2022届新疆生产建设兵团五校物理高一下期末学业质量监测试题含解析

2021-2022学年高一物理下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、如图所示，一质量为m的小圆环，套在一竖直固定的光滑轻杆上，用一跨过光滑定滑轮的细绳拉住，在力F作用下，让小圆环由位置A（AO在同一水平面上）缓慢运动到B点，已知此时细绳BO段长为l，与轻杆的夹角为θ，重力加速度为g，则此过程中力F所做的功为A．-mglcosθ B．-Fl（1-sinθ）C．-Flcos2θ D．无法确定2、(本题9分)如图所示，长为L的轻杆一端固定质量为m的小球，另一端固定在转轴O，现使小球在竖直平面内做圆周运动，P为圆周的最高点，若小球通过圆周最低点时的速度大小为，忽略摩擦阻力和空气阻力，则以下判断正确的是A．小球不能到达P点B．小球到达P点时的速度大于C．小球能到达P点，且在P点受到轻杆向下的弹力大小为D．小球能到达P点，且在P点受到轻杆向上的弹力大小为3、(本题9分)如图所示，一个小球（视为质点）从H=12m高处，由静止开始通过光滑弧形轨道AB，进入半径R=4m的竖直圆环，且与圆环间动摩擦因数处处相等，当到达环顶C时，刚好对轨道压力为零；沿CB圆弧滑下后，进入光滑弧形轨道BD，且到达高度为h的D点时的速度为零，取g=10m/s2，所有高度均相对B点而言，则h之值可能为（）A．7m B．8m C．9m D．10m4、在平坦的垒球运动场上，击球手挥动球棒将垒球水平击出，垒球飞行一段时间后落地．若不计空气阻力，则（）A．垒球落地时瞬时速度的大小仅由初速度决定B．垒球落地时瞬时速度的方向仅由击球点离地面的高度决定C．垒球在空中运动的水平位移仅由初速度决定D．垒球在空中运动的时间仅由击球点离地面的高度决定5、(本题9分)关于物体做曲线运动时的速度和加速度，下列说法正确的是A．速度可以不变，加速度也可以不变 B．速度一定改变，加速度可以不变C．速度可以不变，加速度一定改变 D．速度一定改变，加速度也一定改变6、如图所示，轻弹簧水平固定在墙上，一小球以初速度v0沿光滑水平面向左运动。在小球向左压缩弹簧的过程中A．小球做匀减速运动B．小球和弹簧组成的系统机械能不守恒C．小球克服弹力做功，机械能减少D．小球和弹簧刚接触时速度最大，加速度最大7、(本题9分)向空中发射一物体，不计空气阻力，当物体的速度恰好沿水平方向时，物体炸裂为a、b两块．若质量较大的a块的速度方向仍沿原来的方向，则()A．b的速度方向一定不与与原速度方向相同B．从炸裂到落地这段时间里，a飞行的水平距离不一定比b的大C．a、b一定同时到达地面D．炸裂的过程中，a、b中受到的爆炸力的冲量大小无法比较8、(本题9分)如图所示，在同一轨道平面上，有绕地球做匀速圆周运动的卫星a、b、c某时刻在同一直线上，则（）A．经过一段时间，它们将同时第一次回到原位置B．卫星a的角速度最大C．卫星b的周期比c小D．卫星c受到的向心力最小9、在大型物流货场,广泛的应用传送带搬运货物．如图甲所示,倾斜的传送带以恒定速率运动,皮带始终是绷紧的,将m=1kg的货物放在传送带上的A点,经过1.1s到达传送带的B点．用速度传感器测得货物与传送带的速度v随时间t变化的图象如图乙所示,已知重力加速度g=10m/s1．由v-t图象可知()A．货物与传送带间的动摩擦因数为0.5B．A、B两点的距离为1.4mC．货物从A运动到B的过程中,货物与传送带摩擦产生的热量为4.8JD．货物从A运动到B的过程中,传送带对货物做功大小为11.8J10、(本题9分)如图所示，完全相同的三个金属小球a、b、c位于距离地面同一高度处现以等大的初速度使三个小球同时开始运动，分别做平抛、竖直上抛和斜抛运动，忽略空气阻力。以下说法正确的是（）A．落地之前，三个小球均做匀变速运动B．三个小球在落地时的动能不相等C．