【物理】四川省眉山市仁寿县2023-2024学年高一下学期4月期中联考试题（解析版）

这是一份【物理】四川省眉山市仁寿县2023-2024学年高一下学期4月期中联考试题（解析版），共14页。试卷主要包含了单项选择题，计算题等内容，欢迎下载使用。
一、单项选择题：本题共7小题，每题4分，共28分。在每个小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求。
1. 在一次课外实践活动中，从水平光滑桌面上的A点向B点发射一个钢球，甲、乙、丙、丁四位同学将磁铁放在不同的位置（如图所示），试图使钢球进入球门C。预测四位同学成功率最高的是（ ）
A. 甲B. 乙C. 丙D. 丁
【答案】C
【解析】物体做曲线运动时，所受合力一定指向曲线的凹侧，合力与速度分居曲线两侧，根据钢球运动轨迹和磁铁位置可知丙同学成功率最高。
故选C。
2. 在某次中学生足球比赛中，某同学在掷界外球时，将球从头顶水平掷出，如图所示。掷出点的高度为1.8m，不计空气阻力，重力加速度。足球从被水平掷出到落地的运动时间约为（ ）
A. 0.3sB. 0.6sC. 0.9sD. 1.2s
【答案】B
【解析】足球从被水平掷出到落地，竖直方向有
可得运动时间为
故选B。
3. 为美观和经济，许多桥面建成拱形。汽车通过桥顶时，对桥面的压力会减小，过快的汽车将失去控制、无法转向，造成安全隐患，故拱形桥上都会有限速标志。设汽车对桥面的压力是其重力的0.6倍时，其速度就是限速标志对应的速度，桥顶圆弧对应的半径为130m，则该限速标志所示速度约为（取）（ ）
A. 36km/hB. 54km/hC. 60km/hD. 80km/h
【答案】D
【解析】在最高点对汽车受力分析，根据牛顿第二定律可知
由于桥面对汽车的支持力与汽车对桥面的压力大小相等，
联立解得
该限速标志所示速度约为80km/h。
故选D。
4. 如图所示的四种情形中，属于防止离心现象的是（ ）
A. 甲图：火车转弯时，不得超速通过
B. 乙图：民间艺人在制作棉花糖
C. 丙图：转动雨伞可以去除雨伞上的一些水
D. 丁图：链球运动员通过快速旋转将链球甩出
【答案】A
【解析】A．甲图：火车转弯时，不得超速通过，是为了防止离心现象，选项A正确；
B．乙图：民间艺人在制作棉花糖，是利用离心现象，选项B错误；
C．丙图：转动雨伞可以去除雨伞上的一些水，是利用离心现象，选项C错误；
D．丁图：链球运动员通过快速旋转将链球甩出，是利用离心现象，选项D错误。
故选A。
5. 设想将来发射一颗人造卫星，能在月球绕地球运动的轨道上稳定运行，该轨道可视为圆轨道．该卫星与月球相比，一定相等的是（ ）
A. 质量B. 向心力大小
C. 向心加速度大小D. 受到地球的万有引力大小
【答案】C
【解析】根据
可得
因该卫星与月球轨道半径相同，可知向心加速度相同；因该卫星的质量与月球质量不同，则向心力大小以及受地球的万有引力大小均不相同。
故选C
6. 游戏是父子之间进行有效交流的方式之一，通过游戏的形式，能增进父子间的情感交流，同时父亲在游戏中的机智表现又能促使幼儿的心智和情感得到进一步的发展。如图甲爸爸抓住孩子的双手，使孩子离开地面做圆周运动，可以简化为一长为L的细线，拴一质量为m的小球，一端固定于O点，让小球在水平面内做匀速圆周运动的模型，如图乙所示。当摆线L与竖直方向的夹角为α时，下列说法正确的是（ ）
A. 小球质量越大向心加速度越大B. 小球质量越大角速度越大
C. 摆线L越长周期越大D. 摆线L越长线速度小
【答案】C
【解析】对小球受力分析可得
解得
所以向心加速度、角速度与小球质量无关；摆线L越长，周期越大，线速度越大。
故选C。
7. 2022年11月29日23时08分，搭载神舟载人飞船的长征二号F遥十五运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射，约10分钟后，神舟十五号载人飞船与火箭成功分离，进入预定轨道，发射取得成功。在火箭上升到距地面某一高度时，航天员发现科考仪器测得此处，则此时火箭离地球表面的距离为地球半径的（地球表面处的重力加速度g）（ ）
A. 1倍B. 2倍C. 3倍D. 9倍
【答案】B
【解析】设火箭离地球表面的距离为h，地球半径为R，则有
，
解得
故选B。
二．多项选择题：本题共3小题，每题5分，共15分。在每个小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对得5分，选对但不全得3分，有选错的得0分
8. 我国汉代一幅表现纺织女纺纱的壁画记载了我国古代劳动人民的智慧，如图甲所示。图乙是一种手摇纺车的示意图，一根绳圈连着一个直径较大的纺轮和一个直径很小的纺锤，纺轮和可转动的摇柄共轴，转动摇柄，绳圈就会牵动着另一头的纺锤飞快转动，a、b、c分别为摇柄、纺轮的绳圈、纺锤的绳圈上的点，则匀速转动摇柄时（ ）

