2023年山西省太原市第二十一中学物理高一下期末联考试题含解析

2022-2023学年高一下物理期末模拟试卷注意事项1．考生要认真填写考场号和座位序号。2．试题所有答案必须填涂或书写在答题卡上，在试卷上作答无效。第一部分必须用2B铅笔作答；第二部分必须用黑色字迹的签字笔作答。3．考试结束后，考生须将试卷和答题卡放在桌面上，待监考员收回。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)汽车在平直公路上以速度v0匀速行驶，发动机的功率为P．某时刻t1，司机突然减小了油门，使汽车功率立即减小一半并保持该功率继续行驶，t2时刻，汽车重新匀速行驶．设汽车行驶过程中所受阻力大小不变，则在t1～t2这段时间内，下列说法正确的是A．汽车做匀减速直线运动B．汽车做匀加速直线运动C．阻力所做的功为D．行驶的位移为2、(本题9分)未来的星际航行中，宇航员长期处于完全失重状态，为缓解这种状态带来的不适，有人设想在未来的航天器上加装一段圆柱形“旋转舱”，如图所示．当旋转舱绕其轴线匀速旋转时，宇航员站在旋转舱内圆柱形侧壁上，可以受到与他站在地球表面时相同大小的支持力．为达到上述目的，下列说法正确的是A．旋转舱的半径越大，转动的角速度就应越大B．旋转舱的半径越大，转动的角速度就应越小C．宇航员质量越大，旋转舱的角速度就应越大D．宇航员质量越大，旋转舱的角速度就应越小3、(本题9分)如图，两滑块A、B在光滑水平面上沿同直线相向运动，滑块A的质量为m，速度大小为2v0，方向向右，滑块B的质量为2m，速度大小为vA．A和B都向左运动B．A向左运动，B向右运动C．A静止，B向右运动D．A和B都向右运动4、(本题9分)如图所示，光滑斜面高度为H，从斜面项端自由释放一个小球A，同时另一小球B从距斜面顶端高度也为H的另一点以某一初速度水平抛出，两球同时到达斜面底端．设A、B两球质量相等且均可视为质点，初始位置在同一竖直线上，不计空气阻力，则由此可知斜面的倾角θ等于A．60° B．45° C．37° D．30°5、(本题9分)如图所示，圆盘在水平面内匀速转动，角速度为4rad/s，盘面上距离圆盘中心1.1m的位置有一个质量为1．1kg的小物体随圆盘一起转动．则小物体做匀速圆周运动的向心力大小为()A．1.4N B．1.14N C．1.6N D．1.16N6、(本题9分)如图所示，水平桌面上有一个小钢球和一根条形磁铁，现给小钢球一个沿OP方向的初速度v，则小钢球的运动轨迹可能是A．甲 B．乙C．丁 D．丙7、(本题9分)如图所示，竖直放置的两个平行金属板间有匀强电场，在两板之间等高处有两个质量相同的带电小球（不计两带电小球之间的电场影响），小球从紧靠左极板处由静止开始释放，小球从两极板正中央由静止开始释放，两小球沿直线运动都打在右极板上的同一点，则从开始释放到打到右极板的过程中（）A．它们的运动时间的关系为B．它们的电荷量之比为C．它们的动能增量之比为D．它们的电势能减少量之比为8、(本题9分)如图所示，轻绳的一端系着物块A，另一端通过水平转盘中心的光滑小孔O吊着小球B，A随转盘一起绕通过小孔O的竖直轴匀速转动，小球B始终与转盘保持相对静止．已知物块A与转盘的接触面是粗糙的，则物块A受力的个数可能是A．2个 B．3个 C．4个 D．5个9、(本题9分)如图所示，在倾角θ＝30°的光滑固定斜面上，放有两个质量分别为1kg和1kg的可视为质点的小球A和B，两球之间用一根长L＝0.1m的轻杆相连，小球B距水平面的高度h＝0.1m．两球从静止开始下滑到光滑地面上，不计球与地面碰撞时的机械能损失，g取10m/s1．则下列说法中正确的是（）A．下滑的整个过程中A球机械能不守恒B．下滑的整个过程中两球组成的系统机械能不守恒C．两球在光滑水平面上运动时的速度大小为1m/sD．下滑的整个过程中B球机械能的增加量为J10、(本题9分)要使两个物体之间的万有引力减小到原来的，可采用的方法是()A．使两物体之间的距离增至原来的2倍，质量不变B．使两物体的质量各减少一半，距离保持不变C．使其中一个物体的质量减为原来的，距离保持不变D．使两物体的质量及它们之间的距离都减为原来的11、组成星球的物质是靠引力吸引在一起的，这样的星球有一个最大的自转的速率，如果超出了该速率，星球的万有引力将不足以维持其赤附近的物体随星球做圆周运动,由此能得到半径为R,密度为ρ、质量为M且均匀分布的星球的最小自转周期T，下列表达式正确的是：（）A． B． C． D．