四川省眉山市东坡区多悦高级中学校2023-2024学年高一下学期4月期中考试物理试题（含答案）

这是一份四川省眉山市东坡区多悦高级中学校2023-2024学年高一下学期4月期中考试物理试题（含答案），共14页。
1.关于两个分运动的合运动，下列说法正确的是（ ）
A．两个匀速运动的合运动一定是匀速运动 B．两个直线运动的合运动一定是直线运动
C．合运动的速度一定大于分运动的速度 D．合运动的位移大小不可能小于分运动的位移大小
2.如图所示，蜡块在竖直玻璃管内水中匀速上升的同时，玻璃管由静止开始沿水平向右加速运动，则观察到蜡块的实际运动轨迹可能是（ ）
A．曲线aB．直线bC．曲线cD．曲线d
3.物体的运动轨迹为曲线的运动称为曲线运动。关于质点做曲线运动，下列说法中正确的是（ ）
A．有些曲线运动也可能是匀速运动
B．质点做某些曲线运动，其加速度是可以不变的
C．曲线运动一定是变速运动，反之，变速运动也一定是曲线运动
D．质点做曲线运动过程中某个时刻所受合力方向与速度方向也有可能相同
4.如图所示，两个质量不同的小球用长度不等的细线拴在同一点，并在同一水平面内作匀速圆周运动，则它们的（ ）
A．运动周期不同 B．运动线速度一样 C．运动角速度相同 D．向心加速度相同
5.下列四幅图中， 做圆周运动物体，描述正确的是（ ）
A．图甲中， 汽车通过拱形桥最高点时，车速越大，车对桥面的压力越大
B．图乙中， 做圆锥摆运动的物体，转速越大，摆线与竖直方向的夹角越大
C．图丙中， 火车转弯速度较大时，火车内侧的车轮轮缘挤压内轨
D．图丁中，洗衣机脱水时衣物附着在桶内壁上，转速越大，衣物所受筒壁的静摩擦力越大
6.如图所示，甲、乙两个物体放在旋转圆台上，它们的质量均为m，它们与圆台之间的动摩擦因数均为，甲物体离轴心距离为2R，乙物体离轴心距离为R。若滑动摩擦力等于最大静摩擦力，重力加速度为g，当圆台旋转时，甲、乙两个物体都没有滑动，则下列说法中正确的是（ ）
A．乙物体的向心加速度大 B．乙物体受到的静摩擦力大
C．是甲物体开始滑动的临界角速度 D．当圆台转速增加时，甲物体先滑动
7.如图所示，光滑水平面上，质量为m的小球在拉力F作用下做匀速圆周运动。若小球运动到P点时，拉力F发生变化。下列关于小球运动情况的说法中正确的是（ ）
A．若拉力突然消失，小球将沿轨迹PO做直线运动 B．若拉力突然变小，小球将沿轨迹Pb做离心运动
C．若拉力突然变大，小球将沿轨迹Pb做离心运动 D．若拉力突然变小，小球将沿轨迹Pc做向心运动
8.如图所示，在竖直平面内固定一半圆形轨道，O为圆心，AB为水平直径。 有一小球从A点以不同的初速度向右水平抛出，不计空气阻力，则小球（ ）
A．初速度越大，运动时间越长
B．初速度不同，运动时间一定不同
C．落到轨道的瞬间，速度方向可能沿半径方向
D．落到轨道的瞬间，速度方向的反向延长线与水平直径的交点在O点的左侧
9.如图所示的皮带传动装置，主动轮1的半径与从动轮2的半径之比R1∶R2=2∶1，A、B分别是两轮边缘上的点，假定皮带不打滑，则下列说法正确的是（ ）
A．A、B两点的线速度之比为vA∶vB=1∶2 B．A、B两点的线速度之比为vA∶vB=1∶1
C．A、B两点的角速度之比为ωA∶ωB=2∶1 D．A、B两点的加速度之比为aA∶aB=1∶2
10.在修筑铁路时，弯道处的外轨会略高于内轨。如图所示，当火车以规定的行驶速度转弯时，内、外轨均不会受到轮缘的挤压，设此时的速度大小为v，重力加速度为g，两轨所在面的倾角为θ，则（ ）
A．该弯道的半径 B．当火车质量改变时，规定的行驶速度大小不变
C．当火车速率大于v时，内轨将受到轮缘的挤压 D．当火车速率小于v时，外轨将受到轮缘的挤压
11.如图所示，以的速度水平抛出的小球，飞行一段时间垂直地撞在倾角 30°的斜面上，按考虑，以下结论正确的是（ ）
A．物体飞行时间是 B．物体撞击斜面时的速度大小为20m/s
C．物体飞行的水平位移为20m D．物体下降的距离是30m
12.如图所示，在不计滑轮摩擦和绳子质量的条件下，当小车匀速向右运动时，下列关于物体A的情况的说法，正确的是( )
A．A的速度小于小车的速度 B．A的速度等于小车的速度
C．拉力先大于重力，后变为小于重力 D．绳的拉力大于A的重力
第II卷（非选择题）
