广东省广州市天河区2024-2025学年高一下学期期末物理模拟练习卷

广东省广州市天河区2024-2025学年高一下学期期末物理模拟练习卷 一、单选题 1．我国太阳探测卫星“羲和号”在离地球表面高度517km的圆轨道上运行，则该卫星与地球同步卫星相比，具有相同的（　　） A．发射速度 B．向心加速度 C．周期 D．轨道圆心 2．2020年新冠疫情突然来袭，无人机成战“疫”利器。无人机在某次作业过程中在空中盘旋，可看成匀速圆周运动，已知无人机的质量为m，以恒定速率v在空中水平盘旋，如图所示，圆心为O，其做匀速圆周运动的半径为R，重力加速度为g，关于空气对无人机的作用力方向和大小的说法正确的是（　　） A．竖直向上，F＝mg B．竖直向上，F＝m C．斜向右上方，F＝m D．斜向右上方，F＝m 3．手拿球拍托着乒乓球跑是校运动会的一项常见的趣味项目，如图所示。假设某段时间内乒乓球相对球拍静止一起水平向右做匀速直线运动，不计空气阻力，则此过程中（    ） A．乒乓球受到的摩擦力不做功 B．乒乓球受到的支持力做正功 C．乒乓球受到的重力做负功 D．乒乓球所受合外力做正功 4．一个质量为1kg、初速度不为零的物体，在光滑水平面上受到大小分别为1N、3N、5N的三个水平方向的共点力作用，则该物体（　　） A．可能做匀速直线运动 B．可能做匀减速直线运动 C．不可能做匀变速曲线运动 D．加速度大小不可能是2m/s2 5．如图所示，下列关于生活中圆周运动的实例分析，说法正确的是（　 　） A．图1汽车通过凹形桥的最低点时，汽车处于失重状态 B．图2“水流星”匀速转动过程中，水在最高处对碗底的压力小于其在最低处对碗底的压力 C．图3铁路转弯处，通常外轨比内轨高，目的是利用外轨对轮缘的弹力帮助火车转弯 D．图4脱水桶脱水时，转速越大，紧贴在桶壁的衣服受到的摩擦力也越大 6．2023年5月17日，我国在西昌卫星发射中心成功发射第56颗北斗导航卫星。如图所示为该卫星发射过程的示意图，卫星先发射进入停泊轨道1，再进入转移轨道2，最后进入静止轨道3。则（　　）    A．导航卫星在轨道1上的周期大于在轨道3上的周期 B．导航卫星在轨道1上的速度大于在轨道3上的速度 C．导航卫星在轨道2上经过B点的速度大于在轨道3上经过B点的速度 D．导航卫星在轨道2上经过B点的加速度大于在轨道3上经过B点的加速度 7．如图所示，半径为R的光滑圆弧轨道竖直固定，质量为m的小球静止在圆轨道的最低点，某时刻给小球一大小为的水平初速度，小球进入圆轨道运动。已知重力加速度为g，不计任何阻力，则关于小球在圆轨道内运动过程说法正确的是（　　） A．小球能通过圆轨道最高点 B．小球在圆轨道运动过程中会脱离轨道 C．小球速度减为零时，轨道对小球弹力大小为mg D．小球速度减为零时，加速度大小为 8．滚筒洗衣机脱水时，衣物紧贴着滚筒内壁在竖直平面内做匀速圆周运动，可简化为如图所示的模型。可视为质点的衣物经过的最高位置和最低位置分别为。下列说法正确的是（　　） A．衣物经过A点时处于超重状态 B．衣物中的水是由于受到离心力而被甩离衣物 C．衣物中的水在经过B点时最容易被甩出 D．衣物受到重力、简壁的支持力、简壁的摩擦力和向心力 二、多选题 9．潜艇从海水的高密度区驶入低密度区，浮力急剧减小的过程称为“掉深”。如图甲所示，某潜艇在高密度区水平方向向右做匀速直线运动，时，该潜艇开始“掉深”，潜艇“掉深”后其竖直方向的速度随时间t变化的图像如图乙所示，水平速度始终保持不变。