A. a点的周期保持不变
B. b点的线速度始终不变
C. 纺锤的转速大于摇柄的转速
D. a点的向心加速度等于c点的向心加速度
【答案】AC
【解析】A．由于匀速转动摇柄，则a点的周期保持不变，故A正确；
B．由于线速度为矢量，故方向在改变，故B错误；
C．纺轮和纺锤为皮带转动，线速度相同，即

摇柄和纺轮为同轴转动，角速度相同，即
其中
再根据角速度和线速度的关系有
则
故
即纺锤的转速大于摇柄的转速，故C正确；
D．根据
由于，且，可得
根据
由于，且，可得
即
故D错误。
故选AC。
9. 乒乓球自动发球机从同一高度沿同一水平方向发射甲、乙两球，发射速度大小分别为、，甲、乙两球第一次撞击桌面前在空中运动的时间分别为、，落在水平球台上的位置如图所示，两球在空中的运动可视为平抛运动，则（ ）

A.
B.
C. 两球落到桌面的速度大小不同
D. 两球落到桌面的速度方向相同
【答案】AC
【解析】AB．两球在空中的运动可视为平抛运动，则有
，
由于甲、乙下落高度相同，则有
由于
则有
故A正确，B错误；
CD．两球落到桌面的速度大小分别为
，
设两球落到桌面的速度方向与水平方向的夹角分别为、，则有
，
由于
可得
，
故C正确，D错误。
故选AC。
10. 杂技表演“飞车走壁”的演员骑着摩托车飞驶在的圆锥形筒壁上，筒的轴线垂直于水平面，圆锥筒固定不动，演员和摩托车的总质量为m，先后在A、B两处紧贴着内壁水平面内做匀速圆周运动，其模型可简化为光滑的小球靠初速度在如图的锥桶上分别沿图中虚线所示的A、B水平圆面上做匀速圆周运动，则（ ）
A. A处的角速度大于B处的角速度B. A处的线速度大于B处的线速度
C. A处的向心力大于B处的向心力D. A处对筒的压力等于B处对筒的压力
【答案】BD
【解析】AB．小球受力如图所示
小球做圆周运动，根据合力提供向心力，可得
解得
可知半径越大，角速度越小，线速度越大，故A错误，B正确；
C．由
可知两处受到的向心力是相等的，故C错误；
D．在竖直方向上根据平衡条件
故筒对小球的支持力是相等的，故A处对筒的压力等于B处对筒的压力，故D正确。
故选BD。
三．实验题（每空2分，共14分）
11. 某实验小组用如图1所示装置做“探究平抛运动的特点”实验。

（1）实验时，每次都将同一小球从斜槽上同一位置无初速度释放，小球从斜槽末端水平飞出；______（选填“需要”“不需要”）斜槽是光滑的。
（2）图2为小球做平抛运动轨迹图，O点为平抛运动的起点，沿水平初速度方向建立x轴，竖直向下方向为y轴，轨迹上P点的坐标为，已知重力加速度为g，不计空气阻力。 则

