广东省广州市天河区2024-2025学年高一下学期期末物理改编练习卷

广东省广州市天河区2024-2025学年高一下学期期末物理改编练习卷 本试卷共5页，满分为100分，考试用时75分钟。 一、单项选择题：本题共8小题，每小题4分，共32分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。 1．下列说法中正确的是（　　） A．曲线运动一定是变加速运动 B．平抛运动是匀变速曲线运动 C．圆周运动中合外力等于向心力 D．匀速圆周运动是匀变速曲线运动 2．关于下列四幅图中物体做圆周运动的描述正确的是（    ）    A．图甲中只要铁轨的外侧高于内侧，火车以任意速度转弯，铁轨对火车轮缘均不会产生作用力 B．图乙中汽车通过拱形桥最高点时，对桥面的压力大于汽车自身重力 C．图丙中汽车以一定的速度通过凹形桥底端时，汽车速度越小，凹形桥半径越大，汽车越容易爆胎 D．图丁中汽车在水平路面安全转弯时，由地面对汽车的静摩擦力提供向心力 3．宇航员在月球表面附近高h处释放一个物体，经时间t后落回月球表面，月球半径为R．在月球表面附近绕月球做匀速圆周运动的宇宙飞船速率为 A． B． C． D． 4．如图，某侦察卫星在赤道平面内自西向东绕地球做匀速圆周运动，该卫星离地球静止卫星的最近距离与最远距离之比为3∶5．则下列判断正确的是（    ） A．该侦察卫星的角速度小于赤道上物体的角速度 B．该侦察卫星的运行速度小于地球静止卫星的运行速度 C．该侦察卫星的向心加速度小于赤道上物体的向心加速度 D．该侦察卫星与地心连线和地球静止卫星与地心连线在相等时间内扫过的面积之比为1∶2 5．如图所示，真空中有三个电荷量相等的点电荷a、b和c，分别固定在水平面内正三角形的顶点上，其中a、b带正电，c带负电，O为三角形中心，A、B、C为三条边的中点。则（　　） A．B、C两点场强相同 B．a、b、c所受库仑力大小之比为1∶1∶ C．将某一正试探电荷从B点移动到C点，电势能减小 D．在O点自由释放电子（不计重力），会沿OA方向一直运动下去 6．如图甲所示，“魔力陀螺”可在圆轨道的外侧旋转而不脱落，好像轨道对它施加了魔法一样，其物理原理可等效为如图乙所示的模型：半径为的磁性圆轨道竖直固定，质量为的小铁球（可视为质点）在轨道外侧转动，、两点分别为轨道的最高点、最低点，铁球受轨道的磁性引力始终指向圆心且大小不变，不计摩擦和空气阻力，重力加速度为，下列说法正确的是（　　）    A．铁球可能做匀速圆周运动 B．铁球绕轨道转动时机械能守恒 C．铁球在A点的速度必须满足 D．要使铁球不脱轨，轨道对铁球的磁性引力至少为 7．利用静电纺丝技术制备纳米纤维材料是近年来材料领域的重要技术。如图所示，初始时无电场，喷嘴处的球形液滴保持静止；随着高压电场逐渐增强，液滴带上正电荷且由球形变为圆锥形（即“泰勒锥”）；当电压增至某个临界值时（假设此后电压保持不变），液滴从尖端喷出，在非匀强电场的作用下向下方运动，M、N为直线路径上的两点。以下说法正确的是（　　） A．喷嘴处的球形液滴在无电场的情况下只受重力 B．液滴从M到N的过程做匀加速直线运动 C．液滴从M到N的过程电场力做负功 D．液滴向下做螺旋运动时电势能减小 8．图甲中台秤的内部简易结构如图乙所示：托盘A、竖直杆B、水平横杆H与齿条C固定连在一起，齿轮D可无摩擦转动，与齿条C完全啮合，在齿轮上固定指示示数的轻质指针E，两根完全相同的弹簧将横杆H吊在秤的外壳I上。经过调校，托盘中不放物品时，指针E恰好指在竖直向上的位置。若放上质量为m的物体，指针偏转了θ弧度（θ<2π），齿轮D的直径为d，重力加速度为g，则每根弹簧的劲度系数为（　　） A． B． C． D． 二、多项选择题：本题共3小题，每小题4分，共12分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。 9．2024年3月20日，长征八号火箭成功发射，将鹊桥二号直接送入预定地月转移轨道。