安徽省示范高中培优联盟2023年春季联赛（高一）
物理 试题卷
一、选择题(共10小题，共48分；其中1-6为单项选择题，每题4分；7-10为多项选择题，每题6分，全对得6分，选对但不全得3分，选错得0分)
1．旱冰爱好者在地面上滑行，若他正沿圆弧弯道以不变的速率滑行，则他( )
A．转弯过程所受的合力为0 B．向心加速度大小不变
C．仅受到重力和向心力作用 D．向心加速度方向不变
2．某天文爱好者根据地球和木星的不同卫星做圆周运动的半径r与周期T，现作出如图所示的图像，图线①中c的左侧部分为虚线，图线②中b的左侧部分为虚线。已知引力常量为G，木星质量大于地球质量，则( )
A．图线①是地球卫星运动的规律 B．地球的质量为
C．木星的密度为 D．木星与地球的密度之比为
3．链球运动是田径运动中投掷项目之一，要求运动员有高协调性和在高速度的旋转中维持身体平衡的能力。运动员双手握住柄环，站在投掷圈后缘，经过预摆和3-4圈连续加速旋转及最后用力，将链球掷出。假设转动过程中转动平面不变，转动半径为R且与水平面的夹角为θ。已知链球质量为m，重力加速度大小为g，不计空气阻力，则以下判断正确的是( )
A．链球在最高点时可能只受重力
B．链球所受合力始终指向做圆周运动的轨迹圆心
C．链球运动到最低点时，运动员对地面的压力最大
D．若在最低点时角速度为ω，则此时链子上的拉力为
4．神舟号载人飞船发射前，在飞船舱内平台上放置一质量为m=4kg的物块，载人飞船随火箭竖直向上以a=5m/s2匀加速升空，当载人飞船上升到离地高度等于地球半径时，地面处重力加速度g=10m/s2，则舱内平台对物块的支持力大小为( )
A．30N B．40N C．50N D．60N
5．如下页图所示，质量为m的物块A静置于水平台面上，质量也为m的光滑小球B(可视为质点)放在半球体C上，物块A与小球B通过细线连接起来，并且细线绕过轻质定滑轮P。物块A在图示位置恰好处于静止状态，滑轮P通过竖直的轻杆固定于半球体球心的正上方，细线PA水平，PB刚好与半球体相切且与竖直方向的夹角θ=30°。重力加速度大小为g，不计细线与滑轮间的摩擦，则( )
A．轻杆OP对滑轮的作用力大小为mg B．A受到的摩擦力大小为
C．C受到的摩擦力大小为 D．C对B的弹力大小为
6．第24届冬季奥运会于2022年2月在北京召开，如图甲所示为运动员跳台滑雪运动瞬间，运动示意图如图乙所示，运动员从助滑雪道AB上由静止开始滑下，到达C点后水平飞出，落到滑道上的D点，运动轨迹上的E点的速度方向与轨道CD平行，设运动员从C到E与从E到D的运动时间分别为t1与t2，EQ垂直于斜面CD，垂足为Q点。忽略空气阻力，则( )
A． B．
C．若离开C点的速度加倍，则落在斜面上距C的距离也加倍
D．若离开C点的速度加倍，则空中运动的时间加倍
7．2022年11月30日神舟十五号成功与中国空间站完成对接，3名航天员顺利进驻空间站，与神舟十四号航天员乘组首次实现“太空会师”，已知空间站绕地球运行近似为匀速圆周运动，离地面距离约为400km，地球半径约为6400km，地球表面的重力加速度g取10m/s2，下列说法正确的是( )
A．空间站的向心加速度大于g
B．核心舱运行速度小于7.9km/s
C．由题干条件可以求出地球的质量
D．考虑到稀薄大气的阻力，无动力补充，空间站的速度会越来越大
8．如图所示，P、Q两端距离为L的水平传送带以速度v顺时针运转，将小煤块M轻放在传送带左端P，当煤块从右端Q离开传送带时，传送带上留下了长度为s的痕迹，不计绕过传动轮的传送带长度，下列说法正确的是( )
A．煤块从左端运动到右端时间可能为
B．增加传送带的长度，划痕长度s一定会变长
C．减小煤块与传送带间的摩擦因数，煤块从右端离开时速度可能会变大
