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2024安徽卓越县中联盟皖豫名校联盟高一下学期4月期中考试物理含解析
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这是一份2024安徽卓越县中联盟皖豫名校联盟高一下学期4月期中考试物理含解析，共11页。
物 理
考生注意：
1．答题前，考生务必将自己的姓名、考生号填写在试卷和答题卡上，并将考生号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。
3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
一、单项选择题：本题共8小题，每小题4分，共32分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1．下列说法正确的是（ ）
A．在恒力作用下，物体可能做速率先减小到某个值，然后增大的曲线运动
B．做曲线运动的物体其加速度的大小不一定改变，但方向一定时刻改变
C．汽车匀速率通过拱桥的最高点时一定处于超重状态
D．曲线运动一定是变速运动，变速运动也一定是曲线运动
2．如图1所示是杂技演员正在表演情景的简化图，杂技演员在水平方向的位移与时间关系如图2所示，在竖直方向上的速度与时间关系如图3所示，则（ ）
A．杂技演员在做变加速运动B．杂技演员相对于地面的运动轨迹为直线
C．4s内杂技演员的位移大小为D．4s末杂技演员的速度大小为5m/s
3．如图所示，水平地面上固定有一竖直光滑杆，杆上套有质量为m的圆环，地面上放一质量为M的物块，圆环和物块由绕过光滑定滑轮的轻绳相连，连接圆环和物块的轻绳与竖直方向的夹角分别为，，。施加外力F使得物块以速度v匀速向右运动，则此时圆环沿杆上升的速度大小为（ ）
A．B．C．D．v
4．如图所示为某文具内部转动装置的结构图，大、小齿轮互相啮合，已知两齿轮的齿数分别为48、24，a、b分别是大、小齿轮边缘上的点，若a匀速转动，下列说法正确的是（ ）
A．a、b两点转动线速度相同B．大、小齿轮转动方向相反
C．大、小齿轮转动周期之比为D．大、小齿轮转动角速度大小相同
5．如图1所示为农用扬场机分离谷物示意图。某次被抛出的谷粒其中两颗的运动轨迹如图2所示，其轨迹在同一竖直平面内，抛出点均为O，且轨迹交于P点，抛出时谷粒1和谷粒2的初速度分别为和，其中方向水平，方向斜向上。忽略空气阻力，关于两谷粒在空中从O到P的运动过程，下列说法正确的是（ ）
A．谷粒1和谷粒2在竖直方向上都在做自由落体运动
B．谷粒1的速度变化量等于谷粒2的速度变化量
C．谷粒1的平均速度小于谷粒2的平均速度
D．谷粒1的最小速度大于谷粒2的最小速度
6．安徽颍上县，地处淮河流域，河网密布，水系发达。某小船船头始终垂直河岸，经40s渡过一段宽为L的平直河道，河水流速恒为，小船在渡河过程中发动机提供的速度v与时间t的关系如图所示，小船从时刻开始渡河，下列说法正确的是（ ）
A．小船运动的轨迹是直线B．河宽为320m
C．小船过河的位移大小为200mD．小船渡河过程中的最大速度是8m/s
7．如图所示，三物体A、B、C均静止，轻绳两端分别与A、C两物体连接且伸直，，，，物体A、B、C及C与地面之间的动摩擦因数均为，轻绳与滑轮间的摩擦可忽略不计，重力加速度g取，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。若用水平拉力F将B、C一起向左抽出，则作用在C物体上的F应大于（ ）
A．14NB．12NC．8ND．6N
8．如图所示为安徽芜湖某游乐场悬挂式过山车火流星的一段轨道模型，在运行过程中座舱位于轨道外侧，AB是一段曲线轨道并与圆形轨道相切于B点，BD段水平，C为圆形轨道最高点（A、B、C、D可视为在同一竖直面内）。总质量为的过山车从轨道A点由静止滑出，加速到达B点的速度为25m/s，经过C点时的速度大小为15m/s，随后经圆形轨道滑至水平轨道D点。已知圆形轨道半径为15m，重力加速度g取，不计摩擦阻力。下列说法正确的是（ ）