如图所示，鹊桥二号进入近月点为P、远月点为A的月球捕获椭圆轨道后，开始绕月球飞行。经过多次轨道控制，鹊桥二号最终进入近月点为P、远月点为B、周期为24小时的环月椭圆轨道。关于鹊桥二号的说法正确的是（　　） A．离开火箭时的速度大于地球的第一宇宙速度，小于第二宇宙速度 B．在捕获轨道运行的周期大于24小时 C．在捕获轨道上经过P点时，需要点火加速，才可能进入环月轨道 D．经过A点的加速度比经过B点时大 10．如图所示为某中学科技小组刘同学制作的新能源“汽车”——“太阳能驱动小车”的质量为m，在平直的路面上由静止开始沿直线加速行驶，经过一段时间速度达到最大值，此加速过程所用时间为t，小车的功率恒为P，小车所受阻力恒为F，则这段时间内（　　） A．小车受到的牵引力逐渐增大 B．小车做变加速运动 C．小车受到的合外力所做的功为 D．小车从静止开始到达到最大速度，小车前进的距离为 11．“风洞实验”指在风洞中安置飞行器或其他物体模型，研究气体流动及其与模型的相互作用，以了解实际飞行器或其他物体的空气动力学特性的一种空气动力实验方法。在下图所示的矩形风洞中存在大小恒定的水平风力，现有一小球从M点竖直向上抛出，其运动轨迹大致如下图所示，其中M、N两点在同一水平线上，O点为轨迹的最高点，小球在M点动能为9J，在O点动能为16J，不计空气阻力，下列说法正确的是（　　） A．小球的重力和受到的风力大小之比为4∶3 B．小球落到N点时的动能为64J C．小球在上升和下降过程中机械能变化量之比为1∶3 D．小球从M点运动到N点过程中的最小动能为5.76J 三、非选择题：共56分，考生根据要求作答。 12．（8分）“探究平抛运动的特点”实验的装置如图甲所示。小球从斜槽上滚下，经过水平槽飞出后做平抛运动。每次都使小球从斜槽上同一位置由静止滚下，在小球运动轨迹的某处用带孔的卡片迎接小球，使小球恰好从孔中央通过而不碰到边缘，然后对准孔中央在白纸上记下一点。通过多次实验，在竖直白纸上记录小球所经过的多个位置，用平滑曲线连起来就得到小球做平抛运动的轨迹。重力加速度为g。 (1)在此实验中，检查斜槽末端是否水平的方法是 。 (2)如图乙所示是在实验中记录的一段轨迹。已知小球是从原点O水平抛出的，经测量A点的坐标为（40 cm，20 cm），则小球平抛的初速度v0= m/s，若B点的横坐标为xB=60 cm，则B点的纵坐标为yB= m。 (3)一同学在实验中采用了如下方法：如图丙所示，斜槽末端的正下方为O点。用一块平木板附上复写纸和白纸，竖直立于正对槽口前的O1处，使小球从斜槽上某一位置由静止滚下，小球撞在木板上留下痕迹A。将木板向右平移至O2处，再使小球从斜槽上同一位置由静止滚下，小球撞在木板上留下痕迹B。O、O1间的距离为x1，O、O2间的距离为x2，A、B间的高度差为y。则小球抛出时的初速度v0为　　　　。 A． B． C． D． 13．（8分）某实验小组利用如图甲所示的装置验证机械能守恒定律。长为的轻质细绳一端固定在点，另一端栓一质量为的小球（尺寸相对足够小），测得小球的直径为，在悬点点正下方处的点放有一光电门。    （1）细绳要选择伸缩性 （填“大”或者“小”）的；小球选质量大些的，体积 （填“大”或者“小”）的。 （2）将小球拉偏离竖直方向的某位置，用工具测出该位置处的细绳与竖直方向的夹角为；静止释放小球，测出小球经过光电门的时间为，则小球经过光电门的速度为 ； （3）已知当地重力加速度为，下摆过程中，小球的重力势能减少量可表示为 ，动能的增加量可表示为 ；如果二者在误差范围内相等，说明该系统机械能守恒； （4）若多次从不同夹角处释放，得到和的关系图像如图乙所示，图像的斜率的绝对值 （用、、表示）。 14．（12分）（1）如图所示，河的宽度为d，船渡河时船头始终垂直河岸。船在静水中的速度大小为，河水流速的大小为，则小船的渡河时间 ，如果渡河过程中水流速度增大，则渡河时间将 。