精品解析：天津市武清区城关中学2024-2025学年高一下学期期末物理模拟试题三

2024-2025天津市武清区城关中学高一下学期物理期末模拟三 一、单选题 1. 一辆汽车在水平公路上转弯，沿曲线由M向N行驶。图中分别画出了汽车转弯时所受合力F的方向，可能正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】赛车做的是曲线运动，赛车受到的合力应该指向运动轨迹弯曲的内侧。 故选B。 2. 如图所示，将拱形桥面近似看作圆弧面，一辆汽车以恒定速率通过桥面，其中a、c两点高度相同，b点为桥面的最高点．假设整个过程中汽车所受空气阻力和摩擦阻力的大小之和保持不变．下列说法正确的是（ ） A. 在段汽车对桥面的压力大小不变 B. 在段汽车对桥面的压力逐渐增大 C. 在段汽车的输出功率逐渐增大 D. 在段汽车发动机做功比段多 【答案】D 【解析】 【详解】AB．汽车以恒定速率通过桥面，在段、点、段的受力分析如题1、图2、图3所示 设汽车在运动过程中所受阻力为，在段时支持力与竖直方向的夹角为，在段时，支持力与竖直方向的夹角为，对段、段和则由牛顿第二定律有 ， 从到的过程中，角逐渐减小，角逐渐增大，由此可知，逐渐增大，逐渐减小，故AB错误； C．设在段牵引力与水平方向的夹角为，汽车在段时发动机的功率为 从到过程中，夹角在逐渐减小，因此可知逐渐减小，故C错误； D．在段汽车发动机要克服阻力和重力做功，在段汽车发动机只克服阻力做功做功，整个过程中汽车的动能不变，两段过程克服阻力做功相同，因此在段汽车发动机做功比段多，故D正确。 故选D。 3. NBA某球星一次投篮的过程如图所示，不计空气阻力，则（　　） A. 整个投篮过程中篮球始终处于失重状态 B. 该篮球离开手后在空中做匀变速曲线运动 C. 分析投篮技术动作时可以把篮球当质点 D. 篮球在空中运动过程中受重力和手的推力 【答案】B 【解析】 【详解】A．投篮上升过程中篮球与手接触时篮球会斜向上做加速运动，处于超重状态，A错误； B．篮球在空中只受重力，加速度恒定，做匀变速曲线运动，B正确； C．分析投篮技术动作时不能把篮球看成质点，C错误； D．篮球在空中运动过程中只受重力，D错误； 故选B。 4. 某人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动的轨道半径是r，周期是T，已知地球的半径为R，地球表面的重力加速度为g，万有引力常量为G，则地球的质量为（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】AB．根据黄金代换，可得 解得 故AB错误； CD．万有引力提供人造卫星的向心力，可得 解得 故C正确；D错误。 故选C。 5. 如图所示，人和雪橇的总质量为m，受到与水平方向成角的斜向上方的拉力F，在水平地面上加速移动一段距离L，已知雪橇与地面间的动摩擦因数为，已知重力加速度为g。则下列说法正确的是（　　） A. 拉力对人和雪橇做的功为 B. 支持力对人和雪橇做的功为mgL C. 滑动摩擦力对人和雪橇做的功为 D. 因为人和雪橇相对静止，所以雪橇对人不做功 【答案】A 【解析】 【详解】A．拉力对人和雪橇做的功为 故A正确； B．因为支持力与位移方向垂直，所以支持力不做功，即支持力做功为0，故B错误； C．对雪橇受力分析，如图 则滑动摩擦力为 所以，滑动摩擦力对人和雪橇做的功为 故C错误； D．人和雪橇一起加速运动，则人的动能增加，根据动能定理可得，雪橇对人做正功，故D错误。 故选A。 二、多选题 6. 发射地球静止卫星，可简化为如下过程：先将卫星发射到近地圆轨道1，然后点火，使其沿椭圆轨道2运行，最后再次点火，将卫星送入同步圆轨道3。轨道1、2相切于P点，轨道2、3相切于Q点，如图所示。则当卫星分别在1、2、3轨道上正常运行时，下列说法正确的是（　　） A. 地球静止卫星可能经过北京上空 B. 卫星在轨道3上的速率大于在轨道1上的速率 C. 卫星在轨道2上从P点向Q点运动的过程中机械能守恒 D. 卫星在轨道1上经过P点时的速率小于它在轨道2上经过P点时的速率 【答案】CD 【解析】 【详解】A．地球静止卫星只能定点在赤道上空，不可能定点在北京上空，故A错误； B．卫星绕地球做匀速圆周运动时，由万有引力提供向心力可得 可知轨道半径越大，则线速度越小，因此卫星在轨道3上的速率小于在轨道1上的速率，B错误； C．