期中模拟测试卷(一)(解析版)高一物理同步备课系列.docx

期中模拟测试卷（一）（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．如图所示，红蜡块能在玻璃管的水中匀速上升，若红蜡块在A点匀速上升的同时，使玻璃管水平向右做直线运动，则关于红蜡块实际运动轨迹的说法不正确的是（　　）

A．若玻璃管做匀速运动，则为直线P
B．若玻璃管做匀加速运动，则为曲线R
C．若玻璃管做匀加速运动，则为曲线Q
D．若玻璃管做匀减速运动，则为曲线R
【答案】B
【详解】
A．红蜡块在竖直方向上做匀速直线运动，若玻璃管在水平方向上做匀速直线运动，合速度的方向与合加速度的方向在同一条直线上，物体做直线运动知轨迹可能为直线P，A正确，不符合题意；
BC．红蜡块在竖直方向上做匀速直线运动，若玻璃管在水平方向上做匀加速直线运动，合速度的方向与合加速度的方向不在同一条直线上，物体做曲线运动，根据轨迹夹在速度方向与合力方向之间，合力的方向大致指向轨迹凹的一向，知轨迹可能为曲线Q，B错误，符合题意；C正确，不符合题意；
D．红蜡块在竖直方向上做匀速直线运动，若玻璃管在水平方向上做匀减速直线运动，合速度的方向与合加速度的方向不在同一条直线上，物体做曲线运动。根据轨迹夹在速度方向与合力方向之间，合力的方向大致指向轨迹凹的一向，知轨迹可能为曲线R，D正确，不符合题意。
故选B。
2．在半径为R的半球形碗的光滑表面上，一质量为m的小球以角速度在水平面内做匀速圆周运动，则该水平面到碗底的距离h为（　　）

A． B． C． D．
【答案】D
【详解】
设小球位置与O的连线与竖直方向的夹角为，小球做圆周运动的半径为

小球所受重力和支持力的合力充当向心力，对小球受力分析可知

解得

又因为

解得

故选D。
3．A，B两小球都在水平面上做匀速圆周运动，A球的轨道半径是B球轨道半径的2倍，A的转速为30r/min，B的转速为15r/mim。则两球的向心加速度之比为（　　）
A．1：1 B．2：1 C．4：1 D．8：1
【答案】D
【详解】
角速度

A的转速为30r/min，B的转速为15r/min，知A、B的角速度之比为2：1，根据

知，A球的轨道半径是B球轨道半径的2倍，则向心加速度之比为8：1，D正确，ABC错误。
故选D。
4．关于曲线运动，下列说法正确的是（　　）
A．平抛运动是匀变速曲线运动
B．平抛运动相等时间内速度的改变量不相同
C．做匀速圆周运动的物体的线速度保持不变
D．做圆周运动的物体所受合外力等于向心力
【答案】A
【详解】
A．平抛运动的物体只受重力，加速度是重力加速度恒定不变，故平抛运动是匀变速曲线运动，故A正确；
B．平抛运动的物体速度变化量为

因为平抛运动的加速度不变，故相等时间速度的变化量相等，B错误；
C．匀速圆周运动的线速度大小不变，方向时刻改变，故C错误；
D．做圆周运动的物体沿半径方向的合外力等于向心力，D错误。
故选A。
5．为了突破敌方关隘，战士爬上陡峭的山头，居高临下向敌方工事内投掷手榴弹。战士在同一位置先后投出甲、乙两颗手榴弹，手榴弹在空中的运动可视为平抛运动，轨迹如图所示。下列说法正确的是（　　）

A．甲在空中的运动时间比乙的长
B．甲、乙落地时的位移大小一样大
C．甲、乙落地时速度的水平分速度的大小一样大
D．甲、乙落地时速度的竖直分速度的大小一样大
【答案】D
【详解】
A．平抛运动的竖直方向分运动为自由落体运动，根据

