河北省保定市六校联盟2022-2023学年高一下学期4月期中考试物理试题（解析版）

PAGEPAGE6六校联盟2022-2023学年第二学期高一年级联考（2023.04）物理试题命题单位：曲阳一中（时间75分钟分值100分）一、单选题（本题共8小题，每小题4分，共32分。每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确）1.关于曲线运动，下列说法正确的是（）A.速度发生变化的运动，一定是曲线运动B.物体在恒力作用下不可能做曲线运动C.做匀速圆周运动的物体，其线速度不变D.做曲线运动的物体所受合外力的方向一定指向其轨迹的凹侧【答案】D【解析】【详解】A．物体做变速直线运动时速度发生变化，A错误；B．物体在恒力作用下可能做曲线运动，如平抛运动，B错误；C．做匀速圆周运动的物体，其线速度大小不变，方向时刻变化，C错误；D．做曲线运动的物体的轨迹总是沿合力的方向弯曲，即做曲线运动的物体所受合外力的方向一定指向轨迹的凹侧，D正确。故选D。2.如图所示，汽车在岸上用轻绳拉船，若汽车行进速度为v，拉船的绳与水平方向夹角为，则船速度为（）A. B. C. D.【答案】C【解析】【详解】将小船的速度沿着平行绳子和垂直绳子方向正交分解，如图所示沿着绳子分速度等于汽车拉绳子的速度，故v=v′cosθ代入数据有故C正确，ABD错误；

