2023屆河北衡水武邑中學(xué)物理高一第二學(xué)期期末考試模擬試題含解析

2022-2023學(xué)年高一物理下期末模擬試卷注意事項(xiàng):1．答題前，考生先將自己的姓名、準(zhǔn)考證號碼填寫清楚，將條形碼準(zhǔn)確粘貼在條形碼區(qū)域內(nèi)。2．答題時(shí)請按要求用筆。3．請按照題號順序在答題卡各題目的答題區(qū)域內(nèi)作答，超出答題區(qū)域書寫的答案無效；在草稿紙、試卷上答題無效。4．作圖可先使用鉛筆畫出，確定后必須用黑色字跡的簽字筆描黑。5．保持卡面清潔，不要折暴、不要弄破、弄皺，不準(zhǔn)使用涂改液、修正帶、刮紙刀。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、一物塊在水平恒力F作用下沿水平面ABC直線運(yùn)動(dòng)。已知AB段光滑，BC段粗糙，且。設(shè)恒力F在AB、BC段所做的功分別為、，則A．， B．，C．， D．，2、(本題9分)如圖所示，用長為的輕繩懸掛一質(zhì)量為的小球，對小球再施加一個(gè)力，使繩與豎直方向成角并繃緊，小球處于靜止?fàn)顟B(tài)，此力最小為（）A．B．C．D．3、(本題9分)如圖所示為某段滑雪雪道模型圖，已知雪道傾角為30°，總質(zhì)量為m(包括雪具在內(nèi))的滑雪運(yùn)動(dòng)員從距離底端高為h處的雪道上由靜止開始勻加速下滑，加速度的大小為13g，在他從上而下滑到底端的過程中，下列說法正確的是A．運(yùn)動(dòng)員獲得的動(dòng)能為2B．運(yùn)動(dòng)員克服摩擦力做功為2C．下滑過程中系統(tǒng)減少的機(jī)械能為mghD．運(yùn)動(dòng)員減少的重力勢能全部轉(zhuǎn)化為動(dòng)能4、(本題9分)“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示.關(guān)于該實(shí)驗(yàn)，下列說法正確的是()A．重物應(yīng)選用密度小的物體B．兩個(gè)限位孔應(yīng)在同一豎直線上C．打點(diǎn)計(jì)時(shí)器應(yīng)接低壓直流電源D．應(yīng)先釋放紙帶，后接通電源5、如圖所示，小球從高處下落到豎直放置的輕彈簧上。在小球?qū)椈蓧嚎s到最短的整個(gè)過程中，不計(jì)空氣阻力，下列關(guān)于能量的敘述中正確的是（）A．動(dòng)能不斷減少B．彈性勢能不斷減少C．動(dòng)能和彈性勢能之和總保持不變D．重力勢能、彈性勢能和動(dòng)能之和總保持不變6、(本題9分)質(zhì)量為m的小球，用長為l的輕繩懸掛于O點(diǎn)，小球在水平力F作用下，從最低點(diǎn)P緩慢地移到Q點(diǎn)，如圖所示，重力加速度為g，則在此過程中（）A．小球受到的合力做功為mgl（1﹣cosθ）B．拉力F的功為FlcosθC．重力勢能的變化大于mgl（1﹣cosθ）D．水平力F做功使小球與地球組成的系統(tǒng)機(jī)械能變化了mgl（1﹣cosθ）7、在地球表面，用彈簧測力計(jì)測得質(zhì)量為m0的物體的重力為P，已知地球的半徑為R，萬有引力常量為G，地球同步通訊衛(wèi)星的軌道離地面的高度為hA．地球的第一宇宙速度為RPB．地球的質(zhì)量為RC．地球的近地衛(wèi)星環(huán)繞地球運(yùn)動(dòng)的向心加速度大小等于RD．地球的自轉(zhuǎn)周期等于2π(R+h)8、(本題9分)一個(gè)25kg的小孩從高度為3.0m的滑梯頂端由靜止開始滑下，滑到底端時(shí)的速度為2.0m/s.取g＝10m/s2，關(guān)于力對小孩做的功，下列結(jié)論正確的是()A．合外力做功50JB．阻力做功500JC．重力做功500JD．支持力做功0J9、一根輕質(zhì)彈簧的下端固定在水平地面，上端連接一個(gè)小球，靜止時(shí)小球處于O點(diǎn)，如圖所示．將小球向下壓至A點(diǎn)位置（未超過彈簧的彈性限度）然后放開，小球?qū)⒃谪Q直方向上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，小球到達(dá)的最高位置為B點(diǎn)，忽略空氣阻力的影響．則關(guān)于小球從A點(diǎn)向上運(yùn)動(dòng)至B點(diǎn)的過程中，以下判斷正確的是（）A．彈簧的彈力對小球始終做正功B．小球在O點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能達(dá)到最大C．小球在B點(diǎn)時(shí)彈簧的彈性勢能最大D．彈簧的彈性勢能與小球的動(dòng)能之和一定減小10、(本題9分)據(jù)國家航天局計(jì)劃,2006年已啟動(dòng)的"嫦娥奔月"工程,發(fā)射了一艘繞月球飛行的飛船.設(shè)另有一艘繞地球飛行的飛船,它們都沿圓形軌道運(yùn)行并且質(zhì)量相等,繞月球飛行的飛船的軌道半徑是繞地球飛行的飛船軌道半徑的,已知地球質(zhì)量是月球質(zhì)量的倍,則繞地球飛行的飛船與繞月球飛行的飛船相比較(

