内容正文:
2024-2025学年高一物理下学期期中模拟卷
(考试时间:60分钟,分值:100分)
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卷指定位置上。
2.答题时,将答案写在答题卷上。写在本试卷上无效。
3.测试范围:沪科版2020必修二第5、6章+第7章1、2节)
4.难度系数:0.7
一、阅读材料,回答下列问题(共12分)
某地发生洪涝灾害,一队突击队员奉命划小船向对岸出发,执行救援任务。
1、(3分)已知河宽,河水流速,船在静水中速度,关于小船的运动,以下说法正确的是( )
A. 小船合运动的速度大小一定是
B. 小船实际运动轨迹的最短位移是
C. 小船若以最短时间渡河,则其船头应与河岸垂直
D. 小船渡河的最短时间为
2、(3分)经研究发现,越靠近河中心河水的流速越快,若冲锋舟船头垂直河岸行驶,则以下运动轨迹中比较符合实际的是( )
A. B. C. D.
3、(6分) 一次救援活动中,无人机也一起参与了救援。无人机在直角坐标系xOy所在的平面内运动规律分别为、,则无人机的加速度大小为__________,无人机的轨迹是__________(填“直线”或“曲线”),末无人机的速度大小为__________。
二、阅读材料,回答下列问题(共14分))
高一某同学为了研究飞镖在空中的运动轨迹,将飞镖上绑上自制信号发射装置,使用弹射器水平弹出,并使用实验室的“魔板”进行记录(原理与实验:《探究平抛运动》完全相同,如左图所示。)右图所示,为一次实验记录中的一部分,图中背景方格的边长表示实际长度8mm,那么:
4. (2分)飞镖在水平方向上的运动是( )
A. 匀速直线运动 B. 匀变速直线运动 C. 变加速直线运动 D. 曲线运动
5. (2分) 右图中的A点________(填是/不是)飞镖发射的起点。
6. (6分)从图像上分析,魔板记录间隔T=________s,小球做平抛运动的水平初速度大小是________m/s;飞镖到B点时,已经在空中飞行了________s。
7.(4分)某同学在水平距离靶标s的位置,将质量为m飞镖水平投出,出手时飞镖速度为,重力加速度为g,不计空气阻力。请问飞镖出手后经过________时间飞镖击中靶子。若飞镖恰好击中红心,则在飞镖在飞行过程中重力做功为________。
三、阅读材料,回答下列问题(共42分)
生活中有许多关于圆周运动的实例,如自行车、游乐场的摩天轮,汽车通过拱形桥等,其中蕴含了圆周运动的相关物理学知识。
8.(3分)如图所示,水平桌面上一小铁球沿直线运动。若在铁球运动的正前方A处或旁边B处放一块磁铁,下关于小铁球运动的说法正确的是( )
A.磁铁放在A处时,小铁球做匀速直线运动 B.磁铁放在A处时,小铁球做匀加速直线运动
C.磁铁放在B处,小球做加速度不变的曲线运动 D.磁铁放在B处,小球做加速度变化的曲线运动
9.(3分)如图所示,轮滑演员在舞台上滑出漂亮的曲线轨迹。在此过程中轮滑演员( )
A.速度始终保持不变 B.运动状态始终保持不变
C.速度方向沿曲线上各点的切线方向 D.所受合力方向始终与速度方向一致
10.(3分)如图所示的陀螺,是汉族民间最早的娱乐工具,也是我们很多人小时候喜欢玩的玩具。从上往下看(俯视),若陀螺立在某一点逆时针匀速转动,此时滴一滴墨水到陀螺,则被甩出的墨水径迹可能如图( )
A.B.C.D.
11.(3分) 游乐场中乘客在如图的摩天轮里随摩天轮一起做匀速圆周运动,下列有关圆周运动的说法中错误的是( )
A. 匀速圆周运动的物体合力都指向圆心 B. 做匀速圆周运动的物体,其线速度不变
C. 匀速圆周运动是一种变加速运动 D. 匀速圆周运动中,线速度大小和半径成正比
12.(4分)上海锦江乐园的摩天轮高,直径,每次可乘坐378人,每转一圈需要15分钟,摩天轮转动时,某座舱内坐着一质量为的乘客,则该乘客随轮一起匀速转动的角速度为__________,所需的向心力大小为__________N。(两空均保留三位有效数字)
13.(4分)某人骑自行车在平直路面上沿直线匀速行驶,如图所示,自行车的大齿轮的半径为,小齿轮的半径为,车轮的半径为,大齿轮转动的周期为T,则大齿轮的线速度大小为__________,自行车前进的速度大小__________。
14.(4分)如图所示,一环形车道竖直放置,半径为,特技演员以恒定速率行驶,演员与汽车的总质量为,重力加速度取。则若要挑战成功,汽车的速率最小值为__________(保留到小数点后两位);若汽车以恒定的速率运动,汽车通过最高点时对环形车道的压力为_____N。
15.(9分)运动员趴在雪橇上从山坡沿截面为圆弧型的冰道快速滑降至水平面上的大圆轨道上。雪橇和运动员(可视为质点)的总质量为m,以速度v在大圆轨道上做匀速圆周运动。圆弧型冰道截面半径为R,雪橇离圆弧型冰道最低点的竖直高度为。忽略摩擦和空气阻力,重力加速度为g。其中R未知,求:(1)圆弧型冰道对雪橇的支持力;(2)雪橇的向心加速度;(3)大圆轨道的半径r。
16.(8分)如图所示为“探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系”的实验装置。
(1)本实验采用的方法是__________法;
(2)本实验除了有无线力传感器(图中②)外,还有无线__________传感器(图中⑤);