甲乙下落的初始高度相同，运动时间也相同，故A错误；
B．由图发现，竖直方向位移相同，水平方向甲的位移比较大，则落地时甲的位移较大，故B错误；
C．平抛运动的水平方向分运动为匀速直线运动，水平方向甲的位移比较大，运动时间相同，说明落地时甲的水平速度较大， 故C错误；
D．平抛运动的竖直方向分运动为自由落体运动，运动时间相同，则甲、乙落地时速度的竖直分速度的大小一样大，故D正确。
故选D。
6．一个静止的质点，在两个互成锐角的恒力F1、F2作用下开始运动，经过一段时间后撤掉其中的一个力，则质点在撤力前后两个阶段的运动性质分别是（　　）
A．匀加速直线运动，匀减速直线运动
B．匀加速直线运动，匀速圆周运动
C．匀变速曲线运动，匀速圆周运动
D．匀加速直线运动，匀变速曲线运动
【答案】D
【详解】
在撤掉其中的一个力之前，F1、F2的合力是恒定不变的，加之初速度为零，所以可以知道在撤掉其中的一个力之前，质点做匀加速直线运动。其合力与任意一个分力的方向的夹角都是锐角，撤掉其中的一个力后，加速度的方向为剩余的力的方向相同，与速度的方向的夹角不为零，且为锐角，所以，质点会做匀变速曲线运动，因匀速圆周运动的合外力与速度始终垂直，所以该质点不会做匀速圆周运动，D正确，ABC错误。
故选D。
7．天文爱好者小郭在10月29日通过卫星过境的GoSatWatch获得天和空间站过境运行轨迹（如图甲），通过微信小程序“简单夜空”，点击“中国空间站过境查询”，获得中国天和空间站过境连续两次最佳观察时间信息（如图乙，11月2日开始时间17:50:08和11月3日开始时间18:28:40），这两次连续过境中空间站绕地球共转过16圈，但因白天天空太亮或夜晚空间站处在地球阴影中而造成观察时机不佳。地球自转周期为24h，不考虑空间站轨道修正，由以上信息可得同步卫星的轨道半径是天和空间站的轨道半径的（　　）

A．3.6倍 B．6.3倍 C．9.6倍 D．12倍
【答案】B
【详解】
由图乙的信息可知两次最佳观察时间约为24h，两次最佳观察过境中间空间站还有15次过境，可知空间站一天时间绕地球16次，根据空间站的周期

根据开普勒第三定律

解得同步卫星与天和空间站的轨道半径之比为

故B正确，ACD错误。
故选B。
8．一城市绿化洒水车停在路边，其横截面积为S的水龙头喷嘴持续水平喷出速度恒定的水流。水流从刚离开喷嘴到落地经历的时间为t，水流落地点与喷嘴的连线与水平地面间的夹角为，忽略空气阻力及水滴在空中运动的细微差别，重力加速度大小为g，以下说法正确的是（　　）
A．水流刚离开喷嘴时的速度为
B．空中水柱的水量为
C．水流在空中运动过程中的位移大小为
D．水流落地时的速度为
【答案】B
【详解】
A．水流落地时竖直方向的速度

下落的高度

水平方向的位移

又

解得

故A错误；
B．空中水柱的水量为

故B正确；
C．下落得高度

根据几何关系得水流落地时位移大小为

故C错误；
D．水落地时竖直方向的分速度

水落地的速度

解得

故D错误。
故选B。
9．图甲是未来空间站的构思图。在空间站中设置个如图乙绕中心轴旋转的超大型圆管作为生活区，圆管的内、外管壁平面与转轴的距离分别为R1、R2。当圆管以一定的角速度ω转动时，在管中相对管静止的人（可看作质点）便可以获得个类似在地球表面的“重力”，以此降低因长期处于失重状态对身体健康造成的影响。已知地球质量为M，地球半径为R，万有引力常量为G，地球自转周期为T。当空间站在地球静止同步轨道上运行时，管道转动的角速度ω大小为（　　）

