精品解析：天津市第四十二中学2023-2024学年高一下学期第二次质量检测物理试卷

四十二中高一年级下学期第二次质量检测物理试卷 一．单选（每题5分，共25分） 1. 相同的物块A、B叠放在一起，在水平转台上随圆盘一起匀速圆周运动且和圆盘保持相对静止，正确的是（　　） A. B所需的向心力比A大 B. 图中A对B摩擦力是向左的 C. 两物块所受的合力等大反向 D. 圆盘对B摩擦力大小是A对B摩擦力大小的2倍 2. 如图是无人机绕拍摄主体飞行时，在水平面内做匀速圆周运动示意图。已知无人机的质量为m，轨道平面距拍摄对象高度为h，无人机与拍摄对象距离为r，飞行时线速度大小为v，则无人机做匀速圆周运动时（　　） A. 无人机所受空气作用力为mg B. 无人机所需的向心力为 C. 无人机飞行时速度不变 D. 无人机绕行一周的周期为 3. 细线下端系着一个小球，手拿着细线上端，使小球在水平面内做匀速圆周运动。当小球角速度为时，小球在较低圆周1上做匀速圆周运动，细线对小球拉力为，小球向心力为，小球线速度为；当小球角速度为时，小球在较高圆周2上做匀速圆周运动，细线对小球拉力为，小球向心力为，小球线速度为。下列说法正确的是（　　） A. > B. < C. = D. > 4. 如图所示，光滑斜面上固定一个圆形转盘，转盘上表面平整，圆心为，转盘可绕垂直斜面的轴转动。转盘上放置一个小滑块，转盘绕匀速转动，总是相对转盘静止，下列判断正确的是（　　） A. 在任意位置向心力均相同 B. 在最左端点和最右端点受到转盘摩擦力大小相等方向相反 C. 受到的摩擦力至少有一个位置指向圆心，最多有两个位置 D. 在最高点和最低点受到转盘的摩擦力大小可能相等 5. 飞船的发射过程可简化为：飞船从预定轨道Ⅰ的A点第一次变轨进入椭圆轨道Ⅱ，到达椭圆轨道远地点B时，再次变轨进入空间站运行轨道Ⅲ，与空间站实现对接。假设轨道Ⅰ和Ⅲ都近似为圆轨道，下列说法正确的是（　　） A. 飞船在椭圆轨道Ⅱ经过A点时的速度比飞船在圆轨道I经过A点时的速度小 B. 飞船沿轨道Ⅱ运行时机械能大于在轨道Ⅲ运行时的机械能 C. 飞船在椭圆轨道Ⅱ经过A点时速度一定小于11.2km/s D. 轨道Ⅰ和轨道Ⅲ上飞船与地球的连线在相等时间内扫过的面积相比，I大 二、多选题（每题5分，少选给3分，共15分） 6. 地球同步卫星离地心的距离为r，运行速率为v1，向心加速度为a1，地球赤道上的物体随地球自转的向心加速度为a2，地球的第一宇宙速度为v2，半径为R，则下列比例关系中正确的是（　　） A. ＝ B. ＝ C. ＝ D. ＝ 7. 固定斜面倾角为30°,一质量为m的物体（可视为质点）从距底端高为h处由静止开始匀加速下滑，加速度为，从上向下滑到底端过程中，下列说法正确的是（　　） A. 物体获得动能为 B. 物体克服摩擦力做功为 C. 下滑过程中系统减少的机械能为 D. 物体下滑到底端时，重力功率为 8. 图甲所示的无人机，某次从地面由静止开始竖直向上飞行，该过程中加速度a随上升高度h的变化关系如图乙所示。已知无人机的质量为m，重力加速度为g，取地面为参考平面且竖直向上为正方向，不计空气阻力，则下列说法中正确的是（　　） A. 无人机上升过程中机械能与h成正比 B. 飞至h高处时动能为0.5mgh C. 飞至2h高时机械能增加量为 D. 飞至0.5h高时无人机的机械能为mgh 9. 用如图甲所示的实验装置做“验证机械能守恒定律”实验时，将打点计时器固定在铁架台上，使重物带动纸带从静止开始下落。 （1）关于本实验，下列说法正确的是 （填字母代号）。 A. 应选择质量大、体积小的重物进行实验 B. 释放纸带之前，纸带可以处于弯曲状态 C. 先释放纸带，后接通电源 （2）实验中，得到如图乙所示的一条纸带。在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C，测得它们到起始点O（O点与下一点的间距接近2mm）的距离分别为、、。已知当地重力加速度为g，打点计时器打点周期为T。设重物质量为m。从打O点到B点过程中，重物重力势能变化量_________，动能变化量________（用已知字母表示） 10. 