周测评(13)阶段检测(三)-【衡水真题密卷】2024-2025全学年高一物理学科素养周测评（人教版）

2024一2025学年度学科素养周测评（十三） 物理·阶段检测（三） (考试时间40分钟，总分100分) 一、选择题：本题共6小题，每小题8分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1~4题 只有一项符合题目要求，第5、6题有多项符合题目要求。全部选对的得8分，选对但不 全的得4分，有选错的得0分。 题号 2 3 6 答案 1.洪涝灾害常常给我们国家带来巨大的经济损失。如图所示，某救援队利用摩托艇将人 员进行转移。已知水的流速恒为1，水流的方向平行于河岸，摩托艇的速度恒为)2，河 宽为d。该救援队由河岸的P点出发，将被困人员转移到河对岸，P、Q连线与河岸垂 直。则下列说法正确的是 A.如果v1>v2,摩托艇可能到达Q B.摩托艇运动到河对岸时的速度一定大于v2 C.摩托艇渡河的最短时间为4 x D,若摩托艇能到达Q,则渡河时间为4 2 2.如图所示，一小球以一定初速度水平抛出，忽略空气阻力。当小球 以速度v。抛出时，经历时间t1后以速度vA恰好击中倾角为0的 斜面A点（抛出点与A点的连线垂直于斜面）。当小球以速度3x。抛 出时，经历时间t2后以oB恰好从B点沿圆弧切线进人圆轨道，半径 777777777777777777 OB与竖直方向的夹角为0。则 A.tta3tan0 B.t1:t2= tan20 C.vA :UB= sin0√tan0+4 2cos 0Jtan20+4 D.VA UB- 3tan 0 3tan 0 3.如图所示，一圆盘可以绕其竖直轴在水平面内转动，水平轻绳连接两 M 个物体M和m,物体M在转轴位置上，绳刚好被拉直且无拉力。两 物体均可看作质点，两物体与圆盘之间的动摩擦因数相等。在圆盘转 动的角速度从零慢慢增大的过程中 A.物体m受到圆盘的摩擦力一直增加 B.物体M一直受到圆盘的摩擦力 C.当角速度足够大时，物体M和m受到的摩擦力方向相同 D.无论角速度多大，两个物体都不会发生滑动 高一学科素养周测评（十三）物理第1页（共4页） 衡水真是 4.如图所示，一颗在某中地圆轨道上运行的质量为m的卫星，通过M、N两位置的变轨， 班级 经椭圆转移轨道进入近地圆轨道运行，然后调整好姿态再进入大气层，返回地面。已知 近地圆轨道的半径可认为等于地球半径，中地圆轨道与近地圆轨道共平面且轨道半径 为地球半径的3倍，地球半径为R,地球表面的重力加速度为g,下列说法中不正确的是 姓名 ( ------------- .、中地圆轨道 得分 近地轨道 转移轨道之M A.该卫星在M、N两点处需要减速才能实现题设条件中的变轨 B.该卫星在椭圆转移轨道上经过N点时的速度小于√gR C.该卫星在中地圆轨道上运行的速度为，√ gR D.该卫星在转移轨道上从M点运行至N点(M、N与地心在同一直线上)所需的时间 2R 为2π 5.各地为提高当地人们的业余生活水平，修建了各种冲关类娱乐游戏设施。如图为某地 冲关游戏中的一个关卡。一个以某一角速度转动的圆盘浮在水面上，圆盘表面保持水 平，M为圆盘边缘上一点且随圆盘一同转动。某时刻，参赛者从跑道上P点以速度V。 水平向右跳出，初速度方向沿OM方向，且轨迹与OM在同一竖直平面内，正好落在M 点，不计空气阻力。下列说法正确的是 () K-4 A.若跳出时刻不变，仅增大vo,参赛者仍可能落在M点 B.若跳出时刻不变，仅减小o,参赛者一定不会落在M点 C.若跳出时刻不变，仅增大圆盘的角速度，参赛者仍可能落在M点 D.若跳出时刻不变，减小o,同时增大圆盘的角速度，参赛者仍可能落在M点 6.如图所示，水平转盘可绕过盘上O点的转轴P转动，转盘上边长为R的等边三角形（其 中一个顶点为O)一边上放置两个相同的小物块a、b,质量均为m,a在 等边三角形的一个顶点处，b在一边的中点处，a、b之间有一拉长的弹 b 簧，初始时转盘和两物块均静止，弹簧弹力大小为F。现让转盘绕转轴 P沿逆时针方向（俯视）以不同的角速度匀速转动，为了使两个滑块与 F 转盘间始终相对静止，转盘的角速度最大为、2mR。 设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。 