D．增大传送带运转速度，煤块从左端到右端时间可能保持不变
9．如图所示，倾斜放置的挡板OQ与竖直方向的夹角为45°，从O点正下方的P点以的水平初速度向右抛出一小球(可视为质点)，若小球的运动轨迹恰好与挡板上的M点相切(M点未画出)，重力加速度g取10m/s2，不考虑空气阻力，则( )
A．小球到达M点时的速度大小为
B．从P到M过程中，小球的速度的变化量大小为2m/s
C．O、P两点间的距离为0.2m
D．小球经过M点之后将沿直线MQ运动
10．如图所示，相同材料做成的A、B两个物体，用细线连接放在匀速转动的水平转台上随转台一起绕竖直轴转动。已知物体质量间的关系mB=2mA，转动半径相同均为r，已知物体与转台间摩擦因数为μ，重力加速度为g，以下说法中正确的是( )
A．转台角速度，B物体的摩擦力是A物体的摩擦力的2倍
B．随转速的增加，物体A受到的摩擦力先达到最大值
C．随转速的增加，两物块受到的摩擦力一直增加，直至相对转台发生滑动
D．转台角速度，两物块相对转台开始发生滑动
二、实验题(本题共2小题，每空2分，共12分)
11．某物理兴趣小组打算利用平抛运动知识研究水龙头水平喷水的相关参数，方法步骤如下：
(1)为了使喷出的水形成稳定的水柱，准确测出喷出水的初速度，设计了以上两种方案，你认为较为合适的方案是 ；(选填“甲”或“乙”)
(2)用游标卡尺(测量工具)测量喷水口的内径，记为D；
(3)打开水龙头，水从喷水口水平喷出，稳定后测得落地点距喷水口水平距离为x，竖直距离为h，当地重力加速度为g，则水喷出的初速度v0= (用题中字母表示)；
(4)根据上述测量值，可得空中水的体积V= (用题中字母表示)。
12．某物理兴趣小组利用传感器探究向心力与角速度的关系实验。实验装置如图甲所示。装置中水平直槽能随竖直转轴一起转动，将滑块套在水平直槽上，用细线将滑块与固定的力传感器连接。当滑块随水平直槽一起匀速转动时，细线的拉力提供滑块做圆周运动需要的向心力。拉力的大小可以通过力传感器测得，滑块转动的角速度可以通过角速度传感器测得。
(1)为了探究向心力与角速度的关系，需要控制 保持不变；
(2)该小组按(1)中要求，测出多组F、ω数值，将测算得到的结果通过作图法来处理数据，如图乙所示，纵轴F为力传感器读数，横轴为ω2，图线不过坐标原点的原因是 ；
(3)用电子天平测得物块质量为2kg，直尺测得物块转动半径为40.00cm，图乙中直线斜率大小为 (结果保留两位有效数字)。
三、计算题(本题共4小题，共40分；其中第13题8分，第14题10分，第15题10分，第16题12分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)
13．如图所示，相互垂直的两光滑杆OM、ON，其中OM杆水平放置，两杆上分别套着环P和Q，环P的质量m1=2m，Q的质量m2=m，用轻绳连接，一根弹簧左端固定于O点，右端与环P栓接，并且已知弹簧的原长为l，劲度系数，两环静止时，轻绳与竖直方向的夹角θ=37°，sin37°=0.6，cos37°=0.8，重力加速度g=10m/s2。
(1)水平杆对P的支持力，弹簧形变量分别是多少；
(2)现在该装置以竖直杆ON为轴转动，弹簧长度恰好为原长，求转动的角速度ω。
14．如图所示，两个半径均为R的四分之一光滑圆弧轨道AO、BD，圆弧轨道AO固定在水平桌面上，轨道末端与桌面相切，O点位于桌面右侧边缘上，另一圆弧轨道BD竖直固定在桌子的右侧并且以O点为圆心，线段OB为轨道的水平方向的半径。将质量为m的小球放在轨道AO上某点由静止下滑，小球越过O点后水平飞出，落在圆弧轨道BD上。改变小球释放点的位置，小球将落在圆弧轨道上的不同位置，已知小球到达O的速度大小与释放的高度h满足的关系是：，忽略空气阻力，重力加速度为g，求：
