吉林省长春九台师范高中2023年物理高一下期末考试试题含解析

2022-2023学年高一下物理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、如图所示，虚线a、b、c代表电场中的三个等势面，相邻等势面之间的电势差相等，即Uab=Ubc,实线为一带负电的质点仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，P、R、Q是这条轨迹上的三点，R同时在等势面b上，据此可知（）A．带电质点在P点的电势能比在Q点的小B．三个等势面中，c的电势最高C．带电质点在P点的动能与电势能之和比在Q点的小D．带电质点在P点的加速度比在Q的加速度小2、(本题9分)2019年5月17日，我国成功发射第45颗北斗导航卫星，“北斗二号”系统定位精度由10米提升至6米．若在北斗卫星中有a、b两卫星，它们均环绕地球做匀速圆周运动，且a的轨迹半径比b的轨迹半径小，则A．a的周期小于b的周期B．a的线速度小于b的线速度C．a的加速度小于b的加速度D．a的角速度小于b的角速度3、(本题9分)物体在水平方向上受到两个相互垂直大小分别为3N和4N的恒力作用，从静止开始运动10m，每个力做的功和这两个力的合力做的总功分别为A．30J、40J、70JB．30J、40J、50JC．18J、32J、50JD．18J、32J、36.7J4、(本题9分)如图所示某小孩在广场游玩时将一气球用轻质细绳与地面上木块相连，气球在水平风力作用下处于斜拉状态，此时细绳与竖直线成角．假若气球和木块的质量分别为m、M。当水平风力缓慢增大时，则下列说法中错误的是（）A．水平风力足够大时，木块一定会脱离水平面B．细绳拉力变大C．水平面对木块的支持力不变D．水平面对木块的摩擦力变大5、(本题9分)在水平面上一轻质弹簧竖直放置，在它正上方一物体自由落下，如图所示，在物体压缩弹簧速度减为零的过程中（）A．物体的动能不断减小B．物体所受的合力减小为零C．弹簧的弹性势能不断增大D．物体的机械能守恒6、(本题9分)质量为m的小球从距地面高度为h的水平桌面飞出，小球下落过程中，空气阻力可以忽略。小球落地点距桌边水平距离为x，如图，关于小球在空中的飞行时间t以及小球飞出桌面的速度v0，下面判断正确的是A． B．C． D．7、(本题9分)天文学家有这样一个大胆推测：地球有一个从未谋面的“兄弟”，其运行轨道就在地球的运行轨道上，也就是说从地球上看，这个“地球兄弟”永远在太阳的背面与地球捉迷藏，所以人类一直未能发现它．由以上信息不可以确定这颗行星的(设地球的公转周期、轨道半径、平均密度、自转周期为已知)（）A．公转周期 B．平均密度 C．轨道半径 D．自转周期8、(本题9分)如图所示，斜面体A静置于粗糙水平面上，光滑小球B置于斜面上，用一轻绳拴住B，轻绳左端固定在竖直墙面上P处。初始时轻绳与斜面平行，若将轻绳左端从P处缓慢沿墙面上移到P′处，斜面体始终处于静止状态，则在轻绳移动过程中A．斜面体对小球的支持力逐渐减小B．轻绳的拉力逐渐减小C．斜面体对水平面的摩擦力逐渐减小D．斜面体对水平面的压力逐渐增大9、(本题9分)如图所示．盛满水的竖直玻璃管底端的红蜡块R，在随玻璃管向右以速度v匀速运动的同时，沿管向上运动，蜡块R到达管顶端所用时间为t．若使玻璃管向右运动的速度变为2v，则蜡块R从玻璃管底端到达管顶的时间为A．t B．2t C． D．与玻璃管向右运动的速度大小无关10、(本题9分)如图所示，小球甲从倾角θ=60°的斜面顶端以初速度2v0水平抛出的同时，让小球乙从斜面顶端以初速v0沿斜面滑下，经时间t小球甲落到斜面上，已知两小球质量相等，斜面光滑，则下列说法正确的是A．t时刻甲的动量大于乙B．0～t时间内重力对甲的冲量大于乙C．0～t时间内重力对甲做的功大于乙D．t时刻重力对甲做功的功率大于乙11、(本题9分)如图轨道是由一直轨道和一半圆轨道组成，一个小滑块从距轨道最低点B为h的A处由静止开始运动，滑块质量为m，不计一切摩擦．