安徽省池州市2021-2022学年高一下学期物理期中考试试卷（含答案）

安徽省池州市2021-2022学年高一下学期物理期中考试试卷姓名：__________班级：__________考号：__________题号一二三四总分评分一、单选题1．常见的曲线运动有抛体运动和圆周运动。抛体运动有上抛、平抛、下抛，圆周运动有匀速圆周运动、非匀速圆周运动。关于质点做曲线运动，下列说法中正确的是（）A．质点速度和加速度方向均时刻在改变B．曲线运动轨迹上任一点的切线方向就是质点在这一点的瞬时速度方向C．质点所受合力方向与速度方向相同或相反时，也可以做曲线运动D．有些曲线运动也可能是匀速运动，比如匀速圆周运动2．现代社会提倡健康绿色出行，自行车越来越受到人们的追捧。如图为某款变速自行车的后轮变速齿轮组，共有七个直径可以选择，前轮变速齿轮组共有三个直径可以选择，有关变速齿轮的说法正确的是（）A．该车可变换10种不同挡位B．该车可变换21种不同挡位C．自行车运动时，链条连接的前后齿轮边缘的加速度大小一定是相同的D．如果想骑行更加“轻快”“省劲”，应该选择前轮变速齿轮半径更大3．游乐场的旋转秋千惊险刺激受到很多人的喜欢，下面我们对一种旋转秋千上游客的受力和运动情况进行分析。如图2，水平支撑圆盘绕着竖直轴OO'转动，两条轻质等长的锁链的上端固连在水平支撑圆盘不同半径A处和B处，下端连接相同的座椅；两个游客分别位于C、D处，也绕着轴OOA．两条锁链和竖直方向所成夹角有可能相等B．游客的加速度大小一定相同C．两条锁链中张力有可能相等D．保证安全前提下，当转速足够大时，锁链有可能沿着水平方向4．如图所示，一运动员从相同高度的A、B两位置先后抛出同一篮球，都直接落入篮筐，落入篮筐时的速度方向相同，忽略空气阻力，下列判断正确的是（）A．篮球从A位置比从B位置抛出时的水平速度大B．篮球从A位置比从B位置抛出时的水平速度小C．篮球从被抛出到落入篮筐，先失重后超重D．篮球从被抛出到落入篮筐，先超重后失重5．如图所示，小滑块M、N通过铰链用轻杆连接，M套在固定的竖直光滑杆上，NM放在光滑水平地面上，轻弹簧水平放置，左端与N相连，右端固定在竖直杆O点上。M由静止释放，M、N整个运动过程中始终在同一竖直平面内，弹簧在弹性限度内，忽略一切摩擦。则M、N的速度大小相等时，轻杆与竖直方向夹角θ为（）A．30° B．37° C．45° D．60°6．如图所示，在竖直平面内有一半径为R的固定光滑细管（忽略管的内径），半径OB水平，OA竖直，一个直径略小于管内径的小球（也可视为质点）质量为m，在光滑管内的顶部A点水平飞出，恰好又从管口B点射入管内，重力加速度为g，下列说法正确的是（）A．小球在A点对上侧管壁有弹力作用，对管壁作用力大小为mgB．小球在A点对上侧管壁有弹力作用，对管壁作用力大小为1C．小球在A点对下侧管壁有弹力作用，对管壁作用力大小为mgD．小球在A点对下侧管壁有弹力作用，对管壁作用力大小为17．一质量为m的物体在光滑水平面上以速度v0沿直线运动，t=0时刻该物体受到了大小为F0的恒力作用，恒力F0与速度v0位于同一个水平面内，F0的方向与速度v0的方向成120°角，在恒力A．(mv0C．(mv0二、多选题8．2022年2月19日，北京冬奥会花样滑冰双人滑自由滑比赛在首都体育馆举行，中国选手隋文静/韩聪夺得双人滑冠军。如图所示，甲运动员以自己为转动轴拉着乙运动员做圆周运动。关于运动员做圆周运动的向心力、向心加速度，下列说法正确的是（）A．运动员做匀速圆周运动时，其向心加速度时刻在改变B．运动员向心加速度越大，其速率变化越快C．向心力不改变速度的大小，只改变速度的方向D．向心力可以同时改变速度的大小和方向9．一条两岸为平行直线、宽为600m的大河，河中某点的水流速度v与该点到较近河岸的距离d的关系式为v=1A．