下列说法正确的是 题密卷 高一学科素养周测评（十三）物理第2页（共4页） 1 A.转盘静止时a受到的摩擦力大小为F,方向沿a、b连线指向b B.当w1= 时，6受到的摩擦力大小为S7F 8 F C.当w2= 2mR 时，a受到的摩擦力大小为3F 4 D.物块与转盘间的动摩擦因数等于19F 4mg 二、非选择题：本题共3小题，共52分。 7.(12分)某同学用如图甲所示的装置探究物体做圆周运动的 白力传感器 向心力大小与半径、线速度、质量的关系。用一根细线系住 光电门 钢球，另一端连接在固定于铁架台上端的力传感器上，直径 遮光条 为d的钢球静止于A点，将光电门固定在A的正下方。钢 球底部竖直地粘住一片宽度为x的遮光条。（细线和遮光 光电门 条的质量忽略不计) (I)用天平测出钢球质量，用刻度尺测出摆线长度。 (2)将钢球拉至不同位置由静止释放，读出钢球经过A点时力传感器的读数F及光电门 的遮光时间t,算出钢球速度的平方值，具体数据如表所示。 序号 1 2 3 5 F/N 0.124 0.143 0.162 0.181 0.200 v2/(m2·s2) 2.0 4.0 5.8 8.0 10.1 画出F-u2的关系图像如图乙所示。 ↑FN 0.200 旺 0.180 0.160 0.140 0.120 0.10o出进 中中中 02.04.06.08.010.012.021m2s) 乙 (3)由图像可知，钢球的重力为 N(结果保留三位小数)。 (4)若图线的斜率为k,钢球质量为m,重力加速度为g,则F与2的关系式为 (用题中所给物理量的字母表示)。 (5)某同学通过进一步学习知道了向心力的公式，发现实验中使用公式m,求得钢球经 过A点的向心力比测量得到的向心力大，你认为产生误差的主要原因是 (填正确答案标号)。 A.钢球运动过程中受到空气阻力的影响 B.钢球经过光电门的时间过长 C.光电门测出的是遮光条通过时的速度，大于钢球球心通过最低点的速度 D.钢球释放的初始位置细线与竖直方向夹角大于10° 高一学科素养周测评（十三）物理第3页（共4页） 衡水真是 8.(20分)跑酷，又称自由奔跑，是一种结合了速度、力量和技巧的极限运动。图甲为一城 墙的入城通道，通道宽L=6m。一质量m=50kg的跑酷爱好者从左墙根由静止开始 正对右墙做加速运动，加速到A点斜向上跃起，到达右墙壁B点时竖直速度恰好为零， B点距地面高h=0.8m,然后立即蹬右墙壁，使水平速度变为等大反向，并获得一竖直 向上的速度，恰能跃到左墙壁的C点，C点与B点等高，飞跃过程中人距地面的最大高 度为H=2.05m,重力加速度g取10m/s2,可认为整个过程中人的姿态不发生变化， 整个过程如图乙所示，求： (1)人蹬墙后的水平速度大小。 (2)人加速助跑的距离。 9.(20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R=5m,悬挂座椅的绳子长为l=5m,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ω匀速旋转时，绳子与竖直方向的夹 角为0，不计绳子的重力，重力加速度g取10m/s2。 (1)旋转飞椅以角速度w匀速旋转时，分析角速度w与夹角0的关系（用ω、g、R、l、0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0=37°，求圆形旋转支架 边缘游客运动的线速度大小(sin37°=0.6，cos37°=0.8，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r=10m,求旋转飞椅角速度最大时，绳子悬点到地面的垂直距离H。 R 题密卷 高一学科素养周测评（十三）物理第4页（共4页）衡水真题密卷 GM 解得U= 设土星的第一宇宙速度是地球的2倍，有 MR地=√0。 n2=√R±M地 (3)设行星周期为T,有 6=a停 4πr3 解得T=GM 所以土星的周期为 R T一 2=9.5年≈29年 由题设每经t年出现土星冲日，有 tt T地T -=1 解得t≈1.04年。 9.