2023年河南省南阳中学高一物理第二学期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)物体仅在拉力、重力作用下竖直向上做匀变速直线运动，重力做功-2J，拉力做功3J，则下列说法正确的是A．物体的重力势能减少2JB．物体的动能增加3JC．物体的动能增加1JD．物体的机械能增加1J2、如图所示中间有孔的物块A套在光滑的竖直杆上，通过光滑的定滑轮用不可伸长的轻绳将物体拉着匀速向上运动则关于绳的拉力FT及杆对物体A的弹力FN，下列说法正确的是A．FT不变，FN减小B．FT增大，FN增大C．FT增大，FN不变D．FT增大，FN减小3、如图所示，通过定滑轮悬挂两个质量为m1、m2的物体(m1>m2)，不计细绳与滑轮的质量、不计细绳与滑轮间的摩擦，在m1向下运动一段距离的过程中，下列说法中正确的是A．m1重力势能的减少量等于m2动能的增加量B．m1重力势能的减少量等于m2重力势能的增加量C．m1机械能的减少量等于m2机械能的增加量D．m1机械能的减少量大于m2机械能的增加量4、(本题9分)如图所示，小球从高处落到竖直放置的轻弹簧上，则小球从开始接触弹簧到将弹簧压缩至最短的整个过程中（）A．小球的动能先增大后减小B．小球的机械能在不断增大C．小球、弹簧、地球构成的系统机械能不断减小D．弹簧的弹性势能先增大后减小5、(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2Ek6、以下四种规格的用电器，让它们在额定电压下工作相同的时间，下列说法正确的是（）A．电动机输出功率为 B．电风扇和电烙铁产生的热量相同C．电风扇和电烙铁消耗的电能相同 D．日光灯消耗的电能全部转化为光能7、(本题9分)如图所乐，把质量为m的小球(可看作质点)放在竖直的轻质弹簧上，并把小球向下按到位置a(甲)迅速松手后，弹簧把小球弹起，球升至最高位置c(丙)，途中经过位置b(乙)时弹簧正好处于自然状态。已知a、b的高度差为h1，b、c的高度差为h2，重力加速度为g，不计空气阻力。则A．小球从a上升到b位置的过程中，动能一直增大B．小球从a上升到b位置的过程中，机械能一直增大C．小球在a位置时，弹簧的弹性势能为mg(h2+h1)D．小球在a位置时，弹簧的弹性势能为mgh18、(本题9分)如图所示，光滑斜面固定在水平地面上，轻质弹簧一端固定在斜面顶端，另一端与物块相连，弹簧处于自然长度时物块位于O点。现将物块从O点拉至A点，撤去拉力后物块由静止向上运动，经O点到达B点时速度为零。则物块A．从A到O，物块动能一直减小B．从O到B，物块动能一直减小C．从A到O，物块弹性势能的减少量等于动能与重力势能的增加量D．从O到B，物块动能的减少量小于弹性势能的增加量9、(本题9分)水平推力和分别作用于水平面上原来静止的、等质量的两物体上，作用一段时间后撤去推力，物体将继续运动一段时间停下，两物体的图像如右图所示，已知图中线段，则（）A．的冲量小于的冲量B．的冲量等于的冲量C．两物体受到的摩擦力大小相等D．两物体受到的摩擦力大小不等10、(本题9分)如图所示为一皮带传动装置，右轮的半径为r，A是它边缘上的一点．左侧是一轮轴，大轮的半径为4r，小轮的半径为2r．B点在小轮上，它到小轮中心的距离为r．C点和D点分别位于小轮和大轮的边缘上.若在传动过程中，皮带不打滑．则A．A点与B点的线速度大小相等B．A点与B点的角速度大小相等C．A点与C点的线速度大小相等D．A点与D点的向心加速度大小相等11、(本题9分)发射卫星时，先将卫星发射至近地圆轨道1，然后经点火使其沿椭圆轨道2运行，最后再次点火将卫星送人同步圆轨道3，轨道1、2相切于Q点。轨道2、3相切于P点。如图所示。卫星分别在1、2、3轨道上正常运行时，以下说法正确的是（）A．卫星在轨道2上经过P点时的加速度小于它在轨道3上经过P点时的加速度B．卫星在轨道3上的速率大于在轨道1上的速率C．卫星在轨道1上运动一周的时间小于它在轨道2上运动一周的时间D．卫星由轨道2变为轨道3机械能变大12、(本题9分)如图所示，a为地球赤道上的物体，b为沿地球表面附近做匀速圆周运动的人造卫星，c为地球同步卫星．则下列说法正确的是（）A．角速度的大小关系是ωa＜ωbB．向心加速度的大小关系是aa＞abC．线速度的大小关系是va＞vbD．周期的大小关系是Ta＞Tb二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、（6分）如图所示,为利用气垫导轨“验证机械能守恒定律”实验装置示意图.(1)实验步骤如下：①将气垫导轨放在水平实验桌面上，将导轨调至水平；②由导轨标尺读出两光电门中心之间的距离x＝_______cm；③将滑块移至光电门1左侧某处，待砝码盘静止不动时，释放滑块，要求砝码盘落地前挡光条已通过光电门2；④从数字计时器(图中未画出)上分别读出挡光条通过光电门1和光电门2所用的时间分别为Δt1和Δt2；⑤用天平称出滑块和挡光条的总质量M，再称出砝码盘和砝码的总质量m.(2)根据以上实验测量结果完成以下的问题(只要求写出表达式，已知挡光条的宽度为，重力加速度为)：①滑块通过光电门1和光电门2时的瞬时速度分别为______和_____.②当滑块通过光电门1和光电门2时，系统(包括滑块、挡光条、砝码盘和砝码)的总动能分别为Ek1＝_____和Ek2＝________.③在滑块从光电门1运动到光电门2的过程中，系统重力势能的减少量ΔEp＝______.(3)在实验误差允许范围内，如果关系式________成立，则可认为机械能守恒定律得到了验证.14、（10分）利用如图所示的实验装置做“探究合外力做的功与物体动能改变量的关系”实验，将光电门固定在轨道上的B点，用重物通过细线拉小车，细线拉力的大小可由拉力传感器测出，小车质量为M，保持小车质量不变，改变所挂重物质量m进行多次实验，每次小车都从同一位置A由静止释放。（1）完成该实验时，__________（填“需要”或“不需要”）平衡摩擦力；（2）在正确规范操作后，实验时读出拉力传感器的示数F，测出小车质量M，遮光条宽度d，挡光时间t及AB间的距离L，则验证动能定理的表达式为________（用测得的物理量表示）。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）(本题9分)如图，一质量m=0.4kg的滑块（可视为质点）静止于动摩擦因数µ=0.1的水平轨道上的A点。对滑块施加一水平外力，使其向右运动，外力的功率恒为P=10.0W。经过一段时间后撒去外力，滑块继续滑行至B点后水平飞出，恰好在C点沿切线方向进入固定在竖直平面内的光滑圆弧形轨道，轨道的最低点D处装有压力传感器，当滑块到达传感器上方时，传感器的示数为25.6N。已知轨道AB的长度L=2.0m，半径OC和竖直方向的夹角α=37°，圆形轨道的半径R=0.5m。（空气阻力可忽略，g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8）求：（1）滑块运动到C点时速度vc的大小；（2）B、C两点的高度差h及水平距离x?（3）水平外力作用在滑块上的时间t?16、（12分）(本题9分)蹦床运动是运动员在一张绷紧的弹性网上蹦跳、翻滚并做各种空中动作的运动项目。一个质量为60kg的运动员，从离水平网面3.2m高处自由下落，着网后沿竖直方向蹦回离水平网面5.0m高处。已知运动员与网接触的时间为1.2s，若把这段时间内网对运动员的作用力当作恒力来处理，求此力的大小和方向。（g取10m/s2）17、（12分）质量为m=2kg的木块，由水平光滑轨道滑向半径R=0.4m竖直半圆光滑轨道，到最高点C后，水平飞出，落在水平轨道上的B点处，如图所示。g=10m/s2(1)若物块恰好能通过半圆轨道最高点C，a.求其水平位移；b.求其着地速度；(2)若发现物块的水平位移为1.6m，求物块对轨道的压力大小。

