【物理】天津市滨海新区2024-2025学年高一下学期期末联考模拟四试题（解析版）

这是一份【物理】天津市滨海新区2024-2025学年高一下学期期末联考模拟四试题（解析版），共15页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
1. 如图所示，物体以恒定的速率沿圆弧AB做曲线运动，下列对它的运动分析正确的是（ ）
A. 因为它的速率恒定不变，故做匀速运动
B. 该物体受的合外力一定不等于零
C. 该物体受的合外力一定等于零
D. 它的加速度方向与速度方向有可能在同一直线上
【答案】B
【解析】A．物体以恒定的速率沿圆弧AB做曲线运动，物体运动的轨迹为曲线，曲线运动的速度方向时刻改变，不是匀速运动，故A错误；
BC．既然是曲线运动，它的速度的方向必定是改变的，所以曲线运动一定是变速运动，受到的合外力一定不等于0，故B正确，C错误；
D．所有做曲线运动的物体，所受的合外力一定与瞬时速度方向不在一条直线上，或加速度方向与瞬时速度方向不在一条直线上，故D错误。
故选B
2. 一质点在平面直角坐标系xOy中运动，时，质点位于x轴上某点，它沿x方向的图像如图甲所示，它沿y方向运动的图像如图乙所示。质点在时的速度大小为（ ）
A. B. 9m/sC. 10m/sD. 14m/s
【答案】A
【解析】由可知，物体沿x轴方向做匀速直线运动，且。t=1s时
所以质点在时速度大小为
故选A。
3. 如图所示，四个相同的小球A、B、C、D，其中A、B、C位于同一高度h处，A做自由落体运动，B沿光滑斜面由静止滑下，C做平抛运动，D从地面开始做斜抛运动，其运动的最大高度也为h。在每个小球落地的瞬间，其重力的功率分别为PA、PB、PC、PD。下列关系式正确的是（ ）

A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】三个球落地瞬间
B球落地瞬间
为速度与竖直方向的夹角
由可知
4. 风力发电机的叶片上有、两点，其中，在一个叶片的端点，在另一叶片的中点。当叶片转动时，下列说法正确的是（ ）
A. 、两点的向心加速度大小相等B. 、两点的角速度相同
C. 、两点的线速度大小相等D. 、两点的转速不同
【答案】B
【解析】AB．这两点属于同轴转动，因此角速度相同，而向心加速度大小
可知点的加速度更大，A错误，B正确；
CD．由于是同轴转动，因此、 两点角速度和转速都相同，而
可知点的线速度更大，CD错误。
故选B。
5. 空间站又称太空站、航天站，是一种在近地轨道长时间运行、可供多名宇航员巡访、长期工作和生活的载人航天器。关于在绕地球做匀速圆周运动的空间站内的宇航员，下列说法正确的是（ ）
A. 宇航员不受重力的作用B. 宇航员处于平衡状态
C. 宇航员处于失重状态D. 宇航员处于超重状态
【答案】C
【解析】航天员在空间站受到的重力提供向心力，使其绕地球做圆周运动，宇航员处于完全失重状态。
故选C。
6. 开普勒行星运动定律是我们研究天体运动的基础，下面关于开普勒三定律理解错误的是（ ）
A. 行星围绕太阳运动的轨道是椭圆，太阳处于椭圆的一个焦点上
B. 在相等时间内，火星与太阳的连线扫过的面积等于木星与太阳连线扫过的面积
C. 地球距离太阳越近，其运行速度越大，距离太阳越远，其运行速度越小
D. 由开普勒第三定律知，地球与火星绕太阳运行时轨道半长轴的三次方跟公转周期平方的比值相等
【答案】B
【解析】A．根据开普勒第一定律可知，行星围绕太阳运动的轨道是椭圆，太阳处于椭圆的一个焦点上，故A正确，不满足题意要求；
B．根据开普勒第二定律可知，在相等时间内，同一轨道上行星与太阳的连线扫过的面积相等，但火星和木星不在同一轨道上，所以火星与太阳的连线扫过的面积不等于木星与太阳连线扫过的面积，故B错误，满足题意要求；
C．根据开普勒第二定律可知，地球距离太阳越近，其运行速度越大，距离太阳越远，其运行速度越小，故C正确，不满足题意要求；
D．由开普勒第三定律知，地球与火星绕太阳运行时轨道半长轴的三次方跟公转周期平方的比值相等，故D正确，不满足题意要求。
故选B。
