2022-2023学年安徽省马鞍山市三校高一（下）期中物理试卷（含解析）

2022-2023学年安徽省马鞍山市三校高一（下）期中物理试卷

一、单选题（本大题共7小题，共28.0分）

1.  如图为武直直升机，它是我国自主研发的吨级通用直升机，最大飞行速度可达千米小时，作战半径大于千米，实用升限米，最大起飞重量大于吨，最大航程约千米据以上信息，下列说法正确的是(    )
 

A. “千米小时”指的是平均速度大小
B. “吨”、“米”均是国际单位制中的基本单位
C. 武直减速下降过程中，飞行员处于超重状态
D. 武直匀速上升过程中，座椅对飞行员的支持力与飞行员的重力是一对相互作用力

2.  如图所示，一无动力飞行爱好者在某次翼装飞行过程中，在同一竖直平面内从到滑出了一段曲线轨迹，该过程中，下列说法正确的是(    )
 

A. 爱好者在某点所受合外力方向可能沿斜下方
B. 爱好者的某一小段运动可转化为圆周运动来处理
C. 爱好者在某点的速度方向可能与加速度方向共线
D. 若爱好者在某点所受合外力方向与速度方向成锐角，爱好者的速度将减小

3.  航空母舰上装有弹射系统，舰载机在弹射启动过程中，由静止开始做匀加速直线运动，运动后速度达到，该过程所用的时间为(    )

A.  B.  C.  D.

4.  一小船欲渡过宽河流，船在静水中的速度为，河水的流速为。则小船的最短渡河时间和以最小位移渡河的时间分别为(    )

A. ， B. ， C. ， D. ，

5.  如图所示，一质量为的小球用轻弹簧竖直悬挂在天花板上，下端用另一轻弹簧与地面相连，小球静止时，两弹簧均处于拉伸状态，下方弹簧弹力为。重力加速度取，则剪断上方弹簧瞬间，小球的加速度大小为(    )
 

A.  B.  C.  D.

6.  如图甲为某同学转动自己手中的笔的过程，该过程可视为圆心为的圆周运动，如图乙所示。已知笔长为，当笔尖的线速度大小为时，笔帽的线速度大小为，则笔帽做圆周运动的加速度大小为(    )

A.  B.  C.  D.

7.  如图所示，半圆形框架放置在水平地面上，光滑的小球在水平外力的作用下处于静止状态，与圆心的连线与水平面的夹角为，保持的方向不变，当小球从图示位置缓慢移动至框架最高点的过程中，框架始终静止在水平地面上，下列说法正确的是(    )
 

A. 逐渐增大 B. 框架对地面的摩擦力逐渐减小
C. 框架对地面的压力逐渐减小 D. 框架对小球的支持力逐渐增大

二、多选题（本大题共3小题，共18.0分）

8.  如图所示为一分离机的模型，将油水混合物放入试管中，分离机运转最终可实现油和水分离。在分离机转子匀速转动使油水分离的过程中，下列说法正确的是(    )
 

A. 试管做离心运动
B. 转子的转速越大越容易实现油水分离
C. 转子的转速越小越容易实现油水分离
D. 水的密度比油大，因此所需向心力也比油大，更倾向于远离轴心方向运动

9.  甲，乙两汽车在时位于同一地点，在平直的公路上运动的速度随时间变化的图像如图所示，则下列说法正确的是(    )
 

A. 乙开始运动时，甲正好运动了 B. 乙从运动开始，经后刚好追上甲
C. 甲、乙相遇之前的最大距离为 D. 乙超过甲后，甲、乙可能再次相遇

10.  将一小球水平抛出，其运动轨迹上有、、三点，如图所示。其中为小球抛出点，小球从运动到和从运动到所用时间均为，且和的长度之比为：，忽略空气阻力，重力加速度取。下列说法正确的是(    )
 

A. 、和、的竖直高度差比值为：
B. 小球在点的竖直分速度大小为
C. 小球平抛的初速度大小为
D. 小球在点的速度大小为

三、实验题（本大题共2小题，共22.0分）

11.  某实验小组用如图所示的装置探究“影响向心力大小的因素”。长槽上的挡板到转轴的距离是挡板的倍，长槽上的挡板和短槽上的挡板到各自转轴的距离相等。转动手柄使长槽和短槽分别随变速塔轮匀速转动，槽内的球就做匀速圆周运动。挡板对球的压力提供了向心力，球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力筒下降，从而露出标尺，根据标尺上的等分格可以粗略计算出两个球所受向心力的比值。

