精品解析：广东省潮州市松昌中学2023-2024学年高一下学期期中考试物理试题

2023—2024学年度第二学期 高一级物理试卷 一、单项选择题（本题共8小题，每小题4分，共32分。每小题的4个选项中只有一个是正确的。请将正确选项选出并填涂在答题卡对应表格中。） 1. 如图，在同一竖直面内，小球a、b从高度不同的两点，分别以初速度va和vb沿水平方向抛出，经过时间ta和tb后落到与两抛出点水平距离相等的P点。若不计空气阻力，下列关系式正确的是（　　） A. ta>tb, va<vb B. ta>tb, va>vb C. ta<tb, va<vb D. ta<tb, va>vb 2. 甘肃酒泉和海南文昌是我国的两个卫星发射中心所在地，酒泉卫星发射中心的纬度约为北纬40°，文昌卫星发射中心的纬度约为北纬20°。把地球看作一个半径为6.4×103 km的质量分布均匀的球体，比较分别位于酒泉和文昌的甲、乙两个物体随地球自转做匀速圆周运动的情况，下列判断正确的是 A. 两物体的线速度大小相等 B. 两物体的角速度大小相等 C. 甲物体的线速度大于乙物体的线速度 D. 甲物体的角速度小于乙物体的角速度 3. 甲、乙两物体做匀速圆周运动，其质量之比为1：2，转动半径之比为1：2，在相等时间里甲转过60°，乙转过45°，则它们所受合外力之比为（　　） A. 1：4 B. 2：3 C. 9：16 D. 4：9 4. 如图，一同学表演荡秋千。已知秋千的两根绳长均为8m，该同学和秋千踏板的总质量约为40 kg。绳的质量忽略不计，当该同学荡到秋千支架的正下方时，速度大小为8 m/s，此时每根绳子平均承受的拉力约为（　　） A. 400 N B. 320 N C. 360 N D. 720 N 5. 如图所示，竖直放置的两端封闭的玻璃管中注满清水，内有一个红蜡块能在水中以速度v匀速上浮．现当红蜡块从玻璃管的下端匀速上浮的同时，使玻璃管水平匀加速向右运动，则蜡块的轨迹可能是(　　) A. 直线P B. 曲线Q C. 曲线R D. 无法确定 6. 地球的质量为M，半径为R。质量为m的宇航员离地面高度为h时，受到地球的万有引力为（ ） A. F＝G B. F＝G C. F＝G D. F＝G 7. 如图所示，汽车过拱形桥时的运动可以看作匀速圆周运动，质量为m的汽车以速度v过桥，桥面的圆弧半径为R，重力加速度为g，则汽车通过桥面最高点时对桥面的压力大小为（　　） A. mg B. C. mg﹣ D. mg+ 8. 汽车后备厢盖一般都配有可伸缩的液压杆，如图甲所示，其示意图如图乙所示，可伸缩液压杆上端固定于后盖上A点，下端固定于箱内O'点，B也为后盖上一点。后盖可绕过O点的固定铰链转动。在合上后备厢盖的过程中（　　） A A点相对O'点做圆周运动 B. A点与B点相对于O点转动的线速度大小相等 C. A点相对于O点转动的周期小于B点相对于O点转动的周期 D. A点相对于O点转动的向心加速度小于B点相对于O点转动的向心加速度 二、多项选择题（本题共4小题，每小题6分，共计24分。每小题有至少有两个选项符合题意。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，错选或不答的得0分。请将正确选项选出并填涂在答题卡对应表格中。） 9. 关于如图所示的四种圆周运动模型，下列说法正确的是（　　） A. 图a中，圆形拱桥半径为R，若最高点车速为时，车对桥顶的压力为零 B. 图b中，光滑的圆锥筒内做匀速圆周运动的小球，受重力、弹力和向心力 C. 图c中，传送带运动过程中b、d两点的线速度大小相等 D. 图d中，火车以大于规定速度经过外轨高于内轨的弯道，外轨对火车有侧压力 10. 