[物理][期中]新疆喀什地区2023-2024学年高一下学期期中考试试卷(解析版)

这是一份[物理][期中]新疆喀什地区2023-2024学年高一下学期期中考试试卷(解析版)，共15页。

1.本试卷共100分，考试用时90分钟。
2.本试卷为问答分离式试卷，其中问卷6页。所有答案一律写在答题卷上，在问卷和其他纸张上答题无效。
一、选择题∶本题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1-8题只有一项符合题目要求，第9-12题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
1. 下列说法正确的是（ ）
A. 速度方向改变的运动一定是曲线运动
B. 物体做匀速圆周运动时一定是平衡状态
C. 匀速圆周运动一定是匀变速曲线运动
D. 曲线运动一定是变速运动
【答案】D
【解析】A．速度方向改变的运动不一定是曲线运动，比如竖直上抛运动，经过最高点后速度方向改变，但竖直上抛运动是直线运动，故A错误；
B．物体做匀速圆周运动时，所受的合外力提供向心力，不为零，不是处于平衡状态，故B错误；
C．匀速圆周运动的加速度大小不变，方向时刻发生变化，则匀速圆周运动不是匀变速曲线运动，故C错误；
D．曲线运动的速度方向时刻发生变化，则曲线运动一定是变速运动，故D正确。
故选D。
2. 汽车转弯时做加速曲线运动，下列轨迹描述正确的是（ ）
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【解析】汽车转弯时做加速曲线运动，则速度方向沿轨迹的切线方向，力与速度的夹角是锐角且指向轨迹的凹侧。
故选A。
3. 如下图所示，某同学分别在同一直线上的A、B、C三个位置投掷篮球，结果都击中篮筐，击中篮筐时篮球的速度方向均沿水平方向，大小分别为、、，若篮球出手时高度相同，速度的方向与水平方向的夹角分别是、、，不计空气阻力，则下列说法正确的是（ ）
A. B.
C. D. 3
【答案】B
【解析】AB．三个篮球都垂直击中篮筐，其逆过程是平抛运动，设任一篮球击中篮筐的速度v，上升的高度为h，水平位移为x
则得
h相同，则，A错误B正确；
CD．根据速度的分解有
t相同，，则 ，CD错误。
故选B。
4. 如图，从水平地面上同一位置抛出两小球A、B，分别落在地面上的M、N两点，两球运动的最大高度相同。空气阻力不计，则（ ）
A. B的加速度比A的加速度大
B. B在最高点的速度与A在最高点的速度相等
C. B落地时的速度比A落地时的速度大
D. B的飞行时间比A的飞行时间长
【答案】C
【解析】A．两小球A、B都做斜抛运动，空气阻力不计，因此两球的加速度都为重力加速度g，大小相等，A错误；
BD．两球在竖直方向都做竖直上抛运动，两球运动的最大高度相同，由公式可知，两球的运动时间相同，竖直方向的分初速度大小相等，由于A球初速度与水平方向的夹角大于B球初速度与水平方向的夹角，设初速度与水平方向的夹角为α，则有
可知A球初速度小于B球初速度。两球水平方向的分速度则有
由于B球的初速度与水平方向的夹角较小，因此B球水平方向的分初速度较大，两球在水平方向都做匀速直线运动，在最高点两球竖直方向的分速度都是零，只有水平方向的分速度，所以B在最高点的速度大于A在最高点的速度，BD错误；
C．由对称性可知，两球在落地时竖直方向的分速度与抛出时竖直方向的分初速度大小相等，在水平方向B球的分速度较大，因此B落地时的速度比A落地时的速度大，C正确。
故选C。
5. 如图所示，质量为m的足球经过凹形地面最低点时，受到地面的支持力大小等于足球重力的，重力加速度为g，此时足球所需向心力的大小为（ ）
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】对足球受力分析有
解得
故ABC错误，D正确。
故选D。
6. 关于圆周运动，下列情境中说法正确的是（ ）
A. 图甲，运动员在过弯道时做圆周运动，所受到的力有重力、支持力、摩擦力以及向心力
B. 图乙，自由式滑雪U型场地看作是半圆形轨道，运动员经过最低点时，处于失重状态
C. 图丙，在铁路的转弯处，通常要求外轨比内轨高，目的是让火车以设计速度行驶时，轮缘与轨道间无挤压
D. 图丁，洗衣机筒在转动脱水过程中，增大洗衣机筒的转速，衣服受到筒内壁的摩擦力一定增大
【答案】C
【解析】A．运动员过弯时所做的圆周运动，受到重力、支持力以及摩擦力，向心力是由合力提供，并非真实存在的力，选项A错误；
B．滑雪运动员做圆周运动，经过最低点时，向心力
所以
属于超重，选项B错误；
C．火车转弯处，通常要求外轨比内轨高，当火车按设计速度转弯，恰好由重力和支持力的合力完全提供向心力，此时轮轨与轨道间无挤压，选项C正确；
D．转速增大，水滴所需要的向心力增大，但衣服受到的摩擦力等于重力，随着衣服内水滴的甩出，重力减小，摩擦力减小，故选项D错误。
故选C。
7. 餐桌上的自动转盘在电动机的带动下匀速转动，转盘上放有、两个相同的空茶杯（可视为质点）随转盘一起做匀速圆周运动，、到圆心的距离分别是、，且，假设自动转盘的粗糙程度相同。下列说法正确的是（ ）
A. 两个茶杯所受的摩擦力大小相等
B. 两个茶杯都有沿切线方向滑出去的趋势
C. 若在茶杯中加入茶水后加快转盘的转速，则茶杯应先滑出去
D. 若在茶杯中加入茶水后加快转盘的转速，则茶杯应先滑出去
【答案】C
【解析】A．此时两茶杯随转盘一起做圆周运动，根据牛顿第二定律有
由于可知，两个茶杯所受摩擦力大小，A错误；
B．两个茶杯靠静摩擦力提供向心力，向心力的方向指向圆心，可知两个茶杯都有沿半径向外滑出去的趋势，B错误；
CD．设茶杯发生滑动的临界角速度为，根据牛顿第二定律可知
