精品解析：广东省惠州市惠城区惠州中学2023-2024学年高一下学期4月期中物理试题

惠州中学2023级高一年级下学期4月期中考试物理试卷 一、单选题（共7题，每小题4分，合计28分） 1. 如图所示，下列有关生活中的圆周运动实例分析，说法正确的是（　　） A. 脱水桶能脱水的原因是水滴受到脱水桶对它的背离圆心向外的离心力作用 B “水流星”表演中“水流星”通过最高点时一定处于完全失重状态，不受重力作用 C. 物体随着圆盘起转动，当转盘的角速度一定时，物体离转盘中心越远，越容易做离心运动 D. 在铁路转弯处，通常要求外轨比内轨高，当火车转弯超过规定速度行驶时，内轨对内轮缘会有挤压作用 2. 在速滑接力比赛中，“交棒”的曲春雨在“接棒”的任子威身后猛推一把，使任子威获得更大的速度向前滑行。若任子威的质量大于曲春雨的质量，不计阻力，在曲春雨用力推任子威的过程中，则曲春雨和任子威组成的系统（ ） A. 动量不守恒，机械能守恒 B. 动量不守恒，机械能不守恒 C. 动量守恒，机械能守恒 D. 动量守恒，机械能不守恒 3. 汽车在水平地面转弯时，坐在车里的小云发现车内挂饰偏离了竖直方向，如图所示。设转弯时汽车所受的合外力为F，关于本次转弯，下列图示可能正确的是（　　） A. B. C. D. 4. 一住宅阳台失火，消防员用靠在一起的两支水枪喷水灭火，如图所示甲水柱射向水平阳台近处着火点A，乙水柱射向水平阳台远处着火点B，两水柱最高点在同一水平线上，不计空气阻力，甲、乙水柱喷出时的速度大小分别为、，甲、乙水柱在空中运动的时间分别为、。以下判断正确的是（ ） A. B. C. D. 5. 2020年7月23日12时41分，我国首枚火星探测器“天问一号”成功发射。发射后“天问一号”将在地火转移轨道飞行约7个月后，到达火星附近，通过“刹车”完成火星捕获，进入环火轨道，然后进行多次变轨。进入近火圆轨道，最终择机开展着陆、巡视等任务。如图为“天问一号”环绕火星变轨示意图，下列说法正确的是（ ） A. “天问一号”在轨道3上经过A点的速度大于在轨道2上经过A点的速度 B. “天问一号”在轨道3上经过A点的加速度大于在轨道1上经过A点的加速度 C. “天问一号”在轨道1上经过A点的机械能等于在轨道1上经过B点的机械能 D. “天问一号”在轨道2上经过A点的机械能大于在轨道1上经过B点的机械能 6. 地下车库为了限制车辆高度，现已采用如图所示曲杆道闸，它是由相同长度的转动杆AB和横杆BC组成。B、C为横杆的两个端点，道闸工作期间，横杆BC始终保持水平。现道闸正在缓缓打开，转动杆AB绕A点的转动过程中，B、C两端点划过的某一段圆弧可视为匀速圆周运动，则在该段转动过程中（ ） A. B、C两点的线速度大小 B. B、C两点的线速度大小 C. B、C两点线速度都保持不变 D. B、C两点的线速度都发生了改变 7. 如图所示，在竖直平面内有一半径为R的四分之一圆弧轨道BC，与竖直轨道AB和水平轨道CD相切，轨道均光滑。现有长也为R的轻杆，两端固定质量均为m的相同小球a、b（可视为质点），用某装置控制住小球a，使轻杆竖直且小球b与B点等高，然后由静止释放，杆将沿轨道下滑。设小球始终与轨道接触，重力加速度为g。则（ ） A. 下滑过程中a球机械能增大 B. 下滑过程中b球机械能守恒 C. a球到达水平面时，b球的速度小于 D. 从释放至a球到滑过C点的过程中，轻杆对b球做正功为 二、多选题（共3题，每小题6分，全选得6分，漏选得3分，错选得0分，合计18分） 8. 为了安全，轿车中都装有安全气囊，当发生剧烈碰撞时，安全气囊启动为驾驶员提供保护。关于安全气囊的作用下列说法正确的是（ ） A. 增大了驾驶员与安全气囊的作用时间 B. 