安徽省合肥市第七中学2022-2023学年高一物理下学期期中考试试题（Word版附解析）

合肥七中2022-2023学年第二学期期中考试高一年级物理试卷一、选择题（本题共12题，每题4分，共48分．1-8题为单选题，9-12题为多选题，多选题选不全得2分）1.“投圈”游戏中的投圈可以看成是平抛运动。一位同学第一次刚好投中了一件物品，第二次想投中一件稍远一点的物品，他应该（　　）A.在原投抛点增大一点投抛速度B.在原投抛点减小一点投抛速度C.在原投抛点上方增大2倍投抛速度D.在原投抛点下方减小一点投抛速度【答案】A【解析】【详解】AB．平抛运动水平方向是匀速直线运动，竖直方向是自由落体运动，则，解得第二次想投中一件稍远一点的物品，他应该在原投抛点增大一点投抛速度，故A正确，B错误；C．第二次想投中一件稍远一点的物品，他应该在原投抛点上方减小投抛速度，故C错误；D．第二次想投中一件稍远一点的物品，他应该在原投抛点下方增大投抛速度，故D错误。故选A。2.关于平抛运动和匀速圆周运动，下列说法正确的是（　　）A.匀速圆周运动是匀变速曲线运动B.匀速圆周运动是线速度不变圆周运动C.做平抛运动的物体落地时的速度方向可能竖直向下D.平抛运动在任意时间内速度变化量的方向都相同【答案】D【解析】 【详解】A．匀速圆周运动的合外力是变力，则加速度是变化的，则匀速圆周运动是变加速曲线运动，故A错误；B．匀速圆周运动的线速度大小不变，方向时刻改变，故B错误；C．平抛运动因为有水平方向的初速度，故落地速度与水平地面有一定夹角，故不可能竖直向下，故C错误；D．平抛运动的物体只受重力，加速度为g，保持不变，因此在任意时间内速度变化量的方向都相同，都是竖直向下，故D正确。故选D。3.如图所示，河的宽度为d，船渡河时船头始终垂直河岸．船在静水中的速度大小为v1，河水流速的大小为v2，则船渡河通过的位移为（　　）A.B.C.D.【答案】D【解析】【详解】渡河时间为则沿河岸方向的位移为则船渡河通过的位移为故选D。4.公路转弯处外侧的李先生家门口，连续发生了多起车辆侧翻的事故。经交警调查，画出的现场示意图如图所示。为了避免车辆侧翻事故再次发生，很多人提出了建议，下列建议中合理的是（　　） ①提醒司机不要超速转弯②提醒司机以更小半径转弯③增大车轮与路面间的粗糙程度④使弯道路面内侧低外侧高A.①②③B.①③④C.②③④D.②③【答案】B【解析】【详解】①．车发生侧翻是因为外界提供的力不够做圆周运动所需的向心力，发生离心运动；减小速度可以减小需要的向心力，可以防止侧翻现象，故①正确；②．根据可知，半径越小，需要的向心力越大，越容易翻车，故②错误；③．在水平路面上拐弯时，靠静摩擦力提供向心力，可以通过改进路面设计，增大车轮与路面间的摩擦力，可以避免卡车侧翻事故再次发生，故③正确；④．易发生侧翻也可能是路面设计不合理，应改造路面使内侧低，外侧高，使重力与支持力的合力沿水平方向有向里的分量，故④正确。故选B。5.如图所示，修正带是通过两个齿轮的相互咬合进行工作的，其原理可简化为图中所示的模型。A、B是转动的大小齿轮边缘的两点，C是大轮上的一点。若大轮半径是小轮的两倍，两轮中心到A、C两点的距离相等，则A、B、C三点（　　）A.线速度大小之比是B.角速度之比是C.转速之比是D.转动周期之比是【答案】A【解析】【详解】AB．A、B是转动的大小齿轮边缘的两点，可知 根据，可得由于B、C两点都在大轮上，可知根据，可得则A、B、C三点线速度大小之比为则A、B、C三点角速度之比为故A正确，B错误；C．根据可知A、B、C三点转速之比为故C错误；D．根据可知A、B、C三点周期之比为故D错误。故选A。 6.如图所示，为地球沿椭圆轨道绕太阳运动过程中的五个位置，分别对应我国的五个节气，下列说法正确的（　　）A.夏至时地球公转的速度最大B.冬至到夏至，地球公转的速度先增大再减小C.从冬至到春分的时间小于地球公转周期的四分之一D.从冬至到春分的时间等于春分到夏至的时间【答案】C【解析】【详解】AB．根据题意，由图可知，夏至时地球在远日点，公转速度最小，冬至在近日点，公转速度最大，则冬至到夏至，地球公转的速度逐渐减小，选项AB错误；CD．根据题意，由图可知，从冬至到夏至的运动时间为地球公转周期的一半，由于离太阳越近，地球公转的速度越大，则从冬至到春分的时间小于地球公转周期的四分之一，从春分到夏至的时间大于地球公转周期的四分之一，故C正确，D错误。故选C。7.在医学研究中，常常用超速离心机分离血液中的蛋白。如图所示，用极高的角速度旋转封闭的玻璃管一段时间后，管中的蛋白会按照不同的属性而相互分离、分层，且密度大的出现在远离转轴的管底部。已知玻璃管绕转轴匀速转动时，管中两种不同的蛋白P、Q相对于转轴的距离分别为r和2r，则（　　）A.蛋白P受到的力有重力浮力和向心力B.蛋白P和蛋白Q的角速度之比为1：2C.蛋白P和蛋白Q向心加速度之比为1：2D.蛋白P和蛋白Q的向心力之比为1：2 【答案】C【解析】【分析】【详解】A．蛋白P受到的力有重力浮力和水平方向的压力。A错误；B．蛋白P和蛋白Q共轴转动，角速度相同。B错误；C．根据可得蛋白P和蛋白Q的向心加速度之比为1：2。C正确；D．因为不确定两种蛋白的质量关系，所以无法确定向心力之比。D错误。故选C。8.如图所示，MN为一竖直墙面，图中x轴与MN垂直，距墙面L的A点固定一点光源．现从A点把一小球以水平速度向墙面抛出．则小球在墙面上的影子的运动应是()．A.自由落体运动B.变加速直线运动C.匀加速直线运动D.匀速直线运动【答案】D【解析】【详解】试题分析：设影子距M点为y′，则由三角形相似，AM＝L,所以，即为匀速直线运动．故选D.考点：匀速直线运动.【名师点睛】此题通过影子的运动考查平抛运动规律，关键在于确定影子位移的表达式后分析讨论,作出示意图，根据图中两个三角形相似得到影子位移与时间的关系式，再根据自由落体运动位移时间关系公式列式，然后联立得到影子位移与时间的关系式，最后分析讨论. 9.百武彗星是人类第一次探测到发射X射线的彗星，它的近日点仅0.1AU，周期很长（200年以上）。已知地球的轨道半径为1AU，只考虑行星与太阳间的作用力，下列说法正确的是（　　）A.百武彗星在近日点的速度比在远日点的速度大B.百武彗星轨道的半长轴大于地球的轨道半径C.太阳处在百武彗星椭圆轨道的中心点上D.在远离太阳的过程中，百武彗星与太阳的连线在相等时间内扫过的面积逐渐增大【答案】AB【解析】【详解】A．由开普勒第二定律可知百武彗星在近日点的速度比在远日点的速度大，故A正确；B．根据开普勒第三定律由于百武彗星轨道的周期大于地球公转周期，所以百武彗星轨道的半长轴大于地球的轨道半径，故B正确；C．太阳处在百武彗星椭圆轨道的焦点上，故C错误；D．由开普勒第二定律可知在远离太阳的过程中，百武彗星与太阳的连线在相等时间内扫过的面积不变，故D错误。故选AB。10.曲柄连杆机构是发动机的主要运动机构，其功用是将活塞的往复运动转变为曲轴的旋转运动，从而驱动汽车车轮转动。其结构示意图如图所示，活塞可沿水平方向往复运动。曲轴可绕固定的O点自由转动，连杆两端分别连接曲轴上的A点和活塞上的B点，若曲轴绕O点做匀速圆周运动，则（　　）A.曲轴和活塞运动周期相等B.活塞运动速度大小不变C.A点和B点的速度大小始终相等D.当OA与AB共线时，B点的速度为零【答案】AD 【解析】【详解】A．曲轴转一周，活塞运动一个来回，即一个周期，所以它们运动周期相等，故A正确；BC．