船在河水中航行的轨迹是一条直线B．船在行驶过程中，船头始终与河岸垂直C．渡河最短时间为240sD．船离开河岸400m时的速度大小为2510．如图所示，有一小球从坐标原点O点以某一初速度水平向右抛出，水平初速度方向和竖直向下方向依次为x、y方向。小球依次经过A、B、C三点，已知AB、BC的水平距离相等，竖直高度差分别为h1、h2，OA的水平距离为A．小球经过A点的速度方向和水平方向间的夹角B．A点的位置坐标C．平抛小球的水平初速度D．重力加速度g三、实验题11．如图是探究向心力的大小F与质量m、角速度ω和半径r之间的关系的实验装置图。长槽上的挡板B到转轴的距离是挡板A的2倍，长槽上的挡板A和短槽上的挡板C到各自转轴的距离相等。转动手柄使长槽和短槽分别随变速塔轮匀速转动，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筒下降，从而露出标尺，标尺上红白相间的等分格显示出两个球所受向心力的比值。（1）当传动皮带套在两塔轮半径不同的轮盘上时，塔轮边缘处的（填“线速度”或“角速度”）相等。（2）探究向心力和角速度的关系时，应将传动皮带套在两塔轮半径不同的轮盘上，将质量相同的小球分别放在挡板和挡板处。（均填“A”“B”或“C”）。（3）该实验应用（填“理想实验法”“控制变量法”或“等效替代法”）来探究向心力的大小F与质量m、角速度ω和半径r之间的关系。12．利用图甲装置以及闪光相机探究平抛运动规律：将斜槽放在桌面上，让其末端伸出桌面边缘外，随之将其固定。在带有支架的木板上，用图钉钉好方格纸，并让竖直放置的木板左上方靠近槽口，使小球滚下飞出后的轨道平面跟板面平行。（1）在固定斜槽时，为了确保小球从斜槽的末端飞出后做平抛运动，应该斜槽的末端调整为状态。（2）实验过程中有半径相同的橡胶球和钢球供选用，本实验应该选用。（3）图乙是利用闪光相机拍摄的平抛运动闪光照片，图中的A点是平抛运动的初始点，已知方格细正方形小格边长为L，当地重力加速度为g，闪光相机的闪光周期为，小球做平抛运动的初速度为。（4）设小球经过B点和C点时的瞬时速度的竖直分量大小分别为vBy，和vCy，则四、解答题13．如图所示，一根长L=0.5m不可伸长的轻质细线的一端系着质量m=1kg的可视为质点的小球，另一端固定于距地面竖直距离为1m的O点，如果使小球绕OO'轴在水平面内做圆周运动，当细线承受的拉力为12.5N时线恰好断裂，（已知重力加速度g=10m/s（1）当细线恰好断裂时，小球的角速度；（2）线断裂后，小球落地点与悬点的水平距离。14．某游乐场有一游乐项目，装置如图所示。有一光滑竖直平面内14圆形轨道A固定于地面，圆心为O，半径为R=5m，图中过O点的虚线分别是竖直线和水平线。A左侧距离为d=3m处有一平台。游戏选手站在平台上将手中可视为质点的小球抛出，小球与圆形轨道发生弹性碰撞后若还能弹回到选手手中即为游戏成功。某次有一游戏选手把球从平台边缘与圆心O等高处将一个弹性球沿水平方向抛出，该选手要想游戏成功，求小球被水平抛出时的初速度大小。（小球与圆形轨道发生弹性碰撞可以理解为：碰撞前后的瞬间速度大小不变，方向立即改变。速度方向改变原则可按照光的反射规律去理解。忽略空气阻力，重力加速度大小为g=10m15．一个竖直放置的圆锥筒可绕其竖直中心轴OO'转动，筒内壁粗糙，圆锥筒面与中心轴线的夹角为θ=45°。质量为m可视为质点的小物体初始位于筒内A点，A点距离O点的竖直高度为H，物体与圆锥筒面间的动摩擦因数为μ=0（1）若圆锥筒保持静止，小物体从A点静止下滑到O点，所需的时间为多少？（2）若圆锥筒匀速转动，小物体始终相对A点静止，恰好不受摩擦力作用，圆锥筒转动的周期为多大？（3）若缓慢改变圆锥筒匀速转动的角速度，要使小物体始终相对A点静止，圆锥筒匀速转动的最大角速度与最小角速度之比为多大？

