2023年河北省承德市鹰城一中物理高一第二学期期末调研模拟试题含解析

2022-2023学年高一下物理期末模拟试卷考生请注意：1．答题前请将考场、试室号、座位号、考生号、姓名写在试卷密封线内，不得在试卷上作任何标记。2．第一部分选择题每小题选出答案后，需将答案写在试卷指定的括号内，第二部分非选择题答案写在试卷题目指定的位置上。3．考生必须保证答题卡的整洁。考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回。一、选择题：（1-6题为单选题7-12为多选，每题4分，漏选得2分，错选和不选得零分）1、(本题9分)如图所示，一半径为的圆盘上均匀分布着电荷量为的电荷，在垂直于圈盘且过圆心的轴线上有、、三个点．和，和，和间的距离均为，在点处有一电荷量为（）的固定点电荷．己知点处的场强为，则点处场强的大小为（为静电力常量）（）A． B． C． D．2、(本题9分)2012年8月31日，四川凉山州普降暴雨发生了洪涝灾害，当地武警支队积极组织抗洪抢险．如图所示，在一次抗洪救灾工作中，一架离水面高为H，沿水平直线飞行的直升飞机A，用悬索(重力可忽略不计)救护困在湖水中的伤员B，在直升飞机A和伤员B以相同的水平速率匀速运动的同时，悬索将伤员吊起．设经t时间后，A、B之间的距离为l，且l＝H－2t2.则在这段时间内关于伤员B的受力情况和运动轨迹正确的是下列哪个图（）A． B． C． D．3、一物体从空中某点以一定的初速度v0做平抛运动，落地时的水平位移为s，记录下该平抛运动的轨迹，并按照1：1的比例制作成了一条钢制抛物线轨道，如图所示。现让一个铁环从抛物线轨道顶端从静止滑下，不计运动过程中摩擦阻力和空气阻力，重力加速度为g，当铁环滑落到抛物线轨道末端时，下面说法正确的是A．铁环的水平速度等于B．铁环的竖直速度等于C．铁环的末速度等于D．铁环的末速度等于4、(本题9分)将物体由地面竖直上抛，如果不计空气阻力，物体能够达到的最大高度为H，以地面为零势能面，当物体在上升过程中的某一位置，它的动能是重力势能的2倍，则这一位置的高度为（）A． B． C． D．5、(本题9分)汽车在水平路面上做匀速运动，发动机输出的功率为P，速度为v，当汽车上坡时（）A．如果输出的功率不变，则应减小速度B．如果输出的功率不变，则应增大速度C．如果保持速度不变，则应减小输出功率D．如果保持速度不变，则还应保持输出功率不变6、(本题9分)关于电阻率的说法正确的是：A．电阻率与导体的材料有关B．电阻率与导体的形状有关C．电阻率与导体的长度有关D．电阻率与导体的横截面积有关7、(本题9分)某人向空中用力抛出一石块，若不计空气阻力，石块落地时的速度大小与下列哪些量有关（）A．石块的质量B．石块初速度的大小C．石块初速度与水平方向的夹角D．石块抛出时的高度8、(本题9分)如图所示为研究木板与木块之间摩擦力大小的实验装置，将一木块和木板叠放于水平桌面上，轻质弹簧测力计一端固定，另一端用细线与木块水平相连，长木板右端连有一细绳．开始时，整个装置处于静止状态，弹簧测力计的示数为0，现在用手向右水平拉细绳，使长木板在桌面上滑动，下列说法中正确的是A．木块与木板之间的摩擦力始终是滑动摩擦力B．如果测出木块的重力，可求出木块与木板间的动摩擦因数C．木板运动过程中，弹簧秤示数先变大，后不变D．木板运动过程中，弹簧秤示数保持不变9、(本题9分)如图,两个质量均为m的小木块a和b(可视为质点)放在水平圆盘上,a与转轴OO′的距离为L,b与转轴的距离为2L.木块与圆盘的最大静摩擦力为木块所受重力的k倍,重力加速度大小为g.若圆盘从静止开始绕转轴缓慢地加速转动,用ω表示圆盘转动的角速度,下列说法正确的是()A．b和a同时相对圆盘滑动B．当a、b相对圆盘静止时，a、b所受的摩擦力之比为1：2C．b开始相对圆盘滑动的临界角速度为ω=D．当ω=时，a所受摩擦力的大小为kmg10、(本题9分)如图所示，汽车通过轻质绳和轻质光滑的定滑轮，将一个质量为m的物体从井中拉出，开始绳绷紧，滑轮两侧的绳都竖直，汽车以速度v0水平向右匀速运动，当物体上升高度h时，绳与水平方向夹角为30°，则（）A．在绳与水平方向夹角为30°时，物体速度为B．在绳与水平方向夹角为30°时，拉力对物体做功的瞬时功率为C．从开始到绳与水平方向夹角为30°时，拉力对物体做功D．从开始到绳与水平方向夹角为30°时，物体和汽车组成的系统机械能增加11、(本题9分)2017年10月16日，南京紫金山天文台对外发布一项重大发现，我国南极巡天望远镜追踪探测到首例引力波事件光学信号，关于引力波，早在1916年爱因斯坦基于广义相对论预言了其存在，1974年拉塞尔豪尔斯和约瑟夫泰勒发现豪尔斯-泰勒脉冲双星，这双星系统在相互公转时，由于不断发射引力波而失去能量，因此逐渐相互靠近，这现象为引力波的存在提供了首个间接证据，上述叙述中，若不考虑豪尔斯-泰勒脉冲双星质量的变化，则关于豪尔斯-泰勒脉冲双星的下列说法正确的是（）A．脉冲双星逐渐靠近的过程中，它们相互公转的周期逐渐变小B．脉冲双星逐渐靠近的过程中，它们相互公转的周期不变C．脉冲双星逐渐靠近的过程中，它们各自做圆周运动的半径逐渐减小，但其比值保持不变D．若测出脉冲双星相互公转的周期，就可以求出双星的总质量12、(本题9分)如图所示,一辆货车利用跨过光滑定滑轮的轻质缆绳提升一箱货物,已知货箱的质量为M,货物的质量为m,货车以速度v向左作匀速直线运动,重力加速度为g.则在将货物提升到图示的位置时,下列给出的结论正确的是(

