2023-2024學(xué)年廣東省汕頭市潮陽區(qū)河溪中學(xué)高一（下）期中物理試卷（含答案）

這是一份2023-2024學(xué)年廣東省汕頭市潮陽區(qū)河溪中學(xué)高一（下）期中物理試卷（含答案），共15頁。試卷主要包含了單選題，多選題，實驗題，計算題等內(nèi)容，歡迎下載使用。
1.如圖所示，一無動力飛行愛好者在某次翼裝飛行過程中，在同一豎直平面內(nèi)從A到B滑出了一段曲線軌跡，該過程中下列說法正確的是( )
A. 愛好者在某點所受合外力方向不可能沿軌跡的切線方向
B. 愛好者的速度可能保持不變
C. 愛好者的速度方向與加速度方向始終相互垂直
D. 若愛好者在某點所受合外力方向與速度方向成銳角，愛好者的速度將減小
2.2022年9月17日北京市龍舟大賽在盧溝橋曉月湖公園舉行。假設(shè)某龍舟隊要渡過40 m寬的河，龍舟在靜水中的速度為4 m/s，河水的速度為3 m/s。下列說法正確的是( )
A. 龍舟不能渡過河B. 龍舟不能垂直到達(dá)對岸
C. 龍舟渡河的最短時間為10 sD. 龍舟渡河的速度一定為5 m/s
3.如圖所示，一小物塊以大小為4m/s的速度做勻速圓周運動，半徑R=1m，則下列說法正確的是( )
A. 小物塊做圓周運動的周期為1s
B. 小物塊運動的角速度為4rad/s
C. 小物塊在πs內(nèi)通過的路程為零
D. 小物塊在t=π4s內(nèi)通過的位移大小為π20m
4.如圖所示的傳動裝置中，B、C兩輪固定在一起繞同一軸轉(zhuǎn)動，A、B兩輪用皮帶傳動，三輪的半徑大小關(guān)系是rA:rB:rC=3:2:4。若皮帶不打滑，a、b、c分別為A、B、C輪邊緣的三點，下列說法正確的是( )
A. ωa:ωb:ωc=3:2:1B. va:vb:vc=3:2:4
C. Ta:Tb:Tc=3:3:4D. aa:ab:ac=2:3:6
5.如圖(a)所示，在一段封閉的玻璃管內(nèi)注滿清水，水中放一個紅蠟做成的小圓柱體并塞緊管口，如圖(b)所示，將玻璃管倒置，蠟塊會沿玻璃管勻速上升，如圖(c)所示，在蠟塊上升的同時將玻璃管從靜止開始水平向右勻加速移動，則該過程中蠟塊相對地面的運動軌跡大致為( )
A. B. C. D.
6.如圖所示，小車以速度v勻速向右運動，通過滑輪拖動物體A上升，不計滑輪摩擦和繩子質(zhì)量，某時刻細(xì)線與水平面的夾角為θ時，下列說法正確的是( )
A. 此過程中物體A在勻速上升B. 此時物體A的速度大小為vcsθ
C. 此時物體A的速度大小為vsinθD. 繩子對物體A的拉力小于物體A的重力
7.水星因快速運動，歐洲古代稱它為墨丘利(Mercury)，意為古羅馬神話中飛速奔跑的信使神。中國古稱辰星，西漢《史記》的作者司馬遷從實際觀測發(fā)現(xiàn)辰星呈灰色，與五行學(xué)說聯(lián)系在一起，以黑色屬水，將其命名為水星，如圖所示，水星和地球都在圍繞著太陽旋轉(zhuǎn)，其運行軌道是橢圓。根據(jù)開普勒行星運動定律可知( )
A. 太陽位于水星運行軌道的中心
B. 水星繞太陽運行一周的時間比地球的短
C. 水星靠近太陽的過程中，運行速率減小
D. 水星遠(yuǎn)離太陽的過程中，它與太陽的連線在相等時間內(nèi)掃過的面積逐漸增大
二、多選題：本大題共3小題，共18分。
8.橫截面為直角三角形的兩個相同斜面如圖緊靠在一起，固定在水平面上，它們的豎直邊長都是底邊長的一半。小球從左邊斜面的頂點以不同的初速度向右平拋，最后落在斜面上。其中三個小球的落點分別是a、b、c。圖中三小球比較，下列判斷正確的是( )
A. 落在a點的小球飛行時間最短