13.图甲是“研究平抛物体运动”的实验装置，通过描点画出平抛小球的运动轨迹。
（1）在此实验中，下列说法正确的是________
A．斜槽轨道必须光滑
B．记录的点应适当多一些
C．为描出小球的运动轨迹描绘的点可以用折线连接
D．y轴的方向根据重垂线确定
（2）图乙是某同学通过实验对平抛运动进行研究，记录的抛物线轨迹的一部分。x轴沿水平方向，y轴是竖直方向，由图中所给的数据可求出：平抛物体的初速度是_______，小球运动至B点，小球的速度为________m/s。（重力加速度、小球的质量）。
14.向心力演示器如图所示，用来探究小球做圆周运动所需向心力F的大小与质量m、角速度和半径r之间的关系。两个变速轮塔通过皮带连接，匀速转动手柄使长槽和短槽分别随变速轮塔1和变速轮塔2匀速转动，槽内的钢球就做匀速圆周运动。横臂的挡板对钢球的压力提供向心力，钢球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力筒下降，从而露出标尺，标尺上的黑白相间的等分格显示出两个钢球所受向心力的比值。如图是探究过程中某次实验时装置的状态。
（1）在研究向心力F的大小与质量m、角速度和半径r之间的关系时我们主要用到了物理学中的___________；
A．理想实验法 B．等效替代法 C．控制变量法 D．演绎法
（2）图中所示，若两个钢球质量和运动半径相等，则是在研究向心力的大小F与___________的关系；
A．钢球质量m B．运动半径r C．角速度
（3）图中所示，若两个钢球质量和运动半径相等，图中标尺上黑白相间的等分格显示出钢球A和钢球C所受向心力的比值为，则与皮带连接的变速轮塔1和变速轮塔2的半径之比为___________。
A． B． C． D．
15.某条河宽度为x=700m，河水均匀流动，流速为v2=2m/s。若小船在静水中的运动速度为v1=4m/s，则小船的船头指向哪个方向才能恰好到达河的正对岸？渡河时间为多少？
16.一个圆盘在水平面内以2rad/s的角速度逆时针匀速转动，距圆盘中心0.4m的位置有一个质量为2.0kg的小物体（可看作质点）随着圆盘起做匀速圆 周运动，如图所示。已知小物体与圆盘面的动摩擦因数为0.64，近似认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g取10 m/s2求：
（1）小物体的线速度大小：
（2）小物体所受摩擦力的大小和方向：
（3）为使小物体能保持与圆盘一起转动，圆盘转动的最大角速度是多少？
17.如图所示，竖直平面内的圆弧形光滑轨道半径为R，A端与圆心O等高，AD为与水平方向成角的斜面，B端在O的正上方，一个质量为m的小球在A点正上方某处由静止开始释放，自由下落至A点后进入圆形轨道并能沿圆形轨道到达B点，最后落到斜面上C点，且到达B处时小球对圆弧轨道顶端的压力大小为4mg（忽略空气阻力）。求：
（1）小球到达B点时的速度v0的大小；
（2）小球从B点运动到C点所用的时间t。
18.如图，一半径为R＝4m的圆盘水平放置，在其边缘E点固定一个小桶（可视为质点），在圆盘直径DE的正上方平行放置一水平滑道BC，水平滑道BC右端C点与圆盘的圆心O在同一竖直线上，高度差为h＝5m；AB为一竖直平面内的光滑圆弧轨道，半径为r＝1m，且与水平滑道BC相切于B点。一质量为m＝0.2kg的滑块（可视为质点）从A点以一定的初速度释放，当滑块经过B点时的速度大小为5m/s，最终滑块由C点水平抛出，恰在此时，圆盘从图示位置以一定的角速度绕通过圆心的竖直轴匀速转动，滑块恰好落入圆盘边缘E点的小桶内。已知滑块与水平滑道BC间的动摩擦因数为0.2，重力加速度大小为。求：
（1）滑块到达B点时对切面的压力大小；
（2）水平滑道BC的长度；
（3）圆盘转动的角速度应满足的条件。
物理答案
1.
A
【详解】A．两个匀速直线运动的合运动一定是直线运动，因为合加速度为零，具有合速度，做匀速直线运动，故A正确；
B．两个直线运动的合运动不一定是直线运动，如平抛运动，故B错误；
C．根据平行四边形定则知，合速度可能比分速度大，可能比分速度小，可能与分速度相等，故C错误；
D．根据平行四边形定则知，合位移可能比分位移大，可能比分位移小，可能与分位移相等，故D错误。
故选A。
2.
A
【详解】当合速度的方向与合力（合加速度）的方向不在同一条直线上，物体将做曲线运动，且轨迹夹在速度与合力方向之间，轨迹的凹向大致指向合力的方向。蜡块的合速度方向竖直向上，合加速度方向水平向右，不在同一直线上，轨迹的凹向要大致指向合力的方向，故A正确，BCD错误。
故选A。
3.
B
【详解】A．匀速运动是速度不变的运动，而曲线运动的速度时刻变化，故A错误；
B．质点做曲线运动，其速度方向沿轨迹的切线方向，方向时刻在改变，所以曲线运动一定是变速运动，加速度一定不为零，但加速度可以保持不变，比如平抛运动，故B正确；
C．由于曲线运动的速度方向时刻改变，说明曲线运动一定是变速运动，但是变速运动不一定是曲线运动，比如匀变速直线运动，故C错误；
D．质点所受合力方向与速度方向相同时，质点将做直线运动，故D错误。
故选B。
4.C
C．对其中一个小球受力分析，如图，受重力，绳子的拉力，由于小球做匀速圆周运动，故合力提供向心力；
将重力与拉力合成，合力指向圆心，由几何关系得，合力：
F=mgtanθ ①
由向心力公式得到
F=mω2r ②
设绳子与悬挂点间的高度差为h，由几何关系，得：
r=htanθ ③
由①②③三式得
ω=
与绳子的长度和转动半径无关，故C正确；
A．又由T=，运动的周期不同，故A错误；
B．由v=ωr，两球转动半径不等，线速度不同，故B错误；
D．由a=ω2r，两球转动半径不等，向心加速度不同，故D错误。
故选C。
【点睛】本题关键要对球受力分析，找向心力来源，求角速度；同时要灵活应用角速度与线速度、周期、向心加速度之间的关系公式。
5.B
A．图甲中， 汽车通过拱形桥最高点时，根据
可知，车速的越大，车对桥面的压力越小，选项A错误；
B．图乙中， 做圆锥摆运动的物体
解得
则转速越大，摆线与竖直方向的夹角越大，选项B正确；
C．图丙中， 火车转弯速度较大时，重力和轨道的支持力的合力不足以提供火车做圆周运动的向心力，则火车有向外做离心运动的趋势，则火车外侧的车轮轮缘挤压外轨，选项C错误；
D．图丁中，洗衣机脱水时衣物附着在桶内壁上，则竖直方向重力和筒壁对衣服的静摩擦力平衡，即f=mg，则当转速越大，衣物所受筒壁的静摩擦力不变，选项D错误。
故选B。
6.D
A．甲、乙两个物体随旋转圆台转动时，角速度相同。根据得
A错误；
B．根据牛顿第二定律
可知甲受到的静摩擦力大，B错误；
C．对甲物体，最大静摩擦力提供向心力时，角速度达到临界值
得
C错误；
D．对乙物体，最大静摩擦力提供向心力时，角速度达到临界值
得
因为
当圆台转速增加时，甲物体先滑动。D正确。
故选D。
7.AB
A．若拉力突然消失，小球将沿速度v方向，即沿轨迹Pa做直线运动，故A正确；
BD．若拉力突然变小，小球所受拉力小于所需的向心力，则将沿轨迹Pb做离心运动，故B正确，D错误；
C．若拉力突然变大，小球所受拉力大于所需的向心力，则将沿轨迹Pc做向心运动，故C错误。
故选AB。
8.D
AB．平抛运动的时间由高度决定，与水平初速度无关，初速度大时，与半圆接触时下落的距离不一定比速度小时下落的距离大；初速度大小不同的小球下落的高度也可能相等，如碰撞点是关于半圆过O点的竖直轴对称的两个点，它们运动的时间却相等，故AB错误；
C．若小球落到半圆形轨道的瞬间垂直撞击半圆形轨道，即速度方向沿半径方向，则此时速度方向与水平方向的夹角是此时位移方向与水平方向夹角的2倍，但根据平抛运动推论可知：同一位置速度方向与水平方向夹角的正切值是此时位移与水平方向夹角正切值的两倍。由数学知识可知两者相互矛盾，则小球的速度方向不会沿半径方向，故C错误；
D．小球做平抛运动，根据平抛运动推论可知，落到轨道的瞬间，此时速度方向的反向延长线交于此时小球水平位移的中点，由于小球落在轨道上的水平位移小于水平直径AB，所以可推知速度方向的反向延长线与水平直径的交点一定在O点的左侧，故D正确。
故选D。
9.BD
AB．由于主动轮和从动轮通过皮带连接，且皮带不打滑，则两轮边缘点的线速度相同，即
故A错误，B正确；
C．根据线速度与角速度的关系
A、B两点的角速度之比为
故C错误；
D．根据向心加速度与线速度的关系
A、B两点的加速度之比为
故D正确。
故选BD。
10.ABD
A．火车转弯时不侧向挤压车轮轮缘，靠重力和支持力的合力提供向心力，根据牛顿第二定律
解得
故A正确；
B．根据牛顿第二定律
解得
可知火车规定的行驶速度与质量无关，故B正确；
CD．当火车速率大于v时，重力和支持力的合力不足以提供向心力，此时外轨对火车有侧压力，轮缘挤压外轨，故C错误，D正确。
故选ABD。
11.ABD
A．小球撞在斜面上时速度与斜面垂直，则速度与竖直方向的夹角为30°，则竖直方向的速度
运动时间
故A正确；
B．物体撞击斜面时的速度大小
故B正确；
C．物体飞行的水平位移为
故C错误；
D．物体下落的竖直距离
故D正确。
故选ABD。
12.D
小车沿绳子方向的分速度等于A的速度，如图所示，设绳子与水平方向的夹角为θ，根据平行四边形定则，物体A的速度vA＝vcsθ，A的速度小于小车的速度，故A、B错误；小车匀速向右运动时，θ减小，则A的速度增大，所以A加速上升，加速度方向向上，根据牛顿第二定律有：T－GA＝mAa，可知拉力大于A的重力，故C错误，D正确。
13.