下列实验的实验方法与本实验相同的是__________。填写正确选项前的字母

A.伽利略对自由落体的研究

B.探究牛顿第二定律

C.验证力的平行四边形定则

在探究向心力的大小与做圆周运动物体质量的关系时，应选择两个质量__________选填“相同”或“不同”的小球，分别放在挡板与__________选填“挡板”或“挡板”处，同时选择半径__________选填“相同”或“不同”的两个塔轮。

在探究向心力的大小与圆周运动角速度的关系时，将两个质量相同的小球，分别放在挡板与挡板位置，转动时发现左、右标尺上露出的红白相间的等分格数之比约为：，则皮带放置的左、右两边塔轮的半径之比为__________。

12.  小明用如图甲所示的装置“研究平抛运动及其特点”，他的实验操作是：在小球、处于同一高度时，用小锤轻击弹性金属片，使球水平飞出，同时球自由下落。

他观察到的现象是：小球、__________填“同时”或“先后”落地。

上述现象说明：平抛运动的竖直分运动是__________运动；

然后小明用图乙所示方法记录平抛运动的轨迹，实验前应对实验装置反复调节，直到斜槽末端切线__________；每次让小球从同一位置由静止释放，是为了保证每次小球平抛__________。

某次实验记录了小球在运动中的三个位置，如图丙所示，每个格的边长为，重力加速度为。则该小球做平抛运动的初速度______________，小球运动到点的速度大小为____________。

四、计算题（本大题共3小题，共32.0分）

13.  一物块以速度从水平地面上的点出发，最后刚好停在倾角的斜面上的点。已知、，斜面和水平面在点平滑连接，物块与水平地面间的动摩擦因数，重力加速度取。求：

物块运动到点时的速度大小；

物块与斜面间的动摩擦因数。

14.  如图所示，半径的摩天轮匀速转动，座舱的线速度大小为，质量为的游客站在其中一个座舱的水平地板上进行观光重力加速度取，求：

该座舱运动到最低点时，游客对地板的压力；

该座舱运动到最高点时，游客对地板的压力；

该座舱运动到与摩天轮转动圆心等高时，游客受到的摩擦力大小．

15.  如图所示，一半径光滑半圆轨道竖直放置，其右侧有一倾角的长斜面。一质量为的小球以某一速度从点冲上轨道，经过点时对轨道压力为，最后垂直打在斜面上。不计空气阻力，重力加速度取，，。求：

小球在点的速度大小；

小球击中斜面时的速度大小及该位置到点的位移大小。

答案解析

一、单选题（本大题共7小题，共28.0分）

1.  如图为武直直升机，它是我国自主研发的吨级通用直升机，最大飞行速度可达千米小时，作战半径大于千米，实用升限米，最大起飞重量大于吨，最大航程约千米据以上信息，下列说法正确的是(    )
 

A. “千米小时”指的是平均速度大小
B. “吨”、“米”均是国际单位制中的基本单位
C. 武直减速下降过程中，飞行员处于超重状态
D. 武直匀速上升过程中，座椅对飞行员的支持力与飞行员的重力是一对相互作用力

【答案】C 

【解析】A.最大飞行速度可达千米小时，其中“千米小时”指的是瞬时速度大小，故A错误；

B.“米”是国际单位制中的基本单位，“吨”不是国际单位制中的基本单位，故B错误；

C.武直减速下降过程中，加速度竖直向上，飞行员处于超重状态，故C正确；

D.武直匀速上升过程中，座椅对飞行员的支持力与飞行员的重力是一对平衡力，故D错误。

故选C。

2.  如图所示，一无动力飞行爱好者在某次翼装飞行过程中，在同一竖直平面内从到滑出了一段曲线轨迹，该过程中，下列说法正确的是(    )
 

A. 爱好者在某点所受合外力方向可能沿斜下方
B. 爱好者的某一小段运动可转化为圆周运动来处理
C. 爱好者在某点的速度方向可能与加速度方向共线
D. 若爱好者在某点所受合外力方向与速度方向成锐角，爱好者的速度将减小

【答案】B 

【解析】

【分析】

明确飞行者的运动是曲线运动，根据物体做曲线运动的条件即可分析飞行者受到的合外力的情况。
本题考查物体做曲线运动的条件应用，要注意明确曲线运动一定是变速运动，并且合外力的方向一定与运动方向不在同一直线上。