(3)小组同学为了探究向心力跟角速度的关系,实验中,先将⑦旋至某一挡位,当悬臂匀速转动时,记录向心力F的大小和角速度的数据。改变角速度的大小,多次实验。小组同学先让一个砝码做半径r为的圆周运动,得到图甲中①图线。然后保持砝码质量不变,再将运动半径r分别调整为、分别又做了两组实验,最后同学们把三组实验得到的图线画在了同一坐标系中。则:
(a)若对①图线的数据进行处理,为了“画曲为直”获得了图像(如图乙所示),该图像是一条过原点的直线,则图像横坐标x代表的是__________。
(b)试在甲图中任找一个数据点,得砝码质量为__________kg(保留到小数点后两位)。
四、阅读材料,回答下列问题(共18分)
冬奥会的单板滑雪比赛场地由助滑区、起跳台、着陆坡、终点区构成。运动员与滑雪板一起从高处滑下,通过跳台起跳,完成空翻、转体、抓板等技术动作后落地。分析时,不考虑运动员空翻、转体等动作对整体运动的影响。
17.(3分)若空气阻力不可忽略,运动员在空中滑行时所受合力的图示正确的是 ( )
18.(15分)简化的赛道如右图所示,其中MN为助滑区,水平部分NP为起跳台,MN与NP间平滑连接。可视为质点的运动员从M点由静止自由滑下,落在足够长的着陆坡上的Q点。运动过程中忽略摩擦和空气阻力,g取10m/s2。
(1)(3分)M到Q的过程中,运动员的速度大小为v、加速度大小为a,下列v-t图或a-t图正确的是( )
(2)(4分)要求运动员离开起跳台时的速度不低于10m/s,则MN的高度至少为_______________m。在现有的赛道上,若运动员希望增大起跳的速度,可以采取的办法是______________________________________。
(3)(4分)已知着陆坡的倾角α=37°,运动员沿水平方向离开起跳台的速度v0=10m/s,他在空中可以有_________________s的时间做花样动作。若起跳速度提高到v0′=12m/s,则运动员落到着陆坡时的速度与坡道的夹角将_________________(选填“增大”、“减小”或“不变”)。
(4)(多选)(4分)甲、乙两名运动员先后在同一赛道上比赛,若空气阻力不可忽略,固定在着陆坡上的传感器测出他们在竖直方向的速度vy与时间t的变化关系如右图所示(均从离开P点开始计时)。图中t1、t2分别是甲、乙运动员落在着陆坡上的时刻,两条图线与t轴之间所围的面积相等,则( )
A.甲、乙的落点在同一位置
B.甲的落点在乙的右侧
C.该过程中甲的平均速度一定大于乙
D.vy=8m/s的时刻,甲所受空气阻力的竖直分量大于乙所受空气阻力的竖直分量
五、北斗卫星导航系统(14分)
北斗卫星导航系统是中国自主研制的全球卫星导航定位系统,北斗卫星导航系统由空间段、地面段和用户段三部分组成,可在全球范围内全天候、全天时为各类用户提供高精度的定位、导航、校时服务,并且具备短报文通信能力,已经初步具备区域导航、定位和投时能力,定位精度为分米、厘米级别,测速精度0.2 m/s,授时精度10 ns。截止2022 年12月,共有55颗在轨运行的北斗导航卫星。
19.(3分)在发射北斗导航卫星的过程中,某段时间内火箭速度的变化规律为υ=(2t+4)m/s ,由此可知这段时间内( )
A. 火箭的初速度为4m/s B. 火箭的加速度为6 m/s2
C. 火箭做匀减速直线运动 D. 在3 s末,火箭的瞬时速度为12 m/s
20.(3分)2020年6月23日,我国成功发射第55颗北斗导航卫星。该卫星属于地球静止轨道卫星(同步卫星)。该卫星( )
A. 入轨后与其他同步卫星共用一条轨道 B. 入轨后相对于地心静止
C. 距离地面高度大约3000 km D. 发射速度大于第二宇宙速度
21.(4分)如图所示为北斗卫星导航系统中部分卫星的轨道示意图,已知a、b、c 三颗卫星均做圆周运动,三颗卫星的轨道半径关系为rc =ra>rb,则卫星c的加速度 卫星b的加速度,卫星α的线速度大小 卫星c的线速度大小。(均选填“大于”“等于”或“小于”)
22.(4分)如图,北斗卫星导航系统中,卫星A与卫星B在同一轨道平面内,均绕地心O做逆时针方向的匀速圆周运动。若卫星A的运动周期为T,卫星B的轨道半径为卫星A轨道半径的2倍。从某次卫星A、B距离最近时开始计时,求。、A 、B 三者间第一次构成直角三角形经历的时间。
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此卷只装订不密封
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… 学校:______________姓名:_____________班级:_______________考号:______________________
2024-2025学年高一物理下学期期中模拟卷
(考试时间:60分钟,分值:100分)
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卷指定位置上。
2.答题时,将答案写在答题卷上。写在本试卷上无效。
3.测试范围:沪科版2020必修二第5、6章+第7章1、2节)
4.难度系数:0.7
一、阅读材料,回答下列问题(共12分)
某地发生洪涝灾害,一队突击队员奉命划小船向对岸出发,执行救援任务。
1、(3分)已知河宽,河水流速,船在静水中速度,关于小船的运动,以下说法正确的是( )
A. 小船合运动的速度大小一定是
B. 小船实际运动轨迹的最短位移是
C. 小船若以最短时间渡河,则其船头应与河岸垂直
D. 小船渡河的最短时间为
2、(3分)经研究发现,越靠近河中心河水的流速越快,若冲锋舟船头垂直河岸行驶,则以下运动轨迹中比较符合实际的是( )