A． B．
C． D．
【答案】B
【详解】
人靠在外管壁上随圆管一起做圆周运动，由题意可知

解得

故选B。
10．中国“天问一号”探测器着陆火星，为下一步实现火星采样返回打下了重要基础。已知“天问一号”探测器在火星停泊轨道运行时，探测器到火星中心的最近和最远距离分别为280km和5.9×104km，探测器的运行周期为2个火星日（一个火星日的时间可近似为一个地球日时间），万有引力常量为6.67×10-11N·m2/kg2，通过以上数据可以计算出火星的（　　）

A．半径 B．质量
C．密度 D．表面的重力加速度
【答案】B
【详解】
将椭圆轨道近似看成圆轨道

可得

由已知条件可知能求出火星质量，无法求出火星半径、密度、及表面重力加速度，故B准确，ACD错误。
故选B。
11．如图所示，靠在一起的M、N两转盘靠摩擦传动，两盘均绕过圆心的竖直轴转动，M盘的半径为r，N盘的半径R=2r，A为M盘边缘上的一点，B、C为N盘直径的两个端点。当O′、A、B、C共线时，从O′的正上方P点以初速度v0沿O′O方向水平抛出一小球，小球落至圆盘C点，重力加速度为g。则下列说法正确的是（　　）

A．若M盘转动角速度，则小球抛出时到O′的高度
B．若小球抛出时到O′的高度为，则M盘转动的角速度必为
C．只要M盘转动角速度满足（n=1，2，3…），小球就可能落至C点
D．只要小球抛出时到O′的高度恰当，小球就一定落至C点
【答案】A
【详解】
M盘、N盘轮子边缘各点线速度相等，由可知，若M盘角速度为，则N盘角速度为，故N盘的周期为

设小球经过时间t落到圆盘上的C点。若落在C点时，各点顺序为，则有

（n=1，2，3…）
联立可得
（n=1，2，3…），
若落在C点时，各点顺序为，则有

（n=1，2，3…）
联立可得
（n=1，2，3…），
A．由上述分析可知，若落在C点时，各点顺序为，则，下落高度一定为

角速度需满足
（n=1，2，3…）
当时

故A正确；
B．若下落高度为

则可以确定小球落在C点时，各点顺序为。此时角速度满足
（n=1，2，3…）
故不一定必为，B错误；
C．由上述分析可知，只要M盘转动角速度满足（n=1，2，3…）或者（n=1，2，3…），小球都可以落至C点，C错误；
D．由上述分析可知，能否落在C点除与高度有关，还与初速度有关，D错误。
故选A。
12．汽车正在圆环形赛道上水平转弯，图示为赛道的剖面图。赛道路面倾角为，汽车质量为m，转弯时恰好没有受到侧向摩擦力。若汽车再次通过该位置时速度变为原来的二倍，则以下说法正确的是（　　）

A．汽车受到沿路面向下的侧向摩擦力，大小为
B．汽车受到沿路面向上的侧向摩擦力，大小为
C．无侧向摩擦力时，路面对汽车的支持力大小为
D．速度变为原来的二倍后，路面对汽车的支持力大小为
【答案】AD
【详解】
汽车转弯时恰好没有受到侧向摩擦力，设此时汽车速度为，汽车质量为m，路面支持力为，对汽车受力分析如图1所示

则有

当速度为原来的2倍时，汽车有向外的运动趋势，则赛道会增加内侧的静摩擦力f，设此时路面支持力为，汽车速度则为，其受力分析如图2所示

则有

以上式子联立解得

故选AD。
二、填空题（每空2分，共20分）
13．一条河宽200m，小船在静水中的航速为4m/s，河水流速为2m/s。
（1）若小船船头始终垂直河岸，则小船渡河时间为______s；
（2）若要小船直接到达河的正对岸，则船头朝向与河岸的夹角应为______度。
【答案】     50     60
【详解】
（1）[1]当静水速与河岸垂直时，渡河时间最短，此时的渡河时间为

