2023届河北省邢台市内丘中学物理高一第二学期期末统考模拟试题（含答案解析）

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)如图所示，a、b、c是绕地球做匀速圆周运动的三颗人造卫星，下列判断正确的是（）A．b的线速度大于a的线速度B．b运行周期小于a的运行周期C．b向心加速度小于a的向心加速度D．b、c受地球的引力一定大小相等2、(本题9分)河宽400m，船在静水中速度为4m／s，水流速度是3m／s，则船过河的最短时间是()A．140s B．100s C．120s D．133s3、从同一高度以相同的速率分别抛出质量相等的三个小球，一个竖直向上抛，一个竖直向下抛，另一个水平抛，则（）A．落地时，三个小球的速度相同B．落地时，三个小球重力的瞬时功率相同C．运动过程中，三个小球重力做功的平均功率相同D．运动过程中，三个小球重力做功相同4、(本题9分)在光滑的水平面上，用绳子系一小球做半径为R的匀速圆周运动，若绳子拉力为F，在小球经过圆周的时间内，F所做的功为()A．0 B．RF C．RF D．RF5、(本题9分)子弹以v＝1000m/s的速度斜向上射出，速度方向与水平方向的夹角为60°，如图所示．若将该速度分解到水平方向vx和竖直方向vy，则水平方向vx的大小为（）A．0 B．500m/s C．500m/s D．1000m/s6、下列说法正确的是A．万有引力定律适用于星体之间的相互作用，不适用于地面上的物体之间的相互作用B．开普勒认为所有行星绕太阳运动的轨道是椭圆，行星离太阳越远时运行速度越快C．库仑定律适用于点电荷，点电荷就是体积很小的带电球体D．电场中某点的电势等于电荷在该点的电势能与它的电荷量的比值7、(本题9分)如图所示，一小球自A点由静止自由下落到B点时与竖直弹簧接触，到C点时弹簧被压缩到最短，不计弹簧质量和空气阻力，在小球由C→B→A反弹的运动过程中，下列说法正确的是（）A．小球、地球和弹簧组成的系统机械能守恒B．小球重力势能的增加量等于弹簧弹性势能的减少量C．小球在B点时动能最大D．在C点，弹性势能最大8、如图，a、b、c是地球大气层外同一平面内沿圆形轨道上运动的三颗卫星，a和b的质量相等且小于c的质量，则（）A．b所需向心力最小B．b、c的周期相同，且大于a的周期C．b、c的线速度大小相等，且大于a的线速度D．b、c的向心加速度大小相等，且大于a的向心加速度9、(本题9分)一质量为2kg的物块，在竖直方向的拉力作用下运动的v-t图象如图所示(向上为运动的正方向)，重力加速度g=10m/s2，不计空气阻力，下列说法正确的是(A．4s时克服重力做功的功率为80WB．前6s内物块的重力势能先增大后减少C．前2s内拉力的功率变大D．5s时物块的动能为4J10、(本题9分)最新发现距离地球光年的人马座有一颗可能成为第二颗地球的“超级地球”，已知飞行探测器贴近该星球表面运行的周期、该星球的半径以及万有引力常量，能估算出“超级地球”的A．质量 B．平均密度C．自转周期 D．表面重力加速度11、(本题9分)一行星绕恒星作圆周运动由天文观测可得，其运动周期为T,速度为v,引力常量为G,则下列结论正确的有A．恒星的质量为B．行星运动的轨道半径为C．行星的质量为D．行星运动的加速度为12、如图所示，一小球自A点由静止自由下落，到B点时与弹簧接触，到C点时弹簧被压缩到最短。若不计弹簧质量和空气阻力，在小球由A→B→C的过程中，若仅以小球为系统，且取地面为参考面，则A．小球从A→B的过程中机械能守恒；小球从B→C的过程中只有重力和弹力做功，所以机械能也守恒B．小球在B点时动能最大C．小球减少的机械能，等于弹簧弹性势能的增量D．小球到达C点时,球和地球系统的重力势能和弹簧的弹性势能之和最大.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)在“探究加速度与力、质量的关系”实验中，某同学使用了如图所示的装置，打点计时器的打点频率为50Hz。（1）该同学得到一条纸带，在纸带上取连续的六个点，如图所示，相邻两点间的距离分别为10.0mm、12.0mm、14.0mm、16.0mm、18.0mm，则打E点时小车的速度为___________ms，打A、F两点的过程中小车的平均速度为___________ms，小车的加速度为___________（2）该同学要探究小车的加速度a和质量M的关系，应该保持拉力不变；得到多组数据后他应描给的图象是___________（填“a-M”还是“a-114、（10分）(本题9分)利用图示装置做验证机械能守恒定律实验（1）为验证机械能是否守恒，需要比较重物下落过程中任意两点间的__________．A．速度变化量和高度变化量B．动能变化量和势能变化量（2）实验中，先接通电源，再释放重物，得到一条理想的纸带，在纸带上选连续打出的点A、B、C，测得它们到起始点O的距离如图所示，已知，重物质量为0.5kg，打点计时器打点的周期为0.02s，从O点到B点的过程中，重物的重力势能变化量_______J，动能变化量_______J．（保留两位有效数字）（3）某同学想用下述方法研究机械能是否守恒，在纸带上选取多个计数点，测量它们到起始点O的距离h，计算对应计数点的重物速度v，描绘图像得到图像是一条过原点的直线，该直线的斜率接近_____________（填g、2g或）则可认为重物下落过程中机械能守恒．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）如图所示，质量分别为1kg、3kg的滑块A、B静止在光滑的水平面上．现使滑块A以4m/s的速度向右运动，与左侧还有轻弹簧的滑块B发生正碰．求二者在发生碰撞的过程中：（1）弹簧的最大弹性势能；（2）滑块B的最大速度．16、（12分）质量为1.5kg的物体做匀速圆周运动，5s内沿半径为10m的圆周运动了100m，求：(1)物体线速度的大小；(2)物体所受向心力大小．17、（12分）将20kg的物体从静止开始以2m/s2的加速度竖直提升4m，求：(1)拉力的大小；(2)该过程中拉力做的功；(3)到达4m高处时拉力的瞬时功率．（g取10m/s2）

2023学年模拟测试卷参考答案（含详细解析）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【答案解析】ABC、据万有引力提供圆周运动向心力有可知：随着半径的增大，周期在增大，而线速度、加速度、角速度都在减小，故AB错误;C正确；D、根据万有引力,可知万有引力不仅和距离有关，还与环绕天体的质量有关，由于题中没有给卫星的质量，所以不确定谁的万有引力大，故D错误；本题选：C点睛：根据万有引力提供圆周运动向心力分析描述圆周运动物理量大小与半径及质量的关系即可.2、B【答案解析】

渡河时间最短时要求在垂直于河岸的方向上速度的分量最大，所以当船头垂直于河岸时，渡河时间最短．【题目详解】船参与了两个分运动，沿船头指向的分运动和沿水流方向的分运动，渡过河时间等于沿船头指向运动的时间，当船头与河岸垂直时，沿船头方向的分运动的位移最小，故渡河时间最短，因而故B正确，ACD错误．故选B．【答案点睛】利用渡河问题来考查矢量的合成与分解是常见的一种题型．关键是把船在静水中的速度沿平行于河岸和垂直于河岸进行分解，当在垂直于河岸上的速度最大时，渡河时间最短，当沿河岸方向上的分量与河水速度相等时，能垂直河岸渡河．3、D【答案解析】

小球沿着不同的方向抛出，都只有重力做功，机械能守恒，故可得到落地时速度大小相等，但方向不同；根据瞬时功率表达式判断瞬时功率的大小．【题目详解】小球运动过程中，只有重力做功，机械能守恒，故末速度大小相等，但方向不同，故A错误；落地时速度大小相等，但方向不同，根据可知，重力的瞬时功率不等，故B错误；根据重力做功公式W=mgh可知，三个小球重力做功相同，落地的时间不同，竖直上抛时间最长，竖直下抛时间最短，所以运动过程中，三个小球重力做功的平均功率不同，故C错误，D正确；故选D．【答案点睛】本题关键在于沿不同方向抛出的小球都只有重力做功，机械能守恒；同时速度是矢量，大小相等、方向相同速度才是相同，要有矢量意识．4、A【答案解析】

绳子拉着小球在水平面上做匀速圆周运动，绳子的拉力提供向心力，所以绳子拉力的方向始终与速度方向垂直，不做功，所以在小球经过四分之一，圆周的过程中，F所做的功为零，故A正确，BCD错误．5、B【答案解析】对v向x轴和y轴进行正交分解，在x轴上的分量为：，B正确．6、D【答案解析】