A. B. C. D.
3、(6分) 一次救援活动中,无人机也一起参与了救援。无人机在直角坐标系xOy所在的平面内运动规律分别为、,则无人机的加速度大小为__________,无人机的轨迹是__________(填“直线”或“曲线”),末无人机的速度大小为__________。
二、阅读材料,回答下列问题(共14分))
高一某同学为了研究飞镖在空中的运动轨迹,将飞镖上绑上自制信号发射装置,使用弹射器水平弹出,并使用实验室的“魔板”进行记录(原理与实验:《探究平抛运动》完全相同,如左图所示。)右图所示,为一次实验记录中的一部分,图中背景方格的边长表示实际长度8mm,那么:
4. (2分)飞镖在水平方向上的运动是( )
A. 匀速直线运动 B. 匀变速直线运动 C. 变加速直线运动 D. 曲线运动
5. (2分) 右图中的A点________(填是/不是)飞镖发射的起点。
6. (6分)从图像上分析,魔板记录间隔T=________s,小球做平抛运动的水平初速度大小是________m/s;飞镖到B点时,已经在空中飞行了________s。
7.(4分)某同学在水平距离靶标s的位置,将质量为m飞镖水平投出,出手时飞镖速度为,重力加速度为g,不计空气阻力。请问飞镖出手后经过________时间飞镖击中靶子。若飞镖恰好击中红心,则在飞镖在飞行过程中重力做功为________。
三、阅读材料,回答下列问题(共42分)
生活中有许多关于圆周运动的实例,如自行车、游乐场的摩天轮,汽车通过拱形桥等,其中蕴含了圆周运动的相关物理学知识。
8.(3分)如图所示,水平桌面上一小铁球沿直线运动。若在铁球运动的正前方A处或旁边B处放一块磁铁,下关于小铁球运动的说法正确的是( )
A.磁铁放在A处时,小铁球做匀速直线运动 B.磁铁放在A处时,小铁球做匀加速直线运动
C.磁铁放在B处,小球做加速度不变的曲线运动 D.磁铁放在B处,小球做加速度变化的曲线运动
9.(3分)如图所示,轮滑演员在舞台上滑出漂亮的曲线轨迹。在此过程中轮滑演员( )
A.速度始终保持不变 B.运动状态始终保持不变
C.速度方向沿曲线上各点的切线方向 D.所受合力方向始终与速度方向一致
10.(3分)如图所示的陀螺,是汉族民间最早的娱乐工具,也是我们很多人小时候喜欢玩的玩具。从上往下看(俯视),若陀螺立在某一点逆时针匀速转动,此时滴一滴墨水到陀螺,则被甩出的墨水径迹可能如图( )
A.B.C.D.
11.(3分) 游乐场中乘客在如图的摩天轮里随摩天轮一起做匀速圆周运动,下列有关圆周运动的说法中错误的是( )
A. 匀速圆周运动的物体合力都指向圆心 B. 做匀速圆周运动的物体,其线速度不变
C. 匀速圆周运动是一种变加速运动 D. 匀速圆周运动中,线速度大小和半径成正比
12.(4分)上海锦江乐园的摩天轮高,直径,每次可乘坐378人,每转一圈需要15分钟,摩天轮转动时,某座舱内坐着一质量为的乘客,则该乘客随轮一起匀速转动的角速度为__________,所需的向心力大小为__________N。(两空均保留三位有效数字)
13.(4分)某人骑自行车在平直路面上沿直线匀速行驶,如图所示,自行车的大齿轮的半径为,小齿轮的半径为,车轮的半径为,大齿轮转动的周期为T,则大齿轮的线速度大小为__________,自行车前进的速度大小__________。
14.(4分)如图所示,一环形车道竖直放置,半径为,特技演员以恒定速率行驶,演员与汽车的总质量为,重力加速度取。则若要挑战成功,汽车的速率最小值为__________(保留到小数点后两位);若汽车以恒定的速率运动,汽车通过最高点时对环形车道的压力为_____N。
15.(9分)运动员趴在雪橇上从山坡沿截面为圆弧型的冰道快速滑降至水平面上的大圆轨道上。雪橇和运动员(可视为质点)的总质量为m,以速度v在大圆轨道上做匀速圆周运动。圆弧型冰道截面半径为R,雪橇离圆弧型冰道最低点的竖直高度为。忽略摩擦和空气阻力,重力加速度为g。其中R未知,求:(1)圆弧型冰道对雪橇的支持力;(2)雪橇的向心加速度;(3)大圆轨道的半径r。
16.(8分)如图所示为“探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系”的实验装置。
(1)本实验采用的方法是__________法;
(2)本实验除了有无线力传感器(图中②)外,还有无线__________传感器(图中⑤);
(3)小组同学为了探究向心力跟角速度的关系,实验中,先将⑦旋至某一挡位,当悬臂匀速转动时,记录向心力F的大小和角速度的数据。改变角速度的大小,多次实验。小组同学先让一个砝码做半径r为的圆周运动,得到图甲中①图线。然后保持砝码质量不变,再将运动半径r分别调整为、分别又做了两组实验,最后同学们把三组实验得到的图线画在了同一坐标系中。则:
(a)若对①图线的数据进行处理,为了“画曲为直”获得了图像(如图乙所示),该图像是一条过原点的直线,则图像横坐标x代表的是__________。
(b)试在甲图中任找一个数据点,得砝码质量为__________kg(保留到小数点后两位)。
四、阅读材料,回答下列问题(共18分)
冬奥会的单板滑雪比赛场地由助滑区、起跳台、着陆坡、终点区构成。运动员与滑雪板一起从高处滑下,通过跳台起跳,完成空翻、转体、抓板等技术动作后落地。分析时,不考虑运动员空翻、转体等动作对整体运动的影响。
17.(3分)若空气阻力不可忽略,运动员在空中滑行时所受合力的图示正确的是 ( )
18.(15分)简化的赛道如右图所示,其中MN为助滑区,水平部分NP为起跳台,MN与NP间平滑连接。可视为质点的运动员从M点由静止自由滑下,落在足够长的着陆坡上的Q点。运动过程中忽略摩擦和空气阻力,g取10m/s2。
(1)(3分)M到Q的过程中,运动员的速度大小为v、加速度大小为a,下列v-t图或a-t图正确的是( )
(2)(4分)要求运动员离开起跳台时的速度不低于10m/s,则MN的高度至少为_______________m。在现有的赛道上,若运动员希望增大起跳的速度,可以采取的办法是______________________________________。
