2022-2023安徽省合肥市瑶海区高一（下）期中检测物理试卷（含解析）

2022-2023学年安徽省合肥市瑶海区高一（下）期中检测物理试卷
一、单选题（本大题共6小题，共24分）
1. 无动力翼装飞行是一种专业的极限滑翔运动某翼装飞行者在某次飞行过程中，在同一竖直面内从到滑出了一段圆弧，如图所示关于该段运动，下列说法正确的是( )
A. 飞行者速度始终不变 B. 飞行者所受合外力始终不为零
C. 在处，空气对飞行者没有作用力 D. 在处，空气对飞行者没有作用力
2. 跳伞表演是人们普遍喜欢的观赏性体育项目，当跳伞运动员从直升机上由静止跳下后，在下落过程中若受到水平风力的影响，下列说法正确的是( )
A. 风力越大，运动员下落时间越长，运动员可完成更多的空中表演动作
B. 风力越大，运动员下落时间越短，有可能对运动员造成伤害
C. 运动员下落时间与风力大小无关
D. 运动员着地速度与风力大小无关
3. 英国威尔士一只岁的宠物灵龟在冬眠的时候被老鼠咬掉了两只前腿，有人给它安上了两个轮子，灵龟靠两条后腿蹬地，借助轮子又能往前“爬行”了。若灵龟在水平地面上“爬行”，下面说法正确的是( )
A. 灵龟前行时，后腿脚趾对地面的摩擦力向前
B. 灵龟前行时，后腿脚趾对地面的摩擦力向后
C. 灵龟前行时，地面对后腿脚趾的摩擦力向后
D. 灵龟前行时，地面对后腿脚趾的摩擦力斜向上
4. 甲、乙两物体做自由落体运动，已知甲物体的质量是乙物体质量的倍，而甲距地面的高度是乙距地面高度的一半，下列说法正确的是( )
A. 甲物体的加速度是乙物体加速度的倍
B. 甲物体着地的速度是乙物体着地的速度的
C. 甲物体下落的时间是乙物体下落的时间的
D. 甲、乙两物体的末速度相同
5. 如图所示，用一轻绳将光滑小球大小不能忽略系于竖直墙壁上的点，现用一细杆压在轻绳上紧贴墙壁从点缓慢下移，则( )
A. 轻绳对小球的拉力保持不变 B. 轻绳对小球的拉力逐渐增大
C. 小球对墙壁的压力保持不变 D. 小球对墙壁的压力逐渐减小
6. 如图所示，足够长的斜面倾角为，一质量为的物块恰好能沿斜面匀速下滑。物块在沿斜面匀速下滑过程中，在竖直平面内给物块一任意方向角任意的外力，斜面始终处于静止状态。已知重力加速度为，下列说法正确的是( )
A. 物块沿斜面下滑过程中，地面对斜面的摩擦力为零
B. 当时，物块沿斜面下滑过程中，地面对斜面摩擦力向左
C. 若竖直向下，则物体会加速下滑
D. 若拉着物块沿斜面匀速上滑，则的最小值为
二、多选题（本大题共4小题，共16分）
7. 多选如图所示，运动员进行“跳板跳水”运动的过程可简化为：运动员走上跳板，将跳板从水平位置压到最低点，跳板又将运动员竖直向上弹到最高点，然后运动员做自由落体运动，竖直落入水中。跳板自身重力忽略不计，则下列说法正确的是( )
A. 运动员向下运动的过程中，先失重后超重，对板的压力先减小后增大
B. 运动员向下运动的过程中，先失重后超重，对板的压力一直增大
C. 运动员向上运动的过程中，先超重后失重，对板的压力先增大后减小
D. 运动员向上运动的过程中，先超重后失重，对板的压力一直减小
8. 如图所示，水平圆盘上叠放着两个物块和，当圆盘绕竖直轴匀速转动时，两物块与圆盘始终保持相对静止，则以下说法正确的是( )
A. 与之间可能没有摩擦力作用
B. 与之间存在摩擦力，其大小与圆盘转速有关
C. 圆盘与之间可能没有摩擦力作用
D. 圆盘与之间存在摩擦力，其大小与圆盘转速有关
9. 中国首次火星探测任务“天问一号”已于年月日成功环绕火星。火星公转轨道半径是地球公转轨道半径的，火星的半径为地球半径的，火星的质量为地球质量的，火星探测器在火星表面附近绕火星做匀速圆周运动探测器可视为火星的近地卫星，探测器绕火星运行周期为，已知火星和地球绕太阳公转的轨道都可近似为圆轨道，地球和火星可看作均匀球体，则( )
A. 火星的公转周期和地球的公转周期之比为