(1)若时，小球到达O点时对轨道的压力；
(2)改变释放点的位置，小球到达轨道BD时速度的最小值。
15．从距地面高度3.2m处，将质量为0.4kg的小球以3m/s的初速度水平向右抛出。小球运动过程中受到恒定的水平向左的风力，风力的大小为3N。小球运动过程不考虑其他外力，重力加速度g=10m/s2, 求：
(1)从抛出到落地小球的位移；
(2)小球落地时的速度的大小；
(3)小球从抛出到落地过程速度的最小值。
16．如图甲所示，两个质量分别为1kg，2kg的物块A、B叠放压在一个轻弹簧上处于静止状态。弹簧的劲度系数N/m，下端固定于地面上。时刻给物块A施加竖直向上的作用力F，使物块A向上做匀加速直线运动。F与物块A的位移x变化关系如图乙所示。重力加速度g=10m/s2，求：
(1)时刻外力F的大小；
(2)物块A向上运动的位移为多大时二者分开；
(3)F作用1s后撤去，求物块A整个运动过程上升的最大高度。
跟紧坦编, 舒舒坦坦
安徽省示范高中培优联盟2023年春季联赛（高一） 物理 试题卷 —01—
安徽省示范高中培优联盟2023年春季联赛(高一)
物理 参考答案
1．B
【详解】A．匀速圆周运动的速度方向是时刻改变的，故匀速圆周运动是变速运动，合力不为0，故A错误；B．向心加速度大小不变，故B正确；C．受到重力，摩擦力作用，故C错误；D．向心加速度方向时刻改变，故D错误。
2．B
【详解】AB．根据万有引力提供向心力有，，可得中心天体质量越大，的图像斜率越大，因木星质量大于地球质量，所以图线①是木星卫星运动的规律，故A错误；B．图线②是地球卫星运动的规律，故，解得：故B正确；CD．由图线①上的点可得木星的质量，木星的半径的三次方，根据木星的密度，解得：，同理可得：，故，故CD错误。
3．C
【详解】A．链球在倾斜平面上做圆周运动，在垂直于圆周运动平面上合力为零，故在最高点和最低点时一定受到链子的拉力，故A错误；B．链球做非匀速圆周运动，合外力不会始终指向圆心，故B错误；C．在最低点时，链子的拉力最大，竖直分量最大，因此人对地面的压力最大，故C正确；D．设链子的拉力为F，此时与转动平面间夹角为，在沿圆平面方向和垂直于圆平面方向建立坐标系，可得，，联立两式可得，故D错误。
4．A
【详解】由万有引力定律得，在地面处，在距离地面高处，解得，在h高处，对物块根据牛顿第二定律得，代入数据联立解得。
5．C
【详解】BD．对小球B分析，受重力、细线拉力、C对B的弹力，如图，绳子的拉力大小，C对B弹力大小，A受到的摩擦力大小为，故BD错误；A．轻杆对滑轮的作用力大小，故A错误；C．对B、C整体水平方向根据平衡条件可知C受到的摩擦力大小为，故C正确。
6．D
【详解】以C点为原点，以CD为x轴，以CD垂直向上方向为y轴，建立坐标系如图。A．对运动员的运动进行分解，y轴方向做类竖直上抛运动，x轴方向做匀加速直线运动。当运动员速度方向与轨道平行时，在y轴方向上到达最高点，根据竖直上抛运动的对称性，可知，选项A错误；B．由于沿斜面方向有初速度，不满足初速度为零的匀变速直线运动的规律，位移之比不等于1∶3，选项B错误；CD．将初速度沿x、y方向分解为、，将加速度沿x、y方向分解为，则运动员的运动时间为，落在斜面上的距离，离开C点的速度加倍，则、加倍，t加倍，由位移公式得s不加倍，C错D对。
7．BD
