江苏省南京师范大学附属中学2022-2023学年高一上学期期末物理试题及答案

第1页/共1页南京师大附中2022-2023学年度第1学期高一年级期末考试物理试卷本试卷分选择题和非选择题两部分，共100分，考试用时75分钟。注意事项答题前，考生务必将自己的班级、姓名写答题卡上。选择题答案按要求填涂在答题卡上；非选择题的答案写在答题卡上对应题目的答案空格内，答案不写在试卷上。一、单项选择题：本题共5题，每题4分，共20分，每题只有一个选项最符合题意1.质点做匀速圆周运动时，下列说法正确的是（）A.因为v=ωr，所以线速度大小v与轨道半径r成正比B.因为，所以角速度ω与轨道半径r成反比C.因为ω=2πn，所以角速度ω与转速n成正比D.因为，所以线速度大小v与周期T成反比2.摩托车正沿圆弧弯道以不变的速率行驶，则它（）A.受到重力、支持力和向心力作用B.所受的地面作用力恰好与重力平衡C.所受的合力可能不变D.所受的合力始终变化3.某质量m=0.1kg的质点在x轴正方向做初速度v0=4m/s的匀速直线运动，在y轴方向的速度—时间关系如图所示，则下列说法正确的是（）A.该质点做匀变速直线运动 B.该质点在4s末的位移大小为8mC.该质点在4s末的速度大小为4m/s D.该质点所受合外力恒为0.2N4.将甲、乙两物体以相同的初速度v0，同时竖直向上抛出并开始计时，甲物体所受空气阻力可忽略，乙物体所受空气阻力大小与物体速率成正比，下列用直线和曲线分别描述两物体运动的v-t图像，可能正确的是（）A. B.C. D.5.如图甲所示，倾角为的斜面置于粗糙的水平地面上，有一滑块通过轻绳绕过定滑轮与质量为的小球相连（绳与斜面平行），滑块质量，滑块恰好静止在粗糙的斜面上。在图乙中，换成让小球在水平面上做匀速圆周运动，轻绳与竖直方向的夹角为，且，此时滑块、斜面仍然处于静止状态，重力加速度为，则以下说法中正确的是（）A.甲图滑块受到斜面的摩擦力为B.甲图斜面受到地面的摩擦力为C.乙图中时，滑块恰好不受摩擦力D.乙图中小球转动角速度越小，滑块受到的摩擦力越小二、多项选择题：本题共5题，每题6分，共30分，每题有多个选项符合题意，全部选对的得6分，选不全的得3分，有选错或不答的得0分6.一游泳者横渡水流速度恒定的万泉河，人在河中始终保持头朝垂直于河岸方向游向对岸，人相对于静水的速度不变。若横渡过程中，突遇涨潮，水流速度增大，则（）A.横渡的时间不变 B.横渡的时间变长C.到达对岸时的速度变大 D.到达对岸时的速度不变7.如图所示，小车A通过一根绕过定滑轮的轻绳吊起一重物B，开始时用力按住A使A不动，现设法使A以速度＝4m/s向左做匀速直线运动，某时刻连接A车右端的轻绳与水平方向成θ＝37°角，设此时B的速度大小为(cos37°＝0.8)，不计空气阻力，忽略绳与滑轮间摩擦，则A.A不动时B对轻绳拉力就是B的重力B.当轻绳与水平方向成θ角时重物B的速度＝5m/sC.当轻绳与水平方向成θ角时重物B的速度＝3.2m/sD.B上升到滑轮处前过程中处于超重状态8.如图，某人从高出水平地面的山坡上点处水平击出一个质量为的高尔夫球，高尔夫球在飞行中受到恒定的水平风力作用，最终竖直落入距击球点水平距离为的洞穴中，则（）A.高尔夫球飞行中做的是平抛运动B.高尔夫球飞行的时间为C.高尔夫球被击出时的初速度大小为D.高尔夫球飞行中受到的水平风力大小为9.如图所示，小球A、B用轻质弹簧连接，用手握住小球A，使整个系统在竖直面内保持静止。已知小球B的质量是小球A的质量的2倍，重力加速度为g。某时刻松手，让小球A从静止开始运动。