广东省深圳市南山区2022-2023学年高一下学期5月阶段考试物理试题（含答案）

第第页广东省深圳市南山区2022-2023学年高一下学期5月阶段考试物理试题一、选择题：本题共10小题，共46分。其中1-7题为单项选择题，每小题4分，在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合要求的，共28分。8-10题为多项选择题，每小题6分，在每小题给出的四个选项中，至少有两项是符合要求的，共18分。1．关于曲线运动，下列说法正确的是（）A．物体做圆周运动时，其所受合外力的方向一定指向圆心B．物体做速率逐渐增加的曲线运动时，其所受合外力的方向一定与速度方向相同C．物体做平抛运动时，其速度的变化与所用时间的比值恒定D．物体做曲线运动时，其所受合外力的方向一定改变2．一辆汽车在水平公路上转弯，沿曲线由M向N行驶，速度逐渐减小，下图中分别画出了汽车转弯时所受合力F的四种方向，你认为正确的是（）A． B．C． D．3．如图所示，一探照灯灯光照射在云层底面上，云层底面是与地面平行的平面，云层底面距地面高h，探照灯以恒定角速度ω从竖直位置开始在竖直平面内顺时针转动，照射在云层底面上光点的移动速度大小将（）A．保持不变 B．一直减小C．一直增大 D．先增大后减小4．如图所示，普通轮椅一般由轮椅架、车轮、刹车装置等组成。车轮有大车轮和小车轮，大车轮上固定有手轮圈，手轮圈由患者直接推动。已知大车轮、手轮圈、小车轮的半径之比为9：A．9ω B．8ω C．98ω 5．如图所示，长为L的悬线固定在O点，在O点正下方有一钉子C，O、C的距离为L2A．加速度不变 B．线速度突然增大为原来的2倍C．悬线拉力突然增大为原来的2倍 D．向心力突然增大为原来的2倍6．高台跳雪是2022年北京冬奥会的比赛项目之一，如图跳雪运动员a，b（可视为质点）从雪道末端先后以初速度之比vaA．飞行时间之比为2B．水平位移之比为1C．速度变化量之比为1D．落到雪坡上的瞬时速度方向不相同7．如图所示，两人各自用吸管吹黄豆，甲黄豆从吸管末端P点水平射出的同时乙黄豆从另一吸管末端M点斜向上射出，经过一段时间后两黄豆在N点相遇，曲线1和2分别为甲、乙黄豆的运动轨迹。若M点在P点正下方，M点与N点位于同一水平线上，且PM长度等于MN的长度，不计黄豆受到的空气阻力，可将黄豆看成质点，则（）A．乙黄豆相对于M点上升的最大高度为PM长度一半B．甲黄豆在P点速度与乙黄豆在最高点的速度相等C．两黄豆相遇时甲的速度大小为乙的两倍D．两黄豆相遇时甲的速度与水平方向的夹角为乙的两倍8．某学生尝试用所学过的物理知识去解释下列情景。图甲为人坐摩天轮的场景，图乙为匀速率转动碗的场景，图丙为火车在轨道上转弯时的场景，图丁为人打羽毛球时的场景。下列说法错误的是（）A．图甲中位于轨迹最高点的人处于失重状态B．图乙中在碗里做匀速圆周运动的小球受到的合外力是恒力C．图丙中火车转弯处轨道内低外高以减小火车轮缘对外轨的压力D．图丁中羽毛球从最高点下落的运动过程可以认为是平抛运动9．北京冬奥会上，我国运动员在短道速滑比赛中的最后冲刺阶段如图所示，设甲、乙两运动员在水平冰面上恰好同时到达虚线PQ，然后分别沿半径为r1和r2（r2＞r1）的滑道做匀速圆周运动，运动半个圆周后匀加速冲向终点线。假设甲、乙两运动员质量相等，他们做圆周运动时所受向心力大小相等，直线冲刺时的加速度大小也相等。下列判断中正确的是（）A．在做圆周运动时，甲先完成半圆周运动B．在做圆周运动时，乙先完成半圆周运动C．在直线加速阶段，甲、乙所用的时间相等D．在冲刺时，乙到达终点线时的速度更大10．