)A．货箱向上运动的速度大于vB．缆绳中的拉力T等于(M+m)gC．货车对缆绳拉力做功的功率P大于(M+m)gvcosθD．货物对货箱底部的压力小于mg二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、（6分）(本题9分)利用图甲装置做“验证机械能守恒定律”实验。（1）为验证机械能是否守恒，需要比较重物下落过程中任意两点间的________。A．动能变化量与势能变化量B．速度变化量和势能变化量C．速度变化量和高度变化量（2）除带夹子的重物、纸带、铁架台(含铁夹)、电磁打点计时器、导线及开关外，在下列器材中，还必须使用的两种器材是________。A．交流电源B．刻度尺C．天平(含砝码)（3）实验中，先接通电源，再释放重物，得到图乙所示的一条纸带。在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C，测得它们到起始点O的距离分别为hA、hB、hC。已知当地重力加速度为g，打点计时器打点的周期为T。设重物的质量为m。从打O点到打B点的过程中，重物的重力势能变化量ΔEp＝____________，动能变化量ΔEk＝__________。（4）大多数学生的实验结果显示，重力势能的减少量大于动能的增加量，原因是________。A．利用公式v＝gt计算重物速度B．利用公式v＝计算重物速度C．存在空气阻力和摩擦阻力的影响D．没有采用多次实验取平均值的方法14、（10分）(本题9分)如图1所示，是利用自由落体运动进行“验证机械能守恒定律”的实验。所用的打点计时器通以50Hz的交流电。（1）甲同学按照正确的实验步骤操作后，选出一条纸带如图2所示，其中O点为打点计时器打下的第一个点，A、B、C为三个计数点，用刻度尺测得OA=12.41cm，OB=18.60cm，OC=27.21cm，在计数点A和B、B和C之间还各有一个点。已知重物的质量为1.00kg，取g=9.80m/s2。在OB段运动过程中，重物重力势能的减少量ΔEp=__J；重物的动能增加量ΔEk=___J(结果均保留三位有效数字)。（2）该实验没有考虑各种阻力的影响，这属于本实验的__误差（选填“偶然”或“系统”）。由此看，甲同学数据处理的结果比较合理的应当是ΔEp__ΔEk（选填“大于”、“等于”或“小于”）。（3）乙同学想利用该实验装置测定当地的重力加速度。他打出了一条纸带后，利用纸带测量出了各计数点到打点计时器打下的第一个点的距离h，算出了各计数点对应的速度v，以h为横轴，以为纵轴画出了如图3所示的图线。由于图线没有过原点，他又检查了几遍，发现测量和计算都没有出现问题，其原因可能是_____。乙同学测出该图线的斜率为k，如果不计一切阻力，则当地的重力加速度g___k（选填“大于”、“等于”或“小于”）。三、计算题要求解题步骤，和必要的文字说明（本题共36分）15、（12分）(本题9分)汽车发动机的额定功率为60kW，其质量为kg，在水平路面上行驶时受阻力恒定为，试求：（１）汽车所能达到的最大速度；（２）若汽车以的加速度由静止开始做匀加速运动，则汽车受到的牵引力多大？（3）汽车匀加速运动的时间多长？16、（12分）(本题9分)如图所示，ABCD是一个地面和轨道均光滑的过山车轨道模型，现对静止在A处的滑块施加一个水平向右的推力F，使它从A点开始做匀加速直线运动，当它水平滑行2.5m时到达B点，此时撤去推力F、滑块滑入半径为0.5m且内壁光滑的竖直固定圆轨道，并恰好通过最高点C，当滑块滑过水平BD部分后，又滑上静止在D处，且与ABD等高的长木板上，已知滑块与长木板的质量分别为0.2kg、0.1kg，滑块与长木板、长木板与水平地面间的动摩擦因数分别为0.3、215，它们之间的最大静摩擦力均等于各自滑动摩擦力，取g＝10m/s2(1)水平推力F的大小；(2)滑块到达D点的速度大小；(3)木板至少为多长时，滑块才能不从木板上掉下来？在该情况下，木板在水平地面上最终滑行的总位移为多少？17、（12分）(本题9分)从某一高度处以v0=15m/s初速度水平抛出一个物体，物体质量为2kg，经过时间t=2s落地。g取10m/s2，求：(1)物体落地时速度的大小；(2)物体落地时重力的瞬时功率。

