河南省第二實(shí)驗(yàn)中學(xué)2022-2023學(xué)年物理高一第二學(xué)期期末經(jīng)典試題含解析

2022-2023學(xué)年高一物理下期末模擬試卷考生請(qǐng)注意：1．答題前請(qǐng)將考場(chǎng)、試室號(hào)、座位號(hào)、考生號(hào)、姓名寫在試卷密封線內(nèi)，不得在試卷上作任何標(biāo)記。2．第一部分選擇題每小題選出答案后，需將答案寫在試卷指定的括號(hào)內(nèi)，第二部分非選擇題答案寫在試卷題目指定的位置上。3．考生必須保證答題卡的整潔?？荚嚱Y(jié)束后，請(qǐng)將本試卷和答題卡一并交回。一、選擇題：（1-6題為單選題7-12為多選，每題4分，漏選得2分，錯(cuò)選和不選得零分）1、(本題9分)如圖所示，半徑為R的光滑圓環(huán)豎直放置，N為圓環(huán)的最低點(diǎn)。在環(huán)上套有兩個(gè)小球A和B，A、B之間用一根長(zhǎng)為R的輕桿相連，使兩小球能在環(huán)上自由滑動(dòng)。已知A球質(zhì)量為4m，B球質(zhì)量為m，重力加速度為g。現(xiàn)將桿從圖示的水平位置由靜止釋放，在A球滑到N點(diǎn)的過(guò)程中，輕桿對(duì)B球做的功為A．mgR B．1.2mgR C．1.4mgR D．1.6mgR2、(本題9分)水平橫梁一端A插在墻壁內(nèi)，另一端裝有一小滑輪B.一輕繩的一端C固定于墻壁上，另一端跨過(guò)滑輪后懸掛一質(zhì)量為m＝10kg的重物，∠CBA＝30°，如圖所示，則滑輪受到繩子的作用力大小為(g取10N/kg)()A．50NB．50NC．100ND．100N3、(本題9分)如圖所示，做勻速直線運(yùn)動(dòng)的列車受到的阻力與它速率的平方成正比．如果列車運(yùn)行速率提升為原來(lái)的2倍，則它發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率變?yōu)樵瓉?lái)的()A．2倍 B．2倍 C．4倍 D．8倍4、(本題9分)如圖，水平傳送帶兩端點(diǎn)A、B間距離L=5m，傳送帶以v0=1m/s的速度（始終保持不變）順時(shí)針運(yùn)轉(zhuǎn)．現(xiàn)將一質(zhì)量為m=lkg的小煤塊（可視為質(zhì)點(diǎn)）無(wú)初速度地輕放至A點(diǎn)處，已知小煤塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.1，g取10m/s1．由于小煤塊與傳送帶之間有相對(duì)滑動(dòng)，會(huì)在傳送帶上留下劃痕．則小煤塊從A運(yùn)動(dòng)到B的過(guò)程中（）A．小煤塊從A運(yùn)動(dòng)到B的時(shí)間是√5sB．劃痕長(zhǎng)度是0.5mC．皮帶對(duì)物塊的摩擦力做的功為10JD．由于傳送煤塊而使電動(dòng)機(jī)多輸出的能量為4J5、(本題9分)在下列幾種運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，物體的機(jī)械能不守恒的是A．物體勻速下落B．物體在空中做平拋運(yùn)動(dòng)C．物體做自由落體運(yùn)動(dòng)D．物體沿光滑斜面下滑6、如圖所示,小物體P放在水平圓盤上隨圓盤一起轉(zhuǎn)動(dòng)，下列關(guān)于小物體所受摩擦力f的敘述正確的是（）A．f的方向總是指向圓心B．圓盤勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)f=0C．在轉(zhuǎn)速一定的條件下，f跟物體到軸O的距離成正比D．在物體與軸O的距離一定的條件下,f跟圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度成正比7、(本題9分)如圖所示，光滑圓管固定在豎直平面內(nèi)，有一小球在管內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)．忽略空氣阻力，小球在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中（）A．動(dòng)能不斷變化B．機(jī)械能不守恒C．重力勢(shì)能不斷變化D．只有重力對(duì)小球做功8、(本題9分)如圖，滑塊a、b的質(zhì)量均為m，a套在固定豎直桿上，與光滑水平地面相距h，b放在地面上．a(chǎn)、b通過(guò)鉸鏈用剛性輕桿連接，由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)．不計(jì)摩擦，a、b可視為質(zhì)點(diǎn)，重力加速度大小為g．則下列說(shuō)法中正確的是（）A．無(wú)論a、b在什么位置，兩物體的加速度方向都與速度方向相同B．a(chǎn)下落過(guò)程中，其加速度大小可能大于gC．a(chǎn)落地時(shí)速度大小為D．a(chǎn)落地前，當(dāng)a的機(jī)械能最小時(shí)，b對(duì)地面的壓力大小為mg9、(本題9分)一水平拋出的小球落到一傾角為θ的斜面上時(shí)，其速度方向與斜面垂直，運(yùn)動(dòng)軌跡如圖中虛線所示．則此時(shí)小球水平速度與豎直速度之比、小球水平方向通過(guò)的距離與在豎直方向下落的距離之比分別為（）A．水平速度與豎直速度之比為tanθ B．水平速度與豎直速度之比為C．水平位移與豎直位移之比為2tanθ D．水平位移與豎直位移之比為10、(本題9分)“高分四號(hào)”衛(wèi)星是中國(guó)首顆地球同步軌道高分辨率遙感衛(wèi)星.已知“高分四號(hào)”衛(wèi)星距離地面的高度為,地球的半徑為,地球表面的重力加速度大小為,萬(wàn)有引力常量為.下列說(shuō)法正確的是（）A．“高分四號(hào)”衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)的周期為B．