A．过山车在从A到B过程中处于超重状态
B．过山车在B点时轨道对其的弹力竖直向下
C．过山车在C点时轨道对其的弹力大小为6000N
D．若过山车在C点时的速度为9m/s，则轨道对其作用力竖直向上
二、多项选择题：本题共2小题，每小题5分，共10分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
9．2024年1月10日NASA又发现一颗类地行星T0I700e，围绕一颗距地球大约100光年的小恒星运行。
TOI700e由岩石构成，距离恒星合适，表面可能存在液态水。如果T0I700e和地球均视为均匀球体，T0I700e半径与地球半径之比为q，T0I700e表面重力加速度与地球表面重力加速度之比为k（不考虑它们本身的自转影响），则（ ）
A．TOI700e行星与地球的质量之比为
B．TOI700e行星与地球的密度之比为
C．TOI700e行星与地球的第一宇宙速度之比为
D．TOI700e行星的近地卫星与地球的近地卫星的角速度之比为
10．A、B两球间隔为h，从如图所示位置分别以和水平抛出（图中虚线为竖直线），两球落在倾角斜面上的同一位置。已知A球以最短位移到达斜面，B球垂直打在斜面上，忽略空气阻力，重力加速度为g，则下列说法正确的是（ ）
A．B．C．D．
三、非选择题：本题共5小题，共58分。
11．（8分）用如图所示的演示装置来探究小球做圆周运动所需向心力的大小F与质量m、角速度和半径r之间的关系。匀速转动手柄使长槽和短槽分别随变速塔轮匀速转动，槽内小球也随着做匀速圆周运动。横臂的挡板对球的弹力提供了向心力，球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力套筒下降，从而露出标尺，标尺上红白相间的等分格显示出两个小球所受向心力的比值。已知挡板A、C到左右塔轮中心轴的距离相等，B到左塔轮中心轴距离是A到左塔轮中心轴距离的2倍。请回答相关问题：
（1）如果要探究向心力与半径的关系，则应该将质量______（填“相同”或“不同”）的小球分别放在挡板______（填“A、B”“A、C”或“B、C”）处，并且确保左右变速塔轮的半径______（填“相同”或“不同”）。
（2）如图所示，若A、C两处的钢球质量和转动半径相等，图中标尺上黑白相间的等分格显示出两个小球所受向心力的比值为，与皮带连接的两个变速轮塔的半径之比为______。
12．（9分）某同学设计了一个研究平抛运动的实验。实验装置示意图如图1所示，A是一块水平木板，为水平轨道末端在A板上的竖直投影，之间间距为，从开始，在A上等间隔地开凿出一组平行的插槽（图中、、…），槽间距离均为30cm。把覆盖复写纸的白纸铺贴在平面硬板B上。实验时依次将B板竖直插入A板、、…的各插槽中，每次让小球从斜轨道的同一位置由静止释放打到B板，对应点依次标记为、、…。每打完一点后，把B板插入后一槽中。将白纸取下，测得在卡槽、记录的点到点间距分别为、，如图2所示，重力加速度g取，则：
（1）小钢球离开轨道时的速度大小为______m/s。
（2）小球撞击时的速度大小为______m/s。
（3）和之间间距为______m。
13．（11分）第二十五届哈尔滨冰雪大世界“人气王”超级冰滑梯，在规模、长度和占地面积上均创历届之最。该冰滑梯其中一部分可看成长、倾角为的斜坡。一名游客总质量，以的初速度从斜坡顶端开始匀加速下滑，若游客与冰面间的动摩擦因数，，，重力加速度g取。
（1）求游客到达坡底的速度大小及运动的时间；
（2）游客从斜坡滑下后在水平冰面上沿直线向前滑行，已知游客由斜坡底端滑至水平面时速度大小不变、方向变为水平，动摩擦因数不变，求游客在水平冰面上滑行多远停下。
14.（14分）宇宙空间有质量相差不大又相距不远的两颗星球，在万有引力的作用下，围绕它们连线上的某一固定点做周期相同的匀速圆周运动，这种系统称为双星系统。科学研究发现：地球和月球实际上也是一个双星伴绕的天体系统，如图所示，虚线分别为地球和月球球心的运动轨迹，它们绕着连线上的一个共同的圆心O，保持距离不变做匀速圆周运动。