（选填“变大”、“不变”或“变小”） （2）一质量为m的物块沿倾角为的固定斜面下滑，到达斜面底端的速度为v。则整个下滑过程中斜面对物块的支持力做功为 ，物块到达斜面底端时重力做功的瞬时功率为 。 （3）用电泳技术对污水进行去污处理的原理如图所示，金属圆盘和金属棒分别与电源的正负极相连，污水中的污泥絮体经处理后带负电，通电后可将污泥絮体收集到圆盘上，电场分布如图中实线所示。A、B是电场中的两点，则A点的电场强度 B点，A点的电势 B点，污泥絮体在A点的电势能 在B点的电势能。（以上均选填“大于”“小于”或“等于”） 15．（8分）用一长1m的轻质柔软绝缘细线拴一个质量m=0.2kg、电荷量为的小球，细线的上端固定于O点，悬点O距地面h=2m，细线能承受的最大拉力T=4N。现在地面以上的空间加一水平向右的匀强电场，平衡时细线与竖直方向成θ=37°（g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8）。 (1)求匀强电场的场强为多大； (2)若缓慢增加电场强度的大小使得细线与竖直方向的夹角缓慢增加，直至细线恰好断裂，电场强度保持不变，求小球从开始运动到落地瞬间电势能的变化量。 16．（9分）游乐场中的大型娱乐设施旋转飞椅的简化示意图如图所示，圆形旋转支架半径为，悬挂座椅的绳子长为，游客坐在座椅上随支架一起匀速旋转时可将其和座椅组成的整体看成质点，旋转飞椅以角速度匀速旋转时，绳子与竖直方向的夹角为，不计绳子的重力，重力加速度为。 （1）旋转飞椅以角速度匀速旋转时，分析角速度与夹角的关系（关系式用、g、R、l、等符号表示）； （2）当旋转飞椅以最大角速度旋转时，绳子与竖直方向的夹角，求圆形旋转支架边缘游客运动的线速度大小（，计算结果可用根式表示）； （3）为防止游客携带的物品掉落伤人，需以支架的轴心为圆心修建圆形栅栏，圆形栅栏的半径为，求旋转飞椅角速度最大时，绳子悬点到地面的垂直距离H。    17．（11分）如图所示，在竖直平面内，粗糙的斜面轨道AB的下端与光滑的圆弧轨道BCD相切于B点，C是最低点，圆心角∠BOC=37°，D与圆心O等高，圆弧轨道半径R=1.0m，现有一个质量为m=0.2kg可视为质点的小物体，从D点的正上方E点处自由下落，D、E距离h=1.6m，小物体与斜面AB之间的动摩擦因数μ=0.5，sin37°=0.6，cos37°=0.8，g取10m/s2。求： （1）小物体第一次通过C点时对轨道的压力； （2）要使小物体不从斜面顶端飞出，斜面至少要多长； （3）若斜面已经满足（2）要求，物体从斜面又返回到圆轨道，多次反复，在整个运动过程中，物体对C点处轨道的最小压力； （4）在（3）中，物体在斜面上运动的总路程。 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．B【详解】AB．物体做曲线运动的条件是合力与速度不在同一条直线上，合外力大小和方向不一定变化，如平抛运动为匀加速曲线运动，故B正确，A错误； C．只有匀速圆周运动的合外力等于向心力，故C错误； D．匀速圆周运动的加速度大小不变，方向不断变化，匀速圆周运动非匀变速曲线运动，故D错误。故选B。 2．D【详解】A．设轨道倾角为，若火车与轨道内外侧导轨均没作用力时速度为，有 火车超速，则外轨产生压力，火车速度小时，内轨产生压力，只有当火车以规定的速度转弯，铁轨对火车轮缘才均不会产生作用力，故A错误； B．汽车通过拱桥最高点时，汽车的加速度方向向下，汽车处于失重状态，对桥的压力小于汽车自身重力，故B错误； C．汽车过凹形桥时，根据 可知，对桥的压力大于汽车自身重力，汽车速度越小，凹形桥半径越大，压力越小，汽车越不容易爆胎，故C错误； D．汽车在水平路面安全转弯时，由地面对汽车的静摩擦力提供向心力，故D正确。 故选D。 3．C【详解】物体在月球表面下落时，设其加速度为g′，则由h=g′t2得，在月球表面，mg′=， 故在月球表面附近绕月球做匀速圆周运动的宇宙飞船速率为v==，选项C正确． 4．D【详解】AB．