泰安市重点中学2023年高一物理第二学期期末统考试题含解析

2022-2023学年高一下物理期末模拟试卷注意事项：1．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，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。3．考试结束后，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、一质量为2kg的物块在合外力F的作用下从静止开始沿直线运动。F随时间t变化的图线如图所示，则（）A．时物块的速率为B．时物块的动量大小为C．时物块的动量大小为D．时物块的速度为零2、(本题9分)下面各个实例中，机械能守恒的是（）A．物体沿斜面匀速下滑 B．物体从高处以0.9g的加速度竖直下落C．物体沿光滑曲面滑下 D．拉着一个物体沿光滑的斜面匀速上升3、(本题9分)对于万有引力定律的表述式，下面说法中不正确的是（）A．公式中G为引力常量，它是由实验测得的，而不是人为规定的B．当r趋近于零时，万有引力趋于无穷大C．m1与m2受到的引力总是大小相等的，方向相反，是一对作用力与反作用力D．m1与m2受到的引力总是大小相等的，而与m1、m2是否相等无关4、(本题9分)甲、乙两人分别将同一桶水竖直向上匀速提升相同的高度，甲提水的速度比乙大，设甲、乙两人匀速提水过程中所做的功分别为W甲和W乙，做功的功率分别为P甲和P乙。下列关系正确的是（）A．W甲>W乙B．W甲<W乙C．P甲>P乙D．P甲<P乙5、如图所示，在水平地面上O点正上方的A、B两点同时水平抛出两个相同小球，它们最后都落到地面上的C点，则两球（）A．有可能同时落地B．落在C点的速度方向可能相同C．落在C点的速度大小可能相同D．落在C点的重力的瞬时功率可能相同6、下列物理量属于矢量的是A．功率B．功C．位移D．势能7、(本题9分)如图所示，轻质细杆的一端与小球相连，可绕过O点的水平轴自由转动，细杆长1m，小球质量为1kg。现使小球在竖直平面内做圆周运动，小球通过轨道最低点A的速度为vA=7m/s，通过轨道最高点B的速度为vB=3m/s，g取10m/sA．在A处为拉力，方向竖直向上，大小为59NB．在A处为推力，方向竖直向下，大小为59NC．在B处为推力，方向竖直向上，大小为1ND．在B处为拉力，方向竖直向下，大小为1N8、(本题9分)已知引力常数G与下列哪些数据，可以计算出地球密度()A．地球绕太阳运动的周期及地球离太阳的距离B．月球绕地球运行的周期及月球绕地球转的轨道半径C．人造地球卫星在地面附近绕行运行周期D．若不考虑地球自转，已知地球半径和重力加速度9、(本题9分)如图，滑块a、b的质量均为m，a套在固定竖直杆上，与光滑水平地面相距h，b放在地面上．a、b通过铰链用刚性轻杆连接，由静止开始运动．不计摩擦，a、b可视为质点，重力加速度大小为g．则下列说法中正确的是（）A．无论a、b在什么位置，两物体的加速度方向都与速度方向相同B．a下落过程中，其加速度大小可能大于gC．a落地时速度大小为D．a落地前，当a的机械能最小时，b对地面的压力大小为mg10、(本题9分)如图所示，轻弹簧的一端固定在竖直墙上，质量为2m的光滑弧形槽静止放在光滑水平面上，弧形槽底端与水平面相切，一个质量为m的小物块从槽高h处开始自由下滑，下列说法正确的是（）A．在下滑过程中，物块和弧形槽组成的系统机械能守恒B．在下滑过程中，物块和槽的水平方向动量守恒C．物块被弹簧反弹后，离开弹簧时的速度大小为2D．物块压缩弹簧的过程中，弹簧的最大弹性势能111、(本题9分)关于平抛运动，下列说法正确的是()A．由可知，物体平抛的初速度越大，飞行时间越短B．由可知，物体下落的高度越大，飞行时间越长C．任意连续相等的时间内，物体下落高度之比为1∶3∶5…D．任意连续相等的时间内，物体运动速度的改变量相等12、(本题9分)如图所示，一小孩从滑梯顶端由静止开始滑下，斜面底端后水平滑行一段距离后停在滑道上。已知滑梯的斜面段长度L=5.0，倾角θ=37°水平段与斜面段平滑连接。小孩质量为20kg，与滑梯轨道间的动摩擦因数μ=0.3，不计空气阻力。已知sin37°=0.60，cos37°=0.80.（g取10m/s2）则该小孩沿斜面段下滑过程中（）A．加速度的大小为3.6m/s2 B．克服摩擦力所做的功为300JC．重力做功的平均功率为360W D．滑到斜面底端时重力的瞬时功率1200W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)某同学用如图所示的实验装置验证“力的平行四边形定则”。弹簧测力计A挂于固定点P，下端用细线挂一重物M，弹簧测力计B的一端用细线系于O点，手持另一端向左拉，使结点O静止在某位置，分别读出弹簧测力计A和B的示数，并在贴于竖直木板的白纸记录O点的位置和拉线的方向。(1)本实验用的弹簧测力计示数的单位为N，图中A的示数为______N。(2)下列不必要的实验要求是______（请填写选项前对应的字母）A．应测量重物M所受的重力B．弹簧测力计应在使用前校零C．拉线方向应与木板平面平行D．改变拉力，进行多次实验，每次都要使O点静止在同一位置14、（10分）(本题9分)在“验证机械能守恒定律”的实验中，打点计时器接在频率为f的交流电源上，在实验中打下一条理想纸带，如图所示，选取纸带上打出的连续5个点A、B、C、D、E，测出A点距起始点的距离为S0，点AC间的距离为S1，点CE间的距离为S2，已知重锤的质量为m，当地的重力加速度为g，则：（1）起始点O到打下C点的过程中，重锤重力势能的减少量为△EP＝________，重锤动能的增加量为△EK＝__________．（2）根据题中提供的条件，可求出重锤实际下落的加速度a=__________,它和当地的重力速度g进行比较，应该是a_________g（填“>”、“=”或“<”）．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)黑洞是时空曲率大到光都无法从其视界逃脱的天体，黑洞的产生过程类似于中子星的产生过程。某中子星的球体半径为，在距中子星表面高度处绕中子星运动的小星球其周期为。已知引力常量为，中子星质量分布均匀。求：（1）中子星的密度；（2）中子星表面的重力加速度；（3）中子星的第一宇宙速度。16、（12分）(本题9分)如图所示，在倾角为30°的光滑固定斜面体上，一劲度系数为k=200N/m的轻质弹簧一端连接固定挡板C，另一端连接一质量为m=4kg的物体A，一轻细绳通过定滑轮，一端系在物体A上，另一端与质量也为m的物体B相连，细绳与斜面平行，斜面足够长，用手托住物体B使细绳刚好没有拉力，然后由静止释放，试问：(1)刚释放物体B时和物体A沿斜面向上运动获得最大速度时，弹簧的形变量x1和x2分别是多大？(2)物体A的最大速度大小？(3)从开始释放物体B到物体A获得最大速度的过程中，物体B所受合外力的冲量大小和方向？17、（12分）(本题9分)如图所示的蹦极运动是一种非常刺激的娱乐项目．为了研究蹦极过程，做以下简化：将游客视为质点，他的运动沿竖直方向，忽略弹性绳的质量和空气阻力．如图所示，某次蹦极时，游客从蹦极平台由静止开始下落，到P点时弹性绳恰好伸直，游客继续向下运动，能到达的最低位置为Q点，整个过程中弹性绳始终在弹性限度内，且游客从蹦极平台第一次下落到Q点的过程中，机械能损失可忽略．弹性绳的弹力大小可以用来计算，其中k为常量，为弹性绳的伸长量．（1）弹性绳的原长为l0，弹性绳对游客的弹力为F，游客相对蹦极平台的位移为x，取竖直向下为正方向，请在如图中画出F随x变化的示意图．（2）借助F﹣x图象可以确定弹力做功的规律，在此基础上，推导当游客位移为x（x＞l0）时，弹性绳弹性势能EP的表达式；（3）按照安全标准，该弹性绳允许的最大拉力Fm＝4.3×103N，游客下落至最低点与地面的距离d≥3m．已知l0＝10m，k＝100N/m，蹦极平台与地面间的距离D＝55m．取重力加速度g＝10m/s2，试通过计算说明：总质量M＝160kg的游客能否被允许使用该蹦极设施．

