2022-2023学年四川省成都市双流中学物理高一下期末学业水平测试模拟试题含解析

2022-2023学年高一物理下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)据报道，嫦娥一号和嫦娥二号绕月飞行的圆形工作轨道距月球表面分别约为200km和100km，运行速率分别为v1和v2,那么v1和v2的比值为（月球半径取1700km）（）A．18/19 B．19/18C． D．2、(本题9分)如图所示，质量相等、材料相同的两个小球A、B间用一劲度系数为k的轻质弹簧相连组成系统，系统穿过一粗糙的水平滑杆，在作用在B上的水平外力F的作用下由静止开始运动，一段时间后一起做匀加速运动，当它们的总动能为4Ek时撤去外力F，最后停止运动．不计空气阻力，认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力．则在从撤去外力F到停止运动的过程中，下列说法正确的是()A．撤去外力F的瞬间，弹簧的压缩量为B．撤去外力F的瞬间，弹簧的伸长量为C．系统克服摩擦力所做的功小于系统机械能的减少量D．A克服外力所做的总功等于2Ek3、(本题9分)下列说法正确的是A．1号干电池比5号干电池的电动势小、容量大B．电场力对负电荷做正功，电势能减少，动能增加C．电势降低的方向就是电场强度方向D．在同一等势面上移动电荷电场力对电荷一定不做功4、(本题9分)中国的面食文化博大精深，种类繁多，其中“山西刀削面”堪称天下一绝，传统的操作手法是一手托面，一手拿刀，直接将面削到开水锅里．如图所示，小面圈刚被削离时距开水锅的高度为h，与锅沿的水平距离为L，锅的半径也为L，将削出的小面圈的运动视为平抛运动，且小面圈都落入锅中，重力加速度为g，则下列关于所有小面圈在空中运动的描述错误的是（）A．运动的时间都相同B．速度的变化量都相同C．落入锅中时，最大速度是最小速度的3倍D．若初速度为v0，则5、如图所示，三颗人造地球卫星都是顺时针方向运动，b与c轨道半径相同，则A．周期B．线速度C．b与c的向心加速度大小相等，且大于a的向心加速度D．b加速则可追上前面的c与之对接6、(本题9分)如图所示，一导体棒原来不带电，现将一电荷量为+Q的点电荷放在棒的左端，P点为棒的中点。当达到静电平衡时，下列说法正确的是A．棒的左端出现的感应电荷为正电荷B．棒左端的电势高于棒右端的电势C．棒内P点处的电场强度大小为0D．棒上感应电荷在P点处产生的电场强度大小为07、(本题9分)如图所示，小球从高处下落到竖直放置的轻弹簧上，在将弹簧压缩到最短的整个过程中，下列关于小球和弹簧的能量叙述中正确的是（）A．重力势能和动能之和减小B．重力势能和弹性势能之和总保持不变C．动能和弹性势能之和增大D．重力势能、弹性势能和动能之和总保持不变8、(本题9分)下列关于能量的说法中正确的是()A．能量的概念是牛顿最早提出来的B．能量有不同的表现形式，并可以相互转化，但总量不变C．伽利略的斜面理想实验体现出能量是守恒的D．以上说法均不正确9、(本题9分)如图所示，细绳的一端系着质量为M=2kg的物体A，另一端通过光滑的小孔吊着质量为m=0.5kg球B，A的重心与圆孔的距离为0.5m．并已知与A圆盘的最大静摩擦力为4N，A随水平圆盘一起转动，为使球B高度不变，则水平转盘的角速度取（）．（g取10m/s2）A．1.5rad/s B．2.5rad/s C．3.5rad/s D．4.5rad/s10、(本题9分)在下列几个实例中,物体机械能一定守恒的是()A．在平衡力作用下运动的物体B．在光滑水平面上被细线拴住做匀速圆周运动的小球C．如图甲所示物体沿固定光滑圆弧面下滑D．