下列说法正确的是（    ） A．内潜艇做直线运动 B．内潜艇做曲线运动 C．内潜艇竖直方向上的位移大小为300m D．内潜艇的速度变化量大小为20m/s 10．某地区人们用手抛撒谷粒进行播种。某次抛出的谷粒中有两颗的运动轨迹如图所示，其轨迹在同一竖直平面内，抛出点均为O，且轨迹交于P点，抛出时谷粒1和谷粒2的初速度分别为和，其中方向水平，方向斜向上。忽略空气阻力，两谷粒质量相同，关于两谷粒在空中的运动，下列说法正确的是（　　） A．谷粒1的加速度小于谷粒2的加速度 B．谷粒2从O到P的运动时间大于谷粒1 C．谷粒2的水平分速度等于 D．两谷粒从O到P过程重力做功相等 11．如图所示，一根轻弹簧下端固定，竖立在水平面上。其正上方A位置有一只小球从静止开始下落，在B位置接触弹簧的上端，在C位置小球所受弹力大小等于重力，在D位置小球速度减小到零，在小球从A到D的下降过程中，下列说法正确的是（　　） A．小球的机械能守恒 B．小球和弹簧组成的系统机械能守恒 C．从B到C的过程中，小球的机械能一直增大 D．从C到D的过程中，小球的重力势能与弹簧的弹性势能之和不断增加 三、填空题 12．如图甲，修正带是通过两个齿轮的相互咬合进行工作的，其原理可简化为图乙所示，为大盘上的一点，、为大小两盘边缘上的两点，已知，。工作时点和点的线速度之比 ，和点的角速度之比 ，和点的线速度之比 。 13．如图所示，将完全相同的A、B两小球从同一高度静止释放，A球自由下落，B球沿光滑斜面下滑。当它们经过图中虚线所示的同一水平面时，速度大小 （选填“＞”，“＜”或“＝”），重力的瞬时功率 （选填“＞”，“＜”或“＝”）。 14．如图所示，质量相同的三个小物块a、b、c处在同一高度。现将小物块a和b由静止释放，则a沿固定光滑斜面下滑，b做自由落体运动，同时将小物块c沿水平方向抛出。不计空气阻力，三个物块落地前瞬间的动能分别为、、，则这三个物块动能关系 （填“”或“”或“”），从开始到落地三个物块重力的平均功率为、、，则这三个物块重力的平均功率关系为 （填“”或“”或“”）。 15．如图所示，实线为河岸，虚线为小船从河岸M驶向对岸N的实际航线，河水流速为，船头方向为船在静水中的速度方向，船在静水中的速度大小为。则由图可知 。（选填“”，“”或“”） 四、实验题 16．某学习小组利用不同的实验装置，进行探究平抛运动规律的实验： (1)甲同学采用如图甲所示的装置。为了验证做平抛运动的小球在竖直方向做自由落体运动，用小锤打击弹性金属片，A球水平抛出，同时B球被松开自由下落。关于该实验，下列说法中正确的有______。 A．两球的质量应相等 B．两球的质量可以不相等 C．两球应同时落地 D．实验也能说明A球在水平方向上做匀速直线运动 (2)乙同学采用频闪摄影的方法拍摄到如图乙所示的小球做平抛运动的照片，图中背景方格的边长均为5cm，如果重力加速度g取，照相机的闪光频率为 Hz；小球平抛的初速度大小为 m/s。（所有结果保留2位有效数字） 17．某同学用如图所示装置做“验证机械能守恒”的实验。半径均为R的光滑半圆轨道和光滑四分之一圆弧轨道固定在同一竖直面内，过部分最高点D的切线水平，A、C、B在同一水平面上，在D点固定一个力传感器，D点在水平地面的投影为O，从A点正上方足够高的P点处由静止释放一个小球，小球沿轨道运动到D点通过D点的力传感器可测得此时对轨道的压力F。（已知当地重力加速度为g，小球可视为质点） (1)为了完成该实验，还需要测量____________（填选项前的字母序号）； A．