（1）已知地球的质量为，月球质量为，地月距离L，引力常量为G，求它们的运动周期是多少（用题中字母表示）；
（2）现实中，我们总认为月球围绕地球运行，其实是因为地球和月球共同的圆心O在地球内部，根据以下数据证明地月双星共同圆心O到地心的距离与地球半径之比小于1（已知地球质量为月球质量的81倍，地月球心间距约为地球半径的60倍）。
15．如图所示，一倾斜的匀质圆盘绕垂直于盘面的固定轴以恒定角速度转动，盘面上离转轴距离处有一质量、可视为质点的物体与圆盘始终保持相对静止。盘面与水平面的夹角为，且P是轨迹圆上的最高点，Q是轨迹圆上的最低点，物体与盘面间的动摩擦因数为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g取，，。
（1）当圆盘角速度时，求物体受到的向心力大小，以及物体在P点受到的摩擦力大小；
（2）当圆盘角速度时，为维持物体相对圆盘静止，求物体与盘面间的动摩擦因数的最小值。
安徽卓越县中联盟&皖豫名校联盟
2023—2024学年高一第二学期期中检测
物理（A卷）答案
选择题：共10小题，共42分。在每小题给出的四个选项中，第1~8题只有一个选项符合题目要求，每小题4分，共32分，第9~10题有多个选项符合题目要求，每小题5分，共10分。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
1．答案 A
命题透析 本题考查曲线运动的特点以及超重失重等问题，考查考生的物理观念。
思路点拨 当恒力与速度不在一条直线上，且恒力与速度方向的夹角为先钝角后锐角时，物体的速度先减小后增大，A选项正确；当加速度与速度不在一条直线上，物体做曲线运动，但是对加速度大小，以及加速度方向没有要求，只要满足加速度与速度不共线就可以，B选项错误；汽车匀速率通过拱桥的最高点时，重力大于支持力，合力竖直向下，所以汽车处于失重状态，C选项错误；曲线运动速度方向一定变化，所以曲线运动一定是变速运动，变速运动可能只有速度大小变化，方向不变化，所以变速运动不一定是曲线运动，D选项错误。
2．答案 D
命题透析 本题以杂技表演为背景，考查运动的合成和分解，考查考生的物理观念。
思路点拨 由题目可知杂技演员在水平方向做匀速直线运动，在竖直方向做初速度为2m/s的匀加速直线运动，根据运动的合成规律可知，运动轨迹为抛物线，只有竖直方向有加速度，且加速度不变，A、B选项错误；4s内杂技演员水平方向位移为12m，竖直方向位移也是12m，所以4s内杂技演员合位移为，C选项错误；4s末杂技演员的水平速度为3m/s，竖直方向上速度为4m/s，根据速度合成规律，合速度为5m/s，D选项正确。
3．答案 D
命题透析 本题考查速度的分解与速度关联问题，考查考生的物理观念。
思路点拨 对M的速度进行分解可得，，对m速度沿绳速度分解可得，，M、m沿绳方向速度相等，则，代入数据得，D正确。
4．答案 B
命题透析 本题以文具为背景，考查物理知识在生活中的应用，以及圆周运动线速度、角速度和周期之间的关系，考查考生的物理观念。
思路点拨 由于两齿轮互相啮合，所以二者线速度大小相同，方向不同，但由于二者半径不同，所以两者的角速度不同，所以A、D选项错误；两齿轮齿数分别为48、24，所以半径比为，由，，周期之比为，选项C错误；由于大小齿轮相互啮合，所以转动方向相反，故B选项正确。
5．答案 D
命题透析 本题以打谷场实际生活为背景，考查抛体运动在生活中的应用，考查考生的科学思维。
思路点拨 谷粒1做平抛运动，谷粒2做斜抛运动，故谷粒1和谷粒2在水平方向都做匀速直线运动，谷粒1在竖直方向做自由落体运动，有，谷粒2在竖直方向做竖直上抛运动，A选项错误；设谷粒2的初速度与水平方向的夹角为，有，可得，又谷粒速度变化量，所以谷粒1的速度变化量小于谷粒2的速度变化量，B选项错误；在该过程中两谷粒都是从O到P，谷粒1、2的位移相同，，所以该过程中谷粒1的平均速度大于谷粒2的平均速度，故C选项错误；由于谷粒1、2的水平位移相同，，所以从O到P中谷粒1的水平速度大于谷粒2的水平速度，谷粒1、2的最小速度都指的是两者的水平速度，所以D选项正确。
