广州重点中学2022学年第二学期期中联考
高一物理
2023.4.13
本试卷共7页，15小题，满分为100分。考试用时75分钟。
注意事项：
1．答卷前，考生务必用2B铅笔在“考生号”处填涂考生号。用黑色字迹的钢笔或签字笔将自己的姓名和考生号、座位号填写在答题卡上。
2．选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目选项的答案信息点涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案，答案不能答在试卷上。
3．非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答，答案必须写在答题卡各题目指定区域内的相应位置上；如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新的答案；不准使用铅笔和涂改液。不按以上要求作答的，答案无效。
4．作答选做题时，请先用2B铅笔填涂选做题题号对应的信息点，再作答。漏涂、错涂、多涂的，答案无效。5．考生必须保持答题卡的整洁。考试结束后，将试卷和答题卡一并交回。
一、单项选择题（每小题只有一项符合题目要求，共7小题，每小题4分，共28分）
1．如图所示，一辆汽车正在进行水平转弯测试活动，转弯过程中车头附近一悬挂物件向右偏离了竖直方向。设转弯时汽车所受的合外力为F，关于本次转弯，下列俯视图可能正确的是（ ）
A． B． C． D．
2．某人以一定的速度（面部和身体始终垂直河岸）向对岸游去，江中各处水流速度相等。则关于他游过的路程、过河所用的时间与水流流速的关系，下列说法正确的是（ ）
A．他游过的轨迹为曲线 B．水流速度增大，时间长，路程长
C．路程与水流速度无关 D．过河时间与水流速度无关
3．为空间站补给物质时，我国新一代货运飞船“天舟五号”实现了2小时与“天宫空间站”快速对接，对接后的“结合体”仍在原空间站轨道运行。对接前“天宫空间站”与“天舟五号”的轨道如图所示，则（ ）
A．“天宫空间站”运行的速度始终不变
B．“天宫空间站”运行的加速度大于“天舟五号”运行的加速度
C．“天宫空间站”的运行速度小于“天舟五号”的运行速度
D．“结合体”受到地球的引力等于“天宫空间站”受到地球的引力
4．如图所示，修正带是通过两个齿轮的相互咬合进行工作的，其原理可简化为图中所示的模型。A、B是转动的大小齿轮边缘的两点，C是大轮上的一点。大齿轮上B、C的半径分别为3r、r，小齿轮上A的半径为2r，则A、B、C三点（ ）
A．线速度大小之比是3:3:1 B．加速度大小之比是6:3:1
C．角速度之比是2:3:3 D．转动周期之比是3:2:2
5．足球运动员训练罚点球，足球放置在球门中央的正前方O点，两次射门，足球均恰好水平击中横梁上的a、b两点，a为横梁中点，如图所示，不计空气的作用效果，则足球（ ）
A．从射出到打到a、b两点的时间一定是
B．从射出到打到a、b两点的时间可能是
C．在被踢出时速度与水平方向的夹角（小于90°）
D．到达a、b两点瞬间速度大小
6．火车转弯，在修筑铁路时，弯道处的外轨会略高于内轨，内外铁轨平面与水平面倾角为θ，当火车以规定的行驶速度v转弯时，内、外轨均不会受到轮缘的侧向挤压；汽车通过拱形桥和凹形桥时速度都不能过大，不然易发生交通事故；半径为L的光滑圆管轨道（圆管内径远小于轨道半径）竖直放置，管内有一个小球（小球直径略小于管内径）可沿管转动。重力加速度为g，以下说法中正确的是（ ）
A．该弯道的半径r=v2gtanθ
B．当火车速率小于v时，内轨将受到轮缘的挤压
C．汽车通过凹形桥的最低点时，速度越大，汽车对桥面的压力越小
D．小球通过最高点的最小速度为
