郑州励德双语学校 2022-2023 学年下期期中考试
高一物理试题
(时间 90 分钟,共 100 分)
一、选择题（本题共 48 分，每题 4 分）
1. 关于做平抛运动的物体，正确的说法是
A．加速度始终不变 B．速度始终不变
C．受力始终与运动方向垂直 D．受力始终与运动方向平行
2．万有引力定律表达式为
A. B. C. D.
3．如图所示，在向左匀速行驶的火车窗口，释放一物体，由站在地面上的人来看，该物体的运动轨迹是
A． a B． b C． c D．d
4．如图所示，玻璃球沿碗的内壁做匀速圆周运动。若忽略摩擦，这时球受到的力有
A．重力和向心力 B．重力和弹力
C．重力、支持力和向心力 D．重力的下滑力
5．根据开普勒第三定律 ，关于行星的运动下列说法正确的是
A．行星轨道的半长轴越长，自转周期就越大
B．行星轨道的半长轴越长，公转周期就越大
C．水星的半长轴最短，公转周期最大
D．式中的 k值，对于所有行星（或卫星）都相等
6．小明拿着一个正方体的光滑盒子在竖直平面内做半径为 R的匀速圆周运动，盒子中有一个质量为m的小球（盒子的边长略大于球的直径），如图所示，在最高点时小球对盒子有向上大小为 mg 的压 力，已知重力加速度为 g，空气阻力不计，则
A．因为小球做匀速圆周运动，所以向心力恒定
B．该盒子做匀速圆周运动的周期等于
C．盒子运动到最低点时，对小球的作用力大小等于 3 mg
D．盒子运动到 O点等高的右侧位置时，小球受到的合力等于 3mg
7．如图所示，物体沿曲线由 a点运动至 b点，关于物体
在 ab段的运动，下列说法正确的是
A．物体的速度可能不变 B．物体的加速度可能为零
C．a点的速度方向由 a指向 b D．ab段的位移大小一定小于路程
8．近年来我国高速铁路发展迅速，现已知某新型国产列车某车厢质量为 m ，如果列车要进入半径为 R 的弯道，如图所示，已知两轨间宽度为 L ，内外轨高度差为 h ，重力加速度为 g ，该弯道处的设计速度最为适宜的是
A. B.
C. D.
9．(多选)用细绳拴着小球做圆锥摆运动，如图所示，下列说法正确的是
A．小球受到重力、绳子的拉力和向心力的作用
B．小球做圆周运动的向心力是重力和绳子的拉力的合力
C．向心力的大小可以表示为 F＝mrω，也可以表示为 F＝mgtan θ
D．小球所受合力为恒力
10．(多选)某质点做曲线运动时，它的速度方向与加速度方向的关系
A．质点的速度方向时刻在改变B．质点的加速度方向时刻在改变
C．质点速度方向一定沿曲线的切线方向 D．质点速度方向一定与加速度方向垂直
11．(多选)质量为 m的物体在汽车的牵引下匀速上升，当细绳与水平面间的夹角为θ时，汽车的速度为 v，如图所示，则下列说法中正确的是
A．物体的速度大小为 v cosθ B．物体的速度大小为
C．绳子的拉力等于 mg D．绳子的拉力大于 mg
12．(多选)如图所示，从地面上同一位置抛出两小球 A、B，
分别落在地面上的 M、N点，两球运动 的最大高度相同。空气阻力不计，则
A．A 的加速度比 B 的大
B．B 的飞行时间比 A 的长
C．B 在最高点的速度比 A 在最高点的大
D．B 在落地时的速度比 A 在落地时的大
二、实验题（本题共 10 分；13 题 4 分；14 题 6 分）
13.(1)做“探究平抛物体运动”的实验时，已有下列器材；有孔的硬纸片(孔径比小球略大)、白纸、 平木板、图钉、斜槽、刻度尺、小球，一定还需要的有 ．
A．秒表 B．天平 C．重垂线
(2)实验中，下列说法正确的是 ．
A．可使小球每次从斜槽上任意下滑
B．斜槽轨道必须光滑
C．斜槽轨道末端必须水平
D．要使描出的轨迹更好的反映真实运动，记录的点应适当多一些
E．为了比较准确地描出小球运动的轨迹，应该用一条折线把所有的点连接起来
