湖南省常德市汉寿县第一中学2022-2023学年高一下学期第二次段考物理试卷

湖南省常德市汉寿县第一中学2022-2023学年

高一下学期第二次段考物理试卷

一、单选题

1．手机给人们的生活带来了很多便利，如以滴滴为代表的出行软件不仅极大地方便了人们的出行，更是缓解了城市交通中出租车的压力。下图为小敏从家打车到某超市的软件界面截图及该次的行程单，则（　　）

A．打车软件根据载客行驶的位移大小进行计费

B．研究汽车在此次行程的运动轨迹时，可以把汽车当做质点

C．上车时间“16∶30”中，“16∶30”指的是时间

D．利用行程单中的数据可以计算出整个行程的平均速度

2．A、B两辆汽车从同一地点同时出发沿同一方向做直线运动，它们的速度的平方（v2）随位置（x）的变化规律如图所示，下列判断正确的是（　　）

A．汽车A的加速度大小为18m/s2

B．汽车AB在x=6m处的速度大小为8m/s

C．从开始到汽车A停止前，当xA=6m时AB相距最远

D．从开始到汽车A停止前，当xA=6m时AB相距最近

3．如图所示，水平地面上质量为m的物体，在推力F作用下向右运动。已知，，木块与地面间的动摩擦因数为μ，木块受到的摩擦力为（　　）

A．

B．

C．0.6F

D．μmg

4．“蜘蛛人”主要靠一根绳索把自己悬挂在几十层高的大厦外，清洗大厦的玻璃和外墙，成为扮靓城市的一道独特风景，如图甲所示。已知“蜘蛛人”的质量为m，当地的重力加速度为g。设绳索对其拉力大小为，竖直墙壁对其支持力大小为，不计他与墙壁间的摩擦力和绳索的重力。当“蜘蛛人”静止于某位置时，可简化为图乙所示的模型，此时绳索与竖直墙壁的夹角为。下列关系式正确的是（    ）

A． B． C． D．

5．如图所示，5块质量均为m的木块并排放在水平地面上，编号为3的木块与地面间的动摩擦因数为，其他木块与地面间的动摩擦因数为，当用水平力F推第1块木块使它们共同加速运动时，下列说法正确的是（　　）

A．由右向左，两块木块之间的摩擦力依次变小

B．木块加速度为0.2m/s2

C．第2块木块与第3块木块之间的弹力大小为0.90F

D．第3块木块与第4块木块之间的弹力大小为0.38F

6．如图所示，甲、乙两船在同一条河流中同时开始渡河，、分别是甲、乙两船的出发点，两船头与河岸均成角，甲船船头恰好对准点的正对岸点，经过一段时间乙船恰好到达点，如果甲、乙两船在静水中的速度大小相等，且如果两船相遇不影响各自的航行，下列判断正确的是（河水流速恒定）（　　）

A．甲船也能到达跟点对应的正对岸

B．两船渡河时间不相等

C．两船在直线上某点相遇

D．两船恰在点相遇

二、多选题

7．如图所示，两个同轴心的玻璃漏斗内表面光滑，两漏斗与竖直转轴的夹角分别是、且，A、B、C三个相同的小球在漏斗上做匀速圆周运动，A、B两球在同一漏斗的不同位置，C球在另一个漏斗上且与B球位置等高，下列说法正确的是（　　）

A．A球与B球的向心力大小相等

B．A球与B球的速度大小相等

C．B球与C球的速度大小相等

D．B球的周期大于C球的周期

8．高一新生军训模拟投弹演练中，在陡峭山头上的同一位置，小明先后两次沿水平方向向山下同一目标投掷出甲，乙两颗仿真手榴弹（可视为质点），轨迹如图所示。不计空气阻力，下列说法正确的是（　　）

A．甲和乙飞行的时间相同 B．甲的飞行时间比乙的长

C．甲的水平速度比乙大 D．甲落地时的速度比乙小

9．如图所示，同一竖直平面内有四分之一圆环和倾角为的斜面相接于点，为中点，A、两点与圆环的圆心等高。现将甲、乙小球同时从A、两点以一定大小的初速度沿水平方向同时抛出，两球恰好在点相碰（不计空气阻力）。则下列说法正确的是（　　）

A．甲、乙两球初速度大小之比为

B．若仅增大两球质量，则两球不再相碰

C．若乙球速度大小变为原来的一半，则落在斜面之间某点

D．若乙球速度大小变为原来的两倍，则可能垂直击中圆环

10．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N，小球在最高点的速度大小为v，其N-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为

C．v2=c时，杆对小球弹力方向向上 D．v2=2b时，杆对小球弹力大小为mg

三、实验题

11．为探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系，某实验小组通过如图甲所示装置进行实验。滑块套在水平杆上，随水平杆一起绕竖直杆做匀速圆周运动，力传感器通过一细绳连接滑块，用来测量向心力F的大小。滑块上固定一遮光片，宽度为d，光电门可以记录遮光片通过的时间，测得旋转半径为。滑块随杆做匀速圆周运动，每经过光电门一次，通过力传感器和光电门就同时获得一组向心力F和角速度ω的数据。

