内容正文:
内蒙古师大附中2025-2026学年第二学期期中质量监测
高一物理
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、班级、考场号和座位号填写在答题卡上。本试卷满分100分,考试时间75分钟。
2.作答时,请考生将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,请考生将答题卡交回,将试题自行保留
一、单选题:本大题共7小题,共28分。
1. 某物体在水平面内沿曲线减速行驶。关于该物体的速度v及所受合力F的方向,最可能如下列哪幅图所示( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】CD.汽车做曲线运动,根据力与曲线的关系,合力指向曲线的内测,CD错误;
AB.汽车做曲线运动同时减速,力和速度的夹角应是钝角,A错误,B正确。
故选B。
2. 如图,圆盘在水平面以角速度匀速转动,质量的小物块,在距圆盘中心的位置随圆盘一起做匀速圆周运动。物块所受向心力大小为( )
A. 0.1N B. 0.16N C. 0.2N D. 0.8N
【答案】D
【解析】
【详解】根据向心力公式,有
故选D。
3. 如图所示,当汽车通过拱桥顶点的速度为10米/秒时,车对桥顶的压力为车重的,如果要使汽车在粗糙的桥面行驶至桥顶时,不受摩擦力作用,则汽车通过桥顶的速度应为(g=10m/s2)( )
A. 15米/秒 B. 20米/秒 C. 25米/秒 D. 30米/秒
【答案】B
【解析】
【详解】当汽车通过拱桥顶点的速度为10米/秒时,有
解得
当汽车通过拱桥顶时,不受摩擦力,即汽车与拱桥间没有弹力,则
解得
故选B。
4. 质量为1kg的质点在x—y平面上运动,x方向的速度—时间图像和y方向的位移—时间图像分别如图所示,则质点( )
A. 初速度为4m/s
B. 所受合外力为2N
C. 做匀变速直线运动
D. 初速度的方向与合外力的方向垂直
【答案】B
【解析】
【详解】A.x轴方向初速度为,y轴方向初速度,质点的初速度
A错误;
B.在y轴方向质点做匀速直线运动,x轴方向的加速度
则质点受到的合力
B正确;
C.x轴方向的合力恒定不变,y轴做匀速直线运动,合力为零,则质点的合力恒定不变,做匀变速曲线运动,C错误;
D.合力沿x轴方向,而初速度方向既不在x轴,也不在y轴方向,质点初速度的方向与合外力方向不垂直,D错误。
故选B。
5. 近几年来,我国的航空航天技术取得了巨大的成就,令同学们深受鼓舞,青岛五十八中高一的某位同学对霍曼转移轨道进行了一定的研究。如图所示,卫星先后在近地圆轨道1、椭圆形的转移轨道2和同步轨道3上运动,轨道1、2相切于P点,2、3相切于Q点,则卫星在下列非点火状态下的比较正确的是( )
A. 在轨道2上运行的周期大于在轨道3上运行的周期
B. 在轨道1上P点的速度大于在轨道2上P点的速度
C. 在轨道1上P点的速度大于在轨道2上Q点的速度
D. 在轨道2上Q点的加速度大于在轨道3上Q点的加速度
【答案】C
【解析】
【详解】D.根据牛顿第二定律有
解得
在轨道2上点的r与在轨道3上点的r相同,因此在轨道2上点的加速度等于在轨道3上点的加速度,故D错误;
A.根据开普勒第三定律有
由题意知
所以
即卫星在轨道2上运行的周期小于在轨道3上运行的周期,故A错误;
B.卫星从轨道l上点进入轨道2需要加速,因此卫星在轨道l上点的速度小于在轨道2上点的速度,故B错误;
C.根据牛顿第二定律有
解得
由题意知
所以
卫星从轨道2上Q点进入轨道3需要加速,因此有
所以
即卫星在轨道l上点的速度大于在轨道2上点的速度,故C正确。
故选C。
6. 如图所示,一质量为m的小球在空中某处,以速度v斜向下抛出、方向与竖直方向成60°,小球受到水平向左大小为的风力,小球落到水平地面时,速度方向竖直向下,重力加速度为g,下列说法正确的是( )