(3)(4分)已知着陆坡的倾角α=37°,运动员沿水平方向离开起跳台的速度v0=10m/s,他在空中可以有_________________s的时间做花样动作。若起跳速度提高到v0′=12m/s,则运动员落到着陆坡时的速度与坡道的夹角将_________________(选填“增大”、“减小”或“不变”)。
(4)(多选)(4分)甲、乙两名运动员先后在同一赛道上比赛,若空气阻力不可忽略,固定在着陆坡上的传感器测出他们在竖直方向的速度vy与时间t的变化关系如右图所示(均从离开P点开始计时)。图中t1、t2分别是甲、乙运动员落在着陆坡上的时刻,两条图线与t轴之间所围的面积相等,则( )
A.甲、乙的落点在同一位置
B.甲的落点在乙的右侧
C.该过程中甲的平均速度一定大于乙
D.vy=8m/s的时刻,甲所受空气阻力的竖直分量大于乙所受空气阻力的竖直分量
五、北斗卫星导航系统(14分)
北斗卫星导航系统是中国自主研制的全球卫星导航定位系统,北斗卫星导航系统由空间段、地面段和用户段三部分组成,可在全球范围内全天候、全天时为各类用户提供高精度的定位、导航、校时服务,并且具备短报文通信能力,已经初步具备区域导航、定位和投时能力,定位精度为分米、厘米级别,测速精度0.2 m/s,授时精度10 ns。截止2022 年12月,共有55颗在轨运行的北斗导航卫星。
19.(3分)在发射北斗导航卫星的过程中,某段时间内火箭速度的变化规律为υ=(2t+4)m/s ,由此可知这段时间内( )
A. 火箭的初速度为4m/s B. 火箭的加速度为6 m/s2
C. 火箭做匀减速直线运动 D. 在3 s末,火箭的瞬时速度为12 m/s
20.(3分)2020年6月23日,我国成功发射第55颗北斗导航卫星。该卫星属于地球静止轨道卫星(同步卫星)。该卫星( )
A. 入轨后与其他同步卫星共用一条轨道 B. 入轨后相对于地心静止
C. 距离地面高度大约3000 km D. 发射速度大于第二宇宙速度
21.(4分)如图所示为北斗卫星导航系统中部分卫星的轨道示意图,已知a、b、c 三颗卫星均做圆周运动,三颗卫星的轨道半径关系为rc =ra>rb,则卫星c的加速度 卫星b的加速度,卫星α的线速度大小 卫星c的线速度大小。(均选填“大于”“等于”或“小于”)
22.(4分)如图,北斗卫星导航系统中,卫星A与卫星B在同一轨道平面内,均绕地心O做逆时针方向的匀速圆周运动。若卫星A的运动周期为T,卫星B的轨道半径为卫星A轨道半径的2倍。从某次卫星A、B距离最近时开始计时,求。、A 、B 三者间第一次构成直角三角形经历的时间。
试题 第3页(共6页) 试题 第4页(共6页)
试题 第5页(共6页) 试题 第6页(共6页)
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2024-2025学年高一物理下学期期中模拟卷
(考试时间:60分钟,分值:100分)
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卷指定位置上。
2.答题时,将答案写在答题卷上。写在本试卷上无效。
3.测试范围:沪科版2020必修二第5、6章+第7章1、2节)
4.难度系数:0.7
一、阅读材料,回答下列问题(共12分)
某地发生洪涝灾害,一队突击队员奉命划小船向对岸出发,执行救援任务。
1、(3分)已知河宽,河水流速,船在静水中速度,关于小船的运动,以下说法正确的是( )
A. 小船合运动的速度大小一定是
B. 小船实际运动轨迹的最短位移是
C. 小船若以最短时间渡河,则其船头应与河岸垂直
D. 小船渡河的最短时间为
2、(3分)经研究发现,越靠近河中心河水的流速越快,若冲锋舟船头垂直河岸行驶,则以下运动轨迹中比较符合实际的是( )
A. B. C. D.
3、(6分) 一次救援活动中,无人机也一起参与了救援。无人机在直角坐标系xOy所在的平面内运动规律分别为、,则无人机的加速度大小为__________,无人机的轨迹是__________(填“直线”或“曲线”),末无人机的速度大小为__________。
【答案】1. CD(3分) 2. D (3分)
3.(6分)①.6 ②. 曲线 ③.10
【解析】1、A.小船合运动的速度大小满足,故A错误;B.由于船在静水中速度小于河水流速,所以小船不能到达正对岸,所以小船实际运动轨迹的最短位移一定大于,故B错误;CD.小船若以最短时间渡河,则其船头应与河岸垂直,最短时间为,故CD正确。故选CD。
2、经研究发现,越靠近河中心河水的流速越快,若冲锋舟船头垂直河岸行驶,则冲锋舟垂直于河岸做匀速直线运动,沿河岸先做加速运动后做减速运动,冲锋舟的加速度方向先向右后向左,冲锋舟做曲线运动,根据曲线运动的合力和加速度方向位于轨迹的凹侧,可知比较符合实际的轨迹是D。故选D。
3、根据,结合运动学公式,,可知方向的加速度为
根据,可知无人机沿方向做匀速直线运动,则无人机的加速度大小为;
无人机沿方向做匀加速直线运动,沿方向做匀速直线运动,则合运动为匀变速曲线运动,无人机的轨迹是曲线;
根据,,可知无人机方向的初速度为
则末无人机方向的速度为,根据
可知无人机沿方向做匀速直线运动,速度大小为
则末无人机的速度大小为
二、阅读材料,回答下列问题(共14分))
高一某同学为了研究飞镖在空中的运动轨迹,将飞镖上绑上自制信号发射装置,使用弹射器水平弹出,并使用实验室的“魔板”进行记录(原理与实验:《探究平抛运动》完全相同,如左图所示。)右图所示,为一次实验记录中的一部分,图中背景方格的边长表示实际长度8mm,那么:
4. (2分)飞镖在水平方向上的运动是( )
A. 匀速直线运动 B. 匀变速直线运动 C. 变加速直线运动 D. 曲线运动
5. (2分) 右图中的A点________(填是/不是)飞镖发射的起点。
6. (6分)从图像上分析,魔板记录间隔T=________s,小球做平抛运动的水平初速度大小是________m/s;飞镖到B点时,已经在空中飞行了________s。
7.(4分)某同学在水平距离靶标s的位置,将质量为m飞镖水平投出,出手时飞镖速度为,重力加速度为g,不计空气阻力。请问飞镖出手后经过________时间飞镖击中靶子。若飞镖恰好击中红心,则在飞镖在飞行过程中重力做功为________。
【答案】4. A(2分) 5. 不是 (2分)
6. (6分)①. 0.04 ②. 0.6 ③. 0.08
7. (4分)①. ②.