(1)4r /4π2x3 GT (2) V gT (3)r (T2) 4π2r 8T 2024一2025学年度学科素养周测 一、选择题 1.C【解析】如果1>o2,则摩托艇的合速度方向 不可能垂直于河岸，所以摩托艇不可能到达Q,A 错误；若满足V2>1,则摩托艇的合速度方向可 以垂直于河岸，当摩托艇以垂直于河岸的合速度 方向到达对岸时，摩托艇的合速度大小为)合= √0一v<v2,B错误；当摩托艇分速度v2垂直 于河岸时，渡河时间最短，则有t。,C正确； 若摩托艇能到达Q,则摩托艇的合速度方向垂直 于河岸，此时合速度大小为v合=√一，渡河 时网为品 ,D错误。 2.A【解析】当击中斜面A点时，竖直方向有y= 2所，水平方向有x=1,根据几何关系可得an0= 二，解得t= gn0:则A=√6+(g)7二 1+4 n'0,当小球拾好从B点沿圆孤切线进 ·24 学科素养周测评 【解析】(1)在圆轨道I上运动时，由万有引力提 供向心力得 解得M= 4π2r3 GT?。 (2)在月球的表面，万有引力等于重力，即 GMm R?=mg GM 化简得到R= N8 解得R= 4π2r3 VgT?。 (3)根据开普勒第三定律得 r3(R+h)3 TT 整理得到 r 解得h=r 4πr3 VgT? 评（十三） 物理·阶段检测（三） 入圆轨道时，根据几何关系可得tan日= c0s0= ,联立可得1：-3an00A:g= 2 UB cos9√tan0+4 ，A正确。 3tan 0 3.C【解析】物体m的向心力F向=mw2r,当角速 度从0开始增大，物体由静摩擦力提供向心 力，且所受的静摩擦力开始增大，当物体m达到 最大静摩擦力时，角速度继续增大，此时物体m 靠拉力和静摩擦力的合力提供向心力，此时物体 M开始受到圆盘的静摩擦力作用，且随着角速度 继续增大，拉力和物体M受到的圆盘的静摩擦 力都逐渐增大，而物体m所受到的摩擦力不变， A、B错误；当角速度足够大时，物体M开始受到 圆盘的摩擦力，两个物体受到的摩擦力的方向相 同，C正确；随着角速度继续增大，拉力增大，当拉 力和物体M的最大静摩擦力相等时，角速度达 到最大值，如果角速度再增加，两个物体相对圆 ·物理· 盘就会发生滑动，D错误。 4.B【解析】由题千条件知，卫星在向低轨道变轨， 故需要减小速度，使卫星做向心运动，A正确；在 Mm 近地圆轨道上，有G R2=mg,可得GM=gR2, 根据万有引力提供向心力有G =m解得 O1=√gR,该卫星在椭圆转移轨道上经过N点 时的速度大于近地圆轨道上的速度，B错误；在中 地圆轨道上，根据万有引力提供向心力有 G Mm (3R)=m(3R),结合GM=gR2,可得2= ，C正确：在近地圆轨道上，卫星运行的周期 gR Mm T1,则有G RmR,转移轨道是椭圆轨 道，其半长轴，-R士3R=2R,根据开普勒第三 2 定律可得”一R 2R 一个，联立解得T=4√日 ,则该 卫星在转移轨道上从M点运行至N点所需的时 T 2R 间t=2=2π√ ，D正确。本小题选择不正确 8 的，故选B项。 5.BCD【解析】参赛者从跑道上水平向右跳出后 做平抛运动，高度决定了平抛运动时间，水平方 向有x=Vot(t一定)，xcv0,圆盘做圆周运动， 具有周期性，如图所示。人与M,点位置关系（落 点也可在M'),M转到M'位置，若一开始人落在 M',。增大，x增大，人仍可落在M点初始位 置；若一开始人落在M,V。减小，x减小，人仍可 落在M'点，但是时间不变的情形下M点此时依 旧在初始位置，即不会落在M点，A错误，B正 确；若仅增大圆盘角速度，在相同时间内圆盘多 转动整数圈，仍可落在M点，C正确；若跳出时刻 不变，减小0，同时增大圆盘的角速度，参赛者可 能落在M点，D正确。 P 6.BD【解析】转盘静止时，根据平衡条件可得α 受到的摩擦力与弹簧弹力平衡，摩擦力大小为 F,方向沿a、b连线指向a,A错误；转盘转动时， ·2 参考答案及解析 时，对于滑块，活半径方向有fa 当w=4mR mw·2R3F沿切线方向上有2=E, b受到的摩擦力大小为f6=√f1十∫2= √67F 8B正确当w2三2R服时，将a在水平面 内受到的两个力分解在沿半径方向和切线方向 上，沿半径方向有Fcos60°-fa1=mwR,沿切 线方向上有Fsin60°=fa2,解得fa1=0,fa2= E,可得a受到的摩擦力大小为f。