用如图甲所示的装置做“验证机械能守恒定律”的实验，将重锤固定在纸带一端，使重锤由静止自由下落，打出的纸带由于初始部分的点迹模糊不清，舍去这部分点迹后得到如图乙所示纸带。 （1）选用的测量仪器除打点计时器外还需要 ______ A．弹簧秤 B．天平 C．毫米刻度尺 D．秒表 （2）关于实验操作及数据处理，下列说法正确的是 ______ A．选用质量大、体积小的重锤可以减小实验的偶然误差 B．图中纸带的左侧是与重锤相连的一端 C．若通过图像验证机械能守恒，必须多次重复实验，才能得到多个数据点 D．利用数据做出图像，若图像是直线，则说明重物下落过程机械能守恒 （3）在利用纸带上的数据点验证机械能守恒时，已经测出了AC段和FH段长度，还需要测出 ______段长度才能完成本次验证。 11. 滑板运动惊险刺激受到很多年轻人的喜爱，一个滑板运动员在一个平台上的A点，以v0=16m/s的速度冲向一个圆形轨道，在圆轨道的B点沿切线划入轨道，CD是圆的一条直径，D为最高点，C为最低点，OB与OC的夹角为，圆轨道半径R=5m，人与滑板车的总质量为m=60kg，滑到轨道最高点D时对轨道的压力等于他们的重力，重力加速度取10 m/s2，sin=0.6，cos=0.8。求： (1)人与滑板车滑到轨道最高点D时速度； (2)圆轨道对滑板车摩擦力做的功。 12. 一篮球质量为，一运动员使其从距地面高度为处由静止自由落下，反弹高度为。若使篮球从距地面的高度由静止下落，并在开始下落的同时向下拍球、球落地后反弹的高度也为。假设运动员拍球时对球的作用力为恒力，作用时间为；该篮球每次与地面碰撞前后的动能的比值不变。重力加速度大小取，不计空气阻力。求： （1）运动员拍球过程中对篮球所做的功； （2）运动员拍球时对篮球的作用力的大小。 13. 人造瀑布景观由供水装置和瀑布景观两部分组成。一水泵将水池中的水抽到高处，龙头喷出的水流入高处的水平槽道内，然后从槽道另一端水平流出，落入步道边的水池中，形成瀑布景观。水池的水面距离地面为H（不会随着水被抽走而改变水位），龙头离地面高为h，龙头喷水管的半径为r，龙头喷出的水从管口处以不变的速度源源不断地沿水平方向喷出。若不接水平槽道，龙头喷出的水直接落地（如图中虚线所示），其落地的位置到龙头管口的水平距离为d=2h。已知水的密度为ρ，重力加速度为g，不计空气阻力。 （1）求单位时间内从龙头管口流出水的质量m0； （2）不计额外功的损失，求水泵的输出功率P。 （3）在施工前，先制作一个为实际尺寸的瀑布景观模型展示效果，求模型中槽道里的水流速度应为实际水流速度的多少倍？ 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 四十二中高一年级下学期第二次质量检测物理试卷 一．单选（每题5分，共25分） 1. 相同的物块A、B叠放在一起，在水平转台上随圆盘一起匀速圆周运动且和圆盘保持相对静止，正确的是（　　） A. B所需的向心力比A大 B. 图中A对B摩擦力是向左的 C. 两物块所受合力等大反向 D. 圆盘对B摩擦力大小是A对B摩擦力大小的2倍 【答案】D 【解析】 【详解】A．由向心力公式可知，相同的物块A、B叠放在一起做圆周运动，故向心力相同，故A错误； B．图中A做圆周运动向心力是B对其向左的摩擦力提供的，所以A对B摩擦力是向右的，故B错误； C．两物块所受的合力提供向心力，而A、B向心力相同，故C错误； D．物块A所受摩擦力为 物块B所受转台提供摩擦力和A对B的摩擦力合力提供向心力 与等大，所以 故D正确。 故选D。 2. 如图是无人机绕拍摄主体飞行时，在水平面内做匀速圆周运动的示意图。已知无人机的质量为m，轨道平面距拍摄对象高度为h，无人机与拍摄对象距离为r，飞行时线速度大小为v，则无人机做匀速圆周运动时（　　） A. 无人机所受空气作用力为mg B. 无人机所需的向心力为 C. 无人机飞行时速度不变 D. 无人机绕行一周的周期为 【答案】D 【解析】 【详解】A．无人机做匀速圆周运动，重力方向竖直向下，所需向心力水平方向，则空气对无人机的作用力斜向上方，大于重力，故A错误； B．