北京市房山區(qū)2023-2024學(xué)年高一下學(xué)期期中考試物理試卷

房山區(qū)20232024學(xué)年度第二學(xué)期學(xué)業(yè)水平調(diào)研（一）高一物理本試卷共8頁，滿分100分，考試時長90分鐘?？忌鷦?wù)必將答案填涂或書寫在答題卡上，在試卷上作答無效?？荚嚱Y(jié)束后，將試卷和答題卡一并交回。一、單項選擇題（共20小題，每小題3分，共60分）請閱讀下述文字，完成下面小題。風(fēng)力發(fā)電機是風(fēng)能發(fā)電的重要設(shè)備之一，它為人們的生產(chǎn)和生活提供了清潔能源。如圖所示，風(fēng)力發(fā)電機葉片上有A、B兩，點，其中A在葉片的端點，B在另一葉片的中點。1.下列描述葉片轉(zhuǎn)動的物理量中屬于標(biāo)量的是（）A.線速度 B.周期 C.向心加速度 D.向心力2.當(dāng)葉片轉(zhuǎn)動時，關(guān)于A、B兩點的線速度大小的關(guān)系，下列說法正確的是（）A. B. C. D.3.當(dāng)葉片轉(zhuǎn)動時，關(guān)于A、B兩點的向心加速度大小的關(guān)系，下列說法正確的是（）A. B. C. D.【答案】1.B2.C3.C【解析】【1題詳解】線速度、向心加速度和向心力均屬于矢量，周期屬于標(biāo)量。故選B【2題詳解】A、B兩點同軸轉(zhuǎn)動，角速度相等，根據(jù)由于，可得故選C。【3題詳解】A、B兩點同軸轉(zhuǎn)動，角速度相等，根據(jù)由于，可得故選C。閱讀下述文字，完成下面小題。一個鋼球在水平桌面上做直線運動，從不同方向給它施加力，如圖所示，在鋼球運動路線的旁邊放一塊磁鐵，觀察到鋼球做曲線運動。4.鋼球的運動軌跡是（）A.軌跡① B.軌跡②C.軌跡③ D.以上都有可能5.關(guān)于鋼球的運動，下列說法正確的是（）A.鋼球做勻速圓周運動B.鋼球運動過程中，合力一定不變C.鋼球運動到某點的速度方向沿該點的切線方向D.鋼球所受合力方向與其運動方向在同一直線上【答案】4.A5.C【解析】【4題詳解】鋼球受到磁鐵的吸引力，運動軌跡是軌跡①。故選A?！?題詳解】AB．鋼球做曲線運動，受力大小不斷變化，并非勻速圓周運動，故AB錯誤；C．鋼球運動到某點的速度方向沿該點的切線方向，故C正確；D．鋼球做曲線運動，所受合力方向與其運動方向不在同一直線上，故D錯誤。故選C。請閱讀下述文字，完成下面小題。如圖所示，某同學(xué)利用無人機玩“投彈”游戲。無人機沿水平方向勻速飛行，在某時刻釋放了一個小球，不計空氣阻力。以地面為參考系，離開無人機后．6.小球在空中做（）A.平拋運動 B.自由落體運動C.勻速直線運動 D.勻減速直線運動7.下列說法正確的是（）A.小球質(zhì)量越大，下落時間越短B.小球質(zhì)量越大，運動的水平位移越大C.初速度越大，小球下落時間越短D.初速度越大，小球落地速度越大8.若小球釋放時初速度為，落地時的速度是，下圖中能正確表示速度變化量方向的是（）A. B.C. D.9.關(guān)于小球的運動，下列說法正確的是（）A.小球運動的落地時間與初速度的大小無關(guān)B.小球的運動是曲線運動，不可能是勻變速運動C.小球運動的速度和加速度都隨時間增加而增大D.小球受到的力一直在變化【答案】6.A7.D8.B9.A【解析】【6題詳解】以地面為參考系，離開無人機后，小球具有水平初速度，小球在空中做平拋運動。故選A。【7題詳解】AC．根據(jù)豎直方向的運動規(guī)律有可知小球下落時間與高度有關(guān)，與質(zhì)量和初速度無關(guān)，故AC錯誤；B．