7. 2024 年 10 月 30 日，神舟十九号载人飞船点火升空，3 名航天员成功进入中国空间站。已知地球半径为 R，空间站绕地球做圆周运动的轨道半径为 kR，周期为 T，引力常量为 G。下列说法正确的是（ ）
A. 地球的质量为
B. 地球的平均密度为
C. 空间站的线速度大小为
D. 空间站所在高度处的重力加速度大小为
【答案】B
【解析】A．对空间站，由牛顿第二定律有
解得地球质量
故A错误；
B．地球的平均密度为
联立解得
故B正确；
C．空间站的线速度大小
故C错误；
D．空间站所在高度处有
联立解得空间站所在高度处的重力加速度大小
故D错误。
故选B。
8. 如图为嫦娥三号登月轨迹示意图。图中M点为环地球运行的近地点，N点为环月球运行的近月点。为环月球运行的圆轨道，为环月球运行的椭圆轨道，下列说法中正确的是（ ）
A. 嫦娥三号在环地球轨道上的运行速度一定大于
B. 嫦娥三号的发射速度必须大于
C. 设嫦娥三号在圆轨道上经过N点时的加速度为，在椭圆轨道上经过N点时的加速度为，则
D. 嫦娥三号从椭圆轨道进入圆轨道时，必须在N点减速
【答案】D
【解析】A．第一宇宙速度是人造卫星环绕地球运动的最大速度，嫦娥三号在环地球轨道上的运行速度小于或等于，故A错误；
B．地球的第二宇宙速度是，达到此值时，卫星将脱离地球的束缚，绕太阳运动，故嫦娥三号在环地球轨道上的运行速度不可能大于，故B错误；
C．根据万有引力和牛顿第二定律得
有
由此可知，故C错误；
D．嫦娥三号从椭圆轨道进入圆轨道时，做近心运动，必须在点减速，故D正确。
故选D。
二、多选题：本大题共4小题，共16分。
9. 物理来源于生活，也可以解释生活。对于如图所示生活中经常出现的情况，分析正确的是（ ）
A. 图甲所示为洗衣机脱水桶，其脱水原理是利用了超重现象
B. 图乙中物体随水平圆盘一起做圆周运动时，只受到指向圆盘圆心的摩擦力
C. 图丙中汽车过拱桥最高点时，速度越大，对桥面的压力越小
D. 图丁中若轿车转弯时速度过大发生侧翻，是因为需要的向心力大于提供的向心力
【答案】CD
【解析】A．图甲所示为洗衣机脱水桶，其脱水原理是水滴的附着力小于所需的向心力时水滴做离心运动，从而被甩出，故A错误；
B．图乙中物体随水平圆盘一起做匀速圆周运动时，一定受到指向圆盘圆心的摩擦力。而当物体随水平圆盘做变速圆周时，物体的线速度大小是变化的，即在切线方向存在摩擦力的分力，即此时物体所受摩擦力不指向圆心，故B错误；
C．C.图丙中汽车过拱桥最高点时，满足
因此当汽车过拱桥最高点时，速度越大，对桥面的支持力N越小，即压力越小，故C正确；
D．图丁中若轿车转弯时速度过大发生侧翻，是因为汽车做离心运动，即需要的向心力大于提供的向心力，故D正确。
故选CD。
10. 链球运动是田径项目中的一个投掷类竞技项目，比赛时运动员紧握链球把手，通过身体旋转，将链球沿预定角度掷出。某次比赛中，假设链球脱手前做匀速圆周运动，其圆周平面与水平面夹角为，如图所示，不计连接链球的铁链质量，忽略空气阻力影响，在链球脱手前做匀速圆周运动过程中，下列说法正确的是（ ）
A. 铁链的拉力大小不变，方向时刻指向圆心
B. 铁链的拉力在最高点最小，最低点最大
C. 链球上升过程中，克服重力做功的瞬时功率先增大后减小
D. 下降过程中，铁链拉力一直做负功
【答案】BCD
【解析】A．链球做匀速圆周运动，合外力提供向心力，铁链的拉力和链球的重力的合力大小不变，方向时刻指向圆心，故A错误；
B．链球做匀速圆周运动的向心力的大小不变，重力为恒力，则拉力在最高点最小，最低点最大，故B正确；
C．在最高点时，速度方向与重力方向垂直，瞬时功率为零，在最低点时，速度方向与重力方向垂直，瞬时功率为零，而在最高点和最低点之间重力瞬时功率不为零，故链球上升过程中，克服重力做功的瞬时功率先增大后减小，故C正确；
D．链球下降过程中，铁链拉力一直做负功，链球的机械能不断减小，故D正确。
故选BCD。
11. 如图所示，质量为M的小车放在光滑的水平面上，质量为m的物体（可视为质点）放在小车的最左端，受到水平恒力F的作用后，物体由静止开始运动，设小车与物体间的摩擦力为，车长为L，物体从小车最左端运动到最右端的过程中，小车发生的对地位移为x，则下列说法正确的是（ ）
A. 物体运动到小车最右端时，物体具有的动能为
B. 物体运动到小车最右端时，小车具有的动能为
C. 此过程中物体克服摩擦力做的功为
D. 此过程中物体克服摩擦力做的功为
【答案】BC
【解析】A．物体从静止开始运动到达小车最右端过程中，由动能定理有
可知物体到达小车最右端时具有的动能为
故A错误；
B．物体到达小车最右端过程，对小车根据动能定理可得
解得小车具有的动能为
故B正确；
CD．此过程中物体克服摩擦力做的功为
故C正确，D错误。
故选BC。
12. 弹簧在社会生活中得到广泛的应用，如控制机械的运动、内燃机中的阀门弹簧、离合器中的控制弹簧等如图所示为一竖直放置的劲度系数足够大的轻质弹簧，其下端固定在水平地面上，一定质量的小球从轻质弹簧正上方某一高处自由落下，并将弹簧压缩，直到小球的速度减为零对于小球和轻质弹簧组成的系统，在小球开始与弹簧接触至弹簧压缩到最短的过程中，下列说法正确的是（ ）
A. 小球的机械能守恒
B. 小球的动能不断减小
C. 小球的动能与重力势能之和逐渐减小
D. 小球的动能与弹簧的弹性势能之和逐渐增大
【答案】CD
【解析】A．对小球分析，由于弹簧对小球做负功，因此小球的机械能逐渐减小，故A错误；
B．小球在向下运动的过程中，弹簧的弹力逐渐增大，小球所受的合力先减小后反向增大，所以小球的速度先变大后变小，小球的动能先变大后变小，故B错误；
C．把小球和弹簧看成一个系统，系统的动能、重力势能和弹性势能之和保持不变，小球在向下运动的过程中，弹簧的弹力逐渐增大，弹性势能逐渐增大，所以小球的动能与重力势能之和逐渐减小，故C正确；
D．把小球和弹簧看成一个系统，系统的动能、重力势能和弹性势能之和保持不变，小球在向下运动的过程中，重力一直做正功，重力势能逐渐减小，小球的动能与弹簧的弹性势能之和逐渐增大，故D正确。
故选CD。
三、实验题：本大题共2小题，共18分。
13. 在“探究平抛运动的特点”实验中，回答下列问题：
（1）用图1装置进行探究，下列说法正确的是_______（填字母序号）。
A. 需调整装置高度，多次重复实验
B. 探究平抛运动水平分运动的特点
C. 探究平抛运动竖直分运动的特点
（2）用图2装置进行实验，下列说法正确的是_______（填字母序号）。
A. 斜槽轨道必须光滑
B. 记录的点应适当多一些
C. y轴的方向根据重垂线确定
D. 上下调节挡板N时必须每次等间距移动
E. 小钢球从斜槽M上同一位置静止滚下
（3）用图3装置进行实验，竖直挡板上附有复写纸和白纸，可以记下钢球撞击挡板时的点迹。实验时将挡板依次水平向右移动x，钢球从斜槽上P点静止滚下，撞击挡板留下点迹0、1、2。以点迹0为坐标原点O，竖直向下建立坐标轴y，点迹坐标值分别为y1、y2。已知重力加速度为g，则钢球平抛初速度v0=__________。
【答案】（1）AC （2）BCE （3）
【解析】
【小问1解析】
图1装置探究平抛运动竖直方向的运动情况，需调整装置高度，多次重复实验。
故选AC
【小问2解析】
A．为使小钢球离开轨道后做平抛运动，斜槽轨道不一定要光滑，但末端要水平，故A错误；
B．记录的点需要尽量多一些，故B正确；
C．用重锤线确定y轴方向，故C正确；
D．上下调节挡板N时不需要保证等间距移动，故D错误；
E．为了保证小钢球的初速度相同，则需要让小钢球从斜槽M上同一位置静止滚下，故E正确。
故选BCE。
【小问3解析】
由题意可知，小钢球从O点开始做平抛运动，根据平抛运动的特点可知，小钢球在竖直方向上有
在水平方向上有x=v0T
联立解得
14. 如甲图所示，在“验证机械能守恒定律”的实验中，在释放纸带前，重物应靠近打点计时器，手捏住纸带上部释放，打出一条清晰的纸带如图乙所示，为下落起始点，、、为纸带上打出的连续点迹，若重物质量为，重力加速度为，相邻打点时间间隔为。
（1）除图中器材外，以下器材中还必须使用的是___________。
A. 天平B. 秒表C. 刻度尺D. 螺旋测微器
（2）下列说法正确的是___________。
A. 应先释放纸带，再接通电源
B. 必须测量重物的质量
C. 电磁打点计时器使用的是直流电源
D. 实验时，因存在阻力，所以重物减少的重力势能总是略大于增加的动能
（3）从到的过程中，重物减小的重力势能为___________请用题中和图中字母表示。
（4）打点计时器打点时，重物的瞬时速度为___________请用题中和图中字母表示。
【答案】（1）C （2）D （3） （4）
【解析】
【小问1解析】
根据
可知可以被约去，不需要测量质量，所以不需要天平，打点计时器可以计时，不需要秒表，需要刻度尺测量纸带上点的间距，不需要螺旋测微器。
故选C。
【小问2解析】
A．应先接通电源，再释放纸带，提高纸带利用率，故A错误；
B．根据
可知可以被约去，不需要测量重物质量，故B错误；
C．电磁打点计时器使用的是低压交流电源，故C错误；
D． 实验时，因存在阻力，所以重物减少的重力势能总是略大于增加的动能，故D正确。
故选D。
小问3解析】
从到的过程中，重物减小的重力势能为；
【小问4解析】
打点计时器打点时，根据匀变速直线运动中间时刻速度等于平均速度可得重物的瞬时速度为。
四、计算题：本大题共3小题，共30分。
15. 我国航天技术飞速发展，设想数年后宇航员登上了某星球表面。宇航员从距该星球表面高度为h处，沿水平方向以初速度v抛出一小球，测得小球做平抛运动的水平距离为L，已知该星球的半径为R，引力常最为G，忽略星球自转，试求：
（1）该星球表面的重力加速度g；
（2）该星球的平均密度ρ。
【答案】（1） （2）
【解析】
【小问1解析】
根据平抛运动规律有
联立解得该星球表面的重力加速度
【小问2解析】
根据黄金代换式
因为密度
联立以上，解得该星球的平均密度
16. 游乐园中“空中飞椅”的游戏设施如图所示，它的基本装置是将绳子上端固定在水平转盘的边缘上，绳子的下端连接座椅，人坐在座椅上随转盘旋转而在空中飞旋。若将人和座椅看成一个质点，可绕中心竖直转轴转动，设绳长l=5m，质点的质量m=40kg，转盘静止时质点与转轴之间的距离d=3.0m，转盘逐渐加速转动，经过一段时间后质点与转盘一起做匀速圆周运动，此时绳与竖直方向的夹角θ=37°，不计空气阻力及绳重，且绳不可伸长，sin37°=0.6，cs37°=0.8，，求此时：
（1）绳子拉力的大小；
（2）转盘角速度的大小。
【答案】（1）；（2）
【解析】（1）以质点为对象，竖直方向根据受力平衡可得
可得绳子拉力的大小为
（2）水平方向根据牛顿第二定律可得
又
解得角速度为
17. 如图所示，一质量m =1.0kg的小物块置于一光滑倾斜直轨道上。倾斜直轨道足够长且与光滑的平台平滑连接。在平台的右端有一长的传送带AB，物块与传送带间的动摩擦因数，与传送带相邻有一长的粗糙水平面BC，它与物块间的动摩擦因数，在C点右侧有一半径为R的光滑竖直平面内的半圆弧CEF与BC平滑连接，半圆弧的直径CF与BC垂直，点F处有一固定挡板（图中未画出），物块撞上挡板后会以原速率反弹回来。传送带以v = 4m/s的速率顺时针转动，不考虑物块滑上和滑下传送带的机械能损失。使小物块从P点沿直轨道下滑，初速度v0 =1m/s，小物块恰能滑到与圆心等高的E点，P点与平台的高度差h =1.75m，g=10m/s2。求：
（1）小物块第一次到达A处时的速度大小；
（2）小物块第一次通过传送带AB产生的热量；
（3）若小物块由静止释放，可通过调节小物块释放时的高度，使小物块与挡板只碰一次，且碰后不脱离圆弧轨道，求其高度h的可调节范围．
【答案】（1） （2）2J （3）
【解析】
【小问1解析】
小物块从P点下滑至A点，由动能定理得
解得
【小问2解析】
小物块在传送带上，由牛顿第二定律得
解得
设小物块在传送带上向右减速到与传送带共速的位移为x，则
解得x=2.5m
因为x=LAB
所以小物块到达B处时的速度大小是4m/s，则小滑块运动的时间
传送带运动的位移
产生的热量
小问3解析】
对物块第一次由B点恰好运动到E点的过程，由动能定理
解得R=0.6m
①最小的下滑高度，对应于物块恰好与挡板碰撞，在F点有
解得
从开始下滑到恰好与板相碰过程中，由动能定理
解得 h=2.7m
②最大的下滑高度，对应于物块与挡板相碰后，再次沿半圆弧CEF上滑时恰好到达E点，对全程由动能定理

解得h = 4.2m
综上所述小物块释放时的高度范围为