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】

A.物体的重力做功-2J，则重力势能增加2J，选项A错误；B.合力功为3J+(-2J)=1J，则物体的动能增加1J，选项B正确；C.由B的分析可知，选项C错误；D.拉力做功为3J，则物体的机械能增加3J，选项D错误.2、B【解析】

A.设绳子与竖直方向上的夹角为θ，因为A做匀速直线运动，在竖直方向上合力为零，有：FTcosθ=mg，因为θ增大，则FT增大，故A错误.BCD.水平方向合力为零，有：FN=FTsinθ，由FT增大，得FN增大；故C，D均错误，B项正确.3、C【解析】两个物体系统中只有动能和重力势能相互转化，机械能总量守恒；m1重力势能减小，动能增加，m2重力势能和动能都增加，故m1减小的重力势能等于m2增加的重力势能和两个物体增加的动能之和；故选C．点睛：本题关键是两个物体构成的系统中只有动能和重力势能相互转化，机械能总量保持不变．4、A【解析】

A．在小球接触弹簧到将弹簧压缩至最短的整个过程中，小球受到竖直向下的重力和弹簧的弹力，弹簧的弹力先小于小球的重力，后大于重力，小球的合力先向下后向上，所以小球先向下做加速运动，当弹簧弹力等于重力时速度最大，然后向下做减速运动，故其动能先增大后减小，故选项A正确；BD．由于弹簧的弹力对小球做负功，所以小球的机械能在不断减少，弹簧的弹性势能在不断增大，故选项B、D错误；C．小球小球从开始接触弹簧到将弹簧压缩至最短的整个过程中，重力做正功，弹簧弹力做负功，小球动能、重力势能、弹簧的弹性势能总量守恒，所以小球、弹簧、地球构成的系统机械能守恒，故选项C错误．5、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．6、A【解析】