则（）A．若滑块能通过圆轨道最高点D，h最小为2.5RB．若h=2R，当滑块到达与圆心等高的C点时，对轨道的压力为3mgC．若h=2R，滑块会从C、D之间的某个位置离开圆轨道做斜抛运动D．若要使滑块能返回到A点，则h≤R12、(本题9分)为了进一步研究月球，我国计划于2019年年底发射“嫦娥五号”，实现采样返回任务．若“嫦娥五号”在近月轨道绕月球飞行时周期为T，月球的半径为R，引力常量为G，球的体积公式为V=πr3(r为球的半径)．则下列判断正确的是A．月球的质量为B．月球的密度为C．月球的第一宇宙速度大小为D．“嫦娥五号”在近月轨道飞行时的向心加速度大小为二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、（6分）(本题9分)如图所示为研究平抛运动的实验装置：(1)现把两个小铁球分别吸在电磁铁C、E上，然后切断电磁铁C的电源，使一只小铁球从轨道A射出，并在射出时碰到碰撞开关S，使电磁铁E断电释放它吸着的小铁球，两铁球同时落到地面。这个实验________________A．只能说明平抛运动的水平方向做匀速直线运动的规律B．只能说明平抛运动的竖直方向做自由落体运动的规律C．不能说明上述AB规律中的任何一条D．能同时说明上述AB两条规律(2)若把该装置进行改装，可以验证动量守恒定律，改装后的装置如图。实验原理和简要步骤如下：A．用天平测出直径相同的入射小球与被碰小球的质量m1、m2相比较，应是m1大于m2B．在地面上依次铺白纸和复写纸。C．调整斜槽，使斜槽末端平直部分水平，并用重锤确定小球抛出点（斜槽末端口）在地面上的竖直投影点O。D．不放被碰球m2，先让入射球m1多次从倾斜轨道上S位置静止释放，找到其平均落地点的位置P，测量平抛射程OP。E．把被碰球m2放在斜槽末端口上，让入射球m1从倾斜轨道上S位置静止滑下，与球正碰后，记下落点，重复多次，确定出入射球m1和被碰球m2的平均落地点位置M和N．用刻度尺量OM、OP、ON的长度。请按要求完成：①在步骤A中有“m1大于m2”的要求，其原因是为了防止________________，在步骤B中有“斜槽末端平直部分水平“的要求，其原因是为了__________________②若两球相碰前后的动量守恒，其表达式可表示为_________；若碰撞是弹性碰撞，那么还应满足的表达式为_________（用实验测量的量m1、m2、OM、•ON和•OP表示）14、（10分）(本题9分)实验中用图示装置探究功与速度变化的关系。步骤Ⅰ：小滑块在橡皮筋的作用下弹出，沿水平桌面上的光滑轨道PQ滑行，之后平抛落至水平地面上，落点记为；步骤Ⅱ：在钉子上分别套上2条、3条、4条橡皮筋，重复步骤Ⅰ，小滑块落点分别记为、、；步骤Ⅲ：测量相关数据，进行数据处理。关于该实验，下列说法正确的是______A.每次实验时使用橡皮条必须完全一样B.每次实验时必须使用同一个小滑块C.每次实验时橡皮条拉伸的长度可以不一致D.实验中必须设法算出橡皮筋每次对小滑块做功的数值将几次实验中橡皮筋对小物块做功分别记为、、、，小物块抛出点到落地点的水平距离分别记为、、、若功与抛出速度的平方成正比，则应以W为纵坐标、______为横坐标作图，才能得到一条直线。由于小滑块所受的空气阻力不能忽略，则由此引起的误差属于______填“偶然误差”或“系统误差”。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)如图所示，倾角为的粗糙斜面的下端有一水平传送带传送带正以的速度顺时针方向运动一个质量为的物体物体可以视为质点，从斜面上距离底端A点处由静止下滑，经过滑到A处物体经过A点时，无论是从斜面到传送带还是从传送带到斜面，都不计其速率变化物体与斜面间的动摩擦因数为，物体与传送带间的动摩擦因数为，传送带左右两端A、B间的距离，已知

