广东省深圳市2022-2023学年高一下学期期中模拟考试物理试卷（含解析）

广东省深圳市2022-2023学年高一下学期期中模拟考试

物理试卷

一、单选题

1．关于运动的合成和分解，下列说法错误的是(   )

A．合运动的方向就是物体实际运动的方向

B．由两个分速度的大小就可以确定合速度的大小

C．两个分运动是直线运动，则它们的合运动不一定是直线运动

D．合运动与分运动具有等时性

2．水平抛出一个物体，经时间 t 后物体速度方向与水平方向夹角为θ，重力加速度为 g,，则平抛物体的初速度为(    )

A．gtsinθ B．gtcosθ C．gttanθ D．

3．两个大轮半径相等的皮带轮的结构如图所示，A、B两点的半径之比为2:1，C、D两点的半径之比也为 2:1，下列说法正确的是(    )

A．A 、B两点的线速度之比为vA:vB = 1:2

B．A、C 两点的角速度之比为

C．A、C两点的线速度之比为vA:vC = 1:1

D．A、D两点的线速度之比为vA:vD = 1:2

4．火车轨道在转弯处外轨高于内轨，其高度差由转弯半径与规定的行驶速度确定。若在某转弯处规定行驶速度为v，则下列说法正确的是（　　）

A．当以速度v通过此弯路时，轨道支持力提供向心力

B．当速度大于v时，轮缘挤压外轨

C．当速度大于v时，轮缘挤压内轨

D．当速度小于v时，轮缘挤压外轨

5．如图所示，两个皮带轮的转轴分别是O1和O2，两皮带轮半径分别为r和2r，B轮上的C点到轴心的距离为r，转动时皮带不打滑，则轮上A、B、C三点的线速度、角速度和向心加速度的关系是（　　）

A． B． C． D．

6．重庆云阳龙缸大秋千，经过多次测试于2020年7月开放。它由四根秋千绳组成的秋千摆，摆动半径约，有一质量为的体验者（含秋千踏板）荡秋千，秋千运动到最低点时速度约为，重力加速度，下列说法正确的是（　　）

A．从最高点摆到最高点过程中，体验者所受重力的冲量为零

B．摆到最高点时，体验者的速度为零，加速度不为零

C．在最低点时，体验者处于失重状态

D．在最低点时，四根绳对秋千踏板（含体验者）拉力的合力为

7．随着我国登月计划的实施，我国宇航员登上月球已不是梦想；假如我国宇航员登上月球并在月球表面附近以初速度竖直向上抛出一个小球，经时间后回到出发点。已知月球的半径为，万有引力常量为，则下列说法正确的是（　　）

A．月球表面的重力加速度为

B．月球的质量为

C．宇航员在月球表面获得的速度就可能离开月球表面围绕月球做圆周运动

D．宇航员在月球表面附近绕月球做匀速圆周运动的绕行周期为

8．如图所示，椭圆轨道1是我国首个火星探测器“天问一号”绕火星运动的轨道，近火点为P，远火点为Q，轨道2是一个绕火星运行的小行星的圆轨道，轨道1的半长轴和轨道2的半径相等，忽略火星大气的影响。则下列说法正确的是（　　）

A．“天问一号”与火星的连线和小行星与火星的连线在相同时间内扫过的面积相等

B．“天问一号”在P处的线速度大小大于小行星在轨道2上的线速度大小

C．“天问一号”在轨道1上运行时，从P点运行到Q点的过程中动能守恒

D．“天问一号”和小行星在轨道1和轨道2的交点处所受火星的万有引力相同

9．如图所示，闭合矩形线圈从静止开始竖直下落，穿过一个匀强磁场区域，此磁场区域竖直方向的长度远大于矩形线圈边的长度，不计空气阻力，则（　　）

A．边刚进入磁场时，线圈内感应电流的方向与边刚穿出磁场时感应电流的方向相反

B．从线圈边进入磁场到边穿出磁场的整个过程中，加速度一直等于重力加速度

C．边刚进入磁场时，线圈内感应电流的大小与边刚穿出磁场时感应电流的大小一定相等

D．从线圈边进入磁场到边穿出磁场的整个过程，线圈中始终有感应电流

10．如图所示，x轴沿水平方向，y轴沿竖直方向，OM是与x轴成θ角的一条射线.现从坐标原点O以速度v0水平抛出一个小球,小球与射线OM交于P点,此时小球的速度v与OM的夹角为α;若保持方向不变而将小球初速度增大为2v0,小球与射线OM交于P′,此时小球的速度v′与OM的夹角为α′,则(   )