B. 落在c點的小球飛行時間最短
C. 落在a點的小球飛行過程速度的變化量最大
D. 無論小球拋出時初速度多大，落到兩個斜面上的瞬時速度都不可能與斜面垂直
9.在探究平拋運動的規(guī)律時，可以選用如圖所示的各種裝置圖，則以下操作合理的是( )
A. 選用裝置圖甲研究平拋物體的豎直分運動時，應(yīng)該用眼睛看A、B兩球是否同時落地
B. 選用裝置圖乙并要獲得穩(wěn)定的細(xì)水柱顯示出平拋運動的軌跡，豎直管上端A一定要低于水面
C. 選用裝置圖丙并要獲得鋼球做平拋運動的軌跡，每次不一定要從斜槽上同一位置由靜止釋放鋼球
D. 除上述裝置外，還可以用數(shù)碼照相機拍攝鋼球做平拋運動時每秒15幀的錄像以獲得平拋運動的軌跡
10.下列有關(guān)生活中的圓周運動實例分析，其中說法正確的是( )
A. 鐵路的轉(zhuǎn)彎處，外軌比內(nèi)軌高的原因是為了利用輪緣與內(nèi)軌的側(cè)壓力幫助火車轉(zhuǎn)彎
B. 杯子離轉(zhuǎn)盤中心越近越容易做離心運動，若給杯子中加水，杯子更容易做離心運動
C. 滾筒洗衣機里衣物隨著滾筒做高速勻速圓周運動，衣物運動到最低點B點時脫水效果更好
D. 航天員在空間站進(jìn)行太空授課時，用細(xì)繩系住小瓶并使小瓶繞細(xì)繩一端做圓周運動，做成一個“人工離心機”成功將瓶中混合的水和食用油分離，水和油分離后，b、d部分是水
三、實驗題：本大題共2小題，共14分。
11.圖甲是某種“研究平拋運動”的實驗裝置．斜槽末端口N與小球離地面的高度均為H，實驗時，當(dāng)P小球從斜槽末端飛出與擋片相碰，立即斷開電路使電磁鐵釋放Q小球，發(fā)現(xiàn)兩小球同時落地，改變H大小，重復(fù)實驗，P、Q仍同時落地。
(1)關(guān)于實驗條件的說法，正確的有______
A.斜槽軌道末段N端必須水平
B.P小球可以從斜槽上不同的位置無初速度釋放
C.斜槽軌道必須光滑
D.P小球每次必須從斜槽上相同的位置無初速度釋放
(2)該實驗結(jié)果可表明______
A.兩小球落地速度的大小相同
B.P小球在豎直方向的分運動與Q小球的運動相同
C.兩小球在空中運動的時間相等
D.P小球在水平方向的分運動是勻速直線運動
(3)若用一張印有小方格(小方格的邊長為L=2.5cm)的紙記錄P小球的軌跡，小球在同一初速平拋運動途中的幾個位置如圖乙中的a、b、c、d所示，重力加速度g=10m/s2，則P小球在b處的瞬時速度的大小為vb=_____m/s。
12.某實驗小組利用圖甲所示的裝置進(jìn)行“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實驗。重力加速度g取10 m/s2。
(1)在實驗中，得到一條打點的紙帶，如圖乙所示，已知相鄰計數(shù)點間的時間間隔為T=0.10 s，則小車加速度大小為a=________m/s2；在打點計時器打出B點時，小車的速度大小為________m/s。(計算結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字)
(2)實驗小組的同學(xué)保持小車及車中的砝碼質(zhì)量一定，探究加速度a與所受外力F的關(guān)系，他們在木板水平和傾斜兩種情況下分別做了實驗，得到了兩條a?F圖線，如圖丙所示。圖線________是在軌道傾斜情況下得到的(選填“①”或“②”)；小車和木板間的動摩擦因數(shù)μ=________。
四、計算題：本大題共3小題，共40分。
13.如圖所示，一小球從平臺上水平拋出后，落在一傾角為θ=53°的斜面頂端，并恰好無碰撞沿斜面滑下，斜面頂端與平臺的高度差h=0.8m，(g取10m/s2，sin53°=0.8，cs53°=0.6)，求：
(1)小球從平臺水平拋出至剛落到斜面上所用的時間t；
(2)小球水平拋出的初速度大小v0；
(3)小球做平拋運動的水平位移大小L。
14.如圖所示，質(zhì)量m=2.0×103kg的汽車以一定的速率駛過凸形橋面的頂部，橋面的圓弧半徑為10m，橋面頂部與水平路面的高度差為1.25m。g取10m/s2。
(Ⅰ)若汽車以5m/s的速率駛過凸形橋面的頂部。求汽車對橋面的壓力大小；
(2)若汽車通過拱橋最高點時剛好騰空飛起，求汽車此時的速率；
(3)若汽車以(2)的速率駛過凸形橋面的頂部，汽車到達(dá)水平路面時，離開橋頂?shù)乃骄嚯x為多少？
15.某游戲裝置如圖所示，左側(cè)是一豎直支柱，右側(cè)豎直放置一半徑R=0.5m，內(nèi)徑很小的圓弧形管道，彈射裝置可以將置于支柱上A處的小球水平向右彈出。一質(zhì)量m=0.2kg的小球(可視為質(zhì)點)以v0的初速度被彈出后，正好從B處沿圓弧切線方向進(jìn)入圓管(小球的直徑略小于圓管橫截面直徑)，且到達(dá)B的速度vB=5m/s。已知OB與OC的夾角α=53°，sin53°=0.8，cs53°=0.6，不計空氣阻力，重力加速度g取10m/s2，求：
(1)A、B間的高度差h；
(2)若小球運動到管口D處時的速度大小vD= 6m/s，則小球在D處時對管壁彈力的大小和方向；
(3)若彈射裝置的位置可以在支柱上上下移動，欲通過改變支架距離B點的水平位移x，使小球還能恰好從B處沿圓弧切線方向進(jìn)入圓管，彈射裝置出口到B點的高度H與支架距離B點的水平位移x應(yīng)滿足的關(guān)系式(彈射裝置出口到支架的距離可忽略)。
答案和解析
1.【答案】A
【解析】解：
A.曲線運動中，合外力方向指向軌跡彎曲的凹側(cè)，速度才是沿軌跡的切線方向，故A正確；
B.曲線運動中速度一直在變化，故B錯誤；
C.曲線運動速度方向和加速度方向不能共線，并非一直互相垂直，只有勻速圓周運動時，速度方向與加速度方向一直相互垂直，故C錯誤；
D.若愛好者在某點所受合外力方向與速度方向成銳角，愛好者將做加速運動，故D錯誤。
本題考查學(xué)生對曲線運動受力特點、瞬時功率計算式、勻速圓周運動受力特點等規(guī)律的掌握，具有一定綜合性，是一道基礎(chǔ)題。
2.【答案】C
【解析】解：A.只要龍舟有垂直河岸的速度就能過河，故A錯誤；
B.因為龍舟靜水速度大于河水的速度，則龍舟可能垂直到達(dá)對岸，故B錯誤；
C.當(dāng)靜水速與河岸垂直時，過河的時間最短，最短渡河時間為：t=404s=10s，故C正確；
D．因為船的靜水速的方向未知，根據(jù)平行四邊形定則，無法判斷船渡河的速度大小，故D錯誤。
故選：C。
龍舟有垂直河岸的速度就能過河;當(dāng)龍舟在靜水中的速度垂直于河岸時，渡河時間最短，根據(jù)t=dv求解最短時間;船頭方向不確定，根據(jù)運動的合成法則分析即可。
本題考查小船過河問題，解題關(guān)鍵是知道船頭垂直于河岸時，渡河時間最短。
3.【答案】B
【解析】A.根據(jù)周期與線速度的關(guān)系式
T=2πRv=π2s
故A錯誤；
B.根據(jù) v=ωR 有
ω=vR=4rad/s
故B正確；
C.路程為物體運動軌跡的長度
l=vt=4×πm=4πm
故C錯誤；
D.小物塊在 t=π4s 內(nèi)剛好走過半個周期，走過半個圓弧，則位移為
2R=2m
故D錯誤。
故選B。
4.【答案】D