若弹簧的形变始终在弹性限度内，B球未落到地面，从松手到弹簧第一次恢复原长的过程中，下列说法正确的是（）A.某时刻A球的加速度大小可能为2g B.某时刻B球的加速度大小可能为2gC.A球的速度始终大于B球的速度 D.A球和B球的位移大小相等10.如图所示，足够大光滑的桌面上有个光滑的小孔O，一根轻绳穿过小孔两端各系着质量分别为m1和m2的两个物体，它们分别以O、点为圆心以相同角速度做匀速圆周运动，半径分别是r1、r2，m1和m2到O点的绳长分别为l1和l2，下列说法正确的是（）A.m1和m2做圆周运动的所需要的向心力大小不同B.m1和m2做圆周运动的半径之比为C.m1和m2做圆周运动的绳长之比为D.剪断细绳，m1做匀速直线运动，m2做自由落体运动三、非选择题：共5题，共50分。其中第12题~第15题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位11.采用如图1所示的装置可以研究平抛运动。图2是确定小球位置的硬纸片的示意图，带有一大一小两个孔，大孔宽度与做平抛的小球的直径d相当，可沿虚线折成图1中的样式，放在如图1中的多个合适位置，可用来确定小球经过的运动轨迹。已知重力加速度为g。（1）已备有器材：有孔的硬纸片、坐标纸、图钉、长方形平木板、铅笔、三角板、刻度尺、弧形斜槽、小球、铁架台（含铁夹），还需要的一种实验器材是___________。A．秒表B．天平C．重锤线D．弹簧测力计（2）关于本实验的一些说法，正确的是___________。A．斜槽必须是光滑的，且每次释放小球的初位置相同B．应该将斜槽轨道末端调成水平C．以斜槽末端，紧贴着槽口处作为小球做平抛运动的起点和所建坐标的原点OD．为使所描曲线与小球运动轨迹吻合，应将所有通过硬纸片确定的点都用直线依次连接（3）已知理想的平抛运动在水平方向和竖直方向的位移分别为x和y，则其初速度大小v0=___________。在实际的平抛运动实验的研究中，也利用上述关系式计算初速度，那么计算的初速度误差与x、y的大小选取是___________。（选填“有关”或“无关”）（4）甲同学得到部分运动轨迹如图3所示。图中水平方向与竖直方向每小格长度均为l，P1、P2和P3是轨迹图线上的三个点，P1和P2、P2和P3之间的水平距离相等。那么，小球从P1运动到P2所用的时间为___________，小球抛出后的水平速度为___________。（5）判断所描绘曲线是否为抛物线是本实验的目的之一、若乙同学实验得到的平抛运动的轨迹是图4所示的曲线，图中的O点是小球做平抛运动的起点。可用刻度尺测量各点的x、y坐标，如P1的坐标（x1，y1）、P2的坐标（x2，y2）、P3的坐标（x3，y3）等。怎样通过这些测量值来判断这条曲线是否是一条抛物线？并请简述判断的方法___________。12.如图所示，有一辆质量为800kg的小汽车驶上圆弧半径为40m的波浪形路面。（1）汽车到达凹形路面段最底A时速度为10m/s，路面对汽车的支持力是多大？（2）汽车以多大速度经过最高点B时，汽车恰好对路面没有压力？13.如图所示，将木块A和木板B叠放在水平地面上，木块质量，木板质量，木块与木板间动摩擦因数为、木板与地面间动摩擦因数为，不计空气阻力，取重力加速度，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，对木块施加一个水平向右的恒力F，求：（1）若，求木块A的加速度大小和A、B之间的摩擦力的大小；（2）若，求木块A的加速度大小和A、B之间的摩擦力的大小。