安徽省安徽师范大学附属中学2022-2023学年高一物理下学期4月期中试题（Word版附解析）

高一物理

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条形码区域内。

2．选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0.5毫米黑色字迹的签字笔书写；字体工整、笔迹清晰。

3．请按照题号顺序在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、试题卷上的答题无效。

4．保持答题卡卡面清洁，不要折叠、不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。

5．考试结束后，将木试卷和答题卡一并交回。

一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28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. 在2022年珠海航展中，“歼-20”再次闪亮登场，如图所示为“歼-20”飞行的情景，当战机沿曲线AB向上拉起的过程中，（    ）

A. 速度方向一定变化 B. 速度大小一定变化

C. 所受合力为零 D. 所受合力方向与运动方向在同一直线上

【答案】A

【解析】

【详解】AB．战机沿曲线AB向上拉起过程中，战机做曲线运动，速度的方向一定变化，速度的大小是否变化无法确定，A正确，B错误；

C．战机的速度变化，则合外力一定不为零，C错误；

D．战机做曲线运动，战机所受合力方向与运动方向不在同一直线上，D错误。

故选A。

2. 如图所示，小河两河岸平行，两河岸上M、N点正对，小船船头始终垂直河岸从M点渡河，当船速为时，小船到达对岸的位置离N点的距离为，若船速为，小船到达对岸的位置离N点的距离为（    ）

A.  B.  C.  D.

【答案】B

【解析】

【详解】船头始终垂直河岸从M点渡河，设河宽为，船速为时，渡河的时间

小船到达对岸的位置离N点的距离

船速为时，渡河的时间

小船到达对岸的位置离N点的距离

联立解得

故选B.

3. 疫情期间，某小区用无人机投送小型急救包，无人机在离地高度以恒定速度向目标位置匀速水平飞行，在离目标位置水平距离为时投送急救包，结果急救包刚好落到目标位置，若无人机飞行高度降为，飞行速度不变，要使急救包也刚好落到目标位置，无人机投送急救包时的位置离目标位置水平距离为（不考虑空气阻力的影响）（    ）

A.  B.  C.  D.

【答案】C

【解析】

【详解】无人机在离地高度时，落地的时间

飞行速度

无人机在离地高度时，落地的时间

要使急救包也刚好落到目标位置，无人机投送急救包时的位置离目标位置水平距离为

故选C。

4. 如图所示，两个装有水材质一样的杯子放在水平餐桌转盘上随转盘做匀速圆周运动，两个杯子离转盘中心的距离不同，则下列判断正确的是（　　）

A. 离转盘中心远的杯子受到的摩擦力大

B. 离转盘中心近的杯子受到的摩擦力大

C. 离转盘中心远的杯子更容易做离心运动

D. 离转盘中心近的杯子更容易做离心运动

【答案】C

【解析】

【详解】AB．杯子做匀速圆周运动，对杯子分析可知，由杯子受到的静摩擦力提供圆周运动所需的向心力，则有

由于两个杯子与杯中的水的总的质量质量大小关系不确定，因此杯子受到的摩擦力大小不能确定，故AB项错误；

CD．根据上述，当摩擦力达到最大静摩擦力时有

解得

可知，圆周运动的半径r越大，杯子越容易达到最大静摩擦力，即r越大越易做离心运动，故C正确，D错误。

故选C。

5. 曲柄滑块机构是机械设计中最基础的机构之一，广泛应用于往复活塞式发动机、压缩机、冲床等的机构中，可以把往复移动转换为不整周或整周的回转运动．某种曲柄滑块机构的构造如下图，圆盘半径为R，以角速度为做顺时针匀速转动．P为圆盘边缘上的固定转轴，可以绕着O点做完整的圆周运动；Q为滑块，被固定槽限定只能沿着轴线往复运动；不可形变、足够长的连杆一端穿过转轴P，另一端穿过固定在滑块上的转轴．图示时刻连杆OP连线垂直于轴线．以下说法错误的是（    ）

