定遠(yuǎn)中學(xué)2022~2023學(xué)年下學(xué)期高一期中試卷物理試題第I卷（選擇題）一、單選題（本大題共8小題）1. 牛頓在前人研究成果的基礎(chǔ)上，再加上自己偉大的科學(xué)思想與方法，使得牛頓成就非凡。在他建立萬有引力定律的過程中（　　）A. 不僅運用了牛頓第二定律，也運用了牛頓第三定律B. 沒有運用開普勒關(guān)于行星運動的三定律C. 進行了著名的“月—地檢驗”，證明了月球繞地球沿橢圓軌道運動D. 做了著名的“扭秤實驗”，測定了萬有引力常量【答案】A【解析】【詳解】AB．牛頓在開普勒對行星運動所總結(jié)的規(guī)律的基礎(chǔ)上，把行星的運動理想化，看成勻速圓周運動，利用牛頓第二定律、牛頓第三定律 以及開普勒三定律分析太陽對行星引力和行星對太陽引力的大小關(guān)系提出了萬有引力定律，故A正確，B錯誤；C．“月—地檢驗”是驗證地面上的重力與地球吸引月球、太陽吸引行星的力是同一性質(zhì)的力，而月球繞地球沿橢圓軌道轉(zhuǎn)動是開普勒證明的，故C錯誤；D．牛頓發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律，引力常量則是卡文迪許做了著名的“扭秤實驗”測出的，故D錯誤。故選A。2. 生活中曲線運動隨處可見，物體做曲線運動一定受到了外力的作用。關(guān)于物體做曲線運動，下列說法正確的是（　　）A. 速度方向有時與曲線相切，有時與曲線的切線垂直B. 平拋運動勻變速曲線運動，斜拋運動是變加速曲線運動C. 物體所受合力可能不變，但它的加速度一定改變D. 物體所受合力方向一定指向曲線的凹側(cè)【答案】D【解析】【詳解】A．在曲線運動中，質(zhì)點的速度方向一定是時刻沿著軌跡的切線方向，A錯誤；B．平拋運動是勻變速曲線運動，斜拋運動僅受重力，也是勻變速曲線運動，B錯誤；C．物體做曲線運動所受合力不變，由牛頓第二定律可知，其加速度也不會改變，如拋體運動，C錯誤；D．物體做曲線運動的條件是合力方向與速度方向不在同一條直線上，合外力的方向一定指向曲線的凹側(cè)，D正確。故選D。3. 如圖所示，一輛質(zhì)量為2×103kg的汽車通過拱形橋最高點的速率為3m/s，橋面最高點的圓弧半徑為20m，取重力加速度大小g=10m/s2，則汽車在通過拱形橋最高點時對橋面的壓力大小為（　?。?/span>A. 2×104N B. 1.91×104N C. 1.1×104N D. 9×103N【答案】B【解析】【分析】【詳解】根據(jù)牛頓第三定律，汽車對橋的壓力大小等于橋?qū)ζ嚨闹С至Υ笮?，對汽車受力分析，受重力和支持力，由于汽車做圓周運動，故豎直方向上的合力提供向心力，有解得191×104N故選B。4. 如圖所示，沿光滑豎直桿以速度勻速下滑的物體A通過輕質(zhì)細(xì)繩拉光滑水平面上的物體B，細(xì)繩與豎直桿間的夾角為，則以下說法正確的是（　?。?/span>A. 物體B向右勻速運動B. 物體B向右勻加速運動C. 細(xì)繩對A的拉力逐漸變小D. 細(xì)繩對B的拉力逐漸變大【答案】C【解析】【詳解】A B．將A物體的速度按圖示兩個方向分解，如下圖所示，則繩子速率有繩而繩子速率等于物體B的速率，則有物體B速率為繩因角逐漸減小，則B物體向右速度逐漸增大，做變加速運動，AB錯誤；CD．對A物體受力分析，受重力、拉力、支持力，因A勻速下滑，拉力的豎直向上的方向分力與重力平衡，當(dāng)角逐漸變小，則繩對A拉力逐漸變??；由牛頓第三定律知，繩對B的拉力逐漸變小，C正確，D錯誤。故選C。