【解答】

曲线运动的物体所受合力与速度不共线，且方向指向运动轨迹的内侧，故AC错误。
B.根据无限分割的思想，爱好者的某一小段运动可转化为圆周运动来处理，故B正确；
D.若爱好者在某点所受合外力方向与速度方向成锐角，爱好者的速度将增大，故D错误；
故选：。
 

3.  航空母舰上装有弹射系统，舰载机在弹射启动过程中，由静止开始做匀加速直线运动，运动后速度达到，该过程所用的时间为(    )

A.  B.  C.  D.

【答案】B 

【解析】

【分析】

本题考查匀变速直线运动的规律。解决问题的关键是熟知匀变速直线运动的平均速度公式和位移公式。

【解答】

该过程的平均速度，则；
故B正确，ACD错误。

4.  一小船欲渡过宽河流，船在静水中的速度为，河水的流速为。则小船的最短渡河时间和以最小位移渡河的时间分别为(    )

A. ， B. ， C. ， D. ，

【答案】D 

【解析】

【分析】
本题考查了小船渡河问题；小船在河水中参与了两个运动，一是随水流向下的运动，二是船在静水中的运动，则由运动的合成与分解可确定答案。
船渡河时，当船头正对河岸运行时渡河时间最短；而当船速大于水速时，船可以垂直河岸过河。
【解答】
要使船渡河时间最短，船头应正对河岸前进，故渡河时间为：
因船速大于水速，则当船的合速度正对河岸时，船垂直过河，此时最短位移是，渡河的时间：；
故ABC错误，D正确。  

5.  如图所示，一质量为的小球用轻弹簧竖直悬挂在天花板上，下端用另一轻弹簧与地面相连，小球静止时，两弹簧均处于拉伸状态，下方弹簧弹力为。重力加速度取，则剪断上方弹簧瞬间，小球的加速度大小为(    )
 

A.  B.  C.  D.

【答案】A 

【解析】

【分析】
抓住弹簧弹力不能突变这一点，明确小球的受力情况，根据牛顿第二定律求加速度。
【解答】
剪断上方弹簧瞬间，下方弹簧弹力保持不变，根据牛顿第二定律可得，故选A。  

6.  如图甲为某同学转动自己手中的笔的过程，该过程可视为圆心为的圆周运动，如图乙所示。已知笔长为，当笔尖的线速度大小为时，笔帽的线速度大小为，则笔帽做圆周运动的加速度大小为(    )

A.  B.  C.  D.

【答案】B 

【解析】

【分析】
本题主要考查圆周运动规律的应用。结合题意，对笔尖与笔帽，由列式，联立求解角速度，由公式求解笔帽做圆周运动的加速度大小，由此即可正确求解。
【解答】
笔尖与笔帽转动的角速度大小相等，设角速度为，设、之间的距离为，、之间的距离为，
由可得，，，又，联立解得，
笔帽做圆周运动的加速度大小，故B正确，ACD错误。  

7.  如图所示，半圆形框架放置在水平地面上，光滑的小球在水平外力的作用下处于静止状态，与圆心的连线与水平面的夹角为，保持的方向不变，当小球从图示位置缓慢移动至框架最高点的过程中，框架始终静止在水平地面上，下列说法正确的是(    )
 

A. 逐渐增大 B. 框架对地面的摩擦力逐渐减小
C. 框架对地面的压力逐渐减小 D. 框架对小球的支持力逐渐增大

【答案】B 

【解析】

【分析】本题是两个物体的平衡问题，要灵活选择研究对象，采用整体法和隔离法相结合求解比较简单．
【解答】对小球进行受力分析，当增大时，力逐渐减小，支持力逐渐减小，选项A、D错误
对小球和框架整体进行受力分析可知，框架对地面的压力始终不变，框架受到的摩擦力等于外力逐渐减小，选项C错误，B正确．  

二、多选题（本大题共3小题，共18.0分）

8.  如图所示为一分离机的模型，将油水混合物放入试管中，分离机运转最终可实现油和水分离。在分离机转子匀速转动使油水分离的过程中，下列说法正确的是(    )
 