参考答案一、选择题：（1-6题为单选题7-12为多选，每题4分，漏选得2分，错选和不选得零分）1、B【解析】电荷量为q的点电荷在b处产生电场强度为：E=，方向向右，而b点处的场强为零，则圆盘在此处产生电场强度也为：E=，方向向左；那么圆盘在此d产生电场强度则仍为：E=，方向向右．而电荷量为q的点电荷在d处产生电场强度为：E′=，方向向右．由于都在d处产生电场强度方向相同，即为两者大小相加．所以两者这d处产生电场强度为.故ACD错误，B正确．故选：B2、A【解析】试题分析：伤员和飞机在水平方向上匀速飞行，所以水平方向上合力为零．根据，故可得伤员在竖直方向上的位移，，做初速度为零的匀加速直线运动，所以合力向上，即拉力大于重力，所以运动轨迹为曲线，因为力与速度方向夹着运动轨迹，并且轨迹向合力方向偏折，简记为：“两夹一，向力偏”．，所以A正确考点：考查了曲线运动3、C【解析】

设铁环落地速度为，根据机械能守恒，，钢制轨道的高度可根据平抛运动规律求得，，，因此铁环落地速度。速度方向与水平方向的夹角：，则；A.铁环的水平速度等于，选项A错误；B.铁环落地的合速度等于，选项B错误；C.铁环的末速度等于，选项C正确；D.铁环的末速度不等于，选项D错误.4、B【解析】

物体总的机械能为mgH，当高度为h时，动能是势能的2倍，即动能为2mgh，由机械能守恒定律可得：解得：A.与分析不相符，故A项与题意不相符；B.与分析相符，故B项与题意相符；C.与分析不相符，故C项与题意不相符；D.与分析不相符，故D项与题意不相符.5、A【解析】汽车的输出功率不变，根据P=Fv知，汽车上坡时，需减小速度，从而增大牵引力，故A正确，B错误；汽车的速度不变，上坡时需增大牵引力，根据P=Fv知，应增大输出功率，故CD错误。所以A正确，BCD错误。6、A【解析】

导体的电阻率与导体的材料有关，随着温度的变化而变化，与长度、横截面积、导体形状无关．A.由上分析可知，A正确；BCD.由上分析可知，BCD错误．7、BD【解析】试题分析：在整个过程中，只有重力做功，小球的机械能守恒，由机械能守恒定律得：，解得：，由此可知，速度v只与h和有关，与其它量无关，故选项BD正确．考点：抛体运动【名师点睛】不计空气阻力，只有重力做功，小球的机械能守恒，可以根据机械能守恒定律列式，判断出速度与哪些量有关．8、BC【解析】开始拉动木板时木块与木板间的摩擦力是静摩擦力，随着木板的拉倒，弹簧逐渐伸长，弹力不断变大，静摩擦力逐渐变大，当弹簧的弹力等于最大静摩擦力时，木块开始滑动，以后木板和木块之间的摩擦力变为滑动摩擦力，以后的运动过程中，滑动摩擦力保持不变，则弹簧的弹力不变，则选项AD错误，C正确；根据滑动摩擦力的求解公式可知，从弹簧秤的读数可知道滑动摩擦力的大小，如果测出木块的重力，可求出木块与木板间的动摩擦因数，选项B正确；故选BC.9、BC【解析】

A、两个木块的最大静摩擦力相等.木块随圆盘一起转动,静摩擦力提供向心力,由牛顿第二定律得:木块所受的静摩擦力,m、相等,所以b所受的静摩擦力大于a的静摩擦力,当圆盘的角速度增大时b的静摩擦力先达到最大值,所以b一定比a先开始滑动,故A错;B对；C、当b刚要滑动时,有,计算得出ω=，故C对；

