安徽省安庆市桐城市2023-2024学年高一下学期5月期中联考物理试题（A）

姓名 座位号 (在此卷上答题无效) 高一物理(A卷) 考生注意: 1.本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分,考试时间75分钟。 2.答题前,考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。 3.考生作答时,请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题 目的答案标号涂黑;非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水答字笔在答题卡上各题的答题区域内 作答,超出答题区域书写的答案无效,在试题卷、草稿纸上作答无效。 4.本卷命题范围:必修2的第五至第八章。 一、单项选择题;本题共8小题,每小题4分,共32分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题 目要求的。 1.如图所示,虚线MN为一小球在水平面上由M到N的运动轨迹,P是运动轨 迹上的一点。四位同学分别画出了带有箭头的线段甲、乙、丙、丁来描述小球 丙 经过P点时的加速度方向,可能正确的是 A.甲 B.乙 C.丙 D.丁 2.变速箱是汽车的动力传递装置,由一排排大小不一的齿轮组成。如图所示,是某变速箱中的一部分齿 轮,A、B、C齿轮的半径分别为2R、3R、4R,其中a点和b点分别位于 A、B齿轮边缘:c点位于C齿轮半径的中点(图中未标出),当齿轮匀速 转动时 A.A齿轮上的a点与B齿轮上b点的线速度之比为2:3 B.A齿轮上的a点与C齿轮上c点角速度之比为2:1 C.B齿轮上的b点与C齿轮上c点线速度之比为1:2 D.B齿轮上的6点与C齿轮上c点转速之比为1:1 3.随着无人机行业迅速发展,“无人机十”的潜力不断被挖掘。某企业研发了一款可以灭火的重载无人 机,可带50公斤水基弹飞行30分钟。假如该型无人机悬停在火场上空,一枚水基弹从无人机上自由 下落(忽略空气阻力),一小段时间后受一恒定水平向右的风力的影响,但着地前一段时间风突然停 止,则水基弹的运动的轨迹可能是图中的 #71:## B D A C 4.北京时间2024年2月3日11时06分,由哈尔滨工业大学威海校区牵头研制的人造地球卫星通遥一 体化卫星系统“威海壹号”01/02星搭乘捷龙三号运载火箭在广东阳江附近海域点火升空,发射任务 取得圆满成功。此次发射的“威海壹号”01/02星每颗重量约95公斤,做圆周运动的轨道高度为520 高一物理试卷A 第1页(共6页) 扫描全能王 创建 公里。下列关于此卫星的说法正确的是 A.运行速度大于7.9km/s B.运行周期小于地球同步卫星周期 C.做圆周运动的向心加速度大于地球表面重力加速度 D.受到的地球引力一定大于同步卫星受到的地球引力 5.如图所示,在竖直轻弹赞的上端连接一个质量为n的小球A,下端固定在水平地面上。将 小球A从弹策原长位置由静止释放,小球A能够下降的最大高度为h。若将小球A换为 质量为3m的小球B,仍从弹赘原长位置由静止释放,则小球B下降h时的速度为(重力加 速度为g,不计空气阻力。) _ C.gh D# A.V2gh 下列关于发射天问三号的说法中正确的是 A.发射速度只有达到第三宇审速度才可以 D.若在火星表面和地球表面同一高度以同一速度分别平抛一小球,不计阻力情形下,在火星表面小 7.一辆以速度v在平直公路上巡逻的警车,突然发现前方嫌疑车辆,立即做匀加速运动进行追赶,追上 嫌疑车辆前,警车已达到最大速度。追上嫌疑车辆后,警车立即做匀减速运动进行拦截(此时发动机 仍然在工作)。已知警车的额定功率为P。,所受阻力恒定,从警车加速开始计时到警车停止,下面 个图反映了警车的实际功率随时间的变化规律 P P P C B D 8.