【解析】4、飞镖在水平方向上不受力,所以水平方向的运动是匀速直线运动。故选A。
5、水平方向上飞镖做匀速直线运动,且,所以AB与BC间的时间相等,若A点是抛出点,则AB与BC间竖直方向的位移之比应为1:3,但实际AB与BC间竖直方向的位移之比应为3:5,所以A点不是抛出点。
6、竖直方向上,有,解得
小球做平抛运动的水平初速度大小
飞镖到B点时,竖直方向的速度为,
飞镖到B点时,已经在空中飞行的时间为
7、飞镖水平方向做匀速运动,则
重力做功为
三、阅读材料,回答下列问题(共42分)
生活中有许多关于圆周运动的实例,如自行车、游乐场的摩天轮,汽车通过拱形桥等,其中蕴含了圆周运动的相关物理学知识。
8.(3分)如图所示,水平桌面上一小铁球沿直线运动。若在铁球运动的正前方A处或旁边B处放一块磁铁,下关于小铁球运动的说法正确的是( )
A.磁铁放在A处时,小铁球做匀速直线运动 B.磁铁放在A处时,小铁球做匀加速直线运动
C.磁铁放在B处,小球做加速度不变的曲线运动 D.磁铁放在B处,小球做加速度变化的曲线运动
9.(3分)如图所示,轮滑演员在舞台上滑出漂亮的曲线轨迹。在此过程中轮滑演员( )
A.速度始终保持不变 B.运动状态始终保持不变
C.速度方向沿曲线上各点的切线方向 D.所受合力方向始终与速度方向一致
10.(3分)如图所示的陀螺,是汉族民间最早的娱乐工具,也是我们很多人小时候喜欢玩的玩具。从上往下看(俯视),若陀螺立在某一点逆时针匀速转动,此时滴一滴墨水到陀螺,则被甩出的墨水径迹可能如图( )
A.B.C.D.
11.(3分) 游乐场中乘客在如图的摩天轮里随摩天轮一起做匀速圆周运动,下列有关圆周运动的说法中错误的是( )
A. 匀速圆周运动的物体合力都指向圆心 B. 做匀速圆周运动的物体,其线速度不变
C. 匀速圆周运动是一种变加速运动 D. 匀速圆周运动中,线速度大小和半径成正比
12.(4分)上海锦江乐园的摩天轮高,直径,每次可乘坐378人,每转一圈需要15分钟,摩天轮转动时,某座舱内坐着一质量为的乘客,则该乘客随轮一起匀速转动的角速度为__________,所需的向心力大小为__________N。(两空均保留三位有效数字)
13.(4分)某人骑自行车在平直路面上沿直线匀速行驶,如图所示,自行车的大齿轮的半径为,小齿轮的半径为,车轮的半径为,大齿轮转动的周期为T,则大齿轮的线速度大小为__________,自行车前进的速度大小__________。
14.(4分)如图所示,一环形车道竖直放置,半径为,特技演员以恒定速率行驶,演员与汽车的总质量为,重力加速度取。则若要挑战成功,汽车的速率最小值为__________(保留到小数点后两位);若汽车以恒定的速率运动,汽车通过最高点时对环形车道的压力为__________N。
15.(9分)运动员趴在雪橇上从山坡沿截面为圆弧型的冰道快速滑降至水平面上的大圆轨道上。雪橇和运动员(可视为质点)的总质量为m,以速度v在大圆轨道上做匀速圆周运动。圆弧型冰道截面半径为R,雪橇离圆弧型冰道最低点的竖直高度为。忽略摩擦和空气阻力,重力加速度为g。其中R未知,求:
(1)圆弧型冰道对雪橇的支持力;(2)雪橇的向心加速度;(3)大圆轨道的半径r。
16.(8分)如图所示为“探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系”的实验装置。
(1)本实验采用的方法是__________法;
(2)本实验除了有无线力传感器(图中②)外,还有无线__________传感器(图中⑤);
(3)小组同学为了探究向心力跟角速度的关系,实验中,先将⑦旋至某一挡位,当悬臂匀速转动时,记录向心力F的大小和角速度的数据。改变角速度的大小,多次实验。小组同学先让一个砝码做半径r为的圆周运动,得到图甲中①图线。然后保持砝码质量不变,再将运动半径r分别调整为、分别又做了两组实验,最后同学们把三组实验得到的图线画在了同一坐标系中。则:
(a)若对①图线的数据进行处理,为了“画曲为直”获得了图像(如图乙所示),该图像是一条过原点的直线,则图像横坐标x代表的是__________。
(b)试在甲图中任找一个数据点,得砝码质量为__________kg(保留到小数点后两位)。
【答案】
8、D (3分) 9、C(3分) 10、C(3分) 11. BD(4分)
12、(4分) ①. ②. 0.119
13、(4分) ①. ②.
