精品解析：山西省大同市浑源县第七中学校2023-2024学年高一下学期期中考试物理试题

2023－2024学年高一年级第二学期期中考试物理试题 考试分值：100分　　考试时间：75分钟 第Ⅰ卷 选择题 一、单选题（共7小题） 1. 一个物体以恒定的角速度ω做匀速圆周运动时，下列说法中正确的有（　　） A. 轨道半径越大，线速度越大 B. 轨道半径越大，线速度越小 C. 轨道半径越大，周期越大 D. 轨道半径越大，周期越小 【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】根据可知，角速度ω不变，则轨道半径越大，线速度越大；根据 可知，角速度ω不变，则周期不变。 故选A。 2. 关于匀速圆周运动，下列说法正确的是（　　） A. 由可知，匀速圆周运动的向心加速度与半径成正比 B. 匀速圆周运动就是线速度不变的运动 C. 向心加速度只改变线速度的方向，不改变线速度的大小 D. 向心加速度越大，物体速率变化越快 【答案】C 【解析】 【详解】A．匀速圆周运动的向心加速度是由向心力决定的，与圆周运动的半径无关，选项A错误； B．匀速圆周运动的线速度大小不变，但是方向不断变化，选项B错误； C．向心加速度只改变线速度的方向，不改变线速度的大小，选项C正确； D．向心加速度越大，物体速度方向变化越快，选项D错误。 故选C。 3. 如图所示，一物体在某液体中运动时只受到重力G和恒定浮力F的作用，且。如果物体从M点以水平初速度v0开始运动，最后落在N点，MN间的竖直高度为h，则下列说法正确的是（　　） A. 从M运动到N的时间为 B. M与N之间的水平距离为v0 C. 从M运动到N的轨迹为抛物线 D. 减小水平初速度v0，运动时间将变长 【答案】C 【解析】 【详解】A．受力分析可知 由牛顿第二定律可知 方向竖直向下，与初速度方向垂直，故该物体做类平抛运动，所以有 解得 故A选项错误； B．水平距离 故B选项错误； C．该物体做类平抛运动，所以轨迹为抛物线，故C选项正确； D．做类平抛运动的物体的运动时间与初速度无关，故D选项错误。 故选C。 4. 如图，一辆货车通过轻绳提升一货物，某一时刻拴在货车一端的轻绳与水平方向的夹角为，此时货车的速度大小为，则此时货物的速度大小为（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】车的速度等于沿绳子方向和垂直于绳子方向速度的合速度，根据平行四边形定则，有 而货物的速度等于沿绳子方向的速度，即货物的速度为。 故选B。 5. 两个质量相同的小球，在同一水平面内做匀速圆周运动，悬点相同，如图所示，A运动的半径比B的大，则（　　） A. A所需的向心力比B的大 B. B所需的向心力比A的大 C. A的角速度比B的大 D. B的角速度比A的大 【答案】A 【解析】 【详解】AB．对其中一个小球受力分析，如图所示 受重力、绳子的拉力，由于小球做匀速圆周运动，合力提供向心力，由牛顿第二定律可得 F=mgtanθ A绳与竖直方向夹角大，说明A受到的向心力比B的大，故A正确，B错误； CD．由向心力公式得到 F=mω2r 设球与悬挂点间的高度差为h，由几何关系得 r=htanθ 解得 分析表达式可知A的角速度与B的角速度大小相等，故CD错误。 故选A。 6. 在修筑铁路时，弯道处的外轨会略高于内轨．如图所示，当火车以规定的行驶速度转弯时，内、外轨均不会受到轮缘的挤压，设此时的速度大小为v，重力加速度为g，两轨所在面的倾角为θ，则（　　） A. 该弯道的半径r＝ B. 当火车质量改变时，规定的行驶速度大小也随之改变 C. 当火车速率大于v时，内轨将受到轮缘的挤压 D. 当火车速率大于v时，外轨将受到轮缘的挤压 【答案】D 【解析】 【详解】A．火车拐弯时不侧向挤压轮缘，靠重力和支持力合力提供向心力，根据牛顿第二定律得 解得 故A错误； B．根据牛顿第二定律得 解得 可知火车规定的行驶速度大小与质量无关，故B错误； CD．