6．答案 C
命题透析 本题以小船过河为背景，考查运动的合成与分解，小船最短过河时间等问题，考查考生的科学思维。
思路点拨 小船在渡河过程中，沿河岸方向做匀速直线运动，垂直于河岸方向做变速直线运动，则小船的合运动为曲线运动，小船运动的轨迹是曲线，A选项错误；本题中小船垂直于河岸航行，经40s过河，根据图像与t轴包围面积为小船垂直河岸方向的位移，即河宽为160m，B选项错误；虽然小船速度随时间变化，但是垂直河岸位移为河宽，小船过河时间为40s，在沿河岸方向，小船的位移为120m，所以根据几何关系全过程小船的位移为200m，C选项正确；小船在河水中的最大速度为，D选项错误。
7．答案 B
命题透析 本题以连接体模型为情景，考查受力分析，运动临界问题，考查考生的科学思维。
思路点拨 对B、C整体受力分析，此时绳子拉力为，解得，所以B选项正确。
8．答案 D
命题透析 本题以游乐场过山车为背景，考查竖直面内的圆周运动，考查考生的科学思维。
思路点拨 由于过山车在从A到B过程中有向下的加速度，所以从A到B过程中过山车先失重后超重，A选项错误；过山车在B点做圆周运动，合外力指向曲线凹侧，轨道对其的弹力一定向上，B选项错误；由圆周运动的规律可得，，解得过山车在C点的向心力为6000N，过山车质量为400kg，则轨道需要给过山车向下2000N的拉力，C选项错误；当过山车在C点只受重力作用时，速度为，若过山车在C点时的速度为9m/s，小于临界速度，则轨道对其的作用力向上，D选项正确。
9．答案 AC
命题透析 本题以发现宜居星球为背景，考查万有引力公式，黄金代换，卫星运动规律，考查考生的科学思维。
思路点拨 设TOI700e与地球质量分别是、，由，得，A选项正确；由，得，B选项错误；由第一宇宙速度公式，得，C选项正确；由，，得，D选项错误。
10．答案 BD
命题透析 本题小球从其他地方抛出落到斜面，考查小球平抛知识的理解，以及抛体运动的推论。
思路点拨 作OC平行于水平面，A球在空中运动位移最短，则有，B球垂直打在斜面上，则有，又，联立可得，，，，，联立解得，，。由，，解得，，，，所以选项B、D正确。
11．答案 （1）相同（2分） B、C（2分） 相同（2分） （2）（2分）
命题透析 本题考查了高中“探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系”的实验，考查学生控制变量的思维方式，考查考生的科学探究素养。
思路点拨 （1）要探究向心力与半径的关系，应保持小球的质量和角速度相等，半径不等，所以应该将质量相同的小球分别放在挡板B、C处，且确保左右塔轮半径相同。
（2）两钢球质量相等，向心力之比是，根据，可知，其角速度之比为，又因为两变速塔轮的线速度相等，由可知其半径之比是。
12．答案 （1）3（3分） （2）5（3分） （3）0.6（3分）
命题透析 本题以平抛运动实验为情境，考查学生匀变速直线运动规律，以及平抛运动规律的理解，考查考生的科学探究素养。
思路点拨 （1）在竖直方向上根据得：，水平方向做匀速运动，则。
（2）点的竖直分速度为：，，根据平行四边形定则知，点的速度为：。
（3）由，可得从抛出点到点时间间隔为，则抛出点到点时间间隔为0.2s，则。
13．命题透析 本题考查匀变速直线运动和牛顿第二定律，考查考生的科学思维。
思路点拨 （1）游客在斜面上做匀加速直线运动
解得
据速度—位移公式可得： 解得
根据速度—时间公式可得
（2）水平方向上对游客受力分析，由牛顿第二定律得
，，
代入数据解得
由，解得
即游客在水平冰面上滑行160m后停下
14．命题透析 本题以地月系统为背景考查万有引力，考查考生的科学思维。
思路点拨 （1）由于双星系统两者周期相同，设为T
由已知可得①
利用万有引力定律得，②
化简可得，③
解得④
（2）由②可得⑤
①⑤联立代入已知条件可得
15．命题透析 本题从斜面上的圆周运动入手，考查圆周运动的受力分析，以及圆周运动的极值问题，考查考生的科学思维。
思路点拨 （1）当角速度时，由
代入数据解得