12、(本题9分)如图所示，飞行器P绕某星球做匀速圆周运动。测得该星球对飞行器的最大张角为θ，飞行器离星球表面的高度为h，绕行周期为T.已知引力常量为G，由此可以求得A．该星球的半径B．该星球的平均密度C．该星球的第一宇宙速度D．该星球对飞行器的引力大小二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、（6分）(本题9分)在验证机械能守恒定律的实验中，质量为1kg的重锤下落，通过打点计时器在纸带上记录运动过程，打点计时器所接电源为6V、50Hz的交变电源，纸带打点如下图所示．纸带上O点为重锤自由下落时的打点起点(O、A间点未画出)，选取的计数点A、B、C、D依次间隔一个点(图中未画出)，各计数点与O点距离如图所示，单位为mm，重力加速度为9.8m/s2，则：（计算结果保留三位有效数字）(1)打点计时器打下B点时，重锤速度vB＝________，重锤动能EkB＝________.(2)从开始下落算起，打点计时器记录B点时，重锤势能减少量为________．(3)由(1)(2)中数据可知，由重锤下落过程说明_______．误差原因可能是：_______．14、（10分）(本题9分)如图所示为研究平抛运动的实验装置：(1)现把两个小铁球分别吸在电磁铁C、E上，然后切断电磁铁C的电源，使一只小铁球从轨道A射出，并在射出时碰到碰撞开关S，使电磁铁E断电释放它吸着的小铁球，两铁球同时落到地面。这个实验________________A．只能说明平抛运动的水平方向做匀速直线运动的规律B．只能说明平抛运动的竖直方向做自由落体运动的规律C．不能说明上述AB规律中的任何一条D．能同时说明上述AB两条规律(2)若把该装置进行改装，可以验证动量守恒定律，改装后的装置如图。实验原理和简要步骤如下：A．用天平测出直径相同的入射小球与被碰小球的质量m1、m2相比较，应是m1大于m2B．在地面上依次铺白纸和复写纸。C．调整斜槽，使斜槽末端平直部分水平，并用重锤确定小球抛出点（斜槽末端口）在地面上的竖直投影点O。D．不放被碰球m2，先让入射球m1多次从倾斜轨道上S位置静止释放，找到其平均落地点的位置P，测量平抛射程OP。E．把被碰球m2放在斜槽末端口上，让入射球m1从倾斜轨道上S位置静止滑下，与球正碰后，记下落点，重复多次，确定出入射球m1和被碰球m2的平均落地点位置M和N．用刻度尺量OM、OP、ON的长度。请按要求完成：①在步骤A中有“m1大于m2”的要求，其原因是为了防止________________，在步骤B中有“斜槽末端平直部分水平“的要求，其原因是为了__________________②若两球相碰前后的动量守恒，其表达式可表示为_________；若碰撞是弹性碰撞，那么还应满足的表达式为_________（用实验测量的量m1、m2、OM、•ON和•OP表示）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）从离地足够高处无初速度释放一小球，小球质量为0.2kg，不计空气阻力，g取10m/s2，取最高点所在水平面为零势能参考平面.求：（1）第2s末小球的重力势能；（2）3s内重力所做的功及重力势能的变化；（3）3s内重力对小球做功的平均功率.16、（12分）(本题9分)高速连续曝光照相机可在底片上重叠形成多个图像．现利用这架照相机对家用汽车的加速性能进行研究，如图为汽车做匀加速直线运动时三次曝光的照片，图中汽车的实际长度为，照相机每两次曝光的时间间隔为2s．已知该汽车的质量为1000kg，额定功率为90kW，汽车运动过程中所受的阻力始终为．求：（1）若汽车由静止开始以此加速度做匀加速运动，匀加速运动状态最多能保持多长时间；（2）汽车所能达到的最大速度是多大；（3）若该汽车从静止开始运动，牵引力不超过3000N，求汽车运动2400m所用的最短时间(汽车已经达到最大速度)．17、（12分）(本题9分)如图所示，一质量m=1．11kg的小物块以初速度v1从粗糙水平桌面上某处开始运动，经时间t=1.2s后以速度v=3.1m/s飞离桌面，最终落在水平地面上．物块与桌面间的动摩擦因数μ=1.25，桌面高h=1.45m，不计空气阻力，重力加速度g取11m/s2．求：(1)小物块的初速度v1的大小；(2)小物块落地点距飞出点的水平距离x．

