2023-2024学年高一下册物理期中考试模拟测试01(陕西专用)(原卷版+解析版)

文档属性

名称 2023-2024学年高一下册物理期中考试模拟测试01(陕西专用)(原卷版+解析版)
格式 zip
文件大小 3.2MB
资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 物理
更新时间 2024-04-16 17:24:42

文档简介

2023-2024学年高一下册物理期中考试模拟测试01(陕西专用)
(考试时间:75分钟 试卷满分:100分)
注意事项:
1.测试范围:人教版(2019): 必修第二册第5~7章。
第Ⅰ卷 选择题
一、选择题(本题共12小题,每小题4分,共48分。在每小题给出的四个选项中,第1~8题只有一项符合题目要求,第9~12题有多项符合题目要求。全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)
1.第十一届全国杂技展演于2023年3月在山东省举办,如图所示,水平固定的细长杆上套有一遥控电动小车P,跨过悬挂于O点的轻小光滑圆环的细线一端连接P,另一端悬挂一杂技演员Q。设初始时细线的右边部分与水平方向的夹角为θ,现在遥控作用下使电动小车P开始向左匀速运动,电动小车和演员均可视为质点,不计空气阻力,下列判断正确的是(  )
A.当时,杂技演员Q速度为零,处于平衡状态
B.当时,P、Q的速度大小之比是2∶1
C.在θ向90°增大的过程中,绳子的拉力始终等于演员的重力
D.在θ向90°增大的过程中,演员Q一直处于失重状态
【答案】B
【详解】
A.当时,即为电动小车P到达O点正下方时,此时演员Q的速度为零,但Q的合外力向上,处于向下减速的末端,此时
故A错误;
B.由题可知,P、Q用同一根细线连接,则电动小车P沿细线方向的速度与演员Q的速度相等,则当时有
解得
故B正确;
CD.演员Q从开始运动到最低点的过程中,向下做减速运动,加速度向上,处于超重状态,绳子的拉力始终大于演员的重力,故CD错误。
故选B。
2.网课期间,小飞同学向爸爸学习刀削面。若面团到锅边缘的竖直距离为0.45m,面团离锅边缘最近的水平距离为0.70m,锅的直径为0.40m。为使削出的面片能落入锅中,不计空气阻力,重力加速度大小取10m/s2,则面片的水平初速度可能是(  )
A.1.0m/s B.2.0m/s C.3.0m/s D.4.0m/s
【答案】C
【详解】根据
代入数据
m

由题意知水平位移最大为
最小为
根据
代入数据得
故选C。
3.如图所示,两个皮带轮的转轴分别是和,设转动时皮带不打滑,则皮带轮上A、B、C三点的速度和角速度关系是( )
A., B.,
C., D.,
【答案】D
【详解】A、B两点也在皮带上,则线速度相同,即
而B、C两点同轴转动,其角速度相同,即
由于
则根据可得
则有

故选D。
4.如图所示,一半径为R的圆环处于竖直平面内,A是与圆心等高点,圆环上套着一个可视为质点的、质量为m的小球。现使圆环绕其竖直直径转动,小球和圆环圆心O的连线与竖直方向的夹角记为θ,转速不同,小球静止在圆环上的位置可能不同。当圆环以角速度ω匀速转动且小球与圆环相对静止时(  )
A.若圆环光滑,则角速度
B.若圆环光滑,则角速度
C.若小球与圆环间的摩擦因数为μ,且小球位于A点,则角速度ω可能等
D.若小球与圆环间的摩擦因数为μ,且小球位于A点,则角速度ω可能等于
【答案】D
【详解】AB.小球在图示位置时的受力分析如图所示
则小球所受合外力提供向心力,即
以上两式联立,解得
故AB错误;
CD.若小球在A点时,则圆环对小球的支持力提供向心力,圆环对小球的静摩擦力与重力等大反向,即
联立,解得
故C错误,D正确。
故选D。
5.下列关于物理学史的说法,正确的是(  )。
A.卡文迪什通过扭秤实验发现了万有引力定律
B.爱因斯坦最早较系统地提出相对论时空观
C.第谷最早提出行星沿椭圆轨道绕太阳运动
D.开普勒通过观测天体运动,积累下大量的数据, 最早提出了“日心说”