=f2日 F 令F,C错误：当g2mR时，将6在水手内受 到的两个力分解为沿半径方向和切线方向上，沿 -r 半径方向有f=m· 2 ,沿切线方 向上有f62=F,可得摩擦力为f6=√f1十f= ，由于乃->1.=，说明6北 √19F 4 时摩擦力达到最大值，即名= 4 =mg,解 √9F,D正确。 得μ一4mg 二、非选择题 7.(3)0.104(4)F=mg+kv2(5)C 【解析】（3)根据牛顿第二定律得F一mg= m7,可得F=mg十2，由图线的藏距可知， v 钢球的重力为mg=0.104N。 (4)若图线的斜率为，小球质量为m,重力加速 度为g,则F与v2的关系式为F=mg十km2。 (5)根据F=m二可知，若F偏大，则可能原因 是小钢球的速度测量偏大，故产生误差的主要原 因是光电门测出的是遮光条通过时的速度，大于 钢球球心通过最低点的速度，A、B、D错误，C 正确。 8.(1)6m/s(2)3.6m 【解析】(1)设人蹬墙后的水平速度大小为1，从 B到C做斜抛运动，水平方向有 L=01t 由H-A=克6（份）月 。 衡水真题密卷 联立解得v1=6m/s。 (2)设A,点与B点的水平距离为x,人从A,点跳 到B点的过程中，逆过程为平抛运动，则水平方 向有 00=V1,x=V0t0 竖直方向有 h=78 解得t0=0.4s,x=2.4m 由题意可知，人加速助跑的距离 s=L-x=3.6m。 gtan 0 9.(1)w= (2)2√/15m/s(3)7m NR+lsin 0 【解析】(1)游客和座椅组成的整体受到绳子的 拉力和重力作用做匀速圆周运动，根据牛顿第二 定律可得 mgtan 0=mo2(R+lsin 0) 2024一2025学年度学科素养周测评( 动能和动 一、选择题 1.A【解析】从倾斜轨道看，圆锥会向“上”滚动， 从水平的角度看，圆锥的重心在下降，A正确，B 错误；圆锥在重力的作用下，圆锥的重力势能转 化为圆锥的动能，圆锥会向“上”滚动，圆锥不需 要有向上的初速度，C错误；根据能量守恒定律可 知，如果两根筷子平行放置，圆锥不会自动向 “上”滚动，D错误。 2.A【解析】当货车匀速运动时，牵引力与阻力等 大反向，速度达到最大值，则阻力为∫=P 2.8×105 N=1.4×104N,当货车速度v=14m/s 20 时，功率达到额定功率，匀加速运动的牵引力为 F=P-2.8X10 N=2×104N,根据v-t图像 14 △014 可知，前7s内的加速度为a=△=7m/s- 2.0m/s2,根据牛顿第二定律得F-f=ma,可 算得货车的质量为m=3×103kg,A正确。 3.D【解析】根据重力做功表达式Wc=gh,可 知物体的重力在cd段做的功等于在ab段做的 ·26 学科素养周测评 解得ω= gtan 0 R+lsin 0 (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0=37°，根据牛顿第二定律可得 v mgtan 0-m R+lsin 0 解得v=2√15m/s。 (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 1 H-lcos 0=2g 平抛运动的水平距离为 s=ut 由数学知识有 r2=s2+(R+lsin 0)2 联立解得H=7m。 十四)物理·功与功率重力势能 能定理 功，A错误；由于物体运动的速度越来越大，cd段 的长度等于ab段的长度，所以物体在cd段运动 的时间小于在ab段运动的时间，B错误；物体在 de段重力做的功等于在bc段重力做的功，在de 段运动的时间比bc段的时间短，所以物体在de 段重力的平均功率大于在bc段重力的平均功率， C错误；根据动能定理可知mgh,=2m0,mgh:= m,又A:=2A1每得，-号D正病。 4.B【解析】滑块恰好通过该轨道最高点D,则有 mg三m尺，解得p=5m/s,A错误；设从D ,点刚好到达F点，根据动能定理有一mg·2r= 、0-?mw品，解得r=0.125m,根据题意滑块最终 停在粗糙水平直轨道FG上，所以半圆管道DEF 的半径r应小于0.125m,B正确；在轨道AB 上，滑块的拉力等于摩擦力时，速度最大，有'= P =10m/s,滑块从A开始运动，到速度达到 umg 最大的过程中所用时间为，位移为x1,根据动能