安徽省皖北县中联盟（省重点高中）2023-2024学年高一下学期期中联考物理试卷（解析版）

高级中学名校试卷PAGEPAGE1高一物理A卷满分：100分考试时间：75分钟注意事项：1．答题前，考生先将自己的姓名、准考证号码填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。2．选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0.5毫米黑色字迹签字笔书写，字体工整、笔迹清晰。3．请按照题号顺序在答题卡各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的〖答案〗无效；在草稿纸、试卷上答题无效。4．作图可先使用铅笔画出，确定后必须用黑色字迹的签字笔描黑。5．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。一、选择题：本题共8小题，每小题4分，共32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.“歼20”战机在空军航空开放日的飞行表演时做了一个向上超大迎角翻滚动作，图示虚线表示从M到N加速向上攀升过程中的运动轨迹，则下列正确表示飞机的合力F方向的是（）A. B.C. D.〖答案〗C〖解析〗曲线运动合力方向总是指向凹的一侧，且做加速运动，合力方向偏向N，故选C.2.如图所示是地球绕太阳运动的椭圆轨迹，短轴和长轴的四个位置所对应的节气分别是春分、秋分、夏至和冬至。假设地球只受到太阳的引力，下列说法正确的是（）A.春分和秋分时，地球运动的加速度相同B.从春分到夏至，地球的运行时间大于公转周期的C.若用a代表椭圆轨道的半长轴，T代表公转周期，，则地球与火星对应的k值相同D.地球与太阳连线单位时间扫过的面积等于火星与太阳连线单位时间扫过的面积〖答案〗B〖解析〗A．春分和秋分，地球受到太阳引力大小相同，方向不同，A错误；B．春分到夏至的平均距离大于从冬至到春分距离，故平均速率要小些，所以时间要长一些，所以地球的运行时间大于公转周期的，故B正确；C．根据开普勒第三定律故C错误；D．地球与太阳连线单位时间扫过的面积相等，但不等于火星与太阳连线单位时间扫过的面积，故D错误。故选B。3.近日，陆军第75集团军某合成旅舟桥分队在金沙江流域开展渡河工程保障实兵演练。假设金沙江某段区域两岸平行，江宽为50m，水流速度平行江岸大小恒为。已知渡船在静水中的速度大小为2.5m/s，则下列说法正确的是（）A.调整好船头方向，船可以逆流而上B.调整好船头方向，船渡河的时间可以为10sC.调整好船头方向，船渡河的位移大小可以为50mD.若船头垂直河岸行驶，船渡河的位移大小为100m〖答案〗D〖解析〗AC.由于船速小于水速，故合速度方向不可能逆流向上，也不可能垂直河岸，故AC错误；B.船头垂直河岸行驶，渡河时间最短故B错误；D.船头垂直河岸，则所以合速度方向与岸边夹角为30°，则位移为故D正确。故选D。4.如图所示，长为1m的轻杆，一端通过铰链固定在竖直墙壁上，另一端固定一小球N，一轻绳一端连接小球N，另一端通过定滑轮连接物块M。已知某时刻物块M竖直向上运动时，杆的角速度ω为2rad/s，且绳杆夹角为127°，则此时物块M的速度大小为（，）A.1.6m/s B.2m/s C.1.2m/s D.0.8m/s〖答案〗A〖解析〗如图所示，将N的速度分解为沿绳和垂直绳，则沿绳速度等于物块M的速度，所以故选A。5.如图所示，竖直平面内固定一半径为的光滑圆形管道，管道内径远远小于管的半径R。现将一小球（直径略小于管道内径）从管道内最高点M由静止释放，运动到N点时，恰好与管道无挤压。已知OM与ON的夹角为θ，P为管道最低点，且，重力加速度，下列说法错误的是（）A.小球运动到N点时的速度大小为1m/sB.小球在MN段运动过程中，对管道外侧无作用力C.小球在NP段运动过程中，只对管道外侧有作用力D.小球从M运动到P点的过程中向心加速度先减小后增大〖答案〗D〖解析〗A．对N点的小球进行受力分析，有代入数据可得故A正确；B．MN段：到达N点之前因此管道内侧对小球提供支持力，故B正确；C．NP段：由于在N点刚好脱离管道内侧，之后小球离心，挤压管道外侧，故C正确；D．小球运动速度一直增大，向心加速度一直增大，故D错误。