设侦察卫星的轨道半径为，地球静止卫星的轨道半径为，根据题意： 可得 则根据可得；； 可知，侦察卫星的角速度大于地球静止卫星的角速度，则侦察卫星的角速度大于赤道上物体的角速度，侦察卫星的运行速度大于地球静止卫星的运行速度、侦察卫星的向心加速度大于地球静止卫星的向心加速度，则侦察卫星的向心加速度大于赤道上物体随地球自转的向心加速度，故ABC错误； D．由解得 因此该侦察卫星与地心连线和地球静止卫星与地心连线在相等时间内扫过的面积之比为1∶2，故D正确。 故选D。 5．B【详解】A．电场强度是矢量，场强的合成满足平行四边形定则。通过对BC两点的矢量合成可得，BC点的场强大小相同，但方向不同，故A错误； B．由库仑定律；；则a、b、c所受库仑力大小之比为1∶1∶，选项B正确； C．BC两点关于AO连线对称，根据对称性知两点的电势相等，将某一正试探电荷从B点移动到C点，电势能不变，选项C错误； D．O点到a、b、c三点的距离相等，故三个电荷在O点的场强大小相同，根据等量同种点电荷的特点可知，ab两个点电荷在O点的合场强方向向下，点电荷c在A点的场强方向也向下，所以O点的场强大小不为0，合场强的方向向下；故电子受到向上的电场力，会沿OA直线向上运动，当通过A点之后，ab电荷对电子的合力向下，当ab电荷对电子的作用力大于c电荷对电子的作用力时，电子开始减速，减速为零后又反向加速，故电子沿着OA方向先加速然后减速为零，接着沿AO方向加速又减速为零，如此往复运动，故D错误。故选B。 6．B【详解】A．铁球绕竖直轨道转动时，重力势能与动能相互转化，在最高点速度最小，最低点速度最大，故不可能做匀速圆周运动，故A错误； B．铁球绕轨道转动时，受重力、磁力、支持力，磁力和支持力方向都与速度方向垂直不做功，故只有重力做功，故机械能守恒，故B正确； C．小铁球（可视为质点）在轨道外侧转动，铁球在A点时受重力、磁性引力、轨道的支持力，最小向心力为零，故铁球在A点时的最小速度为0，故C错误； D．要使铁球不脱轨，铁球在A点时的最小速度为0，当铁球运动到点时由机械能守恒和圆周运动规律可得 ，两式联立解得 故要使铁球不脱轨，轨道对铁球的磁性引力至少为，故D错误；故选B。 7．D【详解】A．喷嘴处的球形液滴在无电场的情况下受重力和表面张力，A错误； B．液滴在非匀强电场中运动，电场力是变力，则加速度是变化的，所以液滴从到的过程做变加速直线运动，B错误； C．液滴带正电，从到的过程中电场力方向竖直向下，与位移方向相同，则电场力做正功，C错误； D．液滴向下做螺旋运动时电场力做正功，电势能减小，D正确。故选D。 8．B【详解】由图乙可知，弹簧的形变量等于齿条C下降的距离，由于齿轮D与齿条C啮合，所以齿条C下降的距离等于齿轮D转过的弧长，根据数学知识可得：；即弹簧的变长 对托盘A、竖直杆B、水平横杆H与齿条C和重物整体研究，根据平衡条件得 根据胡克定律可得 联立解得每根弹簧的劲度系数为故选B。 9．AB【详解】A．鹊桥二号离开火箭时速度要大于第一宇宙速度小于第二宇宙速度，才能进入环月轨道，A正确； B．由开普勒第三定律，鹊桥二号在捕获轨道上运行的周期大于在环月轨道上运行的周期，B正确； C．在P点要由捕获轨道变轨到环月轨道，做近心运动，必须降低速度，经过P点时，需要点火减速，C错误； D．根据万有引力提供向心力知解得 则经过A点的加速度比经过B点时小，D错误；故选AB。 10．BD【详解】AB．小车受到的牵引力 根据牛顿第二定律 随着小车速度的增大，小车受到的牵引力逐渐减小，小车的加速度逐渐减小，小车做变加速运动，故A错误，B正确； C．根据动能定理，小车受到的合外力所做的功为故C错误； D．小车从静止开始到达到最大速度，根据动能定理 小车前进的距离为；故D正确。故选BD。 11．CD【详解】A．设风力大小为，小球重力大小为，、两点间的水平距离为，竖直距离为，根据竖直上抛运动规律有 对小球从运动到的过程，根据动能定理有 由题意可知根据牛顿第二定律可得小球在水平方向的加速度大小为 小球从运动到所用时间为 根据运动学公式有联立解得，故A错误； B．