2023-2024學(xué)年河北省滄州市任丘一中高一(下)期中物理模擬試卷(含解析)_第1頁
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文檔簡介

第=page11頁,共=sectionpages11頁2023-2024學(xué)年河北省滄州市任丘一中高一(下)期中物理模擬試卷一、單選題:本大題共7小題,共28分。1.下列說法正確的是(

)A.兩個(gè)直線運(yùn)動的合運(yùn)動一定是直線運(yùn)動

B.物體在恒定合外力作用下不可能做勻速圓周運(yùn)動

C.卡文迪什在利用扭秤實(shí)驗(yàn)裝置測量引力常量G時(shí),應(yīng)用了微元法

D.牛頓進(jìn)行了“月—地檢驗(yàn)”,他比較的是月球表面上物體的重力加速度和地球表面上物體的重力加速度2.蕩秋千是兒童喜愛的一項(xiàng)體育運(yùn)動,圖為小孩蕩秋千運(yùn)動到最高點(diǎn)的示意圖,下列說法正確的是(不計(jì)空氣阻力)(

)A.小孩運(yùn)動到最高點(diǎn)時(shí),小孩所受的合力為零

B.小孩從最高點(diǎn)運(yùn)動到最低點(diǎn)過程做勻速圓周運(yùn)動

C.小孩運(yùn)動到最低點(diǎn)時(shí)處于失重狀態(tài)

D.小孩運(yùn)動到最低點(diǎn)時(shí),小孩的重力和繩子拉力的合力提供圓周運(yùn)動的向心力

3.如圖所示,水平面上固定一個(gè)與水平面夾角為θ的斜桿A.另一豎直桿B以速度v水平向左勻速直線運(yùn)動,則從兩桿開始相交到最后分離的過程中,兩桿交點(diǎn)P的速度方向和大小分別為(

)

A.水平向左,大小為v B.豎直向上,大小為vtanθ

C.沿A桿斜向上,大小為vcosθ4.有關(guān)圓周運(yùn)動的基本模型,下列說法正確的是(

)

A.如圖甲,同一小球在光滑而固定的圓錐筒內(nèi)的A、B位置先后分別做勻速圓周運(yùn)動,則在A、B兩位置小球向心加速度不相等

B.如圖乙,小球固定在桿的一端,在豎直面內(nèi)繞桿的另一端做圓周運(yùn)動,小球過最高點(diǎn)的速度至少等于gR

C.如圖丙,用相同材料做成的A、B兩個(gè)物體放在勻速轉(zhuǎn)動的水平轉(zhuǎn)臺上隨轉(zhuǎn)臺一起做勻速圓周運(yùn)動,mB=2mA,5.如圖所示,a、b兩點(diǎn)在同一豎直線上,現(xiàn)同時(shí)分別在a、b兩點(diǎn)拋出兩個(gè)小球甲、乙,甲球的速度大小為v甲,方向水平向右,乙球的速度大小為v乙,方向與水平方向的夾角為60°斜向右上方,兩球在c點(diǎn)(未畫出)相碰。已知碰前瞬間乙球速度方向水平,則下列判斷正確的是(

)A.a、c

兩點(diǎn)豎直方向的距離大于b、c兩點(diǎn)豎直方向的距離

B.甲,乙兩球相碰前瞬間甲球的速率與乙球速率相等

C.甲、乙兩球自拋出至相碰前瞬間速度變化不相等

D.甲、乙兩球拋出時(shí)的速度大小v甲與v乙之比為

1:6.中國計(jì)劃2023年5月發(fā)射天舟六號貨運(yùn)飛船和神舟十六號載人飛船,并形成三艙三船組合體,此次任務(wù)將上行航天員駐留和消耗物資、維修備件、推進(jìn)劑和應(yīng)用任務(wù)載荷樣品,并下行在軌廢棄物。飛船發(fā)射后會在停泊軌道(Ⅰ)上進(jìn)行數(shù)據(jù)確認(rèn),后擇機(jī)經(jīng)轉(zhuǎn)移軌道(Ⅱ)完成與中國空間站的交會對接,其變軌過程可簡化如圖所示,已知停泊軌道半徑近似為地球半徑R,中國空間站軌道距地面的平均高度為h,飛船在停泊軌道上的周期為T1,則(

)

A.飛船在停泊軌道上的速度大于第一宇宙速度

B.飛船在轉(zhuǎn)移軌道上P、Q兩點(diǎn)的速率之比為R:(R+h)

C.飛船應(yīng)提前T12(7.如圖,有一固定且內(nèi)壁光滑的半球面,球心為O,最低點(diǎn)為C,在其內(nèi)壁上有兩個(gè)質(zhì)量不相等的小球(可視為質(zhì)點(diǎn))A和B,在兩個(gè)高度不同的水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動,A球的軌跡平面高于B球的軌跡平面。則(

)

A.A球所受彈力一定大于B球所受彈力 B.A球所受彈力一定小于B球所受彈力

C.A球的線速度一定大于B的線速度 D.A球的線速度一定小于B的線速度二、多選題:本大題共3小題,共18分。8.勞技課上,某同學(xué)在體驗(yàn)糕點(diǎn)制作“裱花”環(huán)節(jié)時(shí),她在繞中心勻速轉(zhuǎn)動的圓盤上放了一塊直徑8英寸(20cm)的蛋糕,在蛋糕邊緣每隔2s均勻“點(diǎn)”一次奶油(“點(diǎn)”奶油的時(shí)間忽略不計(jì)),蛋糕轉(zhuǎn)動一周正好均勻“點(diǎn)”上20

A.圓盤轉(zhuǎn)動的周期為40s B.圓盤轉(zhuǎn)動的角速度大小為π20rad/s

9.如圖所示,在水平轉(zhuǎn)臺上放置兩個(gè)可視為質(zhì)點(diǎn)且質(zhì)量均為1kg的物塊A、B,它們與轉(zhuǎn)臺間的動摩擦因數(shù)均為0.5,兩物塊間連接原長為5cm、勁度系數(shù)為100N/m的輕質(zhì)彈簧,其形變都在彈性限度內(nèi),兩物塊A、B和O點(diǎn)恰好構(gòu)成一邊長為10cm的正三角形?,F(xiàn)使水平轉(zhuǎn)臺繞過O點(diǎn)的豎直軸緩慢加速(A.物塊A受到的摩擦力先減小后增大

B.物塊A受到的摩擦力的功率先減小后增大

C.當(dāng)角速度為5rad/s時(shí),物塊A受到的摩擦力大小為5310.一輛汽車由靜止開始沿平直公路行駛,汽車所受牽引力F隨時(shí)間t變化關(guān)系如圖所示,4s時(shí)汽車功率達(dá)到最大值,此后保持此功率不變繼續(xù)行駛,12s后可視為勻速。若汽車的質(zhì)量為1.2×103kg,阻力恒定,且汽車在4s到

A.汽車的最大功率為5×104W

B.汽車勻加速運(yùn)動階段的加速度為2.5m/s2

三、實(shí)驗(yàn)題:本大題共2小題,共15分。11.在做研究平拋運(yùn)動的實(shí)驗(yàn)時(shí),讓小球多次沿同一軌道運(yùn)動,通過描點(diǎn)法畫出小球平拋運(yùn)動的軌跡。

(1)為了能較準(zhǔn)確地描繪運(yùn)動軌跡,下面列出一些操作要求,將你認(rèn)為正確選項(xiàng)的前面字母填在橫線上______。

A.通過調(diào)節(jié)使斜槽的末端保持水平

B.每次釋放小球的位置必須不同

C.每次必須由靜止釋放小球

D.記錄小球位置用的鉛筆,每次必須嚴(yán)格地等距離下降

E.小球運(yùn)動時(shí)不應(yīng)與木板上的白紙(或方格紙)相接觸

F.將球的位置記錄在紙上后,取下紙,用直尺將點(diǎn)連成折線

(2)一個(gè)同學(xué)在《研究平拋物體的運(yùn)動》實(shí)驗(yàn)中,只畫出了如圖所示的一部分曲線,于是他在曲線上取水平距離△s相等的三點(diǎn)A、B、C,又量出他們之間的豎直距離分別為h1、h2,則:(計(jì)算結(jié)果用△s、h1、h2、g表示)

①物體從A到B所用的時(shí)間T=______;

②物體拋出時(shí)的初速度v0=______;

③物體經(jīng)過B點(diǎn)豎直方向速度大小為vBy=______。

(3)若該同學(xué)量得△s=0.2m、h1=12.在“探究向心力大小的表達(dá)式”實(shí)驗(yàn)中,所用向心力演示器如圖a所示。圖b是演示器部分原理示意圖:其中皮帶輪①、④的半徑相同,輪②的半徑是輪①的2倍,輪④的半徑是輪⑤的2倍,兩轉(zhuǎn)臂上黑白格的長度相等。A、B、C為三根固定在轉(zhuǎn)臂上的擋板,可與轉(zhuǎn)臂上做圓周運(yùn)動的實(shí)驗(yàn)球產(chǎn)生擠壓,從而提供向心力,圖(a)中的標(biāo)尺1和2可以顯示出兩球所受向心力的大小關(guān)系??晒┻x擇的實(shí)驗(yàn)球有:質(zhì)量均為m的球1和球2,質(zhì)量為2m的球3。

(1)在研究向心力的大小F與質(zhì)量m、角速度ω和半徑r之間的關(guān)系時(shí),我們主要用到了物理學(xué)中的______;

A.理想實(shí)驗(yàn)法

B.等效替代法

C.控制變量法

D.演繹法

(2)探究向心力與圓周運(yùn)動軌道半徑的關(guān)系時(shí),為了保證球的質(zhì)量相同要選擇球1和球2,為了保證轉(zhuǎn)動的角速度相等,所以要實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)將皮帶與輪①和輪______相連;

(3)選擇球1和球3作為實(shí)驗(yàn)球,將球1放在擋板B,球3放在擋板C的位置,若實(shí)驗(yàn)時(shí)將皮帶與輪②和輪⑤相連,球四、簡答題:本大題共2小題,共22分。13.如圖所示,一質(zhì)量m=0.5kg的小物塊從傾角θ=30°的斜面頂端下滑,已知斜面長度L=1m,小物塊與斜面間的動摩擦因數(shù)μ=0.2,g=

14.我國發(fā)射一顆返回式月球軟著陸器,進(jìn)行首次月球樣品自動取樣并安全返回地球。假設(shè)宇航員在月球表面某處以速度v0豎直向上拋出一個(gè)小球,經(jīng)過時(shí)間t,小球落回到拋出點(diǎn)。已知月球半徑為R,月球的質(zhì)量分布均勻,萬有引力常量為G,忽略月球自轉(zhuǎn),求:

(1)月球表面的重力加速度;

(2)月球的質(zhì)量;五、計(jì)算題:本大題共1小題,共17分。15.如圖甲所示,長為L=3m的傳送帶以速度v傳=6m/s順時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動,其左端A點(diǎn)與一個(gè)四分之一光滑圓軌道連接,軌道半徑R=0.8m;右端B與一個(gè)傾角為30°的斜面連接,B點(diǎn)到地面的高度為H=1.8m。小滑塊從光滑圓軌道高h(yuǎn)處靜止釋放,到達(dá)A點(diǎn)時(shí)的速率v與下落高度h的關(guān)系如圖乙所示。已知小滑塊質(zhì)量為m=2kg,與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)為μ=0.3,重力加速度g取10m/s2,求:答案和解析1.【答案】B

【解析】解:A.兩個(gè)直線運(yùn)動的合運(yùn)動不一定是直線運(yùn)動,可能是曲線運(yùn)動,如平拋運(yùn)動,故A錯誤;

B.物體在恒定合外力作用下不可能做勻速圓周運(yùn)動,因?yàn)閯蛩賵A周運(yùn)動合外力提供向心力,向心力方向時(shí)刻在變,所以恒力作用下物體不可能做勻速圓周運(yùn)動,故B正確;

C.卡文迪什在利用扭秤實(shí)驗(yàn)裝置測量引力常量G時(shí),應(yīng)用了放大法,故C錯誤;

D.牛頓提出萬有引力定律后進(jìn)行了“月—地檢驗(yàn)”,他比較的是月球繞地球公轉(zhuǎn)的向心加速度和地球表面上物體的重力加速度,故D錯誤。

故選:B。

結(jié)合運(yùn)動的合成的方法判斷;物體做勻速圓周運(yùn)動時(shí),合外力提供向心力,且合外力始終指向圓心;根據(jù)物理學(xué)史判斷CD選項(xiàng)。2.【答案】D

【解析】解:A、小孩運(yùn)動到最高點(diǎn)時(shí),速度為零,受重力和拉力,合力不為零,方向沿著切線方向,故A錯誤;

B、小孩從最高點(diǎn)運(yùn)動到最低點(diǎn)過程中,線速度越來越大,故B錯誤;

C、小孩運(yùn)動到最低點(diǎn)時(shí),具有向心加速度,方向豎直向上,故小孩處于超重狀態(tài),故C錯誤;

D、小孩運(yùn)動到最低點(diǎn)時(shí),小孩的重力和繩子的拉力的合力提供圓周運(yùn)動的向心力,故D正確。

故選:D。

小孩運(yùn)動到最高點(diǎn)時(shí)受力并不平衡;蕩秋千的過程中,小孩的速度大小是在不斷變化的;小孩做的是圓周運(yùn)動,在最低點(diǎn)時(shí)小孩具有豎直向上的向心加速度;在最低點(diǎn)由重力和拉力的合力提供向心力。

本題主要考查向心力,牛頓第二定律,當(dāng)秋千蕩到最高點(diǎn)時(shí),小孩的速度為零,沿半徑方向加速度為零,加速度方向沿圓弧的切線方向;當(dāng)加速度向上時(shí),超重;當(dāng)加速度向下時(shí),失重。3.【答案】C

【解析】解:兩桿的交點(diǎn)P參與了兩個(gè)分運(yùn)動:與B桿一起以速度v水平向左的勻速直線運(yùn)動和沿B桿豎直向上的運(yùn)動,交點(diǎn)P的實(shí)際運(yùn)動方向沿A桿斜向上,如圖所示,則交點(diǎn)P的速度大小為vP=vcosθ,故C正確,A、B、D錯誤.

故選C.

將P點(diǎn)的運(yùn)動分解為水平方向和豎直方向,通過平行四邊形定則,根據(jù)水平分速度的大小求出合速度的大小.4.【答案】C

【解析】解:A、對小球分析,設(shè)圓錐軸線與母線的夾角為θ,所以根據(jù)合外力提供向心力有mgtanθ=ma,由于小球相同,圓錐軸線與母線的夾角不變所以向心加速度不變,故A錯誤;

B、小球在豎直面內(nèi)繞桿的另一端做圓周運(yùn)動,桿不僅提供拉力也可以提供支持力,所以小球的過最高點(diǎn)的速度只要大于零即可,故B錯誤;

C、物體放在勻速轉(zhuǎn)動的水平轉(zhuǎn)臺上隨轉(zhuǎn)臺一起做圓周運(yùn)動,摩擦力充當(dāng)向心力,最大角速度對應(yīng)最大靜摩擦力μmg=mω2r,即ω=μgr,所以5.【答案】D

【解析】解:A、設(shè)相遇時(shí),運(yùn)動的時(shí)間為t,則v乙sin60°=gt,a、c兩點(diǎn)豎直方向的距離y甲=12gt2,b、c兩點(diǎn)豎直方向的距離y乙=v乙sin60°?t?12gt2,代入數(shù)據(jù)解得:y甲=3v乙?28g,y6.【答案】C

【解析】解:A、由題意知,停泊軌道半徑近似為地球半徑R,所以飛船在停泊軌道上的速度近似等于第一宇宙速度,故A錯誤;

B、由開普勒第二定律可知,飛船在轉(zhuǎn)移軌道(Ⅱ)上P、Q附近極短時(shí)間內(nèi)掃過的面積相等,由近似扇形的面積公式有:12vPΔtR=12vQΔt(R+h)

變形后得到兩點(diǎn)的速率之比為:vPvQ=R+hR,故B錯誤;

C、設(shè)飛船在轉(zhuǎn)移軌道運(yùn)行的周期為T2,結(jié)合飛船在停泊軌道的參數(shù),由開普勒第三定律可得R3T12=(2R+h2)3T22

變形整理可得:T2=T1(1+h7.【答案】C

【解析】解:AB、小球運(yùn)動過程中所受重力與支持力的合力沿水平方向,且恰好提供向心力,有NA=mAgcosα,NB=mBgcosβ,由于兩球質(zhì)量大小關(guān)系不明,則無法比較兩球所受彈力大小。故AB錯誤;

CD、同理,可得mAgt8.【答案】AB【解析】解:A.一周20個(gè)間隔,每個(gè)間隔2s,圓盤轉(zhuǎn)動的周期T為40s,故A正確;

B.圓盤轉(zhuǎn)動的角速度為:

ω=2πT

代入數(shù)據(jù)得:ω=π20rad/s,故B正確;

C.蛋糕邊緣的線速度為:

v=ωr

其中r=12×20cm=0.1m

代入數(shù)據(jù)得:v=π200m/s,故9.【答案】AD【解析】解:A.根據(jù)胡克定律,彈簧的彈力為F=kx=100×(0.1?0.05)N=5N

在角速度增大的過程中,彈簧彈力不變,合力的方向不變,始終指向圓心,對A受力分析如圖所示:

經(jīng)分析可知,彈簧彈力與摩擦力的合力提供向心力,始終指向圓心,在角速度增大的過程中,合力不斷增大;

根據(jù)受力分析圖,物塊A受到的摩擦力先減小后增大,故A正確;

B.A質(zhì)點(diǎn)在豎直軸緩慢加速過程中,每個(gè)瞬間都近似做勻速圓周運(yùn)動,因此彈簧彈力F沿切線方向的分力近似等于摩擦力f沿切線方向的的分力,而摩擦力的瞬時(shí)功率大小等于摩擦力切線方向的分力乘以速率,因此摩擦力的瞬時(shí)功率不變,故B錯誤;

C.當(dāng)角速度ω=5rad/s時(shí),向心力F合=mrω2=1×10×10?2×52N=2.5N

根據(jù)受力分析圖,若f垂直F合,則滿足F合=Fcos60°=5×10.【答案】AB【解析】解:ABC.由圖可知,汽車在前4s內(nèi)的牽引力不變,汽車做勻加速直線運(yùn)動,4~12s內(nèi)汽車的牽引力逐漸減小,則車的加速度逐漸減小,汽車做加速度減小的加速運(yùn)動,直到車的速度達(dá)到最大值,以后做勻速直線運(yùn)動,可知在4s末汽車的功率達(dá)到最大值;汽車的速度達(dá)到最大值后牽引力等于阻力,所以阻力f=2×103N

前4s內(nèi)汽車的牽引力為F=5×103N

由牛頓第二定律

F?f=ma

可得a=2.5m/s2

4s末汽車的速度v1=at1=2.5×4m/s=10m/s

所以汽車的最大功率11.【答案】ACE

h2?h1g

△s【解析】解:(1)A、為了保證小球水平飛出,則斜槽的末端切線保持水平,故A正確;

BC、為了保證小球平拋運(yùn)動的初速度相同,則每次從同一高度由靜止釋放小球,故B錯誤,C正確;

D、記錄小球經(jīng)過不同高度的位置時(shí),不需要等距離下降,故D錯誤;

E、小球運(yùn)動時(shí)不應(yīng)與木塊上的白紙(或方格紙)相接觸,為了防止摩擦改變小球的運(yùn)動軌跡,故E正確;

F、要使描出的軌跡更好地反映真實(shí)運(yùn)動,記錄的點(diǎn)應(yīng)適當(dāng)多一些,并用平滑曲線連接,故F錯誤;

故選:ACE。

(2)⑦在豎直方向上根據(jù)△h=gT2,有:T=△hg=h2?h1g;

②根據(jù)水平方向的勻速運(yùn)動特點(diǎn)可有:△s=v0T,解得:v0=△sT=△sgh2?h1

③根據(jù)勻變速直線運(yùn)動某段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度,所以經(jīng)過B點(diǎn)時(shí)的豎直分速度為:vBy=h1+h22T=h1+h2212.【答案】C

1:16

【解析】解:(1)在研究向心力的大小F與質(zhì)量m、角速度ω和半徑r之間的關(guān)系時(shí),我們通過控制m、ω、r中兩個(gè)物理量不變,探究F與另一個(gè)物理量之間的關(guān)系,所以用到了控制變量法。

故C正確,ABD錯誤。

故選:C。

(2)塔輪由皮帶傳動,線速度大小相等,根據(jù)ω=vr可知,為了保證轉(zhuǎn)動的角速度相等,應(yīng)選擇半徑相同的塔輪用皮帶相連,即將皮帶與輪①和輪④相連。

(3)由題意可知塔輪1和塔

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