，

，

求：求物体下滑时的加速度大小，以及物体与斜面间的动摩擦因数；物体在传送带上向左最多能滑到距A多远处？物体随传送带向右运动，第一次冲上斜面后，沿斜面上滑的最大距离？16、（12分）(本题9分)一条长为0.80m的轻绳一端固定在O点，另一端连接一质量m=0.10kg的小球，悬点O距离水平地面的高度H=1.00m开始时小球处于A点，此时轻绳拉直处于水平方向上，如图所示让小球从静止释放，当小球运动到B点时，轻绳碰到悬点O正下方一个固定的钉子P时立刻断裂不计轻绳断裂的能量损失，取重力加速度求：（1）当小球运动到B点时的速度大小；（2）绳断裂后球从B点抛出并落在水平地面的C点，求小球落到C点时的瞬时速度的大小；（3）若OP=0.6m，轻绳碰到钉子P时绳中拉力达到所能承受的最大拉力断裂，求轻绳能承受的最大拉力．17、（12分）如图所示，将一个小球水平抛出，抛出点距水平地面的高度h=1.8m，小球落地点与抛出点的水平距离x=4.8m．不计空气阻力，g取10m/s1．求：（1）小球从抛出到落地经历的时间;（1）小球抛出时的速度大小v0;（3）小球落地时的速度大小v;

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、B【解析】

AB.带电粒子所受电场力指向轨迹弯曲的内侧，电场线与等势面垂直，且由于带电粒子带负电，因此电场线指向左上方，根据沿电场线电势降低，可知a等势线的电势最低，c等势线的电势最高，负电荷在电势高的地方，电势能小，所以带电质点在P点的电势能比在Q点的大，故A错误，B正确；C.只有电场力做功，所以带电粒子在P点的动能与电势能之和与在Q点的动能与电势能之和相等，故C错误；D.由图可知P点电场线密，电场强度大，带电粒子在P点电场力大，加速度大，故D错误。2、A【解析】

北斗卫星绕地球匀速圆周运动，万有引力提供圆周运动向心力有，可得：.A.由周期得，a的轨道半径小，故其周期小，故A正确；B.由线速度，a的轨道半径小，故其线速度大，故B错误；C.由加速度，a的轨道半径小，故其加速度大，故C错误；D.由角速度，a的轨道半径小，故其角速度大；则D错误.3、C【解析】合力大小为5N，合力方向即合位移方向与3N的力的夹角α1=53°，与4N的力的夹角α2=37°，各个力及合力做功分别为W1=F1lcosα1=18J，W2=F2lcosα2=32J，W合=50J，C正确。4、A【解析】

AC.对气球和砖块的整体，竖直方向受到重力、浮力和地面的支持力作用，则G=FN+F浮，若水平风力缓慢增大，地面支持力不变，与风力无关，木块不可能脱离水平面，故A错误，C正确；B.对气球受力分析，受到重力、风的推力、拉力、浮力，如图所示根据共点力平衡条件，有：Tsinθ=F；Tcosθ+mg=F浮，解得，当风力缓慢增大时，绳子的拉力T也增大，故B正确；D.水平方向，整体受到水平风力和地面给砖块的摩擦力作用，所以砖块受到的摩擦力总等于水平风力，当风力缓慢增大时，砖块受到的摩擦力也缓慢增大，故D错误。5、C【解析】

在物体压缩弹簧速度减为零的过程中，弹力先小于重力后大于重力，则物体的速度先增大后减小，因此动能先增大后减小，故A错误；当重力等于弹力时，合力为零，加速度等于零，此时速度最大，当速度减为零时，弹力大于重力，合外力不为零，且方向向上，故B错误；在物体压缩弹簧速度减为零的过程中，弹簧的压缩量不断增大，因此弹性势能不断增加，故C正确；对于物体和弹簧组成的系统，只有重力和弹力做功，系统机械能守恒，但物体由于弹簧的弹力对物体做负功，则物体的机械能不守恒，选项D错误；故选C.【点睛】解决本题的关键就是物体的运动过程的分析，分析清楚物体在每个过程的运动情况即可解决问题．要注意本题中系统的机械能是守恒，但物体的机械能不守恒．6、D【解析】

