高級中學名校試卷PAGEPAGE1高一下學期物理期中模擬學校:___________姓名：___________班級：___________考號：___________一、單選題1.一只小船渡河，小船在渡河過程中船頭方向始終垂直于河岸，水流速度各處相同且恒定不變。現小船相對于靜水以初速度分別做勻加速、勻減速、勻速直線運動，運動軌跡如圖所示，由此可以判斷（）A.小船沿三條不同路徑渡河的時間相同B.小船沿軌跡運動時，小船相對于靜水做勻減速直線運動C.小船沿軌跡渡河所用的時間最短D.小船沿軌跡到達對岸的速度最小【答案】B【解析】B．物體做曲線運動時，合力的力向指向運動軌跡的凹側，而加速度的方向與合力方向相同，因此，小船沿軌跡做勻加速運動，沿軌跡做勻速運動，沿軌跡做勻減速運動，則小船沿軌跡運動時小船相對于靜水做勻減速直線運動，故B正確；AC．水流速度各處相同且恒定不變，沿著河岸方向為勻速直線運動，有因，則小船沿軌跡渡河時間最短，沿軌跡渡河時間最長，故AC選項錯誤；D．因為小船沿軌跡加速渡河，所以船靠岸時速度最大，故D錯誤。故選B。2.殲-35A是由中國航空工業集團自主研制的新一代中型隱身多用途戰斗機。如圖所示殲-35A戰機先水平向右，再沿曲線ab向上，最后沿陡斜線直入云霄。設飛行路徑在同一豎直面內，飛行速率不變。則在沿ab段曲線飛行過程中（）A.戰機水平方向的分速度逐漸增大B.戰機在某點加速度方向可能沿軌跡的切線方向C.戰機克服重力做功的功率逐漸增大D戰機所受合外力斜向左上方且保持不變【答案】C【解析】A．設戰機速度大小為v，速度方向與水平方向夾角為θ，則水平分速度為，在ab段，θ逐漸增大，逐漸減小，而v不變，所以水平方向的分速度逐漸減小，故A錯誤；B．根據曲線運動的條件，飛機沿ab段飛行做曲線運動，所受合外力一定不為零，且合外力方向指向ab曲線的內側，由牛頓第二定律可知加速度方向也指向ab曲線的內側，不可能沿軌跡的切線方向，故B錯誤；C．戰機克服重力做功的功率可知在ab段，θ逐漸增大，逐漸增大，因為v大小不變，故戰機克服重力做功的功率逐漸增大，故C正確；D．戰機做曲線運動，合外力指向軌跡的凹側，由于飛機速率不變，故合外力方向時刻與速度方向垂直，由于速度方向時刻變化，所以合外力方向也時刻變化，故D錯誤。故選C。3.如圖所示。風洞中沒風時，將一個小球以初速度豎直向上拋出，小球能上升的最大高度為h，加了水平風力后，將小球仍以初速度豎直向上拋出，小球落到與拋出點等高的位置時，該位置與拋出點間的水平距離為2h，風對小球的作用力大小恒定，不計阻力，則風力與小球重力之比為（）A. B. C. D.【答案】C【解析】根據題意，豎直方向有有風時豎直方向運動情況不變，落到與拋出點等高的位置所用時間水平方向做初速度為零的勻加速直線運動，有聯立解得，故選C。4.如圖所示，直徑為的豎直圓筒繞中心軸線以恒定的轉速勻速轉動。一子彈以水平速度沿圓筒直徑方向從左側射入圓筒，從右側射穿圓筒后發現兩彈孔在同一豎直線上且相距為，重力加速度為，則（）A.子彈在圓筒中的水平速度為B.子彈在圓筒中的水平速度為C.圓筒轉動的角速度可能為D.圓筒轉動的角速度可能為【答案】A【解析】AB．根據題意可知，子彈做平拋運動，豎直方向上有解得水平方向上有解得故A正確，B錯誤；CD．根據題意可知，由于兩彈孔在同一豎直線上，則有解得圓筒轉動的角速度可知，當時，時，時，故CD錯誤。故選A。5.如圖所示為我們常見的共享單車，共享單車為我們的日常生活中提供了方便。若該共享單車前、后輪半徑均為，大齒輪（與腳蹬相連）的齒數為38齒，飛輪（與后輪相連）的齒數為19齒，若人以的轉速蹬車，共享單車的速度大小約為（）A. B. C. D.【答案】A【解析】大齒輪與飛輪相連，兩者具有相同的線速度，則有飛輪與后輪兩者具有相同的角速度，則有若人以的轉速蹬車，有聯立解得所以A正確：BCD錯誤；故選A。