14.如图，“厂”形框架的竖直细杆光滑，质量分别为、的金属环、用长为的轻质细绳连接，分别套在水平细杆和竖直细杆上，环与的滑动摩擦系数为，最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力，细线与水平杆间夹角为，重力加速度为，（，）求：（1）若，、处于静止状态时，环受到摩擦力大小；（2）为使、保持静止，至少多大；（3）若，并使整个装置绕匀角速度转动，为保持系统稳定，转动角速度的平方应满足什么条件？15.如图所示，小明在离水面高度=1.8m处，将一质量m=20g的小石片以水平初速度8m/s抛出，玩“打水漂”，小石片在水片上滑行时受到的水平阻力恒为，在水面上弹跳数次后沿水面的速度减为零后沉入水底。假设小石片每次均接触水面后跳起，跳起时竖直方向的速度与此时沿水面滑行的速度之比为常数k=0.75，取重力加速度，不计空气阻力，求小石片（1）第一次与水面接触前水平方向的位移；（2）第一次与水面接触过程中对水面作用力（可视作恒力）的竖直分力大小Fy；（3）从抛出到开始下沉的时间t。第1页/共1页南京师大附中2022-2023学年度第1学期高一年级期末考试物理试卷本试卷分选择题和非选择题两部分，共100分，考试用时75分钟。注意事项答题前，考生务必将自己的班级、姓名写答题卡上。选择题答案按要求填涂在答题卡上；非选择题的答案写在答题卡上对应题目的答案空格内，答案不写在试卷上。一、单项选择题：本题共5题，每题4分，共20分，每题只有一个选项最符合题意1.质点做匀速圆周运动时，下列说法正确是（）A.因为v=ωr，所以线速度大小v与轨道半径r成正比B.因为，所以角速度ω与轨道半径r成反比C.因为ω=2πn，所以角速度ω与转速n成正比D.因为，所以线速度大小v与周期T成反比【答案】C【解析】【详解】A．当ω一定时，线速度大小v才与轨道半径r成正比，A错误；B．当v一定时，角速度ω才与轨道半径r成反比，B错误；C．在用转速表示角速度时，角速度与转速成正比，C正确；D．当r一定时，线速度大小v才与周期T成反比，D错误。故选C。2.摩托车正沿圆弧弯道以不变的速率行驶，则它（）A.受到重力、支持力和向心力的作用B.所受的地面作用力恰好与重力平衡C.所受的合力可能不变D.所受的合力始终变化【答案】D【解析】【详解】A．摩托车沿圆弧弯道以不变的速率行驶时，受到重力、支持力、和摩擦力的作用，向心力是合力的效果，不是实际受力，故A错误；B．地面的作用力是摩擦力和支持力的合力，与重力不平衡，故B错误；CD．摩托车做匀速圆周运动，合力方向始终指向圆心，所以所受合力始终变化，故C错误，D正确。故选D。3.某质量m=0.1kg的质点在x轴正方向做初速度v0=4m/s的匀速直线运动，在y轴方向的速度—时间关系如图所示，则下列说法正确的是（）A.该质点做匀变速直线运动 B.该质点在4s末的位移大小为8mC.该质点在4s末的速度大小为4m/s D.该质点所受合外力恒为0.2N【答案】B【解析】【详解】A．根据图像可知y轴方向做匀加速直线运动，由于x轴正方向做匀速直线运动，则质点在做匀变速曲线运动，A错误；B．4s末质点沿x轴的分位移4s末质点沿y轴的位移则该质点在4s末的位移大小为B正确；C．根据速度的合成，该质点在4s末的速度大小C错误；D．根据牛顿第二定律，该质点所受合外力恒大小为D错误。故选B。4.将甲、乙两物体以相同的初速度v0，同时竖直向上抛出并开始计时，甲物体所受空气阻力可忽略，乙物体所受空气阻力大小与物体速率成正比，下列用直线和曲线分别描述两物体运动的v-t图像，可能正确的是（）A. B.C. D.