根據(jù)水平方向的運動規(guī)律可知則小球運動的水平位移與質(zhì)量無關(guān)，故B錯誤；D．根據(jù)速度的合成有則初速度越大，小球落地速度越大，故D正確。故選D。【8題詳解】根據(jù)運動的合成與分解可知，速度的變化量豎直向下。故選B?！?題詳解】A．根據(jù)豎直方向的運動規(guī)律有可知小球下落時間與高度有關(guān)，與初速度無關(guān)，故A正確；BC．小球的運動是曲線運動，平拋運動的加速度恒定，是勻變速運動，故BC錯誤；D．小球運動過程中只受到重力的作用，故D錯誤。故選A。請閱讀下述文字，完成下面小題。如圖所示，一輛汽車在水平路面上行駛，正在通過環(huán)形路段，汽車的運動軌跡可以認為是某個圓的一段圓孤。10.若汽車以恒定的速率通過該環(huán)形路段，下列說法正確的是（）A.汽車所受合力為零B.汽車受到重力、支持力、摩擦力和向心力C.汽車所受靜摩擦力與汽車速度方向相反D.汽車所受合力指向環(huán)形路段的圓心11.若汽車由M到N減速通過該環(huán)形路段，下圖中分別畫出了汽車轉(zhuǎn)彎時所受合力F的方向，可能正確的是（）A. B.C. D.12.如圖所示為該環(huán)形路段轉(zhuǎn)彎處的圓弧，其設(shè)計為外高內(nèi)低路面。當(dāng)汽車行駛的速率為v時，汽車恰好沒有向公路內(nèi)外兩側(cè)滑動的趨勢，此時的速率為過彎的最佳速率。當(dāng)汽車在該轉(zhuǎn)彎處行駛時，下列說法正確的是（）A.車速低于最佳速率，汽車一定會向內(nèi)側(cè)滑動B.當(dāng)路面更加濕滑時，汽車通過彎道的最佳速率變小C.若車速高于最佳速率，但只要不超出某一最高限度，汽車不會向外側(cè)滑動D.其他條件不變，轉(zhuǎn)彎半徑變大時，汽車通過彎道的最佳速率不變【答案】10.D11.D12.C【解析】【10題詳解】若汽車以恒定的速率通過該環(huán)形路段，則汽車做勻速圓周運動，汽車受重力、支持力、牽引力、摩擦力的作用，牽引力與摩擦力的合力提供向心力，則汽車所受合外力指向環(huán)形路段的圓心，靜摩擦力并非與汽車方向相反。故選D?！?1題詳解】若汽車正減速通過該環(huán)形路段，運動方向由M到N，則由沿半徑方向的合力提供向心力，線速度大小減小，則切線的合力方向與線速度方向相反，可知，汽車所受合外力與汽車速度方向夾角為一個鈍角，方向指向環(huán)形路段內(nèi)側(cè)。故選D。【12題詳解】AC．設(shè)路面內(nèi)外側(cè)傾角為，根據(jù)牛頓第二定律有解得當(dāng)速度為v時，靜摩擦力為零，靠重力和支持力的合力提供向心力，車速低于v，所需的向心力減小，此時摩擦力可以指向外側(cè)，減小提供的力，車輛不會向內(nèi)側(cè)滑動。速度高于v時，摩擦力指向內(nèi)側(cè)，則有汽車受到的重力、急轉(zhuǎn)彎處路面的支持力和摩擦力的合力提供向心力，故A錯誤，C正確；B．當(dāng)路面濕滑時，與未濕滑時相比，由于支持力和重力不變，則v的值不變，故B錯誤；D．其他條件不變，轉(zhuǎn)彎半徑變大時，汽車通過彎道的最佳速率變小，故D錯誤。故選C。請閱讀下述文字，完成下面小題。在一端封閉的光滑細玻璃管內(nèi)注滿清水，水中放一個紅蠟做的小圓柱體A，將玻璃管的開口端用橡膠塞塞緊。把玻璃管倒置，如圖所示建立坐標(biāo)系，蠟塊A從坐標(biāo)原，點O沿玻璃管勻速上升，同時將玻璃管沿x軸正方向做勻速直線運動。13.觀察蠟塊A的運動情況，則運動軌跡為（）A. B.C. D.14.蠟塊水平方向位移和豎直方向位移分別為，水平方向速度和豎直方向速度分別為，描述蠟塊的運動與時間的關(guān)系圖像正確的是（）A B.C. D.