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、C【解析】

AB.刚开始匀速运动时P=Fv=fv0所以摩擦力为功率降一半的时候，速度不能瞬间改变，所以瞬间变化的是牵引力F，减小一半，由于一开始匀速，所以摩擦力等于F，故功率减半，导致牵引力下降，汽车开始减速，减速过程中，根据P=Fv可知牵引力慢慢增大，根据牛顿第二定律知，减速的加速度越来越小，所以汽车做加速度逐渐减小的减速运动，故AB项与题意不相符；C.当再次匀速时，汽车的速度为这段时间根据动能定理可知所以阻力做功为故C项与题意相符；D.因为Wf=-f•x所以这段时间行驶的位移为故D项与题意不相符．2、B【解析】

在外太空，宇航员处于完全失重状态，所以在旋转仓中我们不需要考虑地球引力作用；宇航员在旋转仓中做圆周运动所需要的向心力由侧壁支持力提供，根据题意有，故可知，旋转半径越大，转运角速度就越小，且与宇航员质量无关，故B正确、ACD错误．【点睛】3、B【解析】两球碰撞过程动量守恒，以两球组成的系统为研究对象，取水平向右方向为正方向，碰撞前，A、B的速度分别为：vA=2v0、vB=v0。碰撞前系统总动量：P=mAvA+mBvB=m×2v0+2m×（-v0）=0，P=0，系统总动量为0，系统动量守恒，则碰撞前后系统总动量都是0；由于碰撞是弹性碰撞，则碰撞后二者的速度不能等于0，运动的方向一定相反；故B正确，A、C、D错误。故选B。【点睛】本题碰撞过程中遵守动量守恒，不仅碰撞前后总动量的大小不变，方向也保持不变，要注意选取正方向，用符号表示速度的方向。4、B【解析】

小球A做匀加速运动，加速度的大小为，到达斜面底端为t，则有，小球B做平抛运动，在竖直方向上有，联立解得，即，故B正确，A、C、D错误；故选B．5、D【解析】物体所受向心力为：F=mω2r，将ω=4rad/s，r=1.1m，m=1.1kg，带入得：F=1.16N，故A、B、C错误，D正确．故选D．【点睛】本题考查向心力公式的应用，对于做匀速圆周运动的物体要正确分析其向心力来源，熟练应用向心力公式即可正确求解．6、D【解析】

磁体对钢珠有相互吸引力，当磁铁放在图中的位置时，小钢珠运动过程中有受到磁体的吸引，小钢珠逐渐接近磁体做曲线运动，轨迹向合力方向弯曲，所以运动轨迹是丙，故D正确，ABC错误；7、BD【解析】两小球在竖直方向都做自由落体运动，由题分析可知，小球下落高度相同，由公式，可知它们运动时间相同，故A错误．小球在水平方向都做初速度为零的匀加速直线运动，水平位移，由，得加速度之比．根据牛顿第二定律得，两球的加速度分别为，，则，故B正确．由场力做功分别为，，由于，，得，故电势能的减小量为，而重力做功相同，则合力做功之比．则动能增加量之比，故C错误，D正确．故选BD.【点睛】两小球在匀强电场中受到电场力和重力作用，都做匀加速直线运动，运用运动的分解可知：两小球在竖直方向都做自由落体运动，由题分析可知，小球下落高度相同，运动时间相同．两小球水平方向都做初速度为零的匀加速直线运动，水平位移，根据牛顿第二定律和运动学公式研究电荷量之比．根据电场力做功之比，研究电势能减小量之比．根据数学知识分析合力对两球做功的关系，由动能定理分析动能增加量之比．8、BC【解析】