5. 地質(zhì)勘探發(fā)現(xiàn)某地區(qū)表面的重力加速度發(fā)生了較大的變化，懷疑地下有空腔區(qū)域，進一步探測發(fā)現(xiàn)在地面P點的正下方有一球形空腔區(qū)域儲藏有天然氣，如圖所示，假設(shè)該地區(qū)巖石均勻分布且密度為ρ，天然氣的密度遠(yuǎn)小于ρ，可忽略不計，如果沒有該空腔，地球表面正常的重力加速度大小為g；由于空腔的存在，現(xiàn)測得P點處的重力加速度大小為kg（k＜1），已知引力常量為G，球形空腔的球心深度為d，則此球形空腔的體積是（　?。?/span>A.  B.  C.  D. 【答案】D【解析】【分析】萬有引力定律的適用條件：（1）公式適用于質(zhì)點間的相互作用，當(dāng)兩個物體間的距離遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于物體本身的大小時，物體可視為質(zhì)點；（2）質(zhì)量分布均勻的球體可視為質(zhì)點，r是兩球心間的距離，如果將空腔填滿，地面質(zhì)量為m的物體的重力為mg，沒有填滿時是kmg，故空腔填滿后引起的引力為，根據(jù)萬有引力定律求解。【詳解】如果將近地表的球形空腔填滿密度為ρ的巖石，則該地區(qū)重力加速度便回到正常值，因此，如果將空腔填滿，地面質(zhì)量為m的物體的重力為mg，沒有填滿時是kmg，故空腔填滿后引起的引力為，由萬有引力定律有解得球形空腔的體積故選D。6. 如圖所示，一艘炮艇沿長江由西向東快速行駛，在炮艇上發(fā)射炮彈射擊北岸的目標(biāo)。已知炮艇向正東行駛的速度大小為，炮艇靜止時炮彈的發(fā)射速度大小為，炮艇所行進的路線離射擊目標(biāo)的最近距離為，不計空氣阻力的影響，要想命中目標(biāo)且炮彈在空中飛行時間最短，則（　?。?/span>A. 當(dāng)炮艇前進至點時垂直于運動方向向北發(fā)射炮彈剛好能擊中目標(biāo)B. 炮艇距離目標(biāo)為時發(fā)射炮彈C. 炮艇距離目標(biāo)為時發(fā)射炮彈D. 炮彈在空中飛行的最短時間是【答案】C【解析】【分析】【詳解】A．當(dāng)炮艇前進至點時垂直于運動方向向北發(fā)射炮彈，炮彈參與沿著河岸的運動和垂直于河岸的兩個運動，最后炮彈將落在目標(biāo)的東方，A錯誤；D．在垂直河岸速度最大時，飛行時間最短，且最短時間為D錯誤；BC．在空中飛行時間最短時，發(fā)射點位置到O點的距離因此發(fā)射點位置到目標(biāo)的距離B錯誤，C正確。故選C。7. 如圖所示，在長為輕桿的下端點用一根長為的細(xì)線系一小球，一小朋友手持輕桿的上端點，使輕桿繞點以角速度做勻速圓周運動，輕桿轉(zhuǎn)動劃過的軌跡是一個頂角為的圓錐，同時細(xì)線下面的小球也跟著做勻速圓周運動，若不計空氣阻力，取重力加速度為，則下列說法正確的是（　　）A. 小球受重力、桿的拉力和向心力B. 輕桿和細(xì)線不在同一豎直面內(nèi)C. 細(xì)線與豎直方向的夾角滿足D. 細(xì)線與豎直方向的夾角滿足【答案】D【解析】【詳解】A．小球受重力和繩的拉力。向心力是重力和拉力的合力，是效果力，故A錯誤；B．小球做勻速圓周運動，故在速度方向上沒有分力，所以輕桿和細(xì)線在同一豎直面內(nèi)，故B錯誤；CD．根據(jù)合力提供向心力可得又代入可得故D正確，C錯誤。故選D。8. 如圖，網(wǎng)球運動員在同一高度的前后兩個不同位置將網(wǎng)球擊出，網(wǎng)球兩次都垂直擊中豎直墻上的同一固定點。