精品解析：河南省开封市新世纪高级中学2023-2024学年高二下学期4月期中物理试题

新世纪高中2023-2024学年第二学期期中试卷 高一物理 满分：100分时间：60分钟 一、选择题（本题共12小题，每小题4分，共48分。1~8每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求，9~12每小题给出的四个选项中，有多项符合题目耍求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。） 1. 下列说法中正确的是（　　） A. 做曲线运动的物体不一定具有加速度 B. 做曲线运动的物体，加速度一定是变化的 C. 物体在恒力的作用下，不可能做曲线运动 D. 做曲线运动的物体，速度一定是变化的 2. 一辆汽车在水平公路上转弯，沿曲线由M向N行驶，速度逐渐减小，下图中分别画出了汽车转弯时加速度a的四种方向，你认为正确的是（　　） A. B. C. D. 3. 摩托车正沿圆弧弯道以不变的速率行驶，则它（　　） A. 受到重力、支持力和向心力的作用 B. 所受的地面作用力恰好与重力平衡 C. 所受的合力可能不变 D. 所受的合力始终变化 4. 如图所示，在马戏表演中，人顶着竖直杆水平向右做匀速运动，同时猴子沿竖直杆向上做初速度为零的匀加速直线运动，下列关于猴子相对地面的运动轨迹可能正确的是（　　） A. B. C. D. 5. 如图所示，水平面内的圆盘以角速度绕中心轴匀速转动，在圆盘上放置材料相同、质量均为m的小物块P、Q，两物块随圆盘一起转动，到中心轴的距离分别为r和2r。下列说法正确的是（　　） A. 物块P在运动的过程中，所受到的合力不变 B. 物块Q的线速度大小是物块P的线速度大小的2倍 C. 物块P和Q受到的摩擦力大小相同 D. 物块Q在运动的过程中，摩擦力沿水平面与其运动方向相反 6. 如图所示，走时准确的时钟，分针与秒针由转动轴到针尖的长度之比是，则下列说法正确的是（　　） A. 分针与秒针角速度之比为 B. 分针与秒针的周期之比为 C. 分针针尖与秒针针尖的线速度大小之比为 D. 分针针尖与秒针针尖的向心加速度大小之比为 7. 如图所示，小球A、B分别从和l的高度水平抛出后落地，上述过程中A、B的水平位移分别为l和。忽略空气阻力，重力加速度为g，则（ ） A. A、B从抛出到落地的过程，位移是相同的 B. A的运动时间是B的2倍 C. A的初速度大小是 D. B落地时刻的速度大小是 8. 如图所示，一同学表演荡秋千，已知秋千两根绳长均为4m，该同学质量为50kg，绳和踏板的质量忽略不计，当该同学荡到秋千支架的正下方时，踏板速度大小为4m/s，此时每根绳子平均承受的拉力最接近（　　） A. 150N B. 200N C. 250N D. 350N 9. 如图所示，地球可以看成一个巨大的拱形桥，桥面半径，地面上行驶的汽车中驾驶员的重力，在汽车不离开地面的前提下，下列分析中正确的是（　　） A. 汽车的速度越大，则汽车对地面的压力也越大 B. 不论汽车的行驶速度如何，驾驶员对座椅压力大小都等于 C. 只要汽车行驶，驾驶员对座椅压力大小都小于他自身重力 D. 如果某时刻速度增大到使汽车对地面压力为零，则此时驾驶员会有失重的感觉 10. 如图为湖边一倾角为30°的大坝的横截面示意图，水面与大坝的交点为O．一人站在A点处以速度v0沿水平方向扔小石块，已知AO=40 m，重力加速度g=10 m/s2，忽略人的身高，不计空气阻力．下列说法正确的是（ ） A. 若v0>20 m/s，则石块可以落入水中 B. 若v0<20 m/s，则石块不能落入水中 C. 若石块能落入水中，则v0越大，落水时速度方向与水平面的夹角越大 D. 若石块不能落入水中，则石块落到斜面上时速度方向与斜面的夹角与v0无关 11. 如图所示皮带传动装置，主动轮O1上有两个半径分别为R和r的轮，O2上的轮半径为r′，已知R=2r，r′=R，设皮带不打滑，则（　　） A B. ： C. D. ： 12. 如图所示，质量相等的两个小球A和B紧贴倒圆锥筒的光滑内壁各自做水平面内的匀速圆周运动，则（　　） A. A球受到的支持力较大 B. A球与B球向心加速度大小相同 C. A球与B球线速度大小相同 D. A球运动的角速度较小 二、实验题（本题共1小题，共12分。） 13. 图甲是某种“研究平抛运动规律”的实验装置，斜槽末端口N与小球离地面的高度均为H，实验时，当P小球从斜槽末端飞出与挡片相碰，立即断开电路使电磁铁释放Q小球，观察现象，改变H大小，重复实验，得出结论。 （1）由甲装置可观察到的现象是：小球P、Q______（填“同时”或“不同时”）落地。 （2）为了观察到上述实验现象，下列实验条件正确的有______（多选）。 A. 斜槽轨道末段N端必须水平 B. P小球可以从斜槽上不同的位置无初速度释放 C. 斜槽轨道必须光滑 D. P小球每次必须从斜槽上相同的位置无初速度释放 （3）该实验结果可表明（　　） A. P小球竖直方向的分运动与Q小球的运动相同 B. P小球水平方向的分运动是匀速直线运动 C. P小球竖直方向的分运动与Q小球的运动相同，水平方向的分运动是匀速直线运动 （4）若用一张印有小方格（小方格的边长为L=2.5cm）的纸记录Р小球的轨迹，小球在同一初速平抛运动途中的几个位置如图乙中的a、b、c、d所示，重力加速度g=10m/s2，则P小球运动中水平方向分速度大小为______m/s，P小球在b处的瞬时速度的大小为=_______m/s，判断a点_______（填“是”或“不是”）小球平抛运动的起点。 三、解答题（本题共3小题，共40分。解答题应写出必要的文字说明、方程式或重要演算步聚，只写出最后答案的不得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。） 14. 川六中举行排球比赛，甲同学在距离地面高h1=2.5m处将排球击出，球初速度沿水平方向，大小为v0=8m/s；乙同学在离地h2=0.7m，处将排球垫起。取重力加速度g=10m/s2，不计空气阻力。求： （1）排球被垫起前在空中运动的时间； （2）排球被垫起前瞬间的速度大小和方向； （3）甲、乙两同学水平方向距离x。 15. 长为L的细绳，一端拴一质量为m的小球，另一端固定于O点，让其在水平面内做匀速圆周运动（圆锥摆），摆线与竖直方向的夹角为，重力加速度为g，求： （1）细绳的拉力F； （2）小球运动的线速度的大小。 16. 如图所示为固定在竖直平面内的光滑轨道DCBA，其中CBA部分是半径的半圆形轨道（AC是圆的直径），DC部分是水平轨道。一个质量的小球沿水平方向进入轨道，通过最高点A后落在水平轨道上，已知落地瞬间速度方向与水平成角。小球运动过程中所受空气阻力忽略不计，g取。求： （1）小球经过A点的速度大小； （2）小球落地点与C点间的水平距离； （3）小球在A点时轨道对小球的压力大小。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 新世纪高中2023-2024学年第二学期期中试卷 高一物理 满分：100分时间：60分钟 一、选择题（本题共12小题，每小题4分，共48分。1~8每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求，9~12每小题给出的四个选项中，有多项符合题目耍求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。） 1. 下列说法中正确的是（　　） A. 做曲线运动的物体不一定具有加速度 B. 做曲线运动的物体，加速度一定是变化的 C. 物体在恒力的作用下，不可能做曲线运动 D. 做曲线运动的物体，速度一定是变化的 【答案】D 【解析】 【详解】A．做曲线运动的物体的速度发生了变化，即速度的变化量不等于0，根据加速度的定义式可知，做曲线运动的物体一定具有加速度，故A错误； B．做曲线运动的物体，加速度不一定是变化的，例如做平抛运动的物体，加速度始终为重力加速度，故B错误； C．物体在恒力的作用下，当恒力方向与物体运动的速度方向不在同一条直线上时，物体仍然做曲线运动，故C错误； D．做曲线运动的物体，速度的方向沿轨迹的切线，可知，速度方向一定发生变化，即速度一定是变化的，故D正确。 故选D。 2. 一辆汽车在水平公路上转弯，沿曲线由M向N行驶，速度逐渐减小，下图中分别画出了汽车转弯时加速度a的四种方向，你认为正确的是（　　） A B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】沿曲线由M向N行驶，速度逐渐减小，加速度应位于轨迹的凹侧，且加速度方向与速度方向（切线方向）的夹角大于。 故选B。 3. 摩托车正沿圆弧弯道以不变的速率行驶，则它（　　） A. 受到重力、支持力和向心力的作用 B. 所受的地面作用力恰好与重力平衡 C. 所受的合力可能不变 D. 所受的合力始终变化 【答案】D 【解析】 【详解】A．摩托车沿圆弧弯道以不变的速率行驶时，受到重力、支持力、和摩擦力的作用，向心力是合力的效果，不是实际受力，故A错误； B．地面的作用力是摩擦力和支持力的合力，与重力不平衡，故B错误； CD．摩托车做匀速圆周运动，合力方向始终指向圆心，所以所受合力始终变化，故C错误，D正确。 故选D。 4. 如图所示，在马戏表演中，人顶着竖直杆水平向右做匀速运动，同时猴子沿竖直杆向上做初速度为零的匀加速直线运动，下列关于猴子相对地面的运动轨迹可能正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】人顶着竖直杆水平向右做匀速运动，同时猴子沿竖直杆向上做初速度为零的匀加速直线运动，可知猴子的加速度方向竖直向上，由于猴子速度方向与加速度方向不在同一直线上，猴子做曲线运动，根据曲线运动的合外力指向轨迹的凹侧，可知猴子相对地面的运动轨迹可能正确的是图B。 故选B。 5. 如图所示，水平面内的圆盘以角速度绕中心轴匀速转动，在圆盘上放置材料相同、质量均为m的小物块P、Q，两物块随圆盘一起转动，到中心轴的距离分别为r和2r。下列说法正确的是（　　） A. 物块P在运动的过程中，所受到的合力不变 B. 物块Q的线速度大小是物块P的线速度大小的2倍 C. 物块P和Q受到的摩擦力大小相同 D. 物块Q在运动的过程中，摩擦力沿水平面与其运动方向相反 【答案】B 【解析】 【详解】A．物块P在运动的过程中，所受到的合力大小不变，方向时刻发生变化，故A错误； B．小物块P、Q的角速度相等，根据 可知物块Q的线速度大小是物块P的线速度大小的2倍，故B正确； C．根据 ， 可知物块Q受到的摩擦力大小是物块P受到的摩擦力大小的2倍，故C错误； D．物块Q在运动的过程中，摩擦力提供向心力，则摩擦力方向总是指向圆心，故D错误。 故选B。 6. 如图所示，走时准确的时钟，分针与秒针由转动轴到针尖的长度之比是，则下列说法正确的是（　　） A. 分针与秒针的角速度之比为 B. 分针与秒针的周期之比为 C. 分针针尖与秒针针尖的线速度大小之比为 D. 分针针尖与秒针针尖的向心加速度大小之比为 【答案】C 【解析】 【详解】AB．秒针转动一周，分针转动一周的，则分针与秒针的周期之比为 根据 分针与秒针的角速度之比为 故AB错误； C．根据 分针针尖与秒针针尖的线速度大小之比为 故C正确； D．根据 分针针尖与秒针针尖的向心加速度大小之比为 故D错误。 故选C。 7. 如图所示，小球A、B分别从和l的高度水平抛出后落地，上述过程中A、B的水平位移分别为l和。忽略空气阻力，重力加速度为g，则（ ） A. A、B从抛出到落地的过程，位移是相同的 B. A的运动时间是B的2倍 C. A的初速度大小是 D. B落地时刻的速度大小是 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据图中几何关系可知，A、B从抛出到落地的过程，位移大小相等，但方向不同，故A错误； B．根据 ， 可得 ， 可知A的运动时间是B的倍，故B错误； C．根据 可得A的初速度大小为 故C错误； D．B落地时刻的竖直分速度大小为 B的初速度大小为 则B落地时刻的速度大小为 故D正确。 故选D。 8. 