2022-2023学年广东省清远市四校高一下学期4月期中联考物理试题（解析版）

2022-2023学年第二学期广东清远“四校联盟”联合期中检测高一物理科试卷一、单项选择题：本题共10小题，每小题3分，共30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.在天体物理学发展的历史上，许多科学家通过不懈的努力，取得了辉煌的成果，下列表述符合物理学史实的是（）A.开普勒通过月地检验，验证了万有引力定律B.卡文迪许通过实验测出了万有引力常量，并进一步算出了地球的质量C.哥白尼提出了日心说，并发现了行星是沿椭圆轨道绕太阳运行的D.牛顿通过大量运算分析第谷的天文观测数据，总结出了行星运动定律【答案】B【解析】【详解】A．牛顿通过月地检验，验证了万有引力定律，故A错误；B．卡文迪许通过实验测出了万有引力常量，并进一步算出了地球的质量，故B正确；C．哥白尼提出了日心说，开普勒发现了行星是沿椭圆轨道绕太阳运行的，故C错误；D．开普勒通过大量运算分析第谷的天文观测数据，总结出了行星运动定律，故D错误。故选B。2.2022年2月5日，中国短道速滑队以一场惊心动魄的胜利斩获北京冬奥会中国首金，为中国代表团在北京冬奥会实现了开门红。运动员在短道上的轨迹是曲线，关于曲线运动，下列说法正确的是（）A.物体速度大小和方向一定时刻改变 B.物体所受合力可能为零C.物体一定受到变力的作用 D.物体的加速度可能是恒定的【答案】D【解析】【详解】A．做曲线运动的物体速度方向一定时刻改变，但是速度大小不一定改变，选项A错误；B．做曲线运动的物体的加速度不为零，则所受合力不为零，选项B错误；CD．做曲线运动的物体可能受到恒力的作用，加速度可能是恒定的，例如平抛运动，选项C错误，D正确。故选D3.一棵大树将要被伐倒的时候，有经验的伐木工人就会双眼紧盯树梢，根据树梢的运动情形判断大树正在朝哪个方向倒下，从而避免被倒下的大树砸伤。从物理知识的角度来解释，以下说法正确的是（）A.树木开始倒下时，树梢的角速度较大，易于判断B.树木开始倒下时，树梢的线速度较大，易于判断C.树木开始倒下时，树梢的周期较大，易于判断D.伐木工人的经验缺乏科学依据【答案】B【解析】【详解】ABD．树木开始倒下时，以树根部是圆心做圆周运动，角速度较小，由角速度大小不能判断树木倒下的方向，由v=ωr知，r较大，树梢的线速度较大，且线速度有方向性，易判断树木倒下的方向，AD错误，B正确。C．树木开始倒下时，树梢的周期较大，周期没有方向，由周期不能判断树木倒下的方向，C错误。故选B。4.下列说法正确的是（）A.匀速圆周运动是匀速运动B.匀速圆周运动是匀变速曲线运动C.圆周运动的合力一定指向圆心D.平抛运动是匀变速曲线运动，相同时间内速度变化量相同【答案】D【解析】【详解】A．匀速圆周运动只是速度的大小保持不变，速度的方向总是在变，因此是一个“变速”运动，A错误；B．“匀变速”是指加速度的大小方向均保持不变，匀速圆周运动的加速度只有大小保持不变，方向总是在变，B错误；C．做匀速圆周运动的物体由合外力提供向心力，加速度大小恒定，方向始终指向圆心，如果是“非匀速”圆周运动，则合力不一定指向圆心，C错误；D．平抛运动是匀变速曲线运动，根据可知，在相等的时间内速度变化相同，D正确。故选D。5.如图所示，质量为m的小车在与竖直方向成α角的恒定拉力F作用下，沿水平地面向左运动一段距离L，车与地面之间的动摩擦因数为μ。下列说法正确的是（）A.拉力对小车做功FL B.拉力对小车做功为FLsinαC.摩擦力对小车做功为-μmgL D.重力对小车做功为mgL【答案】B【解析】【详解】AB．拉力对小车做功为A错误，B正确；C．摩擦力对小车做功为C错误；D．在重力方向小车没有位移，则重力对小车做功为零，D错误。故选B。6.某同学练习定点投篮，篮球从同一位置出手，两次均垂直撞在竖直篮板上，其运动轨迹如图所示，不计空气阻力，下列说法正确的是（）A.两次篮球出手时速度大小可能相等B.两次击中篮板时的速度相等C.第1次击中篮板时的速度大D.球在空中运动过程第2次速度变化比第1次快【答案】A【解析】【详解】ABC．将篮球的运动反过来看，则篮球两次做平抛运动，由于第1次平抛运动的高度更大，由得所以第1次运动的时间更长，由于两次的水平位移相等，有则时间越长的水平初速度越小，所以第1次击中篮板时的速度小，第2次击中篮板时的速度大，根据抛出时的速度大小为由于水平速度第二次大，竖直速度第一次大，故抛出时的速度大小不能确定，所以两次抛出时速率有可能相等，故A正确，故BC错误；D．球在空中运动过程速度变化快慢即为加速度，由于球只受重力作用，加速度为重力加速度，则所以两次速度变化快慢相同，故D错误。故选A。7.质量m=2kg的物体在光滑水平面上运动，其分速度vx和vy随时间变化的图线如图（a）、（b）所示，则下列说法中正确的是（）A.质点的初速度大小为5m/s B.质点所受合外力为4N，做匀变速曲线运动C.8s内质点的位移大小约为40m D.8s末质点速度大小为5m/s【答案】D【解析】【详解】A．由x方向的速度图像可知，x方向初速度为由y方向位移图像可知在y方向做匀速直线运动，初速度为由平行四边形定则可知，质点的初速度为故A错误；B．由y方向的速度图像可知，在y方向的加速度为y方向所受合力由x方向的速度图像可知在x方向做匀速直线运动x方向所受合力所以质点的合力为由于质点的初速度方向与合外力方向相互垂直，所以质点做匀变速曲线运动，故B错误；C．v-t图像的图线与时间轴围成的面积等于位移，则8s内y轴方向的位移为x轴方向的位移为所以质点在8s末内的位移为故C错误；D．从图中可以看出8s末y轴方向的速度为x轴方向的速度为所以质点在8s末的速度为故D正确。故选D。8.如图所示，用一小车通过轻绳提升一货物。某一时刻，两段绳恰好垂直，且拴在小车一端的绳与水平方向的夹角为，此时小车的速度大小为，则此时货物的速度大小为（）A. B. C. D.【答案】A【解析】【详解】根据几何关系可知此时滑轮与货物之间的绳子与竖直方向的夹角为θ。设此时货物的速度大小为v1，则v1和v0在沿绳子方向的分量大小相等，即解得故选A。9.两岸平行的河流，宽度为300m，各处河水流速均为4m/s。小船在静水中的速度为5m/s，则（）A.若小船要以最短时间过河，则航程为300mB.若船头与上游河岸夹角合适，则过河所需的时间可能为55sC.若小船要以最短航程过河，则所需的时间为100sD.船头垂直河岸过河时，如果途中河水流速突然增大，则过河时间将增大【答案】C【解析】【详解】A．若小船要以最短时间过河，则需将船头垂直河岸行进，此时航程为故A错误；B．船头垂直河岸过河时，渡河时间最短。小船最短过河时间为故过河所需的时间不可能为55s。故B错误；C．由于船速大于水速，要航程最短，则需船的合速度垂直河岸过河，此时所需时间为故C正确；D．船头垂直河岸过河时，如果途中河水流速突然增大，由以上分析可知，过河时间不变。故D错误。故选C。【点睛】小船过河模型，船头垂直河岸时，渡河时间最短。航程最短需要先判断船速和水速之间的关系，再确定行进方向。10.如图所示，A是静止在赤道上随地球自转的物体，B、C是同在赤道平面内的两颗人造卫星。B位于离地高度等于地球半径的圆形轨道上，C是地球同步卫星。则下列关系正确的是（）A.物体A随地球自转的角速度小于卫星B的角速度B.卫星B的线速度小于卫星C的线速度C.物体A随地球自转的向心加速度大于卫星C的向心加速度D.物体A随地球自转的周期大于卫星C的周期【答案】A【解析】【详解】A．C为地球同步卫星，其角速度和地球自转角速度相同，即AC的相等；B位于离地高度等于地球半径的圆形轨道上，C离地高到大于地球半径，根据公式解得即则物体A随地球自转的角速度小于卫星B的角速度，A正确；B．根据解得即卫星的轨道半径越大，卫星的线速度越小，故B错误；C．根据公式可得物体A随地球自转的向心加速度小于卫星C的向心加速度，C错误；D．C是地球同步卫星，和地球自转周期相同，则物体A随地球自转的周期与卫星C的周期相等，D错误。故选A。二、多项选择题：本题共5小题，每小题4分，共20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4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分．11.在物理学的研究中用到的思想方法很多，下列关于教材的几幅插图的说法中正确的有（）A.甲图中，A点逐渐向B点靠近时，观察AB割线的变化，说明质点在B点的瞬时速度方向就是曲线在B点的切线方向，运用了极限思想B.乙图中，研究小船渡河问题时，主要运用了理想化模型的思想C.丙图中，探究向心力的大小与质量、角速度和半径之间的关系时运用了控制变量法D.丁图中，卡文迪许测定引力常量的实验运用了等效替代法【答案】AC【解析】【详解】A．甲图中，A点逐渐向B点靠近时，观察AB割线的变化，就是曲线在B点的切线方向，运用了极限思想．说明质点在B点的瞬时速度方向。故A正确；B．乙图中，研究小船渡河问题时，主要运用了等效替代。故B错误；C．丙图中，探究向心力的大小与质量、角速度和半径之间的关系时运用了控制变量法。故C正确；D．丁图中，卡文迪许测定引力常量的实验运用了放大法测微小量。故D错误。故选AC。12.长为L的细绳，一端系一质量为m的小球，另一端固定于某点。当绳竖直时小球静止，再给小球一水平初速度，使小球在竖直平面内做圆周运动。关于小球的运动下列说法正确的是（）A.小球过最高点时的最小速度为零B.小球过最高点时最小速度大小为C.小球开始运动时绳对小球的拉力大小为D.小球在最低点时处于超重状态【答案】BD【解析】【详解】AB．根据题意可知，在最高点时，当绳子的拉力为零时，速度最小，由牛顿第二定律有解得故A错误，B正确；CD．根据题意，在最低点时，设绳对小球的拉力为，由牛顿第二定律有解得即小球处于超重状态，故C错误，D正确。故选BD。13.3D地图技术能够为无人驾驶汽车分析数据，提供操作的指令。如图所示为一段公路拐弯处的地图，则（）A.若弯道是水平的，汽车拐弯时受到重力、支持力、摩擦力和向心力B.若弯道是水平的，为防止汽车侧滑，汽车拐弯时收到“降低车速”的指令C.若弯道是倾斜的，为了防止汽车侧滑，道路应为内高外低D.若弯道是倾斜的，为了防止汽车侧滑，道路应为外高内低【答案】BD【解析】【详解】A．如果弯道是水平的，则“无人驾驶”汽车在拐弯时受到重力、支持力、摩擦力，不会受向心力，向心力是效果力，由物体受力提供，故A错误；B．如果弯道是水平的，由静摩擦力提供向心力，根据可知，速度越大，所需要的向心力越大，当需要的向心力大于最大静摩擦力时，汽车做离心运动，所以“无人驾驶”汽车在拐弯时收到的指令应让车速小一点，防止汽车做离心运动而发生侧翻，故B正确；CD．如果弯道是倾斜的，重力和支持力的合力可以提供向心力，而向心力指向圆心，所以3D地图上应标出外（西南）高内（东北）低，故C错误，D正确。故选BD。14.如图所示，某同学对着墙壁练习打乒乓球。若球与墙壁上A点碰撞后沿水平方向弹离，恰好垂直拍面落在球拍的点B上。已知球拍与水平线间的夹角θ=60°，A、B两点间的高度差h=0.8m。忽略空气阻力，取重力加速度g=10m/s2，则（）A.球从A运动到B所用的时间为0.4s B.球从A运动到B的位移大小为1.6mC.球刚弹离墙壁时，速度的大小为4m/s D.球刚要落到球拍上时，速度的大小为8m/s【答案】AD【解析】【详解】A.由自由落体的位移公式可得可得故A正确；C.由可得球恰好垂直拍面落在球拍的B点上，有几何关系可得故C错误；D.球恰好垂直拍面落在球拍的B点上时的速度大小为故D正确；B.则B点到墙壁的距离为则A点到B点的位移大小为故B错误。故选AD。15.火星探测器的发射时间要求很苛刻，必须在每次地球和火星相距最近之前几个月发射。设地球环绕太阳的运动周期为T，轨道半径为；火星环绕太阳的轨道半径为，火星的半径为R，万有引力常量为G。下列结论正确的有（）A.太阳质量为B.火星的公转周期为C.火星表面重力加速度为D.从火星与地球相距最近开始计时到火星与地球第一次相距最远的时间为【答案】B【解析】【详解】A．设太阳质量为，根据万有引力提供向心力可得解得A错误；B．设火星公转周期为，根据开普勒第三定律得解得B正确；C．根据题意无法求出火星的质量，所以无法求出火星表面的重力加速度，C错误；D．地球绕太阳运转角速度火星绕太阳运转的角速度设地球和火星相距最近到第一次相距最远时间为，则结合B选项，联立解得D错误；故选B。三、实验题：本题共2小题，共15分。16.探究向心力大小F与小球质量m、角速度ω和半径r之间关系的实验装置如图所示，转动手柄，可使变速塔轮、长槽和短槽随之匀速转动。皮带分别套在塔轮的圆盘上，可使两个槽内的小球分别以不同角速度做匀速圆周运动。小球做圆周运动的向心力由横臂的挡板提供，同时，小球对挡板的弹力使弹簧测力筒下降，从而露出测力筒内的标尺，标尺上露出的红白相间的等分格数之比即为两个小球所受向心力的比值。已知小球在挡板A、B、C处做圆周运动的轨迹半径之比为1:2:1。（1）探究向心力的大小与圆周运动半径的关系时，应选择两个质量_______（选填“相同”或“不同”）的小球，分别放在挡板C与______（选填“挡板A”或“挡板B”）处，同时选择半径______（选填“相同”或“不同”）的两个塔轮；（2）当用两个质量相等的小球做实验，调整长槽中小球的轨道半径是短槽中小球半径的2倍，转动时发现左、右标尺上露出的红白相间的等分格数之比为1:2，则左、右两边塔轮的半径之比为________。【答案】①.相同②.挡板B③.相同④.2:1【解析】【详解】（1）[1][2][3]探究向心力大小与圆周运动半径的关系时，需要控制小球的质量和运动角速度相同，所以应选择2个质量相同的小球，使小球的线速度不同，角速度相同，所以选择不同半径的挡板（挡板C与挡板B）以及相同的塔轮半径。（2）[4]根据向心力公式可知同时根据题意可知可得由可得因此左、右两边塔轮的半径之比是2:1。17.某同学采用甲图实验装置，进行“探究平抛运动特点”的实验。实验过程中，用铁锤打击弹片，使A球水平抛出，同时B球自由落下，并用频闪照相记录小球的运动情况，如图乙所示。（1）下列判断正确的是____________；A．实验中必须保证两球的质量相等B．图甲实验说明平抛运动在竖直方向的分运动为自由落体运动C．图甲实验说明平抛运动在水平方向的分运动为匀速直线运动D．若增大打击弹片力度，A球在空中运动时间将延长（2）该同学采用频闪摄影的方法拍摄到如图乙所示的照片。图中每个小方格的边长为L＝2.5cm，g取10。①小球从a运动到b的时间为____________s；②小球做平抛运动的初速度为____________m/s；③小球经过b点时的速度大小为____________m/s（该空保留三位有效数字）。（3）该同学采用如图丙所示的装置。斜槽末端的切线必须是水平的，这样做的目的是____________。A．保证小球飞出时，初速度水平B．保持小球飞出时，速度既不太大，也不太小C．保证小球在空中运动的时间每次都相等D．保证小球运动的轨迹是一条抛物线【答案】①.B②.0.05③.1④.1.25⑤.A【解析】【详解】（1）[1]A．因在误差允许的范围内，实验中两球的质量不一定必须相等，因为两球下落的时间与质量无关，A错误；BC．因两球在同一高度，同时运动，又同时落地，因此球A在竖直方向的分运动为自由落体运动，甲实验只能探究竖直方向的运动情况，水平方向如何运动无法从甲实验中得到结论，故B正确，C错误；D．A球在空中飞行时间与水平的初速度无关，因此增大打击弹片力度，A球在空中运动时间将不变，D错误。故选B。（2）①[2]根据题意，由图乙可知，竖直方向上由匀加速直线运动规律可得频闪照片的时间间隔为②[2]小球做平抛运动初速度③[3]b点竖直方向上的速度为所以该小球经过b点时的速度大小（3）[5]小球每次自由滚下的位置必须相同，且由静止释放，才能保证保证小球飞出时，初速度水平。故选A。四、解答题：本题共3小题，共35分。18.跳台滑雪是勇敢者的运动，它是利用山势特点建造一个特殊跳台。一运动员穿着专用滑雪板，不带雪杖，在助滑路上获得较高速度后从A点水平飞出，在空中飞行一段距离后在山坡上B点着陆，如图所示。已知可视为质点的运动员水平飞出的速度v＝20m/s，山坡看成倾角为37°的斜面，不考虑空气阻力（，，），求：（1）运动员在空中的飞行时间；（2）落到斜面上时的位移大小。【答案】（1）3s；（2）75m【解析】【详解】（1）运动员做平抛运动，则解得（2）落到斜面上时的位移大小19.如图所示，半径的摩天轮匀速转动，座舱的线速度大小为2m/s，质量为60kg的游客站在其中一个座舱的水平地板上进行观光.重力加速度g取，求：（1）该座舱运