吉林省洮南市第一中学2022-2023高一下学期阶段性测试物理试卷（含解析）考试试卷

洮南一中2022-2023学年下学期高一阶段性考试
物理试卷
学校：___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1、如图所示，物体在恒力F作用下沿曲线从A点运动到B点，这时突然使它所受的力反向而大小不变（即由F变为），在此力作用下，物体以后的运动情况，下列说法正确的是( )
A.物体可能沿原曲线由B点返回A点
B.物体可能沿曲线Ba运动
C.物体可能沿曲线Bb运动
D.物体可能沿曲线Bc运动
2、一轻杆的一端固定质量为m的小球，以另一端O为圆心，使小球在竖直平面内做半径为R的圆周运动，如图所示，则下列说法正确的是（重力加速度为g）( )
A.小球过最高点的最小速度是
B.小球过最高点时，杆所受到的弹力可以等于零
C.小球过最高点时，杆对球的作用力一定随速度的增大而增大
D.小球过最高点时，杆对球的作用力一定随速度的增大而减小
3、如图所示绳子通过固定在天花板上的定滑轮，左端与套在固定竖直杆上的物体A连接，右端与放在水平面上的物体B相连，到达如图所示位置时，绳与水平面的夹角分别为夹角为37°、53°，两物体的速率分别为、，且此时，、，则的大小为( )
A. B. C.2m/s D.4m/s
4、在东京奥运会上，巩立姣获得女子铅球冠军，为国家争得了荣誉。铅球做斜抛运动时，取竖直向下为正方向，下列描述铅球在竖直方向的分速度随时间变化的图像正确的是( )
A. B. C. D.
5、如图，质量分别为、的小球a和b被两根长度不同的细线拴着，在同一水平面内分别以角速度、做匀速圆周运动，则下列等式一定成立的是( )
A. B. C. D.
6、为在2022年北京冬奥会上取得好成绩，运动员正在刻苦训练。如图所示，某次训练中，运动员（视为质点）从倾斜雪道上端的水平平台上以10 m/s的速度飞出，最后落在倾角为37°的倾斜雪道上。取重力加速度大小，，，不计空气阻力。下列说法正确的是( )
A.运动员的落点距雪道上端的距离为18 m
B.运动员飞出后到雪道的最远距离为1.25 m
C.运动员飞出后距雪道最远时的速度大小为12.5 m/s
D.若运动员水平飞出时的速度减小，则他落到雪道上的速度方向将改变
二、多选题
7、理论和实践证明，开普勒定律不仅适用于太阳系中的天体运动，而且对一切天体（包括卫星绕行星的运动）都适用。下面对于开普勒第三定律的公式，下列说法正确的是( )
A.公式既适用于轨道是椭圆的运动，也适用轨道是圆周的运动
B.式中的k值，对于所有行星（或卫星）都相等
C.式中的k值，只与中心天体有关，与绕中心天体旋转的行星（或卫星）无关
D.若已知月球与地球之间的距离，根据公式可求出地球与太阳之间的距离
8、2022年2月5日，由曲春雨、范可新、张雨婷、武大靖、任子威组成的短道速滑混合接力队夺得中国在本次冬奥会的首枚金牌如图所示，若将武大靖在弯道转弯的过程看成在水平冰面上的一段匀速圆周运动，转弯时冰刀嵌入冰内从而使冰刀受与冰面夹角为θ（蹬冰角）的支持力，不计一切摩擦，弯道半径为R，重力加速度为g。以下说法正确的是( )
A.武大靖转弯时速度的大小为
B.武大靖转弯时速度的大小为
C.若武大靖转弯速度变大则需要增大蹬冰角
D.若武大靖转弯速度变大则需要减小蹬冰角
9、如图，长均为L的两根轻绳，一端共同系住质量为m的小球，另一端分别固定在等高的A、B两点，A、B两点间的距离也为L。重力加速度大小为g。现使小球在竖直平面内以为轴做圆周运动，若小球在最高点速率为v时，两根轻绳的拉力恰好均为零，则小球在最高点速率为2v时( )
A.小球所需向心力大小为 B.小球所需向心力大小为
C.每根轻绳的拉力大小为 D.每根轻绳的拉力大小为
10、如图所示，用长为L的轻绳（轻绳不可伸长）连接的甲、乙两物块（均可视为质点），放置在水平圆盘上，圆盘绕过圆心O的轴线转动。甲、乙连线的延长线过圆盘的圆心O，甲与圆心O的距离也为L，甲物块质量为2m，乙物块的质量为3m。甲、乙与圆盘间的动摩擦因数均为μ，物块与圆盘间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，甲、乙始终相对圆盘静止，则下列说法中正确的是( )
A.圆盘转动的最大角速度为 B.圆盘转动的最大角速度为
C.轻绳最大弹力为 D.轻绳最大弹力为
三、实验题
11、为了研究平抛运动，某学习小组的同学设计了如图甲所示的实验装置进行探究。
(1)为了验证做平抛运动的小球在竖直方向上做自由落体运动，小锤打击弹性金属片，A球水平抛出，同时B球被松开，自由下落。关于该实验，下列说法中正确的有__________。
A.两球的质量应相等
B.两球应同时落地
C.应改变装置的高度，多次实验
D.实验也能说明A球在水平方向上做匀速直线运动
(2)如图乙所示是实验得到的轨迹，从曲线上某点处画三段连续等长的水平直线，再在该水平线等间距处对应作三条竖直线与曲线交于三点，相应得到三段在竖直方向的位移大小、、，则该三段位移大小应满足的关系是__________。