减小了驾驶员所受到的撞击力 C. 减小了驾驶员的动量变化量 D. 减小了驾驶员受到撞击力的冲量 9. 嫦娥四号探测器成功发射， 实现了人类航天器首次在月球背面巡视探测，率先在月背刻上了中国足迹。已知月球的质量为M、半径为R， 探测器的质量为m，引力常量为G，嫦娥四号探测器围绕月球做半径为r的匀速圆周运动时，探测器的（　　） A. 周期为 B. 角速度为 C. 向心加速度为 D. 线速度为 10. 如图所示，倾斜的传送带在电动机的带动下，始终保持的速率运行。现把一物块（可视为质点）轻轻放在传送带底端，物块经过先加速后匀速被传送到传送带的最高点。已知t为运动时间，x为物块沿斜面运动的距离。某同学以传送带底端所在水平面为零势能面，画出了在物块由传送带底端被传送到传送带的最高点的过程中，物块的速度v，重力势能，机械能E，物块和传送带摩擦产生的内能等四个物理量变化情况图像如下图所示，其中正确的是（ ） A. B. C. D. 三、实验题（共2题，合计12分） 11. 实验小组利用如图甲装置研究平抛运动规律，安装好实验装置，并在实验装置正前方安装一台高速照相机，照相机闪光频率恒定，让小球从轨道上某位置释放，拍摄小球运动过程中一系列位置的像，得到小球平抛过程位置的照片，其中照片与实物比例为，重力加速度g取。 （1）下列关于本实验过程中的一些要求，其中合理的是______。 A 斜槽轨道尽可能光滑 B. 安装斜槽轨道使其末端切线保持水平 C. 小球每次释放位置必须同一位置 D. 小球每次释放时速度必须为零 （2）由于闪光照片上无法显示小球平抛的初始位置，但能准确的确定竖直方向作为y轴，找出相邻的三个像点a、b、c，用刻度尺测出三个像点到y轴距离及三个像点间竖直方向上的距离如图乙所示，照片上a、b两个像点对应实际位置的高度差为______m：小球平抛的初速度大小为______m/s。（结果均保留两位有效数字） 12. 某探究小组利用图示装置验证机械能守恒定律。如图所示，将拉力传感器固定在天花板上，不可伸长细线一端连在拉力传感器上的O点，另一端系住可视为质点的钢球。开始钢球静止于最低位置，此时拉力传感器示数为，将钢球拉至细线与竖直方向成角处无初速释放，拉力传感器显示拉力的最大值为F，重力加速度为g，则 （1）钢球质量___________； （2）该组同学将钢球拉至细线与竖直方向不同角静止释放，记下拉力传感器最大示数F，并作出图像，如果钢球的机械能守恒，下列图像合理的是___________。 A． B． C． （3）如果钢球摆动过程中机械能守恒，则图像的斜率___________。 四、解答题（共3题，合计42分） 13. 图为一列质量为m正在高速行驶的动车，最大功率为P，假设动车以恒定的功率P启动，经时间t达到该功率下的最大速度，设动车行驶过程所受到的阻力保持不变，都在平直的轨道上运动。求： （1）动车行驶过程所受到的阻力； （2）动车达到最大速度时走过的位移x。 14. 如图所示，一轮滑运动员从左侧平台上水平飞出，恰能无碰撞地沿圆弧切线从A点进入光滑竖直圆弧轨道后.已知运动员与滑板的总质量m，可视为质点，圆弧半径R，平台与A点的高度差h=0.32R，AO连线与竖直方向夹角为，重力加速度g，sin53°=0.8，cos53°=0.6，空气阻力忽略不计，求： （1）运动员平抛的初速度； （2）运动员运动到圆弧轨道最低点B时对轨道的压力. 15. 某玩具结构模型如图所示，玩具车固定在点，玩时按下按钮后弹簧将玩具车弹出，沿着固定的轨道运动。某次玩具车被弹出后，恰好经过竖直圆轨道最高点，过圆形轨道后经过长为的粗糙水平轨道后，进入倾角的倾斜轨道，到达最高点。