释放点P到A的高度h B．小球的质量m C．小球从P到D的运动时间t (2)若满足关系式 ，则验证机械能守恒定律（用题中和所选的测量量的字母符号表示）； (3)多次改变P到A的高度h，使小球始终能通过D，测得多组h和F的数据，以F为纵轴、h为横轴建立坐标系，作出图像，若图像是一条倾斜直线，图像与纵轴的截距大小为 ，图像斜率为 ，则验证实验结论成立。 五、解答题 18．预计在2033年之前中国将实现载人火星探测。未来宇航员乘飞船来到火星，假设飞船先绕火星做半径为的匀速圆周运动，圆周运动的周期为，已知引力常量为。 （1）求火星的质量； （2）宇航员来到火星表面，在火星表面某处测得重力加速度为，求火星的第一宇宙速度。 19．如图所示，跳跳鞋是一种适合运动、休闲和潮流场合的鞋类。直接将弹簧固定安装在运动鞋的底部，利用人体自身的重量和腿部向下的压力，使得弹簧变形后产生一个竖直向上的弹力，将人向上弹起，最终带离地面。某运动员穿着跳跳鞋从距地面1.8m高处由静止自由落下，与地面撞击后反弹上升。已知运动员与地面的撞击时间为2s。 撞击过程中损失了385J的机械能。运动员与装备的质量为70kg，忽略空气阻力和跳跳鞋尺寸，不考虑人体生物能与机械能的转换，取重力加速度g=10m/s2。求： （1）运动员刚离开地面时的动量； （2）运动员对地面的平均撞击力。 20．如图所示，质量为的滑块自A点以速度，冲上倾角为的传送带，传送带以的速度匀速向上传送，从传送带上端B离开后恰好水平滑上距离B高为h的平台，在平台上滑块被缓冲锁定。已知AB长度为，滑块与传送带的动摩擦因数，其余阻力不计，滑块可视为质点，取，，求： (1)从A到B滑块所受合力对滑块做的功； (2)平台高度h； (3)若传送带的传送速度v和平台离B的高度h可调，仍要滑块水平滑上平台锁定，写出h随v变化的关系。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 参考答案 1．D【详解】A．发射速度与轨道半径有关，轨道半径越大，发射速度越大，故A错误； BC．设地球质量为M，卫星轨道半径为r，卫星质量为m，对卫星，有 解得；由于 “羲和号” 与地球同步卫星轨道半径不同，故向心加速度、周期不同，故BC错误； D．无论是 “羲和号” 卫星还是地球同步卫星，都是绕地球做圆周运动，根据万有引力提供向心力，地球的球心就是它们轨道的圆心，所以轨道圆心相同，故D正确。故选D。 2．D【详解】根据牛顿第二定律，飞机需要的向心力F合＝ 飞机受重力、空气的作用力，根据平行四边形定则，如图，则空气对飞机的作用力F＝＝ 故选D。 3．B【详解】乒乓球受到竖直向下的重力，垂直球拍向上的支持力以及沿球拍向上的摩擦力，位移方向向右，可知摩擦力做负功，支持力做正功，重力不做功；因乒乓球速度不变，则动能不变，则所受合外力不做功。 故选B。 4．B【详解】A．1N、3N和5N三力同向时合力最大，为9N；1N和3N合成最大4N，最小2N，不可能为5N，故当1N和3N的合力最大且与5N反向时，三力合力最小，为1N；即三力合力最小为1N，最大为9N，方向任意；而匀速直线运动为平衡状态，合力为零；故物体一定是做变速运动，故A错误； B．当合力与初速度反向时，物体做匀减速直线运动，故B正确； C．当合力与初速度方向不共线时，物体做匀变速曲线运动，故C错误； D．合力范围是故当合力为2N时，加速度为2m/s 2 ，故D错误。故选B。 