内容正文:
静海一中2025-2026第二学期高一物理(6月)
学生学业能力调研试卷
考生注意:
本试卷分第Ⅰ卷基础题(81分)和第Ⅱ卷提高题(19分)两部分,含3分卷面分,满分共100分。
第Ⅰ卷 基础题(共81分)
一、单项选择题∶ 每小题5分,共25分。
1. 有关生活中的圆周运动的基本模型,下列说法正确的是( )
A. 飞机在水平面上做匀速圆周运动时,向心力由空气的支持力提供
B. “水流星”表演中,通过最高点时处于完全失重状态,不受重力作用
C. 两个质量相同的小球和紧贴着内壁分别在图中所示的水平面内做匀速圆周运动,则两球周期必定相同
D. 火车转弯超过规定速度时,外轨对轮缘会有挤压的作用
【答案】D
【解析】
【详解】A.飞机在水平面上做匀速圆周运动时,向心力由空气的作用力和飞机自身重力的合力提供,故A错误;
B.“水流星”表演中,通过最高点时处于失重状态,但不一定处于完全失重状态,物体仍受重力作用,故B错误;
C.若两球不受摩擦力作用,对于任意一个小球,根据牛顿第二定律可知
联立解得
图像可知A的r大,则A的周期较大,故C错误;
D.火车转弯超过规定速度行驶时,单靠重力和支持力的合力不足以提供向心力,火车有离心的趋势,所以外轨对轮缘有挤压作用,故D正确。
故选D。
2. 如图所示,是高一年级足球比赛运动员发定位球的示意图,运动员把质量为m的足球从水平地面踢出,足球恰好飞过高为h0的人墙顶部,并继续在空中运动到最高点h,足球可视为质点,不计空气阻力,重力加速度为g,下列说法正确的是( )
A. 以过人墙顶部的水平面为参考平面,足球在最高点的重力势能为mgh
B. 足球从被踢出至运动到最高点的过程中,重力势能增加了mg(h-h0)
C. 足球从被踢出至运动到最高点的过程中,重力的瞬时功率一直减小
D. 足球运动到最高点时,重力的瞬时功率最大
【答案】C
【解析】
【详解】A.以过人墙顶部的水平面为参考平面,最高点相对于该平面的高度为,根据重力势能定义式知,足球在最高点的重力势能为,故A错误;
B.足球从被踢出至运动到最高点的过程中,初位置在地面,末位置高度为,高度升高了,克服重力做功,重力势能增加了,故B错误;
C.足球从被踢出至运动到最高点的过程中,做斜抛运动,竖直方向做匀减速直线运动,竖直分速度逐渐减小,重力的瞬时功率,可知重力的瞬时功率一直减小,故C正确;
D.足球运动到最高点时,竖直方向分速度为零,速度方向水平,与重力方向垂直,重力的瞬时功率为零,为最小值,故D错误。
故选C。
3. 如图所示,在水平转台上放一个质量的木块,它与转台间的最大静摩擦力,绳的一端系在木块上,另一端通过转台的中心孔O(孔光滑)悬挂一个质量的物体,当转台以角速度匀速转动时,木块相对转台静止,则木块到O点的距离不可以的是(g取)M、m均视为质点( )
A. 0.16m B. 0.08m C. 0.04m D. 0.32m
【答案】C
【解析】
【详解】木块随转台做匀速圆周运动,向心力由绳子拉力和静摩擦力共同提供,绳子拉力等于下方悬挂物体的重力,
木块所需向心力
当较大时,所需向心力较大,木块有向外滑动的趋势,静摩擦力指向圆心,且刚好达到最大值时有
解得
当较小时,所需向心力较小,木块有向内滑动的趋势,静摩擦力背离圆心,且刚好达到最大值时有
解得
因此,木块相对转台静止时,半径的范围为
可知木块到O点的距离不可以的是。
故选C。