B. 火星的自转周期和地球的自转周期之比为
C. 探测器环绕火星表面运行速度与环绕地球表面运行速度之比为
D. 火星的平均密度为
10. 如图所示，三个完全相同的物体、和放在水平圆盘上，它们分居圆心两侧且共线，用两根不可伸长的轻绳相连。物块质量均为，与圆心距离分别为、和，其中且。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，当圆盘以不同角速度绕轴匀速转动时，、绳中弹力和、绳中弹力随的变化关系如图所示，交点坐标为，取，下列说法正确的是( )
A. 物体与圆盘间的动摩擦因数
B. 物体与圆心距离，
C. 当角速度为时，圆盘对的静摩擦力方向背离圆心
D. 当角速度为时，、恰好与圆盘发生滑动
三、实验题（本大题共2小题，共16分）
11. 为探究加速度与合外力的关系，某同学设计了如甲图所示的实验。一端带有定滑轮的长木板固定在水平桌面上，用轻绳绕过定滑轮及轻滑轮，将小车与弹簧测力计相连。通过改变悬挂钩码的个数进行多次实验，记录弹簧测力计的示数，并利用打点计时器打出的纸带计算出小车的加速度。

甲
乙
实验中钩码的质量________远小于小车的质量填“需要”或“不需要”。
已知打点计时器所用交变电源的频率为。该同学某次实验得到的纸带如乙图所示，、、、、是个连续的计数点。相邻两计数点之间有四个计时点未画出，实验数据如表中所示，其中有一组数据记录不当，这组数据是________填、、、或。根据上述信息可得小车的加速度大小为________保留两位有效数字。
计数点
位置坐标
根据实验数据绘出小车的加速度与弹簧测力计示数的关系图像，则丙图中最符合本实验实际情况的是________。
12. 图甲是“研究平抛物体的运动”的实验装置图。
为了能较准确地描绘运动轨迹，下面列出了一些操作要求，正确的是______。
A.通过调节使斜槽末端的切线保持水平
B.实验所用斜槽的轨道必须是光滑的
C.每次必须由静止释放小球，而释放小球的位置始终相同
D.将球的位置标在纸上后，取下纸，用直尺将点连成折线
图乙是正确实验取得的数据，其中为抛出点，则此小球作平抛运动的初速度为______取。
在另一次实验中将白纸换成方格纸，每小格的边长，通过实验，记录了小球在运动途中的三个位置，如图丙所示，则该小球做平抛运动的初速度为______；若以点为坐标原点，水平向右和竖直向下为正方向建立直角坐标系，则小球的抛出点坐标为______取。
四、计算题（本大题共3小题，共44分）
13. 如图所示，河宽，设小船视为质点在静水中行进的速度为，河水的流速为。小船从点出发，若出发时船头指向河对岸上游的点，经过，小船恰好到达河正对岸的点；若出发时船头指向河正对岸的点，经过，小船到达点下游的点。求：
小船在静水中行进的速度的大小；
河水的流速的大小；
、两点的距离。
14. 如图所示，竖直放置的光滑半圆形轨道的右侧有一面竖直的墙，一质量为的物块视为质点从水平地面获得一瞬时速度，沿半圆轨道恰好到达最高点，打在竖直墙面上的点。已知半圆轨道的半径为，最低点与墙面之间的水平距离为，重力加速度取，不计空气阻力。求：
物块恰好通过最高点时速度的大小；
物块打在墙上时速度方向与墙面所成的夹角；
若增大物块在水平面的初速度，当物块再次运动到最高点时对轨道的压力为，最后打在墙面上的点图中未标出，则之间的距离是多少？
15. 年月我国发射的“天问一号”火星探测器，对火星的地貌和环境进行了探测，将人类探测宇宙的脚步推向前进。设质量为的“天宫一号”环绕器，在距火星表面高为处，做周期为的匀速圆周运动。已测得火星半径为，火星视为匀质球体，引力常量为。求：
火星的质量；
火星表面的重力加速度大小；
若在火星表面发射一颗近火卫星，求发射的最小速度。
答案和解析
1.【答案】
【解析】解：、飞行者运动的速度方向不断发生变化，因此速度是改变的，故A错误；