【详解】A．空间站所处的重力加速度为，根据万有引力定律和牛顿第二定律，而在地面处，由于空间站做匀速圆周运动，空间站在该处的万有引力提供向心力，重力加速度等于向心加速度，因此向心加速度小于g，故A错误；B．根据，可知轨道半径越大，运行速度越小，在地面处的运行速度为，因此在该高度处的运行速度小于，故B正确；C．根据，从题干信息无法知道G的值，因此无法求出地球的质量，故C错误；D．考虑到稀薄大气的阻力，无动力补充，空间站逐渐做近心运动，轨道半径逐渐减小，运行速度会越来越大，故D正确。
8．AD
【详解】A．若煤块恰好到达右端与传送带共速，则，解得，故A正确；B．若煤块在到达右端之前已经与传送带共速，则划痕长度不变，故B错误；C．若减小煤块与传送带间的摩擦因数，煤块从右端离开时速度可能不变或者减小，不会变大，故C错误；D．若增大传送带运转速度前后，煤块从左端到右端一直加速，则时间保持不变，故D正确。
9．BC
【详解】A．运动轨迹恰好与挡板上的M点相切，则小球在B点的实际速度与水平方向夹角为45°，即，M点速度大小，，故A错误；B．速度为矢量，水平方向速度不变，则，故B正确；C．小球从P到M过程，下落时间，水平方向位移，又因为速度的反向延长线交于水平位移的中点，根据几何关系得，故C正确；D．小球经过M点之后将继续做曲线运动，不会沿直线运动，故D错误。
10．AD
【详解】A．当摩擦力达到最大静摩擦力时，，因此时，绳子没有拉力，由静摩擦力提供二者的向心力，由于B的质量是A的2倍，所以摩擦力是A的2倍，选项A正确；B．随转速的增加，两物块同时达到最大静摩擦力，选项B错误；C．达到最大摩擦力之后A的摩擦力开始减小，减到0开始反向，沿半径向外，直至再一次达到最大，选项C错误；D．A物块摩擦力反向最大时，对A：，对B：，得到，选项D正确。
11．(1)甲；(3)；(4)
【详解】(1)甲图出水口处液体的压强不变，能形成稳定的水柱，因此选择甲方案：(3)根据平抛运动规律，解得；(4)空中水的体积为
12．(1)滑块质量和转动半径；(2)存在摩擦力的影响；(3)0.80
【详解】(1)由向心力公式，可知，为了探究向心力与角速度的关系，需要保持滑块质量和转动半径不变。(2)实际表达式为，图线不过坐标原点的原因是存在摩擦力的影响。(3)根据(2)中解析式可知，斜率为
13．(1)3mg，；(2)
【详解】(1)对P、Q的受力分析，对Q，由平衡条件，竖直方向上有，对P，由平衡条件，竖直方向上有，水平方向上有，解得，；(2)当弹簧在原长时，则由，解得. 对Q环，对P环, 解得。
14．(1)2mg，方向垂直轨道向下；(2)
【详解】(1)根据，，可知，小球到达O点时速度大小，O点处分析小球受力有，解得，根据牛顿第三定律可知，小球对轨道的压力大小，方向垂直轨道向下。(2)小球从O点飞出后做平抛运动，由平抛运动规律得，，，，设小球到达轨道BD时的速度为v，则有，，联立可得，，当时，速度最小，最小速度为，
15．(1)3.2m，方向竖直向下；(2)；(3)2.4m/s
【详解】(1)小球从抛出到落地竖直方向为自由落体运动，解得，水平方向，可得，水平方向根据匀变速运动规律，解得，即该过程小球的水平分位移为0，落点位于抛出点的正下方，所以该过程小球的位移大小为，方向竖直向下。(2)落地时竖直速度，水平速度，落地时合速度大小为。(3)当小球合速度与合力方向垂直时速度最小，如图，因此，可得，速度最小为
16．(1)6N；(2)0.12m；(3)1.2m
【详解】(1)由乙图知时A、B脱离后，对A，由牛顿第二定律，解得，时，对A、B整体，解得。(2)未施加F时，弹簧的压缩量为，解得，A、B刚要脱离时，对B有，解得，所以从开始运动到二者分开A物块的位移。(3)从开始运动到分开过程，解得，因此开始内，物块A上升的高度，撤出力F后A物块竖直上抛运动，上升高度，整个运动过程A上升的最大高度。
答案第1页，共2页
安徽省示范高中培优联盟2023年春季联赛（高一） 物理 参考答案 —01—