根据h得，t．则初速度．故D正确，A、B、C错误。7、BD【解析】

A万有引力提供向心力，由牛顿第二定律得：行星的周期，由于轨道半径相等，则行星公转周期与地球公转周期相等，A可以确定，不符合题意；B．这颗行星的密度与地球的密度相比无法确定，B无法确定，符合题意；C．根据题意，此行星运行轨道就在地球的运行轨道上，故这颗行星的轨道半径等于地球的轨道半径，C可以确定，不符合题意；D．这颗行星的自转周期与地球周期相比无法确定，故D无法确定，符合题意。故选BD。8、AC【解析】对小球B进行受力分析，受重力绳子的拉力和斜面的支持力，如图所示，A、由图象可知，当轻绳左端从P处缓慢沿墙面上移到P'处的过程中，斜面体对小球的支持力逐渐减小，故A正确。B、几何图象可知，开始时，绳子的拉力与支持力是垂直的，此时绳子的拉力最小，当向上移动P点，有受力图可知，轻绳的拉力逐渐增大，故B错误。C、C、在水平方向上，球对斜面的压力在水平方向上的分量等于斜面体对水平面的摩擦力，所以斜面体对水平面的摩擦力逐渐减小，故C正确。D、由B选项的解答可知，球对斜面的压力逐渐减小，所以该压力在竖直方向上的分量逐渐减小，在水平方向上的分量也在减小，以斜面为研究对象，在竖直方向，重力及球的压力在竖直方向上的分量的合力大小等于斜面体对水平面的压力，所以该压力是逐渐减小的。故D错误，故选AC。【点睛】在有关物体平衡的问题中，有一类涉及动态平衡．这类问题中的一部分力是变力，是动态力，力的大小和方向均要发生变化，故这是力平衡问题中的一类难题．解决这类问题的一般思路是：把“动”化为“静”，“静”中求“动”．下面就介绍几种动态平衡问题的解题方法．方法一：三角形法则．原理：当物体受三力作用而处于平衡状态时，其合力为零，三个力的矢量依次恰好首尾相连，构成闭合三角形，当物体所受三个力中二个发生变化而又维持平衡关系时，这个闭合三角形总是存在，只不过形状发生改变而已，比较这些不同形状的矢量三角形，各力的大小及变化就一目了然了．方法二：解析法．原理：物体处于动态平衡状态时，对研究对象的任一状态进行受力分析，根据具体情况引入参量，建立平衡方程，求出应变参量与自变参量的一般函数关系，然后根据自变量的变化确定应变量的变化．方法三：相似三角形．原理：对受三力作用而平衡的物体，先正确分析物体的受力，画出受力分析图，再寻找与力的三角形相似的几何三角形，利用相似三角形的性质，建立比例关系，把力的大小变化问题转化为几何三角形边长的大小变化问题进行讨论．方法四：几何极值法．几何极值法其适用条件与三角形法则相同，只不过是在三角形法则定性变化情况的基础上，几何极值法定量地求出具体极值．9、AD【解析】

蜡烛参与水平方向和竖直方向两个方向的运动，根据运动的独立性原理可知，两个方向的运动互不干扰，则当水平速度变为2v时，竖直运动不变，则蜡块R从玻璃管底端到达管顶的时间仍为t，与与玻璃管向右运动的速度大小无关，故选AD.10、AD【解析】