A. 转轴P的加速度大小为 B. 图示时刻滑块的速度沿着方向

C. 图示时刻滑块的速度大小为 D. 其他条件不变，改变连杆的长度有可能使滑块做匀速运动

【答案】D

【解析】

【详解】A．转轴做圆周运动，加速度大小为

A正确；

B．转盘做顺时针匀速转动，连杆在转轴带动下向上运动，图示时刻滑块的速度沿着方向，B正确；

C．如图所示

设杆与竖直方向夹角为，杆与滑块运动方向的夹角也为，根据几何关系可知图中时刻

转轴P的速度大小

连杆的速度

可得

C正确；

D．根据C选项可得

转动过程中，、不断变化，大小不变，则不断变化，故滑块不可能做匀速运动，与杆的长度无关，D错误。

本题选错误项，故选D。

6. 如图所示，一个小球先后两次从水平地面上的O点斜向上抛出，第一次落在地面上的A点，第二次落在地面上的B点，两次小球在空中运动的最大高度相同，，小球第一次和第二次抛出时，初速度与水平方向的夹角分别为、，则下列说法正确的是（    ）

A. 小球第二次在空中时间长些

B. 小球第二次抛出的初速度大小是第一次抛出时的初速度大小的2倍

C. 两次抛出的初速度与水平方向夹角关系为

D. 若初速度大小不变只改变方向，当初速度与水平方向夹角为时落地水平距离最大

【答案】C

【解析】

【详解】A．两球都做斜抛运动，竖直方向的分运动是竖直上抛运动，根据运动的对称性可知，两球上升和下落的时间相等，而下落过程，由

知下落时间相等，则两球运动的时间相等，故A错误；

B．根据

可知两次抛出时竖直方向速度相等，水平方向

结合题意可知

抛出时速度

可知小球第二次抛出的初速度大小小于第一次抛出时的初速度大小的2倍，B错误；

C．抛出时初速度与水平方向夹角的正切值

结合B选项分析可得

C正确；

D．若初速度大小不变只改变方向，设初速度与水平方向夹角为时落地水平距离最大，根据，则竖直方向和水平方向的分速度分别为

竖直方向

水平方向的距离

联立可得

可知当

即

水平距离最大，D错误。

故选C。

7. 如图所示，半径为R的四分之一光滑圆弧AB最低端A与竖直杆固定连接，圆弧的圆心O在竖直杆上，一个带孔小球套在圆弧上，使小球随圆弧一起绕竖直杆以角速度匀速转动．不计小球的大小，重力加速度为g，小球与A点的高度差h与转动的角速度的关系正确的是（    ）

A.  B.  C.  D.

【答案】A

【解析】

【详解】设小球和圆弧圆心O连线与竖直方向的夹角为，以小球为对象，根据牛顿第二定律可得

可得

由几何关系可得

联立可得

故选A。

二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18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6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。

8. 摩天轮是游乐场中一种大型的转轮设施，游客坐在悬挂在摩天轮边缘的座舱，随摩天轮在竖直平面内做匀速圆周运动，游客可视为质点，下列叙述正确的是（    ）

A. 游客乘坐摩天轮做圆周运动时所受的合力为零

B. 在最低点时，游客对座椅的压力小于座椅对他的支持力

C. 游客在与转轴等高处，所受摩擦力方向指向转轴

D. 在最高点时游客处于失重状态

【答案】CD

【解析】

【详解】A．游客乘坐摩天轮做圆周运动，其速度方向不断改变，加速度一定不为零，则合力不可能为零，A错误；

B．游客对座椅的压力与座椅对他的支持力为一对相互作用力，大小相等，方向相反，B错误；

C．游客在与转轴等高处，向心力由摩擦力提供，向心力指向转轴，则所受摩擦力方向指向转轴，C正确；

D．在最高点时，游客的加速度指向圆心，竖直向下，游客处于失重状态，D正确。

故选CD

9. 篮球比赛中，超远三分会引起全场球迷的喝彩．某次篮球比赛中，某运动员在离篮框很远处投中一个超远三分，篮球出手时速度大小为，与水平方向的夹角为，篮球入框时速度与水平方向的夹角为，若不计空气阻力，重力加速度为，篮球视为质点，，下列说法正确的是（    ）

A. 篮球在空中运动过程中，在相等时间内速度的变化量先变小后变大

B. 篮球运动到最高点时速度大小为

C. 篮球从抛出到入框运动的时间为

D. 抛出点与篮框的水平距离为

【答案】CD

【解析】

【详解】A．篮球在空中运动过程中，所受加速度为重力加速度，恒定不变，根据可知在相等时间内速度的变化量相等,A错误；

B．篮球运动到最高点时，竖直方向速度为零，水平方向速度为

即篮球运动到最高点时速度大小为，B错误；

C．根据几何关系

篮球入框时竖直方向的速度

方向竖直向下，抛出是篮球竖直方向的速度

篮球从抛出到入框运动的时间

C正确；

D．抛出点与篮框的水平距离

D正确。

故选CD。

10. 如图所示，在足够长的斜面顶端将一小球A以初速度向右水平抛出，小球A经过时间以速率落到斜面上；再在顶端以同样初速度将小球B向右水平抛出，在抛出的同时，给小球B施加一竖直向下的恒力，小球B经过时间以速率落到斜面上，不考虑空气阻力，以下说法正确的是（    ）

A.  B.

C. B球落到斜面上时的速度方向竖直向下 D. A、B球落到斜面上时的速度方向相同

【答案】AD

【解析】

【详解】A．在水平方向

竖直方向

都落在斜面上，根据几何关系

解得

因为小球B施加一竖直向下的恒力，所以小球B的加速度大，可得

A错误；

B．落在斜面上时，

落在斜面上的速度大小

可知

B错误；

C．B球落在斜面上时的速度具有水平方向的分量，速度方向不可能竖直向下，C错误；

D．根据B选项分析可知，两球初速度大小相等，竖直方向的速度大小相等，由几何关系可知A、B球落到斜面上时的速度方向相同，D正确。

故选AD

三、非选择题：本题共5小题，共54分。解答应写出必要的文字说明、证明过程或演算步骤。

11. 某同学用如图甲所示装置研究平抛运动，将白纸和复写纸对齐重叠并固定在竖直的硬板上．钢球沿斜槽轨道PO滑下后从O点飞出，落在水平挡板MN上．由于挡板靠近硬板一侧较低，钢球落在挡板上时，钢球侧面会在白纸上挤压出一个痕迹点．移动挡板，重新释放钢球，如此重复，白纸上将留下一系列痕迹点．

（1）关于实验要点，下列说法正确的是_________（填选项字母）．

A．斜槽轨道一定要光滑        B．斜槽轨道末端要调节水平        C．挡板高度要等间距变化

（2）为了保证钢球从O点飞出的初速度是一定的，必须满足的实验条件是________________．

（3）实验时得到了如图乙所示小球的部分运动轨迹，a、b、c三点的位置在运动轨迹上已标出，取a点为坐标原点，水平方向为x轴，竖直方向为y轴．根据图乙中数据，小球做平抛运动的初速度大小为________；小球抛出点的位置坐标为________cm，________cm．（重力加速度g取）

【答案】    ①. B    ②. 小球总是从同一位置无初速度释放    ③. 2    ④.     ⑤. -5

【解析】

【详解】（1）[1]AB．为了能画出平抛运动轨迹，首先保证小球做的是平抛运动，所以斜槽轨道不一定要光滑，但必须是水平的，故A不符合题意，B符合题意．

C．挡板只要能记录下小球下落在不同高度时的不同的位置即可，不需要等间距变化，故C不符合题意。

（2）[2]为了保证钢球从O点飞出的初速度是一定的，必须满足的实验条件是小球总是从同一位置无初速度释放。

（3）[3]由于两段水平距离相等，故时间相等，根据

可知

则初速度为

[4][5]竖直方向根据中间时刻瞬时速度等于该过程平均速度可得

竖直方向

水平方向

解得

12. 某同学用如图所示装置探究向心力与速度的关系．小球用细绳悬挂在铁架台上，悬挂点处有一力传感器可测细绳的拉力，悬挂点正下方有一光电门，小球经过最低点时正好经过光电门．已知当地的重力加速度为g．

（1）测出小球的直径d，小球的质量m以及悬线的长L．

（2）将小球从最低点拉到一定的高度由静止释放，使小球在竖直面内做圆周运动，力传感器记录了小球运动中悬线的最大拉力F，光电门记录了小球经过最低点时小球的挡光时间t，则经过最低点时的线速度大小为________（用字母d和t表示）．

（3）改变小球释放的位置多次实验，测得多组悬线的最大拉力F，及对应的小球挡光的时间t，作图像，如果图像是过原点的倾斜直线，则表明在质量、半径一定时，向心力与线速度的平方________（填“成正比”或“成反比”），此图像的斜率为________．

【答案】    ①.     ②. 成正比    ③.

【解析】

【详解】（1）[1]小球通过光电门的时间极短，用小球通过光电门的平均速度表示小球经过最低点时的线速度为

（2）[2][3]根据

代入速度表达式可得

表明在质量、半径一定时，向心力与线速度的平方成正比，的斜率为。

13. 某同学在无风的天气和有风的天气分别研究抛体运动．在无风的天气，从水平地面上的A点斜向右上方抛出一个质量为的小球，抛出的初速度大小为，与水平方向的夹角为，经过一段时间小球落到水平地面上的B点；在有风的天气，保持小球从A点抛出的初速度大小、方向不变，结果小球落在水平地面上的C点（C点在A、B之间）．假设无风的天气不计空气阻力，有风的天气只考虑对小球的水平风力且风对小球的水平力恒为，已知重力加速度为，，求：

（1）小球上升到最高点所用的时间；

（2）A、B间的水平距离；

（3）A、C间的水平距离。

【答案】（1）；（2）；（3）

【解析】

【详解】（1）以竖直向上为正方向，则小球在A点沿竖直方向的速度为

小球上升到最高点所用的时间

（2）根据对称性可知，从抛出到小球在B点的时间

小球在A点沿水平方向的速度为

A、B间的水平距离

（3）有风天气时，水平方向的加速度

水平方向速度减为零的时间

可知小球落地时水平方向速度还没有减为零，则A、C间的水平距离

14. 如图为一足够长、以速率逆时针匀速转动的传送带，传送带和水平地面成夹角（图中未标出），固定在空中的水平台AB与轮最高点平滑相接，水平台AB离地的高度为．现将一可视为质点的物块轻放在传送带上的图示位置，物块到达最高点A点后将会滑上平台．已知物块质量为，与传送带间动摩擦因数为，与水平台间的动摩擦因数为，重力加速度，水平台AB长度为，A在地面上的投影点为C点．（，）．求：

（1）物块与传送带共速前后传送带对它摩擦力大小之比；

（2）物块在传送带上留下划痕的长度；

（3）物块离开水平台落地时与C点的距离．

【答案】（1）16:15；（2）1.25m；（3）1.25m

【解析】

【详解】（1）物块与传送带共速前传送带对它摩擦力大小

共速后传送带对它摩擦力大小

（2）共速前加速度大小

根据

到共速时物块位移

需要时间

这段时间内传送带位移

物块在传送带上留下划痕的长度

（3）物块在水平台上加速度大小

根据

得物块离开水平台时速度

根据

得

物块离开水平台落地时与C点的距离

15. 如图所示，质量为m的小球C用两根不可伸长的轻绳连接，两轻绳的另一端系在一根竖直杆的A、 B两点上，A、B两点相距为L．当两轻绳伸直后，绳BC段长为L，AC段长为．已知重力加速度为g，小球可视为质点，当竖直杆以自己为轴匀速转动并达到稳定时（两轻绳与杆、球在同一竖直平面内）．求：

（1）CB段轻绳刚好伸直时，转动的角速度；

（2）当转动的角速度大小为时，轻绳AC对小球的作用力；

（3）当转动的角速度大小为时，轻绳BC对小球的作用力；

（4）若两绳承受的最大拉力均为，转动的角速度缓慢增加的过程中，两绳哪个先断？（此问只需结论，可以不写过程）

【答案】（1）；（2）；（3）；（4）BC

【解析】

【详解】（1）当CB段轻绳刚好伸直，ABC为等腰直角三角形，AC与竖直方向的夹角为45°, 小球做圆周运动的半径为L则根据牛顿第二定律

解得

（2）由于，因此CB段轻绳处于松弛状态，设CA段轻绳与竖直方向夹角为a，则圆周运动的半径

设绳上拉力为F，则

解得

（3）由于，AC和BC两段绳上均张紧，小球做圆周运动的半径仍为L

，

解得

（4）当两根绳子都张紧后，由于BC绳水平，而AC绳的竖直分力必须与mg相等才能使小球在竖直方向处于平衡，则AC绳子拉力不变即