2022屆山西省太原市第二十一中學(xué)物理高一下期末教學(xué)質(zhì)量檢測模擬試題含解析

2021-2022學(xué)年高一物理下期末模擬試卷注意事項(xiàng)：1．答卷前，考生務(wù)必將自己的姓名、準(zhǔn)考證號、考場號和座位號填寫在試題卷和答題卡上。用2B鉛筆將試卷類型（B）填涂在答題卡相應(yīng)位置上。將條形碼粘貼在答題卡右上角"條形碼粘貼處"。2．作答選擇題時(shí)，選出每小題答案后，用2B鉛筆把答題卡上對應(yīng)題目選項(xiàng)的答案信息點(diǎn)涂黑；如需改動(dòng)，用橡皮擦干凈后，再選涂其他答案。答案不能答在試題卷上。3．非選擇題必須用黑色字跡的鋼筆或簽字筆作答，答案必須寫在答題卡各題目指定區(qū)域內(nèi)相應(yīng)位置上；如需改動(dòng)，先劃掉原來的答案，然后再寫上新答案；不準(zhǔn)使用鉛筆和涂改液。不按以上要求作答無效。4．考生必須保證答題卡的整潔?？荚嚱Y(jié)束后，請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)一艘小船在河中行駛，假設(shè)河岸是平直的，河水沿河岸向下游流去.現(xiàn)在使位于河中央的小船用最短時(shí)間行駛到岸邊，則小船船頭指向（即在靜水中船的航向）應(yīng)（）A．與河岸成一定角度，斜向上游 B．與河岸成一定角度，斜向下游C．與河岸平行，指向下游 D．與河岸垂直，指向?qū)Π?、(本題9分)光滑水平地面上靜止一質(zhì)量為1kg的物塊，某時(shí)刻開始受到一外力作用，外力F隨時(shí)間t的變化如圖所示。取g=10msA．2s末，物塊的運(yùn)動(dòng)方向發(fā)生改變B．前2s內(nèi)，外力F做的功為64JC．3s末，外力F的功率為-4WD．4s內(nèi)，外力F的功率為2W3、(本題9分)如圖所示，質(zhì)量均為m的物塊P、Q，物塊P用細(xì)繩吊在天花板上，物塊Q用輕彈簧吊在物塊P下面，用豎直向上的推力推物塊Q，使輕繩的拉力剛好為零，保持兩物塊靜止不動(dòng)。現(xiàn)撤去推力F，則在物塊Q由靜止向下運(yùn)動(dòng)到速度最大的過程中，（輕繩不會(huì)被拉斷）A．物塊Q的機(jī)械能一直增加B．初末兩狀態(tài)，物塊Q的機(jī)械能相等C．物塊Q的機(jī)械能不斷減小，轉(zhuǎn)化成了彈簧的彈性勢能D．Q重力勢能的減少量大于Q動(dòng)能的增加量4、一質(zhì)量為m的物體沿半徑為R的光滑軌道下滑，當(dāng)它從距底端高度R處下滑至距底端高度的過程中，重力和軌道的支持力對物體做的功為A．；0 B．mg；mgC．； D．mg；05、(本題9分)如下圖所示，質(zhì)量分別為M和m的兩物塊(M>m)分別在同樣大小的恒力作用下，沿水平面由靜止開始做直線運(yùn)動(dòng)，兩力與水平面的夾角相同，兩物塊經(jīng)過相同的位移．設(shè)此過程中對M做的功為，對m做的功為，則()A．若水平面光滑，則B．若水平面粗糙，則C．若水平面粗糙，則D．無論水平面光滑與否，都有6、(本題9分)已知水星繞太陽的公轉(zhuǎn)周期小于火星繞太陽的公轉(zhuǎn)周期，它們繞太陽的公轉(zhuǎn)均可看成勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則由此可判定（）A．水星的質(zhì)量大于火星的質(zhì)量B．水星的半徑大于火星的半徑C．水星的線速度小于火星的線速度D．水星到太陽的距離小于火星到太陽的距離7、如圖所示，水平光滑長桿上套有小物塊A，細(xì)線繞過O點(diǎn)的輕質(zhì)光滑小定滑輪，一端連接A，另一端懸掛小物塊B，物塊B質(zhì)量是A質(zhì)量的4倍。C為O點(diǎn)正下方桿上的一點(diǎn)，滑輪到桿的距離OC=h。開始時(shí)，A位于P點(diǎn)，PO與水平方向的夾角為30°，現(xiàn)將A、B由靜止釋放。下列說法正確的是A．物塊A由P點(diǎn)出發(fā)第一次到達(dá)C點(diǎn)過程中，速度不斷增大B．在物塊A由P點(diǎn)出發(fā)第一次到達(dá)C點(diǎn)過程中，物塊B克服細(xì)線拉力做的功小于B重力勢能的減少量C．