天津市五區(qū)縣重點校2022-2023學年高一下學期4月期中聯考物理試題（解析版）

2022~2023學年度第二學期期中重點校聯考高一物理第Ⅰ卷（共40分）一、單項選擇題（本題共5小題，每題5分，共25分）1.2022年7月27日，國際小行星中心發(fā)布公告確認中科院紫金山天文臺發(fā)現兩顆近地小行星。如圖所示，某顆小行星繞太陽依次從a→b→c→d→a運動。在軌道上這四個位置中，該行星運動速率最大的是（）A. B. C. D.【答案】A【解析】【詳解】根據開普勒第二定律可知行星和太陽的連線在相等時間內掃過的面積相等，a點離太陽最近，相等時間內通過的弧長最長，速率最大。故選A。2.廣場上常常見到一種叫做“套圈圈”的休閑游戲，某大人和小孩先后直立在界外同一位置，可視為在同一豎直線上不同高度分別水平拋出小圓環(huán)，并恰好套中前方同一物體。若忽略空氣阻力影響，小圓環(huán)的運動可以簡化為質點的平拋運動，如圖所示，則下列說法正確的是（）A.大人所拋出圓環(huán)的速度更大B.小孩所拋出圓環(huán)的位移更大C.大人所拋出圓環(huán)的運動時間更短D.小孩所拋出圓環(huán)的運動時間更短【答案】D【解析】【詳解】CD．拋出的圓環(huán)在豎直方向上做自由落體運動，有可得拋出點到地面的高度，大人的比小孩的高，可知大人拋出的圓環(huán)運動時間更長，小孩所拋出圓環(huán)的運動時間更短，故C錯誤、D正確；A．在水平方向上有可得兩圓環(huán)水平位移相同，小孩拋出的圓環(huán)運動時間段，可知小孩拋出的圓環(huán)的速度更大，故A錯誤；B．大人身高高，拋出點大人的比小孩的高，大人和小孩拋出的圓環(huán)落地點相同，所以小孩拋出的圓環(huán)位移更小，B錯誤。故選D。3.生活中人們通常利用定滑輪來升降物體。如圖所示，一根輕質不可伸長的細繩繞過光滑的定滑輪，繩的一端系著質量為m的重物A，繩的另一端由人握著向左以速度v勻速移動，經過圖示位置時繩與水平方向的夾角為α，下列說法正確的是（）A重物勻加速上升B.重物以速度v勻速上升C.繩對重物的拉力始終小于它的重力D.經過圖示位置α=60°時人與重物的速度大小之比為2：1【答案】D【解析】【詳解】AB．繩子被人握的一端速度分解如圖所示重物經過圖示位置的速度為人向左以速度勻速移動過程中，繩與水平方向的夾角逐漸減小，增大，重物加速上升，但不是勻加速上升。AB錯誤；C．重物向上做加速運動，合力方向向上，繩對重物的拉力始終大于它的重力；故C錯誤；D．若時，人與重物的速度大小之比為故D正確。故選D4.伴隨國民物質文化生活的日益豐富，大眾的健康意識不斷增強，對膝蓋損耗較小的騎行運動越來越受歡迎。圖中的氣嘴燈是下端安裝在自行車的氣嘴上的飾物，騎行時會自動發(fā)光，炫酷異常。一種氣嘴燈的感應裝置結構如右圖所示，一重物套在光滑桿上，并與上端固定在A點的彈簧連接，彈簧處于拉伸狀態(tài)，觸點M與觸點N未接觸。當車輪轉動，彈簧再次拉伸，當重物上的觸點M與觸點N接觸，電路連通，LED燈就會發(fā)光。關于此燈下面說法中正確的是（）A.停車時也會發(fā)光，只是燈光較暗B.騎行達到一定速度值時燈才會亮C.無論車輪轉多快，氣嘴燈都無法在圓周運動的頂端發(fā)亮D.