天津市2024-2025学年高一物理下期中模拟试卷练习02
注意事项：
1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在试卷上无效。
3.考试结束后，本试卷和答题卡一并交回。
第I卷（选择题）
一、单项选择题（每小题5分，共25分。每小题给出的四个选项中，只有一个选项是正确的）
1. 一物体在竖直面内某段运动的轨迹如图所示，该物体经过B点时速度方向竖直向上，则该物体在B点所受的合力可能（ ）
A. 向左 B. 向右 C. 向上 D. 向下
2. 了解物理规律的发现过程，学会像科学家那样观察和思考，往往比掌握知识本身更重要。下列说法不符合史实的是（ ）
A. 开普勒利用自己观察的行星运动数据，通过数学方法建立了开普勒三定律
B. 海王星的发现验证了万有引力定律的正确性，显示了理论对实践的巨大指导作用
C. 卡文迪许的扭秤实验和库仑扭秤实验的相似性，体现了“类比”是一种重要的思维方式
D. 物理学公认：卡文迪许是第一个在实验室“称量地球质量”的人
3. 如图所示，水平路面上有一辆汽车以加速度a向前加速行驶，车厢中有一个质量为m的人正用恒力F向前推车厢，人始终相对于车静止，在车行驶距离L的过程中，下列说法正确的是（ ）
A. 人对车做的功为 B. 人对车做的功为
C. 人对车做的功为 D. 人对车做的功为
4. 如图所示，在水平地面上M点的正上方h高度处，将小球S1以初速度v1水平向右抛出，同时在地面上N点处将小球S2以初速度v2竖直向上抛出。在S2上升到最高点时恰与S1球相遇，不计地面阻力和空气阻力。则两球在这段过程中（ ）
A. 做的都是变加速运动 B. 速度变化量的大小不相等
C. 速度变化量的方向不相同 D. 相遇点在N点上方处
5. 如图所示，固定斜面的倾角为，高为h，一小球从斜面顶端水平抛出，落至斜面底端，重力加速度为g，不计空气阻力，则小球从抛出到离斜面距离最大所用的时间为: ( )
A. B. C. D.
多项选择题（本题共4小题，每小题6分，共24分；每小题都有多个选项正确，少选得3分，不选或错选得零分）
6.如图所示，小球a、b分别在细绳和轻质细杆作用下在竖直面内做圆周运动，两小球运动的半径均为R，重力加速度为g，下列说法正确的是（ ）
A. 小球a经过最高点时的速度可能小于
B. 小球b经过最高点时的速度可能小于
C. 小球a经过最高点时，细绳对小球a一定有拉力作用
D. 小球b经过最高点时，细杆对小球b可能有支持力作用
7.我国新能源汽车发展迅猛，已成为全球最大的新能源汽车产销国。质量为m的某新能源汽车在水平路面上以恒定加速度a启动，其图像如图所示，其中OA段和BC段为直线。已知汽车动力系统的额定功率为P，汽车所受阻力大小恒为f，则下列说法正确的是（ ）
A. 汽车做匀加速运动的最大速度
B. 汽车能达到最大行驶速度
C. 汽车速度为时的功率为
D. 汽车速度为时的加速度大小为
8.地球同步卫星离地心的距离为r，运行速率为v1，向心加速度为a1，地球赤道上的物体随地球自转的向心加速度为a2，地球的第一宇宙速度为v2，半径为R，则下列比例关系中正确的是（ ）
A. ＝ B. ＝
C. ＝ D. ＝
9.如图甲所示为建筑行业使用的一种小型打夯机，其原理可简化为一个质量为M的支架（含电动机）上由一根长为l的轻杆带动一个质量为m的铁球（铁球可视为质点），如图乙所示，重力加速度为g。若在某次打夯过程中，铁球以角速度ω匀速转动，则（ ）
A. 铁球转动过程轻杆受力不变
B. 铁球做圆周运动的向心加速度始终不变
C. 铁球转动到最低点时，处于超重状态
D. 若铁球转动到最高点时，支架对地面的压力刚好为零，则
Ⅱ卷
本卷共5题，共51分
注意事项：
用黑色墨水的钢笔或签字笔将答案写在答题卡上。
三、填空实验题（每空2分，共12分）
10.在探究平抛运动的规律时，选用下列装置进行实验
（1）用装置1做实验，用小锤击打弹性金属片，可以发现两小球______
A. 同时落地 B. A球先落地 C. B球先落地
（2）由（1）的实验结果可以得出小球A在竖直方向做______
A. 匀速直线运动 B. 自由落体运动 C. 变加速直线运动