由几何关系可得，无人机做匀速圆周运动的半径为 则无人机所需的向心力为 故B错误； C．无人机飞行时速度大小不变，方向改变，故C错误； D．无人机绕行一周的周期为 故D正确。 故选D。 3. 细线下端系着一个小球，手拿着细线上端，使小球在水平面内做匀速圆周运动。当小球的角速度为时，小球在较低圆周1上做匀速圆周运动，细线对小球拉力为，小球向心力为，小球线速度为；当小球角速度为时，小球在较高圆周2上做匀速圆周运动，细线对小球拉力为，小球向心力为，小球线速度为。下列说法正确的是（　　） A. > B. < C. = D. > 【答案】B 【解析】 【详解】A．小球的向心力为 由于，有 故A错误； B．绳上的拉力为 由于，有 故B正确； CD．小球水平面内做匀速圆周运动，设绳长为l，细线与竖直方向夹角为，根据牛顿第二定律，有 可得 ， 由于，有 ， 故CD错误。 故选B。 4. 如图所示，光滑斜面上固定一个圆形转盘，转盘上表面平整，圆心为，转盘可绕垂直斜面的轴转动。转盘上放置一个小滑块，转盘绕匀速转动，总是相对转盘静止，下列判断正确的是（　　） A. 在任意位置向心力均相同 B. 在最左端点和最右端点受到转盘摩擦力大小相等方向相反 C. 受到的摩擦力至少有一个位置指向圆心，最多有两个位置 D. 在最高点和最低点受到转盘的摩擦力大小可能相等 【答案】C 【解析】 【详解】A．滑块做匀速圆周运动，向心力大小相等，方向时刻改变，故A错误； B．在左端点和右端点，靠静摩擦力和重力沿斜面向下的分力的合力提供向心力，静摩擦力和重力沿斜面向下的分力的合力方向相反，由于半径相等，角速度相等，向心力大小相等，则摩擦力大小相等，方向并不相反，故B错误； C．最低点静摩擦力指向圆心，最高点可能指向圆心，P受到的摩擦力至少有一个位置指向圆心，最多有两个位置，故C正确； D．设转盘转动的角速度为，滑块的质量为m，半径为r，在最低点时，有 得 假设在最高点时摩擦力大小和最低点相等，若方向沿斜面向下有 不成立，若方向沿斜面向上，则摩擦力与重力的沿斜面方向的分力的合力沿斜面向上，故也不成立。可知在最高点和最低点受到转盘的摩擦力大小不可能相等，故D错误； 故选C 5. 飞船的发射过程可简化为：飞船从预定轨道Ⅰ的A点第一次变轨进入椭圆轨道Ⅱ，到达椭圆轨道远地点B时，再次变轨进入空间站运行轨道Ⅲ，与空间站实现对接。假设轨道Ⅰ和Ⅲ都近似为圆轨道，下列说法正确的是（　　） A. 飞船在椭圆轨道Ⅱ经过A点时的速度比飞船在圆轨道I经过A点时的速度小 B. 飞船沿轨道Ⅱ运行时机械能大于在轨道Ⅲ运行时的机械能 C. 飞船在椭圆轨道Ⅱ经过A点时的速度一定小于11.2km/s D. 轨道Ⅰ和轨道Ⅲ上飞船与地球的连线在相等时间内扫过的面积相比，I大 【答案】C 【解析】 【详解】A．飞船在圆轨道I经过A点时需要加速才能进入椭圆轨道II运行，所以飞船在椭圆轨道Ⅱ经过A点时的速度比飞船在圆轨道I经过A点时的速度大，故A错误； B．飞船到达椭圆轨道远地点B时，需要发动机点火加速再次变轨进入空间站运行轨道Ⅲ，与空间站实现对接，发动机推力对飞船做正功，飞船的机械能增大，所以飞船沿轨道Ⅱ运行时机械能小于在轨道Ⅲ运行时的机械能，故B错误； C．11.2km/s是第二宇宙速度其大于第一宇宙速度，而第一宇宙速度是飞船环绕地球运行的最大速度，所以飞船在椭圆轨道Ⅱ经过A点时的速度一定小于11.2km/s，故C正确； D．飞船与地心的连线单位时间内扫过的面积为 对飞船有 整理有 由于轨道Ⅰ半径小于轨道Ⅲ的半径，所以在轨道Ⅰ上飞船与地心连线在相等的时间内扫过的面积小于轨道Ⅲ上飞船与地心连线在相等的时间内扫过的面积，故D项错误。 故选C。 二、多选题（每题5分，少选给3分，共15分） 6. 地球同步卫星离地心的距离为r，运行速率为v1，向心加速度为a1，地球赤道上的物体随地球自转的向心加速度为a2，地球的第一宇宙速度为v2，半径为R，则下列比例关系中正确的是（　　） A. ＝ B. ＝ C. ＝ D. ＝ 【答案】AD 【解析】 【详解】AB．由题意根据向心加速度和角速度的关系有 a1＝ a2＝ 又 ω1＝ω2 故 ＝ 故A正确，B错误； CD．