【答案】13.A14.C【解析】【13題詳解】蠟燭在豎直方向做勻速運動，水平方向做勻速運動，則合運動為直線運動。故選A?！?4題詳解】蠟燭在豎直方向做勻速運動，水平方向做勻速運動，則速度不變，根據(jù)位移—時間圖像斜率代表速度可知C圖正確。故選C。請閱讀下述文字，完成下面小題。某同學(xué)用輕質(zhì)細線一端連接一小球，做了一些關(guān)于圓周運動的小實驗。15.如圖所示，將細線的上端固定于天花板的點，使小球在水平面內(nèi)繞點做勻速圓周運動。已知小球質(zhì)量為，細線長為，重力加速度為，當(dāng)細線與豎直方向的夾角為時，下列說法正確的是（）A.小球的合力指向點 B.小球的向心力不變C.小球的向心力大小為 D.小球的向心加速度大小為16.如圖所示，一小球用細線懸掛于O點，將小球拉離豎直位置一定的角度后由靜止釋放，小球以O(shè)點為圓心做圓周運動，則下列說法正確的是（）A.小球做勻速圓周運動B.小球所受合力始終指向O點C.小球所受細線的拉力等于向心力D.小球運動到最低點時，細線的拉力最大17.如圖所示，細線的一端固定于O點，另一端系一個小球，在O點正下方A點釘一個釘子。將小球拉離豎直位置一定的角度后釋放，細線與釘子接觸的瞬間，下列說法正確的是（）A.小球的線速度變小B.小球的向心加速度變小C.細線的拉力突然變大D.釘子的位置越靠上，細線越容易被拉斷【答案】15.C16.D17.C【解析】【15題詳解】AB．小球運動過程中由重力和拉力的合力提供向心力，指向軌跡圓心，方向不斷變化，故AB錯誤；CD．根據(jù)幾何關(guān)系可知解得故C正確，D錯誤。故選C。【16題詳解】A．小球運動過程中，速度大小不斷變化，做變速圓周運動，故A錯誤；B．小球受向心力指向O點，合力并非指向O點，故B錯誤；C．小球從某一高度由靜止釋放，拉力和重力的合力提供向心力，故C錯誤；D．根據(jù)牛頓第二定律有此時小球速度最大，細線的拉力最大，故D正確。故選D?！?7題詳解】AB．當(dāng)細線與釘子相碰時，線速度不變，運動半徑變小，根據(jù)可知加速度變大，故AB錯誤；CD．根據(jù)牛頓第二定律有可知繩子所受拉力變大，則釘子越靠下方，半徑越小，拉力越大，繩子越容易斷，故D錯誤，C正確。故選C。18.如圖所示的皮帶傳動裝置中，為左、右兩個輪邊緣的點，，則下列說法正確的是（）A.兩點的線速度之比B.兩點的周期之比C.兩點的向心加速度之比D.兩點的角速度之比【答案】C【解析】【詳解】AB．兩點屬于同軸轉(zhuǎn)動，兩輪角速度相同，則周期相等，根據(jù)可知兩點的線速度之比為2：1，故AB錯誤；C．兩點是皮帶傳動，線速度相等，根據(jù)則兩點的向心加速度速度之比為2：1；根據(jù)可知兩點的角速度之比為2：1，故C正確，D錯誤。故選C。19.如圖甲所示為游樂場的過山車，將其抽象為圖乙的模型?；⌒诬壍赖南露伺c豎直圓軌道相接，將質(zhì)量為m的小球從弧形軌道上端距水平地面高度為h處釋放，小球進入半徑為R的圓軌道下端后沿圓軌道運動，不計摩擦及空氣阻力，重力加速度為g。小球可以沿豎直圓軌道運動到最高點，下列說法正確的是（）A.最高點時小球的速度可以為零B.小球在最高點的速度越大，對軌道的壓力越大C.若最高點速度為，則小球?qū)壍赖膲毫镈.最高點小球?qū)壍缐毫Υ笥谧畹忘c小球?qū)壍赖膲毫Α敬鸢浮緽【解析】【詳解】A．小球在豎直平面內(nèi)做圓周運動剛好過最高點，由重力提供向心力，所以在最高點有則，故A錯誤；BC．小球在最高點有得根據(jù)牛頓第三定律可得小球?qū)壍缐毫λ孕∏驅(qū)壍赖膲毫εc過最高點的速度有關(guān)，同時可知，小球的速度越大對軌道的壓力越大，故C錯誤，B正確；D．小球在最低點的速度大于在最高點的速度，在最低點，根據(jù)可得根據(jù)牛頓第三定律可得小球?qū)壍赖膲毫υ谧畹忘c的速度大，結(jié)合B選項分析可知最高點小球?qū)壍赖膲毫π∮谧畹忘c小球?qū)壍赖膲毫Γ蔇錯誤。故選B。20.在太空實驗室中可以利用勻速圓周運動測量小球質(zhì)量。如圖所示，不可伸長的輕繩一端固定于點，另一端系一待測小球，使其繞做勻速圓周運動，用力傳感器測得繩上的拉力為，用停表測得小球轉(zhuǎn)過圈所用的時間為，用刻度尺測得點到球心的距離為圓周運動的半徑。下列說法正確的是（）A.圓周運動軌道只能在水平面內(nèi)B.小球的質(zhì)量為C.若誤將圈記作圈，則所得質(zhì)量偏小D.若測時未計入小球半徑，則所得質(zhì)量偏小【答案】C【解析】【詳解】A．在太空實驗室中，物體均處于完全失重狀態(tài)，則小球沒有重力效果，圓周運動軌道處于任意平面內(nèi)時，小球所受指向圓心的合力均為繩上的拉力，小球做圓周運動的效果都相同，故A錯誤；B．小球做勻速圓周運動，小球所受合力為繩上的拉力，該拉力充當(dāng)向心力，則由牛頓第二定律有周期為聯(lián)立方程得故B錯誤；C．若誤將（）圈記作圈，則變大，由可知，則所得質(zhì)量偏小，故C正確；D．若測時未計入小球半徑，則變小，由可知所得質(zhì)量偏大，故D錯誤。故選C。二、實驗題（共12分）21.探究向心力大小F與小球質(zhì)量m、角速度和半徑r之間關(guān)系的實驗裝置如圖所示。轉(zhuǎn)動手柄，可使變速塔輪、長槽和短槽隨之勻速轉(zhuǎn)動。皮帶分別套在塔輪的圓盤上，可使兩個槽內(nèi)的小球分別以不同角速度做勻速圓周運動，小球做圓周運動的向心力由橫臂的擋板提供，同時，小球?qū)醢宓膹椓κ箯椈蓽y力筒下降，從而露出測力筒內(nèi)的標(biāo)尺，標(biāo)尺上露出的紅白相間的等分格數(shù)之比即為兩個小球所受向心力的比值。已知小球在擋板A、B、C處做圓周運動的半徑之比為1∶2∶1。（1）在該實驗中，主要利用______來探究向心力與質(zhì)量、半徑、角速度之間的關(guān)系。（2）探究向心力大小與圓周運動半徑的關(guān)系時，應(yīng)選擇質(zhì)量______（選填“相同”或“不同”）的兩個小球，分別放在______處，同時選擇半徑相同的兩個塔輪。A．擋板A與擋板BB.擋板A與擋板CC.擋板B與擋板C【答案】（1）控制變量法（2）①.相同②.C【解析】【小問1詳解】探究向心力大小F與小球質(zhì)量m、角速度和半徑r之間關(guān)系，先探究向心力大小與其中一個物理量的關(guān)系，控制其他兩個物理量不變，采用的實驗方法是控制變量法。【小問2詳解】[1][2]探究向心力大小與圓周運動半徑的關(guān)系時，應(yīng)控制質(zhì)量和角速度相等，則選擇質(zhì)量相同的兩個小球，分別放在擋板B與擋板C處，同時選擇半徑相同的兩個塔輪。故選C。22.某同學(xué)利用如圖所示的實驗裝置探究小球做平拋運動的特點。（1）用如圖甲所示的裝置探究平拋運動豎直分運動的特點。用小錘擊打彈性金屬片后，A球沿水平方向拋出，同時B球被釋放自由下落，下列說法中正確的是（）A.若增加小錘擊打的力度，可以改變A球在空中運動的時間B.改變小球距地面的高度，可以觀察到兩球同時落地C.該實驗裝置可以驗證平拋運動的豎直分運動是自由落體運動D.該實驗裝置可以驗證平拋運動的水平分運動是勻速直線運動（2）該同學(xué)用圖乙所示的裝置描繪小球做平拋運動的軌跡，下列說法正確的是______．A.斜槽須光滑，且每次釋放小球的初位置應(yīng)相同B.斜槽軌道的末端應(yīng)調(diào)成水平C.借助重垂線確定豎直方向D.為使所描曲線與小球運動軌跡吻合，應(yīng)將所有的點用折線依次連接（3）該同學(xué)描繪出小球做平拋運動的軌跡，如圖丙所示。以小球的拋出點為原點，水平方向為軸，豎直方向為軸建立坐標(biāo)系。該同學(xué)在軌跡上測量出A、B、C三點的坐標(biāo)分別為（，）、（，）和（，）。若坐標(biāo)，則，，滿足______關(guān)系，可以證明小球的水平分運動是勻速直線運動。（4）另一位同學(xué)拍攝小球做平拋運動頻閃照片的一部分如圖所示，已知每個小方格的邊長為，重力加速度為，則小球平拋的初速度大小為______?！敬鸢浮浚?）BC（2）BC（3）（4）1.5【解析】【小問1詳解】A．若增加小錘擊打的力度，由于下落高度保持不變，所以A球在空中運動的時間不變，故A錯誤；BCD．改變小球距地面的高度，由于兩球在豎直方向有相同的運動情況，可以觀察到兩球同時落地，該實驗裝置可以驗證平拋運動的豎直分運動是自由落體運動，不能驗證平拋運動的水平分運動是勻速直線運動，故BC正確，D錯誤。故選BC?！拘?詳解】A．為了保證小球每次拋出的速度相同，每次釋放小球的初位置應(yīng)相同，但斜槽不需要光滑，故A錯誤；B．為了保證小球拋出的速度處于水平方向，斜槽軌道的末端應(yīng)調(diào)成水平，故B正確；C．實驗時，借助重垂線確定豎直方向，故C正確；D．為使所描曲線與小球運動軌跡吻合，應(yīng)將誤差較大的點舍去，將剩下的所有點用平滑的曲線依次連接，故D錯誤。故選BC。【小問3詳解】設(shè)拋出點到A、B、C三點所用時間分別為、、，則有可得水平方向做勻速直線運動，則滿足可以證明小球的水平分運動是勻速直線運動?！拘?詳解】豎直方向根據(jù)可得水平方向有可得小球平拋的初速度大小為三、計算論證題（共28分）解題要求：寫出必要的文字說明、方程式和結(jié)果。有數(shù)值計算的題，結(jié)果必須明確寫出數(shù)值和單位。23.如圖所示，質(zhì)量的物體放在水平的轉(zhuǎn)盤上，在半徑的圓周上以的速度隨轉(zhuǎn)盤做勻速圓周運動。求：（1）物體的向心加速度大??；（2）物體受到的靜摩擦力?！敬鸢浮浚?）；（2）大小為24N，方向始終指向圓心【解析】【詳解】（1）由于物體隨轉(zhuǎn)盤一起做勻速圓周運動，其向心加速度的大?。?）如圖所示物體受到三個力的作用，其中重力G和支持力平衡，轉(zhuǎn)盤對物體的靜摩擦力指向圓心，作為物體受到的向心力，因此，由牛頓第二定律，物體受到的靜摩擦力為且靜摩擦力的方向始終指向圓心。24.一輛汽車以恒定的速率v駛過一座拱形橋，如圖所示，這輛汽車過橋的運動可以看作豎直面內(nèi)的圓周運動，圓周運動的圓弧半徑為R。已知汽車的質(zhì)量為m，重力加速度為g。當(dāng)汽車通過拱形橋最高位置時，（1）請在圖中畫出汽車在豎直方向的受力示意圖。（2）汽車對地面的壓力過小是不安全的，請你通過計算，從安全的角度對橋梁設(shè)計者或汽車駕駛員提出一條建議，寫明計算過程?！敬鸢浮浚?）；（2）見解析【解析】【詳解】（1）汽車在豎直方向的受力情況如圖所示（2）設(shè)汽車在拱形橋最高位置時，橋面給汽車的支持力為，此時汽車對橋面的壓力為F。根據(jù)牛頓第二定律，有可得依據(jù)牛頓第三定律可知，F(xiàn)與為作用力和反作用力，大小相等，即壓力大小根據(jù)題意可知汽車對地面的壓力過小是不安全的，所以駕駛員在路過拱形橋時降低車速，設(shè)計在設(shè)計橋梁時增大橋的曲率半徑。25.如圖所示，軌道的段為一半徑的光滑圓形軌道，點切線水平，段高為段為水平軌道。一質(zhì)量為的小球從圓軌道某點下滑，從點水平飛出時的速度大小為，重力加