A. B. C. D.
(3)图丙是某次实验采用频闪摄影的方法拍摄到的小球做平抛运动的照片，图中每个小方格的边长为，则由图可求得该小球做平抛运动的初速度大小为__________m/s。(保留两位有效数字，g取)
12、如图所示，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，转动手柄1，可使变速轮塔2和3以及长槽4和短槽5随之匀速转动。皮带分别套在轮塔2和3上的不同圆盘上，可使两个槽内的小球6、7分别以不同的角速度做匀速圆周运动。小球做圆周运动的向心力由横臂8的挡板对小球的压力提供，球对挡板的反作用力，通过横臂8的杠杆作用使弹簧测力筒9下降，从而露出标尺10，标尺10上露出的红白相间的等分格显示出两个球所受向心力的比值。那么：
（1）现将两小球分别放在两边的槽内，为了探究小球受到的向心力大小和角速度的关系，下列说法中正确的是__________。
A.在小球运动半径相等的情况下，用质量相同的小球做实验
B.在小球运动半径相等的情况下，用质量不同的小球做实验
C.在小球运动半径不等的情况下，用质量不同的小球做实验
D.在小球运动半径不等的情况下，用质量相同的小球做实验
（2）在该实验中应用了_________（选填“理想实验法”、“控制变量法”、“等效替代法”）来探究向心力的大小与质量m、角速度ω和半径r之间的关系；
（3）当用两个质量相等的小球做实验，且左边小球的轨道半径为右边小球的2倍时，转动时发现右边标尺上露出的红白相间的等分格数为左边的2倍，那么，左边轮塔与右边轮塔之间的角速度之比为_______。
四、计算题
13、如图所示,质量为m的物体,沿半径为r的圆轨道自A点滑下,A与圆心O等高,滑至B点(B点在O点正下方)时的速度为v,已知物体与轨道间的动摩擦因数为μ,求物体在B点所受的摩擦力.
14、用30 m/s的初速度水平抛出一个物体，经过一段时间后，物体的速度方向与水平方向成角．(g取)求：
（1）此时物体相对于抛出点的水平位移和竖直位移？
（2）由此位置算起，再经过多长时间，物体的速度和水平方向的夹角为？
15、如图所示，在圆柱形屋顶中心天花板上的O点，挂一根L＝3m的细绳，绳的下端挂一个质量为m＝0.5kg的小球，已知绳能承受的最大拉力为10N。小球在水平面内做圆周运动，当速度逐渐增大到绳断裂后，小球以v＝9m/s的速度落在墙边。求这个圆柱形屋顶的高度H和半径R。（g取10m/s2）
洮南一中2022-2023学年下学期高一阶段性考试
物理试卷
学校：___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1、如图所示，物体在恒力F作用下沿曲线从A点运动到B点，这时突然使它所受的力反向而大小不变（即由F变为），在此力作用下，物体以后的运动情况，下列说法正确的是( )
A.物体可能沿原曲线由B点返回A点
B.物体可能沿曲线Ba运动
C.物体可能沿曲线Bb运动
D.物体可能沿曲线Bc运动
1、答案：D
解析：物体沿曲线从A点运动到B点的过程中，其所受恒力F的方向必定指向曲线的内侧；当运动到B点时，因恒力反向，由曲线运动的特点“物体以后运动的曲线轨迹必定向合外力方向弯曲”可知物体以后的运动只可能沿Bc运动。故D正确，ABC错误。
故选D。
2、一轻杆的一端固定质量为m的小球，以另一端O为圆心，使小球在竖直平面内做半径为R的圆周运动，如图所示，则下列说法正确的是（重力加速度为g）( )
A.小球过最高点的最小速度是
B.小球过最高点时，杆所受到的弹力可以等于零
C.小球过最高点时，杆对球的作用力一定随速度的增大而增大