“高分四號(hào)“衛(wèi)星運(yùn)行的線速度大小為C．“高分四號(hào)”衛(wèi)星軌道處的重力加速度大小為D．地球的平均密度為11、(本題9分)一個(gè)小球從空中的a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)的過(guò)程中，重力做功8J，除重力之外其他力做功3J．關(guān)于小球的能量，下列說(shuō)法正確的是（）A．在a點(diǎn)的重力勢(shì)能比在b點(diǎn)多8JB．在a點(diǎn)的動(dòng)能比在b點(diǎn)多11JC．在a點(diǎn)的機(jī)械能比在b點(diǎn)少3JD．在a點(diǎn)的機(jī)械能比在b點(diǎn)多3J12、(本題9分)物體在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，克服重力做功為50J，則A．重力做功為50JB．物體的重力勢(shì)能一定增加了50JC．重力做了50J的負(fù)功D．物體的重力勢(shì)能一定減少了50J二、實(shí)驗(yàn)題（本題共16分，答案寫在題中橫線上）13、（6分）某同學(xué)利用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律．將氣墊導(dǎo)軌固定在水平桌面上，調(diào)節(jié)旋鈕使其水平．在氣墊導(dǎo)軌的左端固定一光滑的定滑輪，在B處固定一光電門，測(cè)出滑塊及遮光條的總質(zhì)量為M，將質(zhì)量為m的鉤碼通過(guò)細(xì)線與滑塊連接．打開(kāi)氣源，滑塊從A處由靜止釋放，寬度為b的遮光條經(jīng)過(guò)光電門擋光時(shí)間為t，取擋光時(shí)間t內(nèi)的平均速度作為滑塊經(jīng)過(guò)B處的速度，A、B之間的距離為d，重力加速度為g．（1）調(diào)整光電門的位置，使得滑塊通過(guò)B點(diǎn)時(shí)鉤碼沒(méi)有落地．滑塊由A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的過(guò)程中，系統(tǒng)動(dòng)能增加量ΔEk為_(kāi)_____，系統(tǒng)重力勢(shì)能減少量ΔEp為_(kāi)__．（以上結(jié)果均用題中所給字母表示）（2）若實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)ΔEk總是略大于ΔEp，可能的原因是______A．存在空氣阻力B．滑塊沒(méi)有到達(dá)B點(diǎn)時(shí)鉤碼已經(jīng)落地C．測(cè)出滑塊左端與光電門B之間的距離作為dD．測(cè)出滑塊右端與光電門B之間的距離作為d14、（10分）(本題9分)如圖所示為實(shí)驗(yàn)室中驗(yàn)證動(dòng)量守恒的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖．（1）若入射小球質(zhì)量為m1，半徑為r1，被碰小球的質(zhì)量為m2，半徑為r2，則_________．A．B．C．D．（2）設(shè)入射小球的質(zhì)量為，被碰小球的質(zhì)量為，P為碰撞前入射小球落點(diǎn)的平均位置，則關(guān)系式為（用、OM、ON、OP表示）____________成立，即表示碰撞中動(dòng)量守恒．三、計(jì)算題要求解題步驟，和必要的文字說(shuō)明（本題共36分）15、（12分）(本題9分)如圖所示，甲、乙兩名宇航員正在離空間站一定距離的地方執(zhí)行太空維修任務(wù)．某時(shí)刻甲、乙都以大小為v0＝2m/s的速度相向運(yùn)動(dòng)，甲、乙和空間站在同一直線上且可當(dāng)成質(zhì)點(diǎn)．甲和他的裝備總質(zhì)量為M1＝90kg，乙和他的裝備總質(zhì)量為M2＝135kg，為了避免直接相撞，乙從自己的裝備中取出一質(zhì)量為m＝45kg的物體A推向甲，甲迅速接住A后即不再松開(kāi)，(設(shè)甲、乙距離空間站足夠遠(yuǎn)，本題中的速度均指相對(duì)空間站的速度)則：乙要至少以多大的速度v(相對(duì)于空間站)將物體A推出，才能避免與甲相撞？16、（12分）(本題9分)如圖所示，光滑水平平臺(tái)AB與豎直光滑半圓軌道AC平滑連接，C點(diǎn)切線水平，長(zhǎng)為L(zhǎng)=4m的粗糙水平傳送帶BD與平臺(tái)無(wú)縫對(duì)接。質(zhì)量分別為m1=0.3kg和m2=1kg兩個(gè)小物體中間有一被壓縮的輕質(zhì)彈簧，用細(xì)繩將它們連接。已知傳送帶以v0=1.5m/s的速度向左勻速運(yùn)動(dòng)，小物體與傳送帶間動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=0.1．某時(shí)剪斷細(xì)繩，小物體m1向左運(yùn)動(dòng)，m2向右運(yùn)動(dòng)速度大小為v2=3m/s，g取10m/s2．求：(1)剪斷細(xì)繩前彈簧的彈性勢(shì)能Ep(2)從小物體m2滑上傳送帶到第一次滑離傳送帶的過(guò)程中，為了維持傳送帶勻速運(yùn)動(dòng)，電動(dòng)機(jī)需對(duì)傳送帶多提供的電能E(3)為了讓小物體m1從C點(diǎn)水平飛出后落至AB平面的水平位移最大，豎直光滑半圓軌道AC的半徑R和小物體m1平拋的最大水平位移x的大小。17、（12分）(本題9分)如圖，一質(zhì)量m=2kg的物體靜止在光滑水平面上，在方向?yàn)樗较蛴摇⒋笮?N的恒力F的作用下開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，求物體經(jīng)過(guò)3s：（1）力F對(duì)物體所做的功；（2）力F對(duì)物體所做功的平均功率；（3）在3s末力F對(duì)物體做功的瞬時(shí)功率．

