河南省周口市鹿邑縣2023-2024學年高一下學期4月期中物理試題（解析版）

2023—2024高一下期期中試卷物理試題一、選擇題（10小題，每小題5分，共50分。1—6單選題，7—10多選題，選不全給3分，有錯的不給分）1.如圖一小球在細線的牽引下，繞光滑水平桌面上的圖釘做勻速圓周運動，則下列說法正確的是（）A.小球受到四個力的作用，分別是：重力，支持力，細線的拉力，向心力B.小球受到的合力是定值，大小等于細線的拉力C.小球做勻速圓周運動靠小球的慣性來維持D.小球的加速度時刻在變化，大小是定值【答案】D【解析】【詳解】ABC．小球在運動的過程中，受重力、支持力、拉力三個力，向心力不是物體受到的力，是做圓周運動所需要的力，由其細繩的拉力來提供，方向不斷改變，是變力，故ABC錯誤；D．根據(jù)，知勻速圓周運動的向心加速度大小不變，但方向始終指向圓心，時刻改變，故D正確；故選D。2.火星的質(zhì)量約為地球質(zhì)量的，半徑約為地球半徑的，則同一物體在火星表面與在地球表面受到的引力的比值約為（）A.0.2 B.0.4 C.2.0 D.2.5【答案】B【解析】【詳解】設物體質(zhì)量m，則在火星表面有在地球表面有由題意知有故聯(lián)立以上公式可得故選B。3.如圖所示，一小學生周末在公園內(nèi)做蕩秋千活動，已知秋千的兩根繩長均為10m，該小學生和秋千踏板的總質(zhì)量約為40kg。繩的質(zhì)量忽略不計。當該小學生蕩到秋千支架的正下方時，速度大小為5m/s，重力加速度取9.8m/s2，此時每根繩子平均承受的拉力約為（）A.150N B.250N C.400N D.500N【答案】B【解析】【詳解】對秋千受力分析，受重力和繩子拉力T，它們的合力提供向心力，由牛頓第二定律有代入數(shù)據(jù)解得T=250N故選B。4.一輛汽車在水平公路上轉(zhuǎn)彎，沿曲線由N向M行駛，速度逐漸增加。選項A、B、C、D分別畫出了汽車轉(zhuǎn)彎時所受合力F的四種方向，其中你認為正確的是（）A. B.C. D.【答案】C【解析】【詳解】汽車沿曲線轉(zhuǎn)彎，所以受到垂直速度方向指向軌跡凹側(cè)的向心力Fn，汽車的速度逐漸增加，所以還受到與速度方向相同沿軌跡切線方向的切向力Ft，這兩個力的合力方向如圖C所示。故選C。5.環(huán)保人員在一次檢查中發(fā)現(xiàn)，一企業(yè)用隱蔽的排污管正在非法向外滿口排出大量的污水。這根管道水平設置，環(huán)保人員測出管口的直徑為D，管口到地面的高度為h，污水落點到管口的水平距離為l，重力加速度為g，則根據(jù)測出的數(shù)據(jù)，環(huán)保人員估測該管道的排污量Q（單位時間內(nèi)排污的體積）為（）A. B. C. D.【答案】C【解析】【詳解】水做平拋運動，水平方向上做勻速直線運動，豎直方向上做自由落體運動，則有，解得平拋初速度為則該管道的排污量為故選C。6.質(zhì)量為2kg的質(zhì)點在x—y平面上運動，x方向的速度—時間圖像和y方向的位移—時間圖像分別如圖所示，則質(zhì)點（）A.初速度為4m/sB.所受合外力為4NC.做勻變速直線運動D.初速度的方向與合外力的方向垂直【答案】B【解析】【詳解】A．x軸方向初速度為vx=4m/s，y軸方向初速度vy=-3m/s，質(zhì)點的初速度故A錯誤。B．在y軸方向質(zhì)點做勻速直線運動，x軸方向的加速度a=2m/s2則質(zhì)點受到的合力F合=ma=4N故B正確；C．x軸方向的合力恒定不變，y軸做勻速直線運動，合力為零，則質(zhì)點的合力恒定不變，做勻變速曲線運動，故C錯誤。D．合力沿x軸方向，而初速度方向既不在x軸，也不在y軸方向，質(zhì)點初速度的方向與合外力方向不垂直，故D錯誤。故選B。【點睛】本題考查運用運動合成與分解的方法處理實際問題的能力，根據(jù)速度圖像判斷物體在x軸方向做勻加速直線運動，y軸做勻速直線運動，根據(jù)平行四邊形法則結(jié)合牛頓第二定律求解；此題類似平拋運動。7.