【解析】AB.因為AB兩點是同緣轉(zhuǎn)動，則線速度相等va:vb=1:1，因rA:rB=3:2，可得ωa:ωb=2:3，BC是同軸轉(zhuǎn)動，則角速度相等，則ωb:ωc=1:1，因為rB:rC=2:4，可知vb:vc=2:4，則va:vb:vc=2:2:4，ωa:ωb:ωc=2:3:3，AB錯誤；
CD.根據(jù)T=2πω，可得周期之比Ta:Tb:Tc=3:2:2，根據(jù)a=ωv，可知aa:ab:ac=2:3:6，C錯誤，D正確。
故選D。
5.【答案】C
【解析】解：由題意可知紅蠟塊在豎直向上做勻速直線運動，豎直方向的加速度為零，合力為零；
而紅蠟塊在水平向右做初速度為零的勻加速直線運動，水平方向具有向右的加速度和合力；
所以紅蠟塊的合初速度沿豎直方向，合力方向水平向右，根據(jù)曲線運動的條件可知蠟塊的合運動為勻變速曲線運動，其速度方向與水平方向的夾角的正切值為tanθ=vyvx=vyat
由上式可知θ隨t的增大而逐漸減小，而蠟塊速度方向沿軌跡切線方向，所以紅蠟塊實際運動的軌跡可能是C。
故ABD錯誤，C正確。
故選：C。
根據(jù)水平分速度判讀合速度，再根據(jù)分運動的加速度判斷合加速度，最后根據(jù)曲線運動的條件判斷運動軌跡。
本題考查了曲線運動軌跡的判斷，解決本題的關(guān)鍵是理解物體做曲線運動的條件。
6.【答案】B
【解析】解：ABC、小車沿繩子方向的速度等于A的速度，設(shè)繩子與水平方向的夾角為θ，如圖所示：
根據(jù)平行四邊形定則，物體A的速度vA=vcsθ，小車勻速向右運動時，θ減小，則A的速度增大，所以A加速上升，加速度方向向上，故B正確，AC錯誤；
D、對A根據(jù)牛頓第二定律有：T?GA=mAa，知繩子的拉力大于A的重力，故D錯誤。
故選：B。
將小車的速度分解為沿繩子方向和垂直于繩子方向，沿繩子方向的速度等于A的速度，根據(jù)平行四邊形定則判斷出A的速度變化，再由運動性質(zhì)，來判定拉力與重力的關(guān)系。
解決本題的關(guān)鍵知道小車沿繩子方向的分速度等于物體A的速度，根據(jù)平行四邊形定則進(jìn)行分析，另外根據(jù)運動分析受力也是本題的一個考點。
7.【答案】B
【解析】A.根據(jù)開普勒第一定律，水星繞太陽運行的軌道是橢圓，太陽位于橢圓的焦點處，故A錯誤；
B.水星繞太陽運行的半長軸小于地球繞太陽運行的半長軸，根據(jù)開普勒第三定律，可知水星繞太陽運行一周的時間比地球的短，故B正確；
C.水星繞太陽運行的過程中，近日點速度最大，遠(yuǎn)日點速度最小，所以水星靠近太陽的過程中，運行速率增加，故C錯誤；
D.根據(jù)開普勒第二定律可知，水星遠(yuǎn)離太陽的過程中，它與太陽的連線在相等時間內(nèi)掃過的面積相等，故D錯誤。
故選B。
8.【答案】BCD
【解析】解：AB、三個小球做的都是平拋運動，從圖中可以發(fā)現(xiàn)落在c點的小球下落的高度最小，由h=12gt2可知飛行時間為：t= 2hg，所以落在c點的小球飛行時間最短，故A錯誤，B正確；
C、小球做平拋運動，平拋運動在水平方向的速度是不變的，速度的變化發(fā)生在豎直方向上，豎直方向上的速度變化量：Δv=gΔt，運動時間長的小球速度變化量大，所以a球的速度變化最大，故C正確；
D、根據(jù)幾何關(guān)系可知，a點上是無論如何不可能垂直的，然后看b、c點，豎直速度是gt，水平速度是v，假設(shè)落到斜面上的瞬時速度垂直斜面，斜面的夾角θ的正切：tanθ=v0gt=12，