如图甲所示,小球在竖直平面内光滑的固定圆管中,绕圆心 F/N O点做半径为R的圆周运动(小球直径略小于管的口径且 40 远小于R)。当小球运动到最高点时,速度大小设为v,圆管 与小球间弹力的大小设为F,改变速度v得到F一v*图像如 图乙所示,重力加速度g取10m/s2,则下列说法正确的是 1 1 乙 /(m.) A.小球的质量为2kg 甲 B.固定圆管的半径为0.5m C.小球在最高点的速度为2m/s时,小球受到圆管的弹力大小为24N,方向向上 D.小球在最高点的速度为4m/s时,小球受到圆管的弹力大小为24N,方向向上 高一物理试卷A第2页(共6页) 扫描全能王 创建 二、多项选择题:本题共2小题,每小题5分,共10分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要 求。全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。 9.2024年5月8日,嫦蛾六号探测器成功实施近月制动,顺利进入环月轨 道飞行,将择机落入月球背面。右图为此落月过程的简化示意图。探测 器先进入大圆轨道3,再经圆轨道2,最终进人圆轨道1做匀速圆周 △ 运动。轨道2与轨道1、轨道3相切于近月点P点,Q点为轨道2的远月 轨道: 轨道2 点。下列说法正确的是 A.探测器在轨道3的P点需要点火加速才能进入轨道2 轨道 B.探测器在轨道2上从P点运动到Q点过程中,速度越来越大 C.探测器在轨道1上经过P点的加速度等于其在轨道2上经过P点的加速度 D.探测器在轨道2上经过P点时的速率大于它在轨道1上经过P点时的速率 10.如图所示,可视为质点的小球A和B用一根长L一0.2m的轻杆相连,两球质量相等,开始两小球置 于光滑的水平面上,并给两小球一个大小为2m/s、方向水平向左的初速度,经一段时间两小球滑上 一倾角为30{}的光滑斜面上,假设斜面与水平面衔接处有一小段光滑圆孤,g取10m/s{,在两小球的 速度减小为零的过程中,下列判断正确的是 A.杆对A球做负功 B.A球机械能增加 C.杆对B球做正功 D.速度为零时小球B距水平面的高度h-0.15m 三、非选择题:本题共5小题,共58分。 11.(6分) 小红设计了探究平抛运动水平分运动特点的实验,装置如图甲所示。把白纸和复写纸叠放一起固 定在竖直木板上,在桌面上固定一个斜面,斜面的底边与桌子边缘及木板平行。将木板插入自制水平 中,橹口间距相等用以改变木板到桌边的距离,让小球从斜面顶端同一位置滚下,通过碰撞复写纸,在白 纸上记录小球的落点,重力加速度为g。 垂线 图甲 图乙 (1)下列实验步骤必要的是 _.(多选,填正确答案标号) A.在安装时,必须确保桌面水平 B.为了减小实验误差,应选用体积小密度大的小球 C.每次必须使小球从相同位置释放 D.实验时只需要在卡糟1位置用铅垂线,其他位置不需要 高一物理试卷A 第3页(共6页) 扫描全能王创建 (2)实验时将木板插入卡糟1,且紧靠桌子边缘,小球由某位置静止释放,白纸上小球的落点记为 O,依次将木板插入橹2、3、4,小球从同一位置由静止释放,自纸上的落点分别记为a、b、c,选取落点清 晰的白纸如图乙所示,用刻度尺测出相邻两点之间的距离分别为y、yz、y:及相邻口间的距离x,若 y1.y::y3- ,说明平抛运动在水平方向是匀速直线运动。小球平抛的初速度。 (用测量所得的物理量y、y:及x、K表示:计算时忽略小球自身半径). 12.(10分) 某同学用图甲所示的装置探究向心力大小与角速度的关系,实验装置是直流电动机带动上面玻玲 管转动,放入其中的一个小球通过细绳与下面的力传感器相连,可测绳上拉力大小,在小球随玻璃管 动时,转速计可显示转速,定位插销可改变小球的转动半径。实验过程中细绳始终被拉直。 NV 智 小球 转速计_ r 一电机 -定位 r”2) 度尺 一力 0乙 80100n(/s) 图甲 (1)小球随玻璃管转动做匀速圆周运动时,显示的转速(即每秒圈数)为n(r/s),则小球转动的角速 度= _rad/s。 (2)保持小球质量不变,用定位插销使得小球的转动半径为0.1m,改变转速n,多次测量,该同学烫 出了五组F、n数据,如下表所示: n/(r/s) 5 2 10 n*/(r*/s2) 25 64 100 F/N 9.8 25.2 1.6 3.6 39.4 该同学对数据分析后,在图乙中坐标纸上描出了五个点。 ①作出F一n2图线; ②由作出的图线计算小球的质量m一__ kg。(结果保留两位小数) 高一物理试卷A 第4页(共6页) 扫描全能王创建 13.(10分) 如图所示,空间有一底面处于水平地面上的正方体框架ABCD一A.B.C.D.,校长为L,从顶点A 沿不同方向水平抛出一小球(可视为质点)。已知重力加速度为g,空气阻力不计,求; (1)若改变小球平抛的初速度方向,能使小球落在平面A.B.C.D.的范围,求小球平抛初速度的最 大值; (2)若小球以初速度2gL且与AB夹角为30*方向平抛,从BB.C.C平面离 开,求离开BB.C.C时距B.C.的高度。 D 14.(14分) 一根轻质细线一端系一可视为质点的小球,小球的质量为m,细线另一端固定在一光滑圆锥顶上, 细线与锥面平行,与竖直方向夹角为θ,如图甲所示,小球在水平面内做匀速圆周运动时细线的张力T 随角速度平方{}变化的图像如图乙所示。已知重力加速度为g,图像中T,、。为已知值,求: (1)小球的质量m; (2)轻质细线的长度L; 乙 图甲 高一物理试卷A 第5页(共6页) 扫描全能王创建 15.(18分) 如图所示,竖直平面内、半径为R的光滑半圆轨道固定在水平桌而上,一长度等于半圆直径的挡板 与半圆轨道对接组成一“D”字形封闭轨道,一可视为质点、质量为n小球静止在半圆轨道的最低点P, 在给小球施加一竖直向上的作用力大小恒为F三mg的同时给小球水平向右的初速度v。,使小球沿半 圆轨道运动,当小球到达最高点时与挡板发生弹性碰撞(即碰撞前后小球速度大小不变方向相反,时间 极短可忽略不计),小球沿原路返回,同时力F大小不变,方向也立即反向,在最低点处继续与挡板发生 弹性碰撞,碰后小球返回,力F大小不变方向立即反向,如此重复进行。已知重力加速度为g,不计空气 阻力,回答以下问题; (1)为了保证小球不脱离圆轨道,小球的初速度v。至少为多大? (2)如果小球的初速度取第(1)问的最小值,小球第一次返回P点且与挡板碰撞前、后瞬间对半圆 轨道的压力分别为多大? (3)假设半圆轨道能承受的最大压力为48mg,小球的初速度v。取第(1)问的最 小值,则小球与挡板下端碰撞多少次后半圆形轨道被压断? 高一物理试卷A 第6页(共6页) 扫描全能王创建高一物理A参考答案 第1 页(共5页) 高一物理(A卷)参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 D B D B B C C C CD BD 1.【答案】D 【解析】某一时刻对应某一位置,此时的加速度方向指向圆弧内侧,因此丙为P点的加速度方向D 正确。 2.【答案】B 【解析】A、B 两齿轮边缘线速度相等,A错误;A、C 两齿轮线速度也相等,ωARA=ωCRC,得ωA∶ωC =2∶1,B正确;B、C 线速度相等,C 齿轮上得c点与边缘角速度相等,得B 齿轮上的b 点与C 齿轮 上c点线速度之比为2∶1,C错误;由ω=2πn 可知,B 齿轮上的b点与C 齿轮上c点转速之比为4∶ 3,D项错误。故选B。 3.【答案】D 【解析】水基弹由静止自由下落时只受到重力作用,做竖直向下的直线运动。当水基弹突然受到水平 向右的风力时,重力与风力的合力方向立即指向右下方,但瞬时速度方向仍是竖直向下的,此时水基 弹开始做曲线运动,运动轨迹开始向右弯曲,A、B错误;运动轨迹应与速度相切即开始做曲线运动时 轨迹应与竖直线相切,C错误;当风停止时,水基弹又只受到重力作用,即合力方向又竖直向下,故水 基弹运动轨迹又开始向下弯曲,D正确。 4.