【答案】B
【详解】A.牛顿发现了万有引力定律,卡文迪什通过扭秤实验测出了万有引力常量G,A错误;
B.爱因斯坦最早较系统地提出相对论时空观,B正确;
C.开普勒最早提出行星沿椭圆轨道绕太阳运动,C错误;
D.哥白尼最早提出了“日心说”,D错误。
故选B。
6.地球赤道上的物体重力加速度为g,物体在赤道上随地球自转的向心加速度为a,要使赤道上的物体“飘”起来,则地球转动的角速度应为原来的(  )
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】设地球原来自转的角速度为,地球半径为R,用F表示地球对赤道上的物体的万有引力,N表示地面对物体的支持力,由牛顿第二定律有
而物体受到的支持力与物体的重力平衡,所以有
当赤道上的物体刚刚“飘起来”时,由万有引|力提供向心力,设此时地球转动的角速度为,则有
联立以上三式可得
故选B。
7.如图,地球赤道上的山丘e,近地资源卫星p和同步通信卫星q均在赤道平面上绕地心做匀速圆周运动。设e、p、q的圆周运动速率分别为v1、v2、v3,向心加速度分别为a1、a2、a3,周期分别为T1、T2、T3,则(  )
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】A.山丘e和同步通信卫星q具有共同的角速度,而,根据有
近地资源卫星p和同步通信卫星q均在赤道平面上绕地心做匀速圆周运动,则
解得
因为,所以
综上
故A错误;
BC.山丘e和同步通信卫星q具有共同的角速度,根据,则
近地资源卫星p和同步通信卫星q均在赤道平面上绕地心做匀速圆周运动,则
因为,所以
综上
故B正确,C错误;
D.根据万有引力提供向心力
解得
由于近地资源卫星p的轨道半径小于同步通信卫星q的轨道半径,所以
山丘e与同步通信卫星q转动周期相等,即T1=T3,可得
故D错误。
故选B。
8.有一种很火的益智玩具——“磁悬浮陀螺”,依靠磁场力可以让旋转的陀螺悬浮在空中,如图所示。对处于悬浮状态的陀螺,下列说法正确的是(  )
A.陀螺上各质点均处于平衡状态 B.陀螺处于完全失重状态
C.距离陀螺中心越远的质点,线速度越大 D.距离陀螺中心越远的质点,向心加速度越小
【答案】C
【详解】A.陀螺上旋转的质点受力不平衡,故A错误;
B.处于悬浮状态的陀螺,陀螺竖直方向上处于平衡状态,故B错误;
C.距离陀螺中心越远的质点,由,可知线速度越大,故C正确;
D.距离陀螺中心越远的质点,由,可知向心加速度越大,故D错误。
故选C。
9.(多选)如图所示,分别是斜面的顶端、底端,是斜面上的两个点,点在点的正上方,与等高。从点以一定的水平速度抛出质量相等的两个小球,球1落在点,球2落在点,关于球1和球2从抛出到落在斜面上的运动过程( )
A.球1和球2运动的时间之比为 B.球1和球2速度增加量之比为
C.球1和球2抛出时初速度之比为 D.球1和球2运动时的加速度之比为
【答案】BC
【详解】A.因为,所以的高度差是高度差的2倍,根据得,解得运动的时间比为,故A错误;
B.根据知球1和球2速度增加量之比为,故B正确;
C.在水平方向上的分量是在水平方向分量的2倍,结合,解得初速度之比为,故C正确;
D.平抛运动的加速度均为g,两球的加速度相同,故D错误。
故选BC。
10.(多选)如图所示,长为的轻杆,一端固定一个小球;另一端固定在光滑的水平轴上,使小球在竖直平面内做圆周运动,小球过最高点的速度为v,下列叙述中正确的是(  )
A.v的值必须大于等于
B.当v由零逐渐增大时,小球在最高点所需向心力也逐渐增大
C.当v由值逐渐增大时,杆对小球的弹力逐渐增大
D.当v由值逐渐减小时,杆对小球的弹力逐渐减小
【答案】BC
【详解】A.由于是轻杆,则小球经过最高点的速度v的值只要大于等于零即可,选项A错误;
B.根据
可知,当v由零逐渐增大时,小球在最高点所需向心力也逐渐增大,选项B正确;
C.当轻杆受弹力为零时
此时
当v由值逐渐增大时,杆对小球有向下的拉力,则由
