2022-2023学年安徽省定远县高一（下）期中考试物理试卷
一、单选题（本大题共7小题，共28.0分）
1. 关于曲线运动，下列说法中正确的是( )
A. 做曲线运动的物体速度方向必定变化 B. 速度变化的运动必定是曲线运动
C. 加速度恒定的运动不可能是曲线运动 D. 加速度变化的运动必定是曲线运动
2. 修正带是中学生必备的学习用具，其结构如下图所示，包括上下盖座、大小齿轮、压嘴座等部件，大小齿轮分别嵌合于大小轴孔中，设大小齿轮相互吻合，、点分别位于大小齿轮的边缘，点位于大齿轮的半径中点，当纸带匀速走动时( )
A. 、点的线速度相同 B. 、点的线速度相同
C. 、点的角速度相同 D. 点的向心加速度最大
3. 如图所示，做匀速直线运动的汽车通过一根绕过定滑轮的长绳吊起一重物，设重物和汽车的速度的大小分别为、，则( )
A.
B.
C.
D. 重物的速度逐渐减小
4. 如图，我国空间站建设正如火如荼地实施，年月即将发射梦天实验舱，梦天实验舱将与空间站天和核心舱和问天实验舱组合在一起形成中国第一期完整的空间站，在即将发射的梦天实验舱过程中，能将其看为质点的说法，正确的是( )
A. 观察梦天实验舱火箭喷口的转动时
B. 梦天实验舱与核心舱对接时
C. 研究梦天实验舱与空间站对接后整体绕地球飞行轨迹时
D. 梦天实验舱与运载火箭第二级分离时
5. 如图，高速公路上汽车定速巡航即保持汽车的速率不变通过路面，其中段为平直上坡路面，段为水平路面，段为平直下坡路面。假设整个过程中空气阻力和摩擦阻力的大小不变。下列说法正确的是
A. 在段汽车的输出功率逐渐减小 B. 汽车在段的输出功率比段的大
C. 在段汽车的输出功率逐渐减小 D. 汽车在段的输出功率比段的大
6. 有、、、四颗卫星，在地球赤道上未发射，在地面附近近地轨道上正常运动，是地球同步卫星，是高空探测卫星．各卫星排列位置如图，则有( )
A. 的向心加速度等于重力加速度 B. 在相同时间内转过的弧长最长
C. 在内转过的圆心角是 D. 的运行周期可能是
7. 如图所示，足够长的斜面上有、、、、五个点，，从点水平抛出一个小球，初速度为时，小球落在斜面上的点，落在斜面上时的速度方向与斜面夹角为，不计空气阻力，当小球初速度为时( )
A. 小球可能落在斜面上的点与点之间
B. 小球不一定落在斜面上
C. 小球落在斜面时的速度方向与斜面夹角大于
D. 小球落在斜面时的速度方向与斜面夹角也为
二、多选题（本大题共5小题，共20.0分）
8. 如图所示，小球在竖直放置的内壁光滑的圆形细管内做圆周运动，则( )
A. 小球通过最高点的最小速度为
B. 小球通过最高点的速度可能为零
C. 小球通过最高点时一定受到内管壁向上的支持力
D. 小球通过最低点时一定受到外管壁向上的压力
9. 如图所示，用恒力拉着质量为的物体沿水平面从移到的过程中，下列说法正确的是( )
A. 有摩擦力时比无摩擦力时做的功多
B. 有摩擦力时与无摩擦力时做功一样多
C. 物体加速运动时做的功比减速运动时做的功多
D. 物体无论是加速、减速还是匀速，力做的功一样多
10. 如图，蹦床的中心由弹性网组成，若一质量为的小孩从蹦床最低点反弹至最高点的过程中，小孩克服重力做功，蹦床的弹力对小孩所做的功为，小孩脱离蹦床时的速度为，不计空气阻力，则上述过程中( )
A. 小孩的最大动能为
B. 小孩的重力势能增加了
C. 小孩的机械能增加了
D. 弹簧床的弹性势能最大值为
11. 如图所示，在水平地面上高为的点将球以水平速度抛出，同时在与水平距离为的地面上点将球以竖直向上的速度抛出，则( )
A. 球相对球做匀速直线运动
B. 只要两球初速度、足够大，两球一定会在空中相撞
C. 只要满足，两球一定会在空中相撞
D. 满足，另外、也足够大，两球会在空中相撞
12. 如图所示，质量为的小车在水平恒力 推动下，从山坡底部处由静止起运动至高为的坡顶，获得速度为，的水平距离为。下列说法正确的是( )
A. 重力对小车所做的功是
B. 合力对小车做的功是
C. 推力对小车做的功是
D. 小车克服阻力做的功是
三、实验题（本大题共2小题，共18.0分）
13. 如图，让小球从斜槽滚下，用描点的方法画出小球平抛的轨迹，回答问题：
斜槽安装：实验中必须调整斜槽末端______填“竖直”或“水平”；