（1）为了探究向心力与角速度的关系，需要控制滑块质量和___________保持不变，某次旋转过程中遮光片经过光电门时的遮光时间为，则角速度ω=___________；

（2）以F为纵坐标，以为横坐标，可在坐标纸中描出数据点作一条如图乙所示直线，若图像的斜率为k，则滑块的质量为___________（用k、r、d表示），图线不过坐标原点的原因是___________。

12．图甲是探究平抛运动的实验装置。用小锤击打弹性金属片后，a球沿水平方向抛出，做平抛运动，同时b球被释放，做自由落体运动，观察到两球同时落地。改变小锤击打力度，两球仍然同时落地。

（1）以上现象说明________。

A．平抛运动在竖直方向的分运动是自由落体运动

B．两小球在空中运动的时间相等

C．两小球落地时速度相等

D．两小球在竖直方向的加速度相等

（2）一同学利用频闪相机拍摄a小球运动过程，经处理后得到如图乙所示的点迹图像。图中O为坐标原点，B点在两坐标线交点，坐标，，A、C点均在坐标线的中点。则平抛小球在B点处的瞬时速度大小_________（结果保留两位小数）。

四、解答题

13．如图甲，质量m=2kg的物体置于倾角θ=的足够长且固定的斜面上，t=0时刻，对物体施加平行于斜面向上的恒力F，t=1s时刻撤去力F，物体运动的部分v－t图像如图乙所示。重力加速度g=10m/s2.

（1）求物体与斜面间的动摩擦因数和力F的大小；

（2）求t=6s时刻物体的速度大小；

（3）求物体返回出发点的速度大小。

14．如图所示，水平光滑轨道AB与竖直半圆形光滑轨道BC在B点平滑连接，半圆形轨道半径为R，R=2.5m，AB段长为4R，质量为m的小滑块（可视为质点）在水平恒力F（F为未知量）作用下，从A点由静止开始运动，经B点时撤去力F，小滑块进入半圆形轨道，沿轨道运动到最高点C，从C点水平飞出恰好落在A点。重力加速度为g，求：滑块通过C点时的速度大小。

15．如图所示，一个质量为m的小球C由两根细绳拴在竖直转轴上的A、B两处，A处绳长为2L，B处绳长为L，B处的细绳张紧时恰好水平，两根绳能承受的最大拉力均为，转轴带动小球转动。则：（结果用根式表示）

（1）当B处绳子刚好被拉直时，小球的线速度v多大？

（2）为使两绳都不被拉断，转轴转动的最大角速度多大？

（3）两绳都被拉断时，转轴转动的角速度多大？

参考答案：

1．B【详解】AD．打车软件根据载客行驶的实际轨迹，即路程来收费的，故根据行程单中的数据可以计算出整个行程的平均速率，不知道位移，所以无法计算平均速度，AD错误；

B．研究汽车在此次行程的运动轨迹时，汽车的大小和形状是次要因素，可以忽略，能看做质点，B正确；

C．“16∶30”上车这个动作发生了，表示时刻，C错误。故选B。

2．C【详解】A．根据匀变速直线运动的速度位移关系公式

所以结合图线可得  

所以汽车A的加速度大小为9m/s2，故A错误；

B．由图可知在x=6m处A、B汽车速度大小相等，所以

解得

故B错误；

CD．根据图像和前面的分析可知A车做匀减速直线运动，B车做匀加速直线运动，它们从同一地点同时出发沿同一方向做直线运动，在A车停止前，当两车速度相等时相距最远，即xA=6m时AB相距最远，故C正确，D错误。

