2023年山西省山大附中等晋豫名校物理高一下期末考试试题含解析

2022-2023学年高一物理下期末模拟试卷请考生注意：1．请用2B铅笔将选择题答案涂填在答题纸相应位置上，请用0．5毫米及以上黑色字迹的钢笔或签字笔将主观题的答案写在答题纸相应的答题区内。写在试题卷、草稿纸上均无效。2．答题前，认真阅读答题纸上的《注意事项》，按规定答题。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)在下列几种运动过程中，机械能守恒的是A．物体沿斜面匀速下滑 B．小球作自由落体运动C．运动员打开降落伞从空中降落 D．汽车刹车做减速运动2、(本题9分)如图所示，一小球自A点由静止开始自由下落，到达B点时与弹簧接触，到C点时弹簧被压缩至最短．若不计弹簧的质量和空气阻力，在小球由A至B到C的运动过程中A．小球在B点时动能最大B．小球的机械能守恒C．小球由B到C的加速度先减小后增大D．小球由B到C的过程中，动能的减少量等于弹簧弹性势能的增加量3、(本题9分)如图所示是北斗导航系统中部分卫星的轨道示意图，已知a、b、c三颗卫星均做圆周运动，a是地球同步卫星，则(

)A．卫星a的加速度大于b的加速度B．卫星a的角速度小于c的角速度C．卫星a的运行速度大于第一宇宙速度D．卫星b的周期大于24h4、(本题9分)一质量为m的物体沿半径为R的光滑轨道下滑，当它从距底端高度R处下滑至距底端高度的过程中，重力和轨道的支持力对物体做的功为A．；0 B．mg；mgC．； D．mg；05、(本题9分)两颗行星的质量分别是、，它们绕太阳运转的轨道半长轴分别是、，如果，，则它们的运行周期之比等于()A．B．C．D．6、如图，倾角θ=37°的光滑斜面固定在水平面上，斜面长L=0.75m，质量m=1.0kg的物块从斜面顶端无初速度释放，sin37°=0.6，cos37°=0.8，重力加速度g取10m/s2，则（）A．物块从斜面顶端滑到底端的过程中重力做功为7.5JB．物块滑到斜面底端时的动能为1.5JC．物块从斜面顶端滑到底端的过程中重力的平均功率为24WD．物块滑到斜面底端时重力的瞬时功率为18W7、(本题9分)一根长为L的细线上端系在天花板上P点，下端系一质量为m的小球，将小球拉离竖直位置，给小球一个与悬线垂直的水平初速度使小球在水平面内做匀速圆周运动，悬线与竖直方向的夹角为θ，悬线旋转形成一个圆锥面，这就是常见的圆锥摆模型，如右图所示。关于圆锥摆，下面说法正确的是（已知重力加速度为g）A．圆锥摆的周期T与小球质量无关B．小球做圆周运动的向心力由绳子的拉力和重力的合力提供C．圆锥摆的周期D．小球做匀速圆周运动向心加速度为8、(本题9分)质量为m的物体，由静止开始下落，由于空气阻力作用，下落的加速度为25A．物体重力做的功为mghB．合外力对物体做功为35C．物体重力势能增加了mghD．物体的机械能减少了359、如图为某运动员低空跳伞表演，假设质量为m的运动员在下落高度h的一段过程中受恒定阻力作用，匀加速下落的加速度为g(g为重力加速度)。在该运动过程中，下列说法正确的是（）A．运动员的重力势能减少了mghB．运动员的动能增加了mghC．运动员克服阻力所做的功为mghD．运动员的机械能减少了mgh10、(本题9分)台球是一项富含物理知识的运动，图为运动员某次击球时的示意图，其中A为白色主球，B为目标球，运动员现欲用主球A碰撞目标球B，并将其击出并落入前方中袋C，则下列相关分析合理的是A．击球瞄准时，应使撞击时两球连心线a指向中袋CB．击球瞄准时，应使撞击时两球公切线b指向中袋CC．通常，由于台球很坚硬，碰撞时的形变能够完全恢复，能量损失很小，故可将它们之间的碰撞视为弹性碰撞来分析D．由于台球和台面间有摩擦，故台球之间的碰撞过程一般不遵循动量守恒定律11、(本题9分)人们对手机的依赖性越来越强，有些人喜欢躺着看手机，经常出现手机砸到眼晴的情况,若手机质量为150g，从离人眼约20cm的高度无初速掉落，砸到眼睛后经0.1s手机停止运动，取重力加速度g=10m/s2，下列分析正确的是A．手机对眼睛的作用力大小约为4.5NB．手机对眼睛的作用力大小约为3.0NC．全过程手机重力的冲量大小约为0.15N·sD．全过程手机重力的冲量大小约为0.30N·s12、(本题9分)如图所示，取稍长的细竹杆，其一端固定一枚小铁钉，另一端用羽毛做一个尾翼，做成A．B两只“飞镖”，将一软木板挂在竖直墙壁上作为镖靶．在离木板一定距离的同一高度处，将它们水平掷出，不计空气阻力，两只“飞镖”插在靶上的状态如图所示(侧视图)．则下列说法中正确的是()A．A镖的质量一定比B镖的质量大B．A镖掷出时的初速度比B镖掷出时的初速度大C．B镖插入靶时的末速度一定比A镖插入靶时的末速度大D．B镖的运动时间比A镖的运动时间长二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、（6分）(本题9分)写出下面游标卡尺和螺旋测微器的读数_____cm、_____mm．14、（10分）(本题9分)利用如图实验装置探究重锤下落过程中重力势能与动能的转化问题．（1）如图为一条符合实验要求的纸带，O点为打点计时器打下的第一点．分别测出若干连续点A、B、C…与O点之间的距离h1、h2、h3…．已知打点计时器的打点周期为T，重锤质量为m，重力加速度为g，结合实验中所测得的h1、h2、h3，可得重物下落到B点时的速度大小为_______，纸带从O点下落到B点的过程中，重物增加的动能为______，减少的重力势能为________．（2）取打下O点时重锤的重力势能为零，计算出该重锤下落不同高度h时所对应的动能Ek和重力势能Ep．建立坐标系，横轴表示h，纵轴表示Ek和Ep，根据以上数据在如图中绘出图线Ⅰ和图线Ⅱ．已求得图线Ⅰ斜率的绝对值k1=2.94J/m，图线Ⅱ的斜率k2=2.80J/m．重锤和纸带在下落过程中所受平均阻力与重锤所受重力的比值为_________（用k1和k2表示）．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，轻质弹簧的左端固定，并处于自然状态.小物块的质量为m，从A处以一定的初速度向左沿水平地面运动，压缩弹簧后被弹回，运动到A点恰好静止.物块向左运动的最大距离为x，此时弹簧的弹性势能为EP，重力加速度为g，弹簧未超出弹性限度.求:（1）物块全过程发生的位移；（2）物块与地面间的动摩擦因数；（3）物块在A点时的初速度大小.16、（12分）(本题9分)如图所示，在竖直圆柱形绝热气缸内，可移动的绝热活塞a、b密封了质量相同的A、B两部分同种气体，且处于平衡状态。已知活塞a、b的横截面积之比Sa:S①求A、B两部分气体的热力学温度TA②若对B部分气体缓慢加热，同时在活塞a上逐渐增加细砂使活塞b的位置不变，当B部分气体的温度为65TB时，活塞a、b间的距离h'A与hA之比为k:1，求此时17、（12分）(本题9分)如图，质量为m=lkg的滑块，在水平力作用下静止在倾角为θ=37°的光滑斜面上，离斜面末端B的高度h=0.2m，滑块经过B位置滑上皮带时无机械能损失，传送带的运行速度为v0=3m/s，长为L=1m．今将水平力撤去，当滑块滑到传送带右端C时，恰好与传送带速度相同．g取l0m/s2.求：(1)水平作用力F的大小；（已知sin37°=0.6cos37°=0.8）(2)滑块滑到B点的速度v和传送带的动摩擦因数μ；(3)滑块在传送带上滑行的整个过程中产生的热量．