如图乙所示,在光滑水平面上压缩弹簧过程中的小球11、(本题9分)同步卫星离地心的距离为r，运行速度为，加速度，地球赤道上的物体随地球自转的向心加速度第一宇宙速度为，地球的半径为R，则A． B． C． D．12、一辆小汽车在水平路面上由静止启动，在前5s内做匀加速直线运动，5s末达到额定功率之后保持额定功率运动，20s后汽车匀速运动，其v—t图象如图所示。已知汽车的质量为2×103kg，汽车受到的阻力为车重的0.1倍，重力加速度g取10m/s2。则A．汽车在前5s内的加速度为2m/s2 B．汽车在前5s内的牵引力为4×103NC．汽车的额定功率为60kW D．汽车的最大速度为20m/s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)某同学做“探究功与速度变化的关系”的实验，如图所示，小车在一条橡皮筋的作用下弹出沿木板滑行，这时橡皮筋对小车做的功为W．当用2条、3条…实验时，使每次实验中橡皮筋伸长的长度都保持一致，每次实验中小车获得的速度都由打点计时器所打的纸带测出．（1）除了图中已有的器材外，还需要导线、开关、交流电源和_______-(填测量工具)．（2）实验中小车会受到摩擦阻力，可以使木板适当倾斜来平衡摩擦力，需要在_____(填“左”或“右”)侧垫高木板．14、（10分）(本题9分)利用图所示装置做“验证机械能守恒定律”的实验．（1）关于本实验，以下说法正确的是______．A．必须用秒表测出重物下落的时间B．打点计时器应连接直流电源C．验证时，必须测量重锤的质量或重力D．选择质量较大、体积较小的重锤可以减小实验误差（2）此实验过程中机械能是否守恒，可以通过计算纸带打下两点的过程中，重锤减少的重力势能是否等于其增加的动能来验证.图2是实验中得到的一条纸带.O为重锤开始下落时记录的点，在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C，得到它们之间的距离分别为sA、sB、sC.若重锤质量用m表示，已知当地重力加速度为g，打点计时器打点的周期为T.则在打下O点到B点的过程中，重力势能的减少量三、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）如图所示，ABC为竖直面内一固定轨道，AB段是半径为R的光滑圆弧，水平段与圆弧轨道相切于B，水平段BC长度为L，C端固定一竖直挡板．一质量为m的小物块自A端从静止开始沿圆轨道下滑，与挡板共发生了两次碰撞后停止在水平段B、C之间的某处，物块每次与挡板碰撞不损失机械能(即碰撞前、后速率相同)．不计空气阻力，物块与水平段BC间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g．试求物块(1)第一次与挡板碰撞时的速率；(2)在水平轨道上滑行的总路程；(3)最后一次滑到圆轨道底端B处对圆轨道的压力．16、（12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．17、（12分）(本题9分)如图甲所示，倾角的粗糙斜面固定在水平面上，斜面足够长．一根轻弹簧一端固定在斜面的底端，另一端与质量m=1.0kg的小滑块（可视为质点）接触，滑块与弹簧不相连，开始时弹簧处于压缩状态．当t=0时释放滑块，在0～0.24s时间内，滑块的加速度a随时间t变化的关系如图乙所示．已知弹簧的劲度系数，当t=0.14s时，滑块的速度．g取，，．弹簧弹性势能的表达式为(式中k为弹簧的劲度系数，x为弹簧的形变量）．求：（1）斜面对滑块摩擦力的大小；（2）t=0.14s时滑块与出发点间的距离d；（3）在0～0.44s时间内，摩擦力做的功W．