5．B【详解】A．图1汽车通过凹形桥的最低点时，加速度方向向上，汽车处于超重状态，故A错误； B．图2“水流星”匀速转动过程中，在最高点处，根据牛顿第二定律可得 可得 在最低点处，根据牛顿第二定律可得；可得；可知 根据牛顿第三定律可知，在最高点处水对碗底压力小于其在最低处水对碗底的压力，故B正确； C．图3铁路转弯处，通常要求外轨比内轨高，当火车按规定速度转弯时，由重力和支持力的合力完全提供向心力，从而减轻轮缘对轨道的挤压，故C错误； D．图4脱水桶脱水时，桶壁对衣物的摩擦力等于衣物的重力，不会随着转速的增大而增大，故D错误。故选B。 6．B【详解】A．由于导航卫星在轨道1运动轨迹的半径小于在轨道3上运动轨迹的半径，根据开普勒第三定律，可知导航卫星在轨道1上的周期小于在轨道3上的周期，故A错误； B．根据可得卫星环绕地球运行的速度 由于导航卫星在轨道1运动轨迹的半径小于在轨道3上运动轨迹的半径，所以导航卫星在轨道1上的速度大于在轨道3上的速度，故B正确； C．导航卫星在轨道2上运行经过B点时需要加速做离心运动才能进入轨道3上运动，所以导航卫星在轨道2上经过B点的速度小于在轨道3上经过B点的速度，故C错误； D．根据可知，由于导航卫星在轨道2上经过B点的万有引力等于轨道3上经过B点的万有引力，所以，可知导航卫星在轨道2上经过B点的加速度等于在轨道3上经过B点的加速度，故D错误。故选B。 7．D【详解】AB．根据机械能守恒定律可得解得 由此可知，小球不能通过最高点，也不会脱离轨道，故AB错误； C．当小球上升到最大高度时，设小球与圆轨道圆心的连线与竖直方向的夹角为θ，则， 联立可得，故C错误； D．小球速度减为零时，根据牛顿第二定律可得所以故D正确。故选D。 8．C【详解】A．衣物经过A点时加速度向下，处于失重状态，故A错误； B．衣服中的水分因需要的向心力大于提供给的力，从而做离心运动被甩出，故B错误； C．在B位置，根据牛顿第二定律有 结合牛顿第三定律可知，衣物对圆筒的压力最大，脱水效果最好，故C正确； D．衣物受到重力、简壁的支持力、简壁的摩擦力，向心力由指向圆心的合力提供，故D错误；故选C。 9．BC【详解】A．内潜艇水平方向做匀速运动，竖直方向做匀加速运动，可知合运动为曲线运动，选项A错误； B．内潜艇水平方向做匀速运动，竖直方向做匀减速运动，则合运动为曲线运动，即潜艇做曲线运动，选项B正确； C．由图像可知，内潜艇竖直方向上的位移大小为选项C正确； D．内潜艇水平速度不变，竖直速度变化量大小为10m/s，则潜艇的速度变化量大小为10m/s，选项D错误。故选BC。 10．BD【详解】A．由题意，可知谷粒1做平抛运动，谷粒2做斜上抛运动，抛出的两谷粒在空中均仅受重力作用，加速度均为重力加速度，所以谷粒1的加速度等于谷粒2的加速度，故A错误； D．两谷粒从O点运动到P点，两谷粒质量相同，下落高度相同，则重力做功相等，故D正确。 BC．两谷粒从O点运动到P点，在竖直方向上，谷粒2做竖直上抛运动，谷粒1做自由落体运动，二者在竖直方向上位移相同，则可知谷粒2运动时间较长；在水平方向上，二者做匀速直线运动，水平位移相等，由于谷粒2运动时间较长，则可知谷粒2的水平分速度小于，故B正确，C错误。故选BD。 11．BD【详解】AB．小球在运动过程中，受到重力和弹簧的弹力，小球和弹簧组成的系统机械能守恒，故B正确，A错误； C．从B到C的过程中，小球的重力势能减少量等于弹簧弹性势能的增加量与小球动能增加量之和，小球的机械能一直减小，故C错误； D．