6.2024年6月25日，嫦娥六號返回器準確著陸于內蒙古四子王旗預定區域，工作正常，實現世界首次月球背面采樣返回。據中國探月工程總設計師吳偉仁院士介紹：我國航天員有望在十年內登上月球。如果將來宇航員在月球（視為質量分布均勻的球體）表面以大小為的初速度豎直上拋一物體（視為質點），經時間返回手中。已知引力常量為，月球的半徑為，則（）A.月球表面的重力加速度為B.月球的質量為C.在月球上發射衛星的最小發射速度為D.月球衛星的最小環繞速度為【答案】C【解析】A．根據題意可知，設月球表面的重力加速度為，由運動學規律有可得，月球表面的重力加速度為故A錯誤；B．由萬有引力等于重力有解得故B錯誤；CD．由萬有引力提供向心力有解得即在月球上發射衛星的最小發射速度、最大環繞速度為，故C正確，D錯誤。故選C。7.如圖所示，平行的太陽光直射地球的赤道，地球自西向東的自轉周期T=24h，某日，天剛黑時，位于地球赤道上N點的人用天文望遠鏡恰好能看到一地球靜止軌道衛星M。已知地球表面的重力加速度為g，地球半徑為R。下列說法正確的是（）A.衛星M離地面的高度為B.衛星M和N點的人的向心加速度之比為C.天黑之后，N點的人一整晚都能看到衛星MD.天黑之后，N點的人將有一段時間觀測不到衛星M【答案】D【解析】A．如圖所示對衛星M有解得軌道半徑故A錯誤；B．位于N點的人隨地球自轉的向心加速度大小為g為地球表面的重力加速度，故B錯誤；CD．天黑之后陽光無法照射到衛星，反射光無法到達N點的人，因此將有一段時間觀測不到衛星M，故C錯誤，D正確。故選D。8.如圖甲所示，有一粗糙斜面，下端固定一輕質彈簧，初始時彈簧自然伸長。一小物塊在由斜面頂點靜止釋放后的一段時間內，物塊的動能Ek隨位移x變化的圖像如圖乙所示，其中x=0.15m左側部分為直線、右側部分為曲線。彈簧始終在彈性限度之內。則以下說法中正確的是（）A.小物塊最大動能為0.2J，最大位移為0.4mB.小物塊最大動能為0.2J，最大位移為0.45mC.小物塊最大動能為0.25J，最大位移為0.4mD.小物塊最大動能為0.25J，最大位移為0.45m【答案】B【解析】設小物塊的質量為m，斜面的傾角為θ，彈簧的勁度系數為k，小物塊與斜面之間的動摩擦因數為μ，由題圖乙可知，x1=0.15m時小物塊恰與彈簧接觸，則小物塊在0~0.15m過程中，根據動能定理有mgx1sinθ-μmgx1cosθ=Ek1-0根據圖乙可知，x2=0.25m時，小物塊動能達到最大，速度達到最大，加速度為零，則有k（x2-x1）=mgsinθ-μmgcosθ在x1~x2過程中，根據動能定理有聯立解得小物塊的最大動能為Ek2=0.2J設小物塊的最大位移為x3，則從x2~x3的過程，根據動能定理有解得x3=0.45m（另一解x3=0.05m不符合題意，舍去）。故選B。二、多選題9.如圖所示，水平放置的圓筒繞其中心對稱軸勻速轉動，筒壁上P處有一小圓孔，筒壁很薄，筒的半徑，當圓孔正上方處有一小球由靜止開始下落，已知圓孔的半徑略大于小球的半徑。已知小球剛好能從孔中進入圓筒，并且與圓筒不發生碰撞離開圓筒。空氣阻力不計，取，圓筒轉動的角速度可能是（）A. B. C. D.【答案】AC【解析】小球剛落入圓筒時的速度設小球在圓筒中運動的時間為t，則解得t=0.4s則當n=0時當時故選AC。10.圖甲是“天梯”項目海基平臺效果圖，該項目是在赤道上建造垂直于水平面的“太空電梯”，航天員乘坐太空艙通過“太空電梯”直通地球空間站。圖乙中r為航天員到地心的距離，R為地球半徑。曲線A為地球引力對航天員產生的加速度大小與r的關系；直線B為航天員由于地球自轉而產生的向心加速度大小與r的關系。關于質量為m，相對地面靜止，在“太空電梯”不同高度的航天員，下列說法正確的是（）A.隨著r的增大，航天員的線速度逐漸增大B.圖乙中為地球同步衛星的軌道半徑C.航天員隨地球自轉的周期為D.離地高度為2R時（軌道半徑小于），航天員對座椅的壓力大小為【答案】ABD【解析】A．航天員的角速度與地球自轉角速度相等，半徑越大線速度越大，故A正確；B．當時，萬有引力剛好提供向心力，故B正確；C.當時，萬有引力提供向心力航天員隨地球自轉的周期，故C錯誤；D．根據牛頓第二定律又在地球表面得根據牛頓第三定律，航天員對座椅的壓力大小，故D正確。故選D。11.月球探測器返回艙為了安全帶回樣品，采用了類似打“水漂”多段減速技術。如圖所示，用虛線球面表示地球大氣層邊界，邊界外側沒有大氣。關閉發動機的返回艙從點滑入大氣層，然后經點從c點“跳出”，經點后再從點“躍入”。點為軌跡最高點，距離地面高度為，已知地球表面重力加速度為，地球半徑為。則下列分析正確的是（）A.三點的速率滿足B.返回艙在點有豎直向下的加速度分量C.返回艙在點時的角速度小于D.點加速度大小等于【答案】CD【解析】A．返回艙從點滑入大氣層經點到達。點的過程，由于有空氣阻力做負功，返回艙的動能減小，故有從點經點后達到點的過程，不受空氣阻力作用，返回艙在該過程機械能守恒，而點和點高度相等，返回艙在兩點的重力勢能相等，故有所以故A錯誤；B．返回艙由運動到再到過程中，做曲線運動，合力的方向應指向軌跡的凹側，所以返回艙在點有向上的加速度分量，故B錯誤；C．若返回艙過點所在的圓軌道做勻速圓周運動，根據萬有引力提供向心力在地球表面，忽略地球自轉，萬有引力等于重力有聯立可得實際上，返回艙經過點的速度根據線速度與角速度的關系可得故C正確；D．在點只受到萬有引力大小，所以由根據牛頓第二定律可得D正確。故選CD。12.從地面豎直向上拋出一物體，物體在運動過程中除受到重力外，還受到一大小不變、方向始終與運動方向相反的空氣阻力的作用。距地面高度h在3m以內時，物體上升、下落過程中動能隨h的變化如圖所示。重力加速度取，則（）A.該物體的質量為2kg B.空氣阻力大小為2NC.全過程所用的時間為 D.物體運動過程中機械能減小了36J【答案】BC【解析】AB．根據動能定理可得故圖像的斜率絕對值等于物體受到的合力大小；上升階段有下降階段有聯立解得，故A錯誤，B正確；D．根據圖像可知初動能為72J，回到起點的動能為48J，物體運動過程中機械能減小了24J，故D錯誤；C．設初速度為v0，則有解得上升階段根據牛頓第二定律可得解得則上升階段所用時間和位移大小分別為，下降階段根據牛頓第二定律可得解得根據運動學公式可得解得則全過程所用的時間為故C正確。故選BC。三、實驗題13.實驗小組用如圖甲所示的裝置，來探究斜面對平拋運動的制約性，點是A點在水平地面的投影點，是固定在軌道與地面之間的斜面，小球在水平桌面上獲得水平向右的速度，然后在A點以水平向右的初速度（可通過安裝在A的光電門測出）做平拋運動，落到或平面上，用刻度尺測出小球的落點與之間的距離為，多次做實驗，獲取數據，畫出的關系圖像如圖乙所示，畫出的關系圖像如圖丙所示，重力加速度為，設，回答下列問題。（1）圖________（選填“乙”或“丙”）說明小球落在水平面上，圖________（選填“乙”或“丙”）說明小球落在斜面上；（2）圖丙對應小球平拋運動的時間________（選填“是”或“不是”）定值，若圖丙的斜率為，則A、兩點的高度差為________；（3）若圖乙的斜率為，則的正切值為________。【答案】（1）丙乙（2）是（3）【解析】【小問1解析】若小球落在斜面AC上，由平拋運動知識，，綜合可得說明圖像是過原點的一條傾斜的直線，對應的圖像為圖乙，圖像的斜率若小球落到水平面CD上，平拋運動高度不變，運動時間t不變，則有則關系圖像是過原點的一條傾斜直線，對應的圖像為圖丙，即圖丙說明小球落在水平面CD上，圖乙說明小球落在斜面AC上。