故选D。6.2023年9月21日下午3时45分中国空间站“天宫课堂”第四课开讲。安徽省桐城中学88名高二学子现场聆听神舟十六号航天员景海鹏、朱杨柱、桂海潮太空授课，并与“太空教师”连线提问交流。“天宫课堂”授课是利用了我国的中继卫星系统进行信号传输的。已知空间站在距离地面400km的轨道上运行，其运动视为匀速圆周运动，中继卫星系统中的卫星A是距离地面36000km的地球静止轨道卫星（同步卫星）。已知地球半径为6400km，下列关于空间站和中继卫星A的说法正确的是（）A.授课期间中继卫星A正经过桐城市上空B.漂浮在空间站中的宇航员不受地球的引力C.空间站与中继卫星A运行速度之比为D.忽略地球自转，空间站绕地球运动的向心加速度大小为地球表面重力加速度的倍〖答案〗D〖解析〗A．中继卫星A为同步卫星，处于赤道上空，不会经过桐城市上空，A错误；B．宇航员处于失重状态，但仍受地球引力，B错误；C．由运行速度可知C错误；D．空间站绕地球运行加速度为地球表面重力加速度为，D正确。故选D。7.如图所示，有一水平转台中心点O固定一细钉，一条满足胡克定律的轻质橡皮筋一端固定在铁钉上，另一端与放置在转台上的物体P（可视为质点）连接。已知橡皮筋的劲度系数，橡皮筋伸长量为2cm，物体P的质量，PO的距离为25cm，物体P与转台间的动摩擦因数为，重力加速度，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。现转动转台，让物体P绕O做匀速圆周运动，下列说法正确的是（）A.物体P受到的摩擦力始终指向圆心OB.转台的角速度为2rad/s时，物体P不受摩擦力C.要保持物体P相对于转台静止，转台转动的角速度不超过D.转台的角速度越大，物体P所受摩擦力越大，直至与转台发生相对滑动〖答案〗B〖解析〗A．物体P开始阶段所受摩擦力方向是背离圆心，故A错误；B．若摩擦力零解得故B正确；C．要保持物体P相对于转台静止解得故C错误；D．对P受力分析若转台角速度从较小开始增大到2rad/s，摩擦力减小；若转台角速度大于2rad/s，转台角速度越大，摩擦力增大，故D错误。故选B。8.如图所示，一倾角为、足够长的斜面上M点固定一垂直斜面的挡板。一小球从斜面顶端O以某一初速度水平抛出，刚好垂直打到挡板上的N点。已知MN的长度为，重力加速度，下列说法正确的是（）A.抛出时的初速度大小为B.从抛出到打到N点的时间为0.1sC.O、M两点间距离为0.7mD.小球打到N点时的速度大小为〖答案〗C〖解析〗建立如图所示坐标系，A.小球在垂直斜面方向上做匀减速运动，到达N点速度为零，，A错误；B．从抛出到打到N点的时间为B错误；C．沿斜面方向，小球做匀加速运动C正确；D．小球打到N点时速度大小为D错误。故选C。二、选择题：本题共2小题，每小题5分，共10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，有选错或不答的得0分。9.北京时间2月18日，NBA球星库里和WNBA球星约内斯库上演三分巅峰对决，库里三分空心入网，赢得比赛。一位球迷估算出库里三分出手点距地面高度为2.05m，出手方向与水平方向的夹角为37°，投篮点距篮框中心的水平距离为8m，已知篮筐距地面高度为3.05m，不计空气阻力，篮球视为质点，重力加速度。下列说法正确的是（）A.库里出手时，球的速度大小为10m/sB.篮球落入篮筐前，球的飞行时间为1.2sC.篮球落入篮筐时，球的速度大小为20m/sD.篮球飞行过程中距地面的最大高度为3.85m〖答案〗AD〖解析〗设抛出速度为v，如图，将速度分解成水平方向和竖直方向，篮球在水平方向做匀速直线运动，竖直方向做竖直上抛运动。AB．在篮球从出手到落入框内过程中水平方向竖直方向代入数据，，解得，故A正确，B错误；C．篮球落入篮筐时，水平速度C错误；D．篮球上升的最大高度故D正确。故选AD。10.如图所示，一根固定、足够长的光滑细杆与水平地面夹角为30°，两个质量均为1kg的小球P、Q通过轻绳连接，小球P套在细杆上，在沿杆方向的外力F的作用下，PQ相对静止一起沿杆向下做匀加速直线运动。已知轻绳与后方杆的夹角为60°，重力加速度，下列说法正确的是（）A.小球的加速度大小为B.轻绳的拉力大小为C.施加在小球P上的外力大小为10ND.若撤去外力F，稳定情况下轻绳将沿竖直方向〖答案〗AC〖解析〗AB．对Q进行受力分析解得，故A正确，B错误；C．对P进行受力分析解得故C正确；D．若撤去外力稳定时整体下滑加速度为，绳子垂直于杆方向，故D错误。故选AC。三、非选择题：共5小题，共58分。11.如图所示为向心力演示器，用来探究小球做圆周运动所需向心力F的大小与质量m、角速度ω、轨道半径r之间的关系，当皮带分别套在两边塔轮（从上往下数）第一层、第二层和第三层时，左右两塔轮角速度之比分别为1∶1、1∶2、1∶3，小球在A、B、C处绕转轴转动时的半径比为1∶2∶1。（1）当探究向心力大小与半径的关系时，应将皮带置于______（选填“第一层”、“第二层”或“第三层”），将两个相同的小球分别置于______和______处（后两空用图中A、B、C表示）。（2）当探究向心力大小与角速度的关系时，应将两个相同的小球分别置于_______和______处（用图中A、B、C表示）。若将皮带置于第二层，则左右套筒露出的格数之比应为______。〖答案〗（1）第一层BC（2）AC1∶4〖解析〗【小问1详析】根据控制变量法，当探究向心力大小与半径的关系时，应控制角速度不变，故将皮带置于第一层；该不同，故将两个相同的小球分别置于B和C处；【小问2详析】当探究向心力大小与角速度的关系时，应控制半径一样，故当探究向心力大小与角速度的关系时，应将两个相同的小球分别置于A和C处;若将皮带置于第二层，则两个相同的小球受到的向心力之比为故左右套筒露出的格数之比应为。12.学校两个物理实验小组分别采用不同的方法来研究平抛运动。（1）甲小组用图（a）所示装置研究平抛运动。装置中，竖直硬板上依次固定着白纸和复写纸。MN是一个水平放置、稍微向纸面内倾斜且可上下调节的挡板，小钢球从斜槽中某高度由静止释放，从斜槽末端Q飞出的钢球落到挡板上会挤压复写纸，在白纸上留下印记。上下调节挡板，通过多次实验，白纸上会留下钢球经过的多个位置，最终用平滑曲线将其连接，得到钢球做平抛运动的轨迹。（Ⅰ）下列说法正确的是______（填选项字母）；A.安装斜槽时，应保证斜槽末端Q的切线水平B.钢球与斜槽间摩擦是造成实验误差的主要原因C.钢球每次都应从斜槽中同一高度由静止释放D.移动挡板MN时，其高度必须等距变化（Ⅱ）图（b）是实验中钢球从斜槽上不同位置释放获得的两条轨迹，图线①所对应的钢球在斜槽上释放的位置______（选填“较低”或“较高”）。（2）乙小组采用图（c）装置研究平抛运动。竖直挡板上附有复写纸和白纸，并垂直于钢球平抛运动的平面放置，与槽口水平距离为x。实验时钢球从斜槽上P点静止滚下，撞击挡板留下点迹0，将挡板依次水平向右移动x，重复实验，挡板上留下点迹1、2。以点迹0为坐标原点，竖直向下建立坐标轴y轴，点迹1、2的纵坐标值分别为、。已知钢球直径为d，重力加速度为g，则钢球平抛的初速度为_______（填选项字母）。A. B.C. D.〖答案〗（1）（Ⅰ）AC（Ⅱ）较高（2）D〖解析〗【小问1详析】A．斜槽末端水平才能保证小球离开时做平抛运动，故A正确；B．斜槽与钢球摩擦，并不影响实验，故B错误；C．钢球每次从同一高度释放是保证出口速度相同，轨迹不变，故C正确；D．移动挡板不一定要高度等距变化，故D错误。故选AC。速度大的平抛轨迹初始阶段速度方向与水平面夹角小些，故选较高。【小问2详析】竖直方向，根据水平方向联立可得13.如图所示为一玩具“轻转筒”，“轻转筒”上大圆筒的半径为r，细绳长为l，当转动转筒，与绳子相连的物体在水平面内做匀速圆周运动。已知物体质量为m，细绳与“轻转筒”侧面（竖直方向）夹角为θ，重力加速度为g，求：（1）细绳的拉力大小；（2）此时“轻转筒”转动的角速度。〖答案〗（1）；（2）〖解析〗（1）对物体分析可知，竖直方向受力平衡，即可得（2）对物体分析可知，物体在水平面内做匀速圆周运动，受力分析如图所示水平方向竖直方向解得14.天问系列（Tianwen）是中国行星探测任务名称。该名称源于屈原长诗《天问》，表达了中华民族对真理追求的坚韧与执着。若人类未来探测到两个半径均为R、质量分布均匀的星球A、B，密度之比为1∶4。可认为两个星球均为独立星球，不受其他星球作用力，忽略星球自转。（1）若分别在A、B星球发射一颗贴近星球表面运行的卫星，求两个卫星的周期之比；（2）若宇航员分别站在A、B星球表面从同一高度以相同的初速度水平抛出