參考答案一、選擇題：（1-6題為單選題7-12為多選，每題4分，漏選得2分，錯(cuò)選和不選得零分）1、B【解析】

根據(jù)幾何知識(shí)可得：AO與豎直方向的夾角為60°。在A球滑到N點(diǎn)時(shí)，由系統(tǒng)的機(jī)械能守恒得：4mgR（1-cos60°）-mgR=，其中vA=vB；對(duì)B，運(yùn)用動(dòng)能定理得：-mgR+W=，聯(lián)立以上各式得輕桿對(duì)B球做的功W=1.2mgR。2、C【解析】

由題意可得，對(duì)繩B點(diǎn)受力分析：

滑輪受到繩子的作用力應(yīng)為圖中兩段繩中拉力F1和F2的合力F，因同一根繩張力處處相等，都等于物體的重量，即為：F1=F2=G=mg=100N。用平行四邊形定則作圖，由于拉力F1和F2的夾角為120°，則由幾何知識(shí)得：F=100N所以滑輪受繩的作用力為100N．方向與水平方向成30°角斜向下；A．50N，與結(jié)論不相符，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；B．50N，與結(jié)論不相符，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；C．100N，與結(jié)論相符，選項(xiàng)C正確；D．100N，與結(jié)論不相符，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；故選C。3、D【解析】

