精品解析：北京市第四中学顺义分校2023-2024学年高一下学期期中考试物理试题

北京市第四中学顺义分校2023-2024学年度第二学期 高一物理期中试卷 一.选择题（本题共14小题，每题3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. 物体做曲线运动时，下列说法中正确的是（　　） A. 加速度一定是变化的 B. 速度的大小一定变化 C. 合力一定是变化 D. 速度的方向一定变化 2. 做匀速圆周运动的物体，下列哪些量是不变的（　　） A. 线速度 B. 角速度 C. 向心加速度 D. 向心力 3. 如图所示一个圆盘在水平面内匀速转动，盘面上有一个小物体在随圆盘一起做匀速圆周动。分析小物体受到的力，下列说法正确的是（　　） A. 重力和支持力 B. 重力和静摩擦力 C. 重力、支持力和静摩擦力 D. 重力、支持力、静摩擦力和向心力ω 4. 自行车的大齿轮、小齿轮、后轮的半径不一样，它们的边缘有三个点A、B、C，如图所示。正常骑行自行车时，下列说法正确的是（ ） A. A、B两点的线速度大小相等，角速度大小也相等 B. A、C两点的角速度大小相等，周期也相等 C. A点的向心加速度小于B点的向心加速度 D. B点向心加速度大于C点的向心加速度 5. 一物体做匀速圆周运动的半径为r，线速度大小为v，角速度为，周期为T，关于这些物理量的关系，下列关系式正确的是（　　） A. B. C. D. 6. 公路上的拱形桥是常见的，汽车过桥时的运动可以看做圆周运动。如图所示，汽车通过桥最高点时（ ） A. 车对桥的压力小于汽车的重力 B. 车对桥的压力与汽车的重力是一对相互作用力 C. 桥对车的支持力与汽车的重力是一对平衡力 D. 桥对车的支持力与汽车的重力是一对相互作用力 7. 一个物体以初速度v0水平抛出，落地时速度为v，则运动时间为（不计空气阻力，重力加速度为g）（　　） A. B. C. D. 8. 如图所示，在光滑水平面上，一质量为m小球在绝的拉力作用下做半径为r的匀速圆周运动，小球运动的线速度为v，小球运动的角速度为ω，则绳的拉力大小为（ ） A. B. C. D. 9. 汽车在水平公路上转弯，沿曲线由M向N加速行驶。下图中分别画出了汽车转弯时所受合力F的四种方向，你认为正确的是（　　） A. B. C. D. 10. 有一种杂技表演叫“飞车走壁”．由杂技演员驾驶摩托车沿圆台形表演台的侧壁，做匀速圆周运动．图中粗线圆表示摩托车的行驶轨迹，轨迹离地面的高度为h。下列说法中正确的是（　　） A. h越高，摩托车对侧壁的压力将越大 B. h越高，摩托车做圆周运动向心力将越大 C. h越高，摩托车做圆周运动的周期将越小 D. h越高，摩托车做圆周运动的线速度将越大 11. 一水平抛出的小球落到一倾角为θ的斜面上时，其速度方向与斜面垂直，运动轨迹如图中虚线所示，小球在竖直方向下落的距离与在水平方向通过的距离之比为（　　） A. B. tanθ C. D. 2tanθ 12. 在同一平台上的O点抛出的3个物体，做平抛运动的轨迹如图所示，则3个物体做平抛运动的初速度以vA、vB、vC的关系和3个物体运动的时间tA、tB、tC的关系分别是（ ） A. ， B. ， C. ， D. ， 13. 如图所示，从地面上同一位置抛出两小球A．B，分别落在地面上的M．N点，两球运动的最大高度相同． 空气阻力不计，则(　　) A. B的加速度比A的大 B. B的飞行时间比A的长 C. B在最高点的速度等于A在最高点的速度 D. B在落地时的速度比A在落地时的大 14. 如图所示，足够宽的光滑斜面与水平面的夹角为。小球从O点以水平速度抛出，落地点为P。保持的距离不变，逐渐增大夹角，将小球仍然从O点以相同水平速度抛出。不计一切阻力，增大的过程中，小球落地点与P点的关系正确的是（ ） A. 落地点在P点左侧，且落地点离P点的距离在变大 B. 落地点在P点左侧，且落地点离P点的距离在变小 C. 落地点在P点右侧，且落地点离P点的距离在变大 D. 落地点在P点右侧，且落地点离P点的距离在变小 二.填空题（本大题共2小题，共18分） 15. 我们可以用如图所示的实验装置来探究影响向心力大小的因素。长槽上的挡板B到转轴的距离是挡板A的2倍，长槽上的挡板A和短槽上的挡板C到各自转轴的距离相等。转动手柄使长槽和短槽分别随变速塔轮匀速转动，槽内的球就做匀速圆周运动。横臂的挡板对球的压力提供了向心力，球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力筒下降，从而露出标尺，标尺上的红白相间的等分格显示出两个球所受向心力的比值。 （1）用该装置探究“向心力大小与半径、角速度、质量的关系”时，主要采用的实验方法是 法（填选项前的字母） A. 等效替代 B. 控制变量 （2）探究向心力和角速度的关系时，应将传动皮带套在两塔轮半径不同的轮盘上，将质量相同的小球分别放在挡板_______和挡板_______处（选填“A”或“B”或“C”）。 16. （1）在做“研究平抛运动”实验的过程中，要求小球每次从斜槽上相同位置无初速度释放，请你解释这样操作的原因是什么？______ （2）为定量研究，用一张印有小方格的纸记录轨迹，如图所示，小方格的边长L=1.25cm。若小球在平抛运动中的几个位置如图中a、b、c、d所示，其中a点是抛出点，a、b、c、d四个记录点中，相邻两点间的时间间隔是否相等？______请说明原因。______ （3）借助坐标纸计算小球平抛的初速度v0=__________m/s。（取g=10m/s2） 三.解答题（本大题共4小题，共40分，解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤） 17. 小天同学利用无人机玩“空投”游戏。无人机以的速度水平向右匀速飞行，在某时刻释放了一个小球。此时无人机到水平地面的距离，空气阻力忽略不计，g取10m/s2。 （1）求小球下落时间t； （2）求小球释放点与落地点之间的水平距离x； （3）小娇同学利用高速摄像机记录了整个“空投”的过程，如果以小球抛出点为坐标原点，分别以水平和竖直方向为坐标轴建立直角坐标系，请证明小球在空中的轨迹是一条抛物线。 18. 长为L的细线，拴一质量为m的小球，一端固定于O点，使小球在水平面内做匀速圆周运动（这种运动通常称为圆锥 摆运动），如图所示，当摆线L与竖直方向的夹角为α时，求： （1）细线对小球的拉力F； （2）小球运动的向心加速度an； （3）小球运动的角速度ω。 19. 如图所示，长度为L=0.4m的轻绳，系一小球在竖直平面内做圆周运动，小球的质量为m=0.5kg，小球半径不计，g取10m/s2，求： （1）小球刚好通过最高点时的速度大小； （2）小球通过最高点时的速度大小为4m/s时，绳的拉力大小； （3）若轻绳能承受的最大张力为45N，小球运动到最低点的最大速度为多少？ 20. 如图所示，半径为，内径很小的光滑半圆管竖直放置。两个质量均为的小球、以不同的速度进入管内，通过最高点时，对管壁上部的压力为，通过最高点时，对管壁下部的压力为，求： （1）两球在最高点速度大小； （2）、两球落地点间的距离。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 北京市第四中学顺义分校2023-2024学年度第二学期 高一物理期中试卷 一.选择题（本题共14小题，每题3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. 物体做曲线运动时，下列说法中正确的是（　　） A. 加速度一定是变化的 B. 速度的大小一定变化 C. 合力一定是变化的 D. 速度的方向一定变化 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】AC．曲线运动的条件是初速度与加速度（合力）不在同一条直线上，加速度（合力）可以是恒力，也可以是变力，故AC错误； BD．做曲线运动的物体速度方向沿着运动轨迹的切线方向，所以做曲线运动的物体速度方向一定时刻变化，速度的大小不一定改变，故D正确，B错误。 故选D。 2. 做匀速圆周运动的物体，下列哪些量是不变的（　　） A. 线速度 B. 角速度 C. 向心加速度 D. 向心力 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】在描述匀速圆周运动的物理量中，线速度、向心加速度、向心力这几个物理量都是矢量，虽然其大小不变但是方向在变，因此这些物理量是变化的；所以保持不变的量是角速度。 故选B。 3. 如图所示一个圆盘在水平面内匀速转动，盘面上有一个小物体在随圆盘一起做匀速圆周动。分析小物体受到的力，下列说法正确的是（　　） A. 重力和支持力 B. 重力和静摩擦力 C. 重力、支持力和静摩擦力 D. 重力、支持力、静摩擦力和向心力ω 【答案】C 【解析】 【详解】在竖直方向上，小物体受到重力和盘面给小物体的支持力。水平方向上，静摩擦力提供向心力。所以物体受到重力、支持力和静摩擦力。 故选C。 4. 自行车的大齿轮、小齿轮、后轮的半径不一样，它们的边缘有三个点A、B、C，如图所示。正常骑行自行车时，下列说法正确的是（ ） A. A、B两点的线速度大小相等，角速度大小也相等 B. A、C两点的角速度大小相等，周期也相等 C. A点的向心加速度小于B点的向心加速度 D. B点的向心加速度大于C点的向心加速度 【答案】C 【解析】 【详解】AB．A、B两点为链条传动，两点的线速度相等，根据，由于半径不同，则A、B两点角速度不相等，B、C两点属于同轴转动，故角速度相等，周期也相等，所以A、C两点的角速度大小不相等，周期也不相等，故AB错误； C．A、B两点的线速度相等，根据可知，A的半径比较大，所以A点的向心加速度小于B点的向心加速度，故C正确； D．B、C点的角速度是相等的，根据可知，C点的半径比较大，所以C点的向心加速度大于B点的向心加速度，故D错误。 故选C。 5. 一物体做匀速圆周运动的半径为r，线速度大小为v，角速度为，周期为T，关于这些物理量的关系，下列关系式正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】AD．根据线速度的定义可知 故D正确，A错误； BC．因为 所以 故B、C错误。 故选D。 6. 公路上的拱形桥是常见的，汽车过桥时的运动可以看做圆周运动。如图所示，汽车通过桥最高点时（ ） A. 车对桥的压力小于汽车的重力 B. 车对桥的压力与汽车的重力是一对相互作用力 C. 桥对车的支持力与汽车的重力是一对平衡力 D. 桥对车的支持力与汽车的重力是一对相互作用力 【答案】A 【解析】 【详解】AC．在最高点，合外力的方向竖直向下，加速度方向向下，则有 所以 可知桥对车的支持力小于车的重力，结合牛顿第三定律可知车对桥的压力小于汽车的重力，故A正确，C错误； B．车对桥的压力施力物体是车，受力物体是桥，汽车的重力施力物体是地球，涉及三个物体，所以车对桥的压力与汽车的重力不是一对相互作用力，故B错误； D．桥对车的支持力施力物体是桥，受力物体是车，汽车的重力是施力物体是地球，涉及三个物体，桥对车的支持力与汽车的重力不是一对相互作用力，故D错误。 故选A。 7. 一个物体以初速度v0水平抛出，落地时速度为v，则运动时间为（不计空气阻力，重力加速度为g）（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】根据速度的矢量关系可以求出落地时物体竖直方向上的速度 物体在竖直方向上做自由落体运动，所以运动时间为 故选C。 8. 如图所示，在光滑水平面上，一质量为m的小球在绝的拉力作用下做半径为r的匀速圆周运动，小球运动的线速度为v，小球运动的角速度为ω，则绳的拉力大小为（ ） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】对小球受力分析可知，小球受重力、平面的支持力和绳子拉力，绳子拉力提供向心力，可得 故选A。 9. 汽车在水平公路上转弯，沿曲线由M向N加速行驶。下图中分别画出了汽车转弯时所受合力F的四种方向，你认为正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】做曲线运动的汽车受到的合力指向其运动轨迹弯曲的内侧，且汽车沿曲线由M向N加速行驶，即速度方向（轨迹的切线方向）与F的夹角为锐角。 故选D。 10. 有一种杂技表演叫“飞车走壁”．由杂技演员驾驶摩托车沿圆台形表演台的侧壁，做匀速圆周运动．图中粗线圆表示摩托车的行驶轨迹，轨迹离地面的高度为h。下列说法中正确的是（　　） A. h越高，摩托车对侧壁的压力将越大 B. h越高，摩托车做圆周运动的向心力将越大 C. h越高，摩托车做圆周运动的周期将越小 D. h越高，摩托车做圆周运动的线速度将越大 【答案】D 【解析】 【详解】AB．杂技演员以及摩托车所受的重力和支持力的合力提供向心力，向心力 对侧壁的压力 其中是表演台的侧壁与地面的夹角，可以看出，向心力和对侧壁的压力均与无关，故AB错误； C．向心力 由于定值，则与成正比，当越大时，越大，所以周期也越大，故C错误； D．向心力 由于为定值，则与成正比，当越大时，越大，所以线速度也越大，故D正确。 故选D。 11. 一水平抛出的小球落到一倾角为θ的斜面上时，其速度方向与斜面垂直，运动轨迹如图中虚线所示，小球在竖直方向下落的距离与在水平方向通过的距离之比为（　　） A. B. tanθ C. D. 2tanθ 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】物体做平抛运动，可以把平抛运动分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动来，两个方向运动的时间相当； 由题意知道，物体垂直打在斜面上，末速度与斜面垂直，也就是说末速度与竖直方向的夹角等于斜面倾角，则有 则下落高度与水平射程之比为 故选C。 12. 在同一平台上的O点抛出的3个物体，做平抛运动的轨迹如图所示，则3个物体做平抛运动的初速度以vA、vB、vC的关系和3个物体运动的时间tA、tB、tC的关系分别是（ ） A. ， B. ， C. ， D. ， 【答案】C 【解析】 【详解】平抛运动在竖直方向做自由落体运动 可知时间只与高度有关，即 根据题图可知时间关系为 水平方向做匀速直线运动 根据题图的水平位移关系结合时间关系可知初速度 故选C。 13. 如图所示，从地面上同一位置抛出两小球A．B，分别落在地面上的M．N点，两球运动的最大高度相同． 空气阻力不计，则(　　) A. B的加速度比A的大 B. B的飞行时间比A的长 C. B在最高点的速度等于A在最高点的速度 D. B在落地时的速度比A在落地时的大 【答案】D 【解析】 【详解】A．不计空气阻力，两球的加速度都为重力加速度g．大小相等，故A错误； B．两球都做斜抛运动，竖直方向的分运动是竖直上抛运动，根据运动的对称性可知，两球上升和下落的时间相等，而下落过程，由知下落时间相等，则两球运动的时间相等，故B错误； C．根据对称性性可知从抛出到落地的时间相同，达到最高点的速度等于水平方向的速度，根据x=vxt可知B在最高点的速度比A在最高点的大，故C错误； D．根据速度的合成可知，B的初速度大于A球的初速度，运动过程中两球的机械能都守恒，则知B在落地时的速度比A在落地时的大，故D正确． 14. 如图所示，足够宽的光滑斜面与水平面的夹角为。小球从O点以水平速度抛出，落地点为P。保持的距离不变，逐渐增大夹角，将小球仍然从O点以相同水平速度抛出。不计一切阻力，增大的过程中，小球落地点与P点的关系正确的是（ ） A. 落地点在P点左侧，且落地点离P点的距离在变大 B. 落地点在P点左侧，且落地点离P点的距离在变小 C. 落地点在P点右侧，且落地点离P点的距离在变大 D. 落地点在P点右侧，且落地点离P点的距离在变小 【答案】C 【解析】 【详解】小球在光滑斜面上做类平抛运动，将小球运动分解为沿初速度方向和沿斜面方向，沿初速度方向，有 沿斜面方向，有 倾角变大，小球下滑的加速度变大，下滑时间变短，所以沿初速度方向的位移变小，落点会在P点的右侧，且落地点离P点的距离在变大。ABD错误，C正确。 故选C。 二.填空题（本大题共2小题，共18分） 15. 我们可以用如图所示的实验装置来探究影响向心力大小的因素。长槽上的挡板B到转轴的距离是挡板A的2倍，长槽上的挡板A和短槽上的挡板C到各自转轴的距离相等。转动手柄使长槽和短槽分别随变速塔轮匀速转动，槽内的球就做匀速圆周运动。横臂的挡板对球的压力提供了向心力，球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力筒下降，从而露出标尺，标尺上的红白相间的等分格显示出两个球所受向心力的比值。 （1）用该装置探究“向心力大小与半径、角速度、质量的关系”时，主要采用的实验方法是 法（填选项前的字母） A. 等效替代 B. 控制变量 （2）探究向心力和角速度的关系时，应将传动皮带套在两塔轮半径不同的轮盘上，将质量相同的小球分别放在挡板_______和挡板_______处（选填“A”或“B”或“C”）。 【答案】（1）B （2） ①. A ②. C 【解析】 【小问1详解】 用该装置探究“向心力大小与半径、角速度、质量的关系”时，主要采用的实验方法是控制变量法。 故选B。 【小问2详解】 [1][2]探究向心力和角速度的关系时，利用控制变量法，根据可知控制质量相同和半径相同，所以将质量相同的小球分别放在挡板A和挡板C处。 16. （1）在做“研究平抛运动”实验的过程中，要求小球每次从斜槽上相同位置无初速度释放，请你解释这样操作的原因是什么？______ （2）为定量研究，用一张印有小方格的纸记录轨迹，如图所示，小方格的边长L=1.25cm。若小球在平抛运动中的几个位置如图中a、b、c、d所示，其中a点是抛出点，a、b、c、d四个记录点中，相邻两点间的时间间隔是否相等？______请说明原因。______ （3）借助坐标纸计算小球平抛的初速度v0=__________m/s。（取g=10m/s2） 【答案】（1）保证小球每次平抛运动的初速度相同（运动的同一性） （2） ①. 相等 ②. 相临位置水平距离相等 （3）0.5 【解析】 小问1详解】 为了保证小球每次平抛运动的初速度相同（运动的同一性），需要小球每次从斜槽上相同位置无初速度释放。 【小问2详解】 [1][2]因平抛运动的水平分运动为匀速直线运动，而a、b、c、d四个点在相邻位置水平距离相等均为2格，则相邻两点间的时间间隔相等。 【小问3详解】 由平抛运动在竖直方向为自由落体运动，而由匀加速直线运动的判别式有 可得 由水平方向做匀速直线运动，有 解得初速度为 三.解答题（本大题共4小题，共40分，解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤） 17. 小天同学利用无人机玩“空投”游戏。无人机以速度水平向右匀速飞行，在某时刻释放了一个小球。此时无人机到水平地面的距离，空气阻力忽略不计，g取10m/s2。 （1）求小球下落的时间t； （2）求小球释放点与落地点之间的水平距离x； （3）小娇同学利用高速摄像机记录了整个“空投”的过程，如果以小球抛出点为坐标原点，分别以水平和竖直方向为坐标轴建立直角坐标系，请证明小球在空中的轨迹是一条抛物线。 【答案】（1）；（2）；（3）见解析 【解析】 【详解】（1）竖直方向，根据 解得 （2）水平方向 解得 （3）根据 联立消除可得 g、v0均不变，轨迹是抛物线。 18. 长为L的细线，拴一质量为m的小球，一端固定于O点，使小球在水平面内做匀速圆周运动（这种运动通常称为圆锥 摆运动），如图所示，当摆线L与竖直方向的夹角为α时，求： （1）细线对小球的拉力F； （2）小球运动的向心加速度an； （3）小球运动的角速度ω。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）竖直方向，根据平衡条件 可得 （2）水平方向，根据牛顿第二定律 解得 （3）根据向心加速度表达式，以及几何关系 联立可得 19. 如图所示，长度为L=0.4m的轻绳，系一小球在竖直平面内做圆周运动，小球的质量为m=0.5kg，小球半径不计，g取10m/s2，求： （1）小球刚好通过最高点时的速度大小； （2）小球通过最高点时的速度大小为4m/s时，绳的拉力大小； （3）若轻绳能承受的最大张力为45N，小球运动到最低点的最大速度为多少？ 【答案】（1）2m/s；（2）15N；（3） 【解析】 【详解】（1）小球刚好能够通过最高点时，恰好只由重力提供向心力，故有 解得 （2）小球通过最高点时的速度大小为4m/s时，拉力和重力的合力提供向心力，则有 解得 （3）分析可知小球通过最低点时绳张力最大，速度最大，在最低点由牛顿第二定律得 其中 解得 即小球的速度的最大值为。 20. 如图所示，半径为，内径很小的光滑半圆管竖直放置。两个质量均为的小球、以不同的速度进入管内，通过最高点时，对管壁上部的压力为，通过最高点时，对管壁下部的压力为，求： （1）两球在最高点速度大小； （2）、两球落地点间距离。 【答案】（1）；；（2） 【解析】 【分析】 【详解】（1）两个小球在最高点时，受重力和管壁的作用力，这两个力的合力作为向心力，对A球： 3mg+mg=m 解得 va= 对B球 mg-0.75mg=m 解得 vb= （2）a、b两球从A点飞出时，均做平抛运动，根据 2R=gt2 则落地的时间 由平抛运动规律可得落地时它们的水平位移为： sa=vat=va =4R    sb=vbt=vb=R    sa-sb=3R 即a、b两球落地点间的距离为3R。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$