卫星在轨道2上从P点向Q点运动的过程中，只有万有引力做功，则机械能守恒，C正确； D．卫星在轨道1上做匀速圆周运动经过P点时，则有 卫星在轨道2上经过P点时做离心运动，则有 可知卫星在轨道1上经过P点时的速率小于它在轨道2上经过P点时的速率，D正确。 故选CD。 7. 若跳水运动员进入水中后因受到水的阻力而竖直向下做减速运动，某运动员质量为，水对运动员的阻力大小恒为，那么在运动员减速下降深度为的过程中（取），下列说法正确的是（　　） A. 运动员的动能减少了2400J B. 运动员的重力势能减少了240J C. 运动员克服阻力做功2400J D. 运动员的机械能减少了2880J 【答案】AD 【解析】 【详解】A．在运动员减速下降深度为的过程中，运动员受重力和阻力，根据动能定理，运动员动能的减少量为 A正确； B．运动员的重力势能减少量为 B错误； C．运动员克服阻力做功为 C错误； D ．运动员的机械能减少量为 D正确。 故选AD。 8. 如图所示，竖直面内的圆形管道半径R远大于横截面的半径，有一小球的直径比管横截面直径略小，在管道内做圆周运动。小球过最高点时，小球对管壁的弹力大小用F表示、速度大小用v表示，当小球以不同速度经过管道最高点时，其F-v2图像如图所示。则（　　） A. 小球的质量为 B. 当地的重力加速度大小为 C. 时，小球对管壁的弹力方向竖直向上，大小为mg D. 时，小球受到的弹力大小为4mg 【答案】BC 【解析】 【详解】AB．当时，由图像得内轨对小球的支持力满足 当时，弹力为零，则 解得， 故A错误，B正确； C．当时，由图像可知此时小球所受管壁的弹力大小为 为外轨对小球竖直向下的压力，所以小球对管壁的弹力方向竖直向上，故C正确； D．当时，由圆周运动知识得 当时，由圆周运动知识得 联立解得 故D错误。 故选BC。 三、实验题 9. 向心力演示器可以探究小球做圆周运动所需向心力F的大小与质量m、角速度ω、轨道半径r之间的关系，装置如图1所示，两个变速塔轮通过皮带连接。实验时，匀速转动手柄使长槽和短槽分别随相应的变速塔轮匀速转动，槽内的金属小球就做匀速圆周运动。横臂的挡板对小球的压力提供向心力，小球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力筒下降，从而露出标尺，标尺上黑白相间的等分格显示出两个金属球所受向心力的比值。 （1）在研究向心力F的大小与质量m、角速度ω、半径r之间的关系时，我们主要用到的物理方法是________。 A．控制变量法 B．等效替代法 C．理想实验法 （2）为了探究金属球的向心力F的大小与轨道半径r之间的关系，下列说法正确的是________。 A．应使用两个质量不等的小球 B．应使两小球离转轴的距离相同 C．应将皮带套在两边半径相等的变速塔轮上 （3）某同学用传感器测出小球做圆周运动向心力F的大小和对应的周期T，获得多组数据，画出了如图2所示的图像，该图像是一条过原点的直线，则图像横坐标x代表的是________。 【答案】 ①. A ②. C ③. 【解析】 【详解】（1）[1]在研究向心力F的大小与质量m、角速度、半径r之间的关系时，我们主要用到的物理方法是控制变量法。 故选A。 （2）[2]由公式 可知探究金属球的向心力F的大小与轨道半径r之间的关系，应使用两个相等质量的小球，将皮带套在两边半径相等的变速塔轮上使角速度相等，应使两小球离转轴的距离不相同，观察向心力F的大小与轨道半径r之间的关系。 故选C。 （3）[3]由公式 结合图像是一条过原点的直线，所以F与成正比，所以图像横坐标x代表的是。 10. 在验证机械能守恒定律的实验中，使质量为m=200g的重物自由下落，打点计时器在纸带上打出一系列的点，选取一条符合实验要求的纸带如图所示。O为纸带下落的起始点，A、B、C为纸带上选取的三个连续点。已知打点计时器每隔T=0.02s打一个点，当地的重力加速度为g=9.80m/s2，那么： （1）在实验操作中出现如图所示的四种情况，其中操作正确的是 （填选项下字母）。 A. B. C. D. （2）计算B点瞬时速度时，甲同学用，乙同学用。其中所选择方法正确的是________（填“甲”或“乙”）同学。（SOB与SAC分别表示纸带上O、B和A、C两点之间的距离） （3）同学丙想根据纸带上的测量数据进一步计算重物和纸带下落过程中所受的阻力，为此他计算出纸带下落的加速度为______m/s2（保留三位有效数字），从而计算出阻力f=______N。 