若不計空氣阻力，則（　?。?/span>A. 網(wǎng)球兩次撞墻前的速度可能相等B. 沿軌跡2運動的網(wǎng)球擊出時的初速度小C. 沿軌跡2運動的網(wǎng)球剛要撞墻時的速度大D. 從擊出到撞墻，沿軌跡2運動的網(wǎng)球在空中運動的時間短【答案】B【解析】【分析】【詳解】D．網(wǎng)球運動員在同一高度的前后兩個不同位置將網(wǎng)球擊出，網(wǎng)球兩次都垂直擊中豎直墻上的同一固定點，則豎直方向有由于高度相同，則運動時間t相同，選項D錯誤；B．在水平方向有由于沿軌跡2運動時的水平位移小，則沿軌跡2運動的網(wǎng)球擊出時的初速度小，選項B正確；AC．由于兩球網(wǎng)球兩次撞墻前豎直方向的速度相等，但水平速度不同，故網(wǎng)球兩次撞墻前的速度不可能相等，沿軌跡2運動的網(wǎng)球剛要撞墻時的水平速度小，合速度小，選項AC錯誤。故選B。二、多選題（本大題共3小題）9. 如圖，在勻速轉(zhuǎn)動的洗衣機脫水桶內(nèi)壁上，有一件濕衣服隨圓桶一起轉(zhuǎn)動而未滑動，則（　?。?/span>A. 水會從脫水桶甩出是因為水滴受到的向心力很大B. 衣服隨脫水桶做圓周運動的向心力由衣服的重力提供C. 加快脫水桶轉(zhuǎn)動速度，衣服對桶壁的壓力也增大D. 加快脫水桶轉(zhuǎn)動角速度，脫水效果會更好【答案】CD【解析】【詳解】A．水會從脫水桶甩出是因為水滴受到的附著力不能提供水滴做圓周運動的向心力，從而做離心運動，選項A錯誤；B．衣服隨脫水桶做圓周運動的向心力由筒壁給衣服的支持力提供，選項B錯誤；C．根據(jù)可知，加快脫水桶轉(zhuǎn)動速度，衣服對桶壁的壓力也增大，選項C正確；D．根據(jù)向心力公式：F=mω2R，ω增大會使向心力F增大，水滴根據(jù)容易發(fā)生離心現(xiàn)象，會使更多水滴被甩出去，脫水效果更好，故D正確；故選CD。10. 如圖，一輛小汽車在水平路面上勻速行駛，輪胎半徑，輪胎轉(zhuǎn)速保持，輪胎邊緣上有個記錄點，某個時刻，點剛好跟地面接觸，從此刻開始計時，下列說法正確的是（　?。?/span>A. 汽車行駛速度大約B. 點相對于地面做勻速圓周運動C. 經(jīng)過，點的路程為D. 經(jīng)過，點的位移大小為【答案】AD【解析】【詳解】A．汽車行駛速度為A正確；B．點相對于輪胎轉(zhuǎn)軸做勻速圓周運動，輪胎轉(zhuǎn)軸相對地面做勻速直線運動，所以點相對于地面不是在做勻速圓周運動，B錯誤；C．經(jīng)過，車前進距離為由于點相對輪胎轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動，所以其路程不等于，C錯誤；D．經(jīng)過，即半個周期，車前進距離點位于最高點，與地面距離為，由勾股定理得點的位移大小為D正確。故選AD。11. 第24屆冬季奧運會于2022年2月在北京召開，如圖甲所示為運動員跳臺滑雷運動的瞬間，其運動示意圖如圖乙所示，運動員從助滑雪道上由靜止開始滑下，到達點后水平飛出，落到傾斜滑道上的點，運動軌跡上的點的速度方向與傾斜軌道平行，設(shè)運動員從到與從到的運動時間分別為與，（忽略空氣阻力，運動員可視為質(zhì)點），下列說法正確的是（　　）A. ，運動員在空中運動過程中點離軌道一定最遠(yuǎn)B. ，沿著方向之間距離與之間的距離之比是1∶3C. 若運動員離開點的速度減半，則落在斜面上的速度方向一定會改變D. 若運動員離開點的速度減半，則落在斜面上時距的距離將變?yōu)樵瓉淼?