江苏省常州市戚墅堰高级中学2023年物理高一第二学期期末考试试题含解析

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、如图，一质量为M的光滑大圆环，用一细轻杆固定在竖直平面内；套在大圆环上的质量为m的小环（可视为质点），从大圆环的最高处由静止滑下，重力加速度为g．当小圆环滑到大圆环的最低点时，大圆环对轻杆拉力的大小为（）A．Mg-5mg B．Mg+mg C．Mg+5mg D．Mg+10mg2、质量为0.2kg的球竖直向下以6m/s的速度落至水平地面，再以4m/s的速度反向弹回．取竖直向上为正方向，在小球与地面接触的时间内，关于球动量变化量Δp和合外力对小球做的功W，下列说法正确的是()A．Δp＝2kg·m/s；W＝－2JB．Δp＝－2kg·m/s；W＝2JC．Δp＝0.4kg·m/s；W＝－2JD．Δp＝－0.4kg·m/s；W＝2J3、(本题9分)物体在恒定合外力F作用下由静止开始运动，经时间t，发生的位移为x，关于F在t时刻的功率P,下列说法中正确是A．F的大小一定时，P与t成正比 B．F的大小一定时，P与x成正比C．t一定时，P与F的大小成正比 D．x一定时，P与F的大小成正比4、(本题9分)假设飞机在飞行中所受空气阻力与它的速度平方成正比，当飞机以速度v水平匀速飞行时，发动机的功率为P，若飞机以速度2v水平飞行时，发动机的功率为（）A．2PB．8PC．16PD．32P5、(本题9分)关于地球的同步卫星，下列说法正确的是A．同步卫星的轨道和北京所在纬度圈共面B．同步卫星的轨道必须和地球赤道共面C．所有同步卫星距离地面的高度不一定相同D．所有同步卫星的质量一定相同6、(本题9分)地球可以看做一个巨大的圆形拱桥，其桥面的半径为地球半径，一辆质量为m的汽车在地面上行驶时，我们可设想：当汽车速度达到一定程度时，地面对车的支持力可以为零，重力加速度取g，则此时驾驶员对座椅的压力A．等于零B．等于mgC．大于mgD．小于mg但为不零7、(本题9分)如图甲所示，一轻弹簧竖直放置，下端固定在表面水平的力传感器上，一质量为m的小球，从弹簧正上方距弹簧上端高h处由静止释放，不计空气阻力，以小球开始释放点为坐标原点O，竖直向下为x轴正方向，建立坐标轴Ox．力传感器记录的弹簧弹力大小F随小球下落距离x变化的关系图象如图乙所示，图乙中h、x0已知，重力加速度为g．则下列说法正确的是（）A．弹簧的劲度系数为B．小球动能的最大值为C．弹簧压缩量为2x0时，弹簧的弹性势能最大D．小球加速度的最大值为g8、某科技创新小组设计制作出一种全自动升降机模型，用电动机通过钢丝绳拉着升降机由静止开始匀加速上升，已知升降机的质量为m，当升降机的速度为v1时，电动机的电功率达到最大值P，此后电动机保持该功率不变，直到升降机以最大速度v2匀速上升为止，整个过程中忽略摩擦阻力及空气阻力，重力加速度为g，有关此过程下列说法正确的是（）A．升降机的速度由v1增大至v2过程中，钢丝绳的拉力不断减小B．升降机的最大速度v2＝C．钢丝绳的拉力对升降机所做的功等于升降机克服重力所做的功D．钢丝绳的最大拉力为9、(本题9分)下列运动属于反冲运动的有()A．乒乓球碰到墙壁后弹回 B．发射炮弹后炮身后退C．喷气式飞机喷气飞行 D．船员划桨使船前进10、如图所示的四个选项中，木块均在固定的斜面上运动，其中图A、B、C中的斜面是光滑的，图D中的斜面是粗糙的，图A、B中的F为木块所受的外力，方向如图中箭头所示，图A、B、D中的木块向下运动，图C中的木块向上运动，在这四个图所示的运动过程中机械能不守恒的是()A．AB．BC．CD．D11、(本题9分)如图甲所示为足够长、倾斜放置的平行光滑导轨，处在垂直斜面向上的匀强磁场中，导轨上端接有一定值电阻，导轨平面的倾角为，金属棒垂直导轨放置，用一平行于斜面向上的拉力F拉着金属棒由静止向上运动，金属棒的质量为0.2kg，其速度大小随加速度大小的变化关系如图乙所示，且金属棒由静止加速到最大速度的时间为1s，金属棒和导轨的电阻不计，sin=0.6，cos=0.8，g取10m/s2，则（）A．F为恒力B．F的最大功率为0.56WC．回路中的最大电功率等于0.56WD．金属棒由静止加速到最大速度这段时间内定值电阻上产生的焦耳热是0.26J12、(本题9分)汽车发动机的额定功率为40KW，质量为2000kg，汽车在水平路面上行驶时受到阻力为车重的0.1倍，取g=10m/s2，若汽车从静止开始保持1m/s2的加速度作匀加速直线运动，达到额定输出功率后，汽车保持功率不变又加速行驶了800m，直到获得最大速度后才匀速行驶，则（）A．汽车在水平路面上能达到的最大速度为20m/sB．汽车匀加速的运动时间为10sC．当汽车速度达到16m/s时，汽车的加速度为0.5m/s2D．汽车从静止到获得最大行驶速度所用的总时间为57.5s二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、（6分）在“研究匀变速直线运动”的实验中，用接在50Hz交流电源上的打点计时器测定小车的运动情况．某次实验中得到的一条纸带如图所示，从比较清晰的点起，每五个打印点取一个计数点，分别标明0、1、2、3……。测得0与1两点间距离x1=30mm，1与2两点间距离x2=39mm，2与3两点间距离x3=48mm，3与4两点间距离x4=57mm，则小车的加速度a=___m/s2，打点计时器在打下点1时小车的瞬时速度为v1=__m/s。14、（10分）(1)一个实验小组在“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验中，使用两根不同的轻质弹簧a和b，得到弹力与弹簧长度的图象如图所示，下列表述正确的是___A．a的原长比b的长B．a的劲度系数比b的小C．a的劲度系数比b的大D．测得的弹力与弹簧的长度成正比(2)如图所示，是探究某根弹簧的伸长量x与所受拉力F之间的关系图：弹簧的劲度系数__N/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，半径R＝0.4m的光滑圆弧轨道BC固定在竖直平面内，轨道的上端点B和圆心O的连线与水平方向的夹角θ＝30°，下端点C为轨道的最低点且与粗糙水平面相切，一根轻质弹簧的右端固定在竖直挡板上．质量m＝0.1kg的小物块(可视为质点)从空中的A点以v0＝1m/s的速度被水平拋出，恰好从B点沿轨道切线方向进入轨道，经过C点后沿水平面向右运动至D点时，弹簧被压缩至最短，此时弹簧的弹性势能Epm＝0.8J，已知小物块与水平面间的动摩擦因数μ＝0.5，取g＝10m/s1．求：（1）小物块从A点运动至B点的时间；（1）小物块经过圆弧轨道上的C点时，对轨道的压力大小；（3）C、D两点间的水平距离L．16、（12分）(本题9分)已知地球的半径为R，质量为M，万有引力常量为G．一颗人造地球卫星处在距离地球表面高度为h的圆轨道上，试求：（1）该卫星作匀速圆周运动的线速度大小v；（2）该卫星的运动周期T．17、（12分）(本题9分)如图，质量为m的小球放在质量为M的大球顶上，M的下端距地面的高度为h．现将二者同时无初速度释放，二者落下撞击地面后又弹起．已知该过程可视为M先与地面相碰，然后再立即与m相碰．假设所有的碰撞都是弹性的，且都发生在竖直轴上．若经过上述过程后，M的速度为零．空气阻力不计，重力加速度为g，求：（1）的值；（2）m弹起的高度是h的几倍．

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】试题分析：小圆环到达大圆环低端时满足：，对小圆环在最低点，有牛顿定律可得：；对大圆环，由平衡可知：，解得，选项C正确．考点：牛顿定律及物体的平衡．2、A【解析】取竖直向上为正方向，则小球与地面碰撞过程中动量的变化为：△p=mv2-mv1=0.2×4-0.2×（-6）=2kg•m/s，方向竖直向上．由动能定理可知，合外力做功：W=mv22-mv12=×0.2×42-×0.2×62=-2J；故选A．点睛：此题中动量是矢量，要规定正方向，用带正负呈的数值表示动量．动量变化量也是矢量，同样要注意方向．应用动能定理可以求出合外力做的功．3、A【解析】

由可知，F的大小一定时，P与t成正比；t一定时，P与F的平方成正比，选项A正确，C错误；由可知，F的大小一定时，P与x的平方根成正比；x一定时，P与的大小成正比，选项BD错误．4、B【解析】

由题知，飞机在飞行中所受空气阻力f=kv2，飞机匀速飞行时牵引力F大小等于阻力f，发动机的功率P=Fv=fv=kv3；若飞机以速度2v水平飞行时，发动机的功率为P´=8P，故A、C、D错误，B正确。5、B【解析】试题分析：因为地球同步卫星的轨道半径与赤道在同一个平面内，故不可能和北京所在纬度圈共面，选项A错误；选项B正确；同步卫星的高度都是相同的，在离地表面同一个高度处，故选项C错误；而同步卫星的质量不一定相等，因为列方程时，卫星的质量可以约掉，故同步卫星的轨道与质量无关，选项D错误．考点：地球同步卫星．6、A【解析】对车，根据万有引力等于重力提供向心力可得：mg＝m；对人，设座椅对人的支持力为N，则：m1g-N＝m1，解得N=0，即驾驶员与座椅之间没有作用力，故选A．7、AB【解析】A、由图乙可知，当弹簧压缩量为时，有，则，故选项A正确；B、在小球下落的过程中，小球克服弹力做的功即为乙图中三角形的面积大小，即，对小球由动能定理得：，可得小球的最大动能，选项B正确；C、由于小球刚落到弹簧上端时速度不是零，故可知当弹簧的压缩量为时小球的速度还不是零，小球继续向下运动，当小球速度为零时，弹簧的最大压缩量将大于，故选项C错误；D、由上面分析可知，小球的最大压缩量将大于，则小球受到弹力的最大值大于，可知小球的最大加速度，选项D错误．点睛：解决本题的关键知道小球在整个过程中的运动情况，结合图象，综合牛顿第二定律进行分析求解．8、ABD【解析】

A.升降机速度由v1增大至v2的过程中，电动机保持功率不变，由P=Fv知，钢丝绳的拉力不断减小，故A正确；B.升降机的最大速度时，拉力等于重力，故有，故B正确；C.对整个过程运用动能定理得，钢丝绳的拉力对升降机所做的功大于升降机克服重力所做的功，故C错误；D.匀加速提升重物时钢绳拉力最大，且等于匀加速结束时的拉力，由P=Fv得，故D正确。9、BCD【解析】乒乓球碰到墙壁上弹回是因为受到了墙壁的作用力，不是反冲，故A错误；发射炮弹后炮身后退，属于反冲运动，故B正确；喷气式飞机是利用飞机与气体间的相互作用，而促进飞机前进的，属于反冲运动，故C正确；船员划桨使船前进，反冲运动，故D正确；故选BCD．【点睛】分析各项运动中是否是由于相互作用的物体之间的作用力与反作用力产生的效果；从而明确是否属于反冲现象．10、ABD【解析】

A.由A图可知，力F对物体做正功，机械能增加，不守恒，故A正确；

B.由B图可知，力F做负功，机械能减小，故B正确；

C.C图中物体斜面光滑，运动过程中只有重力做功，只有重力势能和动能的相互转化，机械能守恒，故C错误；

D.D图中斜面粗糙，物体下滑中，摩擦力做负功，机械能减小，不守恒，故D正确。11、ACD【解析】

AB．对棒受力分析有变形得结合图乙可知联立解得且由可知，F的最大功率为故A正确，B错误；C．当棒的速度为1m/s时，回路中的电流最大，回路中的电功率最大为故C正确；D．金属棒由静止加速到最大速度由动量定理得即解得金属棒由静止加速到最大速度，由动能定理得解得由功能关系可知故D正确。故选ACD。12、ABD【解析】由题意知，汽车发动机的额定功率P额=40kW=4×104W，阻力f=0.1mg=0.1×2000×10N=2000N，A、当汽车有最大速度时，此时牵引力与阻力二力平衡，由P额=F牵vm=fvm得，汽车的最大速度：，故A正确；B、若汽车从静止作匀加速直线运动，则当P=P额时，匀加速结束，则有：①根据牛顿第二定律有：②，联立①②可解得：vt=10m/s，由vt=at得，汽车匀加速的运动时间t=10s，故B正确；C、当速度v=16m/s时，由P=Fv得，此时汽车的牵引力：，则汽车的加速度：，故C错误；D、设匀加速后的800m过程所用的时间为t′，从静止开始一直运动到最大速度的过程中，根据动能定理得：，解得：t′=47.5s，汽车从静止到获得最大行驶速度所用的总时间：t总=t+t′=10s+47.5s=57.5s，故D正确．故选ABD．【点睛】解决本题的关键知道功率与牵引力、速度的关系，知道牵引力等于阻力时速度最大，当功率达到额定功率时，匀加速运动结束．二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、0.9m/s20.345【解析】

每隔五个打印点取一个计数点，所以2，3两计数点间的时间间隔为0.1s，由题中所给数据可知=9mm根据可得代入T=0.1s得a=0.9m/s2根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，有：=0.345m/s14、C【解析】

（1）[1]由图像可知，直线与横轴交点的坐标为弹簧的原长，可知a的原长比b的短，选项A错误；根据F=kx可知，直线的斜率等于弹簧的劲度系数，可知a的劲度系数比b的大，选项C正确，B错误；由图像可知弹力与弹簧的伸长量成正比，但是与长