14、(4分)①. 8.85 ②. 27800
15、(9分)8. (1); (2); (3)
16、(8分) ①. 控制变量 ②. 光电门 ③. ④. 0.21
【解析】
8、AB.磁铁放在A处时,小铁球所受磁力与速度方向相同,且越靠近磁铁,小铁球所受磁力越大,则小铁球做加速度增大的加速直线运动,故AB错误;CD.磁铁放在B处时,小铁球所受磁力与速度方向不同,且越靠近磁铁,小铁球所受磁力越大,则小铁球做加速度变化的曲线运动,故C错误,D正确。
9、AB.轮滑演员做曲线运动,速度方向不断变化,运动状态不断变化,故AB错误;C.做曲线运动的轮滑演员的速度方向沿曲线上各点的切线方向,C正确;D.轮滑演员所受合力方向与速度方向不在同一条直线上,D错误。故选C
10、曲线运动的物体,速度方向沿切线方向,所以当墨水被甩出后,从上往下看,运动径迹如选项C所示。
11、A.匀速圆周运动的物体合力提供所需向心力,方向总是指向圆心,故A正确,不满足题意要求;B.做匀速圆周运动的物体,线速度大小不变,方向时刻发生变化,故B错误,满足题意要求;C.匀速圆周运动的加速度大小不变,方向时刻发生变化,所以匀速圆周运动是一种变加速运动,故C正确,不满足题意要求;D.匀速圆周运动中,根据,只有角速度一定时,线速度大小和半径成正比,故D错误,满足题意要求。故选BD。
12、每转一圈需要15分钟,可知周期为;
则该乘客随轮一起匀速转动的角速度为
所需的向心力大小为
13、大齿轮转动的周期为T,则大齿轮的角速度为
大齿轮的线速度大小为
小齿轮的线速度大小等于大齿轮的线速度大小,则小齿轮的角速度为
小齿轮的角速度等于车轮的角速度,则自行车前进的速度大小
14、若要挑战成功,在最高点,当重力刚好提供向心力时,有
解得汽车的速率最小值为
若汽车以恒定的速率运动,汽车通过最高点时,根据牛顿第二定律可得
解得,根据牛顿第三定律可知,汽车通过最高点时对环形车道的压力为。
15、(1)设圆弧型冰道对雪橇的支持力与竖直方向的夹角为,竖直方向根据受力平衡可得
又; 解得,
(2)根据牛顿第二定律可得,解得雪橇的向心加速度为
(3)根据,可得大圆轨道的半径为
16、(1)在本实验中,若探究向心力大小与半径的关系,需要保证角速度和质量保持不变,若探究向心力与角速度的关系,半径和质量保持不变,若探究向心力与质量的关系,需要保证半径和角速度不变,这种方法称为控制变量法。
(2)本实验除了有无线力传感器(图中②)外,还有无线光电门传感器(图中⑤)。
(3)(a)根据向心力公式,为了“画曲为直”获得了图像,该图像是一条过原点的直线,则图像横坐标x代表的是;
(b)小组同学先让一个砝码做半径r为的圆周运动,得到图甲中①图线;当时,,根据,可得砝码质量为
四、阅读材料,回答下列问题(共18分)
冬奥会的单板滑雪比赛场地由助滑区、起跳台、着陆坡、终点区构成。运动员与滑雪板一起从高处滑下,通过跳台起跳,完成空翻、转体、抓板等技术动作后落地。分析时,不考虑运动员空翻、转体等动作对整体运动的影响。
17.(3分)若空气阻力不可忽略,运动员在空中滑行时所受合力的图示正确的是 ( )
18.(15分)简化的赛道如右图所示,其中MN为助滑区,水平部分NP为起跳台,MN与NP间平滑连接。可视为质点的运动员从M点由静止自由滑下,落在足够长的着陆坡上的Q点。运动过程中忽略摩擦和空气阻力,g取10m/s2。
(1)(3分)M到Q的过程中,运动员的速度大小为v、加速度大小为a,下列v-t图或a-t图正确的是( )
(2)(4分)要求运动员离开起跳台时的速度不低于10m/s,则MN的高度至少为_______________m。在现有的赛道上,若运动员希望增大起跳的速度,可以采取的办法是______________________________________。
(3)(4分)已知着陆坡的倾角α=37°,运动员沿水平方向离开起跳台的速度v0=10m/s,他在空中可以有_________________s的时间做花样动作。若起跳速度提高到v0′=12m/s,则运动员落到着陆坡时的速度与坡道的夹角将_________________(选填“增大”、“减小”或“不变”)。
(4)(多选)(4分)甲、乙两名运动员先后在同一赛道上比赛,若空气阻力不可忽略,固定在着陆坡上的传感器测出他们在竖直方向的速度vy与时间t的变化关系如右图所示(均从离开P点开始计时)。图中t1、t2分别是甲、乙运动员落在着陆坡上的时刻,两条图线与t轴之间所围的面积相等,则( )
A.甲、乙的落点在同一位置
B.甲的落点在乙的右侧
C.该过程中甲的平均速度一定大于乙
D.vy=8m/s的时刻,甲所受空气阻力的竖直分量大于乙所受空气阻力的竖直分量
【答案】
17.C (3分)
18.(1)C (3分)
(2)5, 使用助力器(方法可行的不扣分) (2分,2分)
(3)1.5, 不变 (2分,2分)
(4)AC (4分)
【解析】
17、空气阻力不可忽略,因此运动员受重力与空气阻力,而空气阻力与瞬时速度方向相反,所以合力只能是C图,ABD错,C对;
18、(1)AB、因PQ段为平抛运动,运动路线是曲线,无法用v-t描述速度变化规律,AB错;CD、忽略摩擦,则MN匀加速度,加速度小于g,NP水平匀速,加速度为零;PQ匀加速平抛,加速度为g,所以D错,C对
(2)要求运动员离开起跳台时的速度不低于10m/s,则MN的高度至少为,解得
运动员希望增大起跳的速度,可以采取的办法是使用助力器。
(3)根据,解得