/span>【答案】AD【解析】【詳解】A．如圖建立坐標(biāo)系對運動員的運動進行分解，y軸方向做類豎直上拋運動，x軸方向做勻加速直線運動，當(dāng)運動員到點時速度方向與斜面平行，在y軸方向到達最高點，離軌道最遠(yuǎn)，根據(jù)豎直上拋運動的對稱性可知故A正確；B．根據(jù)推論初速度為零的勻變速運動相同時間的位移比為1：3，而沿著方向的初速度不為零，則沿著方向之間的距離與之間的距離之比一定不是1∶3，B錯誤；C．設(shè)運動員落在斜面上的速度方向與水平夾角為，斜面的傾角為，則則可得一定，則一定，可知運動員落在斜面上的速度方向與從C點飛出的速度無關(guān)，C錯誤；D．將初速度沿x，y方向分解為、，加速度分解為、，則運動時間為落在斜面上的距離為運動員速度減半，則、減半，減半，由位移公式可知，落在斜面上時距的距離將變?yōu)樵瓉淼?/span>，D正確。故選AD。第II卷（非選擇題）三、實驗題（本大題共2小題）12. 某實驗小組通過實驗探究做勻速圓周運動的物體需要的向心力的大小與哪些因素有關(guān)。如圖所示，他們把兩個質(zhì)量不同的小球分別放在長槽和短槽上，調(diào)整塔輪上的皮帶和小球位置，使兩球的轉(zhuǎn)動半徑和角速度都相同。轉(zhuǎn)動手柄，觀察實驗，得出結(jié)論。
 （1）本實驗采用的科學(xué)方法是__________。A.控制變量法    B.累積法        C.微元法        D.放大法（2）圖示情境正在探究的是__________。A.向心力大小與半徑的關(guān)系        B.向心力大小與線速度大小的關(guān)系C.向心力大小與角速度大小的關(guān)系    D.向心力大小與物體質(zhì)量的關(guān)系（3）通過本實驗，實驗小組可以得到的結(jié)論是__________。A.在質(zhì)量和半徑一定的情況下，向心力的大小與加速度成正比B.在質(zhì)量和半徑一定的情況下，向心力的大小與線速度的大小成正比C.在半徑和角速度一定的情況下，向心力的大小與質(zhì)量成正比D.在質(zhì)量和角速度一定的情況下，向心力的大小與半徑成反比【答案】    ①. A    ②. D    ③. C【解析】【詳解】（1）[1]在這兩個裝置中，控制半徑，角速度不變，只改變質(zhì)量，來研究向心力與質(zhì)量之間的關(guān)系，故采用的控制變量法，故A正確，BCD錯誤；故選A；（2）[2]由圖可以知道，圖中的兩個小球的材料不同，在小球的大小相等的條件下可以知道小球的質(zhì)量不同，所以該圖是控制半徑和角速度不變，只改變質(zhì)量，來研究向心力與質(zhì)量之間的關(guān)系，故D正確，ABC錯誤；故選D；（3）[3]通過控制變量法，得到的結(jié)果為在半徑和角速度一定的情況下，向心力的大小與質(zhì)量成正比，故C正確，ABD錯誤；故選C。13. 圖甲是研究平拋運動的實驗裝置示意圖，小球從斜面上一定高度處從靜止釋放，經(jīng)過一段水平軌道后落下，利用該裝置可以記錄小球球心的運動軌跡。（1）在實驗操作中需要小球多次重復(fù)運動，則每次小球______從同一位置由靜止開始運動。軌道______光滑。（兩空均選填“必須”或“不一定”）（2）某同學(xué)記錄了運動軌跡上三點A、、，如圖所示，以A為坐標(biāo)原點，建立坐標(biāo)系，各點坐標(biāo)值已在圖中標(biāo)出，則小球平拋初速度大小為______點的速度大小是_____取。【答案】    ①. 必須    ②. 