14．某探究向心力大小 F 与小球质量 m、角速度 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）在这个实验中，利用了 （选填“理想实验法”“等效替代法”或“控制变量法”）来探究向心力的大小与小球质量 m、角速度 和半径 r 之间的关系；
（2）探究向心力的大小与圆周运动半径的关系时，应选择两个质量相同的小球，分别放在挡板 C 与挡板 B 处，同时选择半径 （选填“相同”或“不同”）的两个塔轮；
（3）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 。
三、计算题
15．（8）将一小球以 10m/s 的速度水平抛出，经过 1s 后小球落地，不计空气阻力，g取 10m/s，求：
（1）小球落地点的竖直方向位移；
（2）小球落地点的水平方向位移。
16．（10 分）如图所示，在绕竖直轴匀速转动的水平圆盘盘面上，离轴心 r=20cm 处放置一小物块 A，其质量为 m=2kg，A与盘面间相互作用的静摩擦力的最大值为其重力的 k倍（k=0．5），试求：
（1）当圆盘转动的角速度ω=2rad/s 时，物块与圆盘间的摩擦力大小多大？方向如何？
（2）欲使 A 与盘面间不发生相对滑动，则圆盘转动的最大角速度多大？（取 g=10m/s2）
17．（12）有一长 L 0.5 m 的轻杆，其一端连接着一个零件 A（可看作质点，A 的质量 m = 2 kg 。现 让 A 在竖直平面内绕 O 点做圆周运动，如图所示，在 A 通过最高点时，（ g= 10m/s 2 ）求：
（1）A 的速率 v1 = 1m/s 时，轻杆对 A 的作用力大小和方向；
（2）A 的速率为多大时，轻杆对 A 向下的拉力大小为 16N。
18．（12）如图所示，在倾角为 37°的斜坡上有一人，前方有一动物沿斜坡匀速向下奔跑，速度 v=15m/s， 在二者相距 L=30m 时，此人以速度 v0 水平抛出一石块，打击动物，人和动物都可看成质点．（已知 sin37°=0．6，g=10m/s2）
（1）若动物在斜坡上被石块击中，求 v0 的大小；
（2）若动物在斜坡末端时，动物离人的高度 h=80m，此人以速度 v1 水平抛出一石块打击动物，同时动物开始沿水平面运动，动物速度 v=15m/s，动物在水平面上被石块击中的情况下，求速度 v1 的 大小。1.【答案】A
2.【答案】B
3.【答案】A
4.【答案】B
【详解】玻璃球沿碗的内壁做匀速圆周运动，受到重力和支持力作用，合力提供向心力，B正确，ACD错误。
故选B。
5.【答案】B
6.【答案】C
7.【答案】D
【详解】A．做曲线运动的物体的速度方向时刻改变，故速度一直在变，A错误；
B．做曲线运动的物体速度在变化，加速度必定不为零，B错误；
C．ɑ点的速度方向沿ɑ点的切线方向，C错误；
D．做曲线运动的物体的位移大小必小于路程，D正确。
故选D。
8.【答案】A
【详解】列车转弯时的向心力由列车的重力和轨道对列车的支持力的合力提供，方向沿水平方向，根据牛顿第二定律可知
解得
故A正确。
故选A。
9.【答案】BC
【详解】A.因为向心力是效果力，并不是实际受力，受力分析时不分析，A错误
B.小球受重力和绳子的拉力而做匀速圆周运动，所以圆周运动的向心力是重力和绳子的拉力的合力提供的，B正确
C.根据向心力方程可知：Fn＝mrω2，根据受力分析也可得到：，C正确
D.小球所受合力提供向心力，方向时刻指向圆心，力的方向一直在变，是变力，D错误
10【答案】AC
【详解】AC．质点做曲线运动时，质点速度方向一定沿曲线的切线方向，速度方向时刻在改变，AC正确；