【小問2解析】圖丙對應小球平拋運動的時間是定值，若圖丙的斜率為，則有可得所以A、B兩點的高度差為【小問3解析】若圖乙的斜率為，則解得14.某同學用如圖所示的裝置做“驗證動能定理”實驗，實驗操作如下：（1）已知重力加速度為g，小車與遮光片的總質量為M，兩光電門間的距離為L，遮光片的寬度為d。①調節長木板的傾角，將小車放在長木板靠近滑輪的一側，砂桶用細繩跨過定滑輪掛在小車上并使細繩平行于長木板。②調整砂桶內砂子的質量，使小車以某一初速度沿長木板向下運動時，通過兩個光電門的時間相等。③取下細繩和砂桶，用天平稱得砂桶和砂的總質量為m。再將小車在靠近滑輪的位置由靜止釋放，小車通過光電門1和光電門2時顯示的時間分別為、。則小車從通過光電門1到通過光電門2的過程中，小車所受合力為________。④改變砂桶內砂子的質量，重復步驟①②③，通過多組實驗數據，做出的圖像，若圖像斜率k=_______，說明在誤差允許的范圍內動能定理成立（結果均用已知字母表示）。（2）實驗過程中，________（選填“需要”或“不需要”）滿足m<<M。【答案】（1）③.mg④.（2）不需要【解析】【小問1解析】③小車通過兩個光電門時間相等，可知小車做勻速運動。假設小車重力沿長木板的分量為G1，小車與長木板之間的摩擦力為f，砂桶和砂的總質量為m時小車勻速下滑，根據受力分析可得所以取下細繩和砂桶后小車沿長木板下滑時有方向沿長木板向下。④小車從通過光電門1到通過光電門2的過程中合力做功為所以若在誤差允許范圍內滿足等式即圖像斜率為則動能定理得以驗證。【小問2解析】取下細繩和砂桶后小車沿長木板下滑時的合力等于mg，對m的大小并沒有要求，對實驗結果沒有影響，故不需要滿足m<<M。四、解答題15.如圖所示，一傾斜的勻質圓盤可繞垂直于盤面的固定對稱軸轉動，盤面上離轉軸距離為處有一質量為的小物塊（可視為質點）靜止在傾斜的勻質圓盤上，小物塊與盤面間的動摩擦因數為，盤面與水平面的夾角。設最大靜摩擦力等于滑動摩擦力。重力加速度大小為g取。若小物塊隨圓盤勻速轉動且小物塊與圓盤始終保持相對靜止，求：（1）小物塊即將滑動時的角速度；（計算結果可保留根式）（2）當角速度達最大值時，小物塊運動到最高點時所受摩擦力的大小。【答案】（1）（2）【解析】【小問1解析】由于小物體隨勻質圓盤做圓周運動，其向心力由小物塊受到的指向圓心的合力提供，在最低點時指向圓心的合力最小。小物塊在最低點即將滑動時，由牛頓第二定律有解得小物塊開始滑動的角速度代入數據解得【小問2解析】在最低點，當摩擦力達到最大值時，則在最高點，根據牛頓第二定律得代入數據，聯立解得16.某中學舉辦了“水火箭比賽”，同學們積極參與，展示了功能各異的水火箭。某組同學的水火箭可以實現“定點打靶”。將目標置于高的豎直墻面上，水火箭裝置置于水平地面上A點，發射位置到墻體的水平距離，調整發射角度（為初速度與水平方向夾角），當初速度為時，水火箭恰好垂直墻體擊中目標。不計空氣阻力，取重力加速度大小，水火箭與目標均可視為質點。（1）求水火箭發射的初速度；（2）若在水火箭前進方向的水平地面上B點放置一枚“攔截型”水火箭，其發射方向豎直向上，A點與B點距離為。為模擬真實的攔截效果，發射水火箭后后發射攔截火箭，要使攔截火箭攔截成功，則“攔截型”水火箭的發射速度v是多少。【答案】（1），與水平方向的夾角正切值為（2）【解析】【小問1解析】初速度為的水火箭做斜上拋運動恰好垂直墻體擊中目標，由逆向思維法可等效為平拋運動，則有，解得，則水火箭發射的初速度大小為與水平方向夾角滿足【小問2解析】水火箭發射時的豎直分速度為設水火箭到被攔截所用時間為，則有可得要使攔截火箭攔截成功，對發射水火箭，豎直方向有對“攔截型”水火箭，豎直方向有解得“攔截型”水火箭的發射速度為17.某興趣小組遙控一輛玩具車（甲圖），使其在水