河北省保定市曲阳县第一中学2022-2023学年物理高一下期末联考模拟试题含解析

2022-2023学年高一下物理期末模拟试卷考生须知：1．全卷分选择题和非选择题两部分，全部在答题纸上作答。选择题必须用2B铅笔填涂；非选择题的答案必须用黑色字迹的钢笔或答字笔写在“答题纸”相应位置上。2．请用黑色字迹的钢笔或答字笔在“答题纸”上先填写姓名和准考证号。3．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，在草稿纸、试题卷上答题无效。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)小明在苹果树上的A水平线上发现了两个苹果，若每个苹果的质量均为0.5kg，他将树摇了摇，苹果一个落到B处的篮子中，另一个落到沟底的D处．AB、AC、AD之间的垂直距离分别为0.8m、2m、3m，若以地面C为零势能的参考面，g取l0m/s2，则下列说法正确的是（）A．树上A处苹果的重力势能为15JB．沟底D处苹果的重力势能为-5JC．从树上A处落到沟底D处苹果的动能为10JD．从树上A处落到篮子B处苹果的动能为6J2、(本题9分)如图所示，从高h=1.8m的A点将弹力球水平向右抛出，弹力球与水平地面碰撞两次后与竖直墙壁碰撞，之后恰能返回A点。已知弹力球与接触面发生弹性碰撞，碰撞过程中，平行于接触面方向的速度不变，垂直于接触面方向的速度反向但大小不变，A点与竖直墙壁间的距离为4.8m，重力加速度g=10m/s2，则弹力球的初速度大小为（）A．1.5m/s B．2m/s C．3.5m/s D．4m/s3、(本题9分)2019年1月，我国嫦娥四号探测器成功在月球背面软着陆，在探测器“奔向”月球的过程中，用h表示探测器与地球表面的距离，F表示它所受的地球引力，能够描F随h变化关系的图像是A． B． C． D．4、如图甲所示，轻弹簧竖直放置，下端固定在水平地面上，一质量为m的小球，从离弹簧上端高h处由静止释放。某同学在研究小球落到弹簧上后继续向下运动到最低点的过程，他以小球开始下落的位置为原点，沿竖直向下方向建立坐标轴Ox，做出小球所受弹力F大小随小球下落的位置坐标x的变化关系如图乙所示，不计空气阻力，重力加速度为g。以下判断正确的是:()A．当x=h+x0小球速度为0B．最低点的坐标为x=h+2x0C．小球受到的弹力最大值大于2mgD．当x=h，小球速度最大5、如图，在河水速度恒定的小河中，一小船保持船头始终垂直河岸从一侧岸边向对岸行驶，船的轨迹是一个弯曲的“S”形，则()A．小船垂直河岸的速度大小恒定不变B．小船垂直河岸的速度大小先增大后减小C．若河水速度增大，小船的过河时间变短D．若船以出发时的速度匀速过河，过河时间将变短6、(本题9分)下列所给的位移-时间图像或速度-时间图像中，表示做直线运动的物体无法回到初始位置的是()A．B．C．D．7、长为l的轻杆一端固定着一个小球A，另一端可绕光滑水平轴O在竖直面内做圆周运动，如图所示，下列叙述符合实际的是()A．小球在最高点的速度至少为B．小球在最高点的速度大于时，受到杆的拉力作用C．当球在直径ab下方时，一定受到杆的拉力D．当球在直径ab上方时，一定受到杆的支持力8、(本题9分)质量为m的物体，从静止出发以g的加速度竖直下降h，下列几种说法错误的是()A．物体的机械能增加了mgh B．物体的动能增加了mghC．物体的机械能减少了mgh D．物体的重力势能减少了mgh9、(本题9分)如图所示，一物体从距水平地面一定高度某处，沿水平方向抛出，不计空气阻力，下列对物体运动情况的描述，正确的是（）A．在竖直方向上，物体做匀速直线运动B．在竖直方向上，物体做自由落体运动C．在水平方向上，物体做匀加速直线运动D．在水平方向上，物体做匀速直线运动10、(本题9分)下列物体中，机械能守恒的是()A．做平抛运动的物体；B．匀速下落的降落伞；C．光滑曲面上自由运动的物体；D．被吊车匀速吊起的集装箱；11、(本题9分)如图，一长为L的轻质细杆一端与质量为m的小球(可视为质点)相连，另一端可绕O点转动，现使轻杆在同一竖直面内做匀速转动，测得小球的向心加速度大小为g（g为当地的重力加速度）。下列说法正确的是()A．小球的线速度大小为gLB．小球运动到最高点时处于完全失重状态C．当轻杆转到水平位置时，轻杆对小球作用力的方向不可能指向圆心OD．