【答案】D【解析】【详解】甲物体竖直向上做匀减速直线运动至最高点再竖直向下做自由落体运动，不受空气阻力，其v-t图象是倾斜向下的直线，四个选项直线均正确表示。乙物体做有空气阻力大小为f=kv的上抛运动，上升时的加速度大小随着v减小，加速度减小，对应v-t图像切线斜率的绝对值减小，上升到最高点时，速度减小到零，此时的加速度为之后再下落的过程中随着v增大，加速度继续减小。因此其对应的v-t图像切线斜率的绝对值一直减小，并且与横轴的交点切线斜率的绝对值等于g，即过与横轴交点的切线应该与甲物体竖直上抛运动的v-t图线平行。故选D。5.如图甲所示，倾角为的斜面置于粗糙的水平地面上，有一滑块通过轻绳绕过定滑轮与质量为的小球相连（绳与斜面平行），滑块质量，滑块恰好静止在粗糙的斜面上。在图乙中，换成让小球在水平面上做匀速圆周运动，轻绳与竖直方向的夹角为，且，此时滑块、斜面仍然处于静止状态，重力加速度为，则以下说法中正确的是（）A.甲图滑块受到斜面的摩擦力为B.甲图斜面受到地面的摩擦力为C.乙图中时，滑块恰好不受摩擦力D.乙图中小球转动角速度越小，滑块受到的摩擦力越小【答案】C【解析】【详解】AB．根据题意，对甲图中小球受力分析，由平衡条件可知，绳子的拉力为对甲图中滑块受力分析，由于可知滑块受沿斜面向上摩擦力，如图所示由平衡条件有解得对滑块与斜面整体受力分析，如图所示由平衡条件有故AB错误；CD．根据题意，对图乙中小球受力分析，如图所示由几何关系有若，则有对乙图中滑块受力分析，则有则滑块恰好不受摩擦力，由于，则有对乙图中滑块受力分析，则有解得若乙图中小球转动角速度越小，则所需向心力减小，即小球的合力减小，则减小，变大，故D错误，C正确。故选C。二、多项选择题：本题共5题，每题6分，共30分，每题有多个选项符合题意，全部选对的得6分，选不全的得3分，有选错或不答的得0分6.一游泳者横渡水流速度恒定的万泉河，人在河中始终保持头朝垂直于河岸方向游向对岸，人相对于静水的速度不变。若横渡过程中，突遇涨潮，水流速度增大，则（）A.横渡的时间不变 B.横渡的时间变长C.到达对岸时的速度变大 D.到达对岸时的速度不变【答案】AC【解析】【详解】AB．由题知，人在河中始终保持头朝垂直于河岸方向游向对岸，则横渡的时间等于河的宽度比上人相对于静水的速度，即横渡的时间不变，与水流速度无关，故A正确，B错误；CD．由于水流速度增大，而人相对于静水的速度不变，根据平行四边形定则，可知人到达对岸时的速度变大，故C正确，D错误。故选AC。7.如图所示，小车A通过一根绕过定滑轮的轻绳吊起一重物B，开始时用力按住A使A不动，现设法使A以速度＝4m/s向左做匀速直线运动，某时刻连接A车右端的轻绳与水平方向成θ＝37°角，设此时B的速度大小为(cos37°＝0.8)，不计空气阻力，忽略绳与滑轮间摩擦，则A.A不动时B对轻绳的拉力就是B的重力B.当轻绳与水平方向成θ角时重物B的速度＝5m/sC.当轻绳与水平方向成θ角时重物B的速度＝3.2m/sD.B上升到滑轮处前的过程中处于超重状态【答案】CD【解析】【详解】A.A不动时B对轻绳的拉力大小等于B的重力，与重力不是同一个力，故A错误.B.小车的运动可分解为沿绳方向和垂直绳方向的两个分运动，当A车右端的轻绳与水平方向成θ＝37°角时，由几何关系可得：vB=vA=3.2m/s，故B错误，C正确.D.因为汽车向左做匀速直线运动，轻绳与水平方向的夹角θ逐渐变小，就逐渐变大，vB就逐渐变大，物体B有向上的加速度，B处于超重状态，故D正确.故选C、D.