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】

A．物体沿光滑匀速下滑，物体受重力、支持力、摩擦力作用，重力做正功，摩擦力做负功，机械能不守恒，故A错误；B．小球做自由落体运动，只有重力做功，机械能守恒，故B正确；C．跳伞运动员在降落伞打开后，阻力做负功，机械能不守恒，故C错误；D．汽车刹车时要克服阻力做功，机械能减少，机械能不守恒，故D错误；故选B.2、C【解析】

根据机械能守恒的条件判断小球从A到B到C的过程中机械能是否守恒．通过小球的受力，根据加速度方向与速度方向的关系，判断出小球的运动情况，确定小球的加速度的变化以及何位置动能最大．根据能量守恒定律判断动能的变化与弹性势能的变化关系．【详解】小球在A到B的过程中，只有重力做功，机械能守恒，大小不变．小球从接触弹簧开始，重力先大于弹力，加速度方向向下，向下加速，加速度逐渐减小，当重力与弹簧弹力相等时，速度最大，然后弹力大于重力，加速度方向向上，做减速运动，加速度逐渐增大．故小球从B到C过程中加速度先减小后增大，在BC之间的某位置动能最大．故A错误，C正确．小球由B到C的过程中，弹力对小球做功，则小球的机械能不守恒，选项B错误；小球由B到C的过程中，动能减小，重力势能减小，弹性势能增加，根据能量守恒定律知，动能和重力势能的减小量等于弹性势能的增加量．故D错误．故选C．【点睛】明确机械能守恒的条件是只有重力（或弹簧的弹力）做功；把握小球从B到C过程的受力分析和运动分析，知道小球先做加速运动，后做减速运动，在BC之间某位置速度最大，到C点速度减为零，弹簧压缩到最短．3、B【解析】

由万有引力提供向心力，解得卫星a、b半径相同，所以周期、加速度相同；故AD错误；卫星a的半径大于c，所以卫星a的角速度小于c的角速度；故B正确；第一宇宙速度为近地卫星的运行速度，其值最大，所有卫星的运行速度都小于或等于它，故C错误；故选B4、A【解析】

物体下滑的高度为，所以重力做功为：由于下滑过程中支持力方向始终与速度方垂直，所以支持不做功A.；0与分析相符，故A项正确；B.mg；mg与分析不符，故B项错误；C.，与分析不符，故C项错误；D.mg；0与分析不符，故D项错误。5、D【解析】

根据开普勒第三定律：得：解得：故选D．【点睛】根据开普勒第三定律：，运用比例法求解两行星运行的周期之比．6、D【解析】

A、重力做的功为,故A错误;

B、根据动能定理可得,故B错误

C、由受力分析可以知道

得:

平均功率为,故C错误

D、物体运动斜面低端时的瞬时速度为

瞬时功率为，故D对；故选D【点睛】根据牛顿第二定律求出物块下滑的加速度,然后有运动学公式求出下滑时间和速度，在利用动能定理求动能的大小．7、ABC【解析】

AC.由牛顿第二定律得，，解得，周期与摆球质量无关，A、C正确；B.小球做圆周运动的向心力由拉力和重力的合力提供，B正确；D.由牛顿第二定律得，小球的向心加速度，D错误。8、AD【解析】

AC．质量为m的物体，在物体下落h的过程中，物体重力做的功WG=mgh，物体的重力势能减少B．质量为m的物体，下落的加速度为25F方向竖直向下，合外力对物体做功W故B项错误．D．合外力对物体做功W合=25mgh，物体动能增加2故选AD.点睛：重力对物体所做的功等于物体重力势能的减少量；合力对物体所做的功等于物体动能的增加量；除重力（弹簧弹力）其他力对物体所做的功等于物体机械能的增加量．9、BD【解析】

A、运动员在下落高度h的一段过程中，重力做功mgh，运动员的重力势能减少了mgh，故A错误。B、运动员在下落高度h的一段过程中，合外力的功W合=mah=mgh，根据动能定理W合=Ek，运动员的动能增加了mgh，故B正确。CD、根据牛顿第二定律mg-Ff=ma，运动员受到的阻力Ff=mg，在下落高度h的过程中，运动员克服阻力所做的功Wf=mgh，根据能量守恒，运动员的机械能减少了mgh，故C错误，D正确。10、AC【解析】

AB.要使目标球B落入前方中袋C，则A球对B球的作用力方向必须要沿两球心连线方向，则击球瞄准时，应使撞击时两球连心线a指向中袋C，选项A正确，B错误；C.通常，由于台球很坚硬，碰撞时的形变能够完全恢复，能量损失很小，故可将它们之间的碰撞视为弹性碰撞来分析，选项C正确；D.由于两球碰撞时的碰撞力远大于台球和台面间的摩擦，故可认为台球之间的碰撞过程遵循动量守恒定律，选项D错误.11、AC【解析】

AB.20cm=0.20m；150g=0.15kg；根据自由落体速度v=2gh手机与眼睛作用后手机的速度变成0，选取向上为正方向，所以手机与眼睛作用过程中动量变化为ΔP=0-(-mv)=0.30kg手机与眼接触的过程中受到重力与眼睛的作用力，根据动量定理可知Ft-mgt=ΔP解得手机对眼睛的作用力大小约为4.5N，故A项与题意相符，B项与题意不相符；CD.全过程中重力的冲量，mgt=0.15N•s，故C项与题意相符，D项与题意不相符。12、BD【解析】

平抛运动的规律与物体的质量无关，所以不能判断AB质量的关系，故A错误；根据知，B下降的高度大，则运动的时间长，根据x=v0t知，水平位移相同，则A的初速度大于B的初速度，故BD正确；由于A的初速度大于B的初速度，所以不能判断出B镖插入靶时的末速度一定比A镖插入靶时的末速度大，故C错误．所以BD正确，AC错误．二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、10.064.700【解析】

[1]．游标卡尺的固定刻度读数为10cm，游标尺上第6个刻度游标读数为0.1×6mm=0.6mm=0.06cm，所以最终读数为：10cm+0.06cm=10.06cm；[2]．螺旋测微器的固定刻度读数为4.5mm，可动刻度读数为0.01×20.0mm=0.200mm，所以最终读数为：4.5mm+0.200mm=4.700mm.．14、【解析】

（1）根据匀变速直线运动中间时刻的瞬时速度等于这段时间的平均速度，可得：；（2）由图可知，图线Ⅰ的斜率；根据动能定理得：，则，图线Ⅱ的斜率，得阻力f=k1-k2，所以重物和纸带下落过程中所受平均阻力与重物所受重力的比值为．【点睛】对匀变速直线运动，某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，即可求出B点的速度；机械能守恒，因为初位置的机械能为零，每个位置动能和重力势能的绝对值应该相等，图线不重合的原因是重物和纸带下落过程中需克服阻力做功．根据动能定理，结合图线的斜率求出阻力与重物重力的比值．验证重力势能的减小量与动能的增加量是否相等．三、计算题