轻杆在匀速转动过程中，轻杆对小球作用力的最大值为3mg12、(本题9分)如图所示，a是静止在赤道上随地球自转的物体，b、c是在赤道平面内的两颗人造卫星，b位于离地高度等于地球半径的圆形轨道上，c是同步卫星．下列关系正确的是A．物体a随地球自转的线速度小于卫星b的线速度B．卫星b的角速度小于卫星c的角速度C．物体a随地球自转的周期等于卫星c的周期D．物体a随地球自转的向心加速度小于卫星c的向心加速度二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、（6分）某同学在实验室用如图所示的装置来研究牛顿第二定律和有关做功的问题。（1）实验中，为了尽可能减少摩擦力的影响，计时器最好选用频率为50Hz的(填“电磁”或“电火花”)________打点计时器，同时需要将长木板的右端垫高，直到在没有沙桶拖动下，小车拖动纸带能够做______运动。（2）在______条件下，可以认为绳对小车的拉力近似等于沙和沙桶的总重力，在控制_______不变的情况下，可以探究加速度与合力的关系。（3）在此实验中，此同学先接通计时器的电源，再放开纸带，如图是在m=100g，M=1kg情况下打出的一条纸带，O为起点，A、B、C为过程中的三个相邻的计数点，相邻的计数点之间有四个点没有标出，有关数据hA、hB、hC如图所示，则小车的加速度为a=________m/s2，打B点时小车的速度为VB=________m/s。（保留2位有效数字）（4）在此实验中，如果忽略摩擦阻力和斜面倾角的影响，要验证沙和沙桶以及小车的系统机械能守恒，实验数据应满足_______关系式（用上题的符号表示，不要求计数结果）。14、（10分）某学生为了测量一物体的质量，找到一个力电传感器，该传感器的输出电压正比于受压面的压力（比例系数为k），如图所示．测量时先调节输入端的电压，使传感器空载时的输出电压为0；而后在其受压面上放一物体，即可测得与物体质量成正比的输出电压U0力电传感器、质量为m0(1)设计一个电路，要求力电传感器的输入电压可调，并且使电压的调节范围尽可能大，在方框中画出完整的测量电路图_______________。(2)以下为简要的测量步骤，请将不完整处补充完整：A．调节滑动变阻器，使传感器的输出电压为零；B．将_______放在传感器上，记下输出电压U0；C．将待测物放在传感器上，记下输出电压U(3)根据以上测量，可求出：比例系数k=_____，待测物体的质量m=_______.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)如图所示，有一可绕竖直中心轴转动的水平圆盘，上面放置劲度系数为k＝46N/m的弹簧，弹簧的一端固定于轴O上，另一端连接质量为m＝1kg的小物块A，物块与盘间的动摩擦因数为μ＝0.2，开始时弹簧未发生形变，长度为l0＝0.5m，若最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等，重力加速度g＝10m/s2，物块A始终与圆盘一起转动．则：(1)圆盘的角速度为多大时，物块A开始滑动？(2)当角速度缓慢地增加到4rad/s时，弹簧的伸长量是多少？(弹簧伸长在弹性限度内且物块未脱离圆盘)．(3)在角速度从零缓慢地增加到4rad/s过程中，物块与盘间摩擦力大小为f，试通过计算在坐标系中作出f-ω2图象．16、（12分）(本题9分)如图所示，滑块与足够长的木板叠放在光滑水平面上，开始时均处于静止状态．作用于滑块的水平力F随时间t变化图象如图所示，t=1.0s时撤去力F，最终滑块与木板间无相对运动．已知滑块质量m=1kg，木板质量M=1kg，滑块与木板间的动摩擦因数μ=0.1，取g=10m/s1．求：（1）t=0.5s时滑块的速度大小；（1）0～1.0s内木板的位移大小；（3）整个过程中因摩擦而产生的热量．17、（12分）一辆汽车质量为1×103kg，最大功率为2×104W，在水平路面上由静止开始做直线运动，最大速度为v2，运动中汽车所受阻力恒定．发动机的最大牵引力为3×103N，其行驶过程中牵引力F与车速的倒数的关系如图所示．试求：(1)v2的大小；(2)整个运动过程中的最大加速度；(3)匀加速运动过程的最大速度是多大？当汽车的速度为10m/s时发动机的功率为多大？

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】

A项：以C为零势能的参考面，地面A处苹果的重力势能为EpA=mghAC=0.5×10×2J=10J，故A错误；B项：以C为零势能的参考面，D处苹果的重力势能为EpB=-mghCD=-mg（hAD-hAC）=-0.5×10×（3-2）J=-5J，故B正确；C项：根据机械能守恒定律得：从树上A处落到沟底D处苹果的动能EkD=mghAD=15J，故C错误；D项：从树上A处落到沟底B处苹果的动能EkB=mghAB=0.5×10×0.8J=4J，故D错误．2、B【解析】

由题意可知，小球在竖直方向做自由落体运动，则由对称性可知，小球第一次落地时的水平位移为则初速度故选B。3、D【解析】

根据万有引力定律可得：，h越大，F越小，故选项D符合题意；4、C【解析】

AD．根据乙图可知当

x=h+x0，小球的重力等于弹簧的弹力，此时小球加速度为0，具有最大速度，故

A错误；D错误.B．根据简谐运动的对称性，

x=h+2x0与x=h处速度相等，x=h+2x0处不是最低点，B错误；C．根据胡克定律，弹簧压缩x0时弹力等于mg，x=h+2x0处弹力等于2mg，但不是最低点，所以小球受到的弹力最大值大于2mg，C正确；5、B【解析】

AB．船在沿河岸的方向上是匀速直线运动，即在相同的时间间隔内，在河岸方向上的位移是相同的；在垂直于河岸的方向上，在相等的时间间隔内（参照船在沿河岸方向上的时间），开始时位移较小，后逐渐增大再逐渐减小，所以速度是先增大后减小，即小船垂直河岸的速度大小是先增大后减小，选项A错误，B正确；C．船过河的时间与河水的速度无关，即若河水速度增大，小船的过河时间不变，选项C错误；D．船刚出发时船速较小，则若船以出发时的速度匀速过河，过河时间将变长，选项D错误。6、B【解析】

A．由图可知，物体的初位置和末位置纵坐标均为零，故A图中物体回到了初始位置，故A错误；B．图中根据图线与坐标轴所围“面积”表示位移，可知2s内物体的位移不为0，则物体在2秒末不能回到初始位置，故B正确．C．图中物体先向正方向做匀速直线运动，后沿负方向做速度大小相等、方向相反的匀速直线运动，则t=2s内位移为零，物体回到初始位置，故C错误．D．由图可知，图像的“面积”等于位移可知，物体在2s内的位移为零，则物体回到初始位置，故D错误．故选B.【点睛】图象为物理学中的重要方法，在研究图象时首先要明确图象的坐标，从而理解图象的意义；即可确定点、线、面的含义．7、BC【解析】试题分析：小球在最高点的速度至少为0，A错误；球在最高点的速度大于时，向心力大于mg，一定受到杆的拉力作用，B正确；当球在直径ab下方时，重力和轻杆的力提供向心力，一定受到杆的拉力，C正确；当球在直径ab上方时，可能受到杆的支持力或拉力，D错误．考点：本题考查了竖直面内的圆周运动问题．8、AC【解析】AC、因物体的加速度为g，故说明物体不受阻力作用，只受重力作用，物体的机械能守恒，故A、C错误；B、由动能定理可得动能的改变量，所以物体的动能增加mgh，故B正确；D、重力做功，所以物体的重力势能减少mgh，故D正确；说法错误的是故选AC．【点睛】因物体的加速度为g，故说明物体不受阻力作用，只受重力作用，物体的机械能守恒，由动能定理可得物体的动能变化量．9、BD【解析】

根据物体在水平方向和竖直方向上的受力，判断物体在水平方向和竖直方向上的运动规律。【详解】物体在水平方向上不受力，有初速度，根据牛顿第一定律知，物体在水平方向上做匀速直线运动；物体在竖直方向上初速度为零，仅受重力，做自由落体运动，故BD正确，AC错误。故选：BD。【点睛】解决本题的关键知道平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上做自由落体运动。10、AC【解析】