A.经时间t小球甲落到斜面上，根据平抛规律，解得：，所以t时刻，竖直速度：，所以速度；对乙球：加速度，末速度，因为甲的速度大，质量相等，所以t时刻甲的动量大于乙的动量，A正确。B.重力冲量，因为两小球质量相等，所以冲量大小相等，B错误。C.甲下落的竖直高度，乙下落高度，因为下落高度相同，，重力做功相同，C错误。D.甲的竖直速度，乙的竖直速度，重力功率，所以重力对甲的功率大于乙，D正确。11、ACD【解析】试题分析：要使物体能通过最高点，则由mg=m可得：v=，从A到D根据机械能守恒定律得：mgh=mg2R+，解得h=2.5R，选项A说法正确；若h=2R，从A到C根据机械能守恒定律得：mgh=mgR+，在C点有：N=m，解得：N=2mg，选项B说法正确；若h=2R，小滑块不能通过D点，在CD中间某一位置即做斜上抛运动离开轨道，做斜抛运动，选项C说法；若要使滑块能返回到A点，则物块在圆弧中运动的高度不能超过C点，否则就不能回到点，则则h≤R，选项D说法．考点：本题考查了竖直平面内的圆周运动、机械能守恒定律、斜抛运动．12、ACD【解析】

A．近月卫星让月球做匀速圆周运动是由万有引力提供向心力，有，解得月球的质量为；故A正确.B．月球的体积为，根据密度公式可得；故B错误.C．月球的第一宇宙速度即为近月卫星的线速度，由匀速圆周运动的线速度和周期的关系可得；故C正确.D．由匀速圆周运动的向心加速度与周期的关系式，可知；故D正确.二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、B两球相碰后反弹保证小球做平抛运动m1·OM＋m1·ON=m1·OPm1·OM1＋m1·ON1=m1·OP1【解析】

(1)[1].两球同时落地，可知平抛运动在竖直方向上的运动规律与自由落体运动的规律相同，即平抛运动在竖直方向上做自由落体运动，该实验不能得出平抛运动在水平方向上的运动规律。A．只能说明平抛运动的水平方向做匀速直线运动的规律，与分析不符，故A项错误；B．只能说明平抛运动的竖直方向做自由落体运动的规律，与分析相符，故B项正确；C．不能说明上述AB规律中的任何一条，与分析不符，故C项错误；D．能同时说明上述AB两条规律，与分析不符，故D项错误。(1)①[1].入射球质量应大于被碰球质量，即：m1＞m1，是为了防止两球碰撞后入射球反弹，保证小球碰后速度方向不变。

[3].斜槽的末端必须水平，是为了使小球抛出时速度方向水平，从而做平抛运动；②[4].碰撞过程动量守恒，则m1v0=m1v1+m1v1，两边同时乘以时间t得：m1v0•t=m1v1•t+m1v1•t，则m1•OP=m1•OM+m1•ON[5].若碰撞为弹性碰撞，则，两边同时乘以时间的平方得则得：m1•OP1＝m1•OM1+m1•ON1．14、AB系统误差【解析】

根据实验原理判断出实验注意事项，滑块离开桌面后做平抛运动，根据桌面到地面的高度，可计算出平抛运动的时间，再根据小物块抛出点到落地点的水平距离，可计算出小物块离开桌面时的速度，再知道小物块的质量，就可以计算出小物块的动能。根据，和，可得，因为功与速度的平方成正比，所以功与正比。【详解】（1）为了使n根相同橡皮筋对小物块做的功就等于系一根橡皮筋时对小物块做的功的n倍，各条橡皮筋保证完全一样，故A正确；每次实验时必须使用同一个小物块，保证小物块获得的速度与弹簧做功成正比，故B正确；为了保证每根橡皮筋对小物块做功相同，所以每次实验中，橡皮筋拉伸的长度必需要保持一致，但不能超过弹性限度，故C错误；橡皮筋完全相同，通过增加橡皮筋的条数来使功倍增，因此不需要计算橡皮筋每次对小物块做功的具体数值，故D错误；故选AB.（2）根据，和，可得，因为功与速度的平方成正比，所以功与正比，故应以W为纵坐标、为横坐标作图，才能得到一条直线。（3）一般来说，从多次测量揭示出的实验误差称为偶然误差，不能从多次测量揭示出的实验误差称为系统误差。由于小物块与桌面之间的摩擦不能忽略，则由此引起的误差属于系统误差。【点睛】明确实验原理，根据相应规律得出表达式，然后讨论。还要知道系统误差和偶然误差的区别，系统误差是由于仪器的某些不完善、测