安徽省合肥市第八中学2022-2023学年高一物理下学期期中检测试题（Word版附解析）

2022-2023学年第二学期高一年级期中检测物理试题卷一、选择题（1-6：单选；7-10：多选；每题4分，共40分）1.3月18日，2022赛季世界一级方程式锦标赛（F1）揭幕战巴林站拉开帷幕，中国车手周冠宇迎来自己在F1赛场的首秀。如图所示为周冠宇弯道超车的情景，则下列关于周冠宇赛车的说法正确的是（　　）A.一定做匀变速运动B.速度方向与加速度方向同一直线上C.速度方向与加速度方向不在同一直线上D.加速度保持不变【答案】C【解析】【详解】AD．匀变速运动加速度不变，可知周冠宇赛车一定不做匀变速运动，故AD错误；BC．周冠宇赛车做曲线运动，速度方向与合外力方向不在同一直线上，速度方向与加速度方向不在同一直线上，故B错误，C正确。故选C。2.跳伞表演是人们普遍喜欢的观赏性体育项目，当跳伞运动员从直升机上由静止跳下后，在下落过程中若受到水平风力的影响，下列说法正确的是（　　）A.风力越大，运动员下落时间越长，运动员可完成更多的空中表演动作B.风力越大，运动员下落时间越短，有可能对运动员造成伤害C.运动员下落时间与风力大小无关D.运动员着地速度与风力大小无关【答案】C【解析】【详解】ABC．运动员同时参与了两个分运动，即竖直方向向下的运动和水平方向随风飘行，两个分运动同时发生，相互独立，因此可知水平方向的风力大小不会影响竖直方向的运动，而运动员下落的时间由下落高度决定，即落地时间不变，故AB错误，C正确； D．运动员着地时的速度为竖直方向的末速度与水平方向速度的合速度，当风力越大，在相同下落时间内运动员在水平方向获得的分速度就越大，最后落地时的合速度就越大，因此，运动员落地时的速度与风力大小有关，故D错误。故选C。3.学校所使用的答题卡扫描机如图所示，滚轮压紧答题卡后不断转动带动试卷进入扫描机。假设每张答题卡质量均相等，答题卡之间、答题卡与底板的动摩擦因数均相同。在扫描第1张答题卡的过程中，下列说法正确的是（　　）A.第1张答题卡受到滚轮的摩擦力方向与答题卡运动方向相反B.第2张答题卡到最后一张答题卡都不可能发生相对滑动C.第3张对第2张答题卡的摩擦力大于第1张对第2张答题卡的摩擦力D.滚轮与答题卡间的动摩擦因数小于答题卡之间的动摩擦因数【答案】B【解析】【详解】A．第1张答题卡受到滚轮的摩擦力方向与答题卡运动方向相同，A错误；BC．因为第1张答题卡对第2张答题卡压力小于第2张答题卡对第3张答题卡的压力，第1张答题卡与第2张答题卡之间的最大静摩擦力小于第2张答题卡与第3张答题卡之间的最大静摩擦力，第2张答题卡不会发生相对滑动，同理，第2张答题卡到最后一张答题卡都不可能发生相对滑动，此时第3张答题卡对第2张答题卡的静摩擦力等于第1张对第2张答题卡的滑动摩擦力，B正确，C错误；D．因为滚轮对第1张答题卡的摩擦力大于第2张答题卡对第1张答题卡的摩擦力，所以滚轮与第１张答题卡间的动摩擦因数大于第１张答题卡与第２张答题卡之间的动摩擦因数，因为答题卡之间的动摩擦因数相同，所以滚轮与答题卡间的动摩擦因数大于答题卡之间的动摩擦因数，D错误。故选B。4.某同学从一塔顶上每隔0.8s由静止释放一个小球，当刚释放第7个小球时，第1个小球恰好落地。不计空气阻力，重力加速度g取，则下列说法中正确的是（　　）A.小球落地时的速度大小为56m/sB.第1个小球落地时，第6个小球下落的距离为3.2mC.第1个小球落地时，第2个小球与第3个小球的间距为16m D.第1个小球落地前瞬间，第1个、第2个和第5个小球的速度大小之比为【答案】B【解析】【详解】小球在空中的点迹如图A．自由落体运动的小球做匀变速直线运动，落地的速度为故A错误；B．第1个小球落地时，第6个小球下落的距离为故B正确；C．第1个小球落地时，第2个小球距离释放点的距离为第3个小球距离释放点的距离为第2个小球与第3个小球的间距为故C错误；D．根据速度时间公式，可得第1个小球落地前瞬间，第1个、第2个和第5个小球的速度大小之比为故D错误。故选B。 5.如图，一条均匀易断细绳的两端分别固定在天花板上的A、B两点，现在细绳上的O点处固定悬挂一个重物，且OA=2BO，则下列说法中正确的是（　　）A.当重物的质量增加时，OA绳先断B.当重物的质量增加时，OB绳先断C.当B端向左移动少许时，OA、OB绳承受的拉力增大绳子易断D.当B端向右移动少许时，OA、OB绳承受的拉力减少绳子不易断【答案】B【解析】【详解】AB．设OA绳上的拉力为，OB绳上的拉力为，将拉力分解如下图所示，设两拉力于竖直方向的夹角分别为和则由力平衡可得而OA=2BO，则可知角，则可得因此，当重物的质量增加时，OB绳先断,故A错误，B正确；CD．由力平衡可得当B端向左移动少许时,角和角均减小，则和均增大，因此两根绳上的拉力均减小，绳子不易断；同理，当B端向右移动少许时,角和角均增大，则和均减小，因此两根绳上的拉力均增大，绳子易断，故CD错误。故选B。6.如图所示，足够长的斜面倾角为，一质量为m的物块恰好能沿斜面匀速下滑。物块在沿斜面匀速下滑过程中，在竖直平面内给物块一任意方向（α角任意）的外力F ，斜面始终处于静止状态。已知重力加速度为g，下列说法正确的是（　　）A.物块沿斜面下滑过程中，地面对斜面的摩擦力为零B.当α=90°-θ时，物块沿斜面下滑过程中，地面对斜面摩擦力向左C.若F竖直向下，则物体会加速下滑D.若F拉着物块沿斜面匀速上滑，则F的最小值为mgsinθ【答案】A【解析】【详解】AB．根据题意可知，未加时，物块匀速下滑，受力平衡，物块的受到重力、支持力和摩擦力的作用，由平衡条件得解得物块与斜面间的动摩擦因数为物块匀速下滑过程中，整体水平方向受力平衡，则地面对斜面的摩擦力为零；若对物块施加一个沿斜面方向的力，物块下滑过程中对斜面的作用力没有变，斜面受力情况不变，则地面对斜面的摩擦力仍为零；若对物体施加一个垂直于斜面方向的力，物块下滑过程中，对斜面的压力增加、摩擦力增加，根据几何关系可知故此时物块对斜面的作用力方向仍向下，地面对斜面的摩擦力为零；在竖直平面内给物块一任意方向（角任意）的外力，此力可以分解为垂直于斜面方向和沿斜面方向，而施加沿斜面方向的力、垂直于斜面方向的力时，地面对斜面的摩擦力均为零，所以无论对物块施加什么方向的力，在停止运动前，地面对斜面的摩擦力均为零，A正确，B错误；C．若F竖直向下，物块受到的摩擦力增加了，沿斜面向下的力增加了，由于，故物块将沿斜面匀速下滑，C错误；D．若外力拉着物块沿斜面匀速上滑，设力与斜面的夹角为，根据平衡条件可得 解得可知，的最小值为D错误。故选A。7.“蹦极”是一项非常刺激的体育运动，如图所示，a点是弹性绳的原长位置，b点是人静止悬吊着时的平衡位置，c点是人能到达的最低点，则人在从P点下落到最低点c的过程中（　　）A.当人运动到a点时，速度达到最大B.人到达c点时，它的速度为零，加速度也为零C.人在pb段一直处于失重状态D.人在bc段运动时，其加速度逐渐变大【答案】CD【解析】【详解】A．当人运动到a点时，弹性绳拉力为零，人受到的合力向下，向下加速运动；在经过b点时，人受到的拉力与重力大小相等，方向相反，人的速度最大，故A错误；B．c是人所到达的最低点，故c点速度为零，加速度不是零，方向竖直向上，故B错误；C．人在pb段所受重力大于弹性绳的拉力，向下加速运动，一直处于失重状态，故C正确；D．在bc段弹性绳的拉力大于人的重力，弹力越来越大，由，可知加速度逐渐变大，故D正确。 故选CD。8.如图所示，在粗糙水平木板上放一个物块，使木板和物块一起在竖直平面内沿逆时针方向做匀速圆周运动，ab为水平直径，cd为竖直直径，在运动中木板始终保持水平，物块相对于木板始终静止，则（　　）A.物块始终受到三个力作用B.物块受到的合力始终指向圆心C.在c、d两个位置，物块所受支持力N=mg，摩擦力f为零D.在a、b两个位置物块所受摩擦力提供向心力，支持力N=mg【答案】BD【解析】【详解】AC．物块在竖直平面内做匀速圆周运动，受到的重力与支持力在竖直方向上，c、d两点物块所受的向心力由重力和支持力的合力提供，摩擦力为零，重力与支持力不相等，其他时候要受到摩擦力的作用，故AC错误；B．物块在竖直平面内做匀速圆周运动，合外力就是向心力，匀速圆周运动的向心力指向圆心，故B正确；D．在b位置受力如图，因物块做匀速圆周运动，故合力指向圆心，支持力N=mg，摩擦力f提供向心力，同理可得，在a位置的情形相同，故D正确。故选BD。9.两颗相距较远的行星A、B的半径分别为、，距行星中心r处的卫星围绕行星做匀速圆周运动的线速度的平方随r变化的关系如图甲所示，两图线左端的纵坐标相同；距行星中心r 处的卫星围绕行星做匀速圆周运动的周期为T，取对数后得到如图乙所示的拟合直线（线性回归），两直线平行，它们的截距分别为、。已知两图像数据均采用国际单位，，行星可看作质量分布均匀的球体，忽略行星的自转和其他星球的影响，下列说法正确的是（　　）A.图乙中两条直线的斜率均为B.行星A、B的质量之比为2∶1C.行星A、B的密度之比为1∶2D.行星A、B表面的重力加速度大小之比为2∶1【答案】AD【解析】【详解】A．根据万有引力提供向心力有整理得两边取对数得题图乙中两条直线的斜率均为，选项A正确；B．根据已知条件有解得选项B错误； C．由题图甲可知，两行星的第一宇宙速度相等，有解得两行星的密度满足解得选项C错误；D．在星球表面解得选项D正确。故选AD。10.如图所示，三个完全相同的物体A、B和C放在水平圆盘上，它们分居圆心两侧且共线，用两根不可伸长的轻绳相连。物块质量均为1kg，与圆心距离分别为、和，其中且。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，当圆盘以不同角速度绕轴OO＇匀速转动时，A、B绳中弹力和B、C绳中弹力随的变化关系如图所示，取，下列说法正确的是（　　） A.物体与圆盘间的动摩擦因数B.物体B与圆心距离，C.当角速度为时，圆盘对A的静摩擦力方向背离圆心D.当角速度为时，A、B恰好与圆盘发生滑动【答案】BD【解析】【详解】A．由题图可知所以当时，A、B间绳刚要有拉力，对物体A有解得故A错误；B．由题图可知所以当时，B、C间绳刚要有拉力，对物体C，有解得当时，A、B间绳和B、C间绳的拉力均为1N，对物体B只有摩擦力提供向心力，有 解得故B正确；C．当角速度为时，对物体A有解得方向指向圆心，故C错误；D．由图像可以得出当角速度为时，，。对物体A有解得对物体C有解得说明此刻A、B恰好与圆盘发生滑动，故D正确。故选BD。二、实验题（每空3分，共21分）11.为了探究质量一定时，物体的加速度与所受合力的关系，某同学设计了一个实验，所用装置如图甲所示。已知小车的质量为，小车用细线栓住，通过轻质滑轮与左侧砂桶连接，打点计时器所接的交流电频率。其实验步骤如下：①将器材按图甲所示安装好；②调节长木板的倾角，在砂桶内放入适量的砂，沿长木板向下轻推小车，使小车做匀速直线运动；③取下细线和砂桶，用弹簧测力计测出砂桶（含砂）受到的重力大小；④先接通电源，后由静止释放小车，打出一条纸带，由打出的纸带求得小车的加速度大小；⑤改变长木板的倾角，重新挂上细线和砂桶，重复②~④步骤，测得多组砂桶（含砂）受到的重力大小 和小车的加速度大小。回答下列问题：（1）下列实验操作或实验要求正确的是______。A.砂桶（含砂）的质量应远小于小车的质量B.滑轮右侧的细线应与长木板平行C.长木板的倾角应大于45°D.为了减小摩擦，轻推小车让小车匀速运动前，小车后不应装上纸带，且不应接通电源（2）实验中打出的其中一条纸带如图乙所示，由该纸带可求得小车的加速度大小______。（结果保留两位有效数字）（3）某同学据测出的多组和，作出图像如图丙所示，则图线斜率与小车的质量的关系为______。【答案】①.B②.0.88③.【解析】【详解】（1）[1]A．小车匀速运动时砂桶（含砂）的重力大小等于细线对小车的拉力大小，没必要远小于小车的重力，故A错误；B．砂桶（含砂）的重力等于细线沿木板向上的对小车的拉力，滑轮右侧的细线应与长木板平行，故B正确；C．长木板的倾角不一定大于45°，故C错误； D．轻推小车让小车匀速运动前，小车后应装上纸带，且应接通电源，故D错误。故选B。（2）[2]计数点间时间间隔为由逐差法得小车的加速度大小（3）[3]砂桶（含砂）受到的重力大小等于小车匀加速运动的合力，则可得所以图线斜率与小车的质量的关系为12.图甲是“研究平抛物体的运动”的实验装置图。（1）为了能较准确地描绘运动轨迹，下面列出了一些操作要求，正确的是______；A.通过调节使斜槽末端的切线保持水平B.实验所用斜槽的轨道必须是光滑的C.每次必须由静止释放小球，而释放小球的位置始终相同D.将球的位置标在纸上后，取下纸，用直尺将点连成折线 （2）图乙是正确实验取得的数据，其中O为抛出点，则此小球做平抛运动的初速度为______m/s；（g取9.8m/s2）（3）在另一次实验中将白纸换成方格纸，每小格的边长，通过实验，记录了小球在运动途中的三个位置，如图丙所示，则该小球做平抛运动的初速度为_____；若以A点为坐标原点，水平向右和竖直向下为正方向建立直角坐标系，则小球的抛出点坐标为______。（g取9.8m/s2）【答案】①.AC②.1.6③.1.5④.（-3，-1）【解析】【分析】【详解】（1）[1]A．为了保证小球的初速度水平，需调节使斜槽的末端保持水平，A正确；BC．为了保证小球每次平抛运动的初速度大小相等，应使小球每次从斜槽的同一位置由静止释放，斜槽不一定需要光滑，B错误C正确；D．将球的位置标在纸上后，取下纸，用平滑曲线连接得到平抛运动的轨迹，D错误。故选AC（2）[2]根据解得则小球平抛运动的初速度（3）[3]在竖直方向上，根据解得小球平抛运动的初速度[4]B点的竖直分速度 从抛出点到B点的时间则抛出点到B点的水平位移抛出点到B点的竖直位移所以抛出点距离A点的水平距离抛出点到A点的竖直距离以A点的坐标原点，则抛出点坐标为（-3，-1）三、解答题（共39分）13.2021年7月，河南中北部出现暴雨部分地区出现特大暴雨，国家防总启动防汛Ⅲ级应急响应，举国驰援战洪灾，尤其解放军和武警部队奋战在救援第一线。救援人员一旦发现被困群众必须马上救援。已知河流宽度d=25m，皮筏相对静水速度大小，水流速度大小，皮筏视为质点，求：（1）皮筏运动到河流正对岸的最短时间t；（2）皮筏的最短渡河位移。【答案】（1）；（2）【解析】【详解】（1）当皮筏指向始终垂直于安全区域时所用时间最短，最短时间为（2）由题意设皮筏速度与河岸夹角为时，皮筏的渡河位移最短，则有由几何关系知 解得14.如图所示，竖直放置光滑半圆形轨道的右侧有一面竖直的墙，一质量为的物块（视为质点）从水平地面获得一瞬时速度，沿半圆轨道恰好到达最高点，打在竖直墙面上的点。已知半圆轨道的半径为，最低点与墙面之间的水平距离为，重力加速度取，不计空气阻力。求：（1）物块恰好通过最高点时速度的大小；（2）物块打在墙上时速度方向与墙面所成的夹角；（3）若增大物块在水平面的初速度，当物块再次运动到最高点时对轨道的压力为，最后打在墙面上的点（图中未标出），则之间的距离是多少？【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【详解】（1）滑块恰能运动到最高点，有解得（2）滑块离开N点后做平抛运动，由平抛运动规律，有解得又 且联立解得即（3）若滑块在N点时对轨道的压力为，则解得由平抛运动规律，有解得A点与N点的高度差又P点与N点的高度差则P、A的距离15.万有引力定律揭示了天体运动规律与地上物体运动规律具有内在的一致性。（1）用弹簧测力计称量一个相对于地球静止的物体的重力，随称量位置的变化可能会有不同结果。已知地球质量为M，自转周期为T，引力常量为G。将地球视为半径为R、质量分布均匀的球体，不考虑空气的影响。设在地球北极地面称量时，弹簧测力计的读数是F0。①若在北极上空高出地面h处称量，弹簧测力计读数为F1，求比值的表达式，并就h=1.0%R的情形算出具体数值（计算结果保留两位有效数字）； ②若在赤道表面称量，弹簧测力计读数为F2，求比值的表达式。（2）设想地球绕太阳公转的圆周轨道半径为r、太阳半径为Rs和地球的半径R三者均减小为现在的1.0%，而太阳和地球的密度均匀且不变。仅考虑太阳与地球之间的相互作用，以现实地球的1年为标准，计算“设想地球”的1年将变为多长？【答案】(1)①，②；(2)“设想地球”的1年与现实地球的1年时间相同【解析】【分析】【详解】(1)在地球北极点不考虑地球自转，则秤所称得的重力则为其万有引力，于是，解得②在赤道表面称量，弹簧测力计读数为F2解得(2)根据万有引力定律，有解得又因为 解得从上式可知，当太阳半径减小为现在的1.0%时，地球公转周期不变。【点睛】解决本题的关键知道在地球的两极，万有引力等于重力，在赤道，万有引力的一个分力等于重力，另一个分力提供随地球自转所需的向心力。