根據(jù)幾何關(guān)系，水平位移為：x=v0t，豎直位移為：y=12gt2，則有：xy=v0t12gt2=1，即水平位移等于豎直位移，這是不可能的，本題中，b、c兩點的水平位移一定大于豎直位移，故無論小球拋出時初速度多大，落到兩個斜面上的瞬時速度都不可能與斜面垂直，故D正確。
故選：BCD。
三個小球做的都是平拋運動，平拋運動可以分解為水平方向上的勻速直線運動和豎直方向上的自由落體運動，運動的時間是由豎直方向上下落的高度決定的。
平拋運動只受重力，加速度為重力加速度。據(jù)此分析速度的變化量大小。
利用假設(shè)法從水平位移和豎直位移的關(guān)系入手分析。
此題考查了平拋運動的規(guī)律，解決本題的關(guān)鍵是知道平拋運動在水平方向和豎直方向上的運動規(guī)律，知道平拋運動的時間由高度決定，初速度和時間共同決定水平位移。
9.【答案】BD
【解析】解：A.小球下落的速度很快，運動時間很短，用眼睛很難準(zhǔn)確判斷出小球落地的先后順序，應(yīng)聽聲音，故A錯誤；
B.豎直管的上端A應(yīng)低于水面，這是因為豎直管與空氣相通，A處的壓強始終等于大氣壓，不受瓶內(nèi)水面高低的影響，因此可以得到穩(wěn)定的細(xì)水柱，故B正確；
C.只有每次從同一高度釋放鋼球，鋼球做平拋運動的初速度才相同，故C錯誤；
D.獲得了每秒15幀的錄像就等同于做平拋運動實驗時描方格圖的方法，同樣可以探究平拋運動的規(guī)律。故D正確。
故選：BD。
平拋運動水平方向做勻速直線運動，豎直方向做自由落體運動，根據(jù)研究平拋運動的原理出發(fā)分析研究方法是否合理。
解決本題的關(guān)鍵知道探究平拋運動規(guī)律的原理，以及掌握研究平拋運動的方法，知道實驗的注意事項。
10.【答案】CD
【解析】A.在鐵路的轉(zhuǎn)彎處，通常要求外軌比內(nèi)軌高，當(dāng)火車按規(guī)定速度轉(zhuǎn)彎時，由重力和支持力的合力完全提供向心力，從而減輕輪緣對外軌的擠壓，故A錯誤；
B.圓盤做勻速圓周運動，轉(zhuǎn)盤對杯子的摩擦力提供向心力，即
f=mω2r
離轉(zhuǎn)盤中心越近，摩擦力越小，越不容易達(dá)到最大靜摩擦力，越不容易做離心運動，根據(jù)
f=mω2r≤μmg
所以給杯子中加水，最大靜摩擦力更大，杯子更不容易做離心運動，故B錯誤；
C.根據(jù)牛頓第二定律，在最低點B，有
FN1?mg=mv2R
在最高點A，有
FN2+mg=mv2R
則
FN1>FN2
所以衣物運動到最低點B點時，衣物與水更容易分離，脫水效果會更好，故C正確；
D.水的密度大，單位體積水的質(zhì)量大，瓶子中的油和水做勻速圓周運動的角速度相同，根據(jù)
F=mω2r
可知水做圓周運動所需要的向心力大，當(dāng)合力F不足以提供向心力時，水先做離心運動，所以油和水分離后，油在水的內(nèi)側(cè)，故b、d部分是水，故D正確。
故選CD。
11.【答案】(1)AB
(2)BC
(3)1.25

【解析】(1)A.為使小球從斜槽末端飛出時初速度方向是水平，因此斜槽軌道末段N端必須水平，故A正確；
BD.這個實驗只驗證小球做平拋運動在豎直方向是自由落體運動，與水平方向無關(guān)，所以不需要每次實驗小球離開水平槽時初速度相同，小球可以從斜槽上不同的位置無初速度釋放，故B正確，D錯誤；
C.斜槽軌道是否光滑，對實驗沒有影響，不需要必須光滑，故C錯誤。
故選AB。
(2)BCD.該實驗結(jié)果可表明：P小球在豎直方向的分運動與Q小球的運動相同，由于豎直方向的高度相同，所以兩小球在空中運動的時間相等，故BC正確，D錯誤；