不一定    ③. 1.0##1    ④. 【解析】【詳解】（1）[1][2]為了保證小球做平拋的初速度相同，每次都必須使小球從同一位置由靜止開始運動；只需要保證小球從斜槽末端做平拋運動，速度相同即可，不一定保證軌道光滑。（2）[3]由于段、段在水平方向上的位移相等，故時間間隔相等，設(shè)相等的時間間隔為，在豎直方向上則則平拋的初速度[4]點豎直方向上的分速度為點的速度四、計算題（本大題共3小題）14. 跳臺滑雪是冬奧會比賽項目之一。如圖所示，把運動員從A起跳后至B的運動看成平拋運動，傾斜直滑道AB的傾角為37°，運動員在A點的速度為20m/s，sin37°=0.6，cos37°=0.8，g=10m/s2求：（1）運動員在空中運動的時間；（2）滑道AB的長度。【答案】（1）3s；（2）75m【解析】【詳解】（1）設(shè)運動員在B點的速度角為，由速度角和位移角關(guān)系得則解得（2）由得從A到B的豎直位移為由幾何關(guān)系得解得15. (15分)長的細(xì)線一端系一小球，另一端懸掛在轉(zhuǎn)軸上，緩慢增加轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動速度使小球在水平面內(nèi)做圓周運動．已知小球的質(zhì)量，細(xì)線能承受的最大拉力，點到水平地面的距離，重力加速度，求：(1)小球能在水平面內(nèi)做圓周運動的最大角速度；(2)細(xì)線被拉斷后，小球的落地點到點在水平地面上的豎直投影點的距離．【答案】（1）    （3）【解析】【詳解】（1）設(shè)小球轉(zhuǎn)動角速度最大時細(xì)線與轉(zhuǎn)軸的夾角為，分析可知，，解得；（2）細(xì)線拉斷時，小球的速度，解得，細(xì)線拉斷后小球做平拋運動有，，小球的落地點到在水平地面上的投影點的距離，解得:．16. 一半徑為R=1.00m的水平光滑圓桌面，圓心為O，有一豎直的立柱固定在桌面上的圓心附近，立柱與桌面的交線是一條凸的平滑的封閉曲線C，如圖所示。我一根不可伸長的柔軟的細(xì)輕繩，一端固定在封閉曲線上的某一點，另一端系一質(zhì)量為m=1.6kg的小物塊。將小物塊放在桌面上并把繩拉直，再給小物塊一個方向與輕繩垂直大小為v0=2.5m/s的初速度。物塊在桌面上運動時，繩將纏繞在立柱上。已知當(dāng)繩的拉力為T0=12.5N時，繩即斷開，在繩斷開前物塊始終在桌面上運動，而且運動中物塊的速度大小保持不變。已知桌面高度H=0.80m，物塊在桌面上運動時未與立柱相碰。（取重力加速度大小為g=10m/s2）（1）求繩剛要斷開時，繩的伸直部分的長度為多少；（2）若繩剛要斷開時，桌面圓心O到繩的伸直部分與封閉曲線的接觸點的連線正好與繩的伸直部分垂直（如圖所示），問物塊的落地點到桌面圓心O的水平距離為多少。（計算結(jié)果可以用根號表示）【答案】（1）；（2）【解析】【詳解】（1）因為桌面光滑，繩子一直處于張緊狀態(tài)，因此小球的速度大小保持不變，設(shè)剛要斷開時，繩的伸直部分的長度為L，有解得（2）設(shè)在繩剛要斷開時，物塊位于桌面上的點，BP是繩的伸直部分，物塊速度v0的方向如圖所示物塊離開桌面后便做初速度為v0的平拋運動，設(shè)平拋運動經(jīng)歷的時間為t，則有物塊做平拋運動的水平射程為MN之間的距離為由幾何關(guān)系，物塊落地地點與桌面圓心O的水平距離為代入數(shù)據(jù)得?
 

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