解得
由此可知，两茶杯发生滑动的临界速度为无关，即加快转盘的转速，茶杯应先滑出去。C正确；D错误。
故选C。
8. 如图所示汽车以某一速度通过拱形桥最高点，已知拱形桥的半径为，重力加速度为，下列说法正确的是（ ）
A. 当一定时，汽车速度越大，对拱形桥的压力越大
B. 当汽车速率恒定时，越大，汽车对拱形桥的压力越小
C. 汽车能以顺利通过最高点
D. 汽车能以顺利通过最高点
【答案】D
【解析】AB．汽车以某一速度通过拱形桥最高点，根据牛顿第二定律可得
根据牛顿第三定律可得
可知当一定时，汽车速度越大，对拱形桥的压力越小；当汽车速率恒定时，越大，汽车对拱形桥的压力越大；故AB错误；
CD．根据
当时，可得
可知汽车能以顺利通过最高点，不能以顺利通过最高点，故C错误，D正确。
故选D。
9. 如图，x轴在水平地面内，y轴沿竖直方向。图中画出了从y轴上沿x轴正向抛出的三个小球a、b和c的运动轨迹，其中b和c是从同一点抛出的，不计空气阻力，则（ ）
A. a的飞行时间比b的长
B. b和c的飞行时间相同
C. a的水平速度比b的小
D. b的初速度比c的大
【答案】BD
【解析】AB．b、c的高度相同，大于a的高度，根据h=gt2，得，知b、c的运动时间相同，a的飞行时间小于b的时间。故A错误，B正确；
C．因为a的飞行时间短，但是水平位移大，根据x=v0t知，a的水平速度大于b的水平速度。故C错误；
D．b、c的运动时间相同，b的水平位移大于c的水平位移，则b的初速度大于c的初速度。故D正确。
【点睛】解决本题的关键知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，知道平抛运动的时间由高度决定，初速度和时间共同决定水平位移。
10. 如图所示，两个皮带轮的转轴分别是O1和O2，设转动时皮带不打滑，则皮带轮上A、B、C三点的速度和角速度关系是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】AC
【解析】A、B两点也在皮带上，则线速度相同，即
而B、C两点同轴转动，其角速度相同，即
由于
则根据可得
则有
故选AC。
11. 一小船渡河，河宽d=120 m，河水均匀流动，流速v1=3 m/s，船在静水中的速度v2=5 m/s．则小船
A. 渡河的最短时间是24 s
B. 渡河最短时间是40 s
C. 以最小位移渡河，时间是24 s
D. 以最小位移渡河，时间是30 s
【答案】AD
【解析】AB、在垂直于河岸方向上,速度越大,渡河的时间越短.即静水速垂直于河岸,渡河时间最短,，故A正确； B错误；
CD、由于船速大于水速，所以小船能够到达正对岸，设船头与河岸的夹角为 ，此时在水流方向上的合速度为零，即
过河时间为
结合以上两式可解得： ，故C错误；D正确；
故选AD
点睛：将小船的运动分解为沿河岸方向和垂直于河岸方向,根据分运动和合运动具有等时性,在垂直于河岸方向上,速度越大,渡河的时间越短.当合速度的方向与河岸垂直,渡河的位移最短.
12. 如图甲所示，轻杆一端固定在O点，另一端固定一小球，现让小球在竖直平面内做半径为R的圆周运动，小球运动到最高点时，杆与小球间弹力大小为FN，小球在最高点的速度大小为v，其FN-v2图像如图乙所示，则（ ）
A. 小球的质量为
B. 当地的重力加速度大小
C. 时，在最高点杆对小球的弹力方向向上
D. 时，在最高点杆对小球的弹力大小为a
【答案】AD
【解析】B．当v2=b时，杆子的弹力为零，有
解得
故B错误；
A．当小球速度为零时，F=a，则有
F=mg
解得
故A正确；
C．由图象可知，v2=b时，杆子的作用力为零，当v2=c＞b时，轻杆表现为拉力，即轻杆对小球的弹力方向向下，故C错误；
D．当v2=2b时，根据牛顿第二定律得
则
F+mg=2mg
可知
F=mg=a
故D正确。
故选AD。
二、实验题（每个填空2分，总共12分）
13. 在“研究小球做平抛运动的规律”的实验中：
（1）如图甲所示的实验中，观察到两球____（填写“A先”或“B先”或“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 ______状态同时释放，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，小球在平拋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，小球平拋初速度为__________（当地重力加速度大小）。
【答案】（1）同时 自由落体运动 静止 匀速直线运动
（2）
【解析】
【小问1详解】
用小锤打击弹性金属片，B球就水平飞出，同时A球被松开，做自由落体运动，两球同时落到地面，则说明平抛运动竖直方向是自由落体运动；
将两个光滑斜轨道固定在同一竖直面内，滑道末端水平，把两个质量相等小钢球，从斜面的相同高度由静止同时释放小球；因为观察到的现象是球1落到水平木板上击中球2，可知球1在水平方向上的运动规律与球2相同，即平抛运动在水平方向上做匀速直线运动。
【小问2详解】
在竖直方向上，根据匀变速直线运动的规律可得
解得
在水平方向，根据匀速直线运动可得
三、简答题。
14. 体育课上，甲同学在距离地面高处将排球击出，球的初速度沿水平方向，大小为；乙同学在离地处将排球垫起，垫起前后球的速度大小相等，方向相反。已知排球质量，取重力加速度。不计空气阻力。求：
（1）排球被垫起前在空中飞行的时间t；
（2）排球被垫起前在水平方向飞行的距离x；
（3）排球被垫起前瞬间的速度大小v。
【答案】（1）0.6s；（2）4.8m；（3）10m/s
【解析】（1）排球击出后做平抛运动，竖直方向有