（3）要想用装置2做实验得到钢球做平抛运动的轨迹，下列做法正确的是______。
A. 每次都应以不同的初速度释放小球
B. 在斜槽上每次由静止释放小球的位置必须相同
C. 在斜槽上每次由静止释放小球的位置可以任意选择
11.（1）如图甲所示为“感受向心力”的实验，通过该实验可以对影响向心力大小的因素做出猜测。用一根无弹性细绳，一端拴着一个小沙袋，在水平面内抡动细绳，使小沙袋在水平面内做匀速圆周运动。此时沙袋所受的向心力近似等于手通过绳对沙袋的拉力。通过换用不同质量的沙袋，改变沙袋旋转的角速度和旋转半径，感受向心力的变化。下列说法正确的是______
A. 只减小沙袋旋转角速度，拉力增大
B. 只增大沙袋的旋转半径，拉力减小
C. 只更换一个质量较大的沙袋，拉力增大
D. 突然放开绳子，沙袋沿半径方向飞出
（2）某同学想进一步探究“向心力大小与半径、角速度、质量的关系”，他使用的实验仪器是图乙中的向心力演示器。匀速转动手柄1，可使变速塔轮2和3以及长槽4和短槽5随之匀速转动，槽内的小球也随着做匀速圆周运动。使小球做圆周运动的向心力由横臂6的挡板对小球的压力提供，球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力套筒7下降，从而露出标尺8。根据标尺8上露出的红白相间等分格子，可以粗略计算出两个小球所受向心力的比值。
①用该装置探究“向心力大小与半径、角速度、质量的关系”时，最主要采用的实验方法是______法（填选项前的字母）
A．等效替代 B．控制变量 C．理想实验 D．微元
②用该装置研究圆周运动的向心力大小与角速度的关系时，应该______（填选项前的字母）
A．把质量不同的小球分别放在两边半径相同的槽内
B．把质量不同的小球分别放在两边半径不同的槽内
C．把质量相同的小球分别放在两边半径相同的槽内
D．把质量相同的小球分别放在两边半径不同的槽内
四、计算题（共39分）
12.山区公路会有连续较长的下坡，有时会造成刹车失灵， 可以在长下坡公路边修建表面是粗糙的碎石沙子的“避险车道”， 其作用是供下坡的汽车在刹车失灵的情况下避险。质量m=2.0×103kg的汽车沿下坡行驶，当驾驶员发现刹车失灵的同时发动机失去动力， 此时速度表的示数v1=36km/h，汽车继续沿下坡匀加速直行l=300m、下降高度h=30m时到达“避险车道”， 此时速度表的示数v2=72km/h，然后冲上上坡的“避险车道”避险。（g=10m/s2）
（1）求汽车在下坡过程中所受的阻力；
（2）若“避险车道”是与水平面间的夹角为17°的上坡，汽车在“避险车道”受到的阻力是在下坡公路上的2倍，求汽车在“避险车道”上运动的最大位移（sin17°≈0.3）。
13.如图所示，和两物块（可视为质点）放在转盘上，的质量为的质量为，的质量为2m，两者用长为的细绳连接，距转轴距离为，两物块与转盘间的动摩擦因数均为，整个装置能绕通过转盘中心的转轴转动，开始时，细绳恰好伸直但无弹力，现让该装置从静止开始转动，重力加速度为，求：
(1)角速度为何值时，绳上刚好出现拉力；
(2)角速度为何值时，、开始与转盘发生相对滑动。
14.如图所示，半径为m的光滑半圆环轨道处于竖直平面内，半圆环与水平地面相切于圆环的端点A。一质量为kg的小球从A点冲上竖直半圆环，沿轨道运动到B点飞出，最后落在水平地面上的C点（图上未画），g取10m/s。求：
（1）小球经过B点的最小速度；
（2）若A、C两点的距离为3.6m，小球落地时的速度大小；
（3）若A、C两点距离为3.6m，小球对轨道B点的压力大小。
天津市2024-2025学年高一物理下期中模拟试卷练习02
注意事项：
1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在试卷上无效。
3.考试结束后，本试卷和答题卡一并交回。
第I卷（选择题）
一、单项选择题（每小题5分，共25分。每小题给出的四个选项中，只有一个选项是正确的）
1. 一物体在竖直面内某段运动的轨迹如图所示，该物体经过B点时速度方向竖直向上，则该物体在B点所受的合力可能（ ）