可知,杆对小球的弹力逐渐增大,选项C正确;
D.当v由值逐渐减小时,杆对小球有向上的支持力,由
可知,杆对球的弹力逐渐增加,选项D错误。
故选BC。
11.(多选)要使两物体(两物体始终可以看成质点)间万有引力减小到原来的,可采用的方法是( )
A.使两物体质量各减小一半,距离保持不变
B.使两物体质量各减小一半,距离增至原来的倍
C.使其中一个物体质量减为原来的,距离增至原来的2倍
D.使两物体质量及它们之间的距离都减为原来的
【答案】BC
【详解】根据万有引力表达式
A.使两物体质量各减小一半,距离保持不变,则万有引力减小到原来的,故A错误;
B.使两物体质量各减小一半,距离增至原来的倍,则万有引力减小到原来的,故B正确;
C.使其中一个物体质量减为原来的,距离增至原来的2倍,则万有引力减小到原来的,故C正确;
D.使两物体质量及它们之间的距离都减为原来的,则万有引力保持不变,故D错误。
故选BC。
12.(多选)若地球和火星绕太阳的运动均视为匀速圆周运动,地球、火星的公转轨道半径之比为,则地球与火星绕太阳运动的(  )
A.周期之比为 B.线速度大小之比为
C.角速度大小之比为 D.向心加速度大小之比为
【答案】CD
【详解】根据万有引力提供天体做圆周运动的向心力,可
解得,,,
A.根据上述结论可知地球与火星绕太阳运动的周期之比为
故A错误;
B.地球与火星绕太阳运动的线速度大小之比为
故B错误;
C.地球与火星绕太阳运动的角速度之比为
故C正确;
D.地球与火星绕太阳运动的向心加速度大小之比为
故D正确。
故选CD。
第Ⅱ卷 非选择题
二、填空题(本题共2小题,每题6分,共12分)
13.我国在2022年建成中国空间站,其绕地球的运动可视为匀速圆周运动。若空间站距地球表面高度为h,地球的质量M、半径为R,引力常量为G,则空间站绕地球运动的线速度 ,向心加速度是 。
【答案】
【详解】[1]由万有引力提供向心力得
解得空间站绕地球运动的线速度
[2]由万有引力提供向心力得
解得空间站绕地球运动的向心加速度是
14.长L=0.5m、质量可忽略的轻杆,其一端用铰轮固定于O点,另一端固定质量m=2kg的小球,现使小球绕O点在竖直平面内做圆周运动(如图所示)。g取10m/s2
①若小球通过最高点A时速率为vA=5m/s, 此时小球受到的轻杆的力为 (选填“拉力”或“支持力”);
②若小球做匀速圆周运动,通过与O点等高的C点时速率为vC=4m/s, 此时小球受到的轻杆的力的大小为 。
【答案】 拉力
【详解】①[1]小球通过最高点A时假设为拉力,由牛顿第二定律得
解得
假设成立,此时小球受到的轻杆的力为拉力;
②[2] C点时,由牛顿第二定律得
三、实验题(共1小题,共10分)
15.图甲是“研究平抛物体的运动”的实验装置图。
(1)实验时,每次须将小球从轨道同一位置静止释放,目的是使小球_________。
A.在空中运动的时间相等
B.离开轨道时水平速度相等
(2)实验记录小球在平抛运动途中的几个位置如图乙所示,每小格的边长,通过实验,则该小球做平抛运动的初速度为 m/s,小球在B点的合速度大小为 m/s。(g取)
【答案】(1)B
(2) 1 1.25
【详解】(1)实验时,每次必须将小球从轨道同一位置静止释放,目的是使小球离开轨道时水平速度相等。
故选B。
(2)[1]根据题意,由图乙可知,相邻两点间的水平位移相等,则相邻两点间的时间间隔相等,设相等时间为,水平方向上有
竖直方向上有
联立解得

[2]小球运动到点时,竖直分速度为
则小球在B点的合速度大小为
三.计算题(本题共3小题,共30分)
16.如图所示,水平圆盘上沿直径方向放置着用水平轻绳相连的两个小物块和。两物块的质量分别为和,到圆心的距离分别为和。两物块与圆盘的最大静摩擦力均为自身重力的倍,重力加速度为。不考虑轻绳拉力上限,轻绳伸直且最初拉力为零。圆盘绕过圆心的竖直轴转动,转动的角速度由零缓慢增大,求:
(1)角速度增大至多少时轻绳开始出现拉力?
(2)若,角速度在什么范围内,两物块与圆盘之间都不发生相对滑动?