A．夹角α′是α的2倍

B．小球通过P′点的速率是4v

C．小球从O运动到P′的时间是从O到P时间的2倍

D．OP′＝2OP

二、多选题

11．主题口号为“一起向未来”的2022年北京冬奥会圆满落幕。跳台滑雪比赛在河北张家口举行，如图，跳台滑雪赛道由助滑道AB、着陆坡BC、停止区CD三部分组成。比赛中，甲、乙两运动员先后以速度、从B处沿水平方向飞出，分别落在了着陆坡的中点P和末端C，运动员可看成质点，不计空气阻力，着陆坡的倾角为，重力加速度为g，则（　　）

A．甲运动员从B点飞出到距离斜面最远所需要的时间

B．、的大小关系为

C．甲、乙两运动员落到着陆坡瞬间速度方向相同

D．甲运动员落到着陆坡瞬间速度方向与水平方向的夹角比乙的小

12．如图所示，把一个小球（可视为质点）放在漏斗中沿光滑的漏斗壁在某一水平面内做匀速圆周运动，下列说法正确的是（　　）

A．小球受到了重力、漏斗的弹力和向心力的作用

B．小球受到的重力和漏斗的弹力的合力提供小球做匀速圆周运动所需的向心力

C．小球在漏斗中的速度越小，距离漏斗底部越近

D．小球在漏斗中的速度超过一定的值，就会发生离心现象，从漏斗上部飞出

13．如图所示光滑管形圆轨道半径为R（管径远小于R），小球a、b大小相同，质量相同，均为m，其直径略小于管径，能在管中无摩擦运动.两球先后以相同速度v通过轨道最低点，且当小球a在最低点时，小球b在最高点，以下说法正确的是                

A．当v=时，小球b在轨道最高点对轨道无压力

B．当小球b在最高点对轨道无压力时，小球a比小球b所需向心力大6mg

C．速度v至少为，才能使两球在管内做圆周运动

D．只要v≥,小球a对轨道最低点压力比小球b对轨道最高点压力都大5mg

三、实验题

14．某同学设计了一个研究平抛运动的实验装置，如图甲。在水平桌面上放置一个斜面，让钢球从斜面上由静止滚下，让钢球滚过桌边后便做平抛运动，在钢球抛出后经过的地方放置一块水平木板，木板由支架固定成水平，木板所在高度可通钢球过竖直标尺（未画出）读出，木板可以上下自由调节，在木板上固定一张白纸。该同学在完成装置安装后进行了如下步骤的实验：

A．实验前在白纸上画一条直线，并在线上标出a、b、c三点，且，如图乙；

B．让钢球从斜面上的某一位置由静止滚下，调节木板高度，使得钢球正好击中a点，记下此时木板与桌面的高度差；

C．让钢球从斜面上的同一位置由静止滚下，调节木板高度，使得钢球正好击中b点，记下此时木板与桌面的高度差；

D．让钢球从斜面上的同一位置由静止滚下，调节木板高度，使得钢球正好击中c点，记下此时木板与桌面的高度差。

（1）下列说法中正确的是______。

A．实验时应保持桌面水平

B．每次应使钢球从同一位置由静止开始释放

C．必须选择对钢球摩擦力尽可能小的斜面

D．必须选择对钢球摩擦力尽可能小的桌面

（2）则该同学由上述测量结果即可粗测出钢球的平抛初速度大小______，钢球击中b点时的速度大小为___，钢球击中c点时其竖直分速度大小为______。已知钢球的重力加速度为，空气阻力不计。（计算结果均保留两位有效数字）

15．在学完了《平抛运动》后，求真班某研究小组设计了一种“用一把尺子测定动摩擦因数”的创新实验方案。如图所示，A是可固定于水平桌面上任意位置的滑槽（滑槽末端与桌面相切），B是质量为m的滑块（可视为质点）。

第一次实验，如图（a）所示，将滑槽末端与桌面右端M对齐并固定，让滑块从滑槽最高点由静止滑下，最终落在水平地面上的P点，测出滑槽最高点距离桌面的高度h、M距离地面的高度H、M与P间的水平距离x1；

第二次实验，如图（b）所示，将滑槽沿桌面向左移动一段距离并固定，让滑块B再次从滑槽最高点由静止滑下，最终落在水平地面上的P′点，测出滑槽末端与桌面右端M的距离L、M与P′间的水平距离x2。