物塊A在桿上長為2h的范圍內(nèi)做往復(fù)運(yùn)動(dòng)D．物塊A經(jīng)過C點(diǎn)時(shí)的速度大小為8、自行車運(yùn)動(dòng)是治療帕金森病有效、廉價(jià)的方法，對提高患者總體健康狀況、改善平衡能力和協(xié)調(diào)能力，緩解焦慮和抑郁等都有重要作用．圖示是某自行車的部分傳動(dòng)裝置，其大齒輪、小齒輪、后輪的半徑分別為分別是三個(gè)輪子邊緣上的點(diǎn)．當(dāng)三個(gè)輪子在大齒輪的帶動(dòng)下一起轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，下列說法中正確的是（）A．A、B兩點(diǎn)的角速度大小之比為1：1B．A、C兩點(diǎn)的周期之比為C．B、C兩點(diǎn)的向心加速度大小之比為D．A、C兩點(diǎn)的向心加速度大小之比為9、(本題9分)如圖所示，為轎車中的手動(dòng)變速桿，若保持發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率不變，將變速桿推至不同擋位，可獲得不同的運(yùn)行速度，從“1”～“6”擋速度增大，R是倒車擋．某型號轎車發(fā)動(dòng)機(jī)的額定功率為60kW，在水平路面上行駛的最大速度可達(dá)180km/h．假設(shè)該轎車在水平路面上行駛時(shí)所受阻力恒定，則該轎車（）A．以最大牽引力爬坡，變速桿應(yīng)推至“1”擋B．以最大牽引力爬坡，變速桿應(yīng)推至“6”擋C．以額定功率在水平路面上以最大速度行駛時(shí)，其牽引力為1200ND．以54km/h的速度在水平路面上勻速行駛時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率為60kW10、(本題9分)2018年珠海航展，我國五代戰(zhàn)機(jī)“殲20”再次閃亮登場。表演中，戰(zhàn)機(jī)先水平向右，再沿曲線ab向上(如圖)，最后沿陡斜線直入云霄。設(shè)飛行路徑在同一豎直面內(nèi)，飛行速率不變。則沿ab段曲線飛行時(shí)，戰(zhàn)機(jī)A．所受合外力大小為零B．所受合外力方向不斷變化C．豎直方向的分速度逐漸增大D．水平方向的分速度不變11、(本題9分)宇宙中兩個(gè)相距較近的天體稱為“雙星”，它們以兩者連線上的某一點(diǎn)為圓心做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，但兩者不會(huì)因萬有引力的作用而吸引到一起．設(shè)兩者的質(zhì)量分別為m1和m2，兩者相距為L.兩者的軌道半徑分別為r1和r2，則（）A．雙星軌道半徑之比B．雙星軌道半徑之比C．雙星的線速度之比D．雙星的線速度之比12、(本題9分)如圖所示，輕質(zhì)彈簧左端固定，右端與質(zhì)量為m的重物相連，重物套在固定的粗糙豎直桿上．開始時(shí)重物處于A處，此時(shí)彈簧水平且處于原長．現(xiàn)將重物從A處由靜止開始釋放，重物下落過程中經(jīng)過B處時(shí)速度最大，到達(dá)C處時(shí)速度為零，已知AC的高度差為h．現(xiàn)若在C處給重物一豎直向上的初速度v，則圓環(huán)恰好能回到A處．已知彈簧始終在彈性限度內(nèi)，重物與桿之間動(dòng)摩擦因數(shù)恒定，重力加速度為g，則下列說法中正確的是A．重物下滑到B處時(shí)，加速度為零B．重物在下滑過程中所受摩擦力先增大后減小C．重物從A到C的過程中彈簧的彈性勢能增加了D．重物與彈簧組成的系統(tǒng)在下滑過程中機(jī)械能損失大于上升過程中機(jī)械能的損失二、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)用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律．(1)實(shí)驗(yàn)所用的電源為學(xué)生電源輸出電壓有的交流電和的直流電兩種，實(shí)驗(yàn)中應(yīng)選用的電源為的___________電．