由万有引力提供向心力得 解得 ＝ 故C错误，D正确。 故选AD。 7. 固定斜面倾角为30°,一质量为m的物体（可视为质点）从距底端高为h处由静止开始匀加速下滑，加速度为，从上向下滑到底端过程中，下列说法正确的是（　　） A. 物体获得动能为 B. 物体克服摩擦力做功为 C. 下滑过程中系统减少的机械能为 D. 物体下滑到底端时，重力功率为 【答案】AB 【解析】 【详解】A．人在下滑中受重力、支持力及摩擦力的作用；由牛顿第二定律可知，人受到的合力 故合力的功 由动能定理可知，物体的动能的改变量为；故A正确； BC．物体合外力 故摩擦力 摩擦力所做的功 摩擦力做功等于机械能的减小量，故机械能减小了，故B正确，C错误； D．下滑到底端时的速度 则物体下滑到底端时，重力的功率为 故D错误； 故选AB。 8. 图甲所示的无人机，某次从地面由静止开始竖直向上飞行，该过程中加速度a随上升高度h的变化关系如图乙所示。已知无人机的质量为m，重力加速度为g，取地面为参考平面且竖直向上为正方向，不计空气阻力，则下列说法中正确的是（　　） A. 无人机上升过程中机械能与h成正比 B. 飞至h高处时动能为0.5mgh C. 飞至2h高时机械能增加量为 D. 飞至0.5h高时无人机的机械能为mgh 【答案】BC 【解析】 【详解】B．由微元法可知，图像与坐标轴围成的面积表示加速度与高度的乘积，又因为 故合外力做的功为 当高度为h时 故B正确。 A．无人机的机械能满足 故无人机的机械能不与h成正比，故A错误； C．飞至2h高时机械能增加量为 故C正确； D．飞至0.5h高时机械能为 故D错误。 故选BC。 9. 用如图甲所示的实验装置做“验证机械能守恒定律”实验时，将打点计时器固定在铁架台上，使重物带动纸带从静止开始下落。 （1）关于本实验，下列说法正确的是 （填字母代号）。 A. 应选择质量大、体积小的重物进行实验 B. 释放纸带之前，纸带可以处于弯曲状态 C. 先释放纸带，后接通电源 （2）实验中，得到如图乙所示的一条纸带。在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C，测得它们到起始点O（O点与下一点的间距接近2mm）的距离分别为、、。已知当地重力加速度为g，打点计时器打点周期为T。设重物质量为m。从打O点到B点过程中，重物重力势能变化量_________，动能变化量________（用已知字母表示） 【答案】（1）A （2） ①. ②. 【解析】 【小问1详解】 A．为减小空气阻力的影响，应选择质量大、体积小的重物进行实验，故A正确； B．为避免纸带与限位孔之间的摩擦，保证纸带沿竖直方向运动，释放纸带之前，纸带必须处于竖直状态，故B错误； C．先接通电源，后释放纸带，故C错误。 故选A。 【小问2详解】 [2]从打O点到B点的过程中，重力做正功，重物的重力势能减少，动能增加，则 [3]B点的瞬时速度等于AC段的平均速度，则 则动能变化量为 10. 用如图甲所示的装置做“验证机械能守恒定律”的实验，将重锤固定在纸带一端，使重锤由静止自由下落，打出的纸带由于初始部分的点迹模糊不清，舍去这部分点迹后得到如图乙所示纸带。 （1）选用的测量仪器除打点计时器外还需要 ______ A．弹簧秤 B．天平 C．毫米刻度尺 D．秒表 （2）关于实验操作及数据处理，下列说法正确是 ______ A．选用质量大、体积小的重锤可以减小实验的偶然误差 B．图中纸带的左侧是与重锤相连的一端 C．若通过图像验证机械能守恒，必须多次重复实验，才能得到多个数据点 D．利用数据做出图像，若图像是直线，则说明重物下落过程机械能守恒 （3）在利用纸带上的数据点验证机械能守恒时，已经测出了AC段和FH段长度，还需要测出 ______段长度才能完成本次验证。 【答案】 ①. C ②. B ③. BG##GB 【解析】 【详解】（1）[1]AB．根据 整理可得 可知不需要测量重物质量，AB不需要； C．实验时需要用刻度尺测量纸带上各点的距离，需要用到毫米刻度尺，C需要； D．打点计时器有计时功能，不需要秒表，D不需要。 故选C。 （2）[2]A．