【答案】（1）B （2）乙 （3） ①. 9.50 ②. 0.06 【解析】 【小问1详解】 首先打点计时器所使用的电源为低压交流电源，同时在释放纸带时，重物应靠近打点计时器，且保持纸带竖直。 故选B。 【小问2详解】 本实验的目的是验证机械能守恒定律，所以甲求速度时相当于已知机械能守恒验证机械能守恒，无意义；只能根据匀变速直线运动中中间时刻速度等于平均速度求解速度，所以乙正确。 【小问3详解】 [1]重物下落的加速度大小为 [2]根据牛顿第二定律可得 所以 四、解答题 11. 已知地球的半径为R，质量为M，万有引力常量为G，一颗人造地球卫星处在距离地球表面高度为h的圆轨道上，试求： （1）该卫星做匀速圆周运动的线速度大小v； （2）该卫星的运动周期T。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）根据万有引力做向心力可得 解得该卫星做匀速圆周运动的线速度大小 （2）据圆周运动公式可得卫星的运动周期为 12. 脉冲水枪是夏季流行的一种水枪玩具，如图所示的脉冲水枪扣动一次扳机可以发射一颗出水时间很短的水流“子弹”。某同学在距地面高h处扣动一次扳机，“子弹”水平飞出，射程为x。已知水枪出水口面积S水的密度是，重力加速度g，忽略一切阻力。求 （1）水流“子弹”落地时间t； （2）水流“子弹”发射速度大小v； （3）扣动一次扳机水枪喷水的平均功率P。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）水流“子弹”做平抛运动，在竖直方向自由落体 解得 （2）在水平方向，做匀速直线运动 解得 （3）设扣动一次扳机水枪喷水时间为，则喷水一次喷出水的质量为 水枪对喷出的水柱做的功全部转化为水柱的动能，根据动能定理 联立，解得 13. AB是竖直平面内的四分之一光滑圆弧轨道，在下端B与水平长直轨道相切，如图所示．一小木块（可视为质点）自A点起由静止开始沿轨道下滑．已知圆轨道半径为R，小木块的质量为m，与水平轨道的动摩擦因数为μ，重力加速度为g．求： （1）木块运动到B点时的速度大小v； （2）木块经过圆弧轨道的B点时对轨道的压力大小FB； （3）木块在水平轨道上滑行的最大距离s． 【答案】（1）； (2)3mg ；(3) 【解析】 【分析】 【详解】（1）从A到B过程中，只有重力做功，故根据动能定理可得 解得 （2）在B点轨道的支持力和重力的合力充当向心力，根据牛顿第二定律可得 解得 根据牛顿第三定律可知对轨道的压力为 （3）在水平轨道上运动过程中，只有摩擦力做功，所以有 ，解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2024-2025天津市武清区城关中学高一下学期物理期末模拟三 一、单选题 1. 一辆汽车在水平公路上转弯，沿曲线由M向N行驶。图中分别画出了汽车转弯时所受合力F的方向，可能正确的是（　　） A. B. C. D. 2. 如图所示，将拱形桥面近似看作圆弧面，一辆汽车以恒定速率通过桥面，其中a、c两点高度相同，b点为桥面的最高点．假设整个过程中汽车所受空气阻力和摩擦阻力的大小之和保持不变．下列说法正确的是（ ） A. 在段汽车对桥面的压力大小不变 B. 在段汽车对桥面的压力逐渐增大 C. 在段汽车的输出功率逐渐增大 D. 在段汽车发动机做功比段多 3. NBA某球星一次投篮的过程如图所示，不计空气阻力，则（　　） A. 整个投篮过程中篮球始终处于失重状态 B. 该篮球离开手后在空中做匀变速曲线运动 C. 分析投篮技术动作时可以把篮球当质点 D. 篮球在空中运动过程中受重力和手的推力 4. 某人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动的轨道半径是r，周期是T，已知地球的半径为R，地球表面的重力加速度为g，万有引力常量为G，则地球的质量为（　　） A. B. C. D. 5. 如图所示，人和雪橇的总质量为m，受到与水平方向成角的斜向上方的拉力F，在水平地面上加速移动一段距离L，已知雪橇与地面间的动摩擦因数为，已知重力加速度为g。则下列说法正确的是（　　） A. 拉力对人和雪橇做的功为 B. 支持力对人和雪橇做的功为mgL C. 滑动摩擦力对人和雪橇做的功为 D. 因为人和雪橇相对静止，所以雪橇对人不做功 二、多选题 6. 发射地球静止卫星，可简化为如下过程：先将卫星发射到近地圆轨道1，然后点火，使其沿椭圆轨道2运行，最后再次点火，将卫星送入同步圆轨道3。