（2）[2]当合速度的方向与河岸垂直，小船直接到达正对岸，根据平行四边形定则知

解得

即船头朝向与河岸的夹角为60度。
14．如图所示，自行车的小齿轮A、大齿轮B、后轮C是相互关联的三个转动部分，且半径RB=4RA、RC=8RA，当自行车正常骑行时，A、B、C三轮边缘的向心加速度的大小之比aA：aB：aC=___________，线速度的大小之比vA：vB：vC=___________。

【答案】         
【详解】
[1][2]由于A轮和B轮是皮带传动，皮带传动的特点是两轮与皮带接触点的线速度的大小相同，故

所以

由于A轮和轮共轴，故两轮角速度相同，即

故

由角速度和线速度的关系式可得

所以

又因为

根据得

15．飞机做俯冲拉起运动时，在最低点附近做半径r=180m的圆周运动，如图所示。如果飞行员的质量m=70kg，飞机经过最低点时的速度=360km/h，这时飞行员对座位的压力为__________，方向为________。

【答案】     4589N     竖直向下
【详解】
[1][2] 在飞机经过最低点时，对飞行员受力分析，在竖直方向上由牛顿第二定律列出

代入已知数据得
N=4589N
由牛顿第三定律知飞行员对座位的压力的大小
N′=N=4589N
方向竖直向下。
16．第一次通过计算揭示行星绕太阳运行的轨道是椭圆的科学家是_________，发现万有引力定律的科学家是___________。
【答案】     开普勒     牛顿
【详解】
[1]开普勒通过分析第谷的数据，经计算得出了行星绕太阳运动的轨道是椭圆，即第一次通过计算揭示行星绕太阳运行的轨道是椭圆的科学家是开普勒；
[2]万有引力定律是牛顿发现的。
17．如图是一次卫星发射过程，先将卫星发射进入绕地球的较低圆形轨道Ⅰ，然后在a点使卫星进入椭圆形的转移轨道Ⅱ，再在椭圆轨道的远地点b使卫星进入同步轨道Ⅲ，已知Oa距离为r、Ob距离为2r，则卫星在轨道Ⅰ的速率_______卫星在轨道Ⅲ的速率（填“大于”、“等于”或“小于”），卫星在轨道Ⅰ的周期与卫星在轨道Ⅲ的周期之比为_________。

【答案】     大于    
【详解】
[1]根据

可得

轨道Ⅰ的半径小于轨道Ⅲ的半径，因此卫星在轨道Ⅰ的速率大于卫星在轨道Ⅲ的速率。
[2]根据

可得

由题知，因此卫星在轨道Ⅰ的周期与卫星在轨道Ⅲ的周期之比为

三、解答题（18题14分，19题12分，20题14分，共计40分）
18．如图1所示是探究向心力的大小F与质量m、角速度和半径r之间的关系的实验装置。转动手柄，可使两侧变速轮塔以及长槽和短槽随之匀速转动。皮带分别套在左右两轮塔上的不同圆盘上，可使两个槽内的小球分别以各自的角速度做匀速圆周运动，其向心力由挡板对小球的压力提供，球对挡板的反作用力通过杠杆作用使弹簧测力筒下降，从而露出标尺，标尺上露出的红白相间的等分格显示出两个球所受向心力的比值。那么：

