内蒙古呼和浩特市回民区2023-2024学年高一下学期期中考试物理试题（解析版）

高级中学名校试卷PAGEPAGE1高一年级物理学科增值性评价数据采集一、单选题（本大题共7小题，每题4分，共28分，每小题只有一个选项是符合题目要求的。）1.手摇卷笔刀如图所示，该卷笔刀的工作原理是内部切削部件与外部摇杆一起同轴旋转，外部摇杆上的A点到水平转轴上的O点的长度为L，O、A连线与转轴垂直。若该外部摇杆在时间t内匀速转动了N圈，则A点的线速度大小为（）A. B. C. D.〖答案〗C〖解析〗角速度则A点的线速度大小为故选C。2.图甲所示是一种回旋镖，将回旋镖以某种方式从手中抛出，回旋镖在空中运动一段时间后就会返回到抛出者手中，如图乙所示为回旋镖从O点抛出后，再次返回到O点的轨迹图。关于轨迹上的a、b、c、d四点给出的速度方向和受力方向，可能正确的是（）A.a点 B.b点 C.c点 D.d点〖答案〗C〖解析〗由曲线运动的特点可知，速度方向为曲线上这一点的切线方向，曲线运动的轨迹向着受力一侧弯曲。故选C。3.下列四幅图是有关生活中的圆周运动的实例分析，其中说法正确的是（）A.汽车通过凹形桥的最低点时，速度越快越容易爆胎B.铁路的转弯处，外轨比内轨高是为了利用轮缘与内轨的侧压力来帮助火车转弯C.“水流星”表演中，在最高点处水对桶底一定有压力D.洗衣机的脱水是利用了失重现象〖答案〗A〖解析〗A．汽车通过凹形桥的最低点时，根据牛顿第二定律有速度越大，汽车轮胎所受地面支持力越大，越容易爆胎，故A正确；B．在铁路的转弯处，通常要求外轨比内轨高，目的是使火车自身重力与所受支持力的合力来提供转弯所需的向心力，减轻轮缘与轨道的挤压，故B错误；C．表演“水流星”时，当“水流星”通过最高点时，若满足则此时水对桶底的作用力为零，故C错误；D．洗衣机脱水桶的脱水原理是利用了离心现象，故D错误。故选A。4.将一个质量为m=0.2kg的物体放在水平圆桌上，物体到圆心的距离是L=0.2m，圆桌可绕通过圆心的竖直轴旋转，若物体与桌面之间的动摩擦因数为μ=0.5，设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等，物体可看成质点，则欲保持物体不滑动，圆桌的最大角速度是（）（g=10m/s2）A.ω=1rad/s B.ω=5rad/s C.ω=0.25rad/s D.ω=25rad/s〖答案〗B〖解析〗最大静摩擦力恰好提供向心力代入数据解得故选B。5.如图所示，在不计滑轮摩擦和绳子质量的条件下，小车以速率水平向左做匀速直线运动，绳子跨过定滑轮拉着物体B竖直上升，下列判断正确的是（）A.物体B竖直向上做匀速直线运动B.小车与物体B之间的速率关系是C.当小车与滑轮间的细绳和水平方向成夹角时，物体B的速度为D.当小车与滑轮间的细绳和水平方向成夹角时，物体B的速度为〖答案〗C〖解析〗将小车的速度沿沿绳和垂直绳分解，沿绳方向的分速度大小即为B物体上升的速度大小，则随小车向左运动，角减小，则物体B竖直向上做加速运动。故选C。6.质量为1kg的质点在xOy平面上做曲线运动，在方向的速度图像和方向的位移图像如图所示。下列说法正确的是（）A.质点的初速度为3m/sB.质点所受的合外力大小为1.5NC质点做平抛运动D.质点初速度方向与合外力方向相同〖答案〗B〖解析〗A．由速度图像可得x方向的初速度为3m/s，加速度为1.5m/s2，y方向的位移图像可知做匀速直线运动，速度大小为4m/s，质点的初速度为故A错误；B．质点所受的合外力大小为故B正确；C．质点的初速度方向不在水平方向，所以质点不做平抛运动，故C错误；D．合外力沿x轴方向，而初速度方向既不在x轴，也不在y轴方向，质点初速度的方向与合外力的方向不相同，故D错误。故选B。7.如图所示，小球m用长为L的细线悬挂在O点，在O点的正下方L/2处有一个钉子，把小球拉到水平位置释放．当摆线摆到竖直位置碰到钉子时，以下说法不正确的是A.小球的线速度保持不变B.小球的角速度突然增加为原来的2倍C.细线的拉力突然变为原来的2倍D.细线的拉力一定大于重力〖答案〗C〖解析〗AB．把悬线沿水平方向拉直后无初速度释放，当悬线碰到钉子的前后瞬间，由于重力与拉力都与速度垂直，所以小球的线速度大小不变，根据知，半径变为一半，则角速度变为2倍，选项AB正确；CD．根据牛顿第二定律得，F−mg＝m知，F=mg+m，知悬线的拉力增大，但不是2倍的关系，故D正确，C错误；故选C。二、多选题（本大题共3小题，共18分，每小题给出的选项中，有多个选项符合题目要求，全部选对得6分，选对但不全的得3分，选错的得0分。）8.如图所示，小球A、B分别从和l的高度水平抛出后落地，上述过程中A、B的水平位移分别为l和。忽略空气阻力，则（）A.A和B的位移大小相等 B.A的运动时间是B的2倍C.A的初速度是B的 D.A的末速度比B的大〖答案〗AD〖解析〗A．位移为初位置到末位置的有向线段，如图所示可得，A和B的位移大小相等，A正确；B．平抛运动运动的时间由高度决定，即，则A的运动时间是B的倍，B错误；C．平抛运动，在水平方向上做匀速直线运动，则，则A的初速度是B的，C错误；D．小球A、B在竖直方向上的速度分别为，所以可得，即，D正确。故选AD。9.如图所示为自行车的传动装置示意图，已知链轮的半径，飞轮的半径，后轮的半径，、、分别为链轮、飞轮和后轮边缘上的点。若脚蹬匀速转动一圈所需要的时间为1s，则在自行车匀速前进的过程中，下列说法正确的是（）A.、、三点的向心加速度大小之比为B.、、三点的线速度大小之比为C.链轮、飞轮和后轮的角速度大小之比为D.自行车前进的速度大小约为〖答案〗ABD〖解析〗BC．由于链轮和飞轮之间通过链条传动，所以A、B两点的线速度大小相等，又因为后轮和飞轮同轴转动，所以B、C两点的角速度大小相等。根据可知A、B两点的角速度大小之比为B、C两点线速度大小之比为综上所述可知链轮、飞轮和后轮的角速度大小之比为1∶2∶2，A、B、C三点的线速度大小之比为1∶1∶6，故B正确，C错误；A．根据向心加速度公式可知A、B、C三点的向心加速度大小之比为1∶2∶12，故A正确；D．由题意可知A点的线速度大小为根据前面分析可知C点的线速度大小为即自行车前进的速度大小约为3.8m/s，故D正确。故选ABD。10.草坪洒水器工作的画面如图所示，若水流离开洒水器喷口时与水平面夹角不变，速率均为，在不计空气的阻力和洒水器喷口离地面的高度的情况下，重力加速度为g，可以判断（）A.水落地前瞬间的速率为B.水到达最高点时的速率为C.水在空中飞行时间为D.水的水平射程为〖答案〗CD〖解析〗A．水落地前瞬间的速率仍为v0，A错误；B．将运动分解到水平方向和竖直方向，由于水平方向做匀速运动，可知水到达最高点时的速率为B错误；C．水离开洒水器喷口时的竖直分速度因此水在空中飞行时间为C正确；D．水的水平射程为D正确。故选CD。三、实验题（本大题共2小题，每空2分，共16分。11.（1）某学习小组用图所示装置研究平抛运动在竖直方向的运动规律。实验操作是：使完全相同的小球P、Q处于同一高度，用小锤轻击弹性金属片，使P球水平飞出，同时Q球被松开。小组同学们观察到的现象是：小球P、Q__________填“同时”或“不同时”落地。多次改变实验装置的离地高度后，重复上述操作，均有相同的实验现象，同学们根据这些现象大胆猜想：平抛运动在竖直方向的分运动为__________________________________。12.①在用描点法做“研究平抛运动”的实验时，如下图让小球多次沿同一轨道运动，通过描点画出小球做平抛运动的轨迹，为了能较准确的描绘运动轨迹，下面列出了一些操作要求，你认为正确的选项有（）通过调节使斜槽的末端保持水平每次必须由静止释放小球记录小球经过不同高度的位置时，每次必须严格地等距离下降将球经过不同高度的位置记录在纸上后取下纸，用直尺将点连成折线②某次实验画出小球运动的轨迹如下图中曲线，、、是曲线上的三个点的位置，点为坐标原点，得到如图所示坐标，取g=10m/s2，到的时间t=_______s，小球做平抛运动的初速度v0=_______m/s。〖答案〗11.（1）同时自由落体运动12.