当火车速率大于v时，重力和支持力的合力不足以提供向心力，此时外轨对火车轮缘有侧压力，轮缘挤压外轨，故C错误，D正确。 故选D。 7. 一质量为2.0×103kg的汽车在水平公路上行驶，路面对轮胎的径向最大静摩擦力为1.4×104N，当汽车经过半径为80m的弯道时，下列判断正确的是（ ） A. 汽车转弯时所受的力有重力、弹力、摩擦力和向心力 B. 汽车转弯的速度为20m/s时所需的向心力为1.4×104N C. 汽车转弯的速度为20m/s时汽车会发生侧滑 D. 汽车能安全转弯的向心加速度不超过7.0m/s2 【答案】D 【解析】 【分析】汽车转弯时做圆周运动，重力与路面的支持力平衡，侧向静摩擦力提供向心力，根据牛顿第二定律分析解题． 【详解】汽车转弯时受到重力，地面的支持力，以及地面给的摩擦力，其中摩擦力充当向心力，A错误；当最大静摩擦力充当向心力时，速度为临界速度，大于这个速度则发生侧滑，根据牛顿第二定律可得，解得，所以汽车转弯的速度为20m/s时，所需的向心力小于1.4×104N，汽车不会发生侧滑，BC错误；汽车能安全转弯的向心加速度，即汽车能安全转弯的向心加速度不超过7.0m/s2，D正确． 【点睛】本题也可以求解出以20m/s的速度转弯时所需的向心力，与将侧向最大静摩擦力与所需向心力比较，若静摩擦力不足提供向心力，则车会做离心运动． 二、多选题（共3小题，每题有两个或两个以上正确答案，全部选对得6分；少选得3分；多选、错选、不选均为0分） 8. 如图所示，一个球绕中心轴线OO′以角速度ω做匀速圆周运动，θ=30°，则（　　） A. a、b两点的线速度相同 B. a、b两点的角速度相同 C. a、b两点的线速度之比va∶vb=2∶ D. a、b两点的向心加速度之比 【答案】BD 【解析】 【分析】 【详解】AB．球绕中心轴线 OO′以角速度ω做匀速圆周运动，球上的质点 a、b 两点的角速度相同，半径不同， 令球的半径为R，a、b两点的转动半径之比为 由 a、b两点的线速度之比 AC错误B正确； D．a、b 两点的角速度相同，由 a、b两点的向心加速度之比 D正确。 故选BD。 9. 如图所示，某一玩具汽车以速度先后匀速驶过凹形路面最低点（如图甲）和拱形桥最高点（如图乙），汽车质量，其半径均为，g取，下列说法中正确的是（　　） A. 图甲中汽车对路面压力大小等于200N B. 图乙中汽车对桥面的压力大小等于100N C. 图甲中当汽车行驶的速度大小一定时，若路面的半径越大，则汽车对路面的压力越大 D. 图乙中当汽车行驶的速度大小一定时，若汽车对桥面的压力始终大于0，则桥面的半径越大，汽车对桥面的压力越大 【答案】AD 【解析】 【详解】AC．甲图中在最低点时，根据牛顿第二定律有 解得汽车受到的支持力大小为 故图甲中汽车对路面的压力大小等于200N，由上述表达式可知，当汽车行驶的速度大小一定时，若路面的半径越大，则汽车对路面的压力越小，A正确，C错误； BD．乙图中在最高点时，根据牛顿第二定律有 解得汽车受到的支持力大小为 故图乙中汽车对桥面压力大小等于0，由上述表达式可知，当汽车行驶的速度大小一定时，若汽车对桥面的压力始终大于0，则桥面的半径越大，汽车对桥面的压力越大，B错误，D正确。 故选AD。 10. 草坪洒水器工作的画面如图所示，若水流离开洒水器喷口时与水平面夹角不变，速率均为，在不计空气的阻力和洒水器喷口离地面的高度的情况下，重力加速度为g，可以判断（　　） A. 水落地前瞬间的速率为 B. 水到达最高点时的速率为 C. 水在空中飞行时间为 D. 水的水平射程为 【答案】CD 【解析】 【详解】A．水落地前瞬间的速率仍为v0，A错误； B．将运动分解到水平方向和竖直方向，由于水平方向做匀速运动，可知水到达最高点时的速率为 B错误； C．水离开洒水器喷口时的竖直分速度 因此水在空中飞行时间为 C正确； D．水的水平射程为 D正确。 故选CD。 第Ⅱ卷 非选择题 三、实验题（共2小题） 11. 研究平抛运动的实验装置如图所示。 （1）实验时，每次须将小球从轨道___（填字母） A．