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、A【解析】

A、前两秒，根据牛顿第二定律，，则的速度规律为：，则时，速率为，故A正确；

B、时，速率为，则动量为，故B错误；

C、，力开始反向，物体减速，根据牛顿第二定律，，所以时的速度为，动量为，时速度为，故CD错误。2、C【解析】

A．匀速下滑，动能不变，重力势能减小，A错误；B．物体从高处以0.9g的加速度下落，受到阻力，机械能不守恒，B错误；C．物体沿光滑曲面滑下，除重力做功外，没有其它力做功，机械能守恒，C正确；D．拉着一个物体沿光滑的斜面匀速上升，速度不变，重力势能增加，机械能增加，D错误．3、B【解析】

A．万有引力定律的表述式中的G为引力常量，它是由实验测得的，不是人为规定的，故A项正确。B．当物体间间距较小时，物体不能视为质点，万有引力公式不成立。当r趋近于零时，万有引力不会趋于无穷大，故B项错误。CD．m1与m2受到的引力是一对作用力与反作用力，总是大小相等的，方向相反；与m1、m2是否相等无关．故CD正确．本题选不正确的，答案是B。【点睛】两物体间的万有引力是一对作用力与反作用力，总是大小相等的，方向相反；与两物体质量是否相等无关。4、C【解析】根据W=Fh=Gh可知，W甲=W乙；因甲提水速度大，则时间短，根据可知，P甲>P乙,则选项C正确，ABD错误；故选C.5、C【解析】A、小球在竖直方向做自由落体运动，根据：，可知高度不同，所以运动时间一定不同，故A错误；B、平抛运动轨迹为抛物线，速度方向为该点的切线方向，分别从AB两点抛出的小球轨迹不同，在C点的切线方向也不同，所以落地时方向不可能相同，故B错误；C、由动能定理：，落地速度为：，则知落在C点的速度大小可能相同，故C正确；D、落在C点时重力的功率，由于A、B是两个相同的小球，而下落的高度不同，所以重力的功率也不相同，故D错误；综上所述本题答案是：C6、C【解析】

A.功率只有大小无方向，是标量，选项A错误；B.功只有大小无方向，是标量，选项B错误；C.位移即有大小又有方向，是矢量，选项C正确；D.势能只有大小无方向，是标量，选项D错误.7、AC【解析】

AB.在最低点，杆子一定表现为拉力，有：F-mg=m则：F=mg+mυ方向向上，A正确B错误；CD.在最高点，有：F+mg=m则：F=mυ所以杆子表现为支持力，方向向上，大小为1N，C正确D错误．8、CD【解析】

已知地球绕太阳运动的周期及地球离太阳的距离，根据万有引力提供向心力，列出等式：，则，所以只能求出太阳的质量；故A错误．已知月球绕地球运行的周期及月球绕地球转的轨道半径，根据万有引力提供向心力，列出等式：，地球质量，可以求出地球质量，但不知道地球半径，求不出地球密度；故B错误．已知人造地球卫星在地面附近绕行运行周期，根据万有引力提供向心力，列出等式：，地球质量，根据密度定义得：，故C正确．已知地球半径和重力加速度，根据万有引力等于重力列出等式，，根据密度定义得：，故D正确．9、BCD【解析】

A．当a到达底端时，b的速度为零，b的速度在整个过程中，先增大后减小，动能先增大后减小，所以轻杆对b先做正功，后做负功，说明杆对b先是推力、后是拉力，故b的加速度与速度先同方向后反方向，故A错误；B．b的速度在整个过程中，先增大后减小，所以a对b的作用力先是动力后是阻力，所以b对a的作用力就先是阻力后是动力，所以在b减速的过程中，b对a是向下的拉力，此时a的加速度大于重力加速度，故B正确；C．a运动到最低点时，b的速度为零，根据系统机械能守恒定律得：mAgh=mAvA2，解得：vA=，故C正确；D．a、b整体的机械能守恒，当a的机械能最小时，b的速度最大，此时b受到a的推力为零，b只受到重力的作用，所以b对地面的压力大小为mg，故D正确。故选BCD。【点睛】解决本题的关键知道a、b组成的系统机械能守恒，以及知道当a的机械能最小时，b的动能最大．10、ABC【解析】

滑块下滑过程，滑块与弧形槽组成的系统水平方向动量守恒，系统机械能守恒，应用动量守恒定律与机械能守恒定律求出滑块与弧形槽的速度，然后应用能量守恒定律分析答题．【详解】滑块下滑过程，只有重力做功，系统机械能守恒，故A正确；滑块下滑过程，滑块与弧形槽组成的系统水平方向所受合外力为零，系统水平方向动量守恒，故B正确；设小球到达水平面时速度大小为v1，槽的速度大小为v2，且可判断球速度方向向右，槽的速度方向向左，以向右为正方向，在球和槽在球下滑过程中，系统水平方向动量守恒，由动量守恒定律得mv1-2mv2=0，由机械能守恒定律得mgh=111、BD【解析】平抛运动的时间由高度决定，根据知，高度越大，时间越长，与初速度无关，A错误B正确；竖直方向上做自由落体运动，从开始下降连续相等时间内的位移之比为1：3：5…不是任意连续相等时间内，C错误；因为平抛运动的加速度不变，则任意相等时间内速度的变化量相等，D正确．12、AC【解析】

A．在斜面下滑的过程中，根据牛顿第二定律可得A正确；B．克服摩擦力所做的功B错误；C．从斜面顶端滑到底端的时间，根据可得重力做的功因此平均功率C正确；D．小孩滑到底端时的速度滑到斜面底端时重力的瞬时功率D错误。故选AC。二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、3.60D【解析】

(1)[1]由图中可以读出示数为3.60N。(2)[2]A．实验通过作出三个力的图示，来验证“力的平行四边形定则”，因此重物的重力必须要知道，故A正确；B．弹簧测力计是测出力的大小，所以要准确必须在测之前校零，故B正确；C．拉线方向必须与木板平面平行，这样才确保力的大小准确性，故C正确；D．当结点O位置确定时，弹簧测力计A的示数也确定，由于重物的重力已确定，两力大小与方向均一定，因此弹簧测力计B的大小与方向也一定，所以不需要改变拉力多次实验。故D错误。故选D。14、mg(s0+s1【解析】

①重锤下落的高度为(s0+s1)，重力势能的减少量为mg(s0+s1)．C点的速度为：v打C点时重锤的动能为：E②重锤下落的加速度a=s三、计算题要求解题步骤，和必要的文字