此感應裝置的發(fā)光利用重物的向心運動實現【答案】B【解析】【詳解】A．停車時，車輪未轉動，重物不能做離心運動，從而使M點與N點不接觸，不能發(fā)光，故A錯誤；B．觸點M做離心運動，轉速越大，觸點M離圓心越遠，當騎行達到一定速度值時，轉速達到一定值，觸點M與觸點N接觸，氣嘴燈可以發(fā)光，故B正確；C．觸點M做離心運動，轉速越大，觸點M離圓心越遠，當轉速足夠大時，觸點M可以始終與觸點N接觸，氣嘴燈可以一直發(fā)光，故C錯誤；D．離心現象是指做圓周運動的物體，在所受合外力突然消失或不足以提供圓周運動所需向心力的情況下，就做逐漸遠離圓心的運動，感應裝置的原理正是利用離心現象，使兩觸點接觸而點亮LED燈，故D錯誤。故選B。5.某商場設有步行樓梯和自動扶梯，步行樓梯每級的高度是，自動扶梯與水平面的夾角為，自動扶梯前進的速度是。有甲、乙兩位顧客，分別從自動扶梯和步行樓梯的起點同時上樓，甲在自動扶梯上站立不動，乙在步行樓梯上以每秒上兩個臺階的速度勻速上樓。如果該樓層高，關于哪位顧客先到達樓上，用時多少，下列說法正確的是（）A.甲先到達樓上，用時B甲先到達樓上，用時C.乙先到達樓上，用時D.乙先到達樓上，用時【答案】A【解析】【詳解】由題可知，顧客乙上樓梯的豎直向上的速度為顧客甲上樓梯的豎直向上的速度為設樓梯的總高度為，則甲到達樓上所用的時間為乙到達樓上所用的時間為代入數據比較可知故選A。二、不定項選擇題（本題共3小題，每題5分，共15分，全選對得5分，選對但選不全得3分，錯選不得分）6.在修筑鐵路時，為了消除輪緣與鐵軌間的擠壓，要根據彎道的半徑和規(guī)定的行駛速度，設計適當的傾斜軌道，即兩個軌道存在一定的高度差?；疖囓壍涝谀侈D彎處其軌道平面傾角為，轉彎半徑為，在該轉彎處規(guī)定行駛的速度為，則下列說法中正確的是（）A.火車運動的圓周平面為右圖中的aB.火車運動的圓周平面為右圖中的bC.在該轉彎處規(guī)定行駛的速度為D.適當增大內、外軌高度差可以對火車進行有效安全的提速【答案】BD【解析】【詳解】AB．火車運動的圓周平面為水平面，為右圖中的b。故A錯誤，B正確；C．由重力與支持力的合力提供向心力，可知可得在該轉彎處規(guī)定行駛的速度為故C錯誤；D．由C項分析可知，適當增大內、外軌高度差，可以適當增大傾角，可以對火車進行有效安全的提速。故D正確。故選BD。7.如圖所示，兩個質量均為的小木塊和（均可視為質點）放在水平圓盤上，與轉軸的距離為，與轉軸的距離為，兩木塊與圓盤的最大靜摩擦力均為木塊所受重力的倍，重力加速度大小為。若圓盤從靜止開始繞轉軸緩慢地加速轉動，用表示圓盤轉動的角速度，認為最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，下列說法正確的是（）A.一定比先開始滑動B.、所受的摩擦力始終相等C.是開始相對圓盤滑動的臨界角速度D.當時，所受摩擦力的大小為【答案】AC【解析】【詳解】AC．當a恰好發(fā)生滑動時，最大靜摩擦力提供向心力解得當b恰好發(fā)生滑動時，最大靜摩擦力提供向心力解得由上可知，b恰好發(fā)生相對滑動時的角速度更小，即b先發(fā)生滑動，故AC正確；B．當角速度為時，a，b均未發(fā)生相對滑動，靜摩擦力提供向心力此時，a，b所受摩擦力不同，故B錯誤；D．當時，a尚未發(fā)生滑動，所受摩擦力的大小為故D錯誤。故選AC。8.滑雪是一項勇敢者的運動，運動員穿專用的滑雪板，從弧形的雪坡上a點沿水平方向飛出后，又落回到足夠長的傾斜雪坡上的b點。如圖所示，傾斜的雪坡（視為斜面）傾角為，運動員以水平速度飛出，且飛出后在空中的姿勢保持不變，不計空氣阻力，運動員從飛出到落到斜面上所用時間為，運動員剛落到斜面上時速度方向與水平面的夾角為，重力加速度為，則以下說法正確的是（）A.運動員飛出的水平速度越小，越小B.運動員剛落到斜面上時速度方向與水平面夾角的正切值是傾斜的雪坡傾角正切值的兩倍，即C.運動員從飛出到離斜面最遠所用時間D.運動員在空中距斜面最遠距離可以表示為【答案】BC【解析】【詳解】AB．設運動員落到雪坡上的速度與水平面的夾角為，根據平拋運動的推論傾斜的雪坡傾角為θ不變，所以運動員落到雪坡上的速度與斜面的夾角為也不變，A錯誤；B正確；C．根據平拋運動的規(guī)律有解得運動員在空中運動的時間為運動員從飛出到離斜面最遠所用時間為故C正確；D．離斜坡的最遠距離故D錯誤。故選BC。第Ⅱ卷（共60分）三、填空題（本題共2小題，每空2分，共14分）9.圖甲是某個“研究平拋運動”的實驗裝置，斜槽末端口N與小鐵球Q離水平地面的高度均為H，實驗時，當小球P從斜槽末端飛出與擋片相碰，立即斷開電路使電磁鐵釋放小球Q，發(fā)現兩小球同時落地。多次改變H大小，重復實驗，P、Q仍同時落地，且在空中始終不相碰。（1）關于實驗條件的說法，正確的有______。A．斜槽軌道必須光滑B．斜槽軌道末段N端必須水平C．小球P每次必須從斜槽上相同的位置無初速度釋放（2）該實驗結果可表明______。A．兩小球落地速度的大小相同B．小球P在水平方向的分運動是勻速直線運動C．小球P在豎直方向的分運動與小球Q的運動相同（3）若通過頻閃照相記錄某一次小球P的運動軌跡在一張印有小方格（小方格的邊長為L=10cm）的紙上，小球在平拋運動途中的幾個位置如圖乙中的a、b、c、d所示，已知重力加速度g=10m/s2，則小球拋出時的初速度大小為______m/s?！敬鸢浮竣?B②.C③.2【解析】【詳解】（1）[1]A．斜槽軌道不一定必須光滑，只要小球到達底端時速度相等即可，故A錯誤；B．斜槽軌道末段N端必須水平，以保證小球做平拋運動，故B正確；C．為了得到小球P做平拋運動的豎直方向的運動規(guī)律，P小球每次從斜槽上不同的位置無初速度釋放，觀察落地時與小球Q的落地時間是否相同，故C錯誤。故選B。（2）[2]A．兩球同時落地，可知兩球在空中運動的時間相等，P做平拋運動，Q做自由落體運動，落地時豎直分速度相等，但是平拋運動有水平分速度，則落地時速度不相等，故A錯誤；C．兩球同時落地，可知P小球在豎直方向上的運動規(guī)律與Q小球相同，故C正確；B．該實驗不能說明小球P在水平方向的分運動是勻速直線運動。B錯誤。故選C。（3）[3]小球P在豎直方向做自由落體運動，在水平方向做勻速直線運功，在豎直方向，根據勻變速直線運功的推論可得代入數據，解得根據公式，可得水平方向的速度為10.如圖所示是“DIS向心力實驗器”，當一定質量的砝碼隨旋轉臂一起在水平面內做圓周運動時，所需的向心力可通過牽引桿由力傳感器測得；旋轉臂另一端的擋光桿每經過光電門一次，通過力傳感器和光電門就同時獲得一組向心力和擋光時間的數據。（1）本實驗應該采用的實驗方法為（）A．理想實驗法B．等效替代法C．控制變量法（2）用游標卡尺測得擋光桿的寬度為，某次旋轉過程中擋光桿的旋轉半徑為，經過光電門時的擋光時間為，則角速度為_____。（3）保持砝碼質量和擋光桿的旋轉半徑不變，以力傳感器力為縱坐標，以________（選填“”、“”或“”為橫坐標，可在坐標紙中描出數據點作一條直線。若在坐標紙中描出數據點作一條如圖所示直線，則圖線不過坐標原點的原因是（）A．砝碼在旋轉臂上受到摩擦力作用B．砝碼在隨旋轉臂轉動時位置發(fā)生了變化C．光電門記錄數據存在延遲【答案】①.C②.15③.④.A【解析】【詳解】（1）[1]實驗中保持砝碼的質量和轉動半徑不變，改變其轉速，所以采用的是控制變量法。故選C。（2）[2]擋光桿的寬度在擋光過程的極短時間內，擋光桿的平均線速度為因為時間極短，可以認為此平均速度大小等于擋光桿的瞬時線速度的大小。擋光桿的旋轉半徑則其角速度（3）[3]由上可知，擋光桿的擋光時間與擋光桿旋轉角速度之間的關系為砝碼與擋光桿具有相同的角速度，設砝碼旋轉半徑為r，根據向心力公式有所以，F與成線性關系，以F為縱坐標，以為橫坐標，相關數據點應可擬合得到一條直線。[4]A．滑塊和水平桿之間有摩擦力，開始一段時間，摩擦力提供向心力，當摩擦力達到最大值后，才存在繩子拉力。故A正確；B．砝碼在隨旋轉臂轉動時位置發(fā)生了變化，不會出現如圖所示的圖像，故B錯誤；C．光電門記錄數據存在延遲，不會出現如圖所示的圖像，故C錯誤。故選A。四、計算題（本題共3道題，共46分）11.如圖所示，半徑為光滑半圓軌道豎直放置，質量為的鋼球從A點射入。通過軌道的最高點后水平拋出，落在A點左側離A點處的點。重力加速度。求：（1）小球在點時速度的大??；（2）小球在點時對軌道的壓力。【答案】（1）；（2），方向豎直向上【解析】【詳解】（1）設鋼球從B點射出時的速度為，根據平拋運動規(guī)律有，其中，代入數值解得（2）小球在點時有代入數值解得根據牛頓第三定律可得小球在點時對軌道的壓力為方向豎直向上。12.游樂園中“空中飛椅”的游戲設施如圖甲所示，它的基本裝置是將繩子上端固定在轉盤的邊緣上，繩子的下端連接座椅，人坐在座椅上隨轉盤旋轉而在空中飛旋。若將人和座椅看成一個質點，則可簡化為如圖乙所示的物理模型，其中P為處于水平面內的轉盤，可繞豎直轉軸轉動，設繩長，質點的質量，轉盤靜止時質點與轉軸之間的距離，轉盤逐漸加速轉動，經過一段時間后質點與轉盤一起做勻速圓周運動，此時繩與豎直方向的夾角不計空氣阻力及繩重，且繩不可伸長，（，，）求質點與轉盤一起做勻速圓周運動時，求：（1）繩子拉力的大小及轉盤角速度的大小；（2）調整轉盤轉速，繩長不變，使繩與豎直方向的夾角，求此時轉盤的角速度；（3）調整轉盤轉速使繩與豎直方向夾角由變成的過程中，飛椅（可看成質點）在豎直方向的高度變化值。【答案】（1）500N，；（2）；（3）1m【解析】【詳解】（1）根據題意，對人和座椅受力分析，如圖所示，由平衡條件解得根據題意，由牛頓第二定律有由幾何關系可知解得（2）根據題意，由牛頓第二定律有由幾何關系可知解得（3）由幾何關系可知13.實踐小組的同學在進行戶外活動時，發(fā)現某工廠外有一根排污管正在向河道偷排大量污水。這根管道處于水平狀