【答案】B 【解析】“威海壹号”01/02星发射速度大于7.9km/s,运行速度小于7.9km/s,A错误;轨道高度为520 公里,小于地球同步卫星轨道高度,根据GMm r2 =m 4π2 Tr ,得T= 4π2r3 GM ,可知“威海壹号”01/02星运 行周期小于地球同步卫星周期,B正确;做圆周运动向心加速度小于地球表面重力加速度,C错误;卫 星受到的地球引力与卫星质量有关,由于不知道卫星质量所以不能判断,所以D错误。故选B。 5.【答案】B 【解析】根据动能定理:小球A 下落h 过程:mgh-W1=0,小球B 下落过程:3mgh-W1= 1 2×3mv 2, 联立得:v= 4gh 3 ,选项B正确。 6.【答案】C 【解析】根据第三宇宙速度的意义,可知发射火星探测器的速度应小于第三宇宙速度,故选项A、错误; 在星球表面,由G Mm R2 =mg 得:g= GM R2 ,可知:g火 g地 = m火 R2地 m地 R2火 = 4 9 ,B错误;已知 m火= m地 9 ,R火= R地 2 ,则火星探测器环绕火星运行的最大速度与地球第一宇宙速度之比为vmax∶v1= Gm火 R火 ∶ Gm地 R地 ≈ 2 3 ,故选项C正确;由t= 2h g 可得:t火 t地= g地 g火 = 3 2 ,x火 x地= v0t火 v0t地 = 3 2 ,D错误。 7.【答案】C 【解析】在匀加速阶段p1=(f+ma1)(v+a1t),在匀速阶段:p2=fv,在匀减速阶段:p3=(f-ma2) (v-a2t),结合数学知识可得C选项正确。 8.【答案】C 【解析】对小球在最高点受力分析,当速度为0时,F=mg,结合图像可知m= F g =4kg,故A错误;当 在最高点F=0时,重力提供向心力mg=m v2 R ,结合图像可知R= v2 g = 10 10m=1m ,故B错误;小球在 高一物理A参考答案 第2 页(共5页) 最高点的速度为2m/s时,由于v2<10m2/s2,可知小球所受圆管的弹力方向向上,根据牛顿第二定律 得mg-F=m v2 R ,可得F=24N,故C正确;小球在最高点的速度为4m/s时,由于v2>10m2/s2,可 知小球所受圆管的弹力方向向下,根据牛顿第二定律得mg+F=m v2 R ,可得F=24N,D错误。故 选C。 9.【答案】CD 【解析】探测器在轨道3的P 点需要减速才能进入在轨道2,A错误;根据开普勒第二定律可知探测器 在轨道2上从P 点运动到Q 点过程中,速度越来越小,故B错误;根据a= GM r2 可知探测器在轨道1 上经过P 点的加速度等于其在轨道3上经过P 点的加速度,C正确;探测器从轨道2变至轨道1需 要在P 点减速,所以探测器在轨道2上经过P 点时的速率大于它在轨道1上经过P 点时的速率,D 正确。故选CD。 10.【答案】BD 【解析】将AB 两球视为一个整体,运动过程中只有重力做功,系统的机械能守恒,以地面为参考平 面,即1 2×2m×2 2=mgh+mg(h+Lsin30°),解得h=0.15m,选项D正确;以A 球为研究对象,由 动能定理得:-mg(h+Lsin30°)+W=0- 1 2m×2 2,解得:W= 1 2m (J),即杆对A 做正功,选项A 错误,B正确;由于系统机械能守恒,即A 增加的机械能等于B 减小的机械能,所以杆对B 做负功, 选项C错误。 11.(6分,每空2分) 【答案】(1)ABC (2)1∶3∶5 x g y2-y1 (每空2分) 【解析】(1)实验中最适合用作实验中平抛物体的是小钢球,保持桌面水平,每次小球得从同一位置 释放,实验时只需更换卡槽位置就得用铅垂线将木板调整到竖直平面,选ABC;(2)由图,若y1∶y2∶ y3=1∶3∶5,说明相邻各点间的时间相等,又槽口间距相等,可知水平速度不变,即平抛运动在水平方 向是匀速直线运动。根据x=v0T;y2-y1=gT2,解得小球平抛的初速度v0=x g y2-y1 。 12.(10分) 【答案】(1)2πn(3分) (2)①如图所示 !" 