（1）下列实验的实验方法与本实验相同的是( )
A．验证力的平行四边形定则
B．验证牛顿第二定律
C．伽利略对自由落体的研究
（2）若长槽上的挡板B到转轴的距离是挡板A到转轴距离的2倍，长槽上的挡板A和短槽上的挡板C到各自转轴的距离相等。探究向心力和角速度的关系时，若将传动皮带套在两半径之比等于3: 1的轮盘上，将质量相同的小球分别放在挡板______和挡板______处（选填“A”或“B”或“C”），则标尺露出红白相间的等分格数的比值约为______。若仅改变皮带位置，通过对比皮带位置轮盘半径之比和向心力大小之比，可以发现向心力F与角速度的平方成正比。
（3）为了能探究向心力大小的各种影响因素，左右两侧塔轮______ （选填“需要”或“不需要”）设置半径相同的轮盘。
（4）你认为以上实验中产生误差的原因有（写出一条即可）。______
（5）利用传感器升级实验装置，用力传感器测压力，用光电计时器测周期进行定量探究。某同学多次改变转速后，记录一组力与对应周期数据，他用图像法来处理数据，结果画出了如图2所示的图像，该图线是一条过原点的直线，请你分析他的图像横坐标x表示的物理量是( )
A．T
B．
C．T2
D．
【答案】     B     A##C     C##A     1:9     需要     皮带打滑引起误差     D
【详解】
（1）[1]本实验所用的研究方法是控制变量法，与验证牛顿第二定律的实验方法相同，故选B；
（2）[2][3] 探究向心力和角速度的关系时，应保持质量和半径相同，即应将质量相同的小球分别放在挡板A和挡板C上；
[4] 若将传动皮带套在两半径之比等于3: 1的轮盘上，因两轮盘的边缘线速度相同，则角速度之比为1:3，向心力之比为1:9，故标尺露出红白相间的等分格数的比值约为1:9；
（3）[5] 为了能探究向心力大小的各种影响因素，因为要研究角速度一定时向心力与质量或半径的关系，则左右两侧塔轮需要设置半径相同的轮盘；
（4）[6]以上实验中产生误差的原因有：弹簧测力套筒读数引起误差；皮带打滑引起误差等。
（5）[7]根据

可知纵坐标表示F，则图像的横坐标x表示的物理量是，故选D。

19．如图，置于圆形水平转台边缘的小物块随转台加速转动，当转速达到某一数值时，物块恰好滑离转台开始做平抛运动。现测得转台半径，离水平地面的高度，物块平抛落地过程水平位移的大小。设物块所受的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取。求：
（1）物块做平抛运动的初速度大小；
（2）物块与转台间的动摩擦因数。

【答案】（1）；（2）
【详解】
（1）物块做平抛运动，在竖直方向上有

在水平方向上有

解得

（2）物块离开转台时，最大静摩擦力提供向心力

解得

20．卫星携带一探测器在半径为4R的圆轨道I上绕地球做匀速圆周运动。在A点，卫星上的辅助动力装置短暂工作，将探测器沿运动方向射出（设辅助动力装置喷出的气体质量可忽略）。若探测器恰能完全脱离地球的引力范围，即到达距地球无限远时的速度恰好为零，而卫星沿新的椭圆轨道Ⅱ运动，如图所示，A、B两点分别是其椭圆轨道Ⅱ的远地点和近地点（卫星通过A、B两点时的线速度大小与其距地心距离的乘积相等）。地球质量为M，探测器的质量为m，卫星的质量为，地球半径为R，引力常量为G，已知质量分别为、的两个质点相距为时，它们之间的引力势能为，求：
（1）卫星刚与探测器分离时，卫星的线速度大小；
（2）卫星运行到近地点B时距地心的距离a。

【答案】（1）；（2）
【详解】
（1）当卫星与探测器一起绕地球做匀速圆周运动时，由万有引力定律和牛顿第二定律得

设刚分离时，卫星的线速度大小为，探测器的线速度大小为，则探测器刚好脱离地球的引力范围应满足

解得

脱离过程由动量守恒定律得

（2）分离后卫星在椭圆轨道上运行，设近地点B距地心的距离为a，线速度大小为
由已知得

由机械能守恒定律得

由⑥⑦⑧式得