根據(jù)P=Fv=fv=kv4、D【解析】根據(jù)牛頓第二定律得，小煤塊的加速度a=μg=1m/s1，則勻加速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t1=v0a=22s=1s，勻加速運(yùn)動(dòng)的位移x1=v0t12=2×12m=1m．則小煤塊勻速運(yùn)動(dòng)的位移x1=x-x1=5-1=4m，則勻速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間點(diǎn)睛：解決本題的關(guān)鍵理清小煤塊在傳送帶上的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，結(jié)合牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式分析煤塊的運(yùn)動(dòng)過(guò)程，要正確分析能量是如何轉(zhuǎn)化的．5、A【解析】物體勻速下落時(shí)，受到向上的阻力作用，阻力做負(fù)功，其機(jī)械能減小，不守恒，故A符合題意；物體在空中做平拋運(yùn)動(dòng)，只受重力，所以機(jī)械能守恒，故B不符合題意；物體做自由落體運(yùn)動(dòng)，只受重力，所以機(jī)械能守恒，故C不符合題意；物體沿光滑斜面下滑，只有重力做功，所以機(jī)械能守恒，故D不符合題意。所以選A。6、C【解析】

如果圓盤在做非勻速圓周運(yùn)動(dòng)，摩擦力不指向圓心，摩擦力分解為一個(gè)指向圓心的力和沿圓弧切線方向的力，指向圓心力提供向心力改變速度的方向，切向的分力改變速度的大小，所以A項(xiàng)錯(cuò)誤；圓盤勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，物體在做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，摩擦力提供向心力，摩擦力不為零，所以B項(xiàng)錯(cuò)誤；當(dāng)轉(zhuǎn)速一定時(shí)，根據(jù)，角速度也是一定，摩擦力提供向心力，摩擦力與半徑成正比關(guān)系，所以C項(xiàng)正確；在物體與軸O的距離一定的條件下，摩擦力與角速度的平方成正比，所以D項(xiàng)錯(cuò)誤．7、ACD【解析】

圓管光滑，小球運(yùn)動(dòng)過(guò)程不受摩擦力作用，小球運(yùn)動(dòng)過(guò)程只有重力做功，小球的機(jī)械能守恒，小球在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，通過(guò)重力做功，小球的動(dòng)能與勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化，小球的動(dòng)能與重力勢(shì)能不斷變化，但機(jī)械能不變，故ACD正確，B錯(cuò)誤；故選ACD．【點(diǎn)睛】本題考查了判斷小球動(dòng)能、重力勢(shì)能與機(jī)械能是否變化，知道機(jī)械能守恒的條件、應(yīng)用機(jī)械能守恒定律可以解題．8、BCD【解析】

A．當(dāng)a到達(dá)底端時(shí)，b的速度為零，b的速度在整個(gè)過(guò)程中，先增大后減小，動(dòng)能先增大后減小，所以輕桿對(duì)b先做正功，后做負(fù)功，說(shuō)明桿對(duì)b先是推力、后是拉力，故b的加速度與速度先同方向后反方向，故A錯(cuò)誤；B．b的速度在整個(gè)過(guò)程中，先增大后減小，所以a對(duì)b的作用力先是動(dòng)力后是阻力，所以b對(duì)a的作用力就先是阻力后是動(dòng)力，所以在b減速的過(guò)程中，b對(duì)a是向下的拉力，此時(shí)a的加速度大于重力加速度，故B正確；C．a(chǎn)運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)，b的速度為零，根據(jù)系統(tǒng)機(jī)械能守恒定律得：mAgh=mAvA2，解得：vA=，故C正確；D．a(chǎn)、b整體的機(jī)械能守恒，當(dāng)a的機(jī)械能最小時(shí)，b的速度最大，此時(shí)b受到a的推力為零，b只受到重力的作用，所以b對(duì)地面的壓力大小為mg，故D正確。故選BCD?！军c(diǎn)睛】解決本題的關(guān)鍵知道a、b組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，以及知道當(dāng)a的機(jī)械能最小時(shí)，b的動(dòng)能最大．9、AC【解析】試題分析：小球撞在斜面上，速度方向與斜面垂直，則速度方向與豎直方向的夾角為θ，則水平速度與豎直速度之比為，故A正確，B錯(cuò)誤．水平位移與豎直位移之比，故C正確，D錯(cuò)誤．考點(diǎn)：考查了平拋運(yùn)動(dòng)10、CD【解析】根據(jù)，且可得“高分四號(hào)”衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)的周期為，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；根據(jù)解得，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；根據(jù)可得“高分四號(hào)”衛(wèi)星軌道處的重力加速度大小為，選項(xiàng)C正確；地球的平均密度為，選項(xiàng)D正確；故選CD.點(diǎn)睛：解決本題的關(guān)鍵掌握萬(wàn)有引力提供向心力這一重要理論，從而找到關(guān)于周期、線速度以及重力加速度的表達(dá)式；知道黃金代換的表達(dá)式GM=gR2；．11、AC【解析】