故选C。3.农民在精选谷种时，常用一种叫“风车”的农具进行分选。在同一风力作用下，谷种和瘪谷（空壳）都从洞口水平飞出，结果谷种和瘪谷落地点不同，自然分开，如图所示。若不计空气阻力，对这一现象，下列说法正确的是（）A.谷种和瘪谷飞出洞口后都做匀变速曲线运动B.谷种飞出洞口时的速度比瘪谷飞出洞口时的速度大C.谷种和瘪谷从飞出洞口到落地的时间不相同D.M处是谷种，N处是瘪谷【答案】A【解析】【详解】A．若不计空气阻力，谷种和瘪谷飞出洞口后做平抛运动，平抛运动是匀变速曲线运动，故谷种和瘪谷飞出洞口后都做匀变速曲线运动，故A正确；B．在大小相同的风力作用下，由于谷种的质量大，所以离开风车时的速度小，故B错误；C．谷种和瘪谷飞出洞口后做平抛运动，平抛运动在竖直方向做自由落体运动，高度相同，故运动时间相同，故C错误；D．由于谷种飞出时的速度较小，而谷种和瘪谷的运动的时间相同，所以谷种的水平位移较小，瘪谷的水平位移较大，所以M处是瘪谷，N处是谷种，故D错误。故选A。4.如图所示，小船过河时，船头偏向上游与水流方向成角，船相对于静水的速度为，其航线恰好垂直于河岸。现水流速度稍有增大，为保持航线不变，且准时到达对岸，下列措施中可行的是（）A.减小角，增大船速 B.增大角，增大船速C.减小角，保持船速不变 D.增大角，保持船速不变【答案】B【解析】【详解】船的运动可以看成是沿水流方向和偏向上游方向的直线运动的和运动，合运动方向垂直于河岸，当水流速度增大时，为保持合运动方向垂直于河岸不变，且准时到达对岸，即合速度大小和方向不变，如图需增大角，增大船速。故选B。5.在高速公路的拐弯处，路面造得外高内低，即当车向左拐弯时，司机右侧的路面比左侧的要高一些，路面与水平面间的夹角为，设拐弯路段是半径为R的圆弧，要使车速为v时车轮与路面之间的横向（即垂直于前进方向）摩擦力等于零，应满足（）A. B. C. D.【答案】C【解析】【详解】车匀速转弯，合力等于向心力，如图根据牛顿第二定律解得故选C。6.一圆盘可以绕其竖直轴在水平面内转动，圆盘半径为R，甲、乙两物体质量分别为M和m（M>m），它们与圆盘之间的最大静摩擦力均为压力的μ倍，两物体用一根长为L（L<R）的轻绳连在一起，如图所示。若将甲物体放在转轴的位置，甲、乙之间的轻绳刚好沿半径方向被拉直，要使两物体与圆盘不发生相对滑动，则圆盘旋转的角速度最大不得超过（两物体均可看作质点，重力加速度为g）（）A. B.C. D.【答案】D【解析】【详解】当乙物体以最大角速度转动时，设绳子拉力为F，以甲物体为研究对象，有F=μMg以乙物体为研究对象，有F+μmg=mLω2可得D正确，ABC错误。故选D。7.如图所示，将一半径为的光滑圆形管道竖直放置，A、、、是过管道圆心的水平、竖直虚线与管道的四个交点，可视为质点的小球在圆形管道内做完整的圆周运动，重力加速度为。下列说法正确的是（）A.当时小球对外侧管壁没有作用力B.小球通过A点时对外侧管壁的作用力可以为零C.小球在上半部管道运动过程中对内侧管壁一定有作用力D.小球在下半部管道运动过程中对外侧管壁一定有作用力【答案】D【解析】【详解】A．当小球恰好对外侧管壁没有作用力所以当时小球对外侧管壁没有作用力，故A错误；B．小球通过A点时外侧管壁要提供做圆周运动的向心力，则小球对外侧管壁的作用力不可以为零，故B错误；C．小球在上半部管道运动过程中，向心力有向下的分量，因重力向下，则内壁对小球不一定有作用力，即小球对内侧管壁不一定有作用力，故C错误；D．小球在下半部管道运动过程中，向心力有向上的分量，因重力向下，则外壁对小球一定有支持力，即小球对外侧管壁一定有作用力，故D正确。故选D。8.如图所示，小球以v0正对倾角为θ的斜面水平抛出，若小球到达斜面时的位移最小，则其飞行时间为（不计空气阻力，重力加速度为g）（）A.v0tanθ B. C. D.【答案】D【解析】【详解】小球到达斜面时的位移最小，可知位移方向与斜面垂直，如图所示根据几何关系有解得飞行时间故D正确，A、B、C错误。故选D。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）9.关于行星的运动，下列说法正确的是（）A.牛顿研究了第谷的行星观测记录，得出了行星运动定律B.所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳在椭圆的中心C.同一行星沿椭圆轨道绕太阳运动，靠近太阳时速度增大，远离太阳时速度减小D.开普勒第三定律中的常数k与行星无关，与太阳有关【答案】CD【解析】【详解】A．开普勒研究了第谷的行星观测记录，得出了行星运动定律，A错误；B．所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳在椭圆的一个焦点上，B错误。C．由开普勒行星第二定律可知，行星在靠近太阳时速度增大，远离时速度减小，故C正确；D．开普勒第三定律中的常数从与中心天体的质量有关，与环绕卫星无关，故D正确。故选CD。10.某一传动装置如图所示，轮、；用皮带连接，、边缘接触。在、、三个轮的边缘各取一点A、B、C，已知三个轮的半径之比。轮在传动过程中均不打滑，则（）A.A、B、C三点的角速度之比B.A、B、C三点的线速度大小之比C.A、B、C三点的向心加速度大小之比D.A、B、C三点的周期之比【答案】BD【解析】详解】B．、属于皮带传动，线速度相等，、之间属于摩擦传动，线速度相等，则故B正确；A．根据可得A、B、C三点的角速度之比故A错误；C．根据可得A、B、C三点的向心加速度大小之比故C错误；D．根据可得A、B、C三点的周期之比故D正确。故选BD。11.如图所示，趣味飞镖游戏镖盘以角速度绕过O点的固定水平轴匀速转动，某人将一只飞镖正对盘边缘P点（O点正上方）以水平速度v0掷出，恰好击中镖盘上O点正下方的Q点（Q点不在盘边缘）。