已知、、三个点高度相同，玩具车与粗糙轨道和间的动摩擦因数均为，其它摩擦不计，倾斜轨道与水平轨道交接处不损失机械能，已知玩具车质量为，圆形轨道半径，求 (1)弹簧的弹性势能； (2)长度； (3)若倾斜轨道的倾角可以调节，且长度足够长，要使小车能返回且不脱离轨道，则需满足什么条件。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 惠州中学2023级高一年级下学期4月期中考试物理试卷 一、单选题（共7题，每小题4分，合计28分） 1. 如图所示，下列有关生活中的圆周运动实例分析，说法正确的是（　　） A. 脱水桶能脱水的原因是水滴受到脱水桶对它的背离圆心向外的离心力作用 B. “水流星”表演中“水流星”通过最高点时一定处于完全失重状态，不受重力作用 C. 物体随着圆盘起转动，当转盘的角速度一定时，物体离转盘中心越远，越容易做离心运动 D. 铁路转弯处，通常要求外轨比内轨高，当火车转弯超过规定速度行驶时，内轨对内轮缘会有挤压作用 【答案】C 【解析】 【详解】A．脱水桶原理是衣服上小水珠做圆周运动需要的向心力大于衣服提供的力做离心运动，故A错误； B．水流星在最高点时仍然受重力作用，故B错误； C．在圆盘上的物体所受到的摩擦力提供向心力，当物体即将运动时，假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力可知 离中心越远越容易做离心运动，故C正确； D．超速行驶时做圆周运动做需要的向心力增大大于火车原有提供向心力的力，火车做离心运动挤压外轨，故D错误。 故选C。 【点睛】本题考查物体做离心运动所需满足的条件，根据做圆周运动的向心力与提供向心力的力之间的大小关系进行分析。 2. 在速滑接力比赛中，“交棒”的曲春雨在“接棒”的任子威身后猛推一把，使任子威获得更大的速度向前滑行。若任子威的质量大于曲春雨的质量，不计阻力，在曲春雨用力推任子威的过程中，则曲春雨和任子威组成的系统（ ） A. 动量不守恒，机械能守恒 B. 动量不守恒，机械能不守恒 C. 动量守恒，机械能守恒 D. 动量守恒，机械能不守恒 【答案】D 【解析】 【详解】曲春雨猛推任子威一把，使任子威获得更大的速度向前滑行，忽略运动员与冰面在水平方向上的相互作用，系统合力为零，则系统动量守恒；因为在推任子威的过程中消耗了曲春雨的生物内能转化为系统的机械能，所以系统机械能不守恒。 故选D。 3. 汽车在水平地面转弯时，坐在车里的小云发现车内挂饰偏离了竖直方向，如图所示。设转弯时汽车所受的合外力为F，关于本次转弯，下列图示可能正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】根据图中可知，车内的挂饰偏向了右方，由此可知，汽车正在向左转弯，由于汽车做曲线运动，故合力F指向轨迹的内侧，故A正确，BCD错误。 故选A。 4. 一住宅阳台失火，消防员用靠在一起的两支水枪喷水灭火，如图所示甲水柱射向水平阳台近处着火点A，乙水柱射向水平阳台远处着火点B，两水柱最高点在同一水平线上，不计空气阻力，甲、乙水柱喷出时的速度大小分别为、，甲、乙水柱在空中运动的时间分别为、。以下判断正确的是（ ） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】设最高点离地面的高度为，离水平阳台的高度为，则 ， 水柱在空中运动的时间 根据题意可知，甲、乙两水柱最高点在同一水平线上，则甲、乙水柱在空中运动的时间相等，根据 则甲、乙水柱竖直方向的初速度相等，由图可知，乙的水平位移大，根据 则乙水平方向的初速度大，根据 则乙水柱喷出时的速度大。 故选B。 5. 