如图所示，用内壁光滑的薄壁细圆管弯成的由半圆形AB（圆半径比细管的内径大得多）和直线BC组成的轨道固定在水平桌面上，已知AB部分的半径R=1.0m，直线BC长度为1.5m。弹射装置将一个质量为0.1kgA．小球在水平半圆形轨道中做匀速圆周运动B．小球在A点受到轨道支持力大小是0C．小球从A点到D点运动时间是1D．抛出点C点与D点的距离是1二、非选择题：本题共5小题，共54分。每个试题考生都必须作答。11．用如图所示的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ω和半径r之间的关系。两个变速轮塔通过皮带连接，转动手柄使槽内的钢球做匀速圆周运动。横臂的挡板对球的压力提供向心力，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，标尺上的红白相间等分格的数量之比等于两个球所受向心力的比值。装置中有大小相同的3个金属球可供选择使用，其中有2个钢球和1个铝球，如图是某次实验时装置的状态。（1）在研究向心力的大小F与质量m关系时，要保持____相同。A．ω和r B．ω和m C．m和r D．m和F（2）图中所示是在研究向心力的大小F与____的关系。A．质量m B．半径r C．角速度ω（3）若图中标尺上红白相间的格显示出左右两个小球所受向心力比值为1：9，则与皮带连接的两个变速轮塔的半径之比为____。A．3：1 B．1：3 （4）若要研究向心力的大小F与半径r的关系，应改变皮带在变速塔轮上的位置，使两边塔轮转速比为。12．（1）用如图所示的装置研究平抛运动。敲击弹性金属片后，A、B两球同时开始运动，均落在水平地面上，下列说法中合理的是____。A．能听到A球与B球同时落地的声音B．B球比A球先落地C．A球比B球先落地D．该实验可以验证物体在水平方向上做匀速直线运动（2）在进一步“研究平抛运动”的实验规律时，以小钢球离开轨道末端时球心位置为坐标原点O，建立水平与竖直坐标轴。让小球从斜槽上离水平桌面高为h处静止释放，使其水平抛出，通过多次描点可绘出小球做平抛运动时球心的轨迹，如图所示。在轨迹上取一点A，读取其坐标（x0，y0）。①下列说法正确的是。A.实验所用斜槽应尽量光滑B.画轨迹时应把所有描出的点用平滑的曲线连接起来C.求平抛运动初速度时应读取轨迹上离原点较远的点的数据②根据题目所给信息，小球做平抛运动的初速度大小v0=。A．2ghB．2gy0C．x③在本实验中要求小球多次从斜槽上同一位置由静止释放的理由是。13．海鸥捕到外壳坚硬的鸟蛤（贝类动物）后，有时会飞到空中将它释放，利用地面的冲击打碎硬壳。在海鸥飞行方向正下方的地面上，有一与地面平齐、长度L=6m的岩石，以岩石左端为坐标原点，建立如图所示坐标系。若海鸥水平飞行的高度为H=20m，速度大小在15m/s~17m/s之间。忽略空气阻力，重力加速度g取10m/s2。（1）释放后鸟蛤在空中的飞行时间；（2）为保证鸟蛤一定能落到岩石上，求释放鸟蛤位置的x坐标范围。14．杂技演员在做水流星表演时，用绳系着装有水的小桶（可视为质点）在竖直平面内做圆周运动，当小桶运动到最高点时，水恰好不流出来。若水的质量m=0.5kg，小桶轨迹半径l=90cm，忽略空气阻力，重力加速度g取10m/s2。（1）求小桶运动到最高点时的速度大小；（2）若在最高点时小桶的速率v=6m/s，求此时水对桶底的压力。15．如图所示，在光滑的圆锥顶用长为l的细线悬挂一质量为m的小球（可视为质点），圆锥体固定在水平面上不动，其轴线沿竖直方向，细线与轴线之间的夹角θ＝30°，悬挂点O到地面竖直距离OA=3l2，小球以速度v绕圆锥体轴线做水平匀速圆周运动。忽略空气阻力，重力加速度g取10m/s2（1）当v＝？时，小球刚好要离开圆锥体；（2）当v=3gl（3）当小球以αv=