A.万有引力定律既适用与星体之间的相互作用，也适用于其它物体之间的相互作用，故A错误；B.由开普勒定律可知，所有行星绕太阳运动的轨道是椭圆，行星离太阳越远时运行速度越慢，故B错误；C.库仑定律适用于真空中两静止点电荷之间的作用力；当带电体的形状、大小及电荷的分布状况对它们之间的作用力影响可以忽略时，可以看成点电荷，不是体积小就能看成点电荷，故C错误；D.电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量的比值，叫做这一点的电势，故D正确.7、AD【答案解析】以小球和弹簧组成的系统为研究对象，在小球运动过程中，只有重力和弹簧的弹力做功，符合机械能守恒的条件，因此，系统的机械能守恒，故A正确；根据系统的机械能守恒知，小球重力势能的增加量与动能增加量之和等于弹簧弹性势能的减少量，故B错误；当小球的重力等于弹力时，加速度为零，速度最大，即动能最大，该位置处于B与C之间，故C错误；在C处弹簧的压缩量最大，弹性势能最大，故D正确．故选AD．【答案点睛】在小球由C→B→A反弹的运动过程中，弹力逐渐减小，开始小于重力，到BC间某位置等于重力，后大于重力，因此，小球从C到B过程中先做加速运动，后做减速运动，因此明确了整个过程中小球的运动情况，再根据功能关系可正确解答本题．8、AB【答案解析】

根据万有引力提供向心力得A.，a和b质量相等且小于c的质量，可知b所需向心力最小，故A项与题意相符；B.所以b、c的周期相同，大于a的周期，故B项与题意相符；C.所以b、c的线速度大小相等，小于a的线速度，故C项与题意不相符；D.所以b、c的向心加速度相等，小于a的向心加速度，故D项与题意不相符。9、AD【答案解析】

4s时，由v-t图象得v=4m/s，又由PG=mgvcosθ

(重力与物体运动方向相反，θ=180∘)；代入数据得：4s时克服重力做功的功率为80W；故A正确；前6s内物块一直朝上运动，物体的重力势能会一直增加，故B错误；前2s内物体的速度未发生改变，物体做匀速直线运动，拉力与重力平衡；又由功率的计算公式P=Fvcosθ；得前2s内拉力的功率为定值，故C错误；由Ek=【答案点睛】此题要理解v-t图象得相关意义：(1)v-t图象与t轴围成的面积表示物块的位移；(2)v一直为正值，故物体一直朝一个方向运动；并结合功率的计算公式就能解决问题。10、ABD【答案解析】

根据万有引力提供向心力求出星球的质量，结合万有引力等于重力求出星球表面的重力加速度，结合星球的质量和体积求出星球的密度．【题目详解】设星球半径为R，该飞行探测器贴近该星球表面运行，轨道半径等于该星球的半径，根据万有引力提供向心力，有，得“超级星球”质量，因为已知飞行探测器贴近该星球表面运行的周期、该星球的半径以及万有引力常量，故可以算出“超级地球”的质量，故A正确；“超级地球”的半径已知，体积可求，进而可算出平均密度，故B正确；题目已知条件是“超级地球”的公转周期，根据已知条件，无法求出自转周期，故C错误；在“超级地球”表面，根据物体的重力等于万有引力，有，得表面重力加速度，因为质量能求出，半径已知，所以表面的重力加速度可以求出，故D正确；故选ABD．【答案点睛】解决本题的关键掌握万有引力的两个理论：万有引力提供向心力；万有引力等于重力．并能灵活运用．11、ABD【答案解析】

A、B项：根据线速度与轨道半径和周期的关系得行星运动的轨道半径为：，根据万有引力提供向心力，列出等式：，联立解得：，故AB正确；C项：根据题意无法求出行星的质量，故C错误；D项：加速度为：结合解得：行星运动的加速度为，故D正确。12、CD【答案解析】

小球从A→B的过程中只受重力，机械能守恒；小球从B→C的过程中，由于弹力对小球做功，所以小球的机械能不守恒。故A错误。小球从B到C过程，受到重力和弹力两个力作用，弹力先小于重力，后大于重力，所以小球先加速和减速，故动能先变大后变小，弹力与重力相等时，动能最大，小球动能最大的位置在BC之间某点，故B错误；小球从A到C过程中，小球和弹簧系统的机械能守恒，而在最高点和最低点动能都为零，故减少的重力势能全部转化为弹性势能，故C正确；小球到达C点时动能为零，动能最小，由系统的机械能守恒知，小球和地球系统的重力势能和弹簧的弹性势能之和最大，故D正确。二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、vE=0.85msv=0.7ms【答案解析】

（1）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E点的速度，根据连续相等时间内的位移之差是一恒量求出加速度．

（2）研究两个物理量之间的定量关系，需作出它们的线性关系图线．【题目详解】（1）E点的瞬时速度等于DF段的平均速度，则vE＝xDF2T＝16+18（2）探究小车的加速度a和质量M的关系，应作出线性关系图线，可知应描绘a−1/M图线．【答案点睛】解决本题的关键掌握纸带的处理方法，会通过纸带求解瞬时速度和加速度，关键是匀变速直线运动推论的运用．14、（1）B（2）0.25J；0.24J（3）2g【答案解析】

（1）验证机械能守恒，即需