(1)在第一次实验中，滑块在滑槽末端时的速度大小为_____________。（用实验中所测物理量的符号表示，已知重力加速度为g）。

(2)通过上述测量和所学的牛顿运动定律的应用，该研究小组可求出滑块与桌面间的动摩擦因数μ的表达式为_____________。

(3)若实验中测得h＝15cm、H＝25cm、x1＝30cm、L＝15cm、x2＝20cm，则滑块与桌面间的动摩擦因数μ＝_________。（结果用分数表示）

四、解答题

16．如图所示，水平圆形转台上有一个质量为的物块，用长为=的细绳将物块连接在转轴上，细绳与竖直转轴的夹角为角，此时绳中张力恰好为零，已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速，则

（1）若转台以角速度匀速转动，带动物块脱离转台做匀速圆周运动，某时刻绳子突然断裂，物块恰好落在转台边缘，则转台半径r多大？

（2）若转台转动角速度由0缓慢增大，当转台与物块的动摩擦因数，物块在某段时间内同时受到摩擦力和绳子拉力作用，求此时绳子拉力T与的关系式？

（3）由0缓慢增大过程，欲使物体在某段时间内同时受到摩擦力和绳子拉力作用，则转台与物块的动摩擦因数的取值范围应为多少？

17．预计在2033年前中国将实现载人火星探测，其后将建立火星基地。后续中国将进行一系列常规火星探测，目的是在火星表面建立永久居民地，并提取火星资源，已知火星的质量为M，引力常量为G，登上火星的宇航员想用一个弹簧测力计和一个质量为m的砝码估测火星的半径，这种做法可行吗？如果可行，请写出测量原理和实施方案。

18．如图所示，质量为的皮卡车停放在水平路面上，质量为货物（可视为质点）放在货箱前端。时刻，皮卡车在牵引力的作用下由静止启动做匀加速直线运动，时，牵引力增大到继续做匀加速直线运动，时司机发现异常立即刹车，直到皮卡车停止运动。已知皮卡车货箱长度为2 m，货箱与货物之间的动摩擦因数为，皮卡车行驶时受到的阻力是其与地面间压力的倍，刹车时受到阻力是其与地面间压力的倍，货物与车箱间最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等，取重力加速度。求：