B、飞行者做曲线运动，需要不断改变运动方向，其所受合力不为零，故B正确；
、飞行者不受空气作用力的话，则仅受到重力的作用，其合力指向曲线的凸面，故CD均不符合曲线运动的规律，即两点均受到空气作用力，故CD错误；
故选：。
明确飞行者的运动是曲线运动，根据物体做曲线运动的条件即可分析飞行者受到的合外力以及空气作用力的情况。
本题考查物体做曲线运动的条件应用，要注意明确曲线运动一定是变速运动，并且合外力的方向一定与运动方向不在同一直线上。
2.【答案】
【解析】解：、运动员同时参与了两个分运动，竖直方向向下落和水平方向随风飘，两个分运动同时发生，相互独立；因而，水平风速越大，落地的合速度越大，但落地时间不变，故AB错误，C正确；
D、运动员着地速度与风力大小有关，故D错误；
故选：．
运动员的运动可以分解为竖直方向和水平方向的两个分运动，两个分运动同时发生，相互独立，互不干扰．
本题关键要明确合运动与分运动同时发生，互不干扰，同时合运动与分运动具有等效性，可以相互替代．
3.【答案】
【解析】
【分析】
灵龟前行时受到静摩擦力，静摩擦力的方向与相对运动趋势的方向相反，本题考查摩擦力的方向。
【解答】
灵龟前行时，后腿脚趾向后蹬，相对于地面有向后的运动趋势，地面对脚趾的摩擦力向前，脚趾对地面的摩擦力向后，故B项正确。
故选B。
4.【答案】
【解析】
【分析】
自由落体运动的加速度为，根据速度位移公式求出着地的速度关系，根据位移时间公式得出时间的关系．解决本题的关键知道自由落体运动的特点，掌握匀变速直线运动的运动学公式，并能灵活运用，基础题．
【解答】
A.甲乙均做自由落体运动，加速度相等，都为，故A错误；
根据知，甲乙的高度之比为：，则速度之比为，故BD错误；
C.根据知，甲乙的高度之比为：，则时间之比为，故C正确。
故选C。
5.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查的是共点力的平衡问题，属于基础问题。
首先做出物体的受力分析，根据力的合成法则结合数学知识求解即可。
【解答】
分析小球受力情况如图：
；
小球受到重力、拉力和墙壁对小球的弹力处于平衡，设拉力与竖直方向的夹角为，根据共点力平衡有：拉力； 墙壁对小球的弹力。因为逐渐增大，逐渐减小，则拉力逐渐增大；逐渐增大，则墙壁对小球的弹力逐渐增大，可知小球对墙壁的压力逐渐增大，故B正确，ACD错误。
故选B。
6.【答案】
【解析】
【解答】
根据题意可知，未加 时，物块匀速下滑，受力平衡，物块的受到重力、支持力和摩擦力的作用，由平衡条件得
解得物块与斜面间的动摩擦因数为
物块匀速下滑过程中，整体水平方向受力平衡，则地面对斜面的摩擦力为零；若对物块施加一个沿斜面方向的力，物块下滑过程中对斜面的作用力没有变，斜面受力情况不变，则地面对斜面的摩擦力仍为零；若对物体施加一个垂直于斜面方向的力 ，物块下滑过程中，对斜面的压力增加 、摩擦力增加 ，根据几何关系可知，故此时物块对斜面的作用力方向仍向下，地面对斜面的摩擦力为零；在竖直平面内给物块一任意方向 角任意的外力 ，此力 可以分解为垂直于斜面方向和沿斜面方向，而施加沿斜面方向的力、垂直于斜面方向的力时，地面对斜面的摩擦力均为零，所以无论对物块施加什么方向的力，在停止运动前，地面对斜面的摩擦力均为零，A正确，B错误；
C.若竖直向下，物块受到的摩擦力增加了 ，沿斜面向下的力增加了 ，由于 ，故，物块将沿斜面匀速下滑，C错误；
D.若外力 拉着物块沿斜面匀速上滑，设力 与斜面的夹角为 ，根据平衡条件可得
解得
可知， 的最小值为，D错误。
故选A。
【分析】
未加时，物块匀速下滑，受力平衡，根据平衡条件求解物块与斜面间的动摩擦因数；在竖直平面内给物块一任意方向角任意的外力，此力可以分解为垂直于斜面方向和沿斜面方向，讨论施加沿斜面方向的力、垂直于斜面方向的力时，地面对斜面的摩擦力大小，由此分析在物块停止运动前，地面对斜面的摩擦力；若外力拉着物块沿斜面匀速上滑，设力与斜面的夹角为，根据平衡条件结合数学知识求解拉力的最小值。