A. 向左 B. 向右 C. 向上 D. 向下
【答案】B
【解析】
【详解】根据合力、速度、轨迹三者之间的关系可知，合力方向指向轨迹的凹侧，故该物体在B点所受的合力可能向右。
故选B。
2. 了解物理规律的发现过程，学会像科学家那样观察和思考，往往比掌握知识本身更重要。下列说法不符合史实的是（ ）
A. 开普勒利用自己观察的行星运动数据，通过数学方法建立了开普勒三定律
B. 海王星的发现验证了万有引力定律的正确性，显示了理论对实践的巨大指导作用
C. 卡文迪许的扭秤实验和库仑扭秤实验的相似性，体现了“类比”是一种重要的思维方式
D. 物理学公认：卡文迪许是第一个在实验室“称量地球质量”的人
【答案】A
【解析】
【详解】A．开普勒通过对第谷的天文观测数据的分析研究，发现了行星运动规律，故A错误；
B．海王星的发现验证了万有引力定律的正确性，显示了理论对实践的巨大指导作用，故B正确；
C．文迪许扭秤实验和库仑扭秤实验的相似性，体现了“类比”是一种重要的思维方式，故C正确；
D．卡文迪许根据扭秤实验测出来引力常量G，并根据万有引力等于重力求出了地球的质量，物理学公认：卡文迪许是第一个在实验室“称量地球质量”的人，故D正确。
故选A。
3. 如图所示，水平路面上有一辆汽车以加速度a向前加速行驶，车厢中有一个质量为m的人正用恒力F向前推车厢，人始终相对于车静止，在车行驶距离L的过程中，下列说法正确的是（ ）
A. 人对车做的功为 B. 人对车做的功为
C. 人对车做的功为 D. 人对车做的功为
【答案】C
【解析】
【详解】车对人的合力大小为ma，方向水平向左，则人对车的合力大小为ma，方向水平向右，人对车做负功，则有
W=-maL
故选C。
4. 如图所示，在水平地面上M点的正上方h高度处，将小球S1以初速度v1水平向右抛出，同时在地面上N点处将小球S2以初速度v2竖直向上抛出。在S2上升到最高点时恰与S1球相遇，不计地面阻力和空气阻力。则两球在这段过程中（ ）
A. 做的都是变加速运动 B. 速度变化量的大小不相等
C. 速度变化量的方向不相同 D. 相遇点在N点上方处
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】A．由于两个球都只受到重力的作用，加速度都是重力加速度，加速度恒定，做的都是匀变速运动，而非变加速运动，A错误；
BC．由于两个球都只受重力作用，加速度都是重力加速度，由
知它们速度的变化量相同，速度变化量的方向都是竖直向下，BC错误；
D．S1球做平抛运动，竖直方向则有
S2球做竖直上抛运动，则有
由题意得
解得
所以，相遇点在N点上方处。故选D。
5. 如图所示，固定斜面的倾角为，高为h，一小球从斜面顶端水平抛出，落至斜面底端，重力加速度为g，不计空气阻力，则小球从抛出到离斜面距离最大所用的时间为: ( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】对于整个平抛运动过程，根据
h=gt2
得
,
则平抛运动的初速度为：
；
当速度方向与斜面平行时，距离斜面最远，此时竖直分速度为
vy=v0tanα=．
则经历的时间为
．
故选D。
多项选择题（本题共4小题，每小题6分，共24分；每小题都有多个选项正确，少选得3分，不选或错选得零分）
6.如图所示，小球a、b分别在细绳和轻质细杆作用下在竖直面内做圆周运动，两小球运动的半径均为R，重力加速度为g，下列说法正确的是（ ）
A. 小球a经过最高点时的速度可能小于
B. 小球b经过最高点时的速度可能小于
C. 小球a经过最高点时，细绳对小球a一定有拉力作用
D. 小球b经过最高点时，细杆对小球b可能有支持力作用
【答案】BD
【解析】
【详解】AC．当绳子拉力为零时，小球通过最高点的速度最小，根据
解得
小球a经过最高点时的速度不得小于，故AC错误；
BD．杆可以对物体支持力，当支持力等于重力时，速度最小为0，则小球b经过最高点时的速度可能小于，故BD正确。
故选BD。