（1）内皮卡车和货物的加速度大小；

（2）1.6 s时货车和货物的速度大小；

（3）通过计算说明，货物是否会从车尾掉落地面或者碰撞到汽车驾驶室。

参考答案

1．B

【详解】A．根据运动的合成与分解可知，合运动的方向就是物体实际运动的方向，A正确，不符合题意；

B．根据力的平行四边形定则可得，当两个分速度大小与方向确定时，才能确定合速度，B错误，符合题意；

C．两分运动是直线运动，合运动不一定是直线运动，如平抛运动，C正确，不符合题意；

D．分运动与合运动具有等时性，D正确，不符合题意。

故选B。

2．D

【详解】经过时间t竖直分速度为：vy=gt，根据平行四边形定则知：，解得初速度为：．

3．B

【详解】A.A、B属于同轴转动，所以角速度相同，根据：，线速度与半径成正比，vA:vB = 2：1，A错误

B.A、D两点皮带传动，具有相同的线速度，C、D两点具有相同的角速度，所以，所以，B正确

C.根据，且，所以vA:vC = 1:2，C错误

D.A、D两点皮带传动，具有相同的线速度，vA:vD = 1:1，D错误

4．B

【详解】A．火车轨道在转弯处外轨高于内轨，以规定行驶速度v行驶时，由重力和轨道的支持力的合力向心力，选项A错误；

BCD．火车转弯时的向心力

当速度大于v时，所需向心力增大，火车有离心运动的趋势，轮缘挤压外轨；当速度小于v时，所需向心力减小，火车有近心运动的趋势，轮缘挤压内轨，选项B正确，CD错误。

故选B。

5．A

【详解】AB．A、B两点通过皮带传动，线速度相等，B、C同轴转动角速度相同，由

可知

故A正确、B错误；

C．根据

则

故C错误；

D．根据

则

故D错误。

故选A。

6．B

【详解】A．由冲量的定义式可知，从最高点摆到最高点过程中，体验者所受重力的冲量不为零，故A错误；

B．摆到最高点时，体验者的速度为零，体验者还有沿圆弧切线方向的加速度，即加速度不变零，故B正确；

C．在最低点时，体验者做圆周运动，合力提供向心力，由于向心力方向向上，即加速度向上，所以体验者处于超重状态，故C错误；

D．对秋千踏板（含体验者）受力分析且由牛顿第二定律可知

即

故D错误。

故选B。

7．B

【详解】A．小球在月球表面做竖直上抛运动，根据匀变速运动规律可得

解得

故A错误；

B．物体在月球表面上时，忽略向心力，物体受到的重力等于万有引力，则有

解得

故B正确；

C．宇航员离开月球表面围绕月球做圆周运动至少应获得的速度等于月球的第一宇宙速度大小，则有

解得

故C错误；

D．宇航员乘坐飞船在月球表面附近绕月球做匀速圆周运动，由运动学公式可得

联立可得

故D错误。

故选B。

8．B

【详解】A．根据开普勒第三定律

可知“天问一号”与小行星运行周期相同，而 “天问一号”的椭圆轨道面积并不等于小行星圆形轨道的面积，因此“天问一号”与火星的连线和小行星与火星的连线在相同时间内扫过的面积并不相等，A错误；

B．“天问一号”在P处的线速度大于过P点绕火星做圆周运动的轨道3上卫星的线速度，如图所示，而轨道3上卫星的线速度大于小行星在轨道2上的线速度，因此“天问一号”在P处的线速度大小大于小行星在轨道2上的线速度大小，B正确；

C．“天问一号”在轨道1上运行时，从P点运行到Q点的过程中，万有引力做负功，动能减小，C错误；

D．由于“天问一号”和小行星的质量不同，因此在轨道1和轨道2的交点处所受火星的万有引力不同，D错误。

故选B。

9．A

【详解】A．根据右手定则，dc刚进入磁场时线圈内感应电流的方向从d到c，dc边刚穿出磁场时感应电流的方向从c到d，即两者方向相反，A正确；

B．没有感应电流的时候，磁场对线圈没有阻碍作用，此时的加速度等于重力加速度，而有感应电流时，加速度小于重力加速度，B错误；

C．根据法拉第电磁感应定律和闭合电路的欧姆定律知

由题意可知，dc边刚进入磁场时与dc边刚穿出磁场时速度不等，故电流不等， C错误；

D．线圈中的磁通量发生变化时，线圈有感应电流，线圈整体在磁场中运动时，磁通量没有变化，故没有感应电流， D错误。

故选A。

10．C

【详解】A．因为在平抛运动中，速度与水平方向的夹角的正切等于2倍位移与水平方向夹角的正切，即tan(θ+α)=2tanθ，当以速度为2v0射入时，仍能满足该关系式，故α′与α是相等的，选项A错误；

B．当以速度v0射入时，P点的末速度为v，故v0=cos(θ+α)×v，vy=sin(θ+α)×v；当以速度2v0射入时，P′点的末速度为v′，即2v0=cos(θ+α)×v′，vy′=sin(θ+α)×v′；故v′=2v，选项B错误；