4. 在载人飞船与空间站组合体成功实现自主快速交会对接后,神舟十五号航天员乘组从飞船返回舱进入轨道舱,图为航天员“胜利会师”及出舱与地球同框的珍贵瞬间。离地面高度约为的空间站绕地球飞行可视为做匀速圆周运动。已知地球半径为R,空间站绕地运行的轨道半径为r,空间站绕地运行的周期为T,地球表面的重力加速度为g,万有引力常量为G。则下列说法正确的是( )
A. 神舟十五号飞船在地球上的发射速度大于
B. 航天员在空间站时不受地球的万有引力作用
C. 地球质量
D. 空间站在轨道上的向心加速度大小为
【答案】D
【解析】
【详解】A.神舟十五号发射速度应大于7.9km/s且小于11.2km/s,故A错误;
B.航天员出舱后处于完全失重状态,仍受到万有引力作用,故B错误;
C.根据万有引力提供向心力
可得
故C错误;
D.空间站在轨道处
在地面时
联立可得
故D正确。
故选D。
5. 假设宇宙中有一双星系统由质量分别为m和M的A、B两颗星体组成,这两颗星绕它们连线上的某一点在二者万有引力作用下做匀速圆周运动,如图所示,A、B两颗星的距离为L,引力常量为G,则( )
A. 因为,所以
B. 两颗星做圆周运动的角速度为
C. A做圆周运动需要的向心力大于B做圆周运动需要的向心力
D. 若A由于不断吸附宇宙中的尘埃而使得质量缓慢增大,其他量不变则A的角速度缓慢减小
【答案】B
【解析】
【详解】AC.双星之间的万有引力提供向心力,由牛顿第三定律可知两颗星做圆周运动所需要的向心力大小相等,设A、B两颗星的轨道半径分别为、,双星之间的万有引力提供向心力,则有,
解得
由于,即,所以,故AC错误;
BD.由于两颗星体满足,
且有
解得
由可得两颗星做圆周运动的角速度为
若m缓慢增大,其他量不变,可知周期T变小,角速度逐渐变大,故B正确,D错误。
故选B。
二、多项选择题∶ 每小题5分,共15分。
6. 如图所示,细绳的一端固定于点,另一端系一个小球,在点的正下方钉一个钉子A,小球从一定高度摆下,当细绳碰到钉子的瞬间( )
A. 小球的线速度突然增大 B. 小球的角速度突然增大
C. 小球的向心加速度突然增大 D. 绳子的拉力保持不变
【答案】BC
【解析】
【详解】ABC.小球从M点运动到P点细绳与钉子发生碰撞,碰到钉子的瞬间小球的能量不突变,速度大小不变,由
知细绳长度变小,角速度变大;由
知细绳长度变小,向心加速度变大;故A错误,BC正确;
D.由
知细绳长度变小,细绳拉力突然增大,故D错误。
故选BC。
7. 2018年12月我国成功发射“嫦娥四号”探测器,实现了人类首次月球背面着陆。假设“嫦娥四号”探测器的发射过程简化如下:探测器从地球表面发射后,进入地月转移轨道,经过M点时变轨进入距离月球表面的圆形轨道Ⅰ,在轨道Ⅰ上经过P点时再次变轨进入椭圆轨道Ⅱ,之后将在Q点着陆月球表面。下列说法正确的是( )
A. “嫦娥四号”在轨道Ⅰ上经过M点的速度小于在轨道Ⅱ上经过Q点的速度
B. “嫦娥四号”在轨道Ⅰ上经过P点的加速度等于在轨道Ⅱ上经过P点的加速度
C. “嫦娥四号”在M点需要加速才能实现从地月转移轨道转移到Ⅰ轨道
D. “嫦娥四号”探测器的发射速度大于地球的第二宇宙速度
【答案】AB
【解析】
【详解】A.卫星绕月球做匀速圆周运动时,由万有引力提供向心力,则有
解得
可知“嫦娥四号”在过Q点圆轨道的运行速度大于在轨道Ⅰ上经过M点的速度,而“嫦娥四号”在过Q点圆轨道需要点火加速变轨到椭圆轨道Ⅱ,所以“嫦娥四号”在轨道Ⅰ上经过M点的速度小于在轨道Ⅱ上经过Q点的速度,故A正确;
B.根据牛顿第二定律有
解得
因同一点到月球球心的距离相等,故“嫦娥四号”在轨道Ⅰ上经过P点的加速度等于在轨道Ⅱ上经过P点的加速度,故B正确;
C.卫星从高轨道变轨到低轨道,需要在变轨处点火减速,所以“嫦娥四号”在M点需要减速才能实现从地月转移轨道转移到Ⅰ轨道,故C错误;
D.“嫦娥四号”探测器绕月球运行时,并没有脱离地球引力的约束,所以发射速度大于地球的第一宇宙速度,小于地球的第二宇宙速度,故D错误。
故选AB。
8. 一辆汽车在水平路面上由静止启动,在前5s内做匀加速直线运动,5s末达到额定功率,之后保持额定功率运动,其图像如图所示。已知汽车的质量为,汽车受到地面的阻力为车重的,g取。下列说法正确的是( )
A. 汽车在前5s内的阻力为200N B. 汽车在前5s内的牵引力为
C. 汽车的额定功率为40kW D. 汽车的最大速度为30m/s
【答案】BD
【解析】
【详解】A.由题意可知汽车受到的阻力为,A错误;
B.由图像可知前5s内的加速度大小为
前5s内对汽车受力分析,由牛顿第二定律有
解得汽车在前5s内的牵引力为,B正确;
C.5s末达到额定功率,由瞬时功率表达式可知汽车的额定功率为,C错误;
D.汽车达到最大速度时牵引力为
由瞬时功率表达式可知汽车的最大速度为,D正确。
故选BD。
三、填空题(每空2分,共8分)
9. 在“探究平抛运动的特点”实验中:
(1)利用图1装置进行“探究平抛运动竖直分运动的特点”实验,用小锤击打弹性金属片,A球沿水平方向抛出,同时B球自由下落,重复实验数次,无论打击力大或小,仪器距离地面高或低,A、B两球总是同时落地,该实验表明平抛运动在竖直方向上是_______________。(选填“匀速直线运动”或“自由落体运动”)。
(2)实验中,下列不正确的是( )
A. 斜槽轨道要尽量光滑
B. 斜槽轨道末端要保持水平
C. 记录点应适当多一些,这样描绘出的轨迹能更好地反映真实运动
D. 每次从斜槽上相同的位置无初速度释放钢球
(3)在另一次实验中将白纸换成方格纸,每小格的边长,通过实验记录了小球在运动途中的三个位置,如图3所示,则该小球做平抛运动的初速度大小为_____________m/s。小球从抛出点运动到A点经历的时间为____________s。(取,结果保留到小数点后一位)
【答案】(1)自由落体运动 (2)A
(3) ①. 1.5 ②. 0.1
【解析】
【小问1详解】
用小锤击打弹性金属片,A球沿水平方向抛出,同时B球自由下落,无论打击力大小、仪器离地面高低,A、B两球总是同时落地。这表明平抛运动在竖直方向上的分运动是自由落体运动。
【小问2详解】
AD.斜槽轨道是否光滑不影响小球做平抛运动的初速度,只要保证小球每次从同一位置由静止释放,就能保证初速度相同,所以斜槽轨道不需要尽量光滑,故A错误,符合题意;D正确,不符合题意;
B.斜槽轨道末端保持水平,才能保证小球水平抛出,做平抛运动,故B正确,不符合题意;
C.记录点适当多一些,以减小偶然误差,描绘出的轨迹能更好地反映真实运动,故C正确,不符合题意。
本题选错误的,故选A。
【小问3详解】
[1]对小球,从点到B点和B点到C点的水平位移相等,可知从点到B点和B点到C点的时间相等,竖直方向有
代入数据解得
该小球做平抛运动的初速度大小
[2]小球在B点时的竖直方向速度等于段竖直方向的平均速度,可得
根据
解得
故小球从抛出点运动到点经历的时间
四、易混易错辨析题(每小题2分,共8分)
10. 关于下列基本概念,判断是否正确,对的表明√,不对的表明×,不对的加以改正。
(1)圆周运动的向心力不一定指向圆心。( )
(2)做匀速圆周运动的物体所受合力不变。( )
(3)重力做负功时,物体的重力势能一定增加。( )
(4)平抛运动在任意相等时间内,速度变化量都相同。( )
【答案】(1)错误 (2)错误
(3)正确 (4)正确
【解析】
【小问1详解】
圆周运动的向心力一定指向圆心,故说法错误;
【小问2详解】
做匀速圆周运动的物体所受合力大小不变,但方向时刻改变,是变力,故说法错误;
【小问3详解】
根据重力做功与重力势能的关系,可知重力做负功,重力势能增加,故说法正确;
【小问4详解】
平抛运动是匀变速曲线运动,加速度恒为重力加速度,根据
可知在任意相等时间内,速度变化量都相同,故说法正确。
五、解答题
11. 航天员在某质量分布均匀的星球表面将小球以一定的水平初速度正对斜面抛出,斜面倾角,经t时间小球恰好垂直撞在斜面上。已知该星球的半径为R,引力常量为G,球的体积公式是,,,不计星球表面空气阻力,不考虑星球自转影响。求:
(1)该星球表面的重力加速度;
(2)该星球的密度;
(3)该星球的第一宇宙速度。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
小球恰好垂直撞在斜面上,由几何关系可得
又
联立解得该星球表面的重力加速度
【小问2详解】
在星球表面有
又
联立解得该星球的密度为
【小问3详解】
该星球的第一宇宙速度等于卫星在星球表面绕该星球做匀速圆周运动的线速度,则有
联立解得该星球的第一宇宙速度为
12. 如图所示,一位滑雪者,人与装备的总质量,由静止开始沿山坡匀加速直线滑下,山坡倾角为,在4s的时间内滑下的距离为。g取。求:
(1)滑雪者匀加速下滑时的加速度的大小a;
(2)4s 时间内阻力以及合力对人与装备做的功;
(3)在第4s末,人与装备所受重力的功率。
(4)如何区分题目中求解的功率是平均功率还是瞬时功率?
【答案】(1)
(2),
(3)
(4)求某一时刻为瞬时功率,求某一过程为平均功率
【解析】
【小问1详解】
根据
解得
【小问2详解】
对滑雪者分析,根据牛顿第二定律有
解得
阻力对人与装备做的功
解得
合力对人与装备做的功
解得
【小问3详解】
在第4s末,重力的瞬时功率为
其中
4s末的速度
解得
【小问4详解】
求某一时刻的功率为瞬时功率,求某一过程的功率为平均功率
第Ⅱ卷 提高题(共19分)
13. 如图甲所示为自行车气嘴灯,气嘴灯由接触式开关控制,其结构如图乙所示,弹簧一端固定在顶部,另一端与小物块P连接,当车轮转动的角速度达到一定值时,P拉伸弹簧后使触点A、B接触,从而接通电路使气嘴灯发光。已知P与A的总质量为m,弹簧劲度系数为k,B点与车轮圆心距离为R,车轮静止且气嘴灯在最低点时(A点在上方,B点在下方)A、B距离(d远小于R),重力加速度大小为g,不计接触式开关中的一切摩擦,P和A、B均视为质点。
(1)若车轮匀速转动,气嘴灯到达最低点时刚好发光,求车轮转动的角速度大小;
(2)若车轮匀速转动中气嘴灯一直发光,求车轮转动的角速度满足的条件;
(3)若车轮匀速转动的角速度大小,求气嘴灯发光的时间。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
当车轮静止且气嘴灯在最低点时,设弹簧伸长量为,则
当车轮匀速转动,气嘴灯到达最低点时,弹簧弹力与重力提供小物块所需向心力,有
解得
【小问2详解】
由题意,气嘴灯到达最高点时刚好发光,有
解得
则要使车轮匀速转动中气嘴灯一直发光,角速度应满足
【小问3详解】
由题可知,,可设其刚好发光的位置与车轮圆心连线,跟竖直向上的夹角为,如图所示
可有
解得,即
转动周期
则一个周期内,气嘴灯发光的时间为
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学生学业能力调研试卷
考生注意:
本试卷分第Ⅰ卷基础题(81分)和第Ⅱ卷提高题(19分)两部分,含3分卷面分,满分共100分。
第Ⅰ卷 基础题(共81分)
一、单项选择题∶ 每小题5分,共25分。
1. 有关生活中的圆周运动的基本模型,下列说法正确的是( )
A. 飞机在水平面上做匀速圆周运动时,向心力由空气的支持力提供
B. “水流星”表演中,通过最高点时处于完全失重状态,不受重力作用
C. 两个质量相同的小球和紧贴着内壁分别在图中所示的水平面内做匀速圆周运动,则两球周期必定相同
D. 火车转弯超过规定速度时,外轨对轮缘会有挤压的作用
2. 如图所示,是高一年级足球比赛运动员发定位球的示意图,运动员把质量为m的足球从水平地面踢出,足球恰好飞过高为h0的人墙顶部,并继续在空中运动到最高点h,足球可视为质点,不计空气阻力,重力加速度为g,下列说法正确的是( )
A. 以过人墙顶部的水平面为参考平面,足球在最高点的重力势能为mgh
B. 足球从被踢出至运动到最高点的过程中,重力势能增加了mg(h-h0)
C. 足球从被踢出至运动到最高点的过程中,重力的瞬时功率一直减小
D. 足球运动到最高点时,重力的瞬时功率最大
3. 如图所示,在水平转台上放一个质量的木块,它与转台间的最大静摩擦力,绳的一端系在木块上,另一端通过转台的中心孔O(孔光滑)悬挂一个质量的物体,当转台以角速度匀速转动时,木块相对转台静止,则木块到O点的距离不可以的是(g取)M、m均视为质点( )
A. 0.16m B. 0.08m C. 0.04m D. 0.32m
4. 在载人飞船与空间站组合体成功实现自主快速交会对接后,神舟十五号航天员乘组从飞船返回舱进入轨道舱,图为航天员“胜利会师”及出舱与地球同框的珍贵瞬间。离地面高度约为的空间站绕地球飞行可视为做匀速圆周运动。已知地球半径为R,空间站绕地运行的轨道半径为r,空间站绕地运行的周期为T,地球表面的重力加速度为g,万有引力常量为G。则下列说法正确的是( )
A. 神舟十五号飞船在地球上的发射速度大于
B. 航天员在空间站时不受地球的万有引力作用
C. 地球质量
D. 空间站在轨道上的向心加速度大小为
5. 假设宇宙中有一双星系统由质量分别为m和M的A、B两颗星体组成,这两颗星绕它们连线上的某一点在二者万有引力作用下做匀速圆周运动,如图所示,A、B两颗星的距离为L,引力常量为G,则( )
A. 因为,所以
B. 两颗星做圆周运动的角速度为
C. A做圆周运动需要的向心力大于B做圆周运动需要的向心力
D. 若A由于不断吸附宇宙中的尘埃而使得质量缓慢增大,其他量不变则A的角速度缓慢减小
二、多项选择题∶ 每小题5分,共15分。
6. 如图所示,细绳的一端固定于点,另一端系一个小球,在点的正下方钉一个钉子A,小球从一定高度摆下,当细绳碰到钉子的瞬间( )
A. 小球的线速度突然增大 B. 小球的角速度突然增大
C. 小球的向心加速度突然增大 D. 绳子的拉力保持不变
7. 2018年12月我国成功发射“嫦娥四号”探测器,实现了人类首次月球背面着陆。假设“嫦娥四号”探测器的发射过程简化如下:探测器从地球表面发射后,进入地月转移轨道,经过M点时变轨进入距离月球表面的圆形轨道Ⅰ,在轨道Ⅰ上经过P点时再次变轨进入椭圆轨道Ⅱ,之后将在Q点着陆月球表面。下列说法正确的是( )
A. “嫦娥四号”在轨道Ⅰ上经过M点的速度小于在轨道Ⅱ上经过Q点的速度
B. “嫦娥四号”在轨道Ⅰ上经过P点的加速度等于在轨道Ⅱ上经过P点的加速度
C. “嫦娥四号”在M点需要加速才能实现从地月转移轨道转移到Ⅰ轨道
D. “嫦娥四号”探测器的发射速度大于地球的第二宇宙速度
8. 一辆汽车在水平路面上由静止启动,在前5s内做匀加速直线运动,5s末达到额定功率,之后保持额定功率运动,其图像如图所示。已知汽车的质量为,汽车受到地面的阻力为车重的,g取。下列说法正确的是( )
A. 汽车在前5s内的阻力为200N B. 汽车在前5s内的牵引力为
C. 汽车的额定功率为40kW D. 汽车的最大速度为30m/s
三、填空题(每空2分,共8分)
9. 在“探究平抛运动的特点”实验中:
(1)利用图1装置进行“探究平抛运动竖直分运动的特点”实验,用小锤击打弹性金属片,A球沿水平方向抛出,同时B球自由下落,重复实验数次,无论打击力大或小,仪器距离地面高或低,A、B两球总是同时落地,该实验表明平抛运动在竖直方向上是_______________。(选填“匀速直线运动”或“自由落体运动”)。
(2)实验中,下列不正确的是( )
A. 斜槽轨道要尽量光滑
B. 斜槽轨道末端要保持水平
C. 记录点应适当多一些,这样描绘出的轨迹能更好地反映真实运动
D. 每次从斜槽上相同的位置无初速度释放钢球
(3)在另一次实验中将白纸换成方格纸,每小格的边长,通过实验记录了小球在运动途中的三个位置,如图3所示,则该小球做平抛运动的初速度大小为_____________m/s。小球从抛出点运动到A点经历的时间为____________s。(取,结果保留到小数点后一位)
四、易混易错辨析题(每小题2分,共8分)
10. 关于下列基本概念,判断是否正确,对的表明√,不对的表明×,不对的加以改正。
(1)圆周运动的向心力不一定指向圆心。( )
(2)做匀速圆周运动的物体所受合力不变。( )
(3)重力做负功时,物体的重力势能一定增加。( )
(4)平抛运动在任意相等时间内,速度变化量都相同。( )
五、解答题
11. 航天员在某质量分布均匀的星球表面将小球以一定的水平初速度正对斜面抛出,斜面倾角,经t时间小球恰好垂直撞在斜面上。已知该星球的半径为R,引力常量为G,球的体积公式是,,,不计星球表面空气阻力,不考虑星球自转影响。求:
(1)该星球表面的重力加速度;
(2)该星球的密度;
(3)该星球的第一宇宙速度。
12. 如图所示,一位滑雪者,人与装备的总质量,由静止开始沿山坡匀加速直线滑下,山坡倾角为,在4s的时间内滑下的距离为。g取。求:
(1)滑雪者匀加速下滑时的加速度的大小a;
(2)4s 时间内阻力以及合力对人与装备做的功;
(3)在第4s末,人与装备所受重力的功率。
(4)如何区分题目中求解的功率是平均功率还是瞬时功率?
第Ⅱ卷 提高题(共19分)
13. 如图甲所示为自行车气嘴灯,气嘴灯由接触式开关控制,其结构如图乙所示,弹簧一端固定在顶部,另一端与小物块P连接,当车轮转动的角速度达到一定值时,P拉伸弹簧后使触点A、B接触,从而接通电路使气嘴灯发光。已知P与A的总质量为m,弹簧劲度系数为k,B点与车轮圆心距离为R,车轮静止且气嘴灯在最低点时(A点在上方,B点在下方)A、B距离(d远小于R),重力加速度大小为g,不计接触式开关中的一切摩擦,P和A、B均视为质点。
(1)若车轮匀速转动,气嘴灯到达最低点时刚好发光,求车轮转动的角速度大小;
(2)若车轮匀速转动中气嘴灯一直发光,求车轮转动的角速度满足的条件;
(3)若车轮匀速转动的角速度大小,求气嘴灯发光的时间。
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