验证机械能守恒定律实验中，由于重锤要克服空气阻力做功，从而产生系统误差，选用质量大体积小的重锤能减小空气阻力的影响，从而减小系统误差，A错误； B．由图可知，从A到H，相等时间内位移变大，可知图中纸带的左侧是与重锤相连的一端，B正确； C．若通过图像验证机械能守恒，需要纸带上选择合适数目的点，不需要重复实验，C错误； D．根据可知只要加速度大小恒定，图像均为直线，所以图像是直线，不能说明重物下落过程机械能守恒，D错误。 故选B。 （3）[3]测出了AC段和FH段长度，根据匀变速直线运动中间时刻瞬时速度等于该过程平均速度，可以求出点和点的速度，所以要验证机械能守恒，还需要测出段的长度。 11. 滑板运动惊险刺激受到很多年轻人的喜爱，一个滑板运动员在一个平台上的A点，以v0=16m/s的速度冲向一个圆形轨道，在圆轨道的B点沿切线划入轨道，CD是圆的一条直径，D为最高点，C为最低点，OB与OC的夹角为，圆轨道半径R=5m，人与滑板车的总质量为m=60kg，滑到轨道最高点D时对轨道的压力等于他们的重力，重力加速度取10 m/s2，sin=0.6，cos=0.8。求： (1)人与滑板车滑到轨道最高点D时的速度； (2)圆轨道对滑板车摩擦力做的功。 【答案】(1)10m/s；(2) 【解析】 【详解】(1)到D点时： FN=mg 解得 (2)到达B点时： 由B到D的过程中运用动能定理 解得 12. 一篮球质量为，一运动员使其从距地面高度为处由静止自由落下，反弹高度为。若使篮球从距地面的高度由静止下落，并在开始下落的同时向下拍球、球落地后反弹的高度也为。假设运动员拍球时对球的作用力为恒力，作用时间为；该篮球每次与地面碰撞前后的动能的比值不变。重力加速度大小取，不计空气阻力。求： （1）运动员拍球过程中对篮球所做的功； （2）运动员拍球时对篮球的作用力的大小。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【分析】 【详解】（1）第一次篮球下落过程中由动能定理可得 篮球反弹后向上运动的过程由动能定理可得 第二次从1.5m的高度静止下落，同时向下拍球，在篮球反弹上升的过程中，由动能定理可得 第二次从1.5m的高度静止下落，同时向下拍球，篮球下落过程中，由动能定理可得 因篮球每次和地面撞击的前后动能的比值不变，则有比例关系 代入数据可得 （2）因作用力是恒力，在恒力作用下篮球向下做匀加速直线运动，因此有牛顿第二定律可得 在拍球时间内运动的位移为 做得功为 联立可得 （舍去） 13. 人造瀑布景观由供水装置和瀑布景观两部分组成。一水泵将水池中的水抽到高处，龙头喷出的水流入高处的水平槽道内，然后从槽道另一端水平流出，落入步道边的水池中，形成瀑布景观。水池的水面距离地面为H（不会随着水被抽走而改变水位），龙头离地面高为h，龙头喷水管的半径为r，龙头喷出的水从管口处以不变的速度源源不断地沿水平方向喷出。若不接水平槽道，龙头喷出的水直接落地（如图中虚线所示），其落地的位置到龙头管口的水平距离为d=2h。已知水的密度为ρ，重力加速度为g，不计空气阻力。 （1）求单位时间内从龙头管口流出的水的质量m0； （2）不计额外功的损失，求水泵的输出功率P。 （3）在施工前，先制作一个为实际尺寸的瀑布景观模型展示效果，求模型中槽道里的水流速度应为实际水流速度的多少倍？ 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 由题意可知龙头喷水管的半径为r，可知横截面积为 单位时间内从龙头管口流出的水的体积为 由平抛运动规律得 联立解得体积为 单位时间内从龙头管口流出的水的质量为 【小问2详解】 t时间内从管口喷出的的水体积为 质量为 那么设t时间内水泵对水做的功为W，则由动能定理可得 得水泵输出的功率为 联立解得 【小问3详解】 可知模型中竖直高度和水平位移应都为原来的，由 可得 可知模型中的时间为 水平方向上由 可得 可解得 模型中槽道里的水流速度应为实际水流速度的倍。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$