①小球从O点运动到P点的时间t=_______；
②小球水平抛出时的初速度大小_______。
【答案】（1）不需要 （2）①. ②.
【解析】（1）只要保证每次都将同一小球从斜槽上同一位置无初速度释放，小球在斜槽末端的速度就会相同，不需要斜槽是光滑的。
（2）①根据竖直方向自由落体运动得
解得
②由
得
12. 小明同学在食堂吃饭，看到电风扇开起来以后，灯在桌上的投影忽明忽暗，于是他想到了一种用光传感器测量角速度的方法。他打开实验室的日光灯，将手机放在“向心力实验装置”下方桌面上（如图1）。让悬臂匀速转动，打开手机软件记录光强的变化，当悬臂挡住光线时，传感器的示数会明显减小，形成一个谷；当悬臂不遮挡光线时，传感器的示数会明显增大，形成一个峰。
（1）在同样转速下，手机中光传感器的位置离转轴越近，测到的周期_________
A. 越大B. 不变C. 越小D. 不能确定
（2）由实验装置与图线可判断，每形成一个谷，悬臂转动了_________个周期。放大0～20秒内的数据，测得图中的两个峰的时间差值为17.166s，它们之间有33个谷。则这段时间内悬臂转动的角速度为_________rad／s（保留两位有效数字）。
该同学试图通过上述方案，使用图1所示装置探究向心力大小与角速度的关系。得到的图线如图3所示。该图线符合你的预期吗？_________（选填“符合”或“不符合”）。
【答案】（1）B （2）半 6.0 不符合
【解析】
【小问1详解】
根据
可知在同样转速情况下，测到的周期不变，与手机中光传感器的位置离转轴远近无关。
故选B。
【小问2详解】
每转一个周期，悬臂两次挡住光照到手机传感器上，因此每形成一个谷，悬臂转动了半个周期
这段时间内转动了16.5个周期，因此转动周期为
转动的角速度为
图像预期应该是过坐标原点的倾斜直线，而图像没有过坐标原点，没有达到预期。
四、计算题：本题共3小题共43分。计算题要求写出必要的文字说明，主要方程和重要演算结果。只写出最后答案的不给分。数字计算的必须明确写出数字和单位
13. 正在公路上行驶的汽车，只需按下一个键，就能轻松切换到飞行模式，变身飞机跃入天空，这就是飞行汽车!一辆飞行汽车在平直的公路上以30m/s的速度行驶，某时刻司机启动飞行模式，汽车保持水平速度不变，沿竖直方向开始匀加速爬升，经过一段时间爬升到200m高处。用x表示水平位移，y表示竖直位移，这一过程的图像如图所示。取，求汽车飞行时：
（1）从启动飞行模式，到离地200m高处需要多长时间；
（2）到达200m高处时竖直速度和瞬时速度的大小（可用根式表示）。
【答案】（1）20s；（2）20m/s，
【解析】（1）由题可知，汽车在水平方向做匀速直线运动，根据图像可知，到离地200m高处时的水平位移x为600m，则从启动飞行模式，到离地200m高处的时间为
（2）由题可知，汽车在竖直方向上做初速度为零的匀加速直线运动，根据匀变速运动规律有
可得，到达200m高处时竖直速度的大小为
则到达200m高处时的瞬时速度的大小为
14. 如图所示，质量为的小球在竖直平面内的光滑圆形轨道内侧运动，小球经过最高点时恰好不脱离轨道的速度，重力加速度大小为。求：
（1）圆形轨道半径r
（2）若小球经过轨道最高点时对轨道的压力为60N，此时小球的速度。
（3）若小球以经过轨道最低点时，小球对轨道的压力。
【答案】（1）0.4m；（2）4；（3）120N
【解析】（1）小球经过最高点时恰好不脱离轨道，重力提供向心力，根据牛顿第二定律有
代入数据解得
（2）若小球经过轨道最高点时对轨道的压力为60N时，根据牛顿第二定律有
代入数据解得
（3）若小球以经过轨道最低点时，根据牛顿第二定律有
代入数据解得
根据牛顿第三定律可知小球对轨道的压力大小为120N，方向竖直向下。
15. 如图所示，在水平桌面上离桌面右边缘处放着一质量为的小铁块（可看作质点），铁块与水平桌面间的动摩擦因数。现用方向水平向右的推力F作用于铁块到达水平桌面边缘A点时立即撤去F，小铁块从A点飞出，恰好从竖直圆弧轨道BCD的B端沿切线进入圆弧轨道做圆周运动，且铁块恰好能通过圆弧轨道的最高点D。已知，A、B、C、D四点在同一竖直平面内，水平桌面离B端的竖直高度，圆弧轨道半径，C点为圆弧轨道的最低点。（取，，）
（1）求铁块运动到圆弧轨道最高点D点时的速度大小；
（2）若铁块以的速度经过圆弧轨道最低点C，求此时铁块对圆弧轨道的压力大小；
（3）求铁块运动到B点时的速度大小；
（4）求水平推力F。
【答案】（1）；（2）；（3）；（4）
【解析】（1）铁块恰好能通过D点，说明在D点时重力提供向心力，由牛顿第二定律可得
解得
（2）铁块在C点受到的支持力F'与重力的合力提供向心力，则有
代入数据解得
由牛顿第三定律可知，铁块对轨道的压力大小为
（3）铁块从A点到B点的过程中做平抛运动，根据平抛运动规律有
可得
铁块沿切线进入圆弧轨道，则
（4）铁块从A点到B点的过程中做平抛运动，水平方向的分速度不变，故
铁块在水平桌面上做匀加速运动时，由牛顿第二定律有
由运动学公式可知，有
联立解得