本题主要是考查了共点力的平衡问题，解答此类问题的一般步骤是：确定研究对象、进行受力分析、利用平行四边形法则进行力的合成或者是正交分解法进行力的分解，然后在坐标轴上建立平衡方程进行解答。注意整体法和隔离法的应用。
7.【答案】
【解析】
【分析】本题主要考查超重和失重，分析人受力情况；根据板的弹力的变化，可知人受合力的变化。当人的加速度向下时，人处失重状态，当人的加速度向上时，人处超重状态；
【解答】运动员在向下运动的过程中，运动员受到的板的弹力越来越大，开始时加速度向下减小，然后加速度再向上增大，故运动员应先失重后超重，故A错误，B正确
运动员在向上运动时，由于弹力减小，但开始时一定大于重力，故合外力先减小后增大，而加速度先向上后向下，故运动员先超重后失重，故C错误，D正确。
8.【答案】
【解析】
【分析】
解决本题的关键知道、物块做圆周运动向心力的来源，通过向心力的来源可以确定受力的个数以及摩擦力的方向。
【解答】
A.物块做圆周运动，受重力和支持力、静摩擦力三个力的作用，靠静摩擦力提供向心力，故A错误；
B.做匀速圆周运动的向心力由静摩擦力提供，则受到的静摩擦力为，其大小与圆盘转速有关，故B正确；
C.把当作一系统，圆盘对的摩擦力提供做匀速圆周运动的向心力，故C错误；
D.把当作一系统，圆盘对的摩擦力提供向心力，则有：，其大小与圆盘转速有关，故D正确。
故选BD。
9.【答案】
【解析】解：、根据开普勒第三定律可得，则火星的公转周期和地球的公转周期之比；根据已知条件不能求出火星的自转周期和地球的自转周期之比，故AB错误；
、万有引力提供向心力，由牛顿第二定律得：，解得：，则探测器环绕火星表面运行速度与环绕地球表面运行速度之比为，故C正确；
D、探测器绕火星表面运行周期为，根据万有引力提供向心力可得：，解得火星的质量，火星的体积，则火星的密度，故D正确。
故选：。
根据开普勒第三定律求解火星的公转周期和地球的公转周期之比；
根据万有引力提供向心力得到线速度的表达式求解探测器环绕火星表面运行速度与环绕地球表面运行速度之比；
根据万有引力提供向心力求解火星的质量，根据密度计算公式求解火星的密度。
本题主要是考查万有引力定律及其应用，解答本题的关键是能够根据万有引力提供向心力结合向心力公式进行分析，掌握开普勒第三定律的应用方法。
10.【答案】
【解析】【详解】由题图可知
所以当 时，、间绳刚要有拉力，对物体有
解得
故A错误；
B.由题图可知
所以当 时，、间绳刚要有拉力，
对物体，有
解得
当 时，、间绳和、间绳的拉力均为，
对物体只有摩擦力提供向心力，有
解得
故B正确；
C.当角速度为时，对物体有
解得
方向指向圆心，故C错误；
D.由图像可以得出当角速度为 时， ， 。
对物体有
解得
对物体有
解得
说明此刻、恰好与圆盘发生滑动，故D正确。
故选BD。
11.【答案】不需要；
；；
。
【解析】
【分析】
本题考查了探究加速度与合外力的关系；解答实验问题的关键是正确理解实验原理，加强基本物理知识在实验中的应用，同时不断提高应用数学知识解答物理问题的能力；
掌握求加速度的方法，注意单位的统一，同时理解由图象来寻找加速度与合力的关系。
根据实验原理，弹簧测力计的读数为小车所受合外力，则不需要砝码和砝码盘的总质量应远小于小车的质量的条件；
所有数据小数点后面都是保留两位小数即包含估读值，只有数据没估读；在匀变速直线运动中连续相等时间内的位移差为常数，根据作差法求解加速度；
数据作出小车的加速度与弹簧测力计的示数的关系图象，应该是不过原点的一条倾斜直线。
【解答】
实验中钩码的质量可以不需要远小于小车质量，这是因为小车所受的拉力可由弹簧测力计直接测出，不需要用钩码的重力代替拉力；
所有数据小数点后面都是保留两位小数即包含估读值，只有数据没估读；把纸带分成两大段，由逐差公式求加速度为：；
当误差在允许的范围内时，加速度与合外力成正比，但此题没有平衡摩擦力，根据公式：，有：，可知图为不过坐标原点的一条倾斜直线，故B正确。
12.【答案】
【解析】解：、为了保证小球的初速度水平，需调节使斜槽的末端保持水平，故A正确；
、为了保证小球每次平抛运动的初速度大小相等，应使小球每次从斜槽的同一位置由静止释放，斜槽不一定需要光滑，故B错误，C正确；
D、将球的位置标在纸上后，取下纸，用平滑曲线连接得到平抛运动的轨迹．故D错误。
故选：。
根据得，平抛运动的时间，则小球平抛运动的初速度．
在竖直方向上，根据，解得：，
小球平抛运动的初速度．
点的竖直分速度．
从抛出点到点的时间，
则抛出点到点的水平位移，
抛出点到点的竖直位移，
所以抛出点距离点的水平距离，抛出点到点的竖直距离，所以点的左边为
故答案为：；；，；
根据实验的原理以及操作中的注意事项确定正确的操作步骤．
根据竖直位移，结合位移时间公式求出平抛运动的时间，根据水平位移和时间求出小球做平抛运动的初速度．
根据竖直方向上连续相等时间内的位移之差是一恒量求出相等的时间间隔，结合水平位移和时间间隔求出初速度的大小，根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出点的竖直分速度．根据速度时间公式求出抛出点到点的时间，从而得出抛出点到点的水平距离和竖直距离，求出抛出点距点的竖直位移和水平位移．
解决本题的关键知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，结合运动学公式和推论灵活求解，难度不大．
13.【答案】解：当船头指向点时，有：。
当船头指向时，小船恰好到达河正对岸的点；合速度大小：，
根据题意有：；
解得：。
在第二次渡河中小船被冲向下游的距离。
【解析】本题考查了小船过河问题、运动的合成与分解；解决本题的关键知道分运动和合运动具有等时性，以及会根据平行四边形定则对运动进行合成和分解。
当船头指向时，根据渡河时间求出静水速度；
当船头指向点时，根据平行四边形定则得出合速度的表达式，结合渡河的时间求出合速度的大小，从而求出水流速度；
根据水流速度和渡河时间求出在第二次渡河中小船被冲向下游的距离。
14.【答案】解：滑块恰能运动到最高点，有
解得；
滑块离开点后做平抛运动，由平抛运动规律，有
解得
又
且
联立解得
即；
若滑块在点时对轨道的压力为 ，则
解得
由平抛运动规律，有
解得
点与点的高度差
又点与点的高度差
则、的距离。

【解析】本题考查了滑块在竖直平面内做圆周运动以及平抛问题，应用牛顿第二定律、平抛的规律即可解题．
滑块恰好通过点，重力提供向心力，由牛顿第二定律可以求出到达点的速度；
从到做平抛运动，应用水平方向匀速直线和竖直方向自由落体规律，可求得滑块到点的速度方向与墙面的夹角；
已知滑块到点对轨道的压力为，运用牛顿第二定律求出到点的速度，应用水平方向匀速直线和竖直方向自由落体规律，再根据几何关系可求得、间距。
15.【答案】解：环绕器绕火星做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力得：
解得：
在行星表面，忽略行星的自转，万有引力等于重力，
解得：
当卫星靠近火星表面做匀速圆周运动时，半径等于行星的半径，由万有引力提供向心力有：
解得最小发射速度。
【解析】根据万有引力提供向心力即可求解；
在行星表面，根据万有引力等于重力即可求解；
对于近地轨道卫星，根据万有引力提供向心力即可求解。
本题考查万有引力定律及其应用，注意在行星表面，忽略行星自转的情况，万有引力等于重力。
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2022-2023安徽省合肥市瑶海区高一（下）期中检测物理试卷（含解析）