在P点，
代入数据解得
（2）当物体转到圆盘的最低点恰好不下滑，此时为的最小值
即 代入数据解得
物 理
考生注意：
1．答题前，考生务必将自己的姓名、考生号填写在试卷和答题卡上，并将考生号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。
3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
一、单项选择题：本题共8小题，每小题4分，共32分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1．下列说法正确的是（ ）
A．在恒力作用下，物体可能做速率先减小到某个值，然后增大的曲线运动
B．做曲线运动的物体其加速度的大小不一定改变，但方向一定时刻改变
C．汽车匀速率通过拱桥的最高点时一定处于超重状态
D．曲线运动一定是变速运动，变速运动也一定是曲线运动
2．如图1所示是杂技演员正在表演情景的简化图，杂技演员在水平方向的位移与时间关系如图2所示，在竖直方向上的速度与时间关系如图3所示，则（ ）
A．杂技演员在做变加速运动B．杂技演员相对于地面的运动轨迹为直线
C．4s内杂技演员的位移大小为D．4s末杂技演员的速度大小为5m/s
3．如图所示，水平地面上固定有一竖直光滑杆，杆上套有质量为m的圆环，地面上放一质量为M的物块，圆环和物块由绕过光滑定滑轮的轻绳相连，连接圆环和物块的轻绳与竖直方向的夹角分别为，，。施加外力F使得物块以速度v匀速向右运动，则此时圆环沿杆上升的速度大小为（ ）
A．B．C．D．v
4．如图所示为某文具内部转动装置的结构图，大、小齿轮互相啮合，已知两齿轮的齿数分别为48、24，a、b分别是大、小齿轮边缘上的点，若a匀速转动，下列说法正确的是（ ）
A．a、b两点转动线速度相同B．大、小齿轮转动方向相反
C．大、小齿轮转动周期之比为D．大、小齿轮转动角速度大小相同
5．如图1所示为农用扬场机分离谷物示意图。某次被抛出的谷粒其中两颗的运动轨迹如图2所示，其轨迹在同一竖直平面内，抛出点均为O，且轨迹交于P点，抛出时谷粒1和谷粒2的初速度分别为和，其中方向水平，方向斜向上。忽略空气阻力，关于两谷粒在空中从O到P的运动过程，下列说法正确的是（ ）
A．谷粒1和谷粒2在竖直方向上都在做自由落体运动
B．谷粒1的速度变化量等于谷粒2的速度变化量
C．谷粒1的平均速度小于谷粒2的平均速度
D．谷粒1的最小速度大于谷粒2的最小速度
6．安徽颍上县，地处淮河流域，河网密布，水系发达。某小船船头始终垂直河岸，经40s渡过一段宽为L的平直河道，河水流速恒为，小船在渡河过程中发动机提供的速度v与时间t的关系如图所示，小船从时刻开始渡河，下列说法正确的是（ ）
A．小船运动的轨迹是直线B．河宽为320m
C．小船过河的位移大小为200mD．小船渡河过程中的最大速度是8m/s
7．如图所示，三物体A、B、C均静止，轻绳两端分别与A、C两物体连接且伸直，，，，物体A、B、C及C与地面之间的动摩擦因数均为，轻绳与滑轮间的摩擦可忽略不计，重力加速度g取，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。若用水平拉力F将B、C一起向左抽出，则作用在C物体上的F应大于（ ）
A．14NB．12NC．8ND．6N
8．如图所示为安徽芜湖某游乐场悬挂式过山车火流星的一段轨道模型，在运行过程中座舱位于轨道外侧，AB是一段曲线轨道并与圆形轨道相切于B点，BD段水平，C为圆形轨道最高点（A、B、C、D可视为在同一竖直面内）。总质量为的过山车从轨道A点由静止滑出，加速到达B点的速度为25m/s，经过C点时的速度大小为15m/s，随后经圆形轨道滑至水平轨道D点。已知圆形轨道半径为15m，重力加速度g取，不计摩擦阻力。下列说法正确的是（ ）
A．过山车在从A到B过程中处于超重状态
B．过山车在B点时轨道对其的弹力竖直向下
C．过山车在C点时轨道对其的弹力大小为6000N
D．若过山车在C点时的速度为9m/s，则轨道对其作用力竖直向上