答案解析部分1．【答案】B【解析】【解答】A．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，且与加速度方向不在一条直线上，加速度的方向可能是不变的，A不符合题意；B．质点速度方向时刻在改变且速度方向一定沿曲线的切线方向，B符合题意；C．质点所受合力方向与速度方向相同时，质点将做加速直线运动，质点所受合力方向与速度方向相反时，质点将做减速直线运动，C不符合题意；D．匀速运动是速度不变的运动，速度是矢量，故匀速运动就是匀速直线运动，不是曲线运动，匀速圆周运动是速率不变的运动。D不符合题意。故答案为：B。

【分析】质点做曲线运动其加速度方向可能保持不变；当合力方向与速度方向相反时质点做直线运动；曲线运动其速度方向改变不是匀速运动。2．【答案】B【解析】【解答】AB．根据组合规律可以算出该车可变换3×7=21种不同挡位，所以A不符合题意，B符合题意；C．自行车运动时，链条连接的前后齿轮边缘的线速度大小相同，但是加速度大小不一定是相同的，所以C不符合题意；D．如果想骑行更加“轻快”“省劲”，即角速度要大，则应该选择前轮变速齿轮半径更小才可以，所以D不符合题意。故答案为：B。

【分析】利用其前后齿轮的半径规格可以判别其对应的挡位选择；利用其前后齿轮线速度相等，结合半径的大小可以比较向心加速度的大小；为了使角速度大其前轮齿轮应该较小。3．【答案】C【解析】【解答】AB．设锁链和竖直方向成夹角为α，设锁链张力为FTmg解得ω=h同理h因角速度相等，则h1=h2AB不符合题意；CD．锁链中拉力需要平衡游客和座椅的重力，所以锁链不可能沿着水平方向；因为游客的质量大小关系不确定，所以有可能两条锁链张力相等（当然要求外侧游客质量小一些），C符合题意，D不符合题意。故答案为：C。

【分析】利用其牛顿第二定律结合角速度相等可以比较其轨道半径的大小进而比较夹角的大小；利用其游客的质量不确定可以判别张力大小可能相等；利用其竖直方向的平衡方程可以判别其锁链不可能沿水平方向。4．【答案】A【解析】【解答】AB．若研究两个过程的逆过程，可看做是从篮筐沿同方向斜向上的斜抛运动，从A位置抛出的篮球上升的高度较大，可知其竖直分速度大，由平行四边形定则知其水平分速度也大，A符合题意，B不符合题意；CD．篮球在空中运动过程中只受重力，处于完全失重状态，CD不符合题意。故答案为：A。

【分析】利用其竖直方向上升的高度可以比较其竖直方向分速度的大小，再利用其速度方向相同可以比较水平速度的大小；利用其篮球只受重力所以处于完全失重状态。5．【答案】C【解析】【解答】将M、N的速度进行分解，如图所示可得v即有v仅当θ=45°时vC符合题意，ABD不符合题意。故答案为：C。

【分析】对M、N速度进行分解，结合其沿杆方向的分速度相等可以求出轻杆与竖直方向的夹角大小。6．【答案】D【解析】【解答】从A运动到B，小球做平抛运动，则有R=R=得v若小球对上，下管壁均无压力，则mg=得v=因为v所以管壁对小球有向上的作用力mg−解得F由牛顿第三定律，小球对下侧管壁有压力，大小为1D符合题意，ABC不符合题意。故答案为：D。

【分析】小球做平抛运动，利用其位移公式可以求出经过A点速度的大小；结合牛顿第二定律可以求出小球对管壁的作用力大小及方向。7．【答案】C【解析】【解答】根据运动的合成与分解，将速度v0平行F0方向分解以及垂直F0方向分解，在垂直这一分速度不随时间变化，在平行F0方向初速度为物体加速度大小a=因此在平行F0方向速度物体瞬时速度v化简得v可见v2−t图像是二次函数图象，根据二次函数性质可得到最低点横坐标为v02a即故答案为：C。