同一位置释放 B．不同位置无初速释放 C．同一位置无初速释放 （2）上述操作的目的是使小球抛出后___（填字母） A．只受重力 B．轨迹重合 C．做平抛运动 D．速度小些，便于确定位置 （3）实验中已测出小球半径为r，则小球做平抛运动的坐标原点位置应是___（填字母） A．斜槽末端O点 B．斜槽末端O点正上方r处 C．斜槽末端O点正前方r处 D．斜槽末端O点正上方r处在竖直木板上的投影点 【答案】 ①. C ②. B ③. D 【解析】 【详解】(1)[1]实验时，每次须将小球从轨道同一位置无初速度释放，故C正确，AB错误。 故选C。 (2)[2]将小球从轨道同一位置无初速度释放，使小球抛出后有相同的初速度，因此它们的轨迹会重合，即使不是同一位置释放，也都能做平抛运动，也只受到重力，故B正确，ACD错误。 故选B。 (3)[3]小球对应的球心位置为平抛运动的坐标原点位置，即在槽口O点上方r处，即为球心在竖直平板上的水平投影点，而在实际操作中，在槽口O点上方r处无法确定，故D正确，ABC错误。 故选D。 12. (1)在“研究平抛运动”的实验中，可以描绘出平抛物体运动的轨迹和求出物体做平抛运动的初速度，实验简要步骤如下： A．让小球多次从同一位置由静止滚下，记下小球经过白纸的一系列位置 B．安装好器材，注意调节斜槽末端水平和平板竖直，记下小球在斜槽末端时球心在白纸上的投影O点和过O点的竖直线 C．测出曲线上某点的坐标x、y，用计算出该小球做平抛运动的初速度，实验需要对多个点求v0的值，然后求它们的平均值 D．取下白纸，以O为原点，以竖直方向为y轴，水平方向为x轴建立平面直角坐标系，用平滑曲线连接画出小球的平抛运动轨迹 你认为该实验合理的实验步骤顺序应为：（只填写步骤顺序代表字母）_____。 (2)该实验中，下列措施中能减小实验误差的是_____（选填序号） A．斜槽轨道末端切线必须水平 B．斜槽轨道必须光滑 C．每次要平衡摩擦力 D．小球每次应从斜槽同一位置静止释放 (3)在该实验中，某同学以抛出点为坐标原点，初速度方向为x轴的正方向，竖直向下为y轴的正方向，建立一个直角坐标系xoy，如图所示，轨迹上点A的坐标为（14.0cm，20.0cm），重力加速度g取10m/s2，则该小球抛出时的水平初速度大小为_____m/s。 【答案】 ①. BADC ②. AD ③. 0.7 【解析】 【详解】（1）[1] 实验时先安装器材，然后做实验，最后处理数据，属于实验步骤合理顺序是：BADC （2）[2]A．安装斜槽时，末端不水平，使得初速度不水平，会增大实验的误差，斜槽轨道末端切线必须水平，故A正确； BCD．为了保证小球的初速度相等，每次从斜槽的同一位置由静止释放小球，斜槽不一定需要光滑，即小球与斜槽之间有摩擦，不会增大误差，故D正确，BC错误。 故选AD。 （3）[3] 小球做平抛运动，在水平方向上 在竖直方向上 解得小球抛出时的水平初速度大小为 四、计算题（共3小题） 13. 在距离地面处将一个质量为的小球以的速度水平抛出，已知，不计空气阻力，求： （1）小球在空中飞行时间t； （2）小球水平方向飞行的距离x； （3）小球落地时的速度v的大小以及方向。 【答案】（1）；（2）10m；（3），方向与水平方向的夹角为向下 【解析】 【详解】（1）小球做平抛运动，在竖直方向上的分运动为自由落体运动，由得：小球在空中飞行的时间为 （2）小球在水平方向上做匀速直线运动，得小球水平飞行的距离为 （3）小球落地时的竖直速度为 所以，小球落地时的速度为 代入数据 方向与水平方向的夹角为向下。 14. 如图，有一轻质杆长L为0.5 m，一端固定一小球质量m为0.5 kg，杆绕另一端在竖直面内做圆周运动。（g＝10 m/s2） （1）当小球在最高点时刚好对杆无作用力，求此时的速度大小； （2）当小球运动到最高点速率分别为1 m/s和4 m/s时，求小球对杆的作用力； （3）当小球运动到最低点时，小球受杆的拉力为41 N，求小球运动的速率。 