小球

A. 初始离地面的高度比为1：2：3
B. 落地时的速度大小之比为1：2：3
C. 落地时重力的瞬时功率之比为1：2：3
D. 从抛出到落地的过程中，动能的变化量之比为1：2：3
答案
解析
C
【详解】
试题分析：相同的初速度抛出，而A、B、C三个小球的水平位移之比1：2：3，可得运动的时间之比为1：2：3，再由
可得，
A、B、C三个小球抛出高度之比为1：4：9，故A错误；由于相同的初动能抛出，根据动能定理 ，由不同的高度，
可得落地时的速度大小之比不可能为1：2：3，若没有初速度，则之比为1：2：3，故B错误；相同的初速度抛出，而A、B、C三个小球
的水平位移之比1：2：3，可得运动的时间之比为1：2：3，由v竖=gt可得竖直方向的速度之比为1：2：3，由P=Gv，那么落地时重力的
瞬时功率之比1：2：3，故C正确；根据动能定理
，由于质量相等且已知高度之比，可得落地时动能的变化量之比
即为1：4：9，故D错误；故选C．
考点：平抛运动；动能定理
【名师点睛】本题就是对平抛运动规律的直接考查，突破口是由相同的抛出速度，不同的水平位移从而确定运动的时间．所以掌握住
平抛运动的规律及运动学公式就能轻松解决．
6. 如图甲所示，物体受到水平推力F的作用在粗糙水平面上做直线运动。监测到推力F、物体速度v随时间t变化的规律如图乙、丙所示。取
g=10m/s2，则（ ）
A. 第1s内推力做功为2J
B. 第2s内物体克服摩擦力做的功为4J
D. 第2s内推力F做功的平均功率为2W
C. t=1.5s时推力F的瞬时功率为3W
答案
解析
C
A．第1s内推力方向上没有位移，所以不做功，故A为错误选项。
B．根据图像，第2s内位移为
摩擦力方向向左
摩擦力做负功
所以第2s内物体克服摩擦力做的功为2J，故B为错误选项；
C．根据分析图片可知，1.5s时，物体的速度为
推力
F=3N
推力F在第1.5s时的功率
故C为正确选项；
D．根据图像，第2s内的平均速度为

推力
F=3N
所以第2s内推力F做功的平均功率
故D为错误选项。
故答案为C。
7. 质量
的小球，从距桌面高
的A点下落到地面的B点，桌面高
，
，以下判断正确的是（ ）
A. 以地面为零势能面，小球在A点的重力势能为1J
C. 整个下落过程中小球重力做功1.8J
B. 以桌面为零势能面，小球在B点的重力势能为0.8J
D. 整个下落过程中小球重力势能变化了1J
答案
解析
C
A．以地面为零势能面，小球在A点的重力势能为
故A为错误选项；
B．以桌面为零势能面，小球在B点的重力势能为
故B为错误选项；
C．整个下落过程中小球重力做功为
故C为正确选项；
D．整个下落过程中小球重力势能变化了
故D为错误选项。
故答案为C。
8. 如图所示，一半径为R、粗糙程度处处相同的半圆形轨道竖直固定放置，直径PQ水平。一质量为m的小球（可视为质点）从P点上方高为R处由静止
开始下落，恰好从P点进入轨道。小球滑到轨道最低点N时，对轨道的压力大小为4.5mg，重力加速度为g。用W表示小球从P点运动到N点的过程中克
服摩擦力所做的功，则（ ）
A. 小球恰好可以到达Q点
B.
小球冲出Q点后可上升的最大高度大于
C. 小球不可能第二次经过P点
D. 小球从N到Q克服摩擦力做的功等于
答案
解析
B

【详解】
ABD．由题意得，在N点满足
从释放点到N点，由动能定理得
解得
因为PN段比NQ段同一高度处的速度大，则PN段比NQ段同一高度处的支持力大，则可知PN段比NQ段克服摩擦力做功多，即NQ段克服摩擦
力做功满足
又因为从N到Q过程由动能定理得
解得
设小球冲出Q点后可上升的最大高度为h，则由动能定理得
可得
故AD错误，B正确；
C．同理分析可知从Q返回P的过程中，克服的摩擦力做功小于从P到Q过程克服的摩擦力做功，即
又因为从Q到P过程由动能定理得
可得第二次经过P点时
即小球能第二次经过P点，故C错误。
故选B。
9. 跳台滑雪是一种勇敢者的滑雪运动，运动员穿专用滑雪板，在滑雪道上获得一定速度后从跳台飞出，在空中飞行一段距离后着陆。现有某运动员从
跳台 处沿水平方向飞出，在斜坡 处着陆，如图所示。测得 间的距离为
说法正确的是（ ）
，斜坡与水平方向的夹角为
，不计空气阻力， 取
。下列
A．运动员在 处的速度大小为
B．在空中飞行的时间
C．如果运动员飞出跳台的速度变大，则他在空中的飞行时间不变
D．如果运动员飞出跳台的速度变小，则他着陆时的速度方向不变
答案
ABD

解析
【详解】
AB．运动员做平抛运动，设 间的距离为 ，竖直方向有
水平方向有
解得
，
故AB正确；
C．如果运动员飞出跳台的速度变大，则下落高度变大，他在空中的飞行时间变大，故C错误。
D．运动员飞出跳台的速度变小，则运动员一定在斜坡上着陆，位移偏向角不变，根据
可知速度与水平方向的夹角不变，即着陆时的速度方向不变，故D正确。
故选ABD。
10. 如图所示，物体A、B质量相同,与地面的动摩擦因数也相同，在大小相等的F 和F 的作用下，在水平面上移动相同的距离l，则（ ）
1
2
A. F 和F 所做的功相同
B. 两物体受到的摩擦力做的功相同
D. 合外力对物体做的功相同
1
2
C. 支持力对物体做的功相同
答案
解析
AC
可知两种情况下，力F做功相同，A对；由
，第一种情况摩擦力大，
摩擦力做功多，B错；两种情况支持力均不做功，C错；第二种情况克服摩擦力做功较小，合外力做功较多，D错
11. 采用如下图所示的实验装置做“探究平抛运动的特点”的实验。
（1）实验时需要下列哪个器材
A．弹簧测力计 B．重垂线
。（填器材前的字母）
C．打点计时器
（2）若用频闪摄影方法来验证小球在平抛过程中水平方向是匀速运动，记录下如下图所示的频闪照片。在测得
系是 。已知频闪周期为 ，用下列计算式求得的水平速度，误差较小的是
、
、
、
后，需要验证的关
。
A．
B．
C．
D．
答案
解析
B
D
【分析】
【详解】
（1）[1]做“研究平抛物体的运动”实验时，需要木板、小球、斜槽、铅笔、图钉、白纸、米尺、重垂线。米尺的作用是能读出轨迹
上某点的坐标。重垂线的作用是确保木板与白纸是在竖直面内，使其与小球运动平面平行。时间可以通过竖直方向做自由落体运动去

求解，故不需要弹簧秤与打点计时器，故B正确，AC错误；
（2）[2]因为平抛运动在水平方向上做匀速直线运动竖直方向上做自由落体运动，下落的速度越来越快，则下落相等位移的时间越来
越短，所以
[3]用下列计算式求得的水平速度，误差较小的是所测的长度越长误差越小，则为
故D正确，ABC错误。
12. 某实验小组用如图甲所示的装置来探究小球做匀速圆周运动时所需向心力的大小F与质量m、角速度 和半径r之间的关系．
(1)在研究向心力的大小F与质量m、角速度 和半径r之间的关系时主要用到了物理学中
A．理想实验法 B．等效替代法 C．控制变量法
(2)在探究向心力F与角速度 的关系时，若图中标尺上红白相间的等分格显示出两个小球所受向心力之比为
的方法．
D．演绎法
，则与皮带连接的两个变速塔轮的半径
之比为
A．
（填选项前的字母）．
B．
C．
D．
(3)为验证做匀速圆周运动物体的向心力的定量表达式，实验组内某同学设计了如图乙所示的实验装置，电动机带动转轴
匀速转动，改变电动机的
电压可以改变转轴的转速；其中AB是固定在竖直转轴
光片，光电门可测量挡光片每一次的挡光时间．
实验步骤：
上的水平凹槽，A端固定的压力传感器可测出小球对其压力的大小，B端固定一宽度为d的挡
①测出挡光片与转轴的距离为L；
②将小钢球紧靠传感器放置在凹槽上，测出此时小钢球球心与转轴的距离为r；
③启动电动机，使凹槽AB绕转轴 匀速转动；
④记录下此时压力传感器示数F和挡光时间
（a）小钢球转动的角速度 （用L、d、 表示）；
（b）该同学为了探究向心力大小F与角速度 的关系，多次改变转速后，记录了一系列力与对应角速度的数据，作出
小钢球所受摩擦且小钢球球心与转轴的距离为 ，则小钢球的质量 kg．（结果保留2位有效数字）
．
图像如图丙所示，若忽略
答案
(1)C
(2)B
(3)
解析
【详解】
（1）在研究向心力的大小F与质量m、角速度 和半径r之间的关系时主要用到了物理学中控制变量法的方法，故选C。
（2）在探究向心力F与角速度 的关系时，两个小球所受向心力之比为 ，根据
可知角速度之比为1:3；与皮带连接的两个变速塔轮边缘的线速度相等，根据
v=ωR
可知两个变速塔轮边缘的半径之比为3:1，故选B。
（3）（a）[1]小钢球转动的角速度
（b）[2]根据

由图像可知
解得
m=0.30kg
13. 跑酷（Parkur）是时下风靡全球的时尚极限运动，以日常生活的环境（多为城市）为运动场所，依靠自身的体能，快速、有效、可靠地驾驭任何
已知与未知环境的运动艺术。一跑酷运动员在一次训练中的运动可简化为以下运动：运动员首先在平直高台上以 的加速度从静止开始匀加速运
动，运动8m的位移后，在距地面高为5m的高台边缘水平跳出，在空中调整姿势后恰好垂直落在一倾角为53°的斜面中点位置。此后运动员迅速调整
姿势沿水平方向蹬出，假设该运动员可视为质点，不计空气阻力，取重力加速度的大小
（1）运动员从楼顶边缘跳出到落到斜面上所用的时间t；
，
，
，求：
（2）该斜面底端与高台边缘的水平距离s；
（3）若运动员水平蹬出斜面后落在地面上，求运动员的蹬出速度范围。
答案
解析
（1）
；（2）
；（3）
（1）设运动员从静止开始匀加速运动，运动8m的位移后的速度为 ，由
①
解得
因运动员垂直落在斜面上，则
②
解得
由
③
④
⑤
解得
（2）运动员水平位移
解得
竖直位移由
⑥
解得
故落点距离地面的高度为
⑦

最底端据高台边缘的水平距离
⑧
可得
⑨
（3）运动员若想落在水平地面上，此时的竖直位移为
⑩
可得
⑪
运动员的水平位移满足
⑫
故由
解得
⑬
⑭
14. 一个半径为
的水平转盘可以绕竖直轴
的小球A和小物块B连接，小物块B放在水平转盘的边缘且与转盘保持相对静止，如图所示。现让小球A在水平面做角速度
（取 ），求：
转动，水平转盘中心 处有一个光滑小孔，用一根长
细线穿过小孔将质量分别为
、
的匀速圆周运动，小物块B与水平转盘间的动摩擦因数
（1）细线与竖直方向的夹角 ；
（2）小球A运动不变，现使水平转盘转动起来，要使小物块B与水平转盘间保持相对静止，通过计算，写出小物块所受摩擦力f与转盘角度速度平方
之间的函数关系式，并求出水平转盘角速度 的取值范围；（最大静摩擦力等于滑动摩擦力）
（3）在水平转盘角速度 为（2）问中的最大值的情况下，当小球A和小物块B转动至两者速度方向相反时，由于某种原因细线突然断裂，经过多长
时间小球A和小物块B的速度相互垂直。（可能使用到的
）
答案
解析
（1）
；（2）
；（3）
，设沿半径指向圆心为正方向：
，或者若设沿半径背离圆心为正方向：
【详解】
（1）对小球A受力分析如图所示，由
得
由几何关系知
解得

即
（2）当物块B受到的最大静摩擦力
指向圆心时，转盘 最大
当物块B受到的最大静摩擦力
背离圆心时，转盘 最小
水平转盘角速度 的取值范围
设沿半径指向圆心为正方向
或者若设沿半径背离圆心为正方向
（3）绳断后A、B均做平抛运动，设经时间t，A和B速度垂直，由平抛运动规律知此时A、B竖直方向速度均为
水平方向
作图，由几何关系得
即
代入数据解得
15. 某校科技节举行车模大赛，其规定的赛道如图所示，某小车以额定功率
由静止开始从A点出发，经过粗糙水平面AB，加速 后进入光滑的竖
直圆轨道BC，恰好能经过圆轨道最高点C，然后经过光滑曲线轨道BE后，从E处水平飞出，最后落入沙坑中，已知圆轨道半径
，沙坑距离
BD平面的高度
，小车的总质量为
，
，不计空气阻力，求：
（1）小车在B点对轨道的压力大小；
（2）小车在AB段克服摩擦力做的功；
（3）轨道BE末端平抛高台高度 为多少时，能让小车落入沙坑的水平位移最大；最大值是多少？
答案
解析
（1）60N；（2）6J；（3）1m；4m
【详解】
（1）由于小车恰好经过圆轨道最高点C，则有
由
，根据动能定理有
在B点由牛顿第二定律有
联立解得

由牛顿第三定律可知，在 点小车对轨道的压力大小为
，方向竖直向下；
（2）由
，根据动能定理有
解得
即小车在
（3）由
段克服摩擦力做的功为
，根据动能定理有
。
飞出后，小车做平抛运动，所以
水平位移
可得
即
当
时，水平距离最大，
。