河南省创新联盟2022-2023学年高一下学期第一次联考试题 物理含解析

2022~2023年度下学年创新联盟高一年级第一次联考
物 理（答案在最后）
考生注意：
1.本试卷分选择题和非选择题两部分，共100分。

考试时间75分钟。

2. 请将各题答案填写在答题卡上。

3. 本试卷主要考试内容：人教版必修第二册第五章至第六章第二节。

一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24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.做曲线运动的物体，在运动过程中，一定变化的物理量是 A ．速率
B ．速度
C ．加速度
D ．受到的合力
2.如图所示，自行车大齿轮、小齿轮、后轮的半径都不相同，关于它们边缘上的三个点A 、B 、C 的描述，下列说法正确的是
A ．A 点和
B 点的线速度大小相等 B ．A 点和B 点的角速度相等
C ．B 点和C 点运转的周期相等
D ． B 点和C 点的角速度相等
3.转笔是一项通过手指转动笔的休闲活动。

如图所示，假设某转笔高手能让笔绕其上的O 点做匀速圆周运动，则下列说法正确的是
A ．笔杆上各点（不在转轴上）的线速度大小相同
B ．笔杆上的点离O 点越远，其角速度越小
C ．笔杆上的点离O 点越近，其角速度越小
D ．笔杆上的点离O 点越近，其线速度越小
4.一生态公园的人造瀑布景观如图所示，水流以5/v m s =的速度从高h=3.2m 处的水平槽道流出，落入人行道边的水池中，取重力加速度大小g 2
10/m s =，不计空气阻力，则人行道的宽度x 的最大值为
A ． 1m
B ． 2m
C ． 4m
D ． 8m
5.如图所示，某同学对着墙壁练习打乒乓球（视为质点），某次乒乓球与墙壁上的P 点碰撞后水平弹离，恰好垂直落在球拍上的Q 点。

若球拍与水平方向的夹角为45，乒乓球落到球拍上瞬间的速度大小为4m/s ，取重力加速度大小为102
/m s ，不计空气阻力，则P 、Q 两点的水平距离为
A ． 0.8m
B ． 1.2m
C ． 1.6m
D ． 2m
6.在每级都相同的台阶中，台阶水平部分AB CD =，竖直部分BC DE d ===0.21m ，现在A 点的正上方某处水平抛出一小球（视为质点），小球刚好能过B 、D 两点，如图所示。

若不计空气阻力，则抛出点距A 点的高度为
A ．103cm
B ．20
3cm
C ． 7cm
D ． 10cm
二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。

在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。

全都选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。

7.
“飞车走壁”是一种传统的杂技艺术，杂技演员驾驶摩托车（视为质点）在倾角很大的“桶壁”内侧做
圆周运动而不掉下来。

如图所示，一杂技演员驾驶摩托车做匀速圆周运动，在2t s =内转过的圆心角
4rad θ=，通过的弧长40s m =，则下列说法正确的是
A ．摩托车的角速度大小为8rad/s
B ．摩托车的角速度大小为2rad/s
C ．摩托车做匀速圆周运动的半径为10m
D ．摩托车做匀速圆周运动的半径为5m
8.地球可以看作一个半径为3
6.410km ⨯的球体，郑州的纬度约为34.5。

关于位于郑州、随地球自转做匀
速圆周运动的物体的运动情况，下列说法正确的是（sin 34.50.57,cos34.50.82)==
A ．物体的角速度大小约为3
410/rad s -⨯ B ．物体的角速度大小约为5
710/rad s -⨯
C ．物体的线速度大小约为255m/s
D ．物体的线速度大小约为367m/s
9.如图所示，水平地面上做匀加速直线运动的汽车，通过定滑轮用绳子吊起一个物体。

若某一时刻汽车的速度大小为
1
v ，汽车与定滑轮之间的绳子与水平方向的夹角为θ，则
A ．物体做加速运动
B ．物体做减速运动
C ．物体此时的速度大小21cos v v θ=
D ．物体此时的速度大小
1
2cos v νθ=
10.空间站中模拟地球上重力的装置如图所示。

让环形实验装置绕O 点匀速旋转，能使“地板”上可视为质点的物体与在地球表面处有同样的“重力”，地球表面的重力加速度大小为g ，装置的内径为1
R ，外
径为
2
R ，下列说法正确的是
A ．环形实验装置的外侧壁相当于“地板”
B ．环形实验装置的内侧壁相当于“地板”
C
D
三、非选择题：共56分。

11.（6分）某种研究做圆周运动的物体的向心力的演示仪如图所示，水平光滑杆固定在竖直转轴上，穿在水平光滑杆上的A 、B 两球通过细线分别与固定在转轴上的力传感器相连，探究影响物体的向心力大小的因素。

（1）若线长A B L L =，小球的质量2A B m m =，从静止开始逐渐增大横杆转动的速度，发现与小球A 通过细线连接的力传感器的示数总是与小球B 通过细线连接的力传感器的示数的2倍。

结论1：在转动半径和角速度相同时，做圆周运动的物体所需的向心力与___________成正比。

（2）若小球的质量A B m m =，线长2A B L L =，从静止开始逐渐增大横杆转动的速度，发现与小球A 通过细线连接的力传感器的示数总是与小球B 通过细线连接的力传感器的示数的2倍。

结论2：在物体质量和转动角速度相同时，做圆周运动的物体所需的向心力与___________成正比。

（3）继续实验，发现物体做圆周运动时，所需的向心力与物体的质量、转动半径和角速度之间的关系为
2F mr ω=。

对于同一小球，转动半径相同时，若使其转动的角速度变为原来的3倍，则其所需的向心力
大小变为原来的___________倍。

12.（8分）用如图甲所示的装置研究平抛运动。

将白纸和复写纸重叠并固定在竖直的硬板上，钢球沿斜槽轨道PQ 滑下后从Q 点飞出，落在水平挡板MN 上。

移动挡板，重新释放钢球，如此重复，白纸上将留下一系列痕迹点。

（1）下列实验条件必须满足的有___________。

A ．斜槽轨道光滑
B ．斜槽轨道末段水平
C ．挡板高度等间距变化
D ．钢球被释放时的位置应逐渐升高
（2）小明同学采用如图乙所示的装置研究平抛运动。

金属片把A 球沿水平方向弹出，同时B 球被松开，自由下落，观察到两球同时落地，改变A 球被弹出时的速度大小，两球仍然同时落地，这说明___________。

A ．平抛运动在水平方向上的分运动是匀速直线运动
B ．平抛运动在竖直方向上的分运动是自由落体运动
C ．平抛运动和自由落体运动在相同的时间内，具有相同的位移
（3）小亮同学采用频闪摄影的方法拍摄到如图丙所示的“钢球做平抛运动”的照片。

图丙中每个小方格
的边长为10cm ，取重力加速度大小2
10/g m s =，则由图丙可求得该钢球平抛的初速度大小为
___________m/s 。

（结果保留两位有效数字） 13.（12分）小船在静水中的速度大小15/v m s
=，要渡过宽60d m =、两岸平行的河流，水流的速度大
小
23/v m s
=。

（1）求小船渡河的最短时间t ；
（2）求当小船以最小位移渡河时，船头与河岸夹角的正弦值sinθ。

14.（14分）圆柱形容器的横截面在竖直平面内，如图所示，其半径1R m =，从其内部最高点A 分别以水平初速度
1
v 、
2
v 抛出两个小球（均可视为质点），最终分别落在圆弧上的B 点和C 点，已知OB 与
OC 相互垂直，且OB 与竖直方向的夹角37θ=。

取重力加速度大小g=102
/m s ，sin 370.6=，
cos370.8=，不计空气阻力，求
（1）小球从被抛出到落在B 点的时间1t
； （2）小球被抛出时的初速度
1
v 、2v 的大小之比；
（3）小球到达C 点时的速度大小C v 。

15.（16分）如图所示，一同学站在水平地面上，手握不可伸长的轻绳一端，轻绳的另一端系有质量为m 的小球（视为质点），使小球绕O点在竖直平面内做圆周运动。

当小球某次运动到最低点时，轻绳恰好断掉，小球飞离后在水平地面上的落点到最低点的水平距离为2d。

已知O点到水平地面的高度为d，O
点与小球之间的轻绳长为3
4d，重力加速度大小为g。

忽略空气阻力。

（1）求小球从轻绳断至落地的时间t；
（2）求轻绳能承受的最大拉力
max
F；
（3）轻绳能承受的最大拉力和O点到水平地面的高度都不变，改变绳长，使小球重复上述运动，轻绳仍在小球运动到最低点时断掉，求抛出的小球位移最大时的绳长L。

2022~2023年度下学年创新联盟高一年级第一次联考
物理参考答案
1.B 解析：速度方向为曲线的切线方向，方向时刻在变，所以速度一定改变，选项B 正确。

2.B 解析：A 、B 两点同轴转动，它们的角速度相等，选项A 错误、B 正确；B 、C 两点通过链条转动，则它们的线速度大小相等，它们的半径不相同，则二者的角速度和周期均不相等，选项C 、D 均错误。

3.D 解析；笔杆上各点的角速度相同，选项,B C 均错误；又v r ω=，则半径越小，线速度越小，选项A 错误、D 正确。

4.C 解析：根据
212h gt =
，解得t =0.8s ，x =vt =5×0.8m =4m ，选项C 正确。

5.A 解析；乒乓球落到球拍上瞬间的竖直分速度大小v y =vcos45∘，设乒乓球运动的时间为t ，有v y =gt ，水平分速度大小v x =vsin45∘，,P Q 两点的水平距离x =v x t ，解得0.8x m =，选项A 正确。

6.C 解析：设每级台阶的水平部分长为L ，小球经过B 点，小球做平抛运动，有L =ν0t 1，h =1
2gt 12
，小
球刚好经过D 点，则有2L =ν0t 2，h +d =1
2gt 22，解得h =7cm ，选项C 正确。

7.BC 解析；由
t θ
ω=
，解得摩托车的角速度大小ω=2rad/s ，选项A 错误、B 正确；由s =rθ，解得
r =10m ，选项C 正确、D 错误。

8. BD 解析：在地面上的物体随地球自转，做匀速圆周运动，其周期等于地球的自转周期，即T =24h =8.64×4
10s ，由
2T π
ω=
，解得物体的角速度大小ω≈7×10−5rad/s ，选项A 错误、B 正确；由v =
R ω，其中R =6.4×103×cos34.5∘km =5.2×103km ，解得物体的线速度大小v ≈367m/s ，选项C 错误、D 正确。

9.AC 解析：绳子末端的速度可分解为沿绳方向和垂直于绳方向的两个速度，而物体的速度大小与沿着绳子方向的分速度大小相等，由几何关系有v 1cosθ=v 绳=v 2，因汽车做匀加速直线运动，1
v 均匀增大，汽
车向左运动的过程中，θ逐渐减小，cosθ增大，
2
v 逐渐增大，即物体做加速运动，选项A 、C 均正确。

10.AD 解析：环形实验装置绕O 点匀速旋转，使空间站内的物体与在地面有同样的“重力”，则环形实验装置的外侧壁相当于“地板”，选项A 正确、B 错误；空间站“地板”对物体的支持力大小等于物体在地面时受到的重力大小，支持力刚好提供物体做匀速圆周运动的向心力，即mg =mR 2ω2，解得ω=√g
R 2
，选项C 错误、D 正确。

11.（1）物体的质量（2分） （2）物体转动的半径（2分） （3）9（2分）
解析：根据向心力2
F mr ω=可知，对于同一小球，转动半径相同时，转动的角速度大小变为原来的3
倍，则其所需的向心力大小变为原来的9倍。

12.（1）B （3分） （2）B （2分） （3）2.0（3分）
解析：（1）为了能画出钢球做平抛运动的轨迹，首先保证钢球做的是平抛运动，所以斜槽轨道末段必须水平，但斜槽轨道不一定要光滑，同时，钢球每次要从斜槽上相同的位置无初速度释放，保证每次钢球在同一轨迹上运动，选项A 、D 均错误、B 正确；挡板只要能记录钢球下落在不同高度时的不同位置即可，不需要等间距变化，选项C 错误。

（2）在打击金属片时，两钢球同时开始分别做平抛运动与自由落体运动，结果同时落地，则说明平抛运动在竖直方向上的分运动是自由落体运动，选项B 正确。

（3）在竖直方向上有Δh =gt 2，解得t =√2L−L g
=0.1s ，在水平方向上有
0x v t
=，解得v 0=
2L t
=
2.0m/s 。

13.解：（1）当小船的船头始终正对河岸时，渡河时间最短，有 t =
d v 1
（3分）
解得12t s =。

（2分）
（2）小船在静水中的速度大于水流的速度，当小船的合速度方向垂直河岸时，小船渡河的位移最短，有
v 合=√v 12−v 22
（3分）
sinθ=
v 合v 1
（2分）
解得sinθ=0.8（2分）
14.解：（1）根据平抛运动规律，对落在B 点的小球有
R +Rcosθ=1
2gt 12（2分）
解得t 1=0.6s （2分）
（2）根据平抛运动规律，对落在B 点的小球有 Rsinθ=v 1t 1（1分）
11/v m s
=（1分）
对落在C 点的小球有 R +Rsinθ=1
2gt 23（1分）
解得
2t =
s （1分）
R cosθ=v 2t 2（1分） v 2=√2m/s （1分） 解得v
1v 2
=
√2
2。

（1分）
（3）对落在C 点的小球有 竖直方向的分速度大小
2
y v gt =（1分）
解得v y =4√2m/s （1分）
vc =√v 22+v y
2=√34m/s （1分） 15.解：（1）小球从轻绳断后做平抛运动，设下落的高度为h ，由几何关系有 h =d −3
4d =1
4d （2分）
由平抛运动规律有2
12h gt =
（2分）
解得t =√d
2g （1分）
（2）设轻绳断时小球的速度大小为v ，由平抛运动规律有 2d =v t （1分）
由圆周运动向心力公式，有
F max −mg =m v 2
R ，其中R =3
4d （2分） 解得F max =
353
mg 。

（2分）
（3）设轻绳断时小球的速度大小为v '，轻绳承受的最大拉力不变，有 F max −mg =m v 2′
L （1分）
轻绳断后小球做平抛运动，设小球的位移大小为x ，在空中运动的时间为t ′ 则小球的水平位移大小 x x =v ′t ′（1分） 小球的竖直位移大小 x y =d −L =12gt ′2（1分）
又x =√x x 2+x y
2（1分） 解得√−61L 2+58dL+3d 2
3（1分）
则x 有最大值时，L =29
61d （1分）。