速度与水平方向夹角正切值是位移与水平方向夹角正切值的2倍,所以,所以速度与坡道的夹角将不变。
(4)AB.两条图线与t轴之间所围的面积相等,则竖直位移相同,出发位置相同,所以甲、乙的落点在同一位置,故A正确B错误;.该过程中甲的平均速度一定大于乙,因为出发位置相同,末位置相同,位移相同,但甲的时间短,所以甲的平均速度大,故C正确;D.根据图像可以判断加速度竖直分量关系,根据斜率,但是不清楚两者的质量关系,无法判断阻力竖直分量的关系,故D错误。故选AC。
五、北斗卫星导航系统(14分)
北斗卫星导航系统是中国自主研制的全球卫星导航定位系统,北斗卫星导航系统由空间段、地面段和用户段三部分组成,可在全球范围内全天候、全天时为各类用户提供高精度的定位、导航、校时服务,并且具备短报文通信能力,已经初步具备区域导航、定位和投时能力,定位精度为分米、厘米级别,测速精度0.2 m/s,授时精度10 ns。截止2022 年12月,共有55颗在轨运行的北斗导航卫星。
19.(3分)在发射北斗导航卫星的过程中,某段时间内火箭速度的变化规律为υ=(2t+4)m/s ,由此可知这段时间内( )
A. 火箭的初速度为4m/s B. 火箭的加速度为6 m/s2
C. 火箭做匀减速直线运动 D. 在3 s末,火箭的瞬时速度为12 m/s
20.(3分)2020年6月23日,我国成功发射第55颗北斗导航卫星。该卫星属于地球静止轨道卫星(同步卫星)。该卫星( )
A. 入轨后与其他同步卫星共用一条轨道 B. 入轨后相对于地心静止
C. 距离地面高度大约3000 km D. 发射速度大于第二宇宙速度
21.(4分)如图所示为北斗卫星导航系统中部分卫星的轨道示意图,已知a、b、c 三颗卫星均做圆周运动,三颗卫星的轨道半径关系为rc =ra>rb,则卫星c的加速度 卫星b的加速度,卫星α的线速度大小 卫星c的线速度大小。(均选填“大于”“等于”或“小于”)
22.(4分)如图,北斗卫星导航系统中,卫星A与卫星B在同一轨道平面内,均绕地心O做逆时针方向的匀速圆周运动。若卫星A的运动周期为T,卫星B的轨道半径为卫星A轨道半径的2倍。从某次卫星A、B距离最近时开始计时,求。、A 、B 三者间第一次构成直角三角形经历的时间。
【答案】19、A(3分) 20、A(3分) 21、小于、等于(4分) 22、(4分)
【解析】
19、AB、根据,火箭初速度,加速度,A对,B错;C、火箭做匀加速直线运动,故C错误;D、3s末,火箭的瞬时速度,故D错误;
20、同步卫星距地面的高度为定值,大约为36000km,入轨后与其他同步卫星共用一条轨道,故A正确,C错误;B、同步卫星入轨后相对于地心做匀速圆周运动,故B错误;D、第二宇宙速度是卫星脱离地球引力束缚的最小发射速度,同步卫星绕地球做匀速圆周运动,发射速度小于第二宇宙速度,故D错;故选A
21、根据牛顿第二定律可得,解得,轨道半径关系为,卫星的加速度小于卫星的加速度;由万有引力提供向心力有:,解得:,轨道半径关系为,卫星的线速度大小等于卫星的线速度大小。
22、设卫星的轨道半径为,卫星周期为,由万有引力定律和牛顿第二定律可得:
,
由题意可知,当时,三者第一次构成直角三角形,此时,如图所示。
设经过时间为,则有:, 解得:
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2024-2025学年高一物理下学期期中模拟卷
一、阅读材料,回答下列问题(共12分)
【答案】1. CD(3分) 2. D (3分) 3.(6分)①.6 ②. 曲线 ③.10
【解析】1、A.小船合运动的速度大小满足,故A错误;B.由于船在静水中速度小于河水流速,所以小船不能到达正对岸,所以小船实际运动轨迹的最短位移一定大于,故B错误;CD.小船若以最短时间渡河,则其船头应与河岸垂直,最短时间为,故CD正确。故选CD。
2、经研究发现,越靠近河中心河水的流速越快,若冲锋舟船头垂直河岸行驶,则冲锋舟垂直于河岸做匀速直线运动,沿河岸先做加速运动后做减速运动,冲锋舟的加速度方向先向右后向左,冲锋舟做曲线运动,根据曲线运动的合力和加速度方向位于轨迹的凹侧,可知比较符合实际的轨迹是D。故选D。
3、根据,结合运动学公式,,可知方向的加速度为
根据,可知无人机沿方向做匀速直线运动,则无人机的加速度大小为;
无人机沿方向做匀加速直线运动,沿方向做匀速直线运动,则合运动为匀变速曲线运动,无人机的轨迹是曲线;
根据,,可知无人机方向的初速度为
则末无人机方向的速度为,根据
可知无人机沿方向做匀速直线运动,速度大小为
则末无人机的速度大小为
二、阅读材料,回答下列问题(共14分)
【答案】4. A(2分) 5. 不是 (2分)
6. (6分)①. 0.04 ②. 0.6 ③. 0.08
7. (4分)①. ②.
【解析】4、飞镖在水平方向上不受力,所以水平方向的运动是匀速直线运动。故选A。
5、水平方向上飞镖做匀速直线运动,且,所以AB与BC间的时间相等,若A点是抛出点,则AB与BC间竖直方向的位移之比应为1:3,但实际AB与BC间竖直方向的位移之比应为3:5,所以A点不是抛出点。
6、竖直方向上,有,解得
小球做平抛运动的水平初速度大小
飞镖到B点时,竖直方向的速度为,
飞镖到B点时,已经在空中飞行的时间为
7、飞镖水平方向做匀速运动,则
重力做功为
三、阅读材料,回答下列问题(共42分)
【答案】8、D (3分) 9、C(3分) 10、C(3分) 11. BD(4分)
12、(4分) ①. ②. 0.119
13、(4分) ①. ②.