A．重力做功等于重力勢(shì)能的變化量,重力做功8J，所以重力勢(shì)能減小8J，故A正確；B．從a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)的過(guò)程中，合外力做功為11J，根據(jù)動(dòng)能定理可知，動(dòng)能增加11J，所以在a點(diǎn)的動(dòng)能比在b點(diǎn)少11J，故B錯(cuò)誤；CD．機(jī)械能的變化取決于除重力以外的力，故機(jī)械能增加了3J，在a點(diǎn)的機(jī)械能比在b點(diǎn)少3J，故C正確；D錯(cuò)誤。故選AC．點(diǎn)睛：解決本題需掌握:重力做功等于重力勢(shì)能的變化量;合力做功等于動(dòng)能的變化量;除重力外的各個(gè)力做的總功等于機(jī)械能的變化量.12、BC【解析】克服重力做功，即重力做負(fù)功，則重力勢(shì)能一定增大，克服重力做多少功，重力勢(shì)能就增加多少，故重力勢(shì)能增加50J，BC正確．【點(diǎn)睛】重力勢(shì)能變化量直接對(duì)應(yīng)重力做功，與其他因素?zé)o關(guān)，重力做正功，重力勢(shì)能減小，重力做負(fù)功，重力勢(shì)能增大，且滿足．二、實(shí)驗(yàn)題（本題共16分，答案寫在題中橫線上）13、C【解析】

（1）由于光電門的寬度b很小，所以我們用很短時(shí)間內(nèi)的平均速度代替瞬時(shí)速度。

滑塊通過(guò)光電門B速度為：；

滑塊從A處到達(dá)B處時(shí)m和M組成的系統(tǒng)動(dòng)能增加量為：；

系統(tǒng)的重力勢(shì)能減少量可表示為：△Ep=mgd；

比較△Ep和△Ek，若在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)相等，即可認(rèn)為機(jī)械能是守恒的。

（2）若存在空氣阻力的，則有△Ek總是略小于△Ep，故A錯(cuò)誤；滑塊沒(méi)有到達(dá)B點(diǎn)時(shí)鉤碼已經(jīng)落地，拉力對(duì)滑塊做的功會(huì)減小，△Ek應(yīng)小于△Ep，故B錯(cuò)誤；將滑塊左端與光電門B之間的距離作為d，鉤碼下落的高度算少了，△Ek將大于△Ep，故C正確。將滑塊右端與光電門B之間的距離作為d，鉤碼下落的高度算多了，△Ek將小于△Ep，故D錯(cuò)誤。14、C；；【解析】(1)在小球碰撞過(guò)程中水平方向動(dòng)量守恒定律故有m1v0=m1v1+m2v2在碰撞過(guò)程中動(dòng)能守恒故有解得：要碰后入射小球的速度v1＞0，即m1-m2＞0，m1＞m2，為了使兩球發(fā)生正碰，兩小球的半徑相同，r1=r2，故選C；(2)P為碰前入射小球落點(diǎn)的平均位置，M為碰后入射小球的位置，N為碰后被碰小球的位置，碰撞前入射小球的速度碰撞后入射小球的速度碰撞后被碰小球的速度若m1v1=m2v3+m1v2則表明通過(guò)該實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了兩球碰撞過(guò)程中動(dòng)量守恒，三、計(jì)算題要求解題步驟，和必要的文字說(shuō)明（本題共36分）15、5.2m/s【解析】

解：以甲、乙、A三者組成的系統(tǒng)為研究對(duì)象，系統(tǒng)動(dòng)量守恒，以