C．又因为vy′=2vy，根据vy=gt可得，小球从O运动到P′的时间是从O到P时间的2倍，选项C正确；

D．在竖直方向的位移之比为1:4，故OP′=4OP，选项D错误．

故选C。

11．BC

【详解】A．甲运动员从点飞出到距离斜面最远时，速度方向与斜面平行，则有

解得

A错误；

B．设长度为l，对甲运动员有

对乙运动员有

联立解得

B正确；

CD．据平抛运动的推论可知，速度偏角的正切满足

甲、乙两运动员落到着陆坡时位移偏角相同，均为，故甲、乙两运动员落到着陆坡瞬间速度方向相同，C正确，D错误。

故选BC。

12．BCD

【详解】A．向心力是效果力，是由其他力或其他力沿径向的合力提供，实际上不存在，图中小球受到了重力、漏斗的弹力的作用，没有受到向心力的作用，A错误；

B．由于小球做匀速圆周运动，则小球受到的重力和漏斗的弹力的合力提供小球做匀速圆周运动所需的向心力，B正确；

C．令漏洞的倾角为，对小球进行受力分析如图所示

则有

可知，小球在漏斗中的速度越小圆周运动的轨道半径越小，即小球距离漏斗底部越近，C正确；

D．根据上述可知，小球在漏斗中的速度越大，其距离漏斗底部越远，则当小球在漏斗中的速度超过一定的值，就会发生离心现象，从漏斗上部飞出，D正确。

故选BCD。

13．AC

【详解】A.小球在最高点恰好对轨道没有压力时，小球b所受重力充当向心力

mg＝m⇒v0＝

小球从最高点运动到最低点过程中，只有重力做功，小球的机械能守恒

2mgR＋＝

解以上两式可得：v＝，故A项正确；

B.小球在最低点时

F向＝m＝5mg

小球在最高点恰好对轨道没有压力时，小球b所受重力充当向心力，所以在最高点和最低点所需向心力的差为4mg，故B项错误；

C.因小球在管内转动，则内管可对小球提供向上的支持力，故可看作是杆模型；

故小球的最高点的速度只要大于等于零，小球通过最高点的最小速度为零，根据动能定理得

mg•2R＝mv2−0

解得最小速度

v=．

故C正确；

D.当时，在最高点时，管道对小球有向下的压力，由

解得

；

最低点时，有

解得

所以

由机械能守恒可得

解得：，根据牛顿第三定律得：只要能做完整的圆周运动，压力之差都等于6mg，故D错误；

14．     AB##BA     2.0     2.5     2.5

【详解】（1）[1]A．为了保证小球抛出桌面时做的是平抛运动，则实验时需要保持桌面水平，故A正确；

B．为了减小实验误差，保证每次小球抛出桌面时的水平速度相等，则需要每次应使小钢球从同一位置由静止开始释放，故B正确；

CD．只要保证小钢球从桌面水平抛出时的速度相等即可，所以只需要保证小钢球每次从同一位置由静止释放即可，斜面与桌面可以不需要光滑，故CD错误。

故选AB。

（2）[2]在竖直方向

水平方向

其中

联立代入数据解得

，

[3]b点为hac段时间的中点，因此有

所以钢球击中b点时的速度大小为

[4]钢球击中c点时其竖直分速度大小为

15．              

【详解】(1)[1] 滑块在滑槽末端时的速度大小为v1，由平抛运动规律有

，

解得

(2)[2] 第二次实验,滑块在滑槽末端时的速度大小为v2，由平抛运动规律有

，

由牛顿第二定律可得

由运动学规律有

由上几式可解得

(3)[3]代入数据解得。

16．（1）；（2）；（3）

【详解】（1）物块离开转台做圆周运动，据牛顿第二定律可得

解得

有

细绳断后，物体做平抛运动，有

又

联立解得

（2）物块在转台上做圆周运动，据牛顿第二定律可得

竖直方向据平衡条件可得

联立解得

（3）绳子拉力提供一部分向心力为，同时其竖直分力会导致最大静摩擦力减小，减小量为，欲满足要求，需有

且

可解得

17．这种方法可行，见解析

【详解】这种方法可行。

原理：在火星表面，砝码所受的重力F与其所受火星的万有引力大小近似相等，则有

解得火星的半径

r=

实施方案：在火星表面，将质量为m的砝码挂在弹簧测力计挂钩下，待砝码稳定后读出弹簧测力计的示数，即为砝码所受的“重力”F。把测量量和已知量代人上述表达式，即可得到火星的半径。

18．（1）均为；（2）6.8m/s；3.2m/s；（3）不会掉落地面，会撞到驾驶室

【详解】（1）内，假设皮卡车与货物没有相对位移，对整体，根据牛顿第二定律

解得

而货物能够达到的最大加速度

故假设成立，皮卡车与货物没有相对位移，两者的加速度大小均为；

（2）时，牵引力增大到，此时皮卡车的加速度必然大于，则货物与皮卡发生了相对运动，对皮卡车，根据牛顿第二定律

解得

1s时，令，货车和货物的速度大小均为

令，则1.6 s时货车的速度大小

货物的速度大小

（3）1.6s前，货物相对车向后移动

时司机立即刹车，此时货车的加速度大小

当货物与货车速度相等时，货物相对货车向后运动的距离最大，有

解得

在这0.4s内，货物再相对货车向后运动的距离为

则货物相对货车向后运动的最大距离为

则货物不会从车尾掉落地面。

假设此后货物与皮卡车分别做匀减速直线运动，则货物的加速度仍为

对皮卡车由牛顿第二定律

货车的加速度大小

可见假设成立，皮卡车速度先减为0，皮卡车速度减为0后，由于

所以皮卡车将处于静止状态，皮卡车和货物都静止时，货物比皮卡车多发生的位移大小

由于

货物会碰撞到汽车驾驶室。