【答案】(1);(2)
【详解】
(1)由
可知,物块先达到最大静摩擦力,此时绳子开始出现张力
解得
(2)当两物块与圆盘间的静摩擦力达到最大静摩擦力时,恰好不与圆盘发生相对滑动,物块的静摩擦力沿半径向外,则
又因为
联立解得
所以时,两物块与圆盘之间都不发生相对滑动。
17.2023年9月17日12时13分,我国在西昌卫星发射中使用长征二号丁运载火箭,成功将遥感三十九号卫星发射升空,假设该卫星绕地球做匀速圆周运动。地球半径为R,引力常量为G,忽略地球的自转。
(1)若卫星到地心的距离为3R,求该卫星所在处的重力加速度。(已知地球表面处的重力加速度大小为g)
(2)若卫星环绕地球半径为r,在该轨道上环绕周期为T,地球可视为质量分布均匀的球体,求地球的密度。
【答案】(1);(2)
【详解】(1) 在地球表面处物体受到的重力等于万有引力
在卫星表面处物体受到的重力等于万有引力
卫星所在处的重力加速度为
(2)根据万有引力提供向心力
地球的密度为
解得
18.如图所示,质量m为2.0kg的木块放在水平桌面上的A点,以初速度v0=5m/s在桌面上沿直线向右运动,运动到桌边B点后水平滑出落在水平地面C点。已知木块与桌面间的动摩擦因数为0.20,桌面距离水平地面的高度h为1.25m,A、B两点的距离为L=4.0m,g取10m/s2。不计空气阻力,求
(1)木块滑动到桌边B点时的速度大小vB;
(2)B、C两点间的水平距离x。
【答案】(1);(2)
【详解】(1)由题意
解得
(2)B、C间平抛运动,根据平抛运动规律
解得2023-2024学年高一下册物理期中考试模拟测试01(陕西专用)
(考试时间:75分钟 试卷满分:100分)
注意事项:
1.测试范围:人教版(2019): 必修第二册第5~7章。
第Ⅰ卷 选择题
一、选择题(本题共12小题,每小题4分,共48分。在每小题给出的四个选项中,第1~8题只有一项符合题目要求,第9~12题有多项符合题目要求。全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)
1.第十一届全国杂技展演于2023年3月在山东省举办,如图所示,水平固定的细长杆上套有一遥控电动小车P,跨过悬挂于O点的轻小光滑圆环的细线一端连接P,另一端悬挂一杂技演员Q。设初始时细线的右边部分与水平方向的夹角为θ,现在遥控作用下使电动小车P开始向左匀速运动,电动小车和演员均可视为质点,不计空气阻力,下列判断正确的是(  )
A.当时,杂技演员Q速度为零,处于平衡状态
B.当时,P、Q的速度大小之比是2∶1
C.在θ向90°增大的过程中,绳子的拉力始终等于演员的重力
D.在θ向90°增大的过程中,演员Q一直处于失重状态
2.网课期间,小飞同学向爸爸学习刀削面。若面团到锅边缘的竖直距离为0.45m,面团离锅边缘最近的水平距离为0.70m,锅的直径为0.40m。为使削出的面片能落入锅中,不计空气阻力,重力加速度大小取10m/s2,则面片的水平初速度可能是(  )
A.1.0m/s B.2.0m/s C.3.0m/s D.4.0m/s
3.如图所示,两个皮带轮的转轴分别是和,设转动时皮带不打滑,则皮带轮上A、B、C三点的速度和角速度关系是( )
A., B.,
C., D.,
4.如图所示,一半径为R的圆环处于竖直平面内,A是与圆心等高点,圆环上套着一个可视为质点的、质量为m的小球。现使圆环绕其竖直直径转动,小球和圆环圆心O的连线与竖直方向的夹角记为θ,转速不同,小球静止在圆环上的位置可能不同。当圆环以角速度ω匀速转动且小球与圆环相对静止时(  )
A.若圆环光滑,则角速度
B.若圆环光滑,则角速度
C.若小球与圆环间的摩擦因数为μ,且小球位于A点,则角速度ω可能等
D.若小球与圆环间的摩擦因数为μ,且小球位于A点,则角速度ω可能等于
5.下列关于物理学史的说法,正确的是(  )。
A.卡文迪什通过扭秤实验发现了万有引力定律
B.爱因斯坦最早较系统地提出相对论时空观
C.第谷最早提出行星沿椭圆轨道绕太阳运动
D.开普勒通过观测天体运动,积累下大量的数据, 最早提出了“日心说”
6.地球赤道上的物体重力加速度为g,物体在赤道上随地球自转的向心加速度为a,要使赤道上的物体“飘”起来,则地球转动的角速度应为原来的(  )
A. B. C. D.
7.如图,地球赤道上的山丘e,近地资源卫星p和同步通信卫星q均在赤道平面上绕地心做匀速圆周运动。设e、p、q的圆周运动速率分别为v1、v2、v3,向心加速度分别为a1、a2、a3,周期分别为T1、T2、T3,则(  )
A. B.
C. D.
8.有一种很火的益智玩具——“磁悬浮陀螺”,依靠磁场力可以让旋转的陀螺悬浮在空中,如图所示。对处于悬浮状态的陀螺,下列说法正确的是(  )
A.陀螺上各质点均处于平衡状态
B.陀螺处于完全失重状态
C.距离陀螺中心越远的质点,线速度越大
D.距离陀螺中心越远的质点,向心加速度越小
9.(多选)如图所示,分别是斜面的顶端、底端,是斜面上的两个点,点在点的正上方,与等高。从点以一定的水平速度抛出质量相等的两个小球,球1落在点,球2落在点,关于球1和球2从抛出到落在斜面上的运动过程( )
A.球1和球2运动的时间之比为 B.球1和球2速度增加量之比为
C.球1和球2抛出时初速度之比为 D.球1和球2运动时的加速度之比为
10.(多选)如图所示,长为的轻杆,一端固定一个小球;另一端固定在光滑的水平轴上,使小球在竖直平面内做圆周运动,小球过最高点的速度为v,下列叙述中正确的是(  )
A.v的值必须大于等于
B.当v由零逐渐增大时,小球在最高点所需向心力也逐渐增大
C.当v由值逐渐增大时,杆对小球的弹力逐渐增大
D.当v由值逐渐减小时,杆对小球的弹力逐渐减小
11.(多选)要使两物体(两物体始终可以看成质点)间万有引力减小到原来的,可采用的方法是( )
A.使两物体质量各减小一半,距离保持不变
B.使两物体质量各减小一半,距离增至原来的倍
C.使其中一个物体质量减为原来的,距离增至原来的2倍
D.使两物体质量及它们之间的距离都减为原来的
12.(多选)若地球和火星绕太阳的运动均视为匀速圆周运动,地球、火星的公转轨道半径之比为,则地球与火星绕太阳运动的(  )
A.周期之比为 B.线速度大小之比为
C.角速度大小之比为 D.向心加速度大小之比为
第Ⅱ卷 非选择题
二、填空题(本题共2小题,每题6分,共12分)
13.我国在2022年建成中国空间站,其绕地球的运动可视为匀速圆周运动。若空间站距地球表面高度为h,地球的质量M、半径为R,引力常量为G,则空间站绕地球运动的线速度 ,向心加速度是 。
14.长L=0.5m、质量可忽略的轻杆,其一端用铰轮固定于O点,另一端固定质量m=2kg的小球,现使小球绕O点在竖直平面内做圆周运动(如图所示)。g取10m/s2
①若小球通过最高点A时速率为vA=5m/s, 此时小球受到的轻杆的力为 (选填“拉力”或“支持力”);
②若小球做匀速圆周运动,通过与O点等高的C点时速率为vC=4m/s, 此时小球受到的轻杆的力的大小为 。
三、实验题(共1小题,共10分)
15.图甲是“研究平抛物体的运动”的实验装置图。
(1)实验时,每次须将小球从轨道同一位置静止释放,目的是使小球_________。
A.在空中运动的时间相等
B.离开轨道时水平速度相等
(2)实验记录小球在平抛运动途中的几个位置如图乙所示,每小格的边长,通过实验,则该小球做平抛运动的初速度为 m/s,小球在B点的合速度大小为 m/s。(g取)
三.计算题(本题共3小题,共30分)
16.如图所示,水平圆盘上沿直径方向放置着用水平轻绳相连的两个小物块和。两物块的质量分别为和,到圆心的距离分别为和。两物块与圆盘的最大静摩擦力均为自身重力的倍,重力加速度为。不考虑轻绳拉力上限,轻绳伸直且最初拉力为零。圆盘绕过圆心的竖直轴转动,转动的角速度由零缓慢增大,求:
(1)角速度增大至多少时轻绳开始出现拉力?
(2)若,角速度在什么范围内,两物块与圆盘之间都不发生相对滑动?
17.2023年9月17日12时13分,我国在西昌卫星发射中使用长征二号丁运载火箭,成功将遥感三十九号卫星发射升空,假设该卫星绕地球做匀速圆周运动。地球半径为R,引力常量为G,忽略地球的自转。
(1)若卫星到地心的距离为3R,求该卫星所在处的重力加速度。(已知地球表面处的重力加速度大小为g)
(2)若卫星环绕地球半径为r,在该轨道上环绕周期为T,地球可视为质量分布均匀的球体,求地球的密度。
18.如图所示,质量m为2.0kg的木块放在水平桌面上的A点,以初速度v0=5m/s在桌面上沿直线向右运动,运动到桌边B点后水平滑出落在水平地面C点。已知木块与桌面间的动摩擦因数为0.20,桌面距离水平地面的高度h为1.25m,A、B两点的距离为L=4.0m,g取10m/s2。不计空气阻力,求
(1)木块滑动到桌边B点时的速度大小vB;
(2)B、C两点间的水平距离x。
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