故选C。

3．A【详解】由于物体向右运动，所以物体受到的摩擦力为滑动摩擦力，即

在竖直方向上，有

联立可得故选A。

4．B【详解】受力分析如图所示

可知     

故选B。

5．D

【详解】A．木块之间只有弹力，无摩擦力，A错误；

B．对整体进行受力分析，由牛顿第二定律

得

由于未知，加速度无法求得结果，B错误；

C．对前两块木块进行受力分析，由牛顿第二定律得

得

C错误；

D．对前三块木块进行受力分析，由牛顿第二定律得

得

D正确；

故选D。

6．C

【详解】A．乙船垂直于河岸到达正对岸，说明水流方向向右，甲船参与了两个分运动，沿着船头指向的匀速运动和随着水流方向的匀速运动，故不可能到达正对岸，故A错误；

B．小船垂直于河岸方向的分速度

则小船过河的时间

则甲、乙两船渡河的时间相等，故B错误；

CD．以流动的水为参考系，相遇点在两船速度方向射线的交点上，又由于乙船沿着方向运动，故相遇点在直线上，不可能在点，故C正确，D错误。

故选C。

7．AC

【详解】A．根据题意可知，A球与B球均做匀速圆周运动，合力指向圆心提供向心力，分别对两球受力分析，如图所示

由几何关系，对A球有

对B球有

由于A球与B球相同，则A球与B球的向心力大小相等，故A正确；

B．根据题意，由公式可得，小球做圆周运动的速度为

由图可知

可知

故B错误；

CD．同理可知，小球C的向心力为

设B球与C球的高度为，由几何关系可得

可得

则有

由公式可知，由于

则有

故D错误，C正确。

故选AC。

8．AC

【详解】AB．仿真手榴弹在空中做平抛运动，竖直方向做自由落体运动，则有

可得

甲、乙下落的高度相同，甲和乙飞行的时间相同，故A正确，B错误；

C．平抛运动在水平方向做匀速直线运动，则有

由于甲和乙飞行的时间相同，甲的水平位移大于乙的水平位移，可知甲的水平速度比乙大，故C正确；

D．仿真手榴弹落地时的速度为

甲、乙下落高度相同，甲的水平速度大于乙的水平速度，则甲落地时的速度比乙大，故D错误。

故选AC。

9．AC

【详解】A．甲、乙小球同时从A、两点同时抛出，在点相碰，则两小球运动的时间相等，由几何知识可知，两小球水平位移之比为

则甲、乙两球初速度大小之比为，故A正确；

B．两球的运动时间与质量无关，若改变质量，两球仍会相碰，故B错误；

C．若乙球速度大小变为原来的一半，在时间不变的情况下水平位移将会变为原来的一半，但由于乙球会落在斜面上导致下落高度减小，则时间减小，所以乙球的水平位移会小于原来位移的一半，则落在斜面之间某点，故C正确；

D．若乙球垂直击中圆环，则落点时速度的反向延长线过圆心O，如下图所示

根据平抛运动的推论，即速度方向的反向延长线交于水平位移的中点，可知此时的水平位移变为原来的两倍，但由于下落高度减小，则运动的时间减小，故此时的初速度大于原来的两倍。则若乙球速度大小变为原来的两倍，则不可能垂直击中圆环，故D错误。

故选AC。

10．AD

【详解】AB．在最高点，若v=0，则

F=mg=a

若F=0，则

解得

故A正确，B错误；

C．由图可知：当v2<b时，杆对小球弹力方向向上，当v2>b时，杆对小球弹力方向向下，所以当v2=c时，杆对小球弹力方向向下，故C错误；

D．若时，根据牛顿第二定律

联立以上可得

F=mg

所以杆对小球弹力大小为mg，故D正确。

故选AD。

11．     旋转半径               滑块受到摩擦力

【详解】（1）[1]根据控制变量法，为了探究向心力与角速度的关系，需要控制滑块质量和旋转半径不变。

[2]根据

又

解得

（2）[3]根据

联立解得

由于

则滑块的质量为

[4]由图线可知，当F=0时，不为零，所以图线不过原点的原因是滑块受到摩擦力的原因。

12．     ABD##ADB##BAD##BDA##DAB##DBA     2.83

【详解】（1）[1]B．因为两球同时释放，同时落地，所以两球下落的时间相等；故B正确；

AD．b球做自由落体运动，则竖直方向上a球做自由落体，两小球在竖直方向的加速度相等，故AD正确；

C．因为下落的高度相同，落地时两球竖直方向的速度相同，因为a球有初速度，所以a球落地的速度比b球的落地速度大，故C错误。

故选ABD。

（2）[2]根据图中的几何关系可知，A点的纵坐标为5cm，B点的纵坐标为20cm，C点的纵坐标为45cm，因为AB的竖直距离为

BC之间的竖直距离为

则竖直方向上，由运动学公式可知

在水平方向上

竖直方向上

则

解得

13．（1）；（2）6m/s；（3）。

【详解】（1）设力作用时物体的加速度为a1，由牛顿第二定律有

撤去力后，设物体的加速度为a2，由牛顿第二定律有

根据速度时间图象的斜率表示加速度，则有

m/s2

m/s2

代入解得F=48N，

（2）根据v-t图象可知，3s末物体速度减为零，之后物体下滑做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律有

解得a3=2m/s2

再过3s，由速度时间公式得

v=a3t=6m/s

故物体6s末速度大小为6m/s。

（3）速度时间图象与时间轴包围的面积表示位移，故前3s的位移为

m=24m

返回过程根据位移速度关系公式有

解得返回出发点的速度为m/s

14．

【详解】设滑块从C点飞出时的速度为，从C点运动到A点时间为t，滑块从C点飞出后，做平抛运动，有

所以有

其中

代入数据得

15．（1）；（2）；（3）

【详解】（1）绳B张紧时，绳A与竖直方向的夹角为，由几何关系得

解得

绳B刚好拉直时，受力如图所示，由圆周运动规律，得：

解得

（2）绳B张紧时，绳A的拉力为

故A绳未断，之后夹角不变则此后不变，所以，保证两绳都不断，只要B不断即可。绳B刚要断时，由圆周运动规律，有

解得

（3）绳A刚要断时，受力分析如下图，由圆周运动规律，得

解得