方木板固定：方木板必须处于______填“竖直平面内”或“同一水平面”，固定时要用重锤线检查坐标纸竖线是否竖直；
小球释放：小球每次必须从斜槽上______填“同一”或“不同”位置由静止滚下，小球开始滚下的位置高度要适中，以使小球平抛运动的轨迹由坐标纸的左上角一直到达右下角为宜；
实验时，除了木板、小球、斜槽、铅笔、重锤线、图钉之外，下列器材中还需要的有______；
A.秒表 坐标纸 天平 弹簧测力计
某同学用根据实验结果在坐标纸上描出了小钢球水平抛出后的后半部分运动轨迹如图所示，已知重力加速度为。
在轨迹上取、、三点，和的水平间距相等且均为，测得和的竖直间距分别是和，则______填“”或“”或“”。
小钢球平抛运动的初速度______。用、、、表示
14. 如图所示为改装的探究圆周运动的向心加速度的实验装置。有机玻璃支架上固定一个直流电动机，电动机转轴上固定一个半径为的塑料圆盘，圆盘中心正下方用细线接一个重锤，圆盘边缘连接细绳，细绳另一端连接一个小球。实验操作如下：
利用天平测量小球的质量，记录当地的重力加速度的大小；
闭合电源开关，让小球做如图所示的匀速圆周运动，调节激光笔的高度和激光笔的位置，让激光恰好照射到小球的中心，用刻度尺测量小球做圆周运动的半径和球心到塑料圆盘的高度；
当小球第一次到达题图中点时开始计时，并记录为次，记录小球次到达点的时间；
切断电源，整理器材。
请回答下列问题：
多选下列说法正确的是______________。
A.小球运动的周期为
B.小球运动的线速度大小为
C.小球运动的向心力大小为
D.若电动机转速增加，激光笔、应分别左移、升高
若已测出、，，，，取，则小球做圆周运动的周期________，记录的当地重力加速度大小应为________。计算结果均保留位有效数字
四、计算题（本大题共4小题，共40.0分）
15. 一物体放在水平地面上，如图甲所示，已知物体所受水平拉力随时间的变化情况如图乙所示，物体相应的速度随时间的变化关系如图丙所示求：
时间内，物体克服摩擦力所做的功；
时间内，拉力做功的平均功率．
16. 如图所示，长为的轻杆一端可绕点自由转动，杆的中点和另一端分别固定小球、质量为，质量为 。让轻杆从水平位置由静止释放，不计空气阻力和转轴处的摩擦，重力加速度大小为，求：
小球运动到最低点时速度
小球转至最低点时，杆对球的拉力
在转动的过程中，杆对小球做的功
17. 科学家计划在年将首批宇航员送往火星进行考察。一质量为的物体，假设在火星两极宇航员用弹簧测力计测得的读数为，在火星赤道上宇航员用同一个弹簧测力计测得的读数为，通过天文观测测得火星的自转角速度为，引力常量为，将火星看成是质量分布均匀的球体，求：
火星的半径；
火星的密度；
火星的第一宇宙速度。
18. 如图所示，半径为的光滑半圆轨道竖直放置于水平地面，一个质量的小球从最低点射入，沿轨道运动半周后，以的速度从最高点水平抛出已知重力加速度取，求：
小球落回地面时的速度；
小球刚运动到点时对轨道压力的大小．
答案和解析
1.【答案】
【解析】做曲线运动的物体速度大小不一定变化，但速度方向必定变化，A正确；速度变化的运动可能是速度方向在变，也可能是速度大小在变，不一定是曲线运动，B错误；加速度恒定的运动可能是匀变速直线运动，也可能是匀变速曲线运动，C错误；加速度变化的运动可能是变速直线运动，也可能是变速曲线运动，D错误。
2.【答案】
【解析】
【分析】
同缘传动时，边缘点的线速度相等；同轴传动时，角速度相等；然后结合和列式求解。
本题关键明确同缘传动同轴传动的特点：同轴传动时，角速度相等，同缘传动时，边缘点的线速度相等，然后结合公式分析求解即可。
【解答】
A.、两点都在大齿轮上，角速度相等，但运动半径不同，因此线速度不相等，A错误；
B.由于大小齿轮相互吻合，因此、点的线速度大小相等，但方向不同，因此、点的线速度不相同，B错误；
C.、点的线速度大小相等，但运动半径不同，因此、的角速度不同，而、角速度相等，故、点的角速度不相等，C错误；
D.、点的线速度大小相等，根据，由于的轨道半径大于的轨道半径，因此的向心加速度小于的向心加速度，而、两点角速度相等，根据，由于的轨道半径大于的轨道半径，因此的向心加速度大于的向心加速度，故的向心加速度最大，D正确．

3.【答案】
【解析】解：小车的运动可分解为沿绳方向和垂直于绳的方向两个运动，
设斜拉绳子与水平面的夹角为，
由几何关系可得：，所以；故C正确，ABD错误．
故选：．
将汽车的运动分解为沿绳子方向和垂直于绳子方向，沿绳子方向的速度等于重物的速度大小，从而判断出重物的运动规律．
解决本题的关键将汽车的运动分解为沿绳子方向和垂直于绳子方向，知道沿绳子方向的速度等于重物的速度大小．
4.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查了质点；“质点”是人们为了研究物体运动时能忽略其大小，而只考虑其质量的一个理想模型，知道能否把物体看为质点的关键是研究的问题物体大小和形状能否忽略。
【解答】
“质点”是人们为了研究物体运动时能忽略其大小，而只考虑其质量的一个理想模型。观察梦天实验舱火箭喷口转动、梦天实验舱与核心舱对接以及与运载火箭第二级分离时均不能忽略梦天实验舱自身的大小和形状，均不能将梦天实验舱看为一个点，故ABD错误；
C.研究空间站和梦天实验舱整体绕地球飞行轨迹时可忽略其形状和大小，仅考虑质量，可以看为一个质点，故C正确。
故选C。

5.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查功率的计算，解题的关键是明确汽车匀速运动时，受力平衡，分析不同情况下牵引力的大小。
根据上坡和下坡受力情况分析汽车的牵引力的大小，根据分析汽车的功率的变化情况。
【解答】
汽车做匀速率运动，、、段分别处于平衡状态，设上下坡的夹角为，汽车受到的摩擦力为。
在段，根据受力平衡可得，，此时的功率为；
在段，根据受力平衡可得，，此时的功率为；
在段，根据受力平衡可得，，此时的功率为。
所以，故B正确，ACD错误。
6.【答案】
【解析】
【分析】
同步卫星的周期必须与地球自转周期相同，角速度相同，根据比较与的向心加速度大小，再比较的向心加速度与的大小，根据万有引力提供向心力，列出等式得出角速度与半径的关系，分析弧长关系，根据开普勒第三定律判断与的周期关系。
对于卫星问题，要建立物理模型，根据万有引力提供向心力，分析各量之间的关系，并且要知道同步卫星的条件和特点。
【解答】
A.对于卫星，根据万有引力定律、牛顿第二定律列式可得，又由，故卫星的向心加速度小于重力加速度，故A错误；
B.由得，，故轨道半径越小，线速度越大，故、、三颗卫星的线速度的大小关系为，的速度大，在相同时间内转过的弧长最长，故B正确；
C.由是地球同步卫星，可知卫星在内转过的圆心角是，故C错误；
D.由开普勒第三定律知，卫星的半径越大，周期越大，所以的运动周期大于的周期，故D错误。
故选B。
7.【答案】
【解析】
【分析】
小球落在斜面上，竖直方向上的位移与水平方向位移的比值一定，运动的时间与初速度有关，根据竖直方向上的位移公式，可得出竖直位移与初速度的关系，从而知道小球的落点。
根据速度方向与水平方向的夹角变化，去判断的变化．物体在斜面上做平抛运动落在斜面上，竖直方向的位移与水平方向上的位移比值是一定值．以及知道在任一时刻速度与水平方向夹角的正切值是位移与水平方向夹角正切值的倍。
【解答】
设一开始小球落在斜面上速度与水平方向的夹角为，设斜面与水平方向的夹角为，则小球落在斜面上，竖直方向上的速度与水平方向速度的比值，解得： ，在竖直方向上的位移，当初速度变为原来的倍时，竖直方向上的位移变为原来的倍，所以小球一定落在斜面上的点，故AB错误；
设初速度增加了的小球落在斜面上速度与水平方向的夹角为，则， ，又因为竖直方向的位移变为原来的四倍，所以，所以，所以落在斜面时的速度方向与斜面夹角也为；故C错误，D正确；
故选D。
8.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查了向心力、牛顿第二定律；小球在圆管中运动类型与轻杆模型相似，属于有支撑物的类型，小球到达最高点临界速度为零。
小球在竖直放置的内壁光滑的圆形细管内做圆周运动，小球通过最高点的最小速度为零．根据小球到达最高时的速度，由牛顿第二定律分析小球通过最高点时受到的作用力方向。
【解答】
小球在竖直放置的内壁光滑的圆形细管内做圆周运动，小球通过最高点时如果管道内侧提供的支持力与重力相等，此时小球的速度可以为零，故A错误，B正确；
C.小球通过最高点时，如果内外壁都不给力时，只有重力提供向心力，则有，解得；当时，重力不足以提供向心力，此时会受到外管壁向下的压力，故C错误；
D.小球通过最低点时，根据牛顿第二定律，解得，可知小球通过最低点时一定受到外管壁向上的压力，故D正确。

9.【答案】
【解析】
【分析】
如果一个力作用在物体上，物体在这个力的方向上移动了一段距离，力学里就说这个力做了功。
某个力的功等于这个力与力方向上的位移的乘积，与物体的运动状态和是否受到其他力无关。
【解答】
用恒力拉着质量为的物体沿水平面从移到的过程中，拉力方向的位移为，故拉力的功为：，不论有摩擦力，还是没有摩擦力，拉力做功不变，故BD正确，AC错误。
故选BD。

10.【答案】
【解析】
【分析】
本题主要考查功能关系的应用。根据牛顿第二定律分析小孩从蹦床最低点到脱离蹦床的过程中加速度的变化，可知小孩的运动情况；根据重力做功与重力势能变化的关系分析重力势能的变化；根据功能关系分析机械能的变化；根据动能定理和弹力做功与弹性势能的关系分析弹簧床的弹性势能最大值，由此即可正确求解。
【解答】
A.小孩从蹦床最低点到脱离蹦床的过程中，受向上的弹力和向下的重力作用，根据牛顿第二定律可知，加速度先向上减小，当弹力和重力相等时，加速度为时，速度最大，后来弹力小于重力，加速度向下，做减速运动，所以最大速度大于小孩脱离蹦床时的速度，故动能的最大值要大于，故A错误
B.小孩克服重力做功为，则小球的重力势能增加，故B正确；
C.蹦床的弹力对小孩所做的功为，根据功能关系可知，小孩的机械能增加了，故C正确；
D.小孩从蹦床最低点到最高点的过程中，根据动能定理有，，根据功能关系可知，弹簧床的弹性势能最大值为，故D错误。
故选BC。

11.【答案】
【解析】
【分析】
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，结合球相对球在水平方向和竖直方向上的运动规律，得出球相对球的运动规律，根据竖直位移关系、水平位移关系得出相遇的条件。
本题主要考查的是追击和相遇的问题，主要是在时间和位移上列关系式。
【解答】
A.在水平方向上，球相对于球能做匀速直线运动，在竖直方向上，两个球的加速度都是重力加速度，所以球相对于球也是匀速直线运动，故A正确；
两球要在空中相撞，则必须满足两球竖直方向位移和为时水平方向球位移为，即，解得，此时水平方向有，带入时间得到，相遇还要求球的运动时间不能小于，即要求、也足够大，故BC错误，项正确。
故选AD。