7．双人花样滑冰是极具观赏性的冬奥运动项目之一。比赛中，有时女运动员被男运动员拉着，以男运动员为轴旋转离开冰面在空中做水平面内的匀速圆周运动，如图所示。通过目测估计男运动员的手臂与水平冰面的夹角约为45°，女运动员的质量约为50kg，男运动员的质量约为70kg，重力加速度g=10m/s2，忽略空气阻力。则（ ）
A．女运动员受重力、拉力和向心力作用
B．男运动员对女运动员的拉力约为500N
C．男运动员的手臂与水平冰面的夹角变小一些，女运动员旋转的线速度变小
D．男运动员对冰面的压力约为1200N
二、多项选择题（共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中至少有两个选项符合题目要求，全部选对得6分，选对但不全得3分，有选错或不答的得0分）
8．“科技让生活更美好”，洗衣机脱水原理就来自于圆周运动知识。如图所示，在匀速转动的洗衣机脱水筒内壁上，有一件湿衣服随圆筒一起转动而未滑动，则（ ）
A．加大脱水筒转动的线速度，脱水效果会更好
B．加大脱水筒转动的角速度，衣服对筒壁的挤压不变
C．水会从脱水筒甩出是因为水滴做离心运动的结果
D．衣服随脱水筒做圆周运动的向心力由衣服受到的摩擦力提供
9．2022年5月10日1时56分，天舟四号货运飞船采用快速交会对接技术，顺利与在轨运行的天和核心舱进行交会对接。对接前，天舟四号货运飞船绕地球做椭圆运动，近地点A和远地点B如图所示；天和核心舱在离地球表面一定高度处做匀速圆周运动。若对接地点在椭圆轨道的远地点B处，下列说法正确的是（ ）
A．天舟四号在A点的运行速度小于在B点的运行速度
B．天舟四号分别沿椭圆轨道和圆轨道运行时，经过B点的加速度大小相等
C．天和核心舱的线速度小于地球赤道上物体随地球自转的线速度
D．天舟四号在B点点火加速，才能与天和核心舱顺利完成对接
10．如图所示的光滑斜面长为l=1.6m、宽为b=1.2m、倾角为θ=30°，一物块（可看成质点）从斜面左上方顶点P沿水平方向射入，然后沿斜面下滑，最后恰好从底端右侧Q点离开斜面，已知重力加速度g=10m/s2，不计空气阻力，则（ ）
A．物块由P运动到Q所用的时间t=0.8s
B．物块由P运动到Q所用的时间t=0.4s
C．物块由P点水平射入时初速度的大小v0=3m/s
D．物块由P点水平射入时初速度的大小v0=1.5m/s
三、实验题（共2小题，共16分，请按题目要求作答）
11．（6分）用如图所示的实验装置探究向心力的大小F与质量m、角速度ω和半径r之间的关系。转动手柄l使长槽4和短槽5分别随变速轮塔2、3匀速转动，槽内的球就做匀速圆周运动。横臂6的挡板对球的压力提供了向心力，球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力筒7下降，从而露出标尺8，标尺上的红白相间的等分格显示出两个小球所受向心力的比值。
（1）本实验采用的科学研究方法是______（填字母代号）。
A．控制变量法 B．累积法 C．微元法
（2）把两个质量相同的小球分别放在长槽和短槽内，使它们的转动半径相同，将塔轮上的皮带分别置于第一层、第二层和第三层，匀速转动手柄，可以探究______（填字母代号）。
A．向心力的大小与质量的关系
B．向心力的大小与半径的关系
C．向心力的大小与角速度的关系
（3）某次实验中把两个大小相同的钢球和铝球（钢球质量更大）分别放在长槽和短槽如图中所在位置，皮带所在左、右塔轮的半径相等，在逐渐加速转动手柄过程中，观察左、右标尺露出红白等分标记长度，发现露出的长度之比会______（选填“变大”、“不变”、“变小”或“无法确定”）。
12．（10分）某实验小组用如图所示装置研究平抛运动。钢球从某一高度沿斜槽M滚下，从末端飞出后做平抛运动。在装置中有一个水平放置的可上下调节的挡板N，钢球飞出后，落到挡板上。由于挡板靠近竖直背板一侧较低，钢球落在挡板上时，钢球侧面会通过复写纸在白纸上挤压出一个痕迹点。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__________（填字母代号）；