BD．做曲线运动的条件是物体的受到的合力（加速度）方向与速度方向不在同一直线上，加速度方向与速度方向不一定垂直，加速度可能恒定不变，比如平抛运动，BD错误。
故选AC。
11.【答案】AC
【详解】AB．将汽车的速度沿绳子方向和垂直于绳子方向分解，如图所示，物体上升的速度大小等于汽车沿绳子方向的分速度大小，即有
故A正确，B错误；
CD．物体在汽车的牵引下匀速上升，所以绳子拉力等于物体重力，故C正确，D错误；
故选AC。
12.【答案】CD
【详解】A．由于空气阻力不计，则A、B两小球只受重力，则A、B两小球的加速度都等于重力加速度g，A错误；
B．由题知两球运动的最大高度相同，根据
h = gt2
可知A、B两小球的运动时间一样长，B错误；
C．在最高点竖直方向的速度为零，只有水平方向的速度，由图知B球的射程比A球的远，根据x = vxt，可知B在最高点的速度比A在最高点的大，C正确；
D．根据自由落体运动规律，A、B两小球在竖直方向的末速度相同，由选项C知B在最高点的速度比A在最高点的大，则速度合成后B在落地时的速度比A在落地时的大，D正确。
故选CD。
13.【答案】 C CD
【详解】（1）实验中小球平抛运动的时间可以通过下降的高度得出，不需要秒表，不需要测量小球的质量，则不需要天平，需要重锤线，故选C．
（2）为了保证小球每次平抛运动的初速度相等，让小球每次从斜槽的同一位置由静止释放，斜槽轨道不一定要光滑，故AB错误；为了保证小球的初速度水平，斜槽轨道末端需水平，故C正确；要使描出的轨迹更好的反映真实运动，记录的点应适当多一些，故D正确；为了比较准确地描出小球运动的轨迹，用平滑曲线连接各点，偏离较远的点可以舍去，故E错误．所以CD正确，AB错误．
14.【答案】 控制变量法 相同
【详解】（1） [1]本实验中要分别探究向心力大小与质量m、角速度ω、半径r之间的关系，所以需要用到控制变量法。
（2）[2]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，所以应选择两个质量相同的小球选择相同半径的塔轮，则线速度大小相同，当塔轮半径相同时，角速度相同。
（3）[3]根据
F=mω2R
由题意可知
F右=2F左
R左=2R右
可得
ω左：ω右=1:2
由
v=ωr
可得
r左轮：r右轮=2:1
左、右两边塔轮的半径之比是2:1
15.【答案】（1）小球落地点的竖直方向位移为
（2）小球落地点的水平方向位移为
16.【答案】（1）16N（2）5rad/s
【详解】（1）根据静摩擦力提供向心力，运用牛顿第二定律列式求解即可．
f=mω2r=2×22×0.2N=1.6N
方向为指向圆心．
即当圆盘转动的角速度ω=2rad/s时，物块与圆盘间的摩擦力大小为1.6N，方向总是指向圆心．
（2）当最大静摩擦力提供向心力时，加速度最大，根据牛顿第二定律，有
kmg=mωm2r
解得
即圆盘转动的最大角速度为5rad/s．
【名师点睛】本此题是牛顿第二定律在匀速圆周运动中的应用问题；解题的关键是对物体受力分析，然后根据合力提供向心力，运用牛顿第二定律列式求解即可；注意当静摩擦力达到最大值时，转动的加速度最大．
17.【答案】（1），方向竖直向上；（2）
【详解】（1）A的速率时，杆对A的作用力竖直向上，设为，则
解得
杆对A的作用力竖直向上。
（2）设拉力为，根据向心力公式得
解得
18.18．（1）（2）
【详解】试题分析：（1）设过程中石块运动所需时间为t
对于动物：运动的位移：s=vt
对于石块：竖直方向：（l+s）sin37°＝gt2
水平方向：（l+s）cos37°=v0t
代入数据，由以上三式可得：v0=20m/s
（2）对动物，动物做匀速直线运动：x1=vt
对于石块：竖直方向：h=gt2
水平方向：
代入数据，由以上三式可得：v1=41．7m/s
考点：平抛运动