D.小球过最高点时，杆对球的作用力一定随速度的增大而减小
2、答案：B
解析：由于杆对小球的力可以为拉力，也可以为支持力，所以小球过最高点的最小速度为0，故A错误；当小球在最高点的速度时，小球靠重力提供向心力，杆受到的弹力为零，故B正确；当杆在最高点对小球的力为支持力时，速度越大，作用力越小，当力为拉力时，速度越大，作用力越大，故C、D错误。
3、如图所示绳子通过固定在天花板上的定滑轮，左端与套在固定竖直杆上的物体A连接，右端与放在水平面上的物体B相连，到达如图所示位置时，绳与水平面的夹角分别为夹角为37°、53°，两物体的速率分别为、，且此时，、，则的大小为( )
A. B. C.2m/s D.4m/s
3、答案：A
解析：设此时绳子的速率为，将A、B的速度分别沿绳的方向和垂直绳的方向分解，可得
结合
解得
故选A。
4、在东京奥运会上，巩立姣获得女子铅球冠军，为国家争得了荣誉。铅球做斜抛运动时，取竖直向下为正方向，下列描述铅球在竖直方向的分速度随时间变化的图像正确的是( )
A. B. C. D.
4、答案：C
解析：铅球做斜抛运动时，在竖直方向做匀变速直线运动，初速度沿负方向，加速度不变，沿正方向，图像的斜率等于加速度，所以图像是一条纵截距为，斜率为正值的直线。
故选C。
5、如图，质量分别为、的小球a和b被两根长度不同的细线拴着，在同一水平面内分别以角速度、做匀速圆周运动，则下列等式一定成立的是( )
A. B. C. D.
5、答案：D
解析：设细线与竖直方向的夹角为θ，悬点到圆心的距离为h，绳长为，对其中一个小球受力分析，则有
解得
可知对两个小球，g和h相等，则
由上可知，质量约去了，故质量关系无法求出，故选D。
6、为在2022年北京冬奥会上取得好成绩，运动员正在刻苦训练。如图所示，某次训练中，运动员（视为质点）从倾斜雪道上端的水平平台上以10 m/s的速度飞出，最后落在倾角为37°的倾斜雪道上。取重力加速度大小，，，不计空气阻力。下列说法正确的是( )
A.运动员的落点距雪道上端的距离为18 m
B.运动员飞出后到雪道的最远距离为1.25 m
C.运动员飞出后距雪道最远时的速度大小为12.5 m/s
D.若运动员水平飞出时的速度减小，则他落到雪道上的速度方向将改变
6、答案：C
解析：A.根据平抛运动知识可知，，，解得，则运动员的落点距雪道上端的距离为，选项A错误；
B.运动员飞出后到雪道的最远距离为，选项B错误；
C.当运动员速度方向与斜坡方向平行时，距离斜坡最远，根据平行四边形定则知，速度，故C正确。
D.当运动员落在斜坡上时，速度方向与水平方向夹角的正切值，即速度方向与水平方向的夹角是一定值，可知若运动员水平飞出时的速度减小，则他落到雪道上的速度方向不变，选项D错误。
故选C。
二、多选题
7、理论和实践证明，开普勒定律不仅适用于太阳系中的天体运动，而且对一切天体（包括卫星绕行星的运动）都适用。下面对于开普勒第三定律的公式，下列说法正确的是( )
A.公式既适用于轨道是椭圆的运动，也适用轨道是圆周的运动
B.式中的k值，对于所有行星（或卫星）都相等
C.式中的k值，只与中心天体有关，与绕中心天体旋转的行星（或卫星）无关
D.若已知月球与地球之间的距离，根据公式可求出地球与太阳之间的距离
7、答案：AC
解析：A.公式既适用于轨道是椭圆的运动，也适用轨道是圆周的运动，选项A正确；
BC.式中的k值，只与中心天体有关，不同的中心天体的k值不同，与绕中心天体旋转的行星（或卫星）无关，选项B错误，C正确；
D.因月球绕地球运行和地球绕太阳运行的中心天体不同，则若已知月球与地球之间的距离，不可求出地球与太阳之间的距离，选项D错误。
故选AC。