两点间的水平距离为 设小球落到点时的动能为，根据动能定理有联立解得，故B错误； C．设两点间的水平距离为，根据匀变速直线运动规律的推论可知 根据功能关系可知，小球运动过程中，风力对小球做的功等于其机械能的变化量，则小球在上升和下降过程中机械能变化量之比为，故C正确； D．小球在重力和风力的合力场中做类斜抛运动，当小球速度方向与合力方向垂直时动能最小，根据前面分析可知合力与竖直方向的夹角的正切值为 根据速度的合成与分解可得小球从点运动到点过程中的最小速度为 解得最小动能为，故D正确。故选CD。 12．(1)将小球放在斜槽末端，看其能否静止(2) 2 0.45(3)B 【详解】（1）在此实验中，检查斜槽末端是否水平的方法是将小球放在斜槽末端，看其是否能静止，若能静止，说明斜槽末端水平。 （2）[1][2]从原点O水平抛出到经过A点，小球做平抛运动的时间为t==0.2 s 故小球平抛的初速度为v0= m/s=2 m/s 小球到B点的时间为tB= s=0.3 sB点纵坐标为yB=g=0.45 m （3）根据平抛运动的规律，可知x1=v0t1，x2=v0t2，y=gg 联立可解得v0=故选B。 13． 小 小 【详解】（1）[1]为减小实验产生的误差，细绳要选择伸缩性“小”的。 [2]小球选质量大些的，体积“小”的，小球在摆动的运动中会减小空气阻力的作用，以减小实验误差。 （2）[3]静止释放小球，测出小球经过光电门的时间为，则小球经过光电门的速度 （3）[4]细绳与竖直方向的夹角为，小球尺寸相对足够小，可忽略不计，因此小球从M点到N点，下落的高度为 则有小球的重力势能减少量 [5]小球动能的增加量如果、二者在误差范围内相等，说明该系统机械能守恒。 （4）[6]由机械能守恒定律可得整理可得 则有图像的斜率的绝对值 14．（1） ；不变；（2） 0；；（3）大于 ； 小于 ； 大于 【详解】[1][2]船头始终垂直河岸，渡河时间 与水流速度无关，则渡河过程中水流速度增大，渡河时间将不变。 （2）[1]由于斜面对物块的支持力垂直斜面向上，与物块的速度方向垂直，所以支持力做功为0； [2]物块到达斜面底端时重力做功的瞬时功率为 （3）[1]因A点电场线较B点密集，可知A点的电场强度大于B点。 [2]沿电场线电势逐渐降低，可知A点的电势小于B点。 [3]负电荷在低电势点的电势能较大，可知污泥絮体在A点的电势能大于在B点的电势能。 15．(1) ；(2)9J 【详解】（1）小球受重力、电场力、拉力而平衡，受力情况如图所示 则有解得 （2）细线恰好断裂时细线与竖直方向夹角，则有；得； 小球距离地面的高度 细线断裂后小球运动过程中，竖直方向上有 水平方向上有 小球从开始运动到落地瞬间电势能的变化量联立得 16．（1）；（2）；（3） 【详解】（1）游客和座椅组成的整体受到绳子拉力和重力作用做匀速圆周运动，根据牛顿第二定律可得解得 （2）当旋转飞椅以最大角速度旋转时，绳子与竖直方向的夹角，根据牛顿第二定律可得解得 （3）游客携带的物品掉落后做平抛运动，物品的落点在以轴心为圆心的一个圆周上，竖直方向有 平抛运动的水平距离为由数学知识有联立解得 17．（1），方向竖直向下；（2）；（3），方向竖直向下；（4） 【详解】（1）小物体从E点到C点，由机械能守恒定律得 在C点，由牛顿第二定律得解得 根据牛顿第三定律可知，小物体对C点处轨道的压力大小为，方向竖直向下。 （2）从过程，由动能定理得解得 （3）因为 可知小物体不会停在斜面上。小物体最后以C为中心，B为一侧最高点沿圆弧轨道做往返运动，从过程，由动能定理得 在C点，由牛顿第二定律得解得 根据牛顿第三定律可知，物体对C点处轨道的最小压力为，方向竖直向下。 （4）根据能量守恒解得物体在斜面上运动的总路程为 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 $$