二、多项选择题：本题共2小题，每小题5分，共10分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
9．2024年1月10日NASA又发现一颗类地行星T0I700e，围绕一颗距地球大约100光年的小恒星运行。
TOI700e由岩石构成，距离恒星合适，表面可能存在液态水。如果T0I700e和地球均视为均匀球体，T0I700e半径与地球半径之比为q，T0I700e表面重力加速度与地球表面重力加速度之比为k（不考虑它们本身的自转影响），则（ ）
A．TOI700e行星与地球的质量之比为
B．TOI700e行星与地球的密度之比为
C．TOI700e行星与地球的第一宇宙速度之比为
D．TOI700e行星的近地卫星与地球的近地卫星的角速度之比为
10．A、B两球间隔为h，从如图所示位置分别以和水平抛出（图中虚线为竖直线），两球落在倾角斜面上的同一位置。已知A球以最短位移到达斜面，B球垂直打在斜面上，忽略空气阻力，重力加速度为g，则下列说法正确的是（ ）
A．B．C．D．
三、非选择题：本题共5小题，共58分。
11．（8分）用如图所示的演示装置来探究小球做圆周运动所需向心力的大小F与质量m、角速度和半径r之间的关系。匀速转动手柄使长槽和短槽分别随变速塔轮匀速转动，槽内小球也随着做匀速圆周运动。横臂的挡板对球的弹力提供了向心力，球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力套筒下降，从而露出标尺，标尺上红白相间的等分格显示出两个小球所受向心力的比值。已知挡板A、C到左右塔轮中心轴的距离相等，B到左塔轮中心轴距离是A到左塔轮中心轴距离的2倍。请回答相关问题：
（1）如果要探究向心力与半径的关系，则应该将质量______（填“相同”或“不同”）的小球分别放在挡板______（填“A、B”“A、C”或“B、C”）处，并且确保左右变速塔轮的半径______（填“相同”或“不同”）。
（2）如图所示，若A、C两处的钢球质量和转动半径相等，图中标尺上黑白相间的等分格显示出两个小球所受向心力的比值为，与皮带连接的两个变速轮塔的半径之比为______。
12．（9分）某同学设计了一个研究平抛运动的实验。实验装置示意图如图1所示，A是一块水平木板，为水平轨道末端在A板上的竖直投影，之间间距为，从开始，在A上等间隔地开凿出一组平行的插槽（图中、、…），槽间距离均为30cm。把覆盖复写纸的白纸铺贴在平面硬板B上。实验时依次将B板竖直插入A板、、…的各插槽中，每次让小球从斜轨道的同一位置由静止释放打到B板，对应点依次标记为、、…。每打完一点后，把B板插入后一槽中。将白纸取下，测得在卡槽、记录的点到点间距分别为、，如图2所示，重力加速度g取，则：
（1）小钢球离开轨道时的速度大小为______m/s。
（2）小球撞击时的速度大小为______m/s。
（3）和之间间距为______m。
13．（11分）第二十五届哈尔滨冰雪大世界“人气王”超级冰滑梯，在规模、长度和占地面积上均创历届之最。该冰滑梯其中一部分可看成长、倾角为的斜坡。一名游客总质量，以的初速度从斜坡顶端开始匀加速下滑，若游客与冰面间的动摩擦因数，，，重力加速度g取。
（1）求游客到达坡底的速度大小及运动的时间；
（2）游客从斜坡滑下后在水平冰面上沿直线向前滑行，已知游客由斜坡底端滑至水平面时速度大小不变、方向变为水平，动摩擦因数不变，求游客在水平冰面上滑行多远停下。
14.（14分）宇宙空间有质量相差不大又相距不远的两颗星球，在万有引力的作用下，围绕它们连线上的某一固定点做周期相同的匀速圆周运动，这种系统称为双星系统。科学研究发现：地球和月球实际上也是一个双星伴绕的天体系统，如图所示，虚线分别为地球和月球球心的运动轨迹，它们绕着连线上的一个共同的圆心O，保持距离不变做匀速圆周运动。
（1）已知地球的质量为，月球质量为，地月距离L，引力常量为G，求它们的运动周期是多少（用题中字母表示）；
（2）现实中，我们总认为月球围绕地球运行，其实是因为地球和月球共同的圆心O在地球内部，根据以下数据证明地月双星共同圆心O到地心的距离与地球半径之比小于1（已知地球质量为月球质量的81倍，地月球心间距约为地球半径的60倍）。