A. 试管做离心运动
B. 转子的转速越大越容易实现油水分离
C. 转子的转速越小越容易实现油水分离
D. 水的密度比油大，因此所需向心力也比油大，更倾向于远离轴心方向运动

【答案】BD 

【解析】解：、试管随转子匀速转动，做的是匀速圆周运动；故A错误；
、转子的转速越大，根据，可知所需的向心力也就越大，越容易实现油水分离，故B正确；C错误；
D、水的密度比油大，根据，可知水所需向心力也比油大，更倾向于远离轴心方向运动；故D正确。
故选：。
根据机器的工作原理回答，转子转速越大，根据向心力公式可知需要的向心力越大，分析水油分离是不是更容易实现。
本题考查离心原理，提供的向心力不满足需要的，物体就会做离心运动。
 

9.  甲，乙两汽车在时位于同一地点，在平直的公路上运动的速度随时间变化的图像如图所示，则下列说法正确的是(    )
 

A. 乙开始运动时，甲正好运动了 B. 乙从运动开始，经后刚好追上甲
C. 甲、乙相遇之前的最大距离为 D. 乙超过甲后，甲、乙可能再次相遇

【答案】BC 

【解析】A.根据图像与轴所围“面积”表示位移，可知乙在时开始运动，此时甲运动的位移为

故A错误；

B.乙开始运动后，甲通过的位移为

乙通过的位移为

说明乙追上甲，故B正确；

C.两车在速度相等即时相距最远，两者间的最大距离等于内的位移之差，则甲、乙相遇之前的最大距离为

故C正确；

D.乙超过甲后，乙的速度总比甲的大，则甲、乙不可能再次相遇，故D错误。

故选BC。

10.  将一小球水平抛出，其运动轨迹上有、、三点，如图所示。其中为小球抛出点，小球从运动到和从运动到所用时间均为，且和的长度之比为：，忽略空气阻力，重力加速度取。下列说法正确的是(    )
 

A. 、和、的竖直高度差比值为：
B. 小球在点的竖直分速度大小为
C. 小球平抛的初速度大小为
D. 小球在点的速度大小为

【答案】AC 

【解析】

【分析】
该题考查平抛运动相关知识。根据平抛运动水平方向和竖直方向运动规律列式即可解答。
【解答】
A.小球竖直方向做自由落体运动，、的高度差为，
B、的高度差为，
则有、和、的竖直高度差比值为，A正确
B.小球在点竖直分速度大小，B错误
C.的长度为，的长度为，
由题意知，解得，C正确
D.小球在点时的速度大小，D错误。
故选AC。  

三、实验题（本大题共2小题，共22.0分）

11.  某实验小组用如图所示的装置探究“影响向心力大小的因素”。长槽上的挡板到转轴的距离是挡板的倍，长槽上的挡板和短槽上的挡板到各自转轴的距离相等。转动手柄使长槽和短槽分别随变速塔轮匀速转动，槽内的球就做匀速圆周运动。挡板对球的压力提供了向心力，球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力筒下降，从而露出标尺，根据标尺上的等分格可以粗略计算出两个球所受向心力的比值。

下列实验的实验方法与本实验相同的是__________。填写正确选项前的字母

A.伽利略对自由落体的研究

B.探究牛顿第二定律

C.验证力的平行四边形定则

在探究向心力的大小与做圆周运动物体质量的关系时，应选择两个质量__________选填“相同”或“不同”的小球，分别放在挡板与__________选填“挡板”或“挡板”处，同时选择半径__________选填“相同”或“不同”的两个塔轮。

在探究向心力的大小与圆周运动角速度的关系时，将两个质量相同的小球，分别放在挡板与挡板位置，转动时发现左、右标尺上露出的红白相间的等分格数之比约为：，则皮带放置的左、右两边塔轮的半径之比为__________。

【答案】；不同；挡板；相同；。 

【解析】

【分析】
本题考查探究小球做圆周运动所需向心力的大小与质量、角速度和半径之间的关系的实验。该实验采用控制变量法，实验原理为，对于实验装置，皮带带动的变速塔轮是用来控制角速度的，因为皮带边缘线速度相等，根据可知塔轮的半径不同，则角速度不同，而圆周运动的半径通过小球放在横臂上的位置来控制，标尺露出的尺度反映了向心力的大小。
本实验采用控制变量法，即要研究一个量与另外一个量的关系，需要控制其它量不变。知道靠皮带传动，变速轮塔的线速度大小相等。
【解答】
本实验采用的是控制变量法，与探究牛顿第二定律采用的方法相同，选项B正确．
在探究向心力的大小与圆周运动物体质量的关系时，应改变质量，保证角速度和半径相同，则应选择两个质量不同的小球，分别放在挡板与挡板处，同时选择半径相同的两个塔轮．
根据题意可知小球质量相等，分别放在挡板与挡板位置，则转动半径相等，由，知左右两边的角速度大小之比，
设皮带放置位置的左、右两边塔轮的半径分别为、，又塔轮边缘线速度大小相同，由得皮带放置位置的左、右两边塔轮的半径之比。  