7.我国新能源汽车发展迅猛，已成为全球最大的新能源汽车产销国。质量为m的某新能源汽车在水平路面上以恒定加速度a启动，其图像如图所示，其中OA段和BC段为直线。已知汽车动力系统的额定功率为P，汽车所受阻力大小恒为f，则下列说法正确的是（ ）
A. 汽车做匀加速运动的最大速度
B. 汽车能达到最大行驶速度
C. 汽车速度为时的功率为
D. 汽车速度为时的加速度大小为
【答案】CD
【解析】
【详解】A．据牛顿第二定律有
解得
则汽车做匀加速运动的最大速度
故A错误；
B．当牵引力与阻力平衡时，汽车达到最大行驶速度，即
故B错误；
C．汽车速度为时，功率为
故C正确；
D．汽车速度为时，牵引力大小为
根据牛顿第二定律有
解得
故D正确。
故选CD。
8.地球同步卫星离地心的距离为r，运行速率为v1，向心加速度为a1，地球赤道上的物体随地球自转的向心加速度为a2，地球的第一宇宙速度为v2，半径为R，则下列比例关系中正确的是（ ）
A. ＝ B. ＝
C. ＝ D. ＝
【答案】AD
【解析】
【详解】AB．由题意根据向心加速度和角速度的关系有
a1＝
a2＝
又
ω1＝ω2
故
＝
故A正确，B错误；
CD．由万有引力提供向心力得
解得
＝
故C错误，D正确。
故选AD。
9.如图甲所示为建筑行业使用的一种小型打夯机，其原理可简化为一个质量为M的支架（含电动机）上由一根长为l的轻杆带动一个质量为m的铁球（铁球可视为质点），如图乙所示，重力加速度为g。若在某次打夯过程中，铁球以角速度ω匀速转动，则（ ）
A. 铁球转动过程轻杆受力不变
B. 铁球做圆周运动的向心加速度始终不变
C. 铁球转动到最低点时，处于超重状态
D. 若铁球转动到最高点时，支架对地面的压力刚好为零，则
【答案】CD
【解析】
【详解】AB．铁球转动过程中，线速度和向心加速度的方向都在变化，所以铁球转动过程轻杆受力不断变化，故AB错误；
C．铁球转动到最低点时，拉力大于重力，加速度方向向上，处于超重状态，故C正确；
D．铁球转动到最高点时，此时对支架受力分析，支架受到轻杆的拉力等于重力，即有
对小球分析有
联立解得
故D正确。
故选CD。
Ⅱ卷
本卷共5题，共51分
注意事项：
用黑色墨水的钢笔或签字笔将答案写在答题卡上。
三、填空实验题（每空2分，共12分）
10.在探究平抛运动的规律时，选用下列装置进行实验
（1）用装置1做实验，用小锤击打弹性金属片，可以发现两小球______
A. 同时落地 B. A球先落地 C. B球先落地
（2）由（1）的实验结果可以得出小球A在竖直方向做______
A. 匀速直线运动 B. 自由落体运动 C. 变加速直线运动
（3）要想用装置2做实验得到钢球做平抛运动的轨迹，下列做法正确的是______。
A. 每次都应以不同的初速度释放小球
B. 在斜槽上每次由静止释放小球的位置必须相同
C. 在斜槽上每次由静止释放小球的位置可以任意选择
【答案】（1）A （2）B
（3）B
【解析】
【小问1详解】
用装置1做实验，用小锤击打弹性金属片，可以发现两小球同时落地。
故选A。
【小问2详解】
由（1）的实验结果可以得出小球A在竖直方向做自由落体运动。
故选B。
【小问3详解】
在斜槽上每次由静止释放小球的位置必须相同，保证小球的初速度相等。
故选B。
11.（1）如图甲所示为“感受向心力”的实验，通过该实验可以对影响向心力大小的因素做出猜测。用一根无弹性细绳，一端拴着一个小沙袋，在水平面内抡动细绳，使小沙袋在水平面内做匀速圆周运动。此时沙袋所受的向心力近似等于手通过绳对沙袋的拉力。通过换用不同质量的沙袋，改变沙袋旋转的角速度和旋转半径，感受向心力的变化。下列说法正确的是______
A. 只减小沙袋旋转角速度，拉力增大
B. 只增大沙袋的旋转半径，拉力减小
C. 只更换一个质量较大的沙袋，拉力增大
D. 突然放开绳子，沙袋沿半径方向飞出
（2）某同学想进一步探究“向心力大小与半径、角速度、质量的关系”，他使用的实验仪器是图乙中的向心力演示器。匀速转动手柄1，可使变速塔轮2和3以及长槽4和短槽5随之匀速转动，槽内的小球也随着做匀速圆周运动。使小球做圆周运动的向心力由横臂6的挡板对小球的压力提供，球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力套筒7下降，从而露出标尺8。根据标尺8上露出的红白相间等分格子，可以粗略计算出两个小球所受向心力的比值。