如图所示，一同学表演荡秋千，已知秋千的两根绳长均为4m，该同学质量为50kg，绳和踏板的质量忽略不计，当该同学荡到秋千支架的正下方时，踏板速度大小为4m/s，此时每根绳子平均承受的拉力最接近（　　） A. 150N B. 200N C. 250N D. 350N 【答案】D 【解析】 【详解】表演荡秋千的同学做圆周运动，对该同学进行受力分析，设绳长为，在最低点处，每根绳子对该同学的拉力大小为，根据牛顿第二定律有 代入数据，解得每根绳子平均承受的拉力大小为 实际运动中人的重心到悬点的距离小于绳长，故每根绳子平均承受的拉力应接近350N，结合选项数据。 故选D。 9. 如图所示，地球可以看成一个巨大的拱形桥，桥面半径，地面上行驶的汽车中驾驶员的重力，在汽车不离开地面的前提下，下列分析中正确的是（　　） A. 汽车的速度越大，则汽车对地面的压力也越大 B. 不论汽车的行驶速度如何，驾驶员对座椅压力大小都等于 C. 只要汽车行驶，驾驶员对座椅压力大小都小于他自身的重力 D. 如果某时刻速度增大到使汽车对地面压力为零，则此时驾驶员会有失重的感觉 【答案】CD 【解析】 【详解】A．在汽车不离开地面的前提下，有 再由牛顿第三定律可知，汽车的速度越大，汽车对地面的压力就越小，故A错误； BC．以驾驶员为分析对象，则有 再由牛顿第三定律可知，只要汽车行驶，驾驶员对座椅的压力大小都小于他自身的重力，故B错误、C正确； D．如果某时刻速度增大到使汽车对地面压力为零，则此时驾驶员加速度向下，对座椅的压力也为零，处于失重状态。驾驶员会有失重的感觉，故D正确。 故选CD。 10. 如图为湖边一倾角为30°的大坝的横截面示意图，水面与大坝的交点为O．一人站在A点处以速度v0沿水平方向扔小石块，已知AO=40 m，重力加速度g=10 m/s2，忽略人的身高，不计空气阻力．下列说法正确的是（ ） A. 若v0>20 m/s，则石块可以落入水中 B. 若v0<20 m/s，则石块不能落入水中 C. 若石块能落入水中，则v0越大，落水时速度方向与水平面的夹角越大 D. 若石块不能落入水中，则石块落到斜面上时速度方向与斜面的夹角与v0无关 【答案】AD 【解析】 【详解】AB.设石头刚好落入水中，根据 解得 A正确，B错误； CD.设石块落到斜面上时速度方向与斜面的夹角α，根据平抛运动的推论得 无论石块是否落入水中，石块落到斜面上时速度方向与斜面的夹角α都不变，C错误，D正确。 故选AD。 11. 如图所示皮带传动装置，主动轮O1上有两个半径分别为R和r的轮，O2上的轮半径为r′，已知R=2r，r′=R，设皮带不打滑，则（　　） A. B. ： C. D. ： 【答案】AB 【解析】 【分析】 【详解】ACD．AB共轴转动，角速度相等，BC两点靠传送带传动，则线速度大小相等，根据 v=rω 可知 ωB：ωC=rC：rB=2：3 所以 ωA：ωB：ωC=2：2：3 根据 可知 根据 可知 故A正确；CD错误； B．AB共轴转动，角速度相等，有 vA：vB=rA：rB=1：2 BC两点的线速度大小相等，则 vA：vB：vC=1：2：2 故B正确； 故选AB。 12. 如图所示，质量相等的两个小球A和B紧贴倒圆锥筒的光滑内壁各自做水平面内的匀速圆周运动，则（　　） A. A球受到的支持力较大 B. A球与B球向心加速度大小相同 C. A球与B球线速度大小相同 D. A球运动的角速度较小 【答案】BD 【解析】 【详解】A．对小球受力分析如图所示 小球受到重力和支持力，它们的合力提供向心力 F=mgtanθ 筒对小球的支持力 与轨道半径无关，故A错误； B．根据牛顿第二定律，有 可知向心加速度与轨道半径也无关，B正确； C．根据牛顿第二定律，有 解得 由于A球的转动半径较大，A线速度较大，故C错误； D．根据牛顿第二定律，有 F=mgtanθ=mω2r 解得 由于A球转动半径较大，A角速度较小，故D正确。 故选BD。 二、实验题（本题共1小题，共12分。） 13. 图甲是某种“研究平抛运动规律”的实验装置，斜槽末端口N与小球离地面的高度均为H，实验时，当P小球从斜槽末端飞出与挡片相碰，立即断开电路使电磁铁释放Q小球，观察现象，改变H大小，重复实验，得出结论。 （1）由甲装置可观察到的现象是：小球P、Q______（填“同时”或“不同时”）落地。 （2）为了观察到上述实验现象，下列实验条件正确的有______（多选）。 A. 斜槽轨道末段N端必须水平 B. P小球可以从斜槽上不同的位置无初速度释放 C. 