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】

“嫦娥一号”和“嫦娥二号”绕月作圆周运动，由万有引力提供向心力有可得（M为月球质量，r为轨道半径），它们的轨道半径分r1=1900km、r2=1800km，则．2、D【解析】

根据受力分析与牛顿第二定律分析弹簧的伸长量；根据动能定理分析A克服外力所做的总功；根据功能关系分析系统克服摩擦力所做的功．【详解】AB．当A与B一起做加速运动的过程中，对整体：F-2f=2ma对小球A：kx-f=ma联立得：x=即撤去外力F的瞬间，弹簧的伸长量为．故AB错误；C．根据功能关系可知，整个的过程中，系统克服摩擦力所做的功等于A、B的动能以及弹簧减少的弹性势能的和，即等于系统机械能的减少量．故C错误．D．A克服外力所做的总功等于A的动能，由于是当它们的总动能为4Ek时撤去外力F，所以A与B开始时的动能都是2Ek，即A克服外力所做的总功等于2Ek．故D正确；故选D．【点睛】此题考查了两个物体被弹簧连接的连接体问题，明白F在拉动B运动时，由于杆的摩擦力，A物体会瞬时不动，从而弹簧就有拉长，存在弹性势能，是解决此题的关键．3、D【解析】

A、不同型号的干电池，电动势相同，干电池的电动势均为1.5V，故选项A错误；B、只受电场力作用，电场力对负电荷做正功，电势能减少，动能增加；若还有其它力作用，其他力对其做功，动能不一定增加，故选项B错误；C、电势降低的最快的方向就是场强的方向；电势降低的方向不一定是场强的方向，故选项C错误；D、同一等势面上的各点电势相等，根据可知在同一等势面上移动电荷，电场力一定不做功，故选项D正确。4、C【解析】

A、根据可得运动的时间，所有小面圈在空中运动的时间都相同，故选项A正确；B、根据可得所有小面圈的速度的变化量都相同，故选项B正确；CD、因为水平位移的范围为，则水平最小初速度为，水平最大初速度为：，则水平初速度速度的范围为：；落入锅中时，最大速度，最小速度为，故选项D正确，C错误．错误的故选选项C．5、A【解析】

人造地球卫星受到地球的引力充当向心力，即由公式可知：

A.周期，半径越大，周期越大，故Tb=Tc＞Ta，故A正确；B.线速度，即半径越大，线速度越小，故vb=vc＜va，故B错误；C.向心加速度，半径越大，向心加速度越小，故bc的加速度小于a的加速度，故C错误；D.b加速做离心运动，轨道半径变大，不可能追上前面的c，故D错误。6、C【解析】在导体棒达到静电平衡后，导体棒的左端处带负电，故A错误；当达到静电平衡时整个导体是一个等势体，则棒左端的电势等于棒右端的电势，故B错误；当达到静电平衡时导体中心P点的场强为0，故C正确；导体棒上感应电荷中点P处产生的场强大小与点电荷+Q在该处产生的电场强度大小相等，方向相反。因为点电荷+Q在P点产生的场强不为零，所以棒上感应电荷在P点处产生的电场强度大小也不为零，故D错误。所以C正确，ABD错误。7、ACD【解析】

对于小球从接触弹簧到将弹簧压缩到最短的过程中，小球的动能、重力势能和弹簧的弹性势能这三种形式的能量相互转化，没有与其他形式的能发生交换，也就说小球的动能、重力势能和弹簧的弹性势能之和保持不变。对于小球从接触弹簧到将弹簧压缩到最短的过程中，弹簧是一直被压缩的，所以弹簧的弹性势能一直在增大。因为小球的动能、重力势能和弹簧的弹性势能之和保持不变，重力势能和动能之和始终减小。故A正确。在刚接触弹簧的时候这个时候小球的加速度等于重力加速度，在压缩的过程中，弹簧的弹力越来越大，小球所受到的加速度越来越小，直到弹簧的弹力等于小球所受到的重力，这个时候小球的加速度为零，要注意在小球刚接触到加速度变为零的过程中，小球一直处于加速状态，由于惯性的原因，小球还是继续压缩弹簧，这个时候弹簧的弹力大于小球受到的重力，小球减速，直到小球的速度为0，这个时候弹簧压缩的最短。所以小球的动能先增大后减小，所以重力势能和弹性势能之和先减小后增加。故B错误。小球下降，重力势能一直减小，所以动能和弹性势能之和一直增大。故C正确。对于小球从接触弹簧到将弹簧压缩到最短的过程中，小球的动能、重力势能和弹簧的弹性势能这三种形式的能量相互转化，没有与其他形式的能发生交换，也就说小球的动能、重力势能和弹簧的弹性势能之和保持不变。故D正确。故选ACD。【点睛】根据能量守恒小球的动能、重力势能和弹簧的弹性势能之和保持不变。其中一个能量的变化可以反映出其余两个能量之和的变化。8、BC【解析】试题分析：能量的概念是焦耳最早提出的，A错误；能量不会凭空消失也不会凭空产生，只会从一个物体上传到另一个物体上或者从物体的一部分传到另外一部分，总和保持不变，B正确；伽利略的斜面理想实验证明了力不是维持物体运动的原因，而是改变物体运动的原因，CD错误；考点：考查了能量守恒9、AB【解析】

当物体M在此平面绕中心轴线以角速度转动时，当A恰好要向里滑动时，取得最小值为，此时A所受的静摩擦力达到最大为，方向沿半径向外，由最大静摩擦力和绳子拉力的合力提供所需要的向心力，根据牛顿第二定律和向心力公式有：，代入数据解得：，当A恰好要向外滑动时，取得最大值为，此时A所受的静摩擦力达到最大为，方向沿半径向里，由最大静摩擦力和绳子拉力的合力提供所需要的向心力，根据牛顿第二定律和向心力公式有：，代入数据解得：，所以角速度范围是：，故AB正确，CD错误；故选AB．【点睛】本题是圆周运动中临界问题，抓住当A恰好相对此平面滑动时静摩擦力达到最大，可能有向外滑的运动趋势，也有可能向里滑的趋势，最后由牛顿第二定律求解角速度的取值范围．10、BC【解析】

A.在平衡力作用下的物体不一定守恒，如物体在竖直方向上做匀速直线运动；故A错误；B.在光滑水平面上被细线拴住做匀速圆周运动的小球，动能和重力势能均不变，机械能一定守恒，故B正确；C.物体沿固定光滑圆弧面下滑时，只有重力做功机械能守恒，故C正确；D.在光滑水平面上压缩弹簧过程中的小球，由于受弹簧弹力作用，小球的机械能部分转移为弹簧的机械能，故小球的机械能不守恒，故D错误。11、AC【解析】

AB.因为同步卫星的周期等于地球自转的周期，所以角速度相等，根据得，故A正确，B错误；CD.根据万有引力提供向心力，解得，则故C正确D错误。12、AC【解析】

AB.汽车在前5s内做匀加速运动，加速度，由牛顿第二定律得：F-F阻=ma，F阻=0.1mg，解得F=6×103N．故A正确，B错误。CD.汽车在5s末功率达到额定功率，P=Fv=6×103×10W=60kW．当汽车速度最大时，牵引力与阻力大小相等，即F=F阻，最大速度vm==30m/s，故C正确，D错误；二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、（1）刻度尺（2）左【解析】利用刻度尺测量长度，把左端垫高是为了平衡摩擦力14、D12【解析】（1）此实验不需要用秒表测出重物下落的时间，选项A错误；打点计时器应连接低压交流电源，选项B错误；验证时，因物体的质量从等式两边消掉了，故不需测量重锤的质量或重力，选项C错误；选择质量较大、体积较小的重锤可以减小相对阻力，从而减小实验误差，选项D正确；故选D.（2）打下B点时的速度：vB=s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)(3)物块最后一次滑到底端B处对圆轨道的压力可能为或【解析】

(1)对物块第一次从A到C过程，根据动能定理：①解得第一次碰撞挡板的速率②(2)设物块质量为m，在水平轨道上滑行的总路程为S，对物块从开始下滑到停止在水平轨道上的全过程，根据动能定理：mgR－μmg·S＝0③解得④(3)设物块最后一次经过圆弧轨道底端B时的速率为v2，对圆轨道的压力为FN，则：⑤第一种可能情况：物块与挡板第二次碰撞后，向右运动还未到B点时即停下，则：⑥由⑤⑥解得⑦第二种可能情况：物块与挡板第二次碰撞后，向右可再一次滑上光滑圆弧轨道，则：⑧由⑤⑧解得⑨物块最后一次滑到底端B处对圆轨道的压力可能为或16、（1）（2）（3）可以使用（计算过程见解析）【解析】

（1）弹性绳对游客的弹力F随游客位移x变化关系的图线如图所示．（2）在图中，图线与x轴所围面积表示弹力F做的功，则在游客位移从l0变为x的过程中，弹力F做的功所以弹性绳的弹性势能（3）设游客从蹦极平台第一次到达最低点的距离为l，在此过