从C到D的过程中，小球和弹簧组成的系统机械能守恒，小球的动能不断减小，小球的重力势能与弹簧的弹性势能之和不断增加，故D正确。故选BD。 12． ： ： ： 【详解】[1]因为A、B两点都在齿轮边缘，相互咬合传动，故线速度大小相等，即1:1 [2] 因为A、C在同一齿轮上，角速度相同，则 [3]根据公式可得 故和点的线速度之比 13． ＝ ＞ 【详解】[1]两球下落时机械能守恒，则根据 可知竖直高度相同，则速度大小相同，即； [2]根据因A的速度竖直分量较大，可知。 14． = < < = 【详解】[1][2]设物块初始位置离地面高度为，分别对a、b、c由动能定理可得，， 可得这三个物块动能关系为 [3][4]重力平均功率为b、c两物块竖直方向均做自由落体运动，下落时间相等；a物块竖直方向分运动的加速度小于重力加速度，所以a物块的运动时间较长，则有则有 15．＜【详解】根据平行四边形定则知，若船头指向河对岸上游，合速度的方向正好垂直河岸，则船在静水中的速度大小一定大于河水流速，即。 16．(1)BC(2) 10 1.5 【详解】（1）AB．根据实验结果可知平抛运动在竖直方向上的分运动是自由落体运动，不需要质量相等，实验时需要A、B两球从同一高度开始运动，不需要两球质量相等，故A错误，B正确； C．小锤打击弹性金属片后，A球做平抛运动，B球做自由落体运动，A球在竖直方向上的运动情况应该跟B球相同，因此两球同时落地，故C正确； D．本实验只能说明A球在竖直方向的运动性质，不能说明A球在水平方向做匀速直线运动，故D错误。 故选BC。 （2）[1]竖直方向做自由落体运动，根据；解得 [2]小球平抛的初速度大小为 17．(1)AB ；(2)；(3) ； 【详解】（1）验证机械能守恒，则从P到D的过程中，重力势能和动能相互转换，则需测出从P到A的高度h，但由于需要求解F的大小进行研究，故需要测量质量，也不需要测量时间。故选AB。 （2）假设从P到D的过程中机械能守恒，则 在D点，根据牛顿第三定律可知压力大小等于支持力大小，根据牛顿第二定律可知 则 （3）[1][2]根据上式可知图像与纵轴的截距大小为，图像斜率为。 18．（1）；（2） 【详解】（1）飞船先绕火星做半径为的匀速圆周运动时解得 （2）设火星的半径为，则在火星表面有 设火星的第一宇宙速度为，则解得 19．（1）350kg·m/s，方向竖直向上；（2）1085N， 方向竖直向下 【详解】（1）设运动员反弹离地时的速度大小为v， 则： 根据p=mv代入数值解得p=350kg·m/s方向竖直向上。 （2） 设运动员下落刚接触地面时的速度大小为v₀， 由 设地面对运动员的平均撞击力为F， 取向上为正， 根据动量定理可得 解得F=1085N 根据牛顿第三定律，运动员对地面的平均撞击力为 1085N， 方向竖直向下。 20．(1)-7.2J；(2)0.288m；(3)见解析 【详解】（1）滑块冲上传送带时做减速运动，根据牛顿第二定律可得 与传送带共速时，根据可得 根据动能定理有J （2）竖直方向根据 可得平台高度为m （3）若，物块在传送带上一直做减速运动，到B点时速度为4m/s，则m 若，滑块所受摩擦力斜向上，由于，滑块仍然减速运动，由 可得 若一直减速，则 可得 则 可得m 若，则滑块先以做减速运动，再以做减速运动，则 可得 则 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $$