期中模拟测试卷(二)(解析版)高一物理同步备课系列

PAGE试卷第=1页，共=sectionpages33页期中模拟测试卷（二）（解析版）学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________一、单选题（第1-8小题，每小题3分，第9-12小题，每小题4分，共40分）1．从圆周运动的角度分析机械钟表，下列说法正确的是（）A．秒针转动的周期最短B．分针转动的角速度最小C．秒针转动的角速度最小D．分针的角速度为【答案】A【详解】A．依题意，秒针的转动周期为60s，分针的转动周期为60min，时针的转动周期为12h。秒针转动的周期最短。故A正确；BCD．根据公式可知，周期与角速度成反比，所以时针的角速度最小，秒针的角速度最大。并且分针的角速度为故BCD错误。故选A。2．下列关于曲线运动的说法正确的是（）A．曲线运动可以是变速运动也可以是匀速运动B．曲线运动一定是变速运动C．做匀速圆周运动的物体所受的合外力大小不变D．曲线运动受到的合外力可以为零【答案】BC【详解】AB．曲线运动的速度方向不断变化，所以曲线运动一定是变速运动，故A错误，B正确；C．做匀速圆周运动的物体所受的合外力大小不变，方向改变，故C正确；D．曲线运动的速度在不断发生变化，所以受到的合外力一定不为零，故D错误。故选BC。3．如图所示是北京冬奥会中的四个项目，有关说法正确的是（）A．速度滑冰运动员在弯道转弯时加速度为零B．冰壶在冰面上滑行不受到任何力的作用C．研究单板滑雪运动员在空中转体时可以将她看成质点D．杆对冰球的力与冰球对杆的力同时产生、变化和消失【答案】D【详解】A．速度滑冰运动员在弯道转弯时有向心加速度，即加速度不为零，选项A错误；B．冰壶在冰面上滑行时受重力、冰面的支持力和摩擦力的作用，选项B错误；C．研究单板滑雪运动员在空中转体时，不可以将她看成质点，否则就没动作可言了，选项C错误；D．杆对冰球的力与冰球对杆的力是一对相互作用力，同时产生、变化和消失，选项D正确。故选D。4．火星的质量约为地球质量的，半径约为地球半径的，则同一物体在火星表面与在地球表面受到的引力的比值约为（）A．0.2 B．0.4 C．2.0 D．2.5【答案】B【详解】设物体质量为m，则在火星表面有在地球表面有由题意知有故联立以上公式可得故选B。5．如图所示，在长约1.0m的一端封闭的玻璃管中注满清水，水中放一个适当的圆柱形的红蜡烛，将玻璃管的开口端用胶塞塞紧，并迅速竖直倒置，红蜡块就沿玻璃管由管口匀速上升到管底，将此玻璃管倒置安装在小车上，并将小车置于水平导轨上。若小车一端连接细线绕过定滑轮悬挂小物体，小车从A位置由静止开始运动，同时红蜡块沿玻璃管匀速上升、经过一段时间后，小车运动到虚线表示的位置，如图所示、按照如图建立坐标系，在这一过程中红蜡块实际运动的轨迹可能是选项中的（）A． B．C． D．【答案】C【详解】由题意知，红蜡块在竖直方向做匀速直线运动，水平方向做初速度为零的匀加速直线运动，故合运动轨迹为类平抛运动轨迹，又知其所受合外力方向水平向右，C正确，ABD错误。故选C。6．抗震救灾国之大事，消防队员冲锋在前。为保障灾民生命财产安全，消防队员利用无人机为灾民配送物资，某次在执行任务时，无人机从地面起飞，所配送物资的质量为（含包装材料），飞行过程中，通过速度传感器测出无人机水平方向和竖直方向的分速度和随飞行时间的关系图像如图甲、乙所示，无人机到达最大高度后释放物资，物资落在预定地点，不计空气阻力，取，以下说法正确的是（）A．时间内，无人机做曲线运动 B．时无人机速度为C．时间内，无人机位移约为 D．从物资释放到落地的时间为【答案】C【详解】A．0~10s时间内，无人机在水平方向上做初速度为零的匀加速运动，在竖直方向上做初速度为零的匀加速运动，则合运动为初速为零的匀加速直线运动，故A错误；B．25s时刻无人机水平方向速度竖直方向上速度此时速度故B错误；C．0~40s时间内，无人机水平位移无人机竖直方向高度其位移故C正确；D．从物资释放到落地，对物资竖直方向上代入可解得s故D错误。故选C。7．如图甲所示是“探究向心力大小”实验时的照片，图乙是传动部分示意图，左侧自上而下三轮的半径分别为1.5r、2.4r、3r，右侧自上而下三轮的半径分别为1.5r，1.2r，r，现皮带安装在两侧第二个轮上，A、B是左侧第二个轮边缘上的两点，C是右侧最上面轮边缘上的点（）A．本实验采用了等效替代的科学方法B．图甲中两球质量相同，此时可探究“向心力大小与运动半径的关系”C．图乙中B、C两点的线速度相同D．图乙中A、C两点角速度之比为1：2【答案】D【详解】A．本实验采用了控制变量法，故A错误；B．甲图中两小球半径相同，质量相同，此时可探究“向心力大小与角速度的关系”，故B错误；CD．图乙中皮带连接的左右两轮边缘的线速度大小相等，右侧三个轮的角速度相等，由两轮的角速度之比为所以A、C两点角速度之比也为1:2；则B、C两点的线速度大小之比为图乙中B、C两点的线速度不相同，故C错误，D正确。故D正确。8．如图所示，一个内壁光滑的圆锥筒固定在地面上，圆锥筒的轴线竖直。一个小球贴着筒的内壁在水平面内做圆周运动，由于微弱的空气阻力作用，小球的运动轨迹由A轨道缓慢下降到B轨道，则在此过程中（）A．小球运动的线速度逐渐减小 B．小球运动的转速逐渐减小C．小球的向心加速度逐渐减小 D．小球运动的角速度逐渐减小【答案】A【详解】以小球为研究对象，对小球受力分析。由牛顿第二定律得解得A．根据可知由于半径减小，线速度减小，故A正确；BD．根据可知由于半径减小，则角速度变大，根据知转速变大，故BD错误。C．根据可知，在A、B轨道的向心力大小相等，向心加速度不变，故C错误。故选A。9．一颗北斗导航卫星的轨道可看作圆轨道，地球绕太阳运动的轨道也看作圆轨道。已知地球绕太阳运动的轨道半径是该卫星绕地球运动的轨道半径的a倍，太阳的质量是地球质量的b倍。则在相等的时间内，地球与太阳的连线扫过的面积和卫星与地球的连线扫过的面积的比值为（）A． B． C． D．【答案】B【详解】根据万有引力提供向心力，有则连线扫过的面积为联立可得式中M为中心天体质量，r为环绕天体做圆周运动的轨道半径，依题意，则可得在相等的时间内，地球与太阳的连线扫过的面积和卫星与地球的连线扫过的面积的比值为故选B。10．如图所示，将一小球从固定斜面顶端A以某一速度水平向右抛出，恰好落到斜面底端B。若以不变初速度仍从A点抛出，同时对小球施加水平向左的恒力F，小球落到AB连线之间的某点C。不计空气阻力，则（）A．C点的位置与F大小无关B．小球落到B点与落到C点的速度方向一定相同C．小球落到C点时的速度方向可能竖直向下D．若力F变大，小球落到斜面的时间可能会变长【答案】C【详解】AD．对小球施加不为零的水平向左的恒力时，小球在竖直方向的运动不变，仍做自由落体运动，在水平方向上做匀减速直线运动，加速度大小为小球落在斜面上，斜面与水平面的夹角为，则位移关系有解得可知力越大，小球落到斜面的时间越短，即下落的时间不同，C点的位置不同，故AD错误；BC．小球在水平方向做匀减速运动，若到达点时水平速度恰好减为零，则落到点的速度方向竖直向下；而落到点的小球做平抛运动，到达点的速度方向不可能竖直向下，故B错误C正确；故选C。11．如图，细杆的一端与小球相连，可绕过O点的水平轴自由转动，细杆长0.5m，小球质量为3.0kg，现给小球一初速度使它做圆周运动，若小球通过轨道最低点a处的速度为va=4m/s，通过轨道最高点b处的速度为vb=2m/s。取g=10m/s2，则在最低点和最高点时，细杆对小球作用力的情况是（）A．a处为拉力，方向竖直向上，大小为126NB．a处为拉力，方向竖直向上，大小为96NC．b处为支持力，方向竖直向上，大小为6ND．b处为拉力，方向竖直向下，大小为6N【答案】AC【详解】AB．在a处时，根据受力分析有解得方向竖直向上，该力为拉力。则A正确，B错误；CD．在b处时，根据牛顿第二定律故有代入数据可得方向竖直向上，该力为支持力，C正确，D错误。故选AC。12．如图所示，在某行星表面上有一倾斜的圆盘，面与水平面的夹角为，盘面上离转轴距离L处有小物体与圆盘保持相对静止，绕垂直于盘面的固定对称轴以恒定角速度转动，角速度为时，小物块刚要滑动，物体与盘面间的动摩擦因数为（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力），星球的半径为R，引力常量为G，下列说法正确的是（）A．这个行星的质量B．这个行星的第一宇宙速度C．这个行星的密度是D．离行星表面距离为R的地方的重力加速度为【答案】AD【详解】A．由分析知，小物块刚要滑动时，处于最低点位置，则根据牛顿第二定律得解得在天体表面满足解得故A正确；B．根据牛顿第二定律得解得故B错误；C．根据解得故C错误；D．离行星表面距离为R的地方的重力加速度为解得故D正确。故选AD。二、填空题（每空2分，共20分）13．人造地球同步卫星的轨道半径是___________（填“确定”或“不确定”）的，它环绕地球的速度___________（填“大于”、“等于”或“小于”）第一宇宙速度。【答案】

确定

小于【详解】[1]因为同步卫星的周期为由得，人造地球同步卫星的轨道半径为即人造地球同步卫星的轨道半径是确定的；[2]由得人造地球同步卫星环绕地球的速度为又因为地球第一宇宙速度为其中所以同步卫星环绕地球的速度小于地球的第一宇宙速度。14．如图所示，长为L的轻杆，一端固定一个质量为m的小球，另一端固定在水平转轴O上，小球随杆在竖直平面内做匀速圆周运动，角速度为ω，图示位置杆对球的作用力恰好与杆垂直，则此时杆对球的作用力为___________。（杆与水平面的夹角θ未知，重力加速度为g）【答案】【详解】如图所示小球所受重力和杆子的作用力的合力提供向心力，根据牛顿第二定律有联立解得15．如图所示，火车转弯的弯道半径为R，斜面的倾角为。若火车转弯时的向心力完全由重力和支持力的合力提供，则转弯处的规定速度______。（用字母g、R、表示）当火车行驶速度时，火车轮缘挤压______轨道，当火车行驶速度时，火车轮缘挤压______轨道。（填“内”或“外”）【答案】

外

内【详解】[1]当轮缘与铁轨间没有弹力时，火车转弯所需的向心力完全由重力和支持力的合力提供，即解得则转弯处的规定速度为；[2]当火车行驶速度时，重力和支持力的合力提供向心力不足，此时外侧轨道对轮缘有向里的侧向压力；[3]当火车行驶速度时，重力和支持力的合力提供向心力过大，此时内侧轨道对轮缘有向外的侧向压力。16．某段江面宽，水流速度，有一木船在A点要过江，如图所示。（1）若木船相对静水速度，则木船最短渡江时间为_________s；（2）若A处下游的B处是一片与河岸垂直的险滩，木船以相对静水的速度航行，则木船______（选填“能”或“不能”）安全渡河。【答案】

20

不能【详解】（1）[1]当船头垂直河对岸行驶时，渡河时间最短，为（2）[2]当船恰好能安全到达对岸时，如图所示由几何关系知此时船速最小满足解得最小船速为所以木船以相对静水的速度航行时，不能安全渡河。17．打弹珠、玩弹球是民间喜闻乐见的游戏，其游戏规则更是丰富多彩。如图所示是一种游戏场地，用边长L的正方形木板搭建成底角为30°的斜面（不计弹珠与木板间的摩擦），一弹珠从木板右上角A点以的速度水平弹出，刚好落到木板底边的中点（未画出），重力加速度为g，则弹珠在斜面上运动的时间为______，弹珠落到底边中点时的速度与水平方向的夹角为α，满足______。【答案】

4【详解】[1]弹珠在斜面上沿斜面向下做匀加速直线运动，由牛顿第二定律，加速度为弹珠沿斜面下落所用的时间[2]根据类平抛运动的特点可知，沿水平方向有沿斜面向下的方向有弹珠落到底边中点时速度与水平方向的夹角α满足三、解答题（18题14分，19题12分，20题14分，共计40分）18．一物理兴趣小组利用学校实验室的数字实验系统探究物体作圆周运动时向心力与角速度、半径的关系。首先，他们让一砝码做半径r为0.08m的圆周运动，数字实验系统通过测量和计算得到若干组向心力F和对应的角速度，如下表：实验序号12345678F/N2.421.901.430.970.760.500.230.0628.825.722.018.015.913.08.54.3（1）请你根据表中的数据在图甲上绘出的关系图像。()（2）通过对图像的观察，兴趣小组的同学猜测F与成正比。你认为，可以通过进一步转换，做出_______关系图像来确定他们的猜测是否正确。（3）在证实了之后，他们将砝码做圆周运动的半径r再分别调整为0.04m、0.12m，又得到了两条图像，他们将三次实验得到的图像放在一个坐标系中，如图乙所示。通过对三条图像的比较、分析、讨论，他们得出的结论。你认为他们的依据是：___________；（4）通过上述实验，他们得出：做圆周运动的物体受到的向心力F与角速度、半径r的数学关系式是，且他们从图甲中得到坐标（20rad/s，1.2N），计算后得到比例系数k＝______kg。（计算结果保留2位有效数字）【答案】

做一条平行于纵轴的辅助线，求出辅助线和图像的交点中力的数值之比是否为1：2：3，如果比例成立，则说明F与r成正比。

0.038【详解】（1）[1]描点后绘图时注意尽量让所描的点落到同一条曲线上，不能落到曲线上的让其均匀分布在两侧，如图所示（2）[2]通过绘出F与关系图象来确定他们的猜测是否正确，如果猜测正确，做出的F与的关系式应当为一条倾斜直线；（3）[3]他们的依据是：做一条平行于纵轴的辅助线，观察和图象的交点中力的数值之比是否为1：2：3，如果比例成立则说明向心力与物体做圆周运动的半径成正比；（4）[4]做圆周运动的物体受到的向心力F与角速度、半径r的数学关系式是，代入甲图中任意一点的坐标数值，比如：甲（20，1.2），此时半径为0.08m，得解得19．如图所示，A点距水平面BC的高度h=1.8m，BC与半径R=0.5m的光滑圆弧轨道CDE相接于C点，D为圆弧轨道的最低点，圆弧轨道DE对应的圆心角=37°，圆弧和倾斜传送带EF相切于E点，EF的长度为l=10m，一质量为m=1kg的小物块从A点以速度v0水平抛出，经过C点恰好沿切线进入圆弧轨道，再经过E点。当经过E点时速度大小与经过C点时速度大小相等，随后物块滑上传送带EF，已知物块与传送带EF间的动摩擦因数=0.5，重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。求：（1）物块到达C点时的速度大小和方向；（2）物块刚过C点时，物块对C点的压力；（3）若物块能被送到F端，则传送带顺时针运转的速度应满足的条件及物块从E端到F端所用时间的范围。（结果可保留根式）【答案】（1）10m/s，方向与水平向右成37°角向下；（2）208N，方向与水平向左成53°角斜向下；（3）v≥5m/s，【详解】（1）物块从A到C做平抛运动，根据竖直方向得，下落时间物块到C点时，竖直方向的速度vy=gt=6m/s则C点时速度为，方向与水平向右成37°角斜向下（2）物块在C点受力如图所示根据牛顿第二定律可得解得Fc=208N由牛顿第三定律可得，物块对C点的压力大小为208N，方向与水平向左成53°角斜向下。（3）物块上滑过程中，若速度大于传送带速度，据牛顿第二定律，物块加速度大小a1为解得a1=10m/s2若物块速度小于传送带速度，物块加速度大小a2为解得a2=2m/s2已知vE=vC，设传送带的最小速度为v，物块刚滑到传送带时，若物块向上滑动时的速度