15．如图所示，一倾斜的匀质圆盘绕垂直于盘面的固定轴以恒定角速度转动，盘面上离转轴距离处有一质量、可视为质点的物体与圆盘始终保持相对静止。盘面与水平面的夹角为，且P是轨迹圆上的最高点，Q是轨迹圆上的最低点，物体与盘面间的动摩擦因数为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g取，，。
（1）当圆盘角速度时，求物体受到的向心力大小，以及物体在P点受到的摩擦力大小；
（2）当圆盘角速度时，为维持物体相对圆盘静止，求物体与盘面间的动摩擦因数的最小值。
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2023—2024学年高一第二学期期中检测
物理（A卷）答案
选择题：共10小题，共42分。在每小题给出的四个选项中，第1~8题只有一个选项符合题目要求，每小题4分，共32分，第9~10题有多个选项符合题目要求，每小题5分，共10分。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
1．答案 A
命题透析 本题考查曲线运动的特点以及超重失重等问题，考查考生的物理观念。
思路点拨 当恒力与速度不在一条直线上，且恒力与速度方向的夹角为先钝角后锐角时，物体的速度先减小后增大，A选项正确；当加速度与速度不在一条直线上，物体做曲线运动，但是对加速度大小，以及加速度方向没有要求，只要满足加速度与速度不共线就可以，B选项错误；汽车匀速率通过拱桥的最高点时，重力大于支持力，合力竖直向下，所以汽车处于失重状态，C选项错误；曲线运动速度方向一定变化，所以曲线运动一定是变速运动，变速运动可能只有速度大小变化，方向不变化，所以变速运动不一定是曲线运动，D选项错误。
2．答案 D
命题透析 本题以杂技表演为背景，考查运动的合成和分解，考查考生的物理观念。
思路点拨 由题目可知杂技演员在水平方向做匀速直线运动，在竖直方向做初速度为2m/s的匀加速直线运动，根据运动的合成规律可知，运动轨迹为抛物线，只有竖直方向有加速度，且加速度不变，A、B选项错误；4s内杂技演员水平方向位移为12m，竖直方向位移也是12m，所以4s内杂技演员合位移为，C选项错误；4s末杂技演员的水平速度为3m/s，竖直方向上速度为4m/s，根据速度合成规律，合速度为5m/s，D选项正确。
3．答案 D
命题透析 本题考查速度的分解与速度关联问题，考查考生的物理观念。
思路点拨 对M的速度进行分解可得，，对m速度沿绳速度分解可得，，M、m沿绳方向速度相等，则，代入数据得，D正确。
4．答案 B
命题透析 本题以文具为背景，考查物理知识在生活中的应用，以及圆周运动线速度、角速度和周期之间的关系，考查考生的物理观念。
思路点拨 由于两齿轮互相啮合，所以二者线速度大小相同，方向不同，但由于二者半径不同，所以两者的角速度不同，所以A、D选项错误；两齿轮齿数分别为48、24，所以半径比为，由，，周期之比为，选项C错误；由于大小齿轮相互啮合，所以转动方向相反，故B选项正确。
5．答案 D
命题透析 本题以打谷场实际生活为背景，考查抛体运动在生活中的应用，考查考生的科学思维。
思路点拨 谷粒1做平抛运动，谷粒2做斜抛运动，故谷粒1和谷粒2在水平方向都做匀速直线运动，谷粒1在竖直方向做自由落体运动，有，谷粒2在竖直方向做竖直上抛运动，A选项错误；设谷粒2的初速度与水平方向的夹角为，有，可得，又谷粒速度变化量，所以谷粒1的速度变化量小于谷粒2的速度变化量，B选项错误；在该过程中两谷粒都是从O到P，谷粒1、2的位移相同，，所以该过程中谷粒1的平均速度大于谷粒2的平均速度，故C选项错误；由于谷粒1、2的水平位移相同，，所以从O到P中谷粒1的水平速度大于谷粒2的水平速度，谷粒1、2的最小速度都指的是两者的水平速度，所以D选项正确。
6．答案 C
命题透析 本题以小船过河为背景，考查运动的合成与分解，小船最短过河时间等问题，考查考生的科学思维。
思路点拨 小船在渡河过程中，沿河岸方向做匀速直线运动，垂直于河岸方向做变速直线运动，则小船的合运动为曲线运动，小船运动的轨迹是曲线，A选项错误；本题中小船垂直于河岸航行，经40s过河，根据图像与t轴包围面积为小船垂直河岸方向的位移，即河宽为160m，B选项错误；虽然小船速度随时间变化，但是垂直河岸位移为河宽，小船过河时间为40s，在沿河岸方向，小船的位移为120m，所以根据几何关系全过程小船的位移为200m，C选项正确；小船在河水中的最大速度为，D选项错误。
7．答案 B
命题透析 本题以连接体模型为情景，考查受力分析，运动临界问题，考查考生的科学思维。
思路点拨 对B、C整体受力分析，此时绳子拉力为，解得，所以B选项正确。
8．答案 D
命题透析 本题以游乐场过山车为背景，考查竖直面内的圆周运动，考查考生的科学思维。
思路点拨 由于过山车在从A到B过程中有向下的加速度，所以从A到B过程中过山车先失重后超重，A选项错误；过山车在B点做圆周运动，合外力指向曲线凹侧，轨道对其的弹力一定向上，B选项错误；由圆周运动的规律可得，，解得过山车在C点的向心力为6000N，过山车质量为400kg，则轨道需要给过山车向下2000N的拉力，C选项错误；当过山车在C点只受重力作用时，速度为，若过山车在C点时的速度为9m/s，小于临界速度，则轨道对其的作用力向上，D选项正确。
9．答案 AC
命题透析 本题以发现宜居星球为背景，考查万有引力公式，黄金代换，卫星运动规律，考查考生的科学思维。
思路点拨 设TOI700e与地球质量分别是、，由，得，A选项正确；由，得，B选项错误；由第一宇宙速度公式，得，C选项正确；由，，得，D选项错误。
10．答案 BD
命题透析 本题小球从其他地方抛出落到斜面，考查小球平抛知识的理解，以及抛体运动的推论。
思路点拨 作OC平行于水平面，A球在空中运动位移最短，则有，B球垂直打在斜面上，则有，又，联立可得，，，，，联立解得，，。由，，解得，，，，所以选项B、D正确。
11．答案 （1）相同（2分） B、C（2分） 相同（2分） （2）（2分）
命题透析 本题考查了高中“探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系”的实验，考查学生控制变量的思维方式，考查考生的科学探究素养。
思路点拨 （1）要探究向心力与半径的关系，应保持小球的质量和角速度相等，半径不等，所以应该将质量相同的小球分别放在挡板B、C处，且确保左右塔轮半径相同。
（2）两钢球质量相等，向心力之比是，根据，可知，其角速度之比为，又因为两变速塔轮的线速度相等，由可知其半径之比是。
12．答案 （1）3（3分） （2）5（3分） （3）0.6（3分）
命题透析 本题以平抛运动实验为情境，考查学生匀变速直线运动规律，以及平抛运动规律的理解，考查考生的科学探究素养。
思路点拨 （1）在竖直方向上根据得：，水平方向做匀速运动，则。
（2）点的竖直分速度为：，，根据平行四边形定则知，点的速度为：。
（3）由，可得从抛出点到点时间间隔为，则抛出点到点时间间隔为0.2s，则。
13．命题透析 本题考查匀变速直线运动和牛顿第二定律，考查考生的科学思维。
思路点拨 （1）游客在斜面上做匀加速直线运动
解得
据速度—位移公式可得： 解得
根据速度—时间公式可得
（2）水平方向上对游客受力分析，由牛顿第二定律得
，，
代入数据解得
由，解得
即游客在水平冰面上滑行160m后停下
14．命题透析 本题以地月系统为背景考查万有引力，考查考生的科学思维。
思路点拨 （1）由于双星系统两者周期相同，设为T
由已知可得①
利用万有引力定律得，②
化简可得，③
解得④
（2）由②可得⑤
①⑤联立代入已知条件可得
15．命题透析 本题从斜面上的圆周运动入手，考查圆周运动的受力分析，以及圆周运动的极值问题，考查考生的科学思维。
思路点拨 （1）当角速度时，由
代入数据解得
在P点，
代入数据解得
（2）当物体转到圆盘的最低点恰好不下滑，此时为的最小值
即 代入数据解得
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