D、当ω=时，a所受摩擦力的大小为，故D错；综上所述本题答案是：BC【点睛】木块随圆盘一起转动,静摩擦力提供向心力,而所需要的向心力大小由物体的质量、半径和角速度决定.当圆盘转速增大时,提供的静摩擦力随之而增大.当需要的向心力大于最大静摩擦力时,物体开始滑动.因此是否滑动与质量无关,是由半径大小决定10、ACD【解析】

A．将汽车的速度沿着平行绳子和垂直绳子方向正交分解，如图所示：

物体的速度为可知物体做变速运动，故A正确；B．在绳与水平夹角为30°时，拉力的功率为：P=Fv物，由上可知θ减小，则v物增大，所以物体加速上升，绳的拉力大于物体的重力，即F＞mg，故故B错误；C．当θ=30°时，物体的速度为：当θ=90°时，物体速度为零；根据功能关系，知拉力的功等于物体机械能的增加量，故则C正确；D．从开始到绳与水平方向夹角为30°时，物体和汽车组成的系统机械能增加等于拉力做的功即，故D正确．故选ACD正确．11、AC【解析】根据万有引力提供向心力，距离关系为：，有：，联立解得：，因为双星间的距离减小，则双星相互公转的周期逐渐变小，故A正确，B错误；根据万有引力提供向心力，即m1r1=m2r2，可知轨道半径比等于质量之反比，因质量不变，所以脉冲双星逐渐靠近的过程中，它们各自做圆周运动的半径逐渐减小，但其比值保持不变，故C正确；由上可知，不知道双星间的距离，也就无法求出总质量，故D错误．所以AC正确，BD错误．12、BC【解析】将货车的速度进行正交分解，如图所示：

由于绳子不可伸长，货箱和货物整体向上运动的速度和货车速度沿着绳子方向的分量相等，故v1=vcosθ<v，由于θ不断减小，故货箱和货物整体向上做加速运动，加速度向上，对整体可知F-M+mg=ma，故F>M+mg，对货物分析，N-mg=ma，故货箱对货物的支持力【点睛】对于斜牵引问题：先确定合运动的方向（物体实际运动的方向），然后分析这个合运动所产生的实际效果（一方面使绳或杆伸缩的效果；另一方面使绳或杆转动的效果）以确定两个分速度的方向（沿绳或杆方向的分速度和垂直绳或杆方向的分速度，而沿绳或杆方向的分速度大小相同）．二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、AABΔEp＝－mghBΔE＝m2C【解析】

（1）[1]．验证机械能守恒定律原理是看减少的重力势能和增加的动能是否相等，所以需要比较重物下落过程中任意两点间的动能变化量与势能变化量，故选A；

（2）[2]．电磁打点计时器使用低压交流电源；需选用刻度尺测出纸带上任意连点见得距离，表示重锤下落的高度；等式两边都含有相同的质量，所以不需要天平秤质量；故选AB；

（3）[3][4]．根据功能关系，重物的重力势能变化量的大小等于重力做的功的多少，打B点时的重力势能减小量：△Ep=-mghBB点的速度为：所以动能变化量为：；（4）[5]．由于纸带在下落过程中，重锤和空气之间存在阻力，纸带和打点计时器之间存在摩擦力，所以减小的重力势能一部分转化为动能，还有一部分要克服空气阻力和摩擦力阻力做功，故重力势能的减少量大于动能的增加量，故C选项正确；14、1.82J1.71J系统大于先释放了重物，再接通（打点计时器）电源等于【解析】

（1）［1］在OB段运动过程中，重物重力势能的减少量Ep=mghOB=1.00×9.80×0.1860J≈1.823J=1.82J［2］B点的速度重物动能的增加量（2）［3］该实验没有考虑各种阻力的影响，重物重力势能的减少量总是大于重物动能的增加量，这属于本实验的系统误差。［4］因为实验中有摩擦阻力作用，有能量的消耗，所以甲同学数据处理的结果比较合理的应当是ΔEp大于ΔEk。（3）［5］从图象中可以看出，当物体下落的高度为0时，物体的速度不为0，说明了操作中先释放了重物，再接通（打点计时器）电源。［6］根据机械能守恒知mgh=mv2则有v2=gh图线的斜率k=g即当地的重力加速度g等于图线的斜率k。三、计算题要求解题步骤，和必要的文字说明（本题共36分）15、（1）（2）【解析】

（1）当汽车以最大速度行驶时F=f=由得（2）由牛顿第二定律代入数据得（3）汽车做匀加速运动到最大速度时，达到额定功率，此时速度代入数据得则【点睛】本题考查机车启动问题，当牵引力等于阻力时速度最大，再牛顿第二定律可求得匀加速直线