【答案】（1）；（2）4N，方向向下，11N，方向向上；（3） 【解析】 【详解】（1）小球在最高点时刚好对杆无作用力，此时重力提供向心力有 解得 （2）当小球运动到最高点速率为1 m/s时，此时小球A受到杆向上的支持力，根据牛顿第二定律 代入数据解得 F1＝4 N 根据牛顿第三定律可得小球对杆的作用力为4 N，方向向下；当小球运动到最高点速率为4 m/s时，此时小球A受到杆向下的拉力，根据牛顿第二定律 代入数据解得 F2＝11 N 根据牛顿第三定律可得小球对杆的作用力为11 N，方向向上。 （3）当小球运动到最低点时，小球受杆的拉力为41 N，由牛顿第二定律有 代入数据解得 v4＝6 m/s 15. 如图所示，在光滑的圆锥体顶用长为L的细线悬挂一质量为m的小球，圆锥体固定在水平面上不动，其轴线沿竖直方向，母线与轴线之间的夹角为，小球以速率v绕圆锥体轴线做水平圆周运动． （1）当时，求细线对小球的拉力大小； （2）当时，求细线对小球的拉力大小． 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】小球离开圆锥面的临界条件为圆锥体对小球的支持力 如图甲所示 设此时小球的线速度为，则 解得 （1）因 对小球受力分析，如图乙所示 分解得 解得 （2）因为 小球离开圆锥面，对小球受力分析，如图丙所示 有 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2023－2024学年高一年级第二学期期中考试物理试题 考试分值：100分　　考试时间：75分钟 第Ⅰ卷 选择题 一、单选题（共7小题） 1. 一个物体以恒定的角速度ω做匀速圆周运动时，下列说法中正确的有（　　） A. 轨道半径越大，线速度越大 B. 轨道半径越大，线速度越小 C. 轨道半径越大，周期越大 D. 轨道半径越大，周期越小 2. 关于匀速圆周运动，下列说法正确是（　　） A. 由可知，匀速圆周运动的向心加速度与半径成正比 B. 匀速圆周运动就是线速度不变的运动 C. 向心加速度只改变线速度的方向，不改变线速度的大小 D. 向心加速度越大，物体速率变化越快 3. 如图所示，一物体在某液体中运动时只受到重力G和恒定的浮力F的作用，且。如果物体从M点以水平初速度v0开始运动，最后落在N点，MN间的竖直高度为h，则下列说法正确的是（　　） A. 从M运动到N的时间为 B. M与N之间的水平距离为v0 C. 从M运动到N的轨迹为抛物线 D. 减小水平初速度v0，运动时间将变长 4. 如图，一辆货车通过轻绳提升一货物，某一时刻拴在货车一端的轻绳与水平方向的夹角为，此时货车的速度大小为，则此时货物的速度大小为（　　） A. B. C. D. 5. 两个质量相同的小球，在同一水平面内做匀速圆周运动，悬点相同，如图所示，A运动的半径比B的大，则（　　） A. A所需向心力比B的大 B. B所需的向心力比A的大 C. A的角速度比B的大 D. B的角速度比A的大 6. 在修筑铁路时，弯道处的外轨会略高于内轨．如图所示，当火车以规定的行驶速度转弯时，内、外轨均不会受到轮缘的挤压，设此时的速度大小为v，重力加速度为g，两轨所在面的倾角为θ，则（　　） A. 该弯道的半径r＝ B. 当火车质量改变时，规定的行驶速度大小也随之改变 C. 当火车速率大于v时，内轨将受到轮缘的挤压 D. 当火车速率大于v时，外轨将受到轮缘的挤压 7. 一质量为2.0×103kg的汽车在水平公路上行驶，路面对轮胎的径向最大静摩擦力为1.4×104N，当汽车经过半径为80m的弯道时，下列判断正确的是（ ） A. 汽车转弯时所受的力有重力、弹力、摩擦力和向心力 B. 汽车转弯的速度为20m/s时所需的向心力为1.4×104N C. 汽车转弯的速度为20m/s时汽车会发生侧滑 D. 汽车能安全转弯向心加速度不超过7.0m/s2 二、多选题（共3小题，每题有两个或两个以上正确答案，全部选对得6分；少选得3分；多选、错选、不选均为0分） 8. 如图所示，一个球绕中心轴线OO′以角速度ω做匀速圆周运动，θ=30°，则（　　） A. a、b两点的线速度相同 B. a、b两点的角速度相同 C. a、b两点的线速度之比va∶vb=2∶ D. a、b两点的向心加速度之比 9. 如图所示，某一玩具汽车以速度先后匀速驶过凹形路面最低点（如图甲）和拱形桥最高点（如图乙），汽车质量，其半径均为，g取，下列说法中正确的是（　　） A. 图甲中汽车对路面的压力大小等于200N B. 图乙中汽车对桥面的压力大小等于100N C. 图甲中当汽车行驶的速度大小一定时，若路面的半径越大，则汽车对路面的压力越大 D. 图乙中当汽车行驶的速度大小一定时，若汽车对桥面的压力始终大于0，则桥面的半径越大，汽车对桥面的压力越大 10. 草坪洒水器工作的画面如图所示，若水流离开洒水器喷口时与水平面夹角不变，速率均为，在不计空气的阻力和洒水器喷口离地面的高度的情况下，重力加速度为g，可以判断（　　） A. 水落地前瞬间的速率为 B. 水到达最高点时的速率为 C. 水在空中飞行时间为 D. 水的水平射程为 第Ⅱ卷 非选择题 三、实验题（共2小题） 11. 研究平抛运动的实验装置如图所示。 （1）实验时，每次须将小球从轨道___（填字母） A．同一位置释放 B．不同位置无初速释放 C．同一位置无初速释放 （2）上述操作的目的是使小球抛出后___（填字母） A．只受重力 B．轨迹重合 C．做平抛运动 D．速度小些，便于确定位置 （3）实验中已测出小球半径为r，则小球做平抛运动坐标原点位置应是___（填字母） A．斜槽末端O点 B．斜槽末端O点正上方r处 C．斜槽末端O点正前方r处 D．斜槽末端O点正上方r处在竖直木板上的投影点 12. (1)在“研究平抛运动”的实验中，可以描绘出平抛物体运动的轨迹和求出物体做平抛运动的初速度，实验简要步骤如下： A．让小球多次从同一位置由静止滚下，记下小球经过白纸的一系列位置 B．安装好器材，注意调节斜槽末端水平和平板竖直，记下小球在斜槽末端时球心在白纸上的投影O点和过O点的竖直线 C．测出曲线上某点的坐标x、y，用计算出该小球做平抛运动的初速度，实验需要对多个点求v0的值，然后求它们的平均值 D．取下白纸，以O为原点，以竖直方向为y轴，水平方向为x轴建立平面直角坐标系，用平滑曲线连接画出小球平抛运动轨迹 你认为该实验合理的实验步骤顺序应为：（只填写步骤顺序代表字母）_____。 (2)该实验中，下列措施中能减小实验误差的是_____（选填序号） A．斜槽轨道末端切线必须水平 B．斜槽轨道必须光滑 C．每次要平衡摩擦力 D．小球每次应从斜槽同一位置静止释放 (3)在该实验中，某同学以抛出点为坐标原点，初速度方向为x轴的正方向，竖直向下为y轴的正方向，建立一个直角坐标系xoy，如图所示，轨迹上点A的坐标为（14.0cm，20.0cm），重力加速度g取10m/s2，则该小球抛出时的水平初速度大小为_____m/s。 四、计算题（共3小题） 13. 在距离地面处将一个质量为的小球以的速度水平抛出，已知，不计空气阻力，求： （1）小球在空中的飞行时间t； （2）小球水平方向飞行的距离x； （3）小球落地时的速度v的大小以及方向。 14. 如图，有一轻质杆长L为0.5 m，一端固定一小球质量m为0.5 kg，杆绕另一端在竖直面内做圆周运动。（g＝10 m/s2） （1）当小球在最高点时刚好对杆无作用力，求此时的速度大小； （2）当小球运动到最高点速率分别为1 m/s和4 m/s时，求小球对杆的作用力； （3）当小球运动到最低点时，小球受杆的拉力为41 N，求小球运动的速率。 15. 如图所示，在光滑的圆锥体顶用长为L的细线悬挂一质量为m的小球，圆锥体固定在水平面上不动，其轴线沿竖直方向，母线与轴线之间的夹角为，小球以速率v绕圆锥体轴线做水平圆周运动． （1）当时，求细线对小球的拉力大小； （2）当时，求细线对小球的拉力大小． 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$