2020年7月23日12时41分，我国首枚火星探测器“天问一号”成功发射。发射后“天问一号”将在地火转移轨道飞行约7个月后，到达火星附近，通过“刹车”完成火星捕获，进入环火轨道，然后进行多次变轨。进入近火圆轨道，最终择机开展着陆、巡视等任务。如图为“天问一号”环绕火星变轨示意图，下列说法正确的是（ ） A. “天问一号”在轨道3上经过A点的速度大于在轨道2上经过A点的速度 B. “天问一号”在轨道3上经过A点的加速度大于在轨道1上经过A点的加速度 C. “天问一号”在轨道1上经过A点的机械能等于在轨道1上经过B点的机械能 D. “天问一号”在轨道2上经过A点的机械能大于在轨道1上经过B点的机械能 【答案】C 【解析】 【详解】A．“天问一号”由轨道2到轨道3是经过“刹车”完成的，所以轨道3上经过A点的速度小于在轨道2上经过A点的速度，A错误； B．轨道上的加速度由万有引力提供的，在轨道3和轨道1上的A点时万有引力相等，所以“天问一号”在轨道3上经过A点的加速度等于在轨道1上经过A点的加速度，B错误； C．“天问一号”在轨道1运行的过程中，仅有万有引力做功，机械能守恒，所以“天问一号”在轨道1上经过A点的机械能等于在轨道1上经过B点的机械能，C正确； D．“天问一号”在轨道2上经过A点的动能小于在轨道1上经过A点的动能，所以在轨道2上经过A点的机械能小于在轨道1上经过A点的机械能，而卫星在同一轨道上运动时，机械能守恒，所以“天问一号”在轨道2上经过A点的机械能小于在轨道1上经过B点的机械能，D错误。 故选C 6. 地下车库为了限制车辆高度，现已采用如图所示曲杆道闸，它是由相同长度的转动杆AB和横杆BC组成。B、C为横杆的两个端点，道闸工作期间，横杆BC始终保持水平。现道闸正在缓缓打开，转动杆AB绕A点的转动过程中，B、C两端点划过的某一段圆弧可视为匀速圆周运动，则在该段转动过程中（ ） A. B、C两点的线速度大小 B. B、C两点的线速度大小 C. B、C两点的线速度都保持不变 D. B、C两点的线速度都发生了改变 【答案】D 【解析】 【详解】AB．横杆BC始终保持水平，则BC杆上各点相对静止，所以C点的速度始终与B点相同，所以B、C两点的线速度大小关系是 vB = vC AB错误； CD．由于B点做匀速圆周运动，线速度大小不变，但方向时刻改变，又因C点的速度始终与B点相同，所以C点的速度方向也时刻改变，C错误，D正确。 故选D。 7. 如图所示，在竖直平面内有一半径为R四分之一圆弧轨道BC，与竖直轨道AB和水平轨道CD相切，轨道均光滑。现有长也为R的轻杆，两端固定质量均为m的相同小球a、b（可视为质点），用某装置控制住小球a，使轻杆竖直且小球b与B点等高，然后由静止释放，杆将沿轨道下滑。设小球始终与轨道接触，重力加速度为g。则（ ） A. 下滑过程中a球机械能增大 B. 下滑过程中b球机械能守恒 C. a球到达水平面时，b球的速度小于 D. 从释放至a球到滑过C点的过程中，轻杆对b球做正功为 【答案】D 【解析】 【详解】D．最终a、b都滑至水平轨道时（即小球a滑过C点后，）速度相等，设为v，下滑过程中只有重力对a、b组成的系统做功，则根据机械能守恒定律有 解得 设从释放至a球到滑过C点的过程中，轻杆对b球做功为W，对b根据动能定理有 解得 故D正确； AB．根据前面分析可知，系统机械能守恒，下滑过程中，杆对b球做正功，对a球做负功，所以a球机械能减少，b球机械能增加，故AB错误； C．a球到达水平面时，b球的速度大于，选项C错误。 故选D。 二、多选题（共3题，每小题6分，全选得6分，漏选得3分，错选得0分，合计18分） 8. 为了安全，轿车中都装有安全气囊，当发生剧烈碰撞时，安全气囊启动为驾驶员提供保护。