12.【答案】
【解析】略
13.【答案】水平；竖直平面内；同一；；，。
【解析】
【分析】
根据平抛运动的特点和规律分析即可。
【解答】
为使小球水平抛出，必须调整斜槽，使其末端的切线成水平方向。
小球做平抛运动在竖直平面内，所以方木板必须处于竖直平面内，固定时要用重垂线检查坐标纸竖线是否竖直。
为了保证小球的初速度大小相等，每次从斜槽的同一位置由静止释放。
为更好的画出分析平抛轨迹实验还需坐标纸，故选B。
如果点是抛出点，则在竖直方向上为初速度为零的匀加速直线运动，则和的竖直间距之比为；但由于点不是抛出点，故在点已经具有竖直分速度，故竖直间距之比大于；
根据，，解得。

14.【答案】 ；
，。
【解析】
【分析】
小球做匀速圆周运动，根据线速度的定义求解线速度大小，根据向心力公式求解向心力大小；
结合几何关系求解细线与竖直方向的夹角；小球受重力和拉力，合力提供向心力，根据牛顿第二定律列式后联立求解。
本题考查研究圆锥摆的实验，主要是明确向心力来源，根据牛顿第二定律列式分析，注意题中细线与竖直方向夹角的求解。
【解答】
从球第次到第次通过位置，转动圈数为，时间为，故周期为，故A错误；
小球的线速度大小为，故B正确；
小球受重力和拉力，合力提供向心力，设细线与竖直方向的夹角为，则：，
，故，故C错误；
若电动机的转速增加，则转动半径增加，故激光笔、应分别左移、上移，故D正确。
故选BD。
小球做圆周运动的周期；
向心力，
解得
故答案为： ；，。

15.【答案】解：由图知物体的位移为图象与轴所围的面积， 则内物体位移为
由图，图知，在时间内，物体做匀速直线运动，可得滑动摩擦力为
所以内克服摩擦力做的功
内，物体没有发生位移作功为，拉力为，作功也为
秒内物体发生的位移
拉力做的功
秒内物体发生的位移
拉力做的功
则内水平拉力做的功
拉力做功的平均功率

【解析】本题考查学生对图象问题的分析能力，功和功率计算。解题的关键是能从图象中得出相关的信息，然后结合功计算公式进行计算求解，是高考的热点考题。
根据图象求出物体运动特征，根据运动运动学知识求位移；滑动摩擦力为恒力，根据求摩擦力做功。
秒内和内拉力不作功，内和内都是恒力作功，根据公式分别求解，再求和即可得时间内，水平拉力所做的功，根据功率公式求出拉力做功的平均功率。
16.【答案】运动过程中机械能守恒，有

由题意可得，、的角速度相同，则有

解得
在最低点时，对小球有

解得：
解得：

【解析】见答案
17.【答案】解：在火星两极，
在火星赤道上，
联立得
密度公式为
联立得
由万有引力提供向心力，对在火星表面匀速圆周运动的物体
，

【解析】本题考查星球表面万有引力与重力的关系，由于星球自转，在赤道上的重力等于万有引力减去向心力，在两极由于向心力为零，所以重力等于万有引力。
火星的第一宇宙速度是绕火星表面做匀速圆周运动的卫星的线速度。
18.【答案】解：小球做平抛运动时
竖直方向：
水平方向：
解得：，
小球落回地面时竖直分速度为：
落回地面的速度为：
且有：，
即小球落回地面时的速度大小为，方向与水平方向成角斜向右下方；
在点，对小球，由向心力公式得：
解得：
由牛顿第三定律得小球对轨道的压力为：
答：小球落回地面时的速度大小为，方向与水平方向成角斜向右下方；
小球刚运动到点时对轨道压力的大小是。
【解析】小球离开点后做平抛运动，由分位移公式求小球落回地面时与点的距离；
由求出小球落回地面时的竖直分速度，再与水平分速度合成求落地时的速度；
在点，由小球利用牛顿第二定律求出轨道对小球的压力，从而得到小球对轨道的压力。
本题是向心力公式、平抛运动规律的综合应用，关键是要理清过程，选择适当的定理或定律进行解。
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