12.  小明用如图甲所示的装置“研究平抛运动及其特点”，他的实验操作是：在小球、处于同一高度时，用小锤轻击弹性金属片，使球水平飞出，同时球自由下落。

他观察到的现象是：小球、__________填“同时”或“先后”落地。

上述现象说明：平抛运动的竖直分运动是__________运动；

然后小明用图乙所示方法记录平抛运动的轨迹，实验前应对实验装置反复调节，直到斜槽末端切线__________；每次让小球从同一位置由静止释放，是为了保证每次小球平抛__________。

某次实验记录了小球在运动中的三个位置，如图丙所示，每个格的边长为，重力加速度为。则该小球做平抛运动的初速度______________，小球运动到点的速度大小为____________。

【答案】同时     自由落体     水平     初速度相同             

【解析】小球做平抛运动，竖直方向上可分解为自由落体运动，小球、同时落地。

上述现象说明：平抛运动的竖直分运动是自由落体运动。

为了保证小球做平抛运动，实验前应对实验装置反复调节，直到斜槽末端切线水平；每次让小球从同一位置由静止释放，是为了保证每次小球平抛初速度相同。

由图可知

解得

点竖直方向的速度为

点竖直方向的速度为

故点的速度为

四、计算题（本大题共3小题，共32.0分）

13.  一物块以速度从水平地面上的点出发，最后刚好停在倾角的斜面上的点。已知、，斜面和水平面在点平滑连接，物块与水平地面间的动摩擦因数，重力加速度取。求：

物块运动到点时的速度大小；

物块与斜面间的动摩擦因数。

【答案】  ；  

【解析】设物块质量为，物块在水平面上运动时，由牛顿第二定律有

由运动学规律有

解得

物块在斜面上运动时，由运动学规律有

由牛顿第二定律有

解得

14.  如图所示，半径的摩天轮匀速转动，座舱的线速度大小为，质量为的游客站在其中一个座舱的水平地板上进行观光重力加速度取，求：

该座舱运动到最低点时，游客对地板的压力；

该座舱运动到最高点时，游客对地板的压力；

该座舱运动到与摩天轮转动圆心等高时，游客受到的摩擦力大小．

【答案】解：该座舱运动到最低点时，对于游客，由牛顿第二定律有 

解得 

由牛顿第三定律知游客对地板的压力大小为，方向竖直向下

该座舱运动到最高点时，有      解得 

由牛顿第三定律知游客对地板的压力大小为，方向竖直向下

该座舱运动到与摩天轮转动圆心等高时，地板对游客的摩擦力提供向心力，有 

解得 

【解析】座舱做匀速圆周运动，根据向心力的性质可确定其受力情况，对不同点受力分析，列牛顿第二定律方程，结合牛顿第三定律即可求解．
本题考查竖直面内圆周运动，要注意明确做匀速圆周运动的物体向心力是由合外力提供的，方向始终指向圆心，且大小恒定。
 

15.  如图所示，一半径光滑半圆轨道竖直放置，其右侧有一倾角的长斜面。一质量为的小球以某一速度从点冲上轨道，经过点时对轨道压力为，最后垂直打在斜面上。不计空气阻力，重力加速度取，，。求：

小球在点的速度大小；

小球击中斜面时的速度大小及该位置到点的位移大小。

【答案】解：在点时，有，
解得；
小球离开点后做平抛运动，打到斜面时有，
解得，
又，
竖直方向，
且，
水平位移，
则位移，
解得。 

【解析】本题考查了竖直面的圆周运动、平抛运动等知识点。
在点，根据牛顿第二定律结合向心力公式求出小球的速度；
小球离开点后做平抛运动，在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上做自由落体运动，根据运动的合成与分解规律结合几何关系分析求解。