三个小球在落地时动量相同D．落地之前，三个小球在任意相等时间内动量的增量相同11、(本题9分)物体仅在力F作用下运动，F的方向与物体运动方向一致，其F－t图象如图所示，则物体()A．在t1时刻速度最大B．从t1时刻后便开始返回运动C．在t1时刻加速度最大D．在0～t2时间内，速度一直在增大12、一钢球从某高度自由下落到一放在水平地面的弹簧上，从钢球与弹簧接触到压缩到最短的过程中，弹簧的弹力F、钢球的加速度a、重力所做的功WG以及小球的机械能E与弹簧压缩量x的变化图线如下图(不考虑空间阻力)，选小球与弹簧开始接触点为原点，建立图示坐标系，并规定向下为正方向，则下述选项中的图象符合实际的是()A． B． C． D．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)“验证动能定理”的实验装置如图甲所示．(1)在平衡小车与桌面之间摩擦力的过程中，打出了一条纸带如图乙所示．计时器打点的时间间隔为0.02s．从比较清晰的点起，每5个点取一个计数点，量出相邻计数点之间的距离．该小车的加速度大小a＝_____m/s2.(结果保留两位有效数字)(2)平衡摩擦力后，拆去打点计时器．在木板上的B点固定一个光电计时器，小车上固定一遮光片，如图丙所示．将5个相同的砝码都放在小车上，挂上砝码盘，然后每次从小车上取一个砝码添加到砝码盘中，并且每次都控制小车从A点静止释放．记录每一次光电计时器的示数．本实验应取砝码盘及盘中砝码、小车（及车上挡光片、砝码）作为一个系统，即研究对象．那么，是否需要保证砝码盘及盘中砝码的总质量远小于小车及车中砝码的总质量？_______（选填“是”或“否”）；每次从小车上取走砝码后，是否需要重新平衡摩擦力？_______（选填“是”或“否”）14、（10分）(本题9分)某学习小组利用如图甲所示装置验证机械能守恒定律，实验中电火花计时器所用的交流电源的频率为f，得到如图乙所示的纸带，测量出图中的s1、s2及AB距离s，已知重物的质量为m，当地的重力加速度为g.(1)在进行实验时,与重物相连的是纸带的___端(选填“左”或“右”).(2)图丙是用刻度尺测量打点AB间的距离，则AB间的距离s为___m.(3)打下B点时,重物的速度大小表式为vB=___.(4)取A、B为研究的初、末位置，则验证机械能守恒成立的表达式是___.（用题中字母表示）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)一水轮发电机组，每秒有2.0m3的水流过水轮机，若河坝水位的高度差是20m，求水每秒对水轮机最多能做多少功．若有40%的机械能转化为电能，则发电机的输出功率为多大？(g取10m/s2)16、（12分）(本题9分)如图所示，在光滑的水平面上有一长为L的木板B，上表面粗糙，在其左端有一光滑的1/4圆弧槽C，与长木板接触但不相连，圆弧槽的下端与木板上表面相平，B、C静止在水平面上．现有滑块A以初速V0从右端滑上B，并以1/2V0滑离B，确好能到达C的最高点．A、B、C的质量均为m，试求：（1）木板B上表面的动摩擦因素μ；（2）1/4圆弧槽C的半径R；（3）当A滑离C时，C的速度．17、（12分）如图所示，质量m的小环串在固定的粗糙竖直长杆上，从离地h高处以一定初速度向上运动，运动过程中与长杆之间存在大小mg的滑动摩擦力。小环能达到的最大高度为3h，求：（1）小环从h高处出发至第二次经过2h高处过程中，重力做功和摩擦力做功分别为多少？（2）在高中我们定义“由相互作用的物体的相对位置决定的能量”叫势能，如相互吸引的物体和地球，其相对位置关系决定重力势能。对比（1）问中两力做功，说明为什么不存在与摩擦力对应的“摩擦力势能”的概念。（3）以地面为零势能面。从出发至小环落地前，小环的机械能E随路程s的变化关系是什么？（4）上升和下降两次经过2h高处时的速度大小之比为多少？