A、B点的速度分解为沿AB杆和垂直于杆方向，两速度与杆AB的夹角分别为α、β，如图所示根据平行四边形定则可知，两点速度沿杆方向的速度分量相等，即可得由于曲轴转动时，α、β都在变化，是圆周运动的线速度大小不变，活塞速度大小不断变化，A点和B点的速度不可能始终相等，故BC错误；D．由上述分析可知，当OA与AB共线时，，A点速度大小不变，B点速度为零，故D正确。故选AD。11.长度的细线，拴一质量的小球（不计大小），另一端固定于O点。让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，摆线与竖直方向的夹角，重力加速度，则下列说法正确的是（）A.细线的拉力大小为16NB.小球运动的角速度为5rad/sC.小球运动的线速度大小为1.2m/sD.小球所受到的向心力大小为15N【答案】BD【解析】【详解】A．细线的拉力大小为 A错误；B．根据牛顿第二定律又得B正确；C．小球运动的线速度大小为C错误；D．向心力大小为D正确。故选BD。12.如图所示，乒乓球训练场上利用乒乓球发球机训练。发球机位于球台上一侧边的中点，出球口在球台上方高度为处，位于球台中间的网高为，球台尺寸如图上标注。发球机水平发出的球能过网，且球落在球台上，重力加速度为，不计空气阻力，则发球机水平发出的乒乓球（　　）A.最大速度B.最小速度为 C.落到球台上时的竖直速度为D.从抛出到落到球台上的最大位移为【答案】BCD【解析】【详解】A．要是乒乓球能落到对方的球台上，发球机发出的乒乓球速度最大时，球恰好到达对方球台的边缘，由＝解得故A错误；B．当乒乓球恰好过网时，速度最小，由＝解得故B正确；C．乒乓球在竖直方向上做自由落体运动，落到球台上时的竖直分速度为故C正确；D．乒乓球球恰好到达对方球台的边角时，从抛出到落到球台上的位移最大，由几何关系可得最大位移为故D正确故选BCD。二、实验题（本大题共2个小题，每空2分，共16分） 13.“研究平抛物体的运动”实验的装置如图甲所示。钢球从斜槽上滚下，经过水平槽飞出后做平抛运动。每次都使钢球从斜槽上同一位置由静止滚下，在小球运动轨迹的某处用带孔的卡片迎接小球，使球恰好从孔中央通过而不碰到边缘，然后对准孔中央在白纸上记下一点。通过多次实验，在竖直白纸上记录钢球所经过的多个位置，用平滑曲线连起来就得到钢球做平抛运动的轨迹。①在此实验中，小球与斜槽间有摩擦______（选填“会”或“不会”）使实验的误差增大；如果斜槽末端点到小球落地点的高度相同，小球每次从斜槽滚下的初始位置不同，那么小球每次在空中运动的时间______（选填“相同”或“不同”）②如图乙所示是在实验中记录的一段轨迹。已知小球是从原点O水平抛出的，经测量点的坐标为（40cm，20cm），g取10m/s2，则小球平抛的初速度______m/s，若B点的横坐标为，则B点纵坐标为______。③一同学在实验中采用了如下方法：如图丙所示，斜槽末端的正下方为O点。用一块平木板附上复写纸和白纸，竖直立于正对槽口前的处，使小球从斜槽上某一位置由静止滚下，小球撞在木板上留下痕迹A。将木板向后平移至处，再使小球从斜槽上同一位置由静止滚下；小球撞在木板上留下痕迹B。O、间的距离为x1，O、间的距离为x2，A、B间的高度差为y。则小球抛出时的初速度为______。A．B．C．D．【答案】①.不会②.相同③.2④.45cm⑤.B【解析】【详解】①[1][2]小球每次释放时的位置相同，可以使小球在斜槽末端的速度相等，与斜槽间的摩擦力不会使实验的误差增大。如果斜槽末端点到小球落地点的高度相同，根据虽然小球在斜槽末端的初速度不相等，小球每次在空中运动的时间仍相同。②[3][4]根据 ，得小球平抛的初速度为小球运动到B点的时间为则B点纵坐标为③[5]由题意得又，得小球抛出时的初速度为故选B。14.