A．斜槽轨道光滑
B．斜槽轨道末端水平
C．每次从斜槽上相同的位置无初速度释放钢球
D．移动挡板时，挡板高度等间距变化
（2）为定量研究，建立以水平方向为x轴、竖直方向为y轴的坐标系：
a．取平抛运动的起始点为坐标原点，将钢球静置于Q点，钢球的______（选填“最上端”、“最下端”或者“球心”）对应白纸上的位置即为原点；在确定y轴时需要y轴与重锤线平行；
b．若遗漏记录平抛轨迹的起始点，也可按下述方法处理数据：如右图所示，在轨迹上取A、B、C三点，AB和BC的水平间距相等且均为x，测得AB和BC的竖直间距分别是y1和y2，则___________（选填“大于”、“等于”或者“小于”）。
c．如图，得到平抛运动轨迹后，在轨迹上取A、B、C三个点，A、B和B、C的水平间距相等且均为x=4cm，测得A、B和B、C的竖直间距分别是y1=4cm和y2=6.5cm。已知当地重力加速度g=10m/s2。由此可求得钢球做平抛运动的初速度大小为__________m/s（结果保留2位有效数字）。
（3）为了得到平抛物体的运动轨迹，同学们还提出了以下三种方案，其中可行的是___________。
A．从细管水平喷出稳定的细水柱，拍摄照片，即可得到平抛运动轨迹
B．用频闪照相在同一底片上记录平抛小球在不同时刻的位置，平滑连接各位置，即可得到平抛运动轨迹
C．将铅笔垂直于竖直的白纸板放置，笔尖紧靠白纸板，铅笔以一定初速度水平抛出，将会在白纸上留下笔尖的平抛运动轨迹
四、计算题（共3小题，共38分.要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位，只写出最后答案的不能得分）
13．（10分）假设火星探测器距火星表面的高度为，绕火星做匀速圆周运动的周期为，火星的半径为，引力常量为，忽略其他天体对探测器的引力作用，求：
（1）火星的质量；
（2）火星的第一宇宙速度。
14．（12分）水车是我国劳动人民利用水能的一项重要发明。下图为某水车模型，从槽口水平流出的水初速度大小为1.5m/s，垂直落在与水平面成37°角的水轮叶面上的A点，落点A到轮轴O点间的距离为2m。在水流不断冲击下，轮叶匀速转动起来，轮叶受冲击点的线速度大小接近冲击前瞬间水流速度大小，忽略空气阻力，g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，有关水车及从槽口流出的水，求：
（1）从槽口流出至落在A点的时间t；
（2）水车的角速度ω。
15．（16分）如图所示为火车站装载货物的原理示意图。一质量m=1kg的物块在竖直面内用长度l=0.8m的细线悬挂于O点，将物块向左拉开一定的高度由静止释放，摆到最低点A时细线恰好绷断，细线始终张紧且能承受的最大张力为物块重力的1.5倍，A点位于O正下方0.8m，物块进入光滑水平面AB，长度s=16m的传送带BC以速度v=4m/s顺时针转动且与AB处于同一水平面上，传送带转轮的半径R=0.1m，传送带上滑动摩擦因素μ=0.1，传送带上部距平板车平面的竖直高度h=1.25m，平板车长L=1m，车的左端与传送带转轮右边界D在同一竖直线上，物块到达传送带右端C处瞬间平板车开始以恒定的速度v向右匀速前进。物块经过A、B点处均无机械能损失（即经过A、B点速度大小不变），物块可视为质点，物块落入平板车后不反弹且与平板车相对静止，重力加速度g=10m/s2。
（1）细线恰好绷断时物块速度v0的大小；
（2）物块到达C处速度vC的大小；
（3）物块最终要落入平板车上，试分析平板车速度v的取值范围。
参考答案：
1．A
【解析】根据图中可知，车内的挂饰偏向了右方，由此可知，汽车正在向左转弯，由于汽车做曲线运动，故合力F指向轨迹的内侧，故A正确，BCD错误；故选A。
2．B
【解析】将人运动分解为沿河岸方向和垂直于河岸方向，水流的运动不影响垂直于河岸方向上的运动，在垂直于河岸方向上
人的划水速度不变，所以过河的时间不变．水流速的大小影响在沿河岸方向上的位移
x=v水t
时间不变，水流速越大，沿河岸方向上的位移越大，根据运动的合成，发生的位移（路程）越大．
人运动分解为沿河岸方向和垂直于河岸方向，这两个方向上的分运动都是匀速直线运动的话，即意味着合力为0，合运动也是匀速直线运动。故D正确，ABC错误．
故选B。
3．A
【解析】AC．根据
解得
可知，轨道半径越小，速度越大，即“天宫空间站”的速度小于“天舟五号”的速度；
“天宫空间站”始终在同一轨道运行，故其轨道半径不变，则线速度和角速度都保持不变，A正确，C错误；
B．根据
解得
可知，轨道半径越小，加速度越大，即“天宫空间站”的加速度小于“天舟五号”的加速度，B错误；
D．根据
可知，轨道半径相同，结合体的质量大于对接前空间站的质量，则“结合体”受到地球的引力比“天宫空间站”受到地球的引力大，D错误；
故选A。
4．A
【解析】AB．A、B是转动的大小齿轮边缘的两点，可知
根据
，
可得
由于B、C两点都在大轮上，可知
根据
，
可得
则A、B、C三点线速度大小之比为
则A、B、C三点角速度之比为
故A正确，C错误；
B．根据
可知A、B、C三点加速度之比为
故B错误；
D．根据
可知A、B、C三点周期之比为
故D错误。
故选A。
5．C
【解析】AB．逆向思维，两次足球都是做同一高度的平抛运动，因此两次在空中飞行的时间相等，故AB错误。
CD．逆向思维，两次平抛运动的水平距离不同，而时间相同，因此水平距离远的初速度较大，“落地时”足球“合速度”较大，与水平方向的夹角较小， 故C正确，D错误；
故选C。
6．B
【解析】A．当火车以规定的行驶速度转弯时，内、外轨均不会受到轮缘的侧向挤压，有
解得
A错误；
B．当火车速率小于v时，火车有向心运动的趋势，则对内轨有挤压，B正确；
C．汽车通过凹形桥的最低点时，对汽车有
由上述公式可知，汽车的速度越大，桥给汽车的支持力就越大，根据牛顿第三定律可知，其汽车对桥面的压力就越大，C错误；
D．由于小球在圆管中运动，在最高点速度可以是零，D错误。
故选B。
7．D
【解析】A．向心力是一种效果力，并非物体实际受力，选项A错误；
B．女运动员在水平面做匀速圆周运动，竖直方向受力平衡，则有
男运动员对女运动员的拉力约为
选项B错误；
C．设男女运动员两手臂的总长度为，以女运动为对象，根据牛顿第二定律可得
解得
男运动员的手臂与水平冰面的夹角变小一些，可知女运动员旋转的线速度变大，选项C错误；
D．设冰面对男运动员的支持力为，根据受力平衡可得
根据牛顿第三定律可知，男运动员对冰面的压力约为，选项D正确。
故选D。
8．AC
【解析】A．加大脱水筒转动的线速度，需要提供的向心力变大，当不足以提供向心力时，水滴就会做离心运动，脱水效果会更好，故A正确；
B．加快脱水筒转动的角速度，根据
可知筒壁对衣服的支持力将增大。根据牛顿第三定律，衣服对筒壁的压力也将增大；故B错误；
C．水会从脱水筒甩出是因为衣服对水的力不足以提供水滴做圆周运动的向心力，水滴做离心运动的结果，故C正确；
D．衣服随脱水筒做圆周运动的向心力由衣服所受的筒壁的弹力提供，故D错误。
故选AC。
9．BD
【解析】A．由开普勒第二定律知，天舟四号在A点的运行速度大于在B点的运行速度，故A错误；
B．由
知，天舟四号无论在哪个轨道上运行，经过B点时，天舟四号所受地球的引力都一样，根据牛顿第二定律，加速度大小相等，故B正确；
C．天和核心舱的高度比同步卫星高度低，因此天和核心舱的线速度比同步卫星的线速度大。又因为同步卫星的线速度比赤道上物体随地球自转的线速度大，故天和核心舱的线速度大于地球赤道上物体随地球自转的线速度，故C错误；
D．要使天舟四号从低轨道到高轨道，应该使天舟四号在B点点火加速，使万有引力小于其需要的向心力，从而离心到更高轨道，才能与天和核心舱顺利完成对接，故D正确。
故选BD。
10．AD
【解析】AB．根据
有
=0.8s
故A正确，B错误；
CD．根据
有
=1.5m/s
故C错误，D正确。
故选AD。
11． A C 不变
【解析】（1）本实验采用的科学研究方法是控制变量法。
故选A。
（2）因为两个小球的质量相等，运动半径相等，塔轮上的皮带分别置于第一层、第二层和第三层时，它们的角速度不同，则可以探究向心力的大小与角速度的关系。
故选C。
（3）由F=mω2r可知，皮带所在左、右塔轮的半径相等，则转动过程中两球的角速度总是相等，如图两球做圆周运动的半径也是相等的，此实验是探究向心力与质量的关系，加速转动过程中角速度逐渐增大，向心力逐渐增大，但由于两球的质量比不变，则两边红白等分标记的比值不变，露出的长度之比不变。
12． BC 球心 大于 0.80 AB
【解析】（1）AC．为了使钢球每次从斜槽轨道末端抛出时的速度大小相同，每次必须从斜槽上相同的位置无初速度释放钢球，而斜槽轨道是否光滑对上述要求无影响，所以斜槽轨道不必须光滑，故A不符合题意，C符合题意；
B．为了使钢球每次从斜槽轨道末端飞出后做平抛运动，斜槽轨道末端必须水平，故B符合题意；
D．移动挡板时，挡板高度的间距决定了所记录痕迹点间的竖直距离，该距离是否相等对运动轨迹的描绘不会产生影响，所以不必要等间距变化，故D不符合题意。
故选BC。
（2）a．小球通过挤压复写纸在白纸上留下的痕迹点是小球球心在白纸上的投影点，而坐标原点与其他痕迹点理论上都应在一条抛物线上，所以将钢球静置于Q点，钢球的球心对应白纸上的位置即为原点。
b．因为A、B和B、C间水平距离相等，所以A、B和B、C间对应钢球运动的时间相同，设为T，设钢球在A、B点时的竖直分速度大小分别为vAy，vBy，则
所以
c．由题意可知A、B、C三点中相邻两点间的时间间隔相同，均设为T，根据运动学规律有
解得
钢球平抛的初速度大小为
将x=4cm，y1=4cm和y2=6.5cm带入得：v0=0.80m/s
（3）A．用水平喷管喷出细水柱，并拍摄片，可得水柱的轨迹是平抛的轨迹，故A正确；
B．频闪照相后再将点连接可以得到平抛轨迹，故B正确；
C. 将铅笔垂直于竖直的白纸板放置，笔尖紧靠白纸板，以一定初速度水平抛出，笔尖与白纸板间有摩擦阻力，所以铅笔做的不是平抛运动，故C错误。
故选AB。
13．（1）；（2）
【解析】（1）根据万有引力定律和牛顿第二定律可知
可得火星的质量
（2）由于贴近火星表面的卫星运行速度为第一宇宙速度
联立解得第一宇宙速度
14．（1）t＝0.2s；（2）1.25
【解析】（1）水流垂直落在与水平面成37°角的水轮叶面上水平方向速度和竖直方向速度满足
解得
＝0.2s
（2）水流到水轮叶面上时的速度大小为
轮叶受冲击点的线速度大小接近冲击前瞬间水流速度大小，则该落点A的线速度为2.5m/s；
根据
解得
15．（1）2m/s；（2）4m/s；（3）
【解析】（1）小球摆到最低点时，细线恰好绷断，且此时细线拉力即为最大张力1.5mg
解得
（2）依题意可知，物块以2m/s冲上传送带；之后物块做匀加速直线运动
根据牛顿第二定律
解得
物块与皮带达到共速时，根据速度位移公式有
解得
，能达到共速
（3）传送带转轮的半径R=0.1m
物块在C开始做圆周运动的最大速度为：
vC>vmax，故物块从C点开始做平抛运动，设水平距离为，在水平方向
在竖直方向
解得
x=2m；t=0.5s
当物块恰好落在小车最左端时，
当物块恰好落在小车最右端时，
A
7
D