答案解析部分1．【答案】C【解析】【解答】A．当物体做速率大小变化的圆周运动时，合外力方向不指向圆心，故A错误；

B．物体做曲线运动时，其所受合外力的方向与速度方向不在同一直线上，故B错误；

C．物体做平抛运动时，其加速度恒为重力加速度，即其速度的变化与所用时间的比值恒定，故C正确；

D．例如物体做平抛运动时，合外力方向和大小都不变，故D错误。

故选择C。

【分析】根据物体做圆周运动向心力的来源可得，根据物体做曲线运动的条件可得。2．【答案】C【解析】【解答】解：汽车从M点运动到N，曲线运动，必有些力提供向心力，向心力是指向圆心的；汽车同时减速，所以沿切向方向有与速度相反的合力；向心力和切线合力与速度的方向的夹角要大于90°，所以选项ABD错误，选项C正确．故答案为C．【分析】汽车在水平的公路上转弯，所做的运动为曲线运动，故在半径方向上合力不为零且是指向圆心的；又是做减速运动，故在切线上合力不为零且与瞬时速度的方向相反，分析这两个力的合力，即可看出那个图象时对的．3．【答案】C【解析】【解答】当光束转过时，光照射在云层上的位置到灯的距离为L=hcosθ，将光点的速度分解为垂直于L方向和沿L方向分解，这个位置光束的端点沿切线方向的线速度为v=ωL，则云层底面上光点的移动速度为v'=vcos4．【答案】A【解析】【解答】由于手和手轮圈之间、车轮和地面之间都不打滑，所以小车轮与大车轮的线速度相等，小车轮和大车轮半径比为1：9，根据ω=vr，可知小车轮与大车轮角速度之比为9：1；手轮圈与大车轮角速度相等，所以小车轮与手轮圈角速度之比为9：1，当手推手轮圈的角速度为ω时，小车轮的角速度为9ω.故A正确，BCD错误。

故选择A。5．【答案】D【解析】【解答】AB．细线碰到钉子后，小球的线速度不变，半径减为原来的一半，根据a=v2r，可知，加速度变为原来的2倍，选项AB错误；

CD．根据F向=T-mg=ma6．【答案】C【解析】【解答】A．设运动员的初速度为v0时，飞行时间为t，水平方向的位移大小为x、竖直方向的位移大小为y，运动员在水平方向上做匀速直线运动，有x=v0t

在竖直方向上做自由落体运动，有y=12gt2

运动员落在斜面上时，有tanθ=yx

解得t=2v0tanθg，则知运动员飞行的时间t与v0成正比，则他们飞行时间之比为ta：tb7．【答案】B【解析】【解答】A.甲黄豆做平抛运动，竖直方向有L=12gt2，乙黄豆做竖直上抛运动，在从M点运动至最高点的过程中，由逆向思维和斜抛运动的对称性可得，乙黄豆上升的最大高度为h=12gt22=14L，所以乙黄豆相对于M点上升的最大高度为PM长度的14，A符合题意；

B.由题意可知，两黄豆相遇前运动的时间相等，两黄豆在水平方向上均做匀速直线运动，由x=v0t可知，两黄豆的水平方向分速度相同，而乙黄豆在最高点只具有水平速度，竖直分速度为零，所以甲黄豆在P点速度与乙黄豆在最高点的速度相等，B符合题意；

C.对甲黄豆到N点时，在竖直方向上有v1y=8．【答案】B,D【解析】【解答】A．图甲中人位于轨迹最高点时，人的加速度为向心加速度，方向指向圆心，竖直向下，人处于失重状态，A正确，不符合题意；