斜槽轨道必须光滑 D. P小球每次必须从斜槽上相同的位置无初速度释放 （3）该实验结果可表明（　　） A. P小球竖直方向的分运动与Q小球的运动相同 B. P小球水平方向的分运动是匀速直线运动 C. P小球竖直方向的分运动与Q小球的运动相同，水平方向的分运动是匀速直线运动 （4）若用一张印有小方格（小方格的边长为L=2.5cm）的纸记录Р小球的轨迹，小球在同一初速平抛运动途中的几个位置如图乙中的a、b、c、d所示，重力加速度g=10m/s2，则P小球运动中水平方向分速度大小为______m/s，P小球在b处的瞬时速度的大小为=_______m/s，判断a点_______（填“是”或“不是”）小球平抛运动的起点。 【答案】（1）同时 （2）AB （3）A （4） ①. 1.0 ②. 1.25 ③. 不是 【解析】 【小问1详解】 由甲装置可观察到的现象是：小球P、Q同时落地。 【小问2详解】 A．斜槽轨道末段N端必须水平，以保证小球做平抛运动，故A正确； BD．P小球每次可以从斜槽上不同的位置无初速度释放，因为不用保证每次小球的初速度相同，故B正确，D错误； C．本实验只要求保证小球做平抛运动，斜槽轨道是否光滑不影响实验结果，故C错误。 故选AB。 【小问3详解】 A．两球同时落地，可知P小球在竖直方向上的运动规律与Q小球相同，竖直方向做自由落体运动，故A正确； BC．本实验不能说明P小球在水平方向的分运动是匀速直线运动，故BC错误。 故选A。 【小问4详解】 [1]小球做平抛运动，由图可知a到b与b到c的水平位移相同，则时间间隔相等，设为T。竖直方向有 解得 水平方向有 [2]b点时竖直方向分速度为 则b点的速度大小为 [3] b点的竖直分速度满足 解得 说明真抛出点在a点上方，则a点不是平抛运动的起点。 三、解答题（本题共3小题，共40分。解答题应写出必要的文字说明、方程式或重要演算步聚，只写出最后答案的不得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。） 14. 川六中举行排球比赛，甲同学在距离地面高h1=2.5m处将排球击出，球的初速度沿水平方向，大小为v0=8m/s；乙同学在离地h2=0.7m，处将排球垫起。取重力加速度g=10m/s2，不计空气阻力。求： （1）排球被垫起前在空中运动的时间； （2）排球被垫起前瞬间的速度大小和方向； （3）甲、乙两同学水平方向距离x。 【答案】（1）0.6s：（2）10m/s；α=37°；（3）4.8m 【解析】 【详解】（1）由 可得排球被垫起前在空中运动的时间 （2）由 可得 则排球被垫起前瞬间的速度大小 方向与水平方向夹角正切 即瞬时速度方向与水平方向夹角为37°； （3）甲、乙两同学水平方向距离 15. 长为L的细绳，一端拴一质量为m的小球，另一端固定于O点，让其在水平面内做匀速圆周运动（圆锥摆），摆线与竖直方向的夹角为，重力加速度为g，求： （1）细绳的拉力F； （2）小球运动的线速度的大小。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）小球受重力和拉力作用，两个力的合力提供向心力，则可得 （2）根据牛顿第二定律得 又 解得 16. 如图所示为固定在竖直平面内的光滑轨道DCBA，其中CBA部分是半径的半圆形轨道（AC是圆的直径），DC部分是水平轨道。一个质量的小球沿水平方向进入轨道，通过最高点A后落在水平轨道上，已知落地瞬间速度方向与水平成角。小球运动过程中所受空气阻力忽略不计，g取。求： （1）小球经过A点的速度大小； （2）小球落地点与C点间的水平距离； （3）小球在A点时轨道对小球压力大小。 【答案】（1）4m/s；（2）1.6m；（3）15N 【解析】 【详解】（1）通过最高点A后落在水平轨道上，竖直方向有 根据速度分解可知 解得 m/s （2）根据平抛运动水平方向的规律可知小球落地点与C点间的水平距离为 落地时间为 联立解得 m （3）设小球在A点时轨道对小球的压力大小为，根据牛顿第二定律有 解得 N 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$