轨道1、2相切于P点，轨道2、3相切于Q点，如图所示。则当卫星分别在1、2、3轨道上正常运行时，下列说法正确的是（　　） A. 地球静止卫星可能经过北京上空 B. 卫星在轨道3上的速率大于在轨道1上的速率 C. 卫星在轨道2上从P点向Q点运动的过程中机械能守恒 D. 卫星在轨道1上经过P点时的速率小于它在轨道2上经过P点时的速率 7. 若跳水运动员进入水中后因受到水的阻力而竖直向下做减速运动，某运动员质量为，水对运动员的阻力大小恒为，那么在运动员减速下降深度为的过程中（取），下列说法正确的是（　　） A. 运动员的动能减少了2400J B. 运动员的重力势能减少了240J C. 运动员克服阻力做功2400J D. 运动员的机械能减少了2880J 8. 如图所示，竖直面内的圆形管道半径R远大于横截面的半径，有一小球的直径比管横截面直径略小，在管道内做圆周运动。小球过最高点时，小球对管壁的弹力大小用F表示、速度大小用v表示，当小球以不同速度经过管道最高点时，其F-v2图像如图所示。则（　　） A. 小球的质量为 B. 当地的重力加速度大小为 C. 时，小球对管壁的弹力方向竖直向上，大小为mg D. 时，小球受到的弹力大小为4mg 三、实验题 9. 向心力演示器可以探究小球做圆周运动所需向心力F的大小与质量m、角速度ω、轨道半径r之间的关系，装置如图1所示，两个变速塔轮通过皮带连接。实验时，匀速转动手柄使长槽和短槽分别随相应的变速塔轮匀速转动，槽内的金属小球就做匀速圆周运动。横臂的挡板对小球的压力提供向心力，小球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力筒下降，从而露出标尺，标尺上黑白相间的等分格显示出两个金属球所受向心力的比值。 （1）在研究向心力F的大小与质量m、角速度ω、半径r之间的关系时，我们主要用到的物理方法是________。 A．控制变量法 B．等效替代法 C．理想实验法 （2）为了探究金属球的向心力F的大小与轨道半径r之间的关系，下列说法正确的是________。 A．应使用两个质量不等的小球 B．应使两小球离转轴的距离相同 C．应将皮带套在两边半径相等的变速塔轮上 （3）某同学用传感器测出小球做圆周运动向心力F的大小和对应的周期T，获得多组数据，画出了如图2所示的图像，该图像是一条过原点的直线，则图像横坐标x代表的是________。 10. 在验证机械能守恒定律的实验中，使质量为m=200g的重物自由下落，打点计时器在纸带上打出一系列的点，选取一条符合实验要求的纸带如图所示。O为纸带下落的起始点，A、B、C为纸带上选取的三个连续点。已知打点计时器每隔T=0.02s打一个点，当地的重力加速度为g=9.80m/s2，那么： （1）在实验操作中出现如图所示的四种情况，其中操作正确的是 （填选项下字母）。 A. B. C. D. （2）计算B点瞬时速度时，甲同学用，乙同学用。其中所选择方法正确的是________（填“甲”或“乙”）同学。（SOB与SAC分别表示纸带上O、B和A、C两点之间的距离） （3）同学丙想根据纸带上的测量数据进一步计算重物和纸带下落过程中所受的阻力，为此他计算出纸带下落的加速度为______m/s2（保留三位有效数字），从而计算出阻力f=______N。 四、解答题 11. 已知地球的半径为R，质量为M，万有引力常量为G，一颗人造地球卫星处在距离地球表面高度为h的圆轨道上，试求： （1）该卫星做匀速圆周运动的线速度大小v； （2）该卫星的运动周期T。 12. 脉冲水枪是夏季流行的一种水枪玩具，如图所示的脉冲水枪扣动一次扳机可以发射一颗出水时间很短的水流“子弹”。某同学在距地面高h处扣动一次扳机，“子弹”水平飞出，射程为x。已知水枪出水口面积S水的密度是，重力加速度g，忽略一切阻力。求 （1）水流“子弹”落地时间t； （2）水流“子弹”发射速度大小v； （3）扣动一次扳机水枪喷水的平均功率P。 13. AB是竖直平面内的四分之一光滑圆弧轨道，在下端B与水平长直轨道相切，如图所示．一小木块（可视为质点）自A点起由静止开始沿轨道下滑．已知圆轨道半径为R，小木块的质量为m，与水平轨道的动摩擦因数为μ，重力加速度为g．求： （1）木块运动到B点时的速度大小v； （2）木块经过圆弧轨道的B点时对轨道的压力大小FB； （3）木块在水平轨道上滑行的最大距离s． 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $