安徽省合肥市百花中学等六校2022-2023学年高一下学期4月期中物理试题（Word版附解析）

2023年春季学期高一年级期中考试物理考生注意：1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24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.关于曲线运动，下列说法中正确的是（）A.曲线运动的加速度一定是变化的B.曲线运动速度一定发生变化C.曲线运动不一定都是变速运动D.物体在恒定合外力作用下不可能做曲线运动【答案】B【解析】【详解】A．曲线运动可以受恒力，如平抛运动加速大小不变，A错误；BC．曲线运动的速度方向时刻在改变，故曲线运动一定是变速运动，B正确、C错误；D．物体在恒力作用下可以做曲线运动，如平抛运动，D错误；故选B。2.一辆车通过一根跨过定滑轮的绳提升竖井中的物体，如图所示，小车匀速向左运动的过程中，速度大小为v，当连接小车的绳与水平面的夹角为时，此时物体运动的速率为（　　） A.B.C.D.v【答案】A【解析】【分析】【详解】将小车速度沿着绳子和垂直于绳子分解，在沿着绳子方向的速度等于物体上升的速度大小，因此可得物体运动的速率故选A。3.已知某条河的河水流速处处相等，大小为，小船在静水中的速度大小恒为，要使小船渡河时的位移方向与河岸的夹角为，则船头指向与河岸的夹角为（　　）A.B.C.D.【答案】C【解析】【详解】小船渡河时的位移方向与河岸的夹角为，船速等于水速，如图由几何关系可得船头指向与河岸的夹角为60°。故选C。4.如图所示，火星和地球都在围绕着太阳旋转，其运行轨道是椭圆。根据开普勒行星运动定律可知（　　）A.太阳位于地球运行轨道的中心B.地球靠近太阳的过程中，运行速率减小C.火星绕太阳运行一周的时间比地球的长 D.火星远离太阳的过程中，它与太阳的连线在相等时间内扫过的面积逐渐增大【答案】C【解析】【详解】A．根据开普勒第一定律可知，地球绕太阳运行的轨道是椭圆，太阳位于椭圆的焦点处，故A错误；B．地球绕太阳运行的过程中，近日点速度最大，远日点速度最小，所以地球靠近太阳的过程中，运行速率增加，故B错误；C．根据开普勒第三定律可知，火星绕太阳运行半长轴大于地球绕太阳运行的半长轴，可知火星绕太阳运行一周的时间比地球的长，故C正确；D．根据开普勒第二定律可知，火星远离太阳的过程中，它与太阳的连线在相等时间内扫过的面积相等，故D错误。故选C。5.如图所示，一辆汽车驶上一圆弧形的拱桥，当汽车以的速度经过桥顶时，恰好对桥顶没有压力。若汽车以的速度经过桥顶，则汽车对桥顶的压力与汽车自身重力之比为（　　）A.B.C.D.【答案】B【解析】【详解】设汽车经过桥顶时桥顶对汽车的支持力为F，由向心力公式得当时，可得当时 联立可得汽车对桥顶的压力大小等于，则汽车对桥顶的压力与汽车自身重力之比故选B。6.地球的公转轨道接近圆，但哈雷彗星的绕日运动轨道则是一个非常扁的椭圆，如图所示。天文学家哈雷成功预言哈雷彗星的回归，哈雷彗星最近出现的时间是1986年。已知哈雷彗星轨道半长轴约为（地球和太阳之间的距离为）。预计哈雷彗星下次回归将在（　　）A.2023年B.2049年C.2061年D.2081年【答案】C【解析】【详解】根据题意，由开普勒第三定律可得代入数据解得年则预计哈雷彗星下次回归将在年。故选C。二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。7.如图所示为一皮带传动装置，A、C在同一大轮上，B在小轮边缘上，在传动过程中皮带不打滑，已知R=2r，rC=r，则（　　） A.ωC=ωBB.vC=vBC.vC=0.5vBD.ωB=2ωC【答案】CD【解析】【详解】AD．A、C两点同轴转动，具有相同的角速度．A、B两点线速度相等，即,根据且，可得角速度之比线速度之比故选CD。8.在光滑水平面内有一个直角坐标系xOy，某一物体在该平面内分别沿x轴方向的位移s—时间t图像和沿y轴方向的速度v—时间t图像分别如甲、乙图所示。对于物体在0~4s内的运动情况，下列说法中正确的是（）A.时刻，物体的加速度大小为B.0~4s内，物体做匀变速曲线运动C.时，物体的初速度大小为D.0~4s内，物体的位移大小为4m【答案】BC 【解析】【详解】A.由图可知，物体在轴方向做匀速直线运动，速度为1m/s，在轴方向做初速度为3m/s的匀减速直线运动，由图无法求出t=2s时加速度，故A错误；C.时，物体的初速度大小为故C正确；B．0~4s内，物体的加速度沿y轴方向，大小恒定，而初速度的方向和加速度方向不在同一条直线，所以物体做匀变速曲线运动，故B正确；D．0~4s内，物体在轴方向方向的位移为4m，轴方向的位移无法求出，所以无法求出物体位移的大小，故D错误。故选BC。9.如图所示，A、B两个物体放在旋转圆台上，动摩擦因数均为，已知A的质量为2m，B的质量为m，A离轴的距离为r，B离轴的距离为2r，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则当圆台旋转时（　　）A.B的向心力大B.B的向心加速度大C.B受的摩擦力小D.当圆台转速增加时，B比A先滑动【答案】BD【解析】【详解】A．对A有对B有则二者的向心力一样大，A错误；B．根据，可知B的向心加速度大，B正确； C．物体所受摩擦力提供向心力，二者向心力一样大，则二者所受摩擦力一样大，C错误；D．对A有则物体A的临界速度为对B有则物体B的临界速度为所以当圆台转速增加时，B比A先滑动，D正确。故选BD。10.如图所示，以的速度水平抛出的小球，飞行一段时间，垂直地撞在倾角的斜面上，，以下结论中正确的是（　　）A.物体飞行时间是B.物体飞行的时间是C.物体下降的距离是D.物体撞击斜面时的速度大小为【答案】AD【解析】【详解】根据题意可知，小球垂直撞在斜面上，小球的速度方向如图所示 由几何关系可知，速度与水平方向的夹角为ABD．根据平抛运动规律，水平方向上竖直方向上又有整理得解得则物体的竖直分速度为则物体撞击斜面时速度大小为故B错误，AD正确；C．由公式可得，物体下降的距离是故C错误。故选AD。三、非选择题：共56分。11.某同学用如图4甲所示装置做探究向心力大小与线速度大小的关系。装置中光滑水平直杆随竖直转轴一起转动，一个滑块套在水平光滑杆上，用细线将滑块与固定在竖直转轴上的力传感器连接，当滑块随水平杆一起转动时，细线的拉力就是滑块做圆周运动需要的向心力，拉力的大小可以通过力传感器测得，滑块转动的线速度可以通过速度传感器测得。 （1）要探究向心力大小与线速度大小的关系，采用的方法是___________。A．控制变量法B．等效替代法C．微元法D．放大法（2）实验中，要测量滑块做圆周运动时的半径，应测量滑块到___________（选填“力传感器”或“竖直转轴”）的距离。若仅多次改变竖直转轴转动的快慢，测得多组力传感器的示数F及速度传感器的示数v，将测得的多组F、v值，在图乙F—v2坐标系中描点，请将描出的点进行作图______。若测得滑块做圆周运动的半径为r=0.2m，由作出的F—v2图线可得滑块与速度传感器的总质量m=___________kg（结果保留两位有效数字）。【答案】①.A②.竖直转轴③.④.0.18【解析】【详解】（1）[1]根据，要探究向心力大小与线速度大小的关系，必须让m、r保持不变，所以采用的方法是控制变量法。故选A（2）[2]实验中，要测量滑块做圆周运动时的半径，应测量滑块到圆心的距离，即测量滑块到竖直转轴的距离；[3]作出的F—v2图线如图所示根据 根据图线得解得m=0.18kg12.