)A．向心加速度之比為6:1B．線速度之比為C．周期之比為D．動(dòng)能之比為11、如圖所示，一質(zhì)量為m的小球套在光滑且固定的傾斜桿上，一輕質(zhì)彈簧的右端與小球連接，彈簧左端連接在O點(diǎn)，與桿在同一豎直平面內(nèi)，彈簧可繞O點(diǎn)自由旋轉(zhuǎn)。初始時(shí)刻彈簧處于水平壓縮狀態(tài)，現(xiàn)將小球從靜止釋放，小球運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)正下方時(shí)速度恰好為零，則小球從釋放到最低點(diǎn)的過程中，下列說法正確的是A．小球的機(jī)械能守恒B．小球在最低點(diǎn)的加速度為零C．彈簧的彈性勢能先增大后減小再增大D．彈簧的彈性勢能增加量等于小球的重力勢能減少量12、(本題9分)有一項(xiàng)雜技表演的是騎摩托車沿圓錐面運(yùn)動(dòng)，其物理模型如圖所示．現(xiàn)有兩個(gè)質(zhì)量相同的車手騎著質(zhì)量相同的摩托車A和B緊貼圓錐的內(nèi)壁分別在圖中所示的水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)(圓錐壁始終固定不動(dòng)，不計(jì)一切摩擦)．則下列說法正確的是（）A．摩托車A對圓錐壁的壓力大小等于摩托車B對圓錐壁的壓力大小B．摩托車A的加速度大小等于摩托車B的加速度大小C．摩托車A的運(yùn)動(dòng)周期等于摩托車B的運(yùn)動(dòng)周期D．摩托車A的線速度大小等于摩托車B的線速度大小二、實(shí)驗(yàn)題（本題共16分，答案寫在題中橫線上）13、（6分）(本題9分)小華同學(xué)欲測量小物塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)，其實(shí)驗(yàn)裝置如圖1所示，光電門1、2可沿斜面移動(dòng)，物塊上固定有寬度為d的擋光窄片。物塊在斜面上滑動(dòng)時(shí)，光電門可以顯示出擋光片的擋光時(shí)間。（以下計(jì)算的結(jié)果均請保留兩位有效數(shù)字）(1)用游標(biāo)卡尺測量擋光片的寬度，其示數(shù)如圖2所示，則擋光片的寬度d=______mm。(2)在P處用力推動(dòng)物塊，物塊沿斜面下滑，依次經(jīng)過光電門1、2，顯示的時(shí)間分別為40ms、20ms，則物塊經(jīng)過光電門1處時(shí)的速度大小為____________m/s，經(jīng)過光電門2處時(shí)的速度大小為____________m/s。比較物塊經(jīng)過光電門1、2處的速度大小可知，應(yīng)_______（選填“增大”或“減小”）斜面的傾角，直至兩光電門的示數(shù)相等；(3)正確調(diào)整斜面的傾角后，用刻度尺測得斜面頂端與底端的高度差h=60.00cm、斜面的長度L=100.00cm，g取9.80m/s2，則物塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)的值（___________）。14、（10分）如圖1所示，是利用自由落體運(yùn)動(dòng)進(jìn)行“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)。所用的打點(diǎn)計(jì)時(shí)器通以50Hz的交流電。（1）甲同學(xué)按照正確的實(shí)驗(yàn)步驟操作后，選出一條紙帶如圖2所示，其中O點(diǎn)為打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下的第一個(gè)點(diǎn)，A、B、C為三個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，用刻度尺測得OA=12.41cm，OB=18.60cm，OC=27.21cm，在計(jì)數(shù)點(diǎn)A和B、B和C之間還各有一個(gè)點(diǎn)。已知重物的質(zhì)量為1.00kg，取g=9.80m/s2。在OB段運(yùn)動(dòng)過程中，重物重力勢能的減少量ΔEp=__J；重物的動(dòng)能增加量ΔEk=___J(結(jié)果均保留三位有效數(shù)字)。（2）該實(shí)驗(yàn)沒有考慮各種阻力的影響，這屬于本實(shí)驗(yàn)的__誤差（選填“偶然”或“系統(tǒng)”）。由此看，甲同學(xué)數(shù)據(jù)處理的結(jié)果比較合理的應(yīng)當(dāng)是ΔEp__ΔEk（選填“大于”、“等于”或“小于”）。（3）乙同學(xué)想利用該實(shí)驗(yàn)裝置測定當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?。他打出了一條紙帶后，利用紙帶測量出了各計(jì)數(shù)點(diǎn)到打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下的第一個(gè)點(diǎn)的距離h，算出了各計(jì)數(shù)點(diǎn)對應(yīng)的速度v，以h為橫軸，以為縱軸畫出了如圖3所示的圖線。由于圖線沒有過原點(diǎn)，他又檢查了幾遍，發(fā)現(xiàn)測量和計(jì)算都沒有出現(xiàn)問題，其原因可能是_____。乙同學(xué)測出該圖線的斜率為k，如果不計(jì)一切阻力，則當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭___k（選填“大于”、“等于”或“小于”）。三、計(jì)算題要求解題步驟，和必要的文字說明（本題共36分）15、（12分）在用高級瀝青鋪設(shè)的高速公路上，汽車的設(shè)計(jì)時(shí)速是108km/h．汽車在這種路面上行駛時(shí)，它的輪胎與地面的最大靜摩擦力等于車重的0.5倍，取g=10m/s1．（1）如果汽車在這種高速路的水平彎道上拐彎，假設(shè)彎道的路面是水平的，其彎道的最小半徑是多少？（1）如果高速路上設(shè)計(jì)了圓弧拱橋做立交橋，要使汽車能夠以設(shè)計(jì)時(shí)速安全通過圓弧拱橋，這個(gè)圓弧拱橋的半徑至少是多少？16、（12分）(本題9分)如圖甲所示，在水平路段AB上有一質(zhì)量為2×103kg的汽車，正以10m/s的速度向右勻速運(yùn)動(dòng)，汽車前方的水平路段BC較粗糙，汽車通過整個(gè)ABC路段的v－t圖象如圖乙所示(在t＝15s處水平虛線與曲線相切)，運(yùn)動(dòng)過程中汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率保持20kW不變，假設(shè)汽車在兩個(gè)路段上受到的阻力(含地面摩擦力和空氣阻力等)各自有恒定的大?。?1)求汽車在AB路段上運(yùn)動(dòng)時(shí)所受的阻力Ff1；(2)求汽車剛好到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的加速度a；(3)求BC路段的長度．17、（12分）(本題9分)2019年4月20日22時(shí)41分，我國在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心用“長征三號”乙運(yùn)載火箭，成功發(fā)射第四十四顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星，衛(wèi)星入軌后繞地球做半徑為r的勻速圓周運(yùn)動(dòng)。衛(wèi)星的質(zhì)量為m，地球的半徑為R，地球表面的重力加速度大小為g，不計(jì)地球自轉(zhuǎn)的影響。求：（1）衛(wèi)星進(jìn)入軌道后的加速度大小gr；（2）衛(wèi)星的動(dòng)能Ek。

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、D【解析】

根據(jù)功的概念可知，W=Fxcosθ，則恒力F在AB、BC段的位移相同，則所做的功相同，均為W=FL；ABC.三個(gè)選項(xiàng)都錯(cuò)誤；D.選項(xiàng)正確；2、A【解析】

可用動(dòng)態(tài)三角形分析此題，如圖所示，當(dāng)外力F與繩上拉力垂直時(shí)，F(xiàn)取得最小值．故選A．3、A【解析】試題分析：由幾何關(guān)系可知運(yùn)動(dòng)員下滑的位移，則由速度和位移公式可得出運(yùn)動(dòng)員的末速度，則可得出運(yùn)動(dòng)員的動(dòng)能；由動(dòng)能定理可得出運(yùn)動(dòng)員克服摩擦力所做的功；由功能關(guān)系即可得出機(jī)械能的改變量．若物體不受摩擦力，則加速度應(yīng)為a'=gsin30°=12g，而現(xiàn)在的加速度為13g小于12g，故運(yùn)動(dòng)員應(yīng)受到摩擦力，故減少的重力勢能有一部分轉(zhuǎn)化為了內(nèi)能，故A錯(cuò)誤；運(yùn)動(dòng)員運(yùn)動(dòng)員下滑的距離L=hsin30°=24、B【解析】試題分析：重物應(yīng)選用體積小、密度大的物體，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；兩個(gè)限位孔應(yīng)在同一豎直線上，選項(xiàng)B正確；打點(diǎn)計(jì)時(shí)器應(yīng)接低壓交流電源，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；應(yīng)先接通電源，后釋放紙帶，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；故選B.考點(diǎn)：驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律5、D【解析】

在剛接觸彈簧的時(shí)候這個(gè)時(shí)候小球的加速度等于重力加速度，在壓縮的過程中，彈簧的彈力越來越大，小球向下的加速度越來越小，直到彈簧的彈力等于小球所受到的重力，此時(shí)小球的加速度為0，要注意在小球剛接觸到加速度變0的過程中，小球一直處于加速狀態(tài)，由于慣性的原因，小球繼續(xù)向下壓縮彈簧，這時(shí)彈簧的彈力大于小球受到的重力，小球減速，直到小球的速度為0，此時(shí)彈簧壓縮的最短。所以小球的動(dòng)能先增大后減小，彈簧的彈性勢能是不斷增加的，所以AB錯(cuò)誤。對于小球從接觸彈簧到將彈簧壓縮到最短的過程中，小球的動(dòng)能、重力勢能和彈簧的彈性勢能這三種形式的能量相互轉(zhuǎn)化，沒有與其他形式的能發(fā)生交換，也就說小球的動(dòng)能、重力勢能和彈簧的彈性勢能之和保持不變。在小球下降的過程中，球的重力勢能是不斷的減小的，所以動(dòng)能和彈性勢能之和要不斷的增加，所以C錯(cuò)誤，D正確。6、D【解析】

A.小球緩慢移動(dòng)，動(dòng)能不變，動(dòng)能的變化量為零，根據(jù)動(dòng)能定理得知，小球受到的合力做功為零，故A錯(cuò)誤；B.設(shè)繩與豎直方向的夾角為α，根據(jù)平衡條件可知F＝mgtanα，所以可知F為變力，根據(jù)動(dòng)能定理WF﹣mgl（1﹣cosθ）＝0則得拉力F的功為WF＝mgl（1﹣cosθ），故B錯(cuò)誤；C.根據(jù)重力做功與重力勢能變化的關(guān)系可得：重力勢能的增加Ep＝mgh＝mgl（1﹣cosθ）故C錯(cuò)誤；D.由上知，小球的動(dòng)能不變，重力勢能增加mgl（1﹣cosθ），而重力勢能是小球與地球共有的，又根據(jù)除了重力以外的力做功等于系統(tǒng)機(jī)械能的變化，可知水平力F做功使小球與地球組成的系統(tǒng)機(jī)械能變化了mgl（1﹣cosθ），故D正確．7、AB【解析】

由P=m0g【詳解】AB．第一宇宙速度即為近地衛(wèi)星環(huán)繞地球運(yùn)動(dòng)的線速度，由萬有引力提供向心力，得：GMm即：v=GM由P=m0g在地球的表面,由重力等于萬有引力得：GMm'聯(lián)立②③，解得：地球的質(zhì)量為M=P將④代入①得：v=RPmC．地球的近地衛(wèi)星環(huán)繞地球運(yùn)動(dòng)的向心加速度大小為a=vD．對于地球同步衛(wèi)星，由萬有引力提供向心力，得：GMm'聯(lián)立④⑤得：T=2π即地球自轉(zhuǎn)的周期也為：T=2π【點(diǎn)睛】本題主要考查了萬有引力定律及其應(yīng)用，屬于中等題型。8、AD【解析】

根據(jù)下降的高度求出重力做功的大小，根據(jù)動(dòng)能定理求出阻力做功的大小?！驹斀狻緼項(xiàng)：根據(jù)動(dòng)能定理：W合B項(xiàng)：小孩從頂端滑到底端的過程中，重力做功：WG=mgh=25×10×3J=750J，根據(jù)動(dòng)能定理得：mgh+W解得：WfD項(xiàng)：支持力與瞬時(shí)速度的方向總是垂直，故支持力不做功，做功為0J，故D正確。故應(yīng)選AD。9、BD【解析】

A．小球從A點(diǎn)向上運(yùn)動(dòng)至B點(diǎn)的過程中，彈簧彈力方向先向上，后向下，所以彈力先做正功，后做負(fù)功，故A錯(cuò)誤；B．從A到O，彈力大于重力，小球向上做加速運(yùn)動(dòng)，在O點(diǎn)，重力等于彈簧彈力，加速度為零，小球速度最大，則動(dòng)能最大，故B正確；C．對小球和彈簧組成的系統(tǒng)，只有重力和彈簧彈力做功，系統(tǒng)機(jī)械能守恒，當(dāng)小球的機(jī)械能最小時(shí)，彈簧的彈性勢能最大，從A到B的過程中，A點(diǎn)小球的機(jī)械能最小，則A點(diǎn)彈性勢能最大，故C錯(cuò)誤；D．系統(tǒng)機(jī)械能守恒，從A到B的過程中，小球重力勢能增大，則彈簧的彈性勢能與小球的動(dòng)能之和一定減小，故D正確。10、BCD【解析】

A．研究飛船做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，根據(jù)萬有引力提供向心力得：向心加速度之比為81:16，故A錯(cuò)誤；BD．根據(jù)萬有引力提供向心力得：線速度之比為9:2，動(dòng)能之比為81:4，故B正確，D正確；C．根據(jù)，得周期之比為8:9，故C正確．故選BCD.11、CD【解析】

A.由于彈簧的彈力對小球做功，可知小球的機(jī)械能不守恒，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；B.小球運(yùn)動(dòng)過程中速度最大時(shí)加速度為零，而到O點(diǎn)正下方時(shí)速度恰好為零，可知加速度不為零，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；C.開始位置彈簧處于壓縮狀態(tài)，小球向下運(yùn)動(dòng)到與桿垂直位置時(shí)彈簧壓縮到最短；此過程中彈性勢能增加；然后繼續(xù)向下運(yùn)動(dòng)過程中，彈簧長度逐漸變長，彈性勢能減小，一直到原長位置，彈性勢能減為零；然后彈簧被拉長直到最低點(diǎn)位置，此過程中彈性勢能逐漸變大，選項(xiàng)C正確；D.由能量關(guān)系，開始時(shí)和到達(dá)最低點(diǎn)位置時(shí)小球的動(dòng)能均為零，則整個(gè)過程中彈簧的彈性勢能增加量等于小球的重力勢能減少量，選項(xiàng)D正確.12、AB【解析】A、任取一摩托車,設(shè)圓錐壁和水平面的夾角為,圓錐壁對摩托車的支持力為F,摩托車的運(yùn)行軌道半徑為r,則在豎直方向上有,計(jì)算得出由于兩摩托車質(zhì)量相等，所以力F也相等，故A對B、根據(jù)水平方向上有:，角度和力F都相等，所以兩摩托車運(yùn)動(dòng)的加速度也是相等的,故B對；C、根據(jù)由于運(yùn)動(dòng)的半徑不相等，所以運(yùn)動(dòng)的周期也不相等，故C錯(cuò)；D、根據(jù)，則半徑大的速度也大，所以摩托車A的線速度大小大于摩托車B的線速度大小故D錯(cuò)；故選AB點(diǎn)睛：摩托車靠重力和支持力的合力提供向心力,結(jié)合平行四邊形定則求出支持力,從而比較大小.根據(jù)牛頓第二定律得出線速度、角速度、周期的表達(dá)式,從而比較大小.二、實(shí)驗(yàn)題（本題共16分，答案寫在題中橫線上）13、5.20.130.26減小0.75【解析】

(1)[1]擋光片的寬度為；(2)[2][3]d=5.2mm=5.2×10-3m，t1=40ms=40×10-3s，t2=20ms=20×10-3s，用平均速度來求解瞬時(shí)速度：[4]由于v2<v1，物塊做加速運(yùn)動(dòng)，設(shè)斜面的傾角為θ，則對物塊受力分析有mgsinθ>μmgcosθ故應(yīng)減小斜面的傾角，直到mgsinθ=μmgcosθ此時(shí)物塊勻速運(yùn)動(dòng)，兩光電門的示數(shù)相等(3)[5]h=60.00cm=0.6m，L=100.00cm=1m，物塊勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)mgsinθ=μmgcosθ即tanθ=μ又解得μ=0.7514、1.82J1.71J系統(tǒng)大于先釋放了重物，再接通（打點(diǎn)計(jì)時(shí)器）電源等于【解析】

（1）［1］在OB段運(yùn)動(dòng)過程中，重物重力勢能的減少量Ep=mghOB=1.00×9.80×0.1860J≈1.823J=1.82J［2］B點(diǎn)的速度重物動(dòng)能的增加量（2）［3］該實(shí)驗(yàn)沒有考慮各種阻力的影響，重物重力勢能的減少量總是大于重物動(dòng)能的增加量，這屬于本實(shí)驗(yàn)的系統(tǒng)誤差。［4］因?yàn)閷?shí)驗(yàn)中有摩擦阻力作用，有能量的消耗，所以甲同學(xué)數(shù)據(jù)處理的結(jié)果比較合理的應(yīng)當(dāng)是ΔEp大于ΔEk。（3）［5］從圖象中可以看出，當(dāng)物體下落的高度為0時(shí)，物體的速度不為0，說明了操作中先釋放了重物，再接通（打點(diǎn)計(jì)