①用该装置探究“向心力大小与半径、角速度、质量的关系”时，最主要采用的实验方法是______法（填选项前的字母）
A．等效替代 B．控制变量 C．理想实验 D．微元
②用该装置研究圆周运动的向心力大小与角速度的关系时，应该______（填选项前的字母）
A．把质量不同的小球分别放在两边半径相同的槽内
B．把质量不同的小球分别放在两边半径不同的槽内
C．把质量相同的小球分别放在两边半径相同的槽内
D．把质量相同的小球分别放在两边半径不同的槽内
【答案】（1）C （2） ①. B ②. C
【解析】
【小问1详解】
A．由于沙袋所受的向心力近似等于手通过绳对沙袋的拉力，则有
可知只减小沙袋旋转的角速度，则拉力减小，故A错误；
B．根据上述，可知只增大沙袋的旋转半径，则拉力增大，故B错误；
C．根据上述，可知只更换一个质量较大的沙袋，拉力增大，故C正确；
D．突然放开绳子，由于惯性，沙袋沿切线方向飞出，故D错误。
故选C。
【小问2详解】
①[1]用该装置探究“向心力大小与半径、角速度、质量的关系”时，每次只能研究两个物理量的关系，此时需要确保其它物理量不变，即主要采用的实验方法是控制变量法。
故选B。
②[2]用该装置研究圆周运动的向心力大小与角速度的关系时，需要控制小球的质量和小球做圆周运动半径不变，即需要把质量相同的小球分别放在两边半径相同的槽内。
故选C。
四、计算题（共39分）
12.山区公路会有连续较长的下坡，有时会造成刹车失灵， 可以在长下坡公路边修建表面是粗糙的碎石沙子的“避险车道”， 其作用是供下坡的汽车在刹车失灵的情况下避险。质量m=2.0×103kg的汽车沿下坡行驶，当驾驶员发现刹车失灵的同时发动机失去动力， 此时速度表的示数v1=36km/h，汽车继续沿下坡匀加速直行l=300m、下降高度h=30m时到达“避险车道”， 此时速度表的示数v2=72km/h，然后冲上上坡的“避险车道”避险。（g=10m/s2）
（1）求汽车在下坡过程中所受的阻力；
（2）若“避险车道”是与水平面间的夹角为17°的上坡，汽车在“避险车道”受到的阻力是在下坡公路上的2倍，求汽车在“避险车道”上运动的最大位移（sin17°≈0.3）。
【答案】（1）1000N；（2）50m
【解析】
【详解】（1）根据动能定理
解得
f=1000N
（2）由动能定理
解得
x=50m
13.如图所示，和两物块（可视为质点）放在转盘上，的质量为的质量为，的质量为2m，两者用长为的细绳连接，距转轴距离为，两物块与转盘间的动摩擦因数均为，整个装置能绕通过转盘中心的转轴转动，开始时，细绳恰好伸直但无弹力，现让该装置从静止开始转动，重力加速度为，求：
(1)角速度为何值时，绳上刚好出现拉力；
(2)角速度为何值时，、开始与转盘发生相对滑动。
【答案】(1)；(2)
【解析】
【详解】(1)两物块都靠静摩擦力提供向心力，转动半径更大的B先达到最大静摩擦力，此时绳子开始出现弹力，有
解得
故角速度为时，绳上刚好出现拉力。
(2)当A所受的摩擦力达到最大静摩擦力时，A、B相对于转盘会滑动，对A有
对B有
联立解得：
故角速度为时，、开始与转盘发生相对滑动。
14.如图所示，半径为m的光滑半圆环轨道处于竖直平面内，半圆环与水平地面相切于圆环的端点A。一质量为kg的小球从A点冲上竖直半圆环，沿轨道运动到B点飞出，最后落在水平地面上的C点（图上未画），g取10m/s。求：
（1）小球经过B点的最小速度；
（2）若A、C两点的距离为3.6m，小球落地时的速度大小；
（3）若A、C两点距离为3.6m，小球对轨道B点的压力大小。
【答案】（1）3m/s；（2） m/s；（3）3N
【解析】
【详解】（1）小球经过B点的速度最小时有
解得
m/s
（2）小球从B点运动到C点做平抛运动，竖直方向有
水平方向
x=vBt
解得
vB=6m/s
小球落地时的速度大小为
解得
m/s
（3）小球在B点，由牛顿第二定律可得
解得
F=3N
根据牛顿第三定律可知，小球在B点对轨道的压力大小为3N，方向竖直向上。