A．由图知，电动机在额定电压下工作时，电动机输出功率为650W，故A正确。B．在相同时间内，电风扇产生的热量小于电烙铁产生的热量，故B错误。C．电风扇和电烙铁额定功率不等，根据W=Pt知，在相同的时间内，电风扇和电烙铁消耗的电能不同，故C错误。D．日光灯消耗的电能转化为光能和内能，故D错误。故选A。7、BC【解析】

A.小球从a上升到b位置的过程中，弹簧的弹力先大于重力，后小于重力，小球先加速后减速，故小球从a上升到b的过程中，动能先增大后减小，故A错误；B.从a上升到b位置的过程中，弹簧对小球做正功，小球的机械能一直增大。故B正确。CD.根据系统的机械能守恒得知，小球在图甲中时，弹簧的弹性势能等于小球由a到c位置时增加的重力势能，为：Ep=mg（h2+h1），故C正确，D错误.8、BC【解析】

A.从A到O，物体初速度为零，后来开始运动，动能先增加；当弹簧沿斜面向上的弹力等于重力沿斜面向下分量时，物体加速度为零，速度最大，动能最大；继续向上运动到O，弹簧沿斜面向上的弹力小于重力沿斜面向下分量，物体加速度沿斜面向下，速度减小，动能减小。故A错误。B.弹簧处于自然长度时物块位于O点，从O到B，弹簧弹力沿斜面向下，物体加速度沿斜面向下，物体减速，动能一直减小到零，B正确。C.物块从A向O运动过程中，弹性势能减小，重力势能、动能增加，根据机械能守恒定律，弹性势能的减少量等于动能与重力势能的增加量，C正确。D.从O到B，根据机械能守恒可知，动能减小量等于弹性势能增加量与重力势能增加量之和，所以物块动能的减少量大于弹性势能的增加量，D错误。9、AC【解析】试题分析：由图，AB与CD平行，说明推力撤去后两物体的加速度相同，而撤去推力后物体的合力等于摩擦力，根据牛顿第二定律可知，两物体受到的摩擦力大小相等，根据动量定理，对整个过程研究得：，，由图看出，，则有，即的冲量小于的冲量，故选项AC正确．考点：动量定理、匀变速直线运动的图像、摩擦力的判断与计算【名师点睛】由速度图象分析可知，水平推力撤去后，AB与CD平行，说明加速度相同，动摩擦因数相同，两物体的质量相等，说明摩擦力大小相等，根据动量定理，研究整个过程，确定两个推力的冲量关系；本题首先考查读图能力，其次考查动量定理应用时，选择研究过程的能力．10、AC【解析】a、c为共线关系，线速度相等，b、c为共轴关系，加速度相等，b、c的线速度不相等，A错；由v=wr可知，a、c的线速度相等，角速度不相等，B错；C对；设a的线速度为v，加速度为，c的线速度为v，角速度为，c、d角速度相同，d的线速度为2v，d的加速度为，D对；11、CD【解析】

AB．人造卫星绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，设卫星的质量为m、轨道半径为r、地球质量为M，则有解得，可知，卫星在轨道2上经过P点时的加速度等于它在轨道3上经过P点时的加速度，轨道3半径比轨道1半径大，卫星在轨道1上线速度较大，故AB错误；C．由开普勒第三定律可知由于，所以，卫星在轨道1上运动一周的时间小于它在轨道2上运动一周的时间，故C正确；D．卫星由轨道2变为轨道3，向后喷气加速，即气体对卫星做正功，所以卫星的机械能增大，故D正确。故选CD。12、AD【解析】

A．ac角速度相同，所以ωa=ωc，而rb＜rc，根据ω=可知：ωc＜ωb，所以ωa=ωc＜ωb，故A正确；B．a与c的角速度相等，由a=ω2r，得：aa＜ac，b与c都是万有引力提供向心力，则：a=，所以ac＜ab．故aa＜ab．故B错误；C．ac比较，角速度相等，由v=ωr，可知va＜vc，b与c都是万有引力提供向心力，则：，即，所以vc＜vb．故va＜vb．故C错误；D．卫星c为同步卫星，所以Ta=Tc，根据T=2π/ω及ωc＜ωb，可知Tc＞Tb，所以Ta=Tc＞Tb，故D正确。故选AD。【点睛】本题涉及到两种物理模型，即ac转动的周期相等，bc同为卫星，其动力学原理相同，要两两分开比较，最后再统一比较．二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、50.00【解析】

标尺读数时，注意最小刻度为十分度，需读到最小刻度的下一位；光电门的宽度很小，可平均速度代替瞬时速度；动能和势能减少量，根据基本公式求解即可。【详解】第一空．标尺读数：；第二空第三空．由于光电门的宽度很小，所以我们用很短时间内的平均速度代替瞬时速度，即滑块通过光电门1的速度为：，滑块通过光电门2的速度为：；第四空第五空．，；第六空．系统重力势能的减少量为：；第七空．机械