B．图乙中在碗里做匀速圆周运动的小球受到的合外力的方向指向圆心，方向时刻变化，是变力，B错误，符合题意；

C．图丙中火车转弯处轨道内低外高，使火车受到的支持力和重力的合力充当向心力，以减小火车轮缘对外轨的压力，C正确，不符合题意；

D．图丁中羽毛球从最高点下落的运动过程不可以认为是平抛运动，因为空气阻力不能忽略，D错误，符合题意。

故选择BD。

【分析】人位于轨迹最高点时，加速度竖直向下可得；做匀速圆周运动的小球受到的合外力的方向指向圆心；火车转弯处轨道内低外高，使火车受到的支持力和重力的合力充当向心力；羽毛球从最高点下落的运动过程不可以认为是平抛运动，因为空气阻力不能忽略。9．【答案】A,D【解析】【解答】AB．根据公式F＝mr4π2T2，可得T=4π2mrF，由题意，甲、乙两运动员质量相等，他们做圆周运动时所受向心力大小相等，可知做圆周运动的半径越大，周期越大，甲的半径小于乙的半径，则甲先完成半圆周运动，故A正确，B错误；

CD．根据公式F＝mv2r10．【答案】A,C【解析】【解答】A．内壁光滑，则无摩擦力；小球在水平半圆形轨道中受到作用力方向与速度方向垂直，可知小球在水平半圆形轨道中做匀速圆周运动，故A正确；

B．A点受到轨道水平方向支持力提供向心力，有Fx=mv02R=0.9N

A点受到轨道竖直方向支持力为Fy=mg=1N

可得小球在A点受到轨道支持力大小F=Fx2+Fy2=1.8N，故B错误；

C．小球从A点到B点运动时间t1=πRv0=1s11．【答案】（1）A（2）C（3）A（4）1：1【解析】【解答】（1）由向心力公式F=mω2r可知，在研究向心力的大小F与质量m关系时，要保持角速度和半径相同，A符合题意，BCD不符合题意。

故答案为：A。

（2）由图可知，两球均选用的钢球，质量相同，转动半径相同，由向心力公式F=mω2r可知，是在研究向心力的大小F与角速度ω的关系，AB不符合题意，C符合题意。

故答案为：C。

（3）若图中标尺上红白相间的格显示出两个小球所受向心力比值为1：9，根据F=mω2r可知角速度之比为ω1：ω2=F1：F2=1：3，由于两变速塔轮边缘的线速度相等，根据v=ωr可知，与皮带连接的两个变速轮塔的半径之比为v12．【答案】（1）A（2）C；D；确保多次运动的轨迹相同【解析】【解答】（1）A球竖直方向上只受重力，做自由落体运动，B也做自由落体运动，而A、B两球同时开始运动，所以实验中应能听到A球与B球同时落地的声音，该实验可以验证的是平抛运动竖直方向做自由落体运动，A符合题意，BCD不符合题意。

故答案为：A。

（2）①A.实验中要求小球每次滑到斜槽末端的速度相等，只要每次从同一位置由静止释放小球即可达到这一目的，并不要求斜槽光滑，A不符合题意；

B.画轨迹时，要将远离平抛线的点舍去，其余的点有平滑曲线连起来，B不符合题意；

C.为了减小测量误差，应选择离抛出点较远点的数据计算平抛运动的初速度，C符合题意。

故答案为：C。

②根据平抛运动规律，水平方向上有x0=v0t，竖直方向上有y0=12gt2，联立解得小球做平抛运动的初速度为v0=13．【答案】（1）解：鸟蛤被释放后做平抛运动，所以H=解得t=2（2）解：若释放鸟蛤的初速度为v1=15m/s，设击中岩石左端时，释放点的x坐标为x1，击中右端时，释放点的x坐标为xx联立代入数据得x1=30若释放鸟蛤时的初速度为v2=17m/s，设击中岩石左端时，释放点的x坐标为x1x联立代入数据得x1'综上所述可得x坐标区间为34【解析】【分析】（1）鸟蛤被释放后做平抛运动，根据平抛运动的规律可知，竖直方向做自由落体运动