（1）物体做平抛运动的过程中，只有重力做功，故机械能守恒，A正确；（2）匀速下落的降落伞动能不变，重力势能逐渐减小，故机械能减小，B错误；（3）在光滑曲面上自由运动的物体，支持力不做功，只有重力做功，机械能守恒，C正确；（4）被吊车匀速吊起的集装箱，动能不变，重力势能逐渐增大，机械能增加，D错误。故本题选AC。11、BC【解析】A：小球的向心加速度大小为g，则a=v2RB：小球运动到最高点时，加速度方向竖直向下，加速度大小为g，处于完全失重状态。故B项正确。C：当轻杆转到水平位置时，向心加速度方向水平，对小球受力分析可得，轻杆对小球作用力的水平分量提供向心力，轻杆对小球作用力的竖直分量与重力抵消；则轻杆对小球作用力的方向不可能指向圆心O。故C项正确。D：轻杆在匀速转动到最低点时，轻杆对小球作用力最大；则Fm-mg=mv12、ACD【解析】

A.地球赤道上的物体a与地球同步卫星c具有相同的角速度，由v=rω知，物体a随地球自转的线速度小于卫星c的线速度。对于卫星b、c，根据万有引力提供向心力得，可得，则知卫星c的线速度小于卫星b的线速度，所以物体a随地球自转的线速度小于卫星b的线速度，故A正确。B.对于卫星b、c，由知，卫星b的角速度大于卫星c的角速度，故B错误；C.c是地球的同步卫星，其运行周期与地球自转周期相同，故C正确。D.对于a、c，角速度相等，由a=rω2比较知，物体a随地球自转的向心加速度小于卫星c的向心加速度。故D正确；二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、电火花匀速（直线）运动M远大于m小车的质量M0.951.0【解析】

（1）[1][2]．两种计时器比较，打点计时器的限位孔对纸带的摩擦力比较大，所以要选择电火花计时器；要平衡摩擦力，需要将长木板的右端垫高，在没有沙桶拖动下，轻推一下小车，使小车能拖动穿过打点计时器的纸带做匀速直线运动即可；（2）[3][4]．根据实验误差的来源，在M＞＞m条件下，可以认为绳对小车的拉力近似等于沙和沙桶的总重力；根据控制变量法的要求，在控制小车的质量M不变的情况下，可以探究加速度与合力的关系．（3）[5][6]．由题意可知：x1=（51.55-42.05）cm=9.5cm，x2=（62.00-51.55）cm=10.45cm，计数点之间时间间隔为T=0.1s．根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2可以求出加速度的大小，得小车加速度为根据匀变速直线运动中时间中点的瞬时速度等于该过程中的平均速度有：（4）[7]．在此实验中，如果忽略摩擦阻力和斜面倾角的影响，要验证沙和沙桶以及小车的系统机械能守恒，实验数据应满足关系式.14、如图所示:砝码m0k=U0m【解析】

(1)根据题意确定输入端电路，在输出端接测量输出电压的电压表．(2)先调节输入电压，使输出电压为零，然后测量物体质量；根据测量数据求出系数k．(3)从电源电压与量程等角度分析可能出现的问题．【详解】(1)根据“可测得与物体的质量成正比的输出电压U”可知：输出端应接电压表．又根据“为了使输入电路的电压调节范围尽可能大”可知：必须用滑动变阻器在输入端组成分压电路．设计的电路如图所示．(2)测量步骤与结果：A、调节滑动变阻器，使转换器的输出电压为零；B、将质量为m0的砝码放在转换器上，记下输出电压U0；C、将待测物放在转换器上，记下输出电压U1，(3)由以上测量可知，U0=km0g，U1=kmg得k=U0【点睛】这是一道设计型实验题，属开放型试题中重要的一种．力电转换器是学生没有用过的新仪器，能不能在试题所提供的各种信息中抓住最关键的有用信息，对学生的处理信息、电路设计和实验创新能力提出了较高要求．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)ω0=2rad/s(2)【解析】

（1）设盘的角速度为ω0μmg=mω0（2）设此时弹簧的伸长量为Δx，物块受到的摩擦力和弹簧的弹力的合力提供向心力，则有：μmg+kΔx=mω2（3）在角速度从零缓慢地增加到2rad/s过程中，物块与盘间摩擦力为静摩擦力f=mω02当ω>2rad/s时，物块与盘间摩擦力为滑动摩擦力为定值，为f=μmg=2N1