0 F/N 10 20 30 40 50 20 40 60 80 100 n2 2 2(r /s )(3分) ②0.10(0.08~0.12都对)(4分) 【解析】(1)滑块的角速度为ω=2πn;(2)根据F=mω2r=4mπ2n2r,作出图像是一条过原点的倾斜 直线,在图线上取两点(38,95),(14,35),求斜率得k= 38-14 95-35=0.4 ,由k=4mπ2r,得m=0.10kg,由于 误差,结果在0.08~0.12kg都对。 高一物理A参考答案 第3 页(共5页) 13.(10分) (1)小球做平抛运动,落到平面A1B1C1D1 时,根据平抛抛运动规律有 L= 1 2gt 2(1分) 解得飞行时间 t= 2L g (1分) 落在C1 点时平抛的初速度最大 A1C1= 2L(1分) A1C1=v0t(1分) 解得小球平抛的最大初速度 v0= gL(1分) (2)若小球以初速度2 gL且与AB 夹角为30°方向平抛,从BB1C1C 平面离开时,水平位移为 x'= L cos30°= 23 3L (1分) x'=v0't'(1分) 得 t'= L 3g (1分) 小球下落的高度 h= 1 2gt' 2= L 6 (1分) 离开BB1C1C 时距底边B1C1 的高度 Δx=L- L 6= 5L 6 (1分) 14.(14分) (1)设线长为L,锥体母线与竖直方向的夹角为θ,当ω=0时,小球静止,受重力mg、支持力 N 和 线的拉力T 而平衡,此时有 T1=mgcosθ(2分) m= T1 gcosθ (1分) (2)由乙图可知ω 增大时,T 增大,N 减小,当N=0时,角速度为ω0,有: T2cosθ=mg(2分) T2sinθ=mω20Lsinθ(2分) 解得 L= g ω20cosθ (1分) (3)当ω<ω0 时,由牛顿第二定律有 Tsinθ-Ncosθ=mω2Lsinθ(2分) Tcosθ+Nsinθ=mg(2分) 联立解得 T=mω2Lsin2θ+mgcosθ(1分) 当ω= ω0 2 时 T= T1tan2θ 4 +T1 (1分) 高一物理A参考答案 第4 页(共5页) 15.(18分) (1)保证小球在竖直面内做圆周运动,则小球在最高点满足: F+mg=m v20 R (2分) 解得 v0≥ 2gR 因而小球初速度的最小值为 2gR(2分) (2)小球第一次在最高点与弹性挡板碰后,将做变速圆周运动到最低点与弹性挡板发生第一次碰 撞,在该过程中,根据动能定理有 (F+mg)2R= 1 2mv 2 1- 1 2mv 2 0(1分) 小球第一次在最低点与弹性挡板碰前瞬间,由圆周运动的知识有 F1-F-mg= mv21 R (1分) 解得小球第一次返回P 点与挡板碰撞前瞬间对半圆轨道的压力 F1=12mg(1分) 碰后,速度大小不变,力方向改变 F'1+F-mg= mv21 R (1分) 解得小球第一次返回P 点与挡板碰撞后瞬间对半圆轨道的压力 F'1=10mg(1分) (3)小球在最低点与弹性挡板第一次碰后到小球在最高点与弹性挡板第二次碰前,由于F=mg,且 方向竖直向上,小球做匀速圆周运动,则小球在最高点与弹性挡板第二次碰前的速度为v1,对Q 点压力 为F'1=10mg 小球在最高点与弹性挡板第二次碰后到小球在最低点与弹性挡板第二次碰前的过程,根据动能定 理有 (F+mg)2R= 1 2mv 2 2- 1 2mv 2 1(1分) 小球在最低点与弹性挡板第二次碰前瞬间,根据圆周运动的知识有 F2-F-mg= mv22 R (1分) 联立解得 F2=20mg(1分) 小球第一次以v0 出发时 F0+F-mg= mv20 R (1分) 解得 F0=2mg(1分) 由上分析可知,小球每次与弹性挡板下端碰撞前,半圆轨道所受压力均比上一次与弹性挡板碰撞前 增加8mg(1分) 因而小球在最低点与弹性挡板下端第n 次碰前时刻 Fn=F0+n×8mg=2(4n+1)mg(1分) 如果轨道被压断,则应有 Fn≥48mg(1分) 解得n≥5.75,说明在最低点第5次碰后达到临界值,故小球与挡板下端合计碰撞了5次(1分)