一质量为0.2kg的小球在如图甲所示的xOy平面上运动，在x方向的v﹣t图像和y方向的s﹣t图像分别如图乙、丙所示，下列说法正确的是（　　） A. 前2s内小球做匀变速直线运动 B. 小球的初速度大小为8m/s C. 2s末小球速度大小为4m/s D. 前2s内小球所受合外力大小为0.8N 11. 足球在空中运动的轨迹如图，若以地面为参考平面，不计空气阻力，下列能表示足球在空中运动过程的加速度a、重力势能随离地面高度h变化的图像是（  ） A. B. C. D. 12. 如图所示，旋转秋千中的两个座椅A、B质量相等，通过相同长度的缆绳悬挂在旋转圆盘上，不考虑空气阻力的影响，当旋转圆盘绕竖直的中心轴匀速转动时，下列说法正确的是（　　） A. A的速度比B的大 B. A与B的向心加速度大小相等 C. 悬挂A、B缆绳与竖直方向的夹角相等 D. 悬挂A的缆绳所受的拉力比悬挂B的小 三、非选择题（本题共5小题，13小题６分，14小题８分，15小题10分，16小题8分，17小题12分，共44分。请把答案写在答题卡相应位置上） 13. 探究向心力大小与小球质量m、角速度ω和半径r之间关系的实验装置如图所示，转动手柄，可使变速塔轮、长槽和短槽随之匀速转动。皮带分别套在塔轮的圆盘上，可使两个槽内的小球分别以不同角速度做匀速圆周运动。小球做圆周运动的向心力由横臂的挡板提供，同时，小球对挡板的弹力使弹簧测力筒下降，从而露出测力筒内的标尺，标尺上露出的红白相间的等分格数之比即为两个小球所受向心力的比值。已知小球在挡板A、B、C处做圆周运动的轨迹半径之比为1：2：1. （1）在这个实验中，利用了_______（选填“理想实验法”“等效替代法”或“控制变量法”）来探究向心力的大小与小球质量m、角速度ω和半径r之间的关系； （2）探究向心力的大小与圆周运动半径的关系时，应选择两个质量相同的小球，分别放在挡板C与_____（选填“挡板A”或“挡板B”）处，同时选择半径________（选填“相同”或“不同”）的两个塔轮； 14. 为验证向心力公式的正确性，某同学用天平称出一物块的质量为m。再用绳子绑住物块，用力甩绳子，使物块绕点O在水平面内做匀速圆周运动（小球的重力远小于绳子拉力，可近似认为绳子水平），物块做圆周运动的半径为R，通过力传感器读出绳子的拉力F（空气阻力不计），重力加速度为g，用以下两种方法验证： （1）方法一：用秒表记录物块运动n圈的时间为，那么物块做圆周运动的周期T=_________，需要的向心力表达式为______；在误差允许的范围内，比较与F是否相等。 （2）方法二：当物块转到某一位置时，突然松手，物块落地，记录物块的落地点为C。用刻度尺量出松手处到地面的高度H，量出抛出点在水平地面的投影与落地点间的距离为S。由此求出物块做圆周运动的线速度大小v=________，需要的向心力表达式为_________；在误差范围内，比较与F是否相等。 15. 一半径为r=0.2m的滚筒洗衣机内有一件质量为m=0.5kg的衣服（如图乙中小物块），衣服贴着内壁跟着圆筒以角速度绕中心轴做匀速圆周运动，重力加速度，若此时衣服恰好不下滑，求： （1）衣服对桶壁的压力大小； （2）衣服与桶壁之间摩擦系数。 16. 如图所示，有一可绕竖直中心轴转动的水平圆盘，上面放置劲度系数的弹簧，弹簧的一端固定于轴O上，另一端连接质量的小物块A，物块与盘间的动摩擦因数，开始时弹簧未发生形变，长度，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取，求： （1）圆盘角速度为多大时，物块A开始滑动？ （2）当圆盘角速度缓慢地增加到时，弹簧的伸长量是多少？（弹簧始终在弹性限度内且物块未脱离圆盘） 17. 如图，一个质量为的小球以某一初速度从P点水平抛出，恰好从光滑圆弧ABC的A点的切线方向进入圆弧（不计空气阻力，进入圆弧瞬间速度大小不变）。已知圆弧的半径，，B点和C点分别为圆弧的最低点和最高点，小球到达A点时的位置与P点间的水平距离为，求： （1）小球做平抛运动的初速度大小； （2）若小球恰好能过C点，且轨道的B点和C点受到小球的压力之差为，求小球运动到B点时的速度大小。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2023—2024学年度第二学期 高一级物理试卷 一、单项选择题（本题共8小题，每小题4分，共32分。每小题的4个选项中只有一个是正确的。请将正确选项选出并填涂在答题卡对应表格中。） 1. 如图，在同一竖直面内，小球a、b从高度不同的两点，分别以初速度va和vb沿水平方向抛出，经过时间ta和tb后落到与两抛出点水平距离相等的P点。若不计空气阻力，下列关系式正确的是（　　） A. ta>tb, va<vb B. ta>tb, va>vb C. ta<tb, va<vb D. ta<tb, va>vb 【答案】A 【解析】 【详解】两个小球都做平抛运动，竖直方向做自由落体运动，根据 可知 因为 ha＞hb 则 ta＞tb 根据 x=v0t 因为水平位移相等 va＜vb 故A正确，BCD错误。 故选A。 2. 甘肃酒泉和海南文昌是我国的两个卫星发射中心所在地，酒泉卫星发射中心的纬度约为北纬40°，文昌卫星发射中心的纬度约为北纬20°。把地球看作一个半径为6.4×103 km的质量分布均匀的球体，比较分别位于酒泉和文昌的甲、乙两个物体随地球自转做匀速圆周运动的情况，下列判断正确的是 A. 两物体的线速度大小相等 B. 两物体的角速度大小相等 C. 甲物体的线速度大于乙物体的线速度 D. 甲物体的角速度小于乙物体的角速度 【答案】B 【解析】 【详解】两物体是同轴转动，则角速度相同，根据v=ωr，因乙所在地的转动半径较大，可知乙物体的线速度较大； A．两物体的线速度大小相等，与结论不相符，选项A错误； B．两物体的角速度大小相等，与结论相符，选项B正确； C．甲物体的线速度大于乙物体的线速度，与结论不相符，选项C错误； D．甲物体的角速度小于乙物体的角速度，与结论不相符，选项D错误； 故选B. 3. 甲、乙两物体做匀速圆周运动，其质量之比为1：2，转动半径之比为1：2，在相等时间里甲转过60°，乙转过45°，则它们所受合外力之比为（　　） A. 1：4 B. 2：3 C. 9：16 D. 4：9 【答案】D 【解析】 【详解】由 可得甲乙角速度之比为 又，其质量之比为1：2，转动半径之比为1：2，由牛顿第二定律得 故甲乙所受合外力之比为 故选D。 4. 如图，一同学表演荡秋千。已知秋千的两根绳长均为8m，该同学和秋千踏板的总质量约为40 kg。绳的质量忽略不计，当该同学荡到秋千支架的正下方时，速度大小为8 m/s，此时每根绳子平均承受的拉力约为（　　） A. 400 N B. 320 N C. 360 N D. 720 N 【答案】C 【解析】 【详解】该同学荡到秋千支架的正下方时，根据牛顿第二定律可得 解得 可知此时每根绳子平均承受的拉力为。 故选C。 5. 如图所示，竖直放置的两端封闭的玻璃管中注满清水，内有一个红蜡块能在水中以速度v匀速上浮．现当红蜡块从玻璃管的下端匀速上浮的同时，使玻璃管水平匀加速向右运动，则蜡块的轨迹可能是(　　) A. 直线P B. 曲线Q C. 曲线R D. 无法确定 【答案】B 【解析】 【详解】红蜡块在竖直方向上做匀速直线运动，在水平方向上做匀加速直线运动，所受合力水平向右，合力与合速度不共线，红蜡块轨迹应为曲线，A错误．由于做曲线运动的物体所受合力应指向弯曲的一侧，B正确，C、D错误． 思路分析：红蜡块在竖直方向上做匀速直线运动，在水平方向上做匀加速直线运动，所受合力水平向右，合力与合速度不共线，红蜡块的轨迹应为曲线，由于做曲线运动的物体所受合力应指向弯曲的一侧， 试题点评：判断轨迹问题的时候关键是判断合力方向与速度方向的关系，然后做曲线运动的物体所受合力应指向弯曲的一侧， 6. 地球的质量为M，半径为R。质量为m的宇航员离地面高度为h时，受到地球的万有引力为（ ） A. F＝G B. F＝G C. F＝G D. F＝G 【答案】D 【解析】 【详解】根据万有引力公式有，其中 万有引力大小为 故D正确，ABC错误； 故选D 7. 如图所示，汽车过拱形桥时的运动可以看作匀速圆周运动，质量为m的汽车以速度v过桥，桥面的圆弧半径为R，重力加速度为g，则汽车通过桥面最高点时对桥面的压力大小为（　　） A. mg B. C. mg﹣ D. mg+ 【答案】C 【解析】 【详解】根据牛顿第二定律得 mg-N=m 解得支持力为 N=mg−m 根据牛顿第三定律知，汽车通过桥面最高点时对桥面的压力大小为 N′=mg−m 故C正确，ABD错误． 故选C． 8. 汽车后备厢盖一般都配有可伸缩的液压杆，如图甲所示，其示意图如图乙所示，可伸缩液压杆上端固定于后盖上A点，下端固定于箱内O'点，B也为后盖上一点。后盖可绕过O点的固定铰链转动。在合上后备厢盖的过程中（　　） A. A点相对O'点做圆周运动 B. A点与B点相对于O点转动的线速度大小相等 C. A点相对于O点转动的周期小于B点相对于O点转动的周期 D. A点相对于O点转动的向心加速度小于B点相对于O点转动的向心加速度 【答案】D 【解析】 【详解】A．A点绕O点转动，相对O点做圆周运动，相对O′点不是圆周运动，选项A错误； BC．A点与B点相对于O点转动的角速度大小相等，周期也相等，根据v=ωr可知，A点与B点相对于O点转动的线速度大小不相等，选项BC错误； D．根据a=ω2r可知，A点相对于O点转动的向心加速度小于B点相对于O点转动的向心加速度，选项D正确。 故选D。 二、多项选择题（本题共4小题，每小题6分，共计24分。每小题有至少有两个选项符合题意。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，错选或不答的得0分。请将正确选项选出并填涂在答题卡对应表格中。） 9. 关于如图所示的四种圆周运动模型，下列说法正确的是（　　） A. 图a中，圆形拱桥半径为R，若最高点车速为时，车对桥顶的压力为零 B. 图b中，光滑的圆锥筒内做匀速圆周运动的小球，受重力、弹力和向心力 C. 图c中，传送带运动过程中b、d两点的线速度大小相等 D. 图d中，火车以大于规定速度经过外轨高于内轨弯道，外轨对火车有侧压力 【答案】ACD 【解析】 【详解】A．图a中，圆形拱桥半径为R，当车对桥顶的压力为零时，有 可得 故A正确； B．图b中，光滑的圆锥筒内做匀速圆周运动的小球，受重力和弹力作用，重力和弹力的合力提供所需的向心力，故B错误； C．图c中，通过齿轮传动，b、d两点的线速度大小相等，故C正确； D．图d中，火车以大于规定速度经过外轨高于内轨的弯道，则火车的重力和轨道支持力的合力不足以提供所需的向心力，外轨对火车有侧压力，故D正确。 故选ACD。 10. 一质量为0.2kg的小球在如图甲所示的xOy平面上运动，在x方向的v﹣t图像和y方向的s﹣t图像分别如图乙、丙所示，下列说法正确的是（　　） A. 前2s内小球做匀变速直线运动 B. 小球的初速度大小为8m/s C. 2s末小球的速度大小为4m/s D. 前2s内小球所受合外力大小为0.8N 【答案】CD 【解析】 【详解】AD. 由v-t图可知，小球在x方向上初速度为8m/s，加速度为 的匀减速运动，x方向上受力为 而在y方向上，小球做速度为4m/s的匀速运动，y方向上受力为 可知在前2s内小球做匀变速曲线运动， 故A错误，D正确； B．小球的初速度为水平速度和竖直速度的合速度，故初速度为 故B错误； C．2s末的小球的速度只有竖直分速度，速度为-4m/s，故C正确。 故选CD。 11. 足球在空中运动的轨迹如图，若以地面为参考平面，不计空气阻力，下列能表示足球在空中运动过程的加速度a、重力势能随离地面高度h变化的图像是（  ） A. B. C. D. 【答案】AC 【解析】 【详解】AB．足球在空中运动过程只受重力作用，加速度恒为重力加速度，保持不变，故A正确，B错误； CD．以地面为参考平面，根据重力势能表达式可得 可知图像为过原点的一条倾斜直线，故C正确，D错误。 故选AC。 12. 如图所示，旋转秋千中的两个座椅A、B质量相等，通过相同长度的缆绳悬挂在旋转圆盘上，不考虑空气阻力的影响，当旋转圆盘绕竖直的中心轴匀速转动时，下列说法正确的是（　　） A. A的速度比B的大 B. A与B的向心加速度大小相等 C. 悬挂A、B的缆绳与竖直方向的夹角相等 D. 悬挂A的缆绳所受的拉力比悬挂B的小 【答案】D 【解析】 【分析】根据A、B座椅同轴转动可推知它们转动的角速度相等，结合v=ωr可推知A、B速度的关系，再根据a=ωr2及A、B圆周运动半径关系可推知向心加速度的大小关系，由F向=ma向及拉力与重力、向心力的关系可推知A、B缆绳的拉力大小。 【详解】A．因为两座椅A、B均绕着圆盘轴做圆周运动，故角速度ωA=ωB，假设圆盘转动的角速度很大，则A、B均会被甩起来，由于绳长相等，可知A做圆周运动的半径小于B的半径，由v=ωr可知A的速度比B的小，故A错误； B．又由a=ω2r知，A的向心加速度一定小于B的向心加速度，故B错误； C．由F向=ma向，可知FA向＜FB向，对座椅进行受力分析，如图所示 拉力和重力的合力提供A、B做圆周运动的向心力，则有 F向=mgtanθ 可知悬挂A的缆绳与竖直方向的夹角比B小，故C错误； D．再由 可知悬挂A的缆绳所受的拉力比悬挂B的小，故D正确。 故选D。 三、非选择题（本题共5小题，13小题６分，14小题８分，15小题10分，16小题8分，17小题12分，共44分。请把答案写在答题卡相应位置上） 13. 探究向心力大小与小球质量m、角速度ω和半径r之间关系实验装置如图所示，转动手柄，可使变速塔轮、长槽和短槽随之匀速转动。皮带分别套在塔轮的圆盘上，可使两个槽内的小球分别以不同角速度做匀速圆周运动。小球做圆周运动的向心力由横臂的挡板提供，同时，小球对挡板的弹力使弹簧测力筒下降，从而露出测力筒内的标尺，标尺上露出的红白相间的等分格数之比即为两个小球所受向心力的比值。已知小球在挡板A、B、C处做圆周运动的轨迹半径之比为1：2：1. （1）在这个实验中，利用了_______（选填“理想实验法”“等效替代法”或“控制变量法”）来探究向心力的大小与小球质量m、角速度ω和半径r之间的关系； （2）探究向心力的大小与圆周运动半径的关系时，应选择两个质量相同的小球，分别放在挡板C与_____（选填“挡板A”或“挡板B”）处，同时选择半径________（选填“相同”或“不同”）的两个塔轮； 【答案】（1）控制变量法 （2） ① 挡板B ②. 相同 【解析】 【小问1详解】 探究向心力的大小与小球质量m、角速度ω和半径r之间的关系，先探究向心力与其中一个物理量的关系，控制其他物理量不变，采用的实验方法是控制变量法。 【小问2详解】 [1][2]根据 探究向心力的大小与圆周运动半径的关系时，应控制质量和角速度相同；应选择两个质量相同的小球，分别放在挡板C与挡板B处，同时选择半径相同的两个塔轮。 14. 为验证向心力公式的正确性，某同学用天平称出一物块的质量为m。再用绳子绑住物块，用力甩绳子，使物块绕点O在水平面内做匀速圆周运动（小球的重力远小于绳子拉力，可近似认为绳子水平），物块做圆周运动的半径为R，通过力传感器读出绳子的拉力F（空气阻力不计），重力加速度为g，用以下两种方法验证： （1）方法一：用秒表记录物块运动n圈的时间为，那么物块做圆周运动的周期T=_________，需要的向心力表达式为______；在误差允许的范围内，比较与F是否相等。 （2）方法二：当物块转到某一位置时，突然松手，物块落地，记录物块的落地点为C。用刻度尺量出松手处到地面的高度H，量出抛出点在水平地面的投影与落地点间的距离为S。由此求出物块做圆周运动的线速度大小v=________，需要的向心力表达式为_________；在误差范围内，比较与F是否相等。 【答案】（1） ①. ②. （2） ①. ②. 【解析】 【小问1详解】 [1][2]物块运动n圈的时间为，那么物块做圆周运动的周期 根据向心力的定义知，需要的向心力表达式为 【小问2详解】 [1][2]松手后，物块落地过程做平抛运功 联立解得物块做圆周运动的线速度大小 则需要的向心力表达式为 15. 一半径为r=0.2m的滚筒洗衣机内有一件质量为m=0.5kg的衣服（如图乙中小物块），衣服贴着内壁跟着圆筒以角速度绕中心轴做匀速圆周运动，重力加速度，若此时衣服恰好不下滑，求： （1）衣服对桶壁的压力大小； （2）衣服与桶壁之间的摩擦系数。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）衣服受弹力 由牛顿第三定律知，衣服对桶壁压力为 （2）衣服竖直方向平衡 而 解得 16. 如图所示，有一可绕竖直中心轴转动的水平圆盘，上面放置劲度系数的弹簧，弹簧的一端固定于轴O上，另一端连接质量的小物块A，物块与盘间的动摩擦因数，开始时弹簧未发生形变，长度，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取，求： （1）圆盘的角速度为多大时，物块A开始滑动？ （2）当圆盘角速度缓慢地增加到时，弹簧的伸长量是多少？（弹簧始终在弹性限度内且物块未脱离圆盘） 【答案】（1）2rad/s；（2）0.2m 【解析】 【分析】 【详解】（1）设盘的角速度为时，物块A将开始滑动，此时物块的最大静摩擦力提供向心力，则有 解得 （2）设此时弹簧的伸长量为 ，物块受到的摩擦力和弹簧的弹力的合力提供向心力，则有 代入数据解得 17. 如图，一个质量为的小球以某一初速度从P点水平抛出，恰好从光滑圆弧ABC的A点的切线方向进入圆弧（不计空气阻力，进入圆弧瞬间速度大小不变）。已知圆弧的半径，，B点和C点分别为圆弧的最低点和最高点，小球到达A点时的位置与P点间的水平距离为，求： （1）小球做平抛运动的初速度大小； （2）若小球恰好能过C点，且轨道的B点和C点受到小球的压力之差为，求小球运动到B点时的速度大小。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）小球到A点的速度如图所示 分解速度 平抛水平方向 联立解得 （2）小球恰好过C点， 则在C点小球对轨道的压力为0。根据牛顿第三定律，小球受到的支持力等于小球对轨道的压力大小，根据题意有 在B点有 代入数据解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $