精品解析：安徽省阜阳市临泉田家炳实验中学（临泉县教师进修学校）2024-2025学年高一下学期4月期中物理试题

2024-2025 学年第二学期高一年级期中教学质量检测 物理试卷 （75分钟　100分） 一、单项选择题∶本题共8小题，每小题4分，共32分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。 1. 在2022年11月珠海航展上，我国战机“歼-20”再次闪亮登场。如图所示，在表演中，战机水平向右匀速飞行，在运动过程中经过边界竖直的MN区域时，战机受到的合力变为竖直向上，则战机通过MN区域的轨迹可能是（　　） A. B. C. D. 2. 如图所示，将六根符合胡克定律的相同橡皮筋和六个质量均为m的小球连接成正六边形后，放在光滑水平桌面上，橡皮筋的原长均为L0、劲度系数均为k。现在使这个系统绕通过正六边形中心的竖直轴以角速度ω匀速转动，橡皮绳始终处于弹性限度内。则在系统稳定后，橡皮筋的长度为（　　） A B. C. D. 3. 如图所示，一个半径是R的圆盘绕竖直轴匀速转动，盘面离地高度为h，当转动的角速度达到某值时，位于圆盘边缘的物块A（可看成质点）刚好从圆盘上飞离，且物块从飞出圆盘到落地的水平位移为L，不计空气阻力，假设物块与圆盘的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则物块与圆盘间的动摩擦因数为（ ） A. B. C. D. 4. 如图甲所示，倾角θ=30°的光滑斜面固定在水平地面上，轻质细绳一端固定在斜面上的O点，另一端连接一小球，使小球在斜面上以O为圆心做完整的圆周运动，小球运动到最高点时受到绳的拉力大小为F，速度大小为v，其F-v2图像如图乙所示。已知重力加速度为g，则下列说法正确的是（　　） A. 小球的质量为 B. 轻绳的长度为 C. 当F等于小球重力时，小球加速度大小为g D. 当F等于小球重力时，v= 5. 如图所示，小球a从水平地面的A点由静止开始以加速度a0=水平向右做匀加速直线运动，同时小球b从B点以与水平方向成45°角的初速度斜向左上方抛出，经过时间t，小球b落地时恰好与小球a相遇。已知B点离地面的高度为d，两小球的水平距离也为d，重力加速度为g，空气阻力不计，则小球b的初速度大小为（　　） A. B. C. D. 6. 如图所示，同一竖直平面内有倾角为45°的斜面BC和倾角为53°的斜面AC，A、B两点等高。现将甲、乙小球分别从A、B两点以初速度v1、v2沿水平方向同时抛出，两球恰好在C点相碰（不计空气阻力）。已知sin 53°=0.8，cos 53°=0.6，下列说法正确的是（　　） A. 初速度v1、v2大小之比为4:3 B. 若仅增大v1，则两球不再相碰 C. 若v2大小变为原来的，则乙球恰能落在斜面BC的中点D D. 若仅水平抛出甲球且v1大小变为原来的倍，则甲球可垂直击中斜面BC 7. 将一物块放在粗糙的水平台上，一轻质细线绕过固定光滑小环，一端与物块相连，另一端吊着一个小球，连接物块部分的细线平行于水平台，小球与小环间的距离为L，重力加速度为g。如图甲所示，让小球在竖直平面内摆动，小球经过最低点的速度v1=时，物块恰好不滑动；如图乙所示，若让小球在水平面内做匀速圆周运动，为使物块恰好不滑动，小球在水平面内做匀速圆周运动的速度大小为（　　） A. B. C. D. 8. 前置式滚筒洗衣机如图所示，滚筒绕水平轴转动，既可以洗涤、漂洗，也可以脱水（滚筒上有小孔）。现研究其脱水过程，当湿衣服（滚筒内只有一件衣服）贴着滚筒壁在竖直面内做逆时针方向的匀速圆周运动时，下列分析正确的是（　　） A. 当衣服运动到最高点时，水最容易脱离衣服 B. 当衣服运动到最左侧位置时，衣服受到向下的摩擦力 C. 当衣服运动到最低点时，滚筒对衣服的支持力小于衣服重力 D. 当衣服运动到最低点时，洗衣机对地面的压力大于其重力 二、多项选择题∶本题共2小题，每小题5分，共10分。 9. 如图所示，三个物体的质量分别为m1、m2、m3，且m1=m2=m3=m，带有滑轮的物体m3放在光滑的水平面上，滑轮和所有接触处的摩擦及绳的质量均不计，为使三个物体无相对运动，已知重力加速度为g，则（　　） A. 应加如图所示的大小为mg的水平推力 B. 三个物体的加速度大小均为g C. m1与m2之间细绳上弹力为0 D. m2与m3之间的弹力大小为mg 10. 天花板下固定的轻质光滑小圆环P可绕过悬挂点的竖直轴无摩擦地旋转。一根轻绳穿过P，两端分别连接质量为m1和m2（m1≠m2）的小球A、B。设两球同时做如图所示的圆锥摆运动，且在任意时刻两球均在同一水平面内，则下列说法中正确的是（　　） A. 球A、B运动的角速度相等 B. 两球的向心加速度大小相等 C. 连接球A、B的摆线与竖直方向夹角的余弦值之比为m2∶m1 D. 球A、B到P的距离之比等于m2∶m1 三、实验探究题∶本题共2小题，共18分。将符合题意的内容填写在题目中的横线上或按题目要求作答。 11. 某物理兴趣小组利用如图所示的装置验证向心力公式。给待测物体A一个初速度，使它在水平桌面上做匀速圆周运动，细线与桌面小孔O之间的摩擦力、物体与桌面间的摩擦力均可以忽略。已知物体A、B的质量相同，重力加速度为g，兴趣小组拥有的测量工具为刻度尺、秒表和天平。 （1）实验时需要测量的物理量有物体A在水平桌面上转n圈的时间t，还需测量_____________（写出描述物理量的文字和符号）。 （2）在验证向心力公式时，只需验证g=______。（用题中所给的字母表示） 12. 用如图甲所示的装置研究平抛运动。将白纸和复写纸对齐重叠并固定在竖直的硬板上，钢质小球沿斜槽轨道PQ滑下后从Q点飞出，落在水平挡板MN上。由于挡板靠近硬板一侧较低，小球落在挡板上时，会在白纸上挤压出一个痕迹点，在如图乙所示的白纸上建立以抛出点为坐标原点、水平方向为x轴、竖直方向为y轴的坐标系。 （1）以下是实验过程中一些做法，其中合理的是　　　。 A. 每次小球释放的初始位置可以任意选择 B. 斜槽表面必须光滑 C. 安装斜槽轨道时，使其末端保持水平 D. 小球也可选择相同体积的木质球 （2）如图乙所示，根据痕迹描出平抛运动的轨迹。在轨迹上取A、B两点，OA与AB的竖直间距相等且均为y，测得OA与AB的水平间距分别是x1和x2；重复上述步骤，测得多组数据，计算发现始终满足___（保留两位有效数字），由此可初步得出结论∶平抛运动的水平分运动是匀速直线运动。 （3）某实验小组上下移动坐标纸，分别从不同位置静止释放小球1、2，发现两球轨迹相交于一点，如图丙所示，两球交点距抛出点的高度差分别为h1、h2，水平位移为x0，通过理论推导发现，要使两球在交点处的速率相等，则h1、h2和x0须满足的关系式为x02=_________。（结果用h1和h2表示） 四、计算题∶本题共3小题，共40分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。 13. 一质量m=1 kg的物块（可视为质点）在xOy平面上做曲线运动，图甲为物块在x轴方向上的v-t图像，图乙为物块在y轴方向上的位移-时间图像，已知物块在第1 s内的位移大小为 m，求∶ （1）t=1 s时，物块的速度大小。 （2）物块在t=0时速度大小。 14. 如图所示，水平转盘上放有一质量m=1.2 kg的物体（可视为质点），连接物体和转轴的绳水平伸直，长度r=0.5 m，物体与转盘间的最大静摩擦力是物体对转盘压力的，转盘的角速度由零逐渐增大，重力加速度g取10 m/s2。求∶ （1）绳子对物体的拉力为零时的最大角速度。 （2）当角速度ω=5 rad/s时，绳子对物体拉力的大小。 15. 2022年2月，北京举办了第24届冬季奥运会，成为全球首座“双奥之城”。某运动员在滑雪大跳台中心比赛过程的简化图如图所示。运动员由助滑道滑下冲上圆弧跳台，在跳台顶端O点以速度v0斜向上飞出，其速度方向与水平方向夹角θ=60°，落地点为着陆坡上的P点。已知速度v0垂直于OP，运动员在空中运动过程中，距离OP的最远点为M，不计空气阻力，运动员可视为质点，重力加速度为g。求∶ （1）M点到OP的距离。 （2）运动员在P点落地时的速度大小。 （3）起跳点O与P点间的距离。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2024-2025 学年第二学期高一年级期中教学质量检测 物理试卷 （75分钟　100分） 一、单项选择题∶本题共8小题，每小题4分，共32分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。 1. 在2022年11月珠海航展上，我国战机“歼-20”再次闪亮登场。如图所示，在表演中，战机水平向右匀速飞行，在运动过程中经过边界竖直的MN区域时，战机受到的合力变为竖直向上，则战机通过MN区域的轨迹可能是（　　） A B. C. D. 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】战机水平方向做匀速直线运动，合外力竖直向上，竖直方向做加速运动，故战机做曲线运动，轨迹向合力的方向弯曲。 故选C。 【点睛】 2. 如图所示，将六根符合胡克定律的相同橡皮筋和六个质量均为m的小球连接成正六边形后，放在光滑水平桌面上，橡皮筋的原长均为L0、劲度系数均为k。现在使这个系统绕通过正六边形中心的竖直轴以角速度ω匀速转动，橡皮绳始终处于弹性限度内。则在系统稳定后，橡皮筋的长度为（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】对小球受力分析知，每根橡皮筋都处于拉伸状态，长度为L，由几何关系知，六边形的边长和小球做圆周运动的半径也为L，有 解得 故选A。 3. 如图所示，一个半径是R的圆盘绕竖直轴匀速转动，盘面离地高度为h，当转动的角速度达到某值时，位于圆盘边缘的物块A（可看成质点）刚好从圆盘上飞离，且物块从飞出圆盘到落地的水平位移为L，不计空气阻力，假设物块与圆盘的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则物块与圆盘间的动摩擦因数为（ ） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】物块A从圆盘边缘飞出后做平抛运动，则有 联立可得初速度 物体A刚好飞离圆盘的时候，可以认为最大静摩擦力提供了向心力，有 解得 故B正确，ACD错误。 故选B。 4. 如图甲所示，倾角θ=30°的光滑斜面固定在水平地面上，轻质细绳一端固定在斜面上的O点，另一端连接一小球，使小球在斜面上以O为圆心做完整的圆周运动，小球运动到最高点时受到绳的拉力大小为F，速度大小为v，其F-v2图像如图乙所示。已知重力加速度为g，则下列说法正确的是（　　） A. 小球的质量为 B. 轻绳的长度为 C. 当F等于小球重力时，小球的加速度大小为g D 当F等于小球重力时，v= 【答案】D 【解析】 【详解】AB．在最高点根据牛顿第二定律有 当F=0，v2=b带入可得 上式可变性为 图像的斜率 可得，故AB错误； C．当F等于小球重力时，小球的加速度大小为，故C错误； D．当F等于小球重力时，有 联立上述分析可得，故D正确。 故选D 。 5. 如图所示，小球a从水平地面的A点由静止开始以加速度a0=水平向右做匀加速直线运动，同时小球b从B点以与水平方向成45°角的初速度斜向左上方抛出，经过时间t，小球b落地时恰好与小球a相遇。已知B点离地面的高度为d，两小球的水平距离也为d，重力加速度为g，空气阻力不计，则小球b的初速度大小为（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】设小球b抛出时，水平方向的速度为，则竖直方向的速度大小也为，小球b上升的时间 上升的高度 小球b下落的时间 小球b在空中运动时间 小球b落地时恰好与小球a相遇，则有 联立解得 故抛出时的初速度 故选A。 6. 如图所示，同一竖直平面内有倾角为45°的斜面BC和倾角为53°的斜面AC，A、B两点等高。现将甲、乙小球分别从A、B两点以初速度v1、v2沿水平方向同时抛出，两球恰好在C点相碰（不计空气阻力）。已知sin 53°=0.8，cos 53°=0.6，下列说法正确的是（　　） A. 初速度v1、v2大小之比为4:3 B. 若仅增大v1，则两球不再相碰 C. 若v2大小变为原来的，则乙球恰能落在斜面BC的中点D D. 若仅水平抛出甲球且v1大小变为原来的倍，则甲球可垂直击中斜面BC 【答案】C 【解析】 【详解】A．设A、B两点的高度为h ， 解得 ，A错误； B．在竖直方向上，两个小球同时从同一高度做自由落体运动，所以两球始终在同一水平线上，若仅增大v1，则两球一定相碰，B错误； C．小球落在斜面上的时间 解得 小球落在斜面上的距离为 解得 若v2大小变为原来的，则乙球恰能落在斜面BC的中点D，C正确； D．小球落在C点时 ， 解得 若仅水平抛出甲球且v1大小变为原来的倍，则 击中45°斜面时 运动时间为 下落的高度为 下落的高度为h时才能垂直击中45°斜面。所以，若仅水平抛出甲球且v1大小变为原来的倍，则甲球不能垂直击中斜面BC ，D错误。 故选C。 7. 将一物块放在粗糙的水平台上，一轻质细线绕过固定光滑小环，一端与物块相连，另一端吊着一个小球，连接物块部分的细线平行于水平台，小球与小环间的距离为L，重力加速度为g。如图甲所示，让小球在竖直平面内摆动，小球经过最低点的速度v1=时，物块恰好不滑动；如图乙所示，若让小球在水平面内做匀速圆周运动，为使物块恰好不滑动，小球在水平面内做匀速圆周运动的速度大小为（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】当小球在竖直面内做圆周运动时，摆到最低点时细线的拉力最大，根据牛顿第二定律有 解得 因为物块恰好不滑动，对物块受力分析可知物块受到的最大静摩擦力等于拉力，即为 对图乙，当小球在水平面内做匀速圆周运动时，设绳子与竖直方向夹角为，牛顿第二定律有 且竖直方向有 又因为物块恰好不滑动，则有 联立解得 故选B。 8. 前置式滚筒洗衣机如图所示，滚筒绕水平轴转动，既可以洗涤、漂洗，也可以脱水（滚筒上有小孔）。现研究其脱水过程，当湿衣服（滚筒内只有一件衣服）贴着滚筒壁在竖直面内做逆时针方向的匀速圆周运动时，下列分析正确的是（　　） A 当衣服运动到最高点时，水最容易脱离衣服 B. 当衣服运动到最左侧位置时，衣服受到向下的摩擦力 C. 当衣服运动到最低点时，滚筒对衣服的支持力小于衣服重力 D. 当衣服运动到最低点时，洗衣机对地面的压力大于其重力 【答案】D 【解析】 【详解】AC．水最容易脱离衣服的时候，必定是水对筒壁压力最大时，在最低点有 在最高点有 解得 故最低点水最容易脱离衣服，当衣服运动到最低点时，滚筒对衣服的支持力大于衣服重力，故AC错误； B．当衣服到达最左侧位置时，由于竖直方向无加速度，受到向上的摩擦力与重力平衡，故B错误； D．当衣服运动到最低点时，衣服处于超重状态，故洗衣机对地面的压力大于其重力，故D正确。 故选D。 二、多项选择题∶本题共2小题，每小题5分，共10分。 9. 如图所示，三个物体的质量分别为m1、m2、m3，且m1=m2=m3=m，带有滑轮的物体m3放在光滑的水平面上，滑轮和所有接触处的摩擦及绳的质量均不计，为使三个物体无相对运动，已知重力加速度为g，则（　　） A. 应加如图所示的大小为mg的水平推力 B. 三个物体的加速度大小均为g C. m1与m2之间细绳上的弹力为0 D. m2与m3之间的弹力大小为mg 【答案】BD 【解析】 【详解】C．对m2竖直方向根据平衡条件得 ，m1与m2之间细绳上的弹力为mg，C错误； B．根据牛顿第二定律得 解得 ，三个物体的加速度大小均为g，B正确； A．根据牛顿第二定律得 解得 ，A错误； D．根据牛顿第二定律得 ，D正确。 故选BD。 10. 天花板下固定的轻质光滑小圆环P可绕过悬挂点的竖直轴无摩擦地旋转。一根轻绳穿过P，两端分别连接质量为m1和m2（m1≠m2）的小球A、B。设两球同时做如图所示的圆锥摆运动，且在任意时刻两球均在同一水平面内，则下列说法中正确的是（　　） A. 球A、B运动的角速度相等 B. 两球的向心加速度大小相等 C. 连接球A、B的摆线与竖直方向夹角的余弦值之比为m2∶m1 D. 球A、B到P的距离之比等于m2∶m1 【答案】AD 【解析】 【详解】AB．设细线与竖直方向的夹角为θ，则根据牛顿第二定律 解得， 可知球A、B运动的角速度相等，向心加速度不相等，选项A正确，B错误； CD．在P点两边连接球A、B的摆线的拉力相等，设球A、B的摆线与竖直方向的夹角分别为、，可得 即连接球A、B的摆线与竖直方向夹角的余弦值之比为 因 可知 选项C错误，D正确。 故选AD。 三、实验探究题∶本题共2小题，共18分。将符合题意的内容填写在题目中的横线上或按题目要求作答。 11. 某物理兴趣小组利用如图所示的装置验证向心力公式。给待测物体A一个初速度，使它在水平桌面上做匀速圆周运动，细线与桌面小孔O之间的摩擦力、物体与桌面间的摩擦力均可以忽略。已知物体A、B的质量相同，重力加速度为g，兴趣小组拥有的测量工具为刻度尺、秒表和天平。 （1）实验时需要测量的物理量有物体A在水平桌面上转n圈的时间t，还需测量_____________（写出描述物理量的文字和符号）。 （2）在验证向心力公式时，只需验证g=______。（用题中所给的字母表示） 【答案】（1）物体A在水平桌面上做匀速圆周运动的半径r （2） 【解析】 小问1详解】 要验证的关系为 其中 即 实验时需要测量的物理量有物体A在水平桌面上转n圈的时间t，还需测量物体A在水平桌面上做匀速圆周运动的半径r。 【小问2详解】 在验证向心力公式时，只需验证 12. 用如图甲所示的装置研究平抛运动。将白纸和复写纸对齐重叠并固定在竖直的硬板上，钢质小球沿斜槽轨道PQ滑下后从Q点飞出，落在水平挡板MN上。由于挡板靠近硬板一侧较低，小球落在挡板上时，会在白纸上挤压出一个痕迹点，在如图乙所示的白纸上建立以抛出点为坐标原点、水平方向为x轴、竖直方向为y轴的坐标系。 （1）以下是实验过程中的一些做法，其中合理的是　　　。 A. 每次小球释放的初始位置可以任意选择 B. 斜槽表面必须光滑 C. 安装斜槽轨道时，使其末端保持水平 D. 小球也可选择相同体积的木质球 （2）如图乙所示，根据痕迹描出平抛运动的轨迹。在轨迹上取A、B两点，OA与AB的竖直间距相等且均为y，测得OA与AB的水平间距分别是x1和x2；重复上述步骤，测得多组数据，计算发现始终满足___（保留两位有效数字），由此可初步得出结论∶平抛运动的水平分运动是匀速直线运动。 （3）某实验小组上下移动坐标纸，分别从不同位置静止释放小球1、2，发现两球轨迹相交于一点，如图丙所示，两球交点距抛出点的高度差分别为h1、h2，水平位移为x0，通过理论推导发现，要使两球在交点处的速率相等，则h1、h2和x0须满足的关系式为x02=_________。（结果用h1和h2表示） 【答案】（1）C （2）2.4 （3）4h1h2 【解析】 【小问1详解】 A．为了保证小球每次抛出的初速度相同，小球每次必须在同一位置静止释放，A错误； B．由于小球每次均从同一位置静止释放，小球每次克服摩擦力做功相同，因此斜槽的摩擦对实验没有影响，斜槽表面不需要一定光滑，B错误； C．为了保证小球抛出后做平抛运动，安装斜槽轨道时要使其末端保持水平，C正确； D．由于钢球的重力远大于同体积木质球的重力，则空气阻力对木质球的相对影响比对钢球的相对影响大得多，因此实验时小球不可选择相同体积的木质球，D错误。 故选C。 【小问2详解】 设OA与AB所用时间分别为t1、t2，则有 由x=v0t，解得 【小问3详解】 设小球1的初速度为v01，对于小球1有， 可得 小球1在交点处竖直分速度 小球1在交点处的速度 同理，小球2在交点处的速度 为了使两球在交点处的速率相等，则有 整理得 四、计算题∶本题共3小题，共40分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。 13. 一质量m=1 kg的物块（可视为质点）在xOy平面上做曲线运动，图甲为物块在x轴方向上的v-t图像，图乙为物块在y轴方向上的位移-时间图像，已知物块在第1 s内的位移大小为 m，求∶ （1）t=1 s时，物块的速度大小。 （2）物块在t=0时的速度大小。 【答案】（1）5 m/s （2） m/s 【解析】 【详解】（1）由题图可知，物块在x轴方向做匀减速直线运动，在y轴方向做匀速直线运动 t=1 s时，物块在y轴方向的速度vy==4 m/s　 由题图可知，t=1 s时，物块在x轴方向的速度vx1=3m/s　 所以t=1 s时，物块的合速度大小v1==5 m/s。　 （2）物块在第1 s内在y轴方向发生的位移y=vyt=4 m　 物块在第1 s内的位移大小为 m，则物块在x轴方向发生的位移x=5 m　 又因为x=t　 解得vx0=7 m/s　 物块在t=0时的速度v0= m/s。 14. 如图所示，水平转盘上放有一质量m=1.2 kg的物体（可视为质点），连接物体和转轴的绳水平伸直，长度r=0.5 m，物体与转盘间的最大静摩擦力是物体对转盘压力的，转盘的角速度由零逐渐增大，重力加速度g取10 m/s2。求∶ （1）绳子对物体的拉力为零时的最大角速度。 （2）当角速度ω=5 rad/s时，绳子对物体拉力的大小。 【答案】（1）4 rad/s （2）5.4 N 【解析】 【小问1详解】 当绳子拉力为零时，恰好由最大静摩擦力提供向心力且转速达到最大，设此时转盘转动的角速度为ω0，则 解得ω0=4 rad/s 【小问2详解】 当ω=5 rad/s时，ω>ω0，所以绳子的拉力F和最大静摩擦力共同提供向心力，有F+kmg=mω2r　 解得F=5.4 N 15. 2022年2月，北京举办了第24届冬季奥运会，成为全球首座“双奥之城”。某运动员在滑雪大跳台中心比赛过程的简化图如图所示。运动员由助滑道滑下冲上圆弧跳台，在跳台顶端O点以速度v0斜向上飞出，其速度方向与水平方向夹角θ=60°，落地点为着陆坡上的P点。已知速度v0垂直于OP，运动员在空中运动过程中，距离OP的最远点为M，不计空气阻力，运动员可视为质点，重力加速度为g。求∶ （1）M点到OP的距离。 （2）运动员在P点落地时的速度大小。 （3）起跳点O与P点间的距离。 【答案】（1） （2）v0 （3） 【解析】 【小问1详解】 以OP方向为x轴、垂直于OP方向为y轴，建立直角坐标系，将重力分解，沿OP方向上有mgcos θ=max　 垂直于OP方向上有mgsin θ=may　 当垂直于OP方向的速度减为0时，运动员到达M点，则从O点运动到M点的时间　 M点到OP的距离h=t= 【小问2详解】 在P点，根据对称性可知，在垂直于OP方向有vy=v0　 沿OP方向上有vx=ax×2t=　 运动员在P点落地时的速度大小 【小问3详解】 起跳点O与P点间的距离 解得xOP= 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$