14、(4分)①. 8.85 ②. 27800
15、(9分)8. (1); (2); (3)
16、(8分) ①. 控制变量 ②. 光电门 ③. ④. 0.21
【解析】
8、AB.磁铁放在A处时,小铁球所受磁力与速度方向相同,且越靠近磁铁,小铁球所受磁力越大,则小铁球做加速度增大的加速直线运动,故AB错误;CD.磁铁放在B处时,小铁球所受磁力与速度方向不同,且越靠近磁铁,小铁球所受磁力越大,则小铁球做加速度变化的曲线运动,故C错误,D正确。
9、AB.轮滑演员做曲线运动,速度方向不断变化,运动状态不断变化,故AB错误;C.做曲线运动的轮滑演员的速度方向沿曲线上各点的切线方向,C正确;D.轮滑演员所受合力方向与速度方向不在同一条直线上,D错误。故选C
10、曲线运动的物体,速度方向沿切线方向,所以当墨水被甩出后,从上往下看,运动径迹如选项C所示。
11、A.匀速圆周运动的物体合力提供所需向心力,方向总是指向圆心,故A正确,不满足题意要求;B.做匀速圆周运动的物体,线速度大小不变,方向时刻发生变化,故B错误,满足题意要求;C.匀速圆周运动的加速度大小不变,方向时刻发生变化,所以匀速圆周运动是一种变加速运动,故C正确,不满足题意要求;D.匀速圆周运动中,根据,只有角速度一定时,线速度大小和半径成正比,故D错误,满足题意要求。故选BD。
12、每转一圈需要15分钟,可知周期为;
则该乘客随轮一起匀速转动的角速度为
所需的向心力大小为
13、大齿轮转动的周期为T,则大齿轮的角速度为
大齿轮的线速度大小为
小齿轮的线速度大小等于大齿轮的线速度大小,则小齿轮的角速度为
小齿轮的角速度等于车轮的角速度,则自行车前进的速度大小
14、若要挑战成功,在最高点,当重力刚好提供向心力时,有
解得汽车的速率最小值为
若汽车以恒定的速率运动,汽车通过最高点时,根据牛顿第二定律可得
解得,根据牛顿第三定律可知,汽车通过最高点时对环形车道的压力为。
15、(1)设圆弧型冰道对雪橇的支持力与竖直方向的夹角为,竖直方向根据受力平衡可得
又; 解得,
(2)根据牛顿第二定律可得,解得雪橇的向心加速度为
(3)根据,可得大圆轨道的半径为
16、(1)在本实验中,若探究向心力大小与半径的关系,需要保证角速度和质量保持不变,若探究向心力与角速度的关系,半径和质量保持不变,若探究向心力与质量的关系,需要保证半径和角速度不变,这种方法称为控制变量法。
(2)本实验除了有无线力传感器(图中②)外,还有无线光电门传感器(图中⑤)。
(3)(a)根据向心力公式,为了“画曲为直”获得了图像,该图像是一条过原点的直线,则图像横坐标x代表的是;
(b)小组同学先让一个砝码做半径r为的圆周运动,得到图甲中①图线;当时,,根据,可得砝码质量为
四、阅读材料,回答下列问题(共18分)
【答案】17.C(3分)
18.(1)C(3分)
(2)5,使用助力器(方法可行的不扣分)(2分,2分)
(3)1.5, 不变(2分,2分)
(4)AC(4分)
【解析】
17、空气阻力不可忽略,因此运动员受重力与空气阻力,而空气阻力与瞬时速度方向相反,所以合力只能是C图,ABD错,C对;
18、(1)AB、因PQ段为平抛运动,运动路线是曲线,无法用v-t描述速度变化规律,AB错;CD、忽略摩擦,则MN匀加速度,加速度小于g,NP水平匀速,加速度为零;PQ匀加速平抛,加速度为g,所以D错,C对。
(2)要求运动员离开起跳台时的速度不低于10m/s,则MN的高度至少为,解得
运动员希望增大起跳的速度,可以采取的办法是使用助力器。
(3)根据,解得,速度与水平方向夹角正切值是位移与水平方向夹角正切值的2倍,所以,所以速度与坡道的夹角将不变。
(4)AB.两条图线与t轴之间所围的面积相等,则竖直位移相同,出发位置相同,所以甲、乙的落点在同一位置,故A正确B错误;.该过程中甲的平均速度一定大于乙,因为出发位置相同,末位置相同,位移相同,但甲的时间短,所以甲的平均速度大,故C正确;D.根据图像可以判断加速度竖直分量关系,根据斜率,但是不清楚两者的质量关系,无法判断阻力竖直分量的关系,故D错误。故选AC。
五、阅读材料,回答下列问题(共14分)
【答案】19、A(3分) 20、A(3分) 21、小于、等于(4分) 22、(4分)
【解析】
19、AB、根据,火箭初速度,加速度,A对,B错;C、火箭做匀加速直线运动,故C错误;D、3s末,火箭的瞬时速度,故D错误;
20、同步卫星距地面的高度为定值,大约为36000km,入轨后与其他同步卫星共用一条轨道,故A正确,C错误;B、同步卫星入轨后相对于地心做匀速圆周运动,故B错误;D、第二宇宙速度是卫星脱离地球引力束缚的最小发射速度,同步卫星绕地球做匀速圆周运动,发射速度小于第二宇宙速度,故D错;故选A
21、根据牛顿第二定律可得,解得,轨道半径关系为,卫星的加速度小于卫星的加速度;由万有引力提供向心力有:,解得:,轨道半径关系为,卫星的线速度大小等于卫星的线速度大小。
22、设卫星的轨道半径为,卫星周期为,由万有引力定律和牛顿第二定律可得:
,
由题意可知,当时,三者第一次构成直角三角形,此时,如图所示。
设经过时间为,则有:, 解得:
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班级: 姓名: 成绩: .
一、阅读材料,回答下列问题(共12分)
1. (3分) 2. (3分)
3.(6分)①. ②. ③.
二、阅读材料,回答下列问题(共14分)
4. (2分) 5. (2分)
6. (6分)①. ②. ③.
7. (4分)①. ②.
三、阅读材料,回答下列问题(共42分)
8、 (3分) 9、 (3分) 10、 (3分) 11. (4分)
12、(4分) ①. ②.
13、(4分) ①. ②.
14、(4分)① ②.
15、(9分)
(1)
(2)
(3)
16、(8分) ①. ②. ③. ④.
四、阅读材料,回答下列问题(共18分)
17. (3分)
18.(1) (3分)
(2) , (方法可行的不扣分)(2分,2分)
(3) , (2分,2分)
(4) (4分)
五、阅读材料,回答下列问题(共14分)
19、 (3分) 20、 (3分)
21、 、 (4分) 22、 (4分)
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班级: 姓名: 成绩: .
一、阅读材料,回答下列问题(共 12 分)
1. (3 分) 2. (3分)
3.(6 分)①. ②. ③.
二、阅读材料,回答下列问题(共 14 分)
4. (2分) 5. (2分)
6. (6分)①. ②. ③.
7. (4分)①. ②.
三、阅读材料,回答下列问题(共 42 分)
8、 (3分) 9、 (3分) 10、 (3分) 11. (4分)
12、(4分) ①. ②.
13、(4分) ①. ②.
14、(4分)① ②.
15、(9分)
(1)
(2)
2 / 2
(3)
16、(8分) ①. ②. ③. ④.
四、阅读材料,回答下列问题(共 18 分)
17. (3 分)
18.(1) (3 分)
(2) , (方法可行的不扣分)(2 分,2 分)
(3) , (2 分,2 分)
(4) (4 分)
五、阅读材料,回答下列问题(共 14 分)
19、 (3分) 20、 (3分)
21、 、 (4 分) 22、 (4分)