A. 小球在空中运动时受到的合力为
B. 小球在空中运动的时间为
C. 小球抛出点离地高度为
D. 若只撤去风力作用,小球在空中运动时间会变短
【答案】B
【解析】
【详解】A.对小球的受力分析如图所示
根据平行四边形定则,可得小球在空中运动时受到的合力为
故A错误;
B.将初速度沿水平方向和竖直方向分解,如图所示
可知水平方向的分速度和竖直方向的分速度分别为,
由题知,小球落到水平地面时,速度方向竖直向下,即水平方向的速度减为零,r所以在水平方向上,根据牛顿第二定律有
解得
则小球在空中运动的时间为
故B正确;
C.小球在竖直方向上做初速度为,加速度为的匀加速直线运动,则小球抛出点离地高度为
故C错误;
D.若只撤去风力作用,竖直方向的运动情况不变,即初速度仍为,加速度仍为重力加速度,又高度保持不变,根据
可知小球在空中运动时间不变,故D错误。
故选B。
7. 如图(a)所示,一可视为质点的滑块放在水平转台上,滑块恰好能随转台绕O点做半径为r的匀速圆周运动,图(b)为俯视图。某学校物理兴趣小组利用位移传感器采集滑块的位置和时刻信息,画出某时刻起滑块沿x轴上的分速度vx随时间t的变化关系如图(c)所示。取水平向右为正方向,滑块所受最大静摩擦力大小等于滑动摩擦力大小,不计空气阻力。则滑块与转台间动摩擦因数和图(c)中阴影部分面积S大小分别为( )
A. , B. ,
C. , D. ,
【答案】D
【解析】
【详解】根据最大静摩擦力提供向心力有
由图(c)可知,
解得
图(c)中阴影部分面积S大小等于沿x轴方向的位移大小,对应滑块匀速圆周运动的圆心角为
阴影部分面积S大小
故选D。
二、多选题:本大题共3小题,共18分。
8. 如图所示,x轴在水平地面内,y轴沿竖直方向.图中画出了从y轴上沿x轴正向抛出的三个小球a、b和c的运动轨迹,其中b和c是从同一点抛出的.不计空气阻力,则
A. b和c的飞行时间相同
B. a的飞行时间比b的长
C. b的水平初速度比c的大
D. a的水平初速度比b的小
【答案】AC
【解析】
【分析】
【详解】AB.根据
知,b、c的高度相同,则b和c的飞行时间相同,a的高度小于b的高度,则a的飞行时间小于b的飞行时间,A正确;B错误;
C.b、c的运动时间相等,b的水平位移大,根据
知,b的初速度大,C正确;
D.a的飞行时间短,根据
知,a的水平位移大,则a的水平速度大于b的水平速度,D错误;
故选AC。
9. 如图所示,质量为M的电梯底板上放置一质量为m的物体,钢索拉着电梯由静止开始向上做加速运动,当上升高度为H时,速度达到v,不计空气阻力,则
A. 物体所受合力做的功等于
B. 底板对物体的支持力做的功等于
C. 钢索的拉力做的功等于
D. 钢索的拉力、电梯的重力及物体对底板的压力对电梯M做的总功等于
【答案】BD
【解析】
【详解】AB. 对物体,应用动能定理得:合力对物体做的功等于动能的增量,,,故A错误,B正确;
C. 根据能原理可知,钢索的拉力做的功等于电梯和物体的机械能增加量,为,故C错误;
D. 对电梯,根据动能定理知:合力对电梯M做的功等于电梯的动能的变化,即有钢索的拉力、电梯的重力及物体对底板的压力对电梯M做的总功等于,故D正确.
故选BD.
10. 如图甲所示,水平面上的物体在水平向右的拉力F作用下,由静止开始运动,运动过程中F功率恒为P。物体运动速度的倒数与加速度a的关系如图乙所示(v0、a0为已知量)。则下列说法正确的是( )
A. 该运动过程中的拉力F为恒力 B. 物体加速运动的时间为
C. 物体所受阻力大小为 D. 物体的质量为
【答案】CD
【解析】
【分析】
【详解】A.由题意可知
P=Fv
根据牛顿第二定律得
F-f=ma
即得
联立解得:
匀速时有
得
图象的斜率
解得
故选CD。
三、实验题:本大题共2小题,共12分。
11. 在“探究平抛运动的特点”实验中,实验小组从不同角度进行实验。(取)