（1）BD （2）4 2
（1）A．在“研究平抛物体运动”的实验中，由于每次在斜槽轨道上运动情况相同，因此斜槽是否光滑与试验结果无关，A错误；
B．记录的点应适当多一些，可以将运动轨迹画的更准确，B正确；
C．小球的运动轨迹必须用平滑的曲线连接，C错误；
D．利用重锤线来确定y轴的方向，D正确
故选BD。
（2）由于水平方向间隔相等，因此记录的时间间隔相等，竖直方向上，根据
可得
时间间隔
由于水平方向做匀速运动，因此
可得平抛初速度
B点的竖直速度为AC段竖直方向的平均速度
因此小球重力的平均功率
14. C C D
（1）[1]本实验通过控制质量m、角速度ω和半径r中两个物理量相同，探究向心力F与另外一个物理量之间的关系，采用的科学方法是控制变量法。
故选C。
（2）[2]若两个钢球质量和运动半径相等，则是在研究向心力的大小F与角速度的关系。
故选C。
（3）[3]两钢球质量m相等，做匀速圆周运动的半径r相等，根据
可知二者角速度之比为
两变速塔轮边缘的线速度大小相等，所以有
与皮带连接的变速轮塔1和变速轮塔2的半径之比为
故选D。
15.
偏向上游与河岸的夹角为60°的方向，200s
如下图所示，为了使小船恰好到达河的正对岸，必须使船的合速度v的方向与河岸垂直
由图可知
即小船应偏向上游与河岸的夹角为60°的方向行驶；
由图还可以得到合速度的大小为
渡河时间为
16.
（1）0.8m/s；（2）3.2N，方向沿半径指向圆心；（3） 4rad/s
（1）由v=ωr可得，小物体的线速度大小为
v=2×0.4m/s=0.8m/s
（2）对小物体受力分析可知，小物体所受静摩擦力Ff静作为合外力提供自身做匀速圆周运动的向心力。所以由
Ff静=F向=mω2r
可得小物体所受静摩擦力的大小为
Ff静= 3.2N
此时小物体所受静摩擦力Ff静的方向沿半径指向圆心。
（3）对小物体有
Ff静=F向=mω2r
为使小物体能随圆盘一起做匀速圆周运动，则
Ff静≤Ffm=μmg
联立以上方程解得
即圆盘转动的最大角速度ωm=4rad/s。
17.
（1）；（2）
（1）小球在B点的动力学方程为
解得
（2）小球离开B点后做平抛运动，小球落到C点时，根据平抛运动规律得
解得
18.
（1）7N；（2）2.25m；（3）
（1）设滑块到达B点时所受切面的支持力大小为FN，由牛顿第二定律得
解得
由牛顿第三定律可知滑块到达B点时对切面的压力大小为7N。
（2）从C点到E点，滑块做平抛运动的时间为
滑块从C点抛出时的速度大小为
从B点到C点，滑块做匀减速直线运动，加速度大小为
设水平滑道BC的长度为x，根据运动学规律有
解得
x＝2.25m
（3）由匀速圆周运动的周期性可得
解得
一、单项选择题（本题共8道小题，每小题3分，共24分）
二、多项选择题：（本题共4道小题，每小题4分，共16分）全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分
三、实验题（本题共2道小题,第1题6分,第2题6分,共12分）
四、计算题（本题共4道小题,第1题8分,第2题12分,第3题12分,第4题16分,共48分）