由题可知，绳子的拉力等于小球B的重力T=mBg；当绳子的拉力恰好等于A做圆周运动的向心力时。即T=mBg=mAω2r时，A受重力、转盘的支持力以及绳子的拉力3个力的作用；当绳子的拉力不等于A做圆周运动的向心力时。即T=mBg≠mAω2r时，A受重力、转盘的支持力、绳子的拉力以及圆盘对A的静摩擦力共4个力的作用；A.2个，与结论不相符，选项A错误；B.3个，与结论相符，选项B正确；C.4个，与结论相符，选项C正确；D.5个，与结论不相符，选项D错误；9、AD【解析】

AB．在下滑的整个过程中，只有重力对系统做功，系统的机械能守恒，但在B在水平面滑行，而A在斜面滑行时，杆的弹力对A做功，所以A球机械能不守恒，故选项A正确，B错误；C．根据系统机械能守恒得，代入解得，故选项C错误．D．系统下滑的整个过程中B球机械能的增加量为，故选项D正确．10、ABC【解析】根据万有引力定律的表达式：A项：使两物体间距离变为原来的2倍，质量不变，万有引力减小到原来的，故A正确；B项：使两物体的质量各减少一半，距离保持不变，万有引力减小到原来的，故B正确；C项：使其中一个物体质量减为原来的，距离不变，万有引力减小到原来的，故C正确；D项：使两物体质量及它们之间的距离都减为原来的，万有引力不变，故D错误．点晴：要注意万有引力是与质量乘积成正比，与距离的平方成反比．不能考虑一个变量而忽略了另一个变量的变化．11、BC【解析】

AB.当周期小到一定值时，压力为零，此时万有引力充当向心力，即解得：①故B正确，A错误；CD.星球的质量代入①式可得：故C正确，D错误．12、ABC【解析】

A.由题意，令星球的半径为R，则飞行器的轨道半径r=R+h，由几何关系，即，表达式中只有一个未知量R，故可以据此求出星球半径R；故A正确.B.由A项分析知，可以求出飞行器轨道半径r，据万有引力提供圆周运动向心力可知，已知r和T及G的情况下可以求得星球质量M，再根据密度公式可以求得星球的密度，故B正确.C.在求得星球质量M及星球轨道半径R的情况下，根据，已知引力常量G，可以求出星球的第一宇宙速度，故C正确；D.因为不知道飞行器的质量大小，故无法求得星球对飞行器的引力大小，故D错误.二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、1.18m/s0.690J0.692J守恒【解析】试题分析：(1)两计数点间的时间间隔t＝0.04s．打下B点时的速度等于AC间的平均速度，vB＝≈1.18m/s，重锤在该点的动能EkB＝≈0.690J.(2)从开始到打下B点，重锤重力势能的减少量ΔEp＝mglOB≈0.692J.(3)若ΔEp与ΔEk在误差范围内相等，说明重锤在下落过程中机械能守恒考点：考查验证机械能守恒点评：本题难度较小，利用匀变速直线运动推论求解瞬时速度14、B两球相碰后反弹保证小球做平抛运动m1·OM＋m1·ON=m1·OPm1·OM1＋m1·ON1=m1·OP1【解析】

(1)[1].两球同时落地，可知平抛运动在竖直方向上的运动规律与自由落体运动的规律相同，即平抛运动在竖直方向上做自由落体运动，该实验不能得出平抛运动在水平方向上的运动规律。A．只能说明平抛运动的水平方向做匀速直线运动的规律，与分析不符，故A项错误；B．只能说明平抛运动的竖直方向做自由落体运动的规律，与分析相符，故B项正确；C．不能说明上述AB规律中的任何一条，与分析不符，故C项错误；D．能同时说明上述AB两条规律，与分析不符，故D项错误。(1)①[1].入射球质量应大于被碰球质量，即：m1＞m1，是为了防止两球碰撞后入射球反弹，保证