(1)采用如图所示的装置做实验。在此实验中,下列操作或说法正确的是________。
A. 将斜槽轨道的末端调成水平
B. 本实验不需要用天平测出小球的质量,也不需要配备铅垂线
C. 小球释放的初始位置越高越好
D. 上图中挡条每次必须等间距下移
(2)实验中探究物体做平抛运动时,它的速度方向与水平方向的夹角为,其正切值随时间变化的图像如图所示,则初速度__________。(结果保留两位有效数字)
(3)在此实验中,每次都要让小球从斜槽上的同一位置由静止滚下,但小球与斜槽间有摩擦力,这个摩擦力__________(选填“会”或“不会”)使实验的误差增大。
【答案】(1)A (2)1.0
(3)不会
【解析】
【小问1详解】
A.为了保证小球做平抛运动,其初速度必须水平,因此斜槽轨道的末端必须调成水平,故A正确;
B.平抛运动的规律与小球的质量无关,不需要用天平测出小球的质量,但需要用铅垂线确定竖直方向以建立坐标系,故B错误;
C.小球释放的初始位置适当即可,并非越高越好,若位置太高,初速度过大,可能导致小球轨迹超出坐标纸范围,故C错误;
D.实验中通过移动挡条记录小球经过的不同位置来描绘轨迹,挡条不需要等间距下移,只要能记录足够多的点即可,故D错误。
故选A。
【小问2详解】
平抛运动在水平方向做匀速直线运动,速度
在竖直方向做自由落体运动,速度
速度方向与水平方向夹角的正切值
由 图像可知,图线是过原点的直线,其斜率
根据图像数据解得
【小问3详解】
实验的关键是保证每次小球平抛的初速度相同,因此要求每次必须从斜槽上的同一位置由静止滚下。虽然小球与斜槽间有摩擦力,会消耗机械能,导致平抛初速度比无摩擦时小,但只要每次从同一位置静止释放,摩擦力做功情况相同,到达斜槽末端的速度就保持不变。因此,摩擦力的存在不会导致每次平抛初速度不同,也就不会使描绘轨迹的实验误差增大。
12. 某实验小组想验证向心力公式表达式,实验装置如图1所示,一个半圆形光滑轨道,右侧所标记的刻度为该点与圆心连线和竖直方向的夹角,圆弧轨道最低点固定一个力传感器,小球达到该处时可显示小球在该处对轨道的压力大小,小球质量为m,重力加速度为g。
实验步骤如下:
①将小球在右侧轨道某处由静止释放,记录该处的角度;
②小球到达轨道最低点时,记录力传感器的示数;
③改变小球释放的位置、重复以上操作,记录多组、的数值;
④以为纵坐标,cos为横坐标,作出的图像,如图2所示。
回答以下问题:
(1)若该图像斜率的绝对值__________,纵截距__________,则可验证在最低点的向心力表达式。
(2)某同学认为小球运动时的轨道半径为圆轨道半径与小球半径的差值,即小球球心到轨道圆心的距离才为圆周运动的半径,因此图像斜率绝对值k的测量值与真实值相比__________(填“偏大”“偏小”或“相等”)。
【答案】(1) ①. 2 ②. 3
(2)相等
【解析】
【小问1详解】
[1][2]小球从出发点到达最低点,由动能定理可得
小球在最低点,由牛顿第二定律可得
联立可得
整理可得
即的图像斜率的绝对值,纵截距,则可验证在最低点的向心力表达式。
【小问2详解】
通过上述方程发现,表达式与轨道半径无关系,故图像斜率绝对值k的测量值与真实值相比相等。
四、计算题:本大题共3小题,共42分。
13. 2025年3月3日,首次火星探测任务地面应用系统公开发布天问一号探测器上搭载的高分辨率相机、火星矿物光谱分析仪、火星离子与中性粒子分析仪、火星离子与中性粒子分析仪等4个科学载荷在2024年7月至9月,火星磁强计在2024年4月至8月获取的科学数据。假设航天员登上火星后进行科学探测与实验,若航天员将一小球以速度v0竖直上抛,经过t0时间到达最高点。已知火星的半径为R,引力常量为G,不计阻力。
(1)求火星的质量;
(2)求火星的第一宇宙速度大小;
(3)已知火星的自转周期为T,若想让航天器进入火星的同步轨道运行,则航天器的轨道半径是多大?
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
对火星,由万有引力近似等于重力,有
对小球
联立解得
【小问2详解】
由万有引力提供向心力,有
解得
【小问3详解】
设航天器应轨道半径为r,由万有引力提供向心力,有
解得
14. 如图所示,质量为的木块在倾角的足够长的斜面上以的加速度由静止开始下滑,已知;,,g取,求;
(1)前内重力做的功;
(2)前内重力的平均功率;
(3)末重力的瞬时功率。
【答案】(1)144J;(2)36W;(3)72W
【解析】
【详解】(1)前4 s内木块的位移
l=at2=×1×42 m=8m
所以重力在前4s内做的功为
W=mglsin θ=3×10×8×0.6 J=144J
(2)前内重力的平均功率
== W=36W
(3)木块在4 s末的速度
v=at=1×4 m/s=4 m/s
4 s末重力的瞬时功率
P=mgvsin θ=3×10×4×0.6 W=72 W
15. 竖直平面内有一半径为1m、圆心角为127°的光滑圆弧形轨道ABC,O为圆心,半径OA水平,B为轨道的最低点。倾角为37°的长直轨道CD与圆弧轨道在C点平滑对接。质量为0.1kg的小滑块从A点由静止释放,沿圆轨道滑至C点,再经0.6s运动到直轨道上E点。已知小滑块与CD间的动摩擦因数为0.5,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,,。求:
(1)滑块到达B点时对轨道的压力大小;
(2)E与C之间的距离;
(3)滑块在整个运动过程中通过CD段的总路程。
【答案】(1)3N (2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
对滑块从A到B的过程,由机械能守恒定律可得
在B点,根据牛顿第二定律及向心力公式可得
联立求得
根据牛顿第三定律,滑块到达B点时对轨道的压力大小为3N。
【小问2详解】
(2)对滑块从A到C的过程,根据机械能守恒定律可得
滑块从C开始上滑过程,根据牛顿第二定律可得
故滑块从C开始上滑至最高点过程的时间
上滑最大距离
因
故滑块在0.6s内,先沿直轨道从C开始上滑至最高点后又继续下滑0.2s,
下滑过程加速度
位移
故E点距离C点
【小问3详解】
因圆弧轨道光滑,故滑块最终在过C点的水平线下方圆弧轨道上往返。
则对滑块运动的全过程,根据动能定理可得
则
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内蒙古师大附中2025-2026学年第二学期期中质量监测
高一物理
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、班级、考场号和座位号填写在答题卡上。本试卷满分100分,考试时间75分钟。
2.作答时,请考生将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,请考生将答题卡交回,将试题自行保留
一、单选题:本大题共7小题,共28分。
1. 某物体在水平面内沿曲线减速行驶。关于该物体的速度v及所受合力F的方向,最可能如下列哪幅图所示( )
A. B. C. D.
2. 如图,圆盘在水平面以角速度匀速转动,质量的小物块,在距圆盘中心的位置随圆盘一起做匀速圆周运动。物块所受向心力大小为( )
A. 0.1N B. 0.16N C. 0.2N D. 0.8N
3. 如图所示,当汽车通过拱桥顶点的速度为10米/秒时,车对桥顶的压力为车重的,如果要使汽车在粗糙的桥面行驶至桥顶时,不受摩擦力作用,则汽车通过桥顶的速度应为(g=10m/s2)( )
A. 15米/秒 B. 20米/秒 C. 25米/秒 D. 30米/秒
4. 质量为1kg的质点在x—y平面上运动,x方向的速度—时间图像和y方向的位移—时间图像分别如图所示,则质点( )
A. 初速度为4m/s
B. 所受合外力为2N
C. 做匀变速直线运动
D. 初速度的方向与合外力的方向垂直
5. 近几年来,我国的航空航天技术取得了巨大的成就,令同学们深受鼓舞,青岛五十八中高一的某位同学对霍曼转移轨道进行了一定的研究。如图所示,卫星先后在近地圆轨道1、椭圆形的转移轨道2和同步轨道3上运动,轨道1、2相切于P点,2、3相切于Q点,则卫星在下列非点火状态下的比较正确的是( )
A. 在轨道2上运行的周期大于在轨道3上运行的周期
B. 在轨道1上P点的速度大于在轨道2上P点的速度
C. 在轨道1上P点的速度大于在轨道2上Q点的速度
D. 在轨道2上Q点的加速度大于在轨道3上Q点的加速度
6. 如图所示,一质量为m的小球在空中某处,以速度v斜向下抛出、方向与竖直方向成60°,小球受到水平向左大小为的风力,小球落到水平地面时,速度方向竖直向下,重力加速度为g,下列说法正确的是( )
A. 小球在空中运动时受到的合力为
B. 小球在空中运动的时间为
C. 小球抛出点离地高度为
D. 若只撤去风力作用,小球在空中运动时间会变短
7. 如图(a)所示,一可视为质点的滑块放在水平转台上,滑块恰好能随转台绕O点做半径为r的匀速圆周运动,图(b)为俯视图。某学校物理兴趣小组利用位移传感器采集滑块的位置和时刻信息,画出某时刻起滑块沿x轴上的分速度vx随时间t的变化关系如图(c)所示。取水平向右为正方向,滑块所受最大静摩擦力大小等于滑动摩擦力大小,不计空气阻力。则滑块与转台间动摩擦因数和图(c)中阴影部分面积S大小分别为( )
A. , B. ,
C. , D. ,
二、多选题:本大题共3小题,共18分。
8. 如图所示,x轴在水平地面内,y轴沿竖直方向.图中画出了从y轴上沿x轴正向抛出的三个小球a、b和c的运动轨迹,其中b和c是从同一点抛出的.不计空气阻力,则
A. b和c的飞行时间相同
B. a的飞行时间比b的长
C. b的水平初速度比c的大
D. a的水平初速度比b的小
9. 如图所示,质量为M的电梯底板上放置一质量为m的物体,钢索拉着电梯由静止开始向上做加速运动,当上升高度为H时,速度达到v,不计空气阻力,则
A. 物体所受合力做的功等于
B. 底板对物体的支持力做的功等于
C. 钢索的拉力做的功等于
D. 钢索的拉力、电梯的重力及物体对底板的压力对电梯M做的总功等于
10. 如图甲所示,水平面上的物体在水平向右的拉力F作用下,由静止开始运动,运动过程中F功率恒为P。物体运动速度的倒数与加速度a的关系如图乙所示(v0、a0为已知量)。则下列说法正确的是( )
A. 该运动过程中的拉力F为恒力 B. 物体加速运动的时间为
C. 物体所受阻力大小为 D. 物体的质量为
三、实验题:本大题共2小题,共12分。
11. 在“探究平抛运动的特点”实验中,实验小组从不同角度进行实验。(取)
(1)采用如图所示的装置做实验。在此实验中,下列操作或说法正确的是________。
A. 将斜槽轨道的末端调成水平
B. 本实验不需要用天平测出小球的质量,也不需要配备铅垂线
C. 小球释放的初始位置越高越好
D. 上图中挡条每次必须等间距下移
(2)实验中探究物体做平抛运动时,它的速度方向与水平方向的夹角为,其正切值随时间变化的图像如图所示,则初速度__________。(结果保留两位有效数字)
(3)在此实验中,每次都要让小球从斜槽上的同一位置由静止滚下,但小球与斜槽间有摩擦力,这个摩擦力__________(选填“会”或“不会”)使实验的误差增大。
12. 某实验小组想验证向心力公式表达式,实验装置如图1所示,一个半圆形光滑轨道,右侧所标记的刻度为该点与圆心连线和竖直方向的夹角,圆弧轨道最低点固定一个力传感器,小球达到该处时可显示小球在该处对轨道的压力大小,小球质量为m,重力加速度为g。
实验步骤如下:
①将小球在右侧轨道某处由静止释放,记录该处的角度;
②小球到达轨道最低点时,记录力传感器的示数;
③改变小球释放的位置、重复以上操作,记录多组、的数值;
④以为纵坐标,cos为横坐标,作出的图像,如图2所示。
回答以下问题:
(1)若该图像斜率的绝对值__________,纵截距__________,则可验证在最低点的向心力表达式。
(2)某同学认为小球运动时的轨道半径为圆轨道半径与小球半径的差值,即小球球心到轨道圆心的距离才为圆周运动的半径,因此图像斜率绝对值k的测量值与真实值相比__________(填“偏大”“偏小”或“相等”)。
四、计算题:本大题共3小题,共42分。
13. 2025年3月3日,首次火星探测任务地面应用系统公开发布天问一号探测器上搭载的高分辨率相机、火星矿物光谱分析仪、火星离子与中性粒子分析仪、火星离子与中性粒子分析仪等4个科学载荷在2024年7月至9月,火星磁强计在2024年4月至8月获取的科学数据。假设航天员登上火星后进行科学探测与实验,若航天员将一小球以速度v0竖直上抛,经过t0时间到达最高点。已知火星的半径为R,引力常量为G,不计阻力。
(1)求火星的质量;
(2)求火星的第一宇宙速度大小;
(3)已知火星的自转周期为T,若想让航天器进入火星的同步轨道运行,则航天器的轨道半径是多大?
14. 如图所示,质量为的木块在倾角的足够长的斜面上以的加速度由静止开始下滑,已知;,,g取,求;
(1)前内重力做的功;
(2)前内重力的平均功率;
(3)末重力的瞬时功率。
15. 竖直平面内有一半径为1m、圆心角为127°的光滑圆弧形轨道ABC,O为圆心,半径OA水平,B为轨道的最低点。倾角为37°的长直轨道CD与圆弧轨道在C点平滑对接。质量为0.1kg的小滑块从A点由静止释放,沿圆轨道滑至C点,再经0.6s运动到直轨道上E点。已知小滑块与CD间的动摩擦因数为0.5,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,,。求:
(1)滑块到达B点时对轨道的压力大小;
(2)E与C之间的距离;
(3)滑块在整个运动过程中通过CD段的总路程。
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