【分析】对速度沿其恒力的方向及垂直于恒力的方向分解，利用其速度的分解可以求出平行与其恒力方向的分速度大小；利用其速度公式结合牛顿第二定律可以求出速度随时间的表达式，结合其表达式可以求出其最低点的坐标。8．【答案】A,C【解析】【解答】A．匀速圆周运动中，向心加速度大小不变，方向指向圆心，时刻在改变，A符合题意；B．向心加速度和向心力始终指向圆心，与速度方向垂直，不改变速度的大小，只改变速度的方向，B不符合题意；CD．做圆周运动的物体，向心加速度和向心力始终指向圆心，与速度方向垂直，不改变速度的大小，只改变速度的方向，C符合题意，D不符合题意。故答案为：AC。

【分析】匀速圆周运动中其向心加速度的方向时刻改变；向心加速度不改变速度的大小；其向心力只改变其速度的方向。9．【答案】B,D【解析】【解答】A．因为船在静水中速度不变，水流速度在变化，可知船在沿河岸方向上有加速度，合速度的方向与加速度的方向不在同一条直线上，轨迹是曲线，A不符合题意；BC．当船头与河岸垂直时，渡河时间最短t=B符合题意，C不符合题意；D．船离开河岸400m时，离较近河岸的距离为200m，此时水流速度为2m/s，根据平行四边形定则可知船运动的合速度大小v=D符合题意。故答案为：BD。

【分析】利用船的合速度方向和加速度方向可以判别运动的轨迹；利用其河岸宽度除以水速可以求出最短的过河时间；利用其平行四边形定则可以求出合速度的大小。10．【答案】A,B【解析】【解答】AB．由AB、BC的水平距离相等可知这两段位移所需时间相等，设此时间为T，设重力加速度为g，OA间的竖直位移为h0可得结合h2g(由此三式可得h所以A点位置坐标可以求得，同样根据平抛运动速度偏转角和位移偏转角间的关系可以求得小球经过A点的速度方向，所以AB符合题意；CD．根据题中条件初速度以及重力加速度g无法求得，CD选项错误。故答案为：AB。

【分析】利用其竖直方向邻差公式可以求出时间间隔的表达式，结合其竖直方向的平均速度公式可以求出经过B点速度的表达式，联立结合其速度位移公式可以求出A点的坐标，利用其A的坐标可以求出位移及速度的方向；由于未知重力加速度的大小不能求出初速度的大小。11．【答案】（1）线速度（2）A；C（3）控制变量法【解析】【解答】（1）当传动皮带套在两塔轮半径不同的轮盘上时，它们是皮带传动，塔轮边缘处的线速度相等。（2）探究向心力和角速度的关系时，利用控制变量法，根据F=m可知控制质量相同和半径相同，所以将质量相同的小球分别放在挡板A和挡板C处。（3）由前面分析可知该实验采用的是控制变量法。

【分析】（1）两个塔轮通过皮带传动其线速度相等；

（2）探究向心力与角速度的关系应该使用控制变量法，保持质量与半径相同所以应该小球放在挡板A和C处；

（3）实验使用控制变量法来探究向心力与质量、角速度和半径的关系。12．【答案】（1）水平（2）钢球（3）L2g；（4）1【解析】【解答】（1）斜槽的末端调整为水平状态才能保证小球离开斜槽之后做平抛运动；（2）半径相同的钢球与橡胶球相比，运动过程中空气阻力对钢球影响相对较小，应选用钢球；（3）竖直方向ΔL=3L−L=k解得闪光周期T=水平初速度v（4）AB段竖直方向的平均速度为yAB2T同理v因为y所以v

【分析】（1）斜槽末端必须切线水平才可以确定其小球初速度沿水平方向；

（2）为了减小实验中的空气阻力的影响应该使用钢球；

（3）利用竖直方向的邻差公式可以求出时间间隔，结合其水平方向的位移公式可以求出初速度的大小；

（4）利用其平均速度公式可以求出其B点竖直方向速度的大小及C点竖直方向速度的大小，结合其位移的关系可以求出速度之比。13．【答案】（1）解：当细线承受的拉力恰为最大时，对小球受力分析，如图所示。竖直方向F得θ=37°线与水平方向平角为53°，向心力F解得ω=5rad（2）解：线断裂后，小球做平抛运动，则其平抛运动的初速度为v竖直方向y=h−L水平方向x=线断裂后，小球落地点与悬点的水平距离d=【解析】【分析】（