細繩的一端固定于O點，另一端系一個小球，如圖甲，讓小球從一定高度擺下，擺到最低點時，繩子的拉力為T1，小球的加速度為a1?，F(xiàn)在O點的正下方釘上一個釘子P，如圖乙，讓小球仍從左側(cè)相同的高度擺下，擺到最低點碰到釘子后瞬間，繩子的拉力為T2，小球的加速度為a2，則下列關系正確的是（）A. B. C. D.【答案】BD【解析】【詳解】由于兩次從相同高度擺下，根據(jù)動能定理可得可知兩次小球到達最低點時的速度大小相同，根據(jù)，可得由于，則有，故選BD。8.如圖所示，小木塊a、b（可視為質(zhì)點）放在水平圓盤上，a、b的質(zhì)量分別為m，2m，a與轉(zhuǎn)軸的距離為l，b與轉(zhuǎn)軸的距離均為。兩木塊與圓盤間的最大靜摩擦力均為木塊所受重力的k倍，重力加速度大小為g。若圓盤從開始繞轉(zhuǎn)軸緩慢地加速轉(zhuǎn)動，下列說法中正確的是（）A.b相對于圓盤先發(fā)生相對滑動B.a相對于圓盤先發(fā)生相對滑動C.a和b均未滑動時，a、b所受摩擦力的大小相等D.當圓盤的角速度為時，其中一木塊開始滑動【答案】BCD【解析】【詳解】ABD．木塊隨圓盤一起轉(zhuǎn)動，水平方向只受靜摩擦力，故由靜摩擦力提供向心力，當需要的向心力大于最大靜摩擦力時，木塊開始滑動，a、b的最大靜摩擦力分別為，根據(jù)牛頓第二定律可知a、b滑動的角速度為，解得，則當時，a相對于圓盤先發(fā)生相對滑動，故A錯誤，BD正確；C．a(chǎn)和b均未滑動時，靜摩擦力提供向心力則有，a、b所受摩擦力的大小相等，故C正確；故選BCD。9.高速列車的車速很快，為了防止列車在轉(zhuǎn)彎處發(fā)生交通事故，在修筑鐵路時，彎道處的外軌會略高于內(nèi)軌，軌道是圓的，如圖所示。這樣列車轉(zhuǎn)彎時，列車受的支持力與重力的合力指向圓心，當火車以規(guī)定的行駛速度轉(zhuǎn)彎時，內(nèi)、外軌均不會受到輪緣的擠壓。設此時的速度大小為v，重力加速度為g，兩軌所在面的傾角為θ，則（）A.該彎道的半徑B.當火車質(zhì)量改變時，規(guī)定的行駛速度大小不變C.當火車速率大于v時，外軌將受到輪緣的擠壓D.當火車速率小于v時，外軌將受到輪緣的擠壓【答案】ABC【解析】【詳解】AB．當火車以規(guī)定的行駛速度轉(zhuǎn)彎時，內(nèi)、外軌均不會受到輪緣的擠壓，此時重力和支持力的合力提供向心力，根據(jù)牛頓第二定律可得解得彎道的半徑為由表達式可知，當火車質(zhì)量改變時，規(guī)定的行駛速度大小不變，故AB正確；CD．當火車速率大于v時，重力和支持力的合力不足以提供做圓周運動的向心力，此時火車有做離心運動的趨勢，則外軌將受到輪緣的擠壓；同理，當火車速率小于v時，內(nèi)軌將受到輪緣的擠壓，故C正確，D錯誤。故選ABC。10.如圖所示，長為L的細繩一端固定，另一端系一質(zhì)量為m的小球。給小球一個的初速度，小球可在水平面內(nèi)做勻速圓周運動，這樣就構成了一個圓錐擺，設細繩與豎直方向的夾角為θ，重力加速度為g，下列說法中正確的是（）A.小球加速度的大小為 B.小球的線速度大小為C.θ越大，繩子對小球的拉力越大 D.θ越大，小球運動的周期越大【答案】AC【解析】【詳解】小球只受重力和繩的拉力作用，二者合力提供向心力，根據(jù)牛頓第二定律小球做圓周運動的半徑為解得根據(jù)牛頓第二定律解得根據(jù)牛頓第二定律解得由平衡條件有得繩子對小球拉力為可見則越大，越小，周期越小，拉力越大，故AC正確，BD錯誤。故選AC。二、實驗題（2小題，共15分）11.用向心力演示器探究向心力大小與半徑、角速度、質(zhì)量的關系：如圖甲，勻速轉(zhuǎn)動手柄1，可以使變速塔輪2和3以及長槽4和短槽5隨之勻速轉(zhuǎn)動，槽內(nèi)的小球也隨著做勻速圓周運動。使小球做勻速圓周運動的向心力由橫臂6的擋板對小球的壓力提供。球?qū)醢宓姆醋饔昧?，通過橫臂的杠桿作用使彈簧側(cè)力套筒7下降，從而露出標尺8。根據(jù)標尺8上露出的紅白相間等分標記，可以粗略計算出兩個球所受向心力的比值。