解得排球被垫起前在空中飞行的时间为

（2）排球被垫起前在水平方向飞行的距离为

（3）排球被垫起前瞬间在竖直方向速度的大小为

根据速度的合成可得
15. 一辆质量为1000kg的汽车，为测试其性能，在水平地面上沿半径的圆，以的速度做匀速圆周运动，汽车没有发生侧滑，试求：
（1）汽车的角速度的大小；
（2）汽车运动的向心加速度的大小；
（3）汽车运动的向心力的大小，什么力提供向心力？指向哪里？
【答案】（1）；（2）；（3）见解析
【解析】（1）汽车的角速度的大小
（2）汽车运动的向心加速度的大小
（3）汽车运动的向心力的大小，什么力提供向心力？指向哪里？
汽车做匀速圆周运动时，侧向摩擦力对汽车提供向心力，方向指向圆周运动的圆心。
大小为
16. 半径R = 1.6m竖直放置的光滑圆轨道与水平直轨道相连接（如图所示）。质量m = 1kg小球A以一定的初速度由直轨道向左运动，并沿圆轨道的内壁冲上去。经过轨道最高点M后做平抛运动，平抛的水平距离为x=6.4m。求：
（1）小球从M点落到水平面的时间多少？
（2）小球经过M时速度多大？
（3）小球经过M时对轨道的压力多大（g=10m/s2）？
【答案】（1）0.8s；（2）8m/s；（3）30N
【解析】（1）小球离开M点后做平抛运动，竖直方向做自由落体运动
解得
t=0.8s
（2）小球离开M点后做平抛运动，水平方向做匀速直线运动

解得
（3）小球在M点时，根据牛顿第二定律有
解得
FN=30N
根据牛顿第三定律，小球经过M时对轨道压力为30N，压力的方向竖直向上。
17. 某质点在Oxy平面上运动。时，质点位于y轴上。它在x方向运动的速度—时间图像如图所示，它在y方向的位移—时间图像如图所示。则：
（1）时质点速度的大小；
（2）时质点的位置坐标x、y。
【答案】（1）；（2），
【解析】（1）图像的斜率表示加速度，根据图甲可知
即质点在x方向沿正方向做初速度大小为4m/s的匀加速直线运动，图像的斜率的正负表示速度方向，绝对值表示速度大小，根据图乙可知，斜率为负，速度大小为
即质点在y方向沿负方向做速度大小为5m/s的匀速直线运动，时质点x方向的分速度为
则时质点速度的大小
（2）结合上述，时质点的位置坐标
，
解得
，