某物理兴趣小组为了验证向心力公式，设计了如图所示装置，拉力传感器可以显示绳子拉力大小，直径为d的小球通过绳子拴接，小球球心到固定绳子顶点距离为L，现把小球拉至水平位置释放，光电门计时器记录小球经过最低处的遮光时间为t，重力加速度为g，则：（1）小球经过最低处时的速度大小是______；（2）为验证向心力公式，______（填“需要”或“不需要”）测出小球的质量；（3）若经过最低处时拉力计的示数满足______（用题干已知字母表示），则说明向心力公式成立。 【答案】①.②.需要③.【解析】【分析】【详解】(1)[1]根据瞬时速度等于极短时间内的平均速度得，通过最低点的速度(2)[2]根据可知要想验证最低点的向心力公式，必须知道小球的质量m；(3)[3]若经过最低处时拉力计的示数满足则说明向心力公式成立。三、计算题（本题共3小题，共36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）15.刀削面是西北人喜欢的面食之一，全凭刀削得名。如图所示，将一锅水烧开，拿一块面团放在锅旁边较高处，用刀飞快地削下一片片很薄的面片，面片便水平飞向锅中，假定面团到锅的上沿的竖直距离为0.8m，到锅上沿最近的水平距离为0.8m，锅的直径为0.4m。已知重力加速度g取10m/s2，不计空气阻力，面片可视作质点。求：(1)面片落到锅中所用时间；(2)若保证削出的面片落入锅中，面片的水平初速度应满足什么条件。 【答案】（1）0.4s；（2）【解析】【分析】【详解】（1）面片落到锅中所用时间代入数据（2）平抛的水平位移因锅的直径为0.4m，若保证削出的面片落入锅中，面片水平位移应满足所以，初速度的范围为16.如图所示为风靡小朋友界的风火轮赛车竞速轨道的部分示意图。一质量为m=0.5kg的赛车（视为质点）从A处出发，以速率v1=0.1m/s驶过半径R1=0.1m的凸形桥B的顶端，经CD段直线加速后进入半径为R2=0.2m的竖直圆轨道，并以某速度v2驶过圆轨的最高点E，此时赛车对轨道的作用力恰好为零，重力加速度g取10m/s2，试计算：（1）赛车在B点受到轨道支持力的大小；（2）赛车经过E点时的速率v2；（3）若赛车以2v2的速率经过E点，求轨道所受来自赛车的弹力大小。 【答案】（1）4.95N；（2）1.414m（用根号表示也可）；（3）15N，方向竖直向上【解析】【分析】【详解】（1）根据牛顿第二定律，B处的赛车满足即赛车受到的支持力为（2）根据牛顿第二定律，处的赛车满足即赛车的速率为（3）显然以过点时，会受到轨道对其指向圆心的压力，故根据牛顿第二定律，处的赛车满足即17.动画片《熊出没》中有这样一个情节：某天熊大和熊二中了光头强设计的陷阱，被挂在了树上（如图甲），聪明的熊大想出了一个办法，让自己和熊二荡起来使绳断裂从而得救，其过程可简化如图乙所示，设悬点为O，离地高度为2L，两熊可视为质点且总质量为m，绳长为且保持不变，绳子能承受的最大张力为3mg，不计一切阻力，重力加速度为g，求： (1)设熊大和熊二刚好在向右摆到最低点时绳子刚好断裂，则他们的落地点离O点的水平距离为多少；(2)改变绳长，且两熊仍然在向右到最低点绳子刚好断裂，则绳长为多长时，他们的落地点离O点的水平距离最大，最大为多少；(3)若绳长改为L，两熊在水平面内做圆锥摆运动，如图丙，且两熊做圆锥摆运动时绳子刚好断裂，则他们落地点离O点的水平距离为多少。【答案】(1)；(2)时，；(3)【解析】【详解】(1)在最低点绳子断后，两熊做平抛运动，则两熊落地点离O点的水平距离联立可得(2)设绳长为d则在最低点绳子断后，两熊做平抛运动，则两熊落地点离O点的水平距离 即则当时，两熊落地点离O点水平距离最远，此时最大值(3)两熊做圆锥摆运动时，设绳子与竖直方向的夹角为时，绳子被拉断。竖直方向水平方向此时两熊离地面的高度为此后两熊做平抛运动水平位移由几何关系：落地点到O点的水平距离联立可求得