8、2022年2月5日，由曲春雨、范可新、张雨婷、武大靖、任子威组成的短道速滑混合接力队夺得中国在本次冬奥会的首枚金牌如图所示，若将武大靖在弯道转弯的过程看成在水平冰面上的一段匀速圆周运动，转弯时冰刀嵌入冰内从而使冰刀受与冰面夹角为θ（蹬冰角）的支持力，不计一切摩擦，弯道半径为R，重力加速度为g。以下说法正确的是( )
A.武大靖转弯时速度的大小为
B.武大靖转弯时速度的大小为
C.若武大靖转弯速度变大则需要增大蹬冰角
D.若武大靖转弯速度变大则需要减小蹬冰角
8、答案：AD
解析：AB.依题意，武大靖转弯时，根据牛顿第二定律有
可得其转弯时速度的大小为
故A正确，B错误；
CD.依题意，根据武大靖转弯时速度的大小
可知，若减小蹬冰角θ，则减小，武大靖转弯速度v将变大，故C错误，D正确。
故选AD。
9、如图，长均为L的两根轻绳，一端共同系住质量为m的小球，另一端分别固定在等高的A、B两点，A、B两点间的距离也为L。重力加速度大小为g。现使小球在竖直平面内以为轴做圆周运动，若小球在最高点速率为v时，两根轻绳的拉力恰好均为零，则小球在最高点速率为2v时( )
A.小球所需向心力大小为 B.小球所需向心力大小为
C.每根轻绳的拉力大小为 D.每根轻绳的拉力大小为
9、答案：BC
解析：AB.小球在最高点速率为v时，两根轻绳的拉力恰好均为零，此时小球重力恰好提供向心力，即

小球在最高点速率为2v时，所需向心力大小为
故A错误，B正确；
CD.由题意，根据几何关系可知两根轻绳间夹角为60°，小球在最高点速率为2v时，设每根轻绳的拉力大小为T，根据牛顿第二定律可得
解得
故C正确，D错误。
故选BC。
10、如图所示，用长为L的轻绳（轻绳不可伸长）连接的甲、乙两物块（均可视为质点），放置在水平圆盘上，圆盘绕过圆心O的轴线转动。甲、乙连线的延长线过圆盘的圆心O，甲与圆心O的距离也为L，甲物块质量为2m，乙物块的质量为3m。甲、乙与圆盘间的动摩擦因数均为μ，物块与圆盘间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，甲、乙始终相对圆盘静止，则下列说法中正确的是( )
A.圆盘转动的最大角速度为 B.圆盘转动的最大角速度为
C.轻绳最大弹力为 D.轻绳最大弹力为
10、答案：AC
解析：甲、乙始终相对圆盘静止，则甲乙的角速度相同，均为，甲物块圆周运动所需向心力
乙物块圆周运动所需向心力
甲物块的最大静摩擦力为
乙物块的最大静摩擦力为
在绳绷紧之前，绳的弹力为0，假设角速度逐渐增大时，甲物块先达到最大静摩擦力，则
此时，乙物块所需向心力
表明，在绳绷紧之前，绳的弹力为0，若角速度逐渐增大时，乙物块先达到最大静摩擦力，则
解得
当角速度在之上进一步增大时，绳绷紧，乙的弹力方向指向圆心，对甲的弹力方向背离圆心，当角速度增大到最大值时，甲物体也达到最大静摩擦力，绳的弹力亦达到最大，此时对甲乙分别进行受力分析有
，
解得
，
AC正确，BD错误。
故选AC。
三、实验题
11、为了研究平抛运动，某学习小组的同学设计了如图甲所示的实验装置进行探究。
(1)为了验证做平抛运动的小球在竖直方向上做自由落体运动，小锤打击弹性金属片，A球水平抛出，同时B球被松开，自由下落。关于该实验，下列说法中正确的有__________。
A.两球的质量应相等
B.两球应同时落地
C.应改变装置的高度，多次实验
D.实验也能说明A球在水平方向上做匀速直线运动
(2)如图乙所示是实验得到的轨迹，从曲线上某点处画三段连续等长的水平直线，再在该水平线等间距处对应作三条竖直线与曲线交于三点，相应得到三段在竖直方向的位移大小、、，则该三段位移大小应满足的关系是__________。
A. B. C. D.
(3)图丙是某次实验采用频闪摄影的方法拍摄到的小球做平抛运动的照片，图中每个小方格的边长为，则由图可求得该小球做平抛运动的初速度大小为__________m/s。(保留两位有效数字，g取)
11、答案：(1)BC
(2)A
(3)1.0
解析：(1)小锤打击弹性金属片后，A球做平抛运动，B球做自由落体运动。A球在竖直方向上的运动情况与B球相同，做自由落体运动，因此两球同时落地。实验时，需A、B两球从同一高度开始运动，对质量没有要求，但两球的初始高度及打击力度应该有变化，要进行次实验得出结论。本实验不能说明A球在水平方向上的运动性质，故选项B、C正确，A、D错误。
(2)平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，这三段水平位移相等，所以时间相等，在竖直方向上做自由落体运动，相邻的相等时间内的位移之差是个定值，则有：解得：，故A正确，BCD错误。
(3)平抛运动可分解为竖直方向的自由落体运动与水平方向的匀速直线运动，在竖直方向，由可得：；在水平方向，由得：。
12、如图所示，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，转动手柄1，可使变速轮塔2和3以及长槽4和短槽5随之匀速转动。皮带分别套在轮塔2和3上的不同圆盘上，可使两个槽内的小球6、7分别以不同的角速度做匀速圆周运动。小球做圆周运动的向心力由横臂8的挡板对小球的压力提供，球对挡板的反作用力，通过横臂8的杠杆作用使弹簧测力筒9下降，从而露出标尺10，标尺10上露出的红白相间的等分格显示出两个球所受向心力的比值。那么：
（1）现将两小球分别放在两边的槽内，为了探究小球受到的向心力大小和角速度的关系，下列说法中正确的是__________。
A.在小球运动半径相等的情况下，用质量相同的小球做实验
B.在小球运动半径相等的情况下，用质量不同的小球做实验
C.在小球运动半径不等的情况下，用质量不同的小球做实验
D.在小球运动半径不等的情况下，用质量相同的小球做实验
（2）在该实验中应用了_________（选填“理想实验法”、“控制变量法”、“等效替代法”）来探究向心力的大小与质量m、角速度ω和半径r之间的关系；
（3）当用两个质量相等的小球做实验，且左边小球的轨道半径为右边小球的2倍时，转动时发现右边标尺上露出的红白相间的等分格数为左边的2倍，那么，左边轮塔与右边轮塔之间的角速度之比为_______。
12、答案：（1）A（2）控制变量法（3）1:2
解析：（1）根据
知要研究小球受到的向心力大小与角速度的关系，需控制小球的质量和半径不变。
故选A。
（2）该实验需要控制小球的质量和半径不变，来研究向心力大小与角速度的关系，所以由采用的是控制变量法。
（3）线速度相等，则
角速度与半径成反比，故可知左边轮塔与右边轮塔之间的角速度之比为1:2。
四、计算题
13、如图所示,质量为m的物体,沿半径为r的圆轨道自A点滑下,A与圆心O等高,滑至B点(B点在O点正下方)时的速度为v,已知物体与轨道间的动摩擦因数为μ,求物体在B点所受的摩擦力.
13、答案：
解析：物体由A滑到B的过程中，受到重力、轨道弹力及摩擦力的作用，做圆周运动，在B点物体的受力情况如图所示，其中轨道弹力与重力mg的合力提供物体做圆周运动的向心力；
由牛顿第二定律有:，可求得:，
则滑动摩擦力为:.
14、用30 m/s的初速度水平抛出一个物体，经过一段时间后，物体的速度方向与水平方向成角．(g取)求：
（1）此时物体相对于抛出点的水平位移和竖直位移？
（2）由此位置算起，再经过多长时间，物体的速度和水平方向的夹角为？
14、答案：（1）；15 m
（2）
解析：水平方向速度为30 m/s，则竖直方向速度，则时间为
水平位移有，
竖直方向位移
同法可求夹角为时的时间为
时间差为
15、如图所示，在圆柱形屋顶中心天花板上的O点，挂一根L＝3m的细绳，绳的下端挂一个质量为m＝0.5kg的小球，已知绳能承受的最大拉力为10N。小球在水平面内做圆周运动，当速度逐渐增大到绳断裂后，小球以v＝9m/s的速度落在墙边。求这个圆柱形屋顶的高度H和半径R。（g取10m/s2）
15、答案：如下图所示,取小球为研究对象,设绳刚要断裂时细绳的拉力大小为T,绳与竖直方向夹角为θ,则在竖直方向有:
,所以,所以
球做圆周运动的半径,
O、O’间的距离为:,
则O’、O间的距离为.
由牛顿第二定律知
计算得出:
设在A点绳断,细绳断裂后小球做平抛运动,落在墙边C处.
设A点在地面上的投影为B,如下图所示.
由运动的合成可以知道:,
由此可得小球平抛运动的时间
由平抛运动的规律可以知道小球在竖置方向上的位移为,
所以屋的高度为,
小球在水平方向上的位移为
由图可以知道,圆柱形屋的半径为.