不计空气阻力，飞镖每次从同一位置正对P点水平掷出，下列说法正确的是（）A.若仅增大，飞镖可能击中P点 B.若仅减小，飞镖可能击中Q点C.若减小、增加，飞镖可能击中Q点 D.若增加、减小，飞镖可能击中P点【答案】BCD【解析】【详解】A．若仅增大，则飞镖击中圆盘的时间变短，则竖直位移减小，击中圆盘的位置上移，因P点与飞镖抛出点等高，飞镖在空中高度下降，不可能击中P点，选项A错误；BC．飞镖击中Q点则满足（n=0、1、2、3…）若仅减小，则t不变，飞镖可能击中Q点；若减小、增加，t减小，则表达式仍可成立，即飞镖仍可能击中Q点，选项BC正确；D．减小，则飞镖击中圆盘时间变长，则竖直位移变大，击中圆盘的位置下移，若增加，若满足（n=0、1、2、3….）飞镖可能击中P点，选项D正确。故选BCD。三、非选择题（共50分）12.小吴同学用如题图甲所示的实验装置来探究小球做圆周运动所需向心力的大小F与质量m、角速度和半径r之间的关系，塔轮自上而下有三层，每层左右半径之比由上至下分别是1：1，2：1和3：1（如题图乙所示）。左右塔轮通过不打滑的传动皮带连接，并可通过改变传动皮带所处的层来改变左右塔轮的角速度之比，实验时，将两个小球分别放在短槽的C处和长槽的A（或B）处，A、C分别到左右塔轮中心的距离相等，B到左塔轮中心的距离是A到左塔轮中心距离的2倍，转动手柄使长槽和短槽分别随变速塔轮一起匀速转动，槽内的球就做匀速圆周运动。横臂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套筒下降，从而露出标尺，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。请回答相关问题：（1）在某次实验中，小吴同学把两个质量相等的钢球放在B、C位置，将传动皮带调至第一层塔轮，转动手柄，观察左右标出的刻度，此时可研究向心力的大小与_________的关系；A．质量mB．角速度C．半径r（2）若传动皮带套在塔轮第三层，则塔轮转动时，A、C两处的角速度之比为_________；（3）在另一次实验中，小吴同学把两个质量相等的钢球放在A、C位置。传动皮带位于第二层，转动手柄，则当塔轮匀速转动时，左右两标尺的露出的格子数之比为_________。【答案】①.C②.1:3③.1:4【解析】【详解】（1）[1]第一层皮带传送时线速度相等且半径相等，则两盘转动的角速度相等，将质量相等的两个小球分别放置挡板B和C处，就能保证有不同的半径，根据，可知探究的是向心力和半径的关系；故选C。（2）[2]若传动皮带套在塔轮第三层，同一皮带的线速度相等，而两轮的半径之比为3:1，由可知，两塔轮的角速度之比为1:3；（3）[3]两个球的质量相等，传动皮带位于第二层时因两轮的半径之比为2:1，则由可知，两塔轮的角速度之比为1:2；A、C分别到左右塔轮中心的距离相等即转动时的半径相等，根据可知向心力之比为1:4，左右两标尺的露出的格子数向心力的大小关系，则格子数之比为1:4。13.(1)图甲为用频闪摄影方法拍摄的研究物体做平抛运动规律的照片，图中A、B、C为三个同时由同一点出发的小球，为A球在光滑水平面上以速度v运动的轨迹；为B球以速度v被水平抛出后的运动轨迹；为C球自由下落的运动轨迹，通过分析上述三条轨迹，你的结论是：________。(2)图乙所示为描绘平抛运动轨迹的实验，让小球多次沿同一轨道运动，通过描点画出小球运动的轨迹。下面列出了一些操作要求，你认为正确的选项有____。A.通过调节使斜槽的末端保持水平B.每次必须由同一位置静止释放小球C.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D.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(3)某次实验画出小球运动的轨迹如图丙所示，A、B、C是曲线上三个点的位置，A为坐标原点取，A到B的时间__s，小球做平抛运动的初速度____。【答案】①.平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上做自由落体运动②.AB③.0.1④.2【解析】【详解】(1)[1]由图可知，A球沿水平方向做匀速直线运动，B球做平抛运动，C球做自由落体运动，通过对比看出，三个球运动的时间相同，所以说明平抛运动的物体水平方向做匀速直线运动，竖直方向做自由落体运动。(2)[2]A。斜槽的末端保持水平，使得小球的初速度为水平方向，A正确；B．每次必须由同一位置静止释放小球，可以使小球离开时具有相同的速度，B正确；C．记录小球经过不同高度的位置时，不需要等距离下降，C错误；D．小球的运行轨迹是平滑曲线，不能画成折线，D错误。故选AB。(3)[3]在竖直方向上有，可得[4]小球做平抛运动的初速度为14.如图所示，一条小河两岸的高度差是h，河宽是高度差的4倍，一辆摩托车（可看作质点）以的水平速度向河对岸性飞出，恰好越过小河。若，求：(1)摩托车在空中的飞行时间；(2)小河的宽度；(3)车的落地速度多大？【答案】(1)1s(2)20m(3)【解析】【详解】(1)设河宽为x，运动时间为t，则水平方向有，竖直方向有，又因x=4h，联立求得代入数值解得飞行时间(2)小河的宽度(3)竖直方向上故摩托车的落地速度15.如图所示，一个质量为m的小球（可视为质点）以某一初速度从A点水平抛出，从圆管的B点沿切线方向进入圆弧，经从圆管的最高点D射出，恰好又落到B点。已知圆弧的半径为R，弧对应的圆心角，不计空气阻力，，。求：在D点处小球对管壁的作用力的大小和方向。【答案】；方向竖直向下【解析】【详解】小球从D到B的过程做平抛运动

解得

D处小球做圆周运动，设管壁对小球的支持力为FN，由牛顿第二定律有

解得

由牛顿第三定律可得，小球在D处对管壁的压力大小为

方向竖直向下。16.如图所示装置可绕竖直轴O′O转动，可视为质点的小