（1）本實驗采用的科學方法是________。A.控制變量法 B.累積法 C.微元法 D.放大法（2）如圖乙所示，A、B都為質(zhì)量相同鋼球，圖中所示是在研究向心力的大小F與________的關系。A.質(zhì)量m B.角速度ω C.半徑r（3）如圖乙所示，若圖中標尺上黑白相間的等分格顯示出兩個小球所受向心力的比值為1∶4，由圓周運動知識可以判斷出與皮帶連接的變速塔輪相對應的半徑之比為________。A.1∶4 B.4∶1 C.1∶2 D.2∶1【答案】（1）A（2）B（3）D【解析】【小問1詳解】在研究向心力的大小F與質(zhì)量m、角速度和半徑r之間的關系時，需先控制某些量不變，研究另外兩個物理量的關系，該方法為控制變量法。故選A【小問2詳解】由圖可知兩球的運動半徑相同，質(zhì)量相同，根據(jù)向心力公式可知圖中所示是在研究向心力的大小F與的關系。故選B【小問3詳解】根據(jù)向心力公式可知變速塔輪角速度之比為1：2，由于皮帶傳送邊緣的線速度相等，根據(jù)可知變速塔輪相對應的半徑之比為2：1。故選D。12.某同學設計一個探究平拋運動特點的實驗如圖甲所示，在水平桌面上放置一個斜面，斜面底邊ab與桌邊平行，把桌面搬到豎直墻壁附近，把白紙和復寫紙附在墻上，使從水平桌面上滾下的鋼球能打在墻上，從而記錄鋼球的落點。改變桌子和墻的距離，就可以得到多組數(shù)據(jù)，根據(jù)數(shù)據(jù)探究平拋運動水平運動特點。已知平拋運動在豎直方向上的運動規(guī)律與自由落體運動相同。（1）為了正確完成實驗，以下做法必要的是________。A.實驗時應保持桌面水平B.每次應使鋼球從靜止開始釋放C.使斜面底邊ab與桌邊重合D.選擇對鋼球摩擦力盡可能小的斜面（2）改變墻與重垂線之間的距離x，測得落點與拋出點之間的豎直距離y，如圖乙所示。若，則，滿足________關系時，說明鋼球在水平方向做勻速直線運動。（3）處理數(shù)據(jù)時，滿足了，但，關系不滿足（2）的結(jié)果，造成的原因可能是________（寫出一條即可）【答案】（1）AB（2）（3）見解析【解析】【小問1詳解】A．為了使鋼球離開桌面做平拋運動，實驗時應保持桌面水平，故A正確；BD．鋼球每次應從斜面上同一位置由靜止?jié)L下，以保證到達桌邊的速度相等，但斜面對鋼球的摩擦沒有影響，故B正確，D錯誤；C．斜面的底邊ab與桌邊重合，則小球拋出時不是平拋運動，故C錯誤。故選AB?！拘?詳解】若，如果鋼球在水平方向做勻速直線運動，則有，可得豎直方向有，可知，滿足說明鋼球在水平方向做勻速直線運動【小問3詳解】處理數(shù)據(jù)時，滿足了，但，關系不滿足的結(jié)果，造成的原因可能是小球拋出時的速度不是處于水平方向，即小球的初速度具有一定的豎直分量。三、計算題（3小題，共35分）13.一長為l輕桿的一端固定在水平轉(zhuǎn)軸上，另一端固定一個質(zhì)量為m的小球，輕桿隨轉(zhuǎn)軸在豎直平面內(nèi)做角速度為ω的勻速圓周運動，重力加速度為g。求：（1）小球運動到最低點時，桿對球的作用力；（2）小球運動到水平位置B點時，桿對球的作用力?！敬鸢浮浚?），方向豎直向上；（2），方向與水平方向夾角正切值為【解析】【詳解】（1）小球運動到最低點時，設桿對球的作用力為，由牛頓第二定律可得解得方向豎直向上。（2）小球運動到水平位置B時，設桿對球的作用力為，由牛頓第二定律可得方向與水平方向夾角的正切值為14.如圖所示，斜面的傾角為θ，質(zhì)量為m的小球從斜面頂端以速度v0水平拋出，在空中運動一段時間后落到斜面，不計空氣的阻力，重力加速度為g，求：（1）從開始運動到落到斜面上所用時間；（2）小球運動過程中到斜面的最遠距離。【答案】（1）；（2）【解析】【詳解】（1）小球做平拋運動，有解得從開始運動到落到斜面上所用時間為（2）小球在垂直斜面方向的初速度垂直斜面向上、大小為加速度垂直斜面向下、大小為有解得小球與斜面的最遠距離為15.用如圖甲所示的水平—斜面裝置研究平拋運動。一物塊（可視為質(zhì)點）置于粗糙水平面上的O點，O點與斜面頂端P點的