(2)實(shí)驗(yàn)中同學(xué)用天平測出了重錘的質(zhì)量，而同學(xué)認(rèn)為沒有必要測出重錘質(zhì)量，你認(rèn)為__________(填“有”或“沒有”)必要測出重錘的質(zhì)量．(3)打開電源開關(guān)，讓重錘自由下落，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打出了一系列的點(diǎn)，如圖所示，點(diǎn)為打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所打的第一個(gè)點(diǎn)，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為，重力加速度為．若重錘的質(zhì)量用表示，從點(diǎn)到打下計(jì)數(shù)點(diǎn)的過程中，重錘重力勢能的減少量___________，動(dòng)能的增加量___________．(4)實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，重錘減少的重力勢能總是大于重錘增加的動(dòng)能，其原因主要是在重錘下落的過程中存在阻力作用，可以通過該實(shí)驗(yàn)裝置測阻力的大小．若已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹?，重錘的質(zhì)量為．試用這些物理量和紙帶上的數(shù)據(jù)表示出重錘在下落的過程中受到的平均阻力大小為_____________．14、（10分）(本題9分)某課外興趣小組為了消除《伏安法測電阻》實(shí)驗(yàn)中電流、電壓表內(nèi)阻的對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響，設(shè)計(jì)了如圖甲所示的電路進(jìn)行測量，實(shí)驗(yàn)的主要步驟是(ⅰ)將R2的滑動(dòng)頭調(diào)到最左端，單刀雙擲開關(guān)S2向1閉合，閉合開關(guān)S1，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R1和R2，使電壓表和電流表的示數(shù)盡量大些（不超過量程），讀出此時(shí)電壓表和電流表的示數(shù)U1、I1．(ⅱ)保持兩滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)頭位置不變，將單刀雙擲開關(guān)S2向2閉合，讀出此時(shí)電壓表和電流表的示數(shù)U2、I2．請回答下列問題(1)步驟(ⅰ)中兩電表示數(shù)如圖乙所示，電流表讀數(shù)為_____A，電壓表讀數(shù)為_____V．(2)步驟(ⅱ)電流表讀數(shù)為0.40A，電壓表讀數(shù)為1.20V，電阻Rx=_____Ω（保留二位有效數(shù)字）．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）(本題9分)如圖所示，一輛質(zhì)量為2.0×103kg的汽車以12m/s的速度行駛。突然，它撞到一棵樹上，樹不動(dòng)而汽車停了下來。在此過程中（1）求汽車動(dòng)能的改變量；（2）若汽車前部凹進(jìn)0.5m，則汽車受到的平均撞擊力多大。16、（12分）(本題9分)如圖所示電路，電源電動(dòng)勢為12V，內(nèi)阻不計(jì)。閉合開關(guān)S，當(dāng)滑片P置于變阻器的b端時(shí)，電壓表的示數(shù)為6V，在10s內(nèi)定值電阻R1產(chǎn)生的熱量為60J；當(dāng)滑片P置于變阻器的中點(diǎn)時(shí)，電壓表的示數(shù)為4V。求：（1）電路中的最小電流；（2）滑片P在中點(diǎn)和在b端兩種狀態(tài)下，R消耗的電功率之比。17、（12分）(本題9分)如圖所示，質(zhì)量為m的滑塊在離地面高H=0.45m的光滑弧形軌道上由靜止開始下滑。軌道與水平面接觸平滑，求：(1)滑塊到達(dá)軌道底端B時(shí)的速度大小為多大？(2)如果滑塊在水平面上滑行的最大距離是2.25m，則滑塊與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為多大？（g取10m/s2）

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】當(dāng)小船的靜水速（即船頭的指向）與河岸垂直時(shí)，垂直于河岸方向上的速度最大，則渡河時(shí)間最短．故D正確，ABC錯(cuò)誤．故選D．點(diǎn)睛：解決本題的關(guān)鍵知道分運(yùn)動(dòng)與合運(yùn)動(dòng)具有等時(shí)性，當(dāng)靜水速與河岸垂直時(shí)，渡河時(shí)間最短；合速度的方向指向河岸時(shí)，位移最?。?、D【解析】

AB.0-2s物體的加速度為a物體做勻加速度直線運(yùn)動(dòng)，2s內(nèi)發(fā)生的位移為x1力F做功為WF2s時(shí)力F反向，所以加速度反向，物體沿原來的運(yùn)動(dòng)方向做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，故AB項(xiàng)與題意不相符；C.2～4sa23s末物體的速度為v=a1×2+a2×(3-2)=6m/s則外力F的功率為P=Fv=-2×4=-8W故C項(xiàng)與題意不相符；D.2～4sx2力F做功為：WF′=F′?x2=-2×12=-24J則4s內(nèi)外力F的功率為P故D項(xiàng)與題意相符。3、B【解析】

輕繩的拉力剛好為零時(shí)，彈簧處于壓縮狀態(tài)，彈簧的彈力等于，彈簧的壓縮量；物塊Q向下運(yùn)動(dòng)到速度最大時(shí)，彈簧處于伸長狀態(tài)，彈簧的彈力等于，彈簧的伸長量．AB．在物塊Q由靜止向下運(yùn)動(dòng)到速度最大的過程中，彈簧由壓縮變?yōu)樯扉L，且初始壓縮量等于最終伸長量；彈簧對物塊Q先做正功后做負(fù)功，物塊Q的機(jī)械能先增加再減小，且初末兩狀態(tài)，物塊Q的機(jī)械能相等．故A項(xiàng)錯(cuò)誤，B項(xiàng)正確．C．物塊Q的機(jī)械能先增加再減小，彈簧的彈性勢能先減小后增大．故C項(xiàng)錯(cuò)誤．D．初末兩狀態(tài)，物塊Q的機(jī)械能相等，則此過程中Q重力勢能的減少量等于Q動(dòng)能的增加量．故D項(xiàng)錯(cuò)誤．4、A【解析】

物體下滑的高度為，所以重力做功為：由于下滑過程中支持力方向始終與速度方垂直，所以支持不做功A.；0與分析相符，故A項(xiàng)正確；B.mg；mg與分析不符，故B項(xiàng)錯(cuò)誤；C.，與分析不符，故C項(xiàng)錯(cuò)誤；D.mg；0與分析不符，故D項(xiàng)錯(cuò)誤。5、D【解析】

由題意可知：F1做功為W1=FLcosα；F2做功為W2=FLcosα，故ABC錯(cuò)誤，D正確；故選D.6、D【解析】質(zhì)量為m的行星繞質(zhì)量為M的太陽運(yùn)行，半徑為r，周期為T，線速度為v，那么由萬有引力做向心力可得，解得，，行星的質(zhì)量和半徑并不影響行星繞太陽運(yùn)行，故無法判斷水星、火星的質(zhì)量、半徑的大小關(guān)系，AB錯(cuò)誤；根據(jù)可知周期越大，軌道半徑越大，即水星到太陽的距離小于火星到太陽的距離，根據(jù)可知軌道半徑越大，線速度越小，所以水星的線速度大于火星的線速度，C錯(cuò)誤D正確．7、AC【解析】

A.物塊A由P點(diǎn)出發(fā)第一次到達(dá)C點(diǎn)過程中，繩子拉力對A做正功，動(dòng)能不斷增大，速度不斷增大，故A正確。B.到C點(diǎn)時(shí)B的速度為零。則根據(jù)功能關(guān)系可知，在物塊A由P點(diǎn)出發(fā)第一次到達(dá)C點(diǎn)過程中，物塊B克服細(xì)線拉力做的功等于B重力勢能的減少量，故B錯(cuò)誤。C.由幾何知識可得AC=h，由于AB組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，由對稱性可得物塊A在桿上長為2h的范圍內(nèi)做往復(fù)運(yùn)動(dòng)。故C正確。

D.設(shè)物塊A經(jīng)過C點(diǎn)時(shí)的速度大小為v，此時(shí)B的速度為0。根據(jù)系統(tǒng)的機(jī)械能守恒得：，得v=2，故D錯(cuò)誤。8、BD【解析】大齒輪邊緣的A點(diǎn)和小齒輪邊緣上的B點(diǎn)線速度的大小相等，根據(jù)v=Rω可知：R2ω2=R2ω2，所以：．故A錯(cuò)誤；小齒輪邊緣的B點(diǎn)和后輪邊緣的C點(diǎn)共軸，所以轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度相等即ω2=ω2，根據(jù)．所以B與C的周期相等，即T2=T2；

根據(jù)，則A與B的周期之比：，所以A、C兩點(diǎn)的周期之比為．故B正確；小齒輪邊緣的B點(diǎn)和后輪邊緣的C點(diǎn)共軸，所以轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度相等，根據(jù)a=ω2r，可知B、C兩點(diǎn)的向心速度大小之比為a2：a2=R2：R2．故C錯(cuò)誤；大齒輪邊緣的A點(diǎn)和小齒輪邊緣上的B點(diǎn)線速度的大小相等，根據(jù)，所以：a2：a2=R2：R2．所以：．故D正確．故選BD.點(diǎn)睛：本題考查靈活選擇物理規(guī)律的能力．對于圓周運(yùn)動(dòng)，公式較多，要根據(jù)不同的條件靈活選擇公式．解決本題的關(guān)鍵知道靠鏈條傳動(dòng)，線速度相等，共軸轉(zhuǎn)動(dòng)，角速度相等．9、AC【解析】AB、根據(jù)功率與牽引力的關(guān)系P=Fv可知，當(dāng)速度最小時(shí)，牽引力最大，變速桿應(yīng)推至“1”擋，故A正確，B錯(cuò)誤；C、在額定功率下以最高速度行駛時(shí)，，故C正確；D、以54km/h的速度在水平路面上勻速行駛時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率為，故D錯(cuò)誤；故選AC．【點(diǎn)睛】根據(jù)功率與牽引力的關(guān)系P=Fv判斷轎車要以最大動(dòng)力上坡，變速桿應(yīng)推至的檔位，在額定功率下以最高速度行駛時(shí)．10、BC【解析】

A.戰(zhàn)機(jī)做曲線運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生變化，合外力不為零，故A錯(cuò)誤；B.戰(zhàn)機(jī)飛行速率不變，合力方向始終與速度方向垂直，即指向圓心，故B正確；C.飛機(jī)速度大小不變，與水平方向的傾角θ增大，則vy=vsinθ增大，即豎直方向的分速度逐漸增大，故C正確；D.飛機(jī)速度大小不變，與水平方向的傾角θ增大，則vx=vcosθ減小，即水平方向的分速度減小，故D錯(cuò)誤。11、BD【解析】

AB．雙星的周期相同，對m1研究可得：對m2研究可得：則即故A項(xiàng)錯(cuò)誤，B項(xiàng)正確．CD．雙星的周期相同據(jù)可得故C項(xiàng)錯(cuò)誤，D項(xiàng)正確．故選BD.12、AC【解析】

根據(jù)圓環(huán)的運(yùn)動(dòng)情況分析下滑過程中，分析加速度的變化；研究圓環(huán)從A處由靜止開始下滑到C過程和圓環(huán)從C處上滑到A的過程，運(yùn)用動(dòng)能定理列出等式，可求彈力做功，從而得到在C處彈簧的彈性勢能．【詳解】A．圓環(huán)從A處由靜止開始下滑，經(jīng)過B處的速度最大，到達(dá)C處的速度為零，所以圓環(huán)先做加速運(yùn)動(dòng)，再做減速運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過B處的速度最大，所以經(jīng)過B處的加速度為零，A正確；B．設(shè)彈簧與豎直方向的夾角為，彈簧的勁度系數(shù)為k，受力分析如圖所示，則，而，故，減小，故N增大，根據(jù)可得摩擦力增大，B錯(cuò)誤；C．研究圓環(huán)從A處由靜止開始下滑到C過程，由動(dòng)能定理得，在C處獲得一豎直向上的速度v，恰好能回到A，由動(dòng)能定理得，解得，，所圓環(huán)從A處到C處的過程中彈簧的彈性勢能增加量為，C正確；D．下滑過程和上滑過程經(jīng)過同一位置時(shí)圓環(huán)所受的摩擦力大小相等，兩