关于安全气囊的作用下列说法正确的是（ ） A. 增大了驾驶员与安全气囊的作用时间 B. 减小了驾驶员所受到的撞击力 C. 减小了驾驶员的动量变化量 D. 减小了驾驶员受到撞击力的冲量 【答案】AB 【解析】 【详解】A．由于安全气囊的缓冲作用，碰撞过程中，增大了驾驶员与安全气囊的作用时间，故A正确； B．根据动量定理有 在碰撞过程中，驾驶员的动量变化量一定，而碰撞过程中，增大了驾驶员与安全气囊的作用时间，可知减小了驾驶员的撞击力，故B正确； C.动量的变化量等于末动量减去初动量，可知在碰撞过程中，驾驶员的动量变化量一定，故C错误； D．根据动量定理有 结合上述可知，在碰撞过程中，驾驶员的动量变化量一定，则驾驶员受到撞击力的冲量一定，故D错误； 故选AB。 9. 嫦娥四号探测器成功发射， 实现了人类航天器首次在月球背面巡视探测，率先在月背刻上了中国足迹。已知月球的质量为M、半径为R， 探测器的质量为m，引力常量为G，嫦娥四号探测器围绕月球做半径为r的匀速圆周运动时，探测器的（　　） A. 周期为 B. 角速度为 C. 向心加速度为 D. 线速度为 【答案】AD 【解析】 【详解】A．根据 故A正确； B．根据 故B错误； C．根据 故C错误； D．根据 故D正确。 故选AD。 10. 如图所示，倾斜的传送带在电动机的带动下，始终保持的速率运行。现把一物块（可视为质点）轻轻放在传送带底端，物块经过先加速后匀速被传送到传送带的最高点。已知t为运动时间，x为物块沿斜面运动的距离。某同学以传送带底端所在水平面为零势能面，画出了在物块由传送带底端被传送到传送带的最高点的过程中，物块的速度v，重力势能，机械能E，物块和传送带摩擦产生的内能等四个物理量变化情况图像如下图所示，其中正确的是（ ） A. B. C. D. 【答案】AC 【解析】 【详解】A．物块刚放到传送带上时，相对传送带向下运动，则由牛顿第二定律得 解得 物块的速度为 物块做初速度为零的匀加速运动，当物块速度等于传送带速度后，物块相对传送带静止，随传送带做匀速运动。故A正确； BC．物块的重力势能为 物块相对传送带运动时，机械能为 相对静止后，物块的机械能为 故C正确；B错误； D．在物块与传送带共速之前，有相对运动，则 共速后，没有相对运动，不再产生热量。故D错误。 故选AC。 三、实验题（共2题，合计12分） 11. 实验小组利用如图甲装置研究平抛运动规律，安装好实验装置，并在实验装置正前方安装一台高速照相机，照相机闪光频率恒定，让小球从轨道上某位置释放，拍摄小球运动过程中一系列位置的像，得到小球平抛过程位置的照片，其中照片与实物比例为，重力加速度g取。 （1）下列关于本实验过程中的一些要求，其中合理的是______。 A. 斜槽轨道尽可能光滑 B. 安装斜槽轨道使其末端切线保持水平 C. 小球每次释放位置必须是同一位置 D. 小球每次释放时速度必须零 （2）由于闪光照片上无法显示小球平抛的初始位置，但能准确的确定竖直方向作为y轴，找出相邻的三个像点a、b、c，用刻度尺测出三个像点到y轴距离及三个像点间竖直方向上的距离如图乙所示，照片上a、b两个像点对应实际位置的高度差为______m：小球平抛的初速度大小为______m/s。（结果均保留两位有效数字） 【答案】（1）B （2） ①. 0.15 ②. 1.5 【解析】 【小问1详解】 通过闪光照片来研究平抛运动，一张照片显示小球不同时刻的位置，不需要小球静止释放，也不需要多次从同一位置释放，斜槽轨道不需要光滑；为了保证抛出时的速度处于水平方向，必须安装斜槽轨道使其末端切线保持水平。 故选B。 【小问2详解】 [1]由照片与实物比例为，则照片上a、b两个像点对应实际位置的高度差为 [2]竖直方向根据 解得 则小球平抛的初速度大小为 12. 某探究小组利用图示装置验证机械能守恒定律。如图所示，将拉力传感器固定在天花板上，不可伸长细线一端连在拉力传感器上的O点，另一端系住可视为质点的钢球。开始钢球静止于最低位置，此时拉力传感器示数为，将钢球拉至细线与竖直方向成角处无初速释放，拉力传感器显示拉力的最大值为F，重力加速度为g，则 （1）钢球质量___________； （2）该组同学将钢球拉至细线与竖直方向不同角静止释放，记下拉力传感器最大示数F，并作出图像，如果钢球的机械能守恒，下列图像合理的是___________。 A． B． C． （3）如果钢球摆动过程中机械能守恒，则图像的斜率___________。 【答案】 ①. ②. C ③. -2 【解析】 【详解】（1）[1]根据题意，由平衡条件有 解得 （2）[2]根据题意，在A点，由牛顿第二定律有 若从B点到A点的机械能守恒，则有 联立整理可得 根据数学方法可知C图正确。 （3）[3]根据题意，结合上述分析，可知图线的斜率为 四、解答题（共3题，合计42分） 13. 图为一列质量为m正在高速行驶动车，最大功率为P，假设动车以恒定的功率P启动，经时间t达到该功率下的最大速度，设动车行驶过程所受到的阻力保持不变，都在平直的轨道上运动。求： （1）动车行驶过程所受到的阻力； （2）动车达到最大速度时走过的位移x。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）当速度达到最大时，牵引力等于阻力，则有 又 联立解得动车行驶过程所受到的阻力 （2）动车以恒定的功率P启动，经时间t达到该功率下的最大速度，根据动能定理可得 解得动车走过的位移为 14. 如图所示，一轮滑运动员从左侧平台上水平飞出，恰能无碰撞地沿圆弧切线从A点进入光滑竖直圆弧轨道后.已知运动员与滑板的总质量m，可视为质点，圆弧半径R，平台与A点的高度差h=0.32R，AO连线与竖直方向夹角为，重力加速度g，sin53°=0.8，cos53°=0.6，空气阻力忽略不计，求： （1）运动员平抛的初速度； （2）运动员运动到圆弧轨道最低点B时对轨道的压力. 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）运动员从平台飞出后做平抛运动，竖直方向有 解得 由几何关系 解得 （2）运动员由A到B，由动能定理得 解得 牛顿第二定律得 解得 由牛顿第三定律得 即压力 15. 某玩具结构模型如图所示，玩具车固定在点，玩时按下按钮后弹簧将玩具车弹出，沿着固定的轨道运动。某次玩具车被弹出后，恰好经过竖直圆轨道最高点，过圆形轨道后经过长为的粗糙水平轨道后，进入倾角的倾斜轨道，到达最高点。已知、、三个点高度相同，玩具车与粗糙轨道和间的动摩擦因数均为，其它摩擦不计，倾斜轨道与水平轨道交接处不损失机械能，已知玩具车质量为，圆形轨道半径，求 (1)弹簧的弹性势能； (2)的长度； (3)若倾斜轨道的倾角可以调节，且长度足够长，要使小车能返回且不脱离轨道，则需满足什么条件。 【答案】(1)0.2J；(2)1.4m；(3) 【解析】 【详解】(1)玩具车恰好通过最高点，即在点只受到重力，重力提供向心力 由点到点只有重力做功，机械能守恒 得 (2)从点到点动能定理 得 (3)设改变夹角后玩具车能到达斜面最高点，与斜面最高点间长度为，从点到最高点动能定理 玩具车返回点后不脱离轨道，即小车到达点左侧与半径等高处时速度为0，返回过程动能定理 联立得 即 能返回则 综上 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$