①.AB②.0.12〖解析〗【11题详析】由实验现象有小球P、Q同时落地。P球做自由落体运动，所以Q球在竖直方向上也是做自由落体运动。【12题详析】①A．斜槽的末端保持水平，使得小球有水平初速度，故A正确；B．每次必须由静止从同一高度下落，使得小球离开时具有相同的速度，故B正确；C．记录小球经过不同高度的位置时，不需等距离下降，故C错误；D．小球的运行轨迹是平滑曲线，不能画成折线，故D错误。故选AB。②在竖直方向有则有[3]初速度为13.用如图所示的实验装置探究向心力的大小F与质量m、角速度ω和半径r之间的关系。转动手柄1使长槽4和短槽5分别随变速轮塔2、3匀速转动，槽内的球就做匀速圆周运动。横臂6的挡板对球的压力提供了向心力，球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力筒7下降，从而露出标尺8，标尺上的红白相间的等分格显示出两个小球所受向心力的比值。（1）本实验采用的科学研究方法是__________（填字母代号）；A．控制变量法B．累积法C．微元法（2）把两个质量相同的小球分别放在长槽和短槽内，使它们的转动半径相同，将塔轮上的皮带分别置于第一层、第二层和第三层，匀速转动手柄，可以探究__________（填字母代号）；A．向心力的大小与质量的关系B．向心力的大小与半径的关系C．向心力的大小与角速度的关系（3）某次实验中把两个大小相同的钢球和铝球（钢球质量更大）分别放在长槽和短槽如图中所在位置，皮带所在左、右塔轮的半径相等，在逐渐加速转动手柄过程中，观察左、右标尺露出红白等分标记长度，发现露出的长度之比会__________（选填“变大”、“不变”、“变小”或“无法确定”）。〖答案〗（1）A（2）C（3）不变〖解析〗（1）在研究向心力F的大小与质量m、角速度和半径r之间的关系时，需要分别保持质量m、角速度和半径r中的两个量不变，研究向心力F与另一个量的关系，所以该实验采用的科学研究方法是控制变量法。故选A。（2）两个小球质量相同，它们的转动半径相同，将塔轮上的皮带分别置于第一层、第二层和第三层，匀速转动手柄，从而改变小球的转动角速度，这可以探究向心力的大小与角速度的关系。故选C。（3）钢球质量大于铝球质量，分别放在如图中所在位置，则圆周运动半径相同，皮带所在左、右塔轮的半径相等，则转动的角速度相同，由向心力公式可知，露出的长度之比为所以逐渐加速转动手柄过程中，即角速度增大时，露出的长度之比不变。四、计算题（本大题共3小题，13题12分，14题12分，15题14分，共38分。）14.质量为的小球用细线悬挂于天花板的点，使小球在水平面内做匀速圆周运动，重力加速度大小为。（1）若悬挂小球细线长为，小球做匀速圆周运动的角速度为，求细线对小球的拉力的大小；（2）设小球运动的轨迹圆的圆心到悬挂点的距离为h，请写出小球做匀速圆周运动的角速度与h的函数关系式。〖答案〗（1）；（2）〖解析〗（1）小球在水平面内做匀速圆周运动，对小球受力分析，如图所示。小球受重力和绳子的拉力，由合力提供向心力，根据牛顿第二定律得rF合.F合得（2）保持轨迹圆的圆心到悬点的距离h，根据牛顿第二定律得F合=rF合得15.如图所示，长度为L=0.4m的轻绳，系一小球在竖直平面内做圆周运动，小球的质量为m=0.5kg，小球半径不计，g取10m/s2，求：(1)小球刚好通过最高点时的速度大小；(2)小球通过最高点时的速度大小为4m/s时，绳的拉力大小；(3)若轻绳能承受的最大张力为45N，小球运动过程中速度大小的最大值。〖答案〗(1)2m/s；(2)15N；(3)4m/s〖解析〗(1)小球刚好通过最高点时，恰好只由重力完全提供向心力，故有解得(2)小球通过最高点时的速度大小为4m/s时，拉力和重力的合力提供向心力，有解得FT=15N(3)分析可知小球通过最低点时绳张力最大，在最低点由牛顿第二定律得将FT′=45N代入解得即小球速度不能超过。16.年月日冬奥会在北京开幕，跳台滑雪比赛是北京冬奥会的重要比赛项目。某运动员为取得优异成绩，加强赛前训练。在一次赛前训练中，他从跳台处沿水平方向飞出，在斜坡处着陆，如图所