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】

小圆环由A（AO在同一水平面上）缓慢运动到B点过程中，应用动能定理可得：，解得：此过程中力F所做的功．A．与计算结果相符，故A项正确．B．与计算结果不符，故B项错误．C．与计算结果不符，故C项错误．D．可以进行计算，故D项错误．2、D【解析】

AB.根据动能定理得：，解得：．而小球在最高点的临界速度可以为零，所以小球能到达最高点。AB错误。CD.设杆子在最高点表现为支持力，则解得：，故杆子表现为支持力。C错误，D正确；3、A【解析】试题分析：因为当到达环顶C时，刚好对轨道压力为零，则C点的速度为，从A点到C点损失的机械能，物体从C点到D点机械能损失一定小于20m，即，解得10m＞h＞8m，故选项A正确．考点：能量守恒定律及圆周运动问题．4、D【解析】试题分析：物体做平抛运动，我们可以把平抛运动可以分解为水平方向上的匀速直线运动，和竖直方向上的自由落体运动来求解，两个方向上运动的时间相同．解：A、垒球做平抛运动，落地时的瞬时速度的大小为V==，t=，所以垒球落地时瞬时速度的大小即与初速度有关，也与高度有关，所以A错误．B、垒球落地时瞬时速度的方向tanθ==，时间t=，所以tanθ=，所以垒球落地时瞬时速度的方向与击球点离地面的高度和球的初速度都有关，所以B错误．C、垒球在空中运动的水平位移x=V0t=V0，所以垒球在空中运动的水平位移与击球点离地面的高度和球的初速度都有关，所以C错误．D、垒球在空中运动的时间t=，所以垒球在空中运动的时间仅由击球点离地面的高度决定，所以D正确．故选D．5、B【解析】

物体既然做曲线运动，那么它的速度方向肯定是不断变化的即速度一定变化，但加速度不一定变化，如平抛运动也是曲线运动，它的合力为重力，加速度是重力加速度即不变，故B正确。故选B。6、C【解析】

A.小球向左压缩弹簧，形变量越来越大，故弹力越来越大，则根据牛顿第二定律可知，小球的加速度越来越大，做加速度变大的减速运动，故A错误；B.由于小球和弹簧组成的系统外力做功为零，故系统的机械能守恒，故B错误；C.弹力对小球做负功，即小球克服弹力做功，所以小球的机械能减小，故C正确；D.小球和弹簧刚接触时速度最大，但此时弹力最小，加速度最小，故D错误。7、BC【解析】物体在炸成两块时，系统在水平方向动量守恒，由动量守恒定律可知，b的速度方向可能与原速度方向相同、相反或为零，但a和b两块的动量变化一定大小相等，方向相反，A错误D正确；在爆炸后，a和b在竖直方向做自由落体运动，二者在空中运动时间相等，同时到达地面，由于a和b的水平速度关系未知，所以二者落地时的水平距离关系不能确定，选项B错误C正确．8、BCD【解析】试题分析：由万有引力提供向心力知，半径越大，周期越大，卫星b的周期比卫星c的周期小，C正确．C的周期最大，三者周期不同，A回到原位置时，B、C不能同时回到原位置，A错误．，可得半径越大，角速度速度越小，卫星a的角速度最大，B正确；．，半径越大，向心加速度越小，卫星c的向心加速度最小，D正确．故选BCD考点：人造卫星问题．点评：解决本题的关键是掌握万有引力提供向心力，不能考虑一个变量而忽略了另一个变量的变化．9、AC【解析】

A、由图象可知，货物在传送带上先做匀加速直线运动，加速度为：，对货物受力分析受摩擦力，方向向下，重力和支持力，可得，即，同理货物做的匀加速直线运动，加速度为：，对货物受力分析受摩擦力，方向向上，重力和支持力，可得，即，联立解得，，故选项A正确；B、货物在传送带上先做匀加速直线运动，当速度达到传送带速度，货物做的匀加速直线运动，所以物块由到的间距对应图象所围的“面积”，为，故选项B错误．C、根据功能关系，货物与传送带摩擦产生的热量等于摩擦力乘以相对位移，可知摩擦力，货物做匀加速直线运动时，位移为：，传送带位移为，相对位移为，同理货物做匀加速直线运动时，位移为，传送带位移为，相对位移为，故两者之间的总相对位移为，货物与传送带摩擦产生的热量为，故选项C正确；D、根据功能关系，货物做匀加速直线运动时，货物受力分析受摩擦力，方向向下，摩擦力做正功为：，同理货物做匀加速直线运动时，货物受力分析受摩擦力，方向向上，摩擦力做负功为，所以整个过程，传送带对货物做功大小为，故选项D错误．10、AD【解析】

A、三个球初始高度相同，三个小球都是只受到重力的作用，加速度都等于重力加速度，所以都做匀变速运动，A正确；B、小球运动过程中，只有重力做功，机械能守恒，则有：，由于三个小球的质量m、初位置的高度h和初速度v0大小都相等，则落地时动能大小相等，B错误。C、三个球初始高度相同，分别做平抛、竖直上抛和斜抛运动，落地时速度的方向不同，所以动量不相等，C错误；D、三个小球的质量相等，根据动量定理可知，三个小球在任意相等时间内动量的增量△P＝mgt．也是相等的，D正确；11、CD【解析】

C.根据牛顿第二定律得，力越大时，加速度越大，由图象可知t1时刻力F最大，所以加速度最大，则C正确；AB.由图象知，t1时刻力F开始减小，但方向未发生变化，所以物体继续向前加速运动，所以在t1时刻速度不是最大，AB错误；D.由图象可知在0-t2时间内F的方向没发生变化，又F的方向与物体运动方向一致，所以物体一直做加速运动，所以D正确；12、BC【解析】

A．由于向下为正方向，而弹簧中的弹力方向向上，所以选项A中的拉力应为负值，A错误；B．小球接触弹簧上端后受到两个力作用：向下的重力和向上的弹力．在接触后的前一阶段，重力大于弹力，合力向下，而弹力F=kx，则加速度，故B正确；C．根据重力做功的计算式，可知C正确；D．小球和弹簧整体的机械能守恒，小球的机械能不守恒，D错误．二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、0.16否否【解析】（1）由图乙可得：纸带上的时间间隔，相邻时间间隔的位移差，故；（2）对系统进行受力分析可得：砝码盘及盘中砝码的重力等于合外力，进而由合外力求得小车加速度；在此过程中，对砝码盘及盘中砝码的质量没有要求，故不需要保证砝码盘及盘中砝码的总质量远小于小车及车中砝码的总质量；小车和木板之前的动摩擦因数不变，故只要保证木板倾斜角不变，那么，小车受到的摩擦力和重力沿斜面分量总是等大反向，故不需要重新平衡摩擦力.【点睛】由计时器打点的时间间隔得到计数点的时间间隔，再根据相邻时间间隔的位移差得到加速度；根据受力分析得到小车加速度的相关量判断质量要求，由摩擦力的影响因素，根据小车受力判断倾斜度是否要调整．14、左0.4545fs2【解析】

根据相同时间内位移逐渐增大确定重物与纸带的哪一端相连．

根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出B点的速度，根据重力势能的减小量等于动能的增加量列出机械能守恒的表达式．【详解】（1）因为相等时间内位移逐渐增大，可知重物与纸带的左端相连．

（2）AB间的距离为：xAB=55.45-10.00cm=45.45cm=0.4545m．

（3）B点的瞬时速度为：vB=s22T综上所述本题答案是;(1).左(2).0.4545(3).fs2【点睛】本题考查了机械能守恒的验证，抓住重力势能的减小量和动能的增加量是否相等进行验证，会通过纸带得出下降的高度，从而得出重力势能的减小量，会根据纸带求解瞬时速度，从而得出动能的增加量．三、计算题要求解题步骤，和必要的文字说明（本题共36分）15、4×105J1.6×105W【解析】若使水对水轮机做的功最多，则应满足水的重力势能全部传给水轮机，则水每秒对水轮机做的功为W＝mgh＝ρVgh＝103×2×10×20J＝4×105J，因有40%的机