图（a）是甲实验小组“研究平抛物体运动”的实验装置。（1）以下是实验过程中的一些做法，其中合理的有___________。A．安装斜槽轨道，使其末端保持水平B．每次释放小球的初始位置可以任意选择C．轨道必须光滑D．每次小球应从同一高度由静止释放②实验得到平抛小球的运动轨迹，在轨迹上取一些点，以平抛起点O为坐标原点，测量它们的水平坐标x和竖直坐标图中y，图像图像能说明小球运动轨迹为抛物线的是___________。A．B．C．D．（3）乙实验小组采用频闪摄影的方法拍摄到如图（b）所示的“小球做平抛运动”的照片。已知拍摄时间每曝光一次，则图中每个小方格的边长为___________，该小球平抛的初速度大小为___________（g取）。 【答案】①.AD②.B③.10④.2【解析】【详解】（1）[1]A．为了保证小球的初速度水平，斜槽的末端需水平，故A正确；BD．为了使小球运动到斜槽末端速度相等，每次让小球从斜槽的同一位置由静止滚下，故C错误，D正确；C．实验要求小球运动到斜槽末端的速度相等，轨道没有必要一定是光滑的，故C错误。故选AD。（2）[2]根据，得可知y−x2图象是过原点的倾斜直线。故选B。（3）[3]设每个小方格的边长为d，则根据得[4]平抛的初速度大小为13.飞机离地面高度为H=720m，飞机的水平飞行速度为v1=100m/s，追击一辆速度为v2=30m/s同向行驶的汽车，不考虑空气阻力，g取10m/s2，求： （1）炸弹从投出到落地所需的时间是多少？（2）欲使炸弹击中汽车，飞机应在距离汽车的水平距离多远处投弹？【答案】（1）12s；（2）840m【解析】【详解】（1）炸弹抛出后做平抛运动，竖直位移满足可得炸弹从投出到落地的时间为（2）在时间t内，炸弹的水平位移为汽车的位移为故飞机投弹的位置与汽车的水平距离为14.如图所示，竖直平面内有一光滑圆弧轨道，其半径为，平台与轨道的最高点等高，一质量的小球从平台边缘的A处水平射出，恰能沿圆弧轨道上P点的切线方向进入轨道内侧，A、P两点间的竖直高度，轨道半径与竖直线的夹角为53°，已知，，g取，求：（1）小球从平台上的A点射出时的速度大小；（2）小球从平台上的射出点A到圆轨道入射点P之间的水平距离L；（3）小球沿轨道通过圆弧的最高点Q时的速度，则小球对轨道的内壁还是外壁有弹力？并求出该弹力的大小和方向？ 【答案】（1）3m/s；（2）1.2m；（3）外壁，6.4N，竖直向上【解析】【详解】（1）小球从A到P根据可得时间为从A到P是平抛运动，小球恰能沿圆弧轨道上P点的切线方向进入轨道内侧，则有解得（2）从A到P是平抛运动，水平方向做匀速直线运动，有联立解得（3）小球沿轨道通过圆弧的最高点Q时的速度在Q点根据牛顿第二定律有解得根据牛顿第三定律可知小球对外壁有压力，方向竖直向上，大小为6.4N。15.如图所示，水平转台上有一个质量的小物块，用长的细线将物块连接到转轴上，此时细线恰好绷直无拉力，细线与竖直转轴的夹角，物块与转台间的动摩擦因数，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，现使转台由静止开始逐渐加速转动。，，。求：（1）当绳子刚好出现拉力时，转台角速度为多大？ （2）当物块刚要离开转台时，转台角速度为多大？（3）当转台角速度为时，细线的拉力为多大？【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【详解】（1）由题意可知，当绳子刚好出现拉力时，静摩擦力提供向心力，物块所受的最大静摩擦力大小为根据牛顿第二定律解得（2）物块刚要离开转台时，转台对物块的支持力恰好为零，水平方向，根据牛顿第二定律竖直方向，根据平衡条件联立解得（3）由于物块受力分析如图所示 水平方向竖直方向其中联立解得