A.當(dāng)小球落地時P小球還有水平方向的速度，則兩小球落地速度的大小不可能相同，故A錯誤。
故選BC。
(3)P小球在同一初速平拋運動，P小球在豎直方向做自由落體運動，在水平方向做勻速直線運動，在豎直方向，由勻變速直線運動的推論，可有
Δy=gT2
代入數(shù)據(jù)解得
T= Δyg= ybc?yabg=0.05s
在水平方向的速度
vx=xT=2.5×2×10?20.05m/s=1m/s
在豎直方向，由中間時刻的瞬時速度等于平均速度，則有
vyb=yac2T=0.75m/s
則P小球在b處的瞬時速度的大小為
vb= v x2+v y2=1.25m/s
12.【答案】(1)2.0；0.56；
(2) ①0.2。
【解析】【分析】(1)解決紙帶問題一般是求瞬時速度和加速度，利用勻變速直線運動中間時刻速度等于平均速度求某一點的速度，利用逐差法求加速度。
(2)圖線②沒有平衡摩擦力，根據(jù)牛頓第二定律得出a?F關(guān)系式，然后分析圖像縱軸截距的物理意義即可求μ。
【解答】(1)由逐差法可得，物塊的加速度大小為
a=8.61+10.61?(4.61+6.59)(0.2)2×0.01m/s2≈2.0m/s2
在打點計時器打出B點時，物塊的速度大小為
vB=4.61+6.590.2×0.01m/s=0.56m/s
(2)軌道傾斜太大，即使沒有鉤碼拉小車也將加速下滑，因此圖線 ①為軌道傾斜情況下得到的。
實驗時，某同學(xué)由于疏忽，遺漏了平衡摩擦力這一步驟，由牛頓第二定律可得
F?μmg=ma，
整理得
a=1mF?μg，
圖線與縱軸的交點為?μg=?2，所以μ=0.2。
13.【答案】(1)根據(jù)
h=12gt2
可得t= 2hg= 2×0.810s=0.4s
(2)小球落到斜面頂端時的豎直速度
vy=v0tan53°=gt
可得小球水平拋出的初速度大小
v0=gttan53°=0.4×1043m/s=3m/s
(3)小球做平拋運動的水平位移大小
L=v0t=1.2m

【解析】詳細(xì)解答和解析過程見【答案】
14.【答案】(1)汽車以5m/s的速率駛過凸形橋面的頂部時，設(shè)橋面的支持力為FN，則有
mg?FN=mv2R
代入數(shù)據(jù)得FN=1.5×104N
根據(jù)牛頓第三定律，汽車對橋面的壓力大小為 1.5×104N ；
(2)汽車駛過凸形橋面的頂部，剛脫離橋面的速度為 v0 ，則有
mg=mv 02R
解得v0= gR=10m/s
(3)若汽車以10m/s的速率駛過凸形橋面的頂部，汽車將離開橋面做平拋運動，由
h=12gt2
汽車在空中運動時間
t= 2hg=0.5s
離橋頂?shù)乃骄嚯x
x=vt=5m

【解析】詳細(xì)解答和解析過程見【答案】
15.【答案】(1) 0.8m ；(2) 0.4N ，方向豎直向上；(3) H=23x
【解析】(1)小球運動到B處時，豎直方向的分速度
vy=vBsinα=5×0.8m/s=4m/s
從A到B，小球在豎直方向做自由落體運動，有
vy=gt
解得下落時間
t=0.4s
A、B間的高度差
h=12gt2=0.8m
(2)設(shè)小球在D處時受到管壁對其的作用力方向豎直向下，大小為 FN ，根據(jù)牛頓第二定律有
mg+FN=mvD2R
解得
FN=0.4N
根據(jù)牛頓第三定律可知，小球在D處時對管壁的彈力的大小為 0.4N ，方向豎直向上。
(3)因為小球沿切線方向從B點進(jìn)入圓管，則有
tanα=vyvx=43
再由平均速度關(guān)系可知
2
所以，彈射裝置出口到B點的高度H與支架距離B點的水平位移x應(yīng)滿足的關(guān)系式為
H=23x