【点睛】把小车的运动分解为沿绳方向和垂直绳方向的两个分运动，是解决问题的关键.8.如图，某人从高出水平地面的山坡上点处水平击出一个质量为的高尔夫球，高尔夫球在飞行中受到恒定的水平风力作用，最终竖直落入距击球点水平距离为的洞穴中，则（）A.高尔夫球飞行中做的是平抛运动B.高尔夫球飞行的时间为C.高尔夫球被击出时的初速度大小为D.高尔夫球飞行中受到的水平风力大小为【答案】BD【解析】【详解】AB．根据题意可知，高尔夫球飞行中，水平方向做匀减速直线运动，竖直方向做自由落体运动，则高尔夫球飞行中做的不是平抛运动，竖直方向上有解得高尔夫球飞行的时间为故A错误，B正确；C．根据题意，设初速度为，水平方向上有解得故C错误；D．根据题意，由运动学公式可得，高尔夫球水平方向上的加速度大小为由牛顿第二定律可得，高尔夫球飞行中受到的水平风力大小为故D正确。故选BD。9.如图所示，小球A、B用轻质弹簧连接，用手握住小球A，使整个系统在竖直面内保持静止。已知小球B的质量是小球A的质量的2倍，重力加速度为g。某时刻松手，让小球A从静止开始运动。若弹簧的形变始终在弹性限度内，B球未落到地面，从松手到弹簧第一次恢复原长的过程中，下列说法正确的是（）A.某时刻A球的加速度大小可能为2g B.某时刻B球的加速度大小可能为2gC.A球的速度始终大于B球的速度 D.A球和B球的位移大小相等【答案】AC【解析】【详解】AB．设A的质量为m，则B的质量为2m，在松手瞬间，弹簧长度不变，弹力不变，B球的合力为零，则B球的加速度为零，而A球的加速度为两小球从静止开始下落到弹簧第一次恢复原长的过程中，根据牛顿第二定律，有随着x的减小，A球的加速度减小，B球的加速度增大，当弹簧恢复原长时，A球的加速度达到最小为g，而B球的加速度达到最大为g，故A正确，B错误；CD．根据以上分析可知，两球从静止开始下落过程中，A球的加速度一直大于B球的加速度，到弹簧恢复原长时两球的加速度才达到相等，由于两球运动时间相等，所以在下落过程中A球的速度大于B球的速度，A球的位移大于B球的位移，故C正确，D错误。故选AC。10.如图所示，足够大光滑的桌面上有个光滑的小孔O，一根轻绳穿过小孔两端各系着质量分别为m1和m2的两个物体，它们分别以O、点为圆心以相同角速度做匀速圆周运动，半径分别是r1、r2，m1和m2到O点的绳长分别为l1和l2，下列说法正确的是（）A.m1和m2做圆周运动的所需要的向心力大小不同B.m1和m2做圆周运动的半径之比为C.m1和m2做圆周运动的绳长之比为D.剪断细绳，m1做匀速直线运动，m2做自由落体运动【答案】AC【解析】【详解】ABC．同一根轻绳弹力大小相等，令为T，对物体m1有令下方绳与竖直方向夹角为θ，对物体m2有解得绳长之比向心力大小之比圆周运动的半径之比AC正确，B错误。D．剪断细绳，m1在水平桌面上做匀速直线运动，m2做平抛运动，D错误。故选AC。三、非选择题：共5题，共50分。其中第12题~第15题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位11.采用如图1所示的装置可以研究平抛运动。图2是确定小球位置的硬纸片的示意图，带有一大一小两个孔，大孔宽度与做平抛的小球的直径d相当，可沿虚线折成图1中的样式，放在如图1中的多个合适位置，可用来确定小球经过的运动轨迹。已知重力加速度为g。（1）已备有器材：有孔的硬纸片、坐标纸、图钉、长方形平木板、铅笔、三角板、刻度尺、弧形斜槽、小球、铁架台（含铁夹），还需要的一种实验器材是___________。A．秒表B．天平C．重锤线D．弹簧测力计（2）关于本实验一些说法，正确的是___________。A．斜槽必须是光滑的，且每次释放小球的初位置相同B．应该将斜槽轨道的末端调成水平C．以斜槽末端，紧贴着槽口处作为小球做平抛运动的起点和所建坐标的原点OD．为使所描曲线与小球运动轨迹吻合，应将所有通过硬纸片确定的点都用直线依次连接（3）已知理想的平抛运动在水平方向和竖直方向的位移分别为x和y，则其初速度大小v0=___________。在实际的平抛运动实验的研究中，也利用上述关系式计算初速度，那么计算的初速度误差与x、y的大小选取是___________。（选填“有关”或“无关”）（4）甲同学得到部分运动轨迹如图3所示。图中水平方向与竖直方向每小格的长度均为l，P1、P2和P3是轨迹图线上的三个点，P1和P2、P2和P3之间的水平距离相等。那么，小球从P1运动到P2所用的时间为___________，小球抛出后的水平速度为___________。（5）判断所描绘曲线是否为抛物线是本实验的目的之一、若乙同学实验得到的平抛运动的轨迹是图4所示的曲线，图中的O点是小球做平抛运动的起点。可用刻度尺测量各点的x、y坐标，如P1的坐标（x1，y1）、P2的坐标（x2，y2）、P3的坐标（x3，y3）等。怎样通过这些测量值来判断这条曲线是否是一条抛物线？并请简述判断的方法___________。【答案】①.C②.B③.④.有关⑤.⑥.⑦.见解析【解析】【详解】（1）[1]除已备有的器材外，实验中还需要的一种实验器材是重锤线，故选C。（2）[2]A．斜槽轨道不一定必须是光滑的，只要小球到达底端时速度相等即可，A错误；B．应该将斜槽轨道的末端调成水平，以保证小球能做平抛运动，B正确；C．以斜槽末端以上小球球心的投影点处作为小铁球做平抛运动的起点和所建坐标的原点O，C错误；D．应将所有通过硬纸片确定的点用平滑曲线连接，而不是用直线连接，D错误。故选B。（3）[3]根据，得则初速度[4]为了减小测量误差，x、y取值应大一些，可知计算初速度的误差与x、y的大小选取是有关的。（4）[5]在竖直方向上，根据y=4l=gT2，得[6]水平分速度（5）[7]令y=ax2，代入实验所得各点坐标值求出a，看在误差允许的范围内，a是否相等，可判断实验所得的曲线是否为抛物线。12.如图所示，有一辆质量为800kg的小汽车驶上圆弧半径为40m的波浪形路面。（1）汽车到达凹形路面段最底A时速度为10m/s，路面对汽车的支持力是多大？（2）汽车以多大速度经过最高点B时，汽车恰好对路面没有压力？【答案】（1）；（2）【解析】【详解】（1）汽车在凹形路面最底端受到重力和支持力作用，根据牛顿第二定律代入数据，解得（2）汽车在最高点对路面没有压力时，只受到重力作用代入数据，解得13.如图所示，将木块A和木板B叠放在水平地面上，木块质量，木板质量，木块与木板间动摩擦因数为、木板与地面间动摩擦因数为，不计空气阻力，取重力加速度，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，对木块施加一个水平向右的恒力F，求：（1）若，求木块A的加速度大小和A、B之间的摩擦力的大小；（2）若，求木块A的加速度大小和A、B之间的摩擦力的大小。【答案】（1），；（2），【解析】【详解】（1）A与B之间的最大静摩擦力为B与地面之间的最大静摩擦力为当AB恰好发生相对滑动时，对于B有对于整体来说解得则当时，B与地面发生相对运动，A与B没有发生相对滑动，则对于整体研究解得隔离B根据牛顿第二定律可得解得A、B之间的摩擦力的大