吉林省吉化第一高级中学2023年高一物理第二学期期末学业水平测试模拟试题含解析

2022-2023学年高一物理下期末模拟试卷注意事项1．考生要认真填写考场号和座位序号。2．试题所有答案必须填涂或书写在答题卡上，在试卷上作答无效。第一部分必须用2B铅笔作答；第二部分必须用黑色字迹的签字笔作答。3．考试结束后，考生须将试卷和答题卡放在桌面上，待监考员收回。一、选择题（本题共12小题，每小题5分，共60分，在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确.全部选对的得5分，选不全的得3分，有选错的或不答的得0分）1、(本题9分)如图所示，一均匀带电荷量为＋Q的细棒．在过中点c垂直于细棒的直线上有、b、d三点，和b，b和c，c和d之间的距离均为L，在处有一电荷量为＋的固定点电荷，已知b点处的电场强度为零，则d点处的电场强度大小为（k为静电力常量）A．B．C．D．2、(本题9分)一个质量为的物体以a＝2g的加速度竖直向下运动，则在此物体下降h高度的过程中，下列说法正确的是（）A．物体的重力势能减少了2mgh B．物体的动能增加了2mghC．物体的机械能保持不变 D．物体的机械能增加了2mgh3、自行车在水平路面上运动如图所示，则（）A．①可能是合外力的方向B．②可能是速度的方向C．③可能是加速度的方向D．④可能是向心加速度的方向4、(本题9分)如图,位于水平面的圆盘绕过圆心O的竖直转轴做圆周运动,在圆盘上有一质量为m的小木块,距圆心的距离为r木块与圆盘间的最大静摩擦力为压力的k倍,在圆盘转速缓慢增大的过程中,下列说法正确的是()A．摩擦力对小木块做正功,其机械能增加B．小木块受重力、支持力和向心力C．小木块获得的最大动能为kmgrD．小木块所受摩擦力提供向心力,始终指向圆心,故不对其做功5、(本题9分)如图所示，A、B两物体质量之比mA∶mB＝3∶2，原来静止在平板小车C上。A、B间有一根被压缩的弹簧，地面光滑，当弹簧突然释放后，则下列说法中不正确的是()A．若A、B与平板车上表面间的动摩擦因数相同，A、B组成的系统动量守恒B．若A、B与平板车上表面间的动摩擦因数相同，A、B、C组成的系统动量守恒C．若A、B所受的摩擦力大小相等，A、B组成的系统动量守恒D．若A、B所受的摩擦力大小相等，A、B、C组成的系统动量守恒6、高速公路上常有区间测速的警示牌，如图所示。根据这个警示牌，小汽车通过这个区间的时间()A．不应超过10min B．不应超过6minC．不应短于10min D．不应短于6min7、(本题9分)如图所示，质量相同的A、B两物块放在匀速转动的水平圆盘上，都随圆盘一起做匀速圆周运动，则（）A．它们的运动周期TA<TB B．它们的线速度vA>vBC．它们所受的摩擦力fA>fB D．它们的向心加速度aA>aB8、(本题9分)如图所示，用两根金属丝弯成一光滑半圆形轨道，竖直固定在地面上，其圆心为O、半径为R．轨道正上方离地h处固定一水平长直光滑杆，杆与轨道在同一竖直平面内，杆上P点处固定一定滑轮，P点位于O点正上方．A、B是质量均为m的小环，A套在杆上，B套在轨道上，一条不可伸长的细绳绕过定滑轮连接两环．两环均可看做质点，且不计滑轮大小与质量．现在A环上施加一个水平向右的恒力F，使B环从地面由静止沿轨道上升．则（

）A．力F做的功等于系统机械能的增加量B．在B环上升过程中，A环动能的增加量等于B环机械能的减少量C．当B环到达最高点时，其动能为零D．B环被拉到与A环速度大小相等时，sin∠OPB＝R/h9、(本题9分)如图所示，细线的一端固定于O点，另一端系一小球，在水平拉力F作用下，小球以恒定速率在竖直平面内由A点运动到B点的过程中（）A．小球的机械能保持不变B．小球受的合力对小球不做功C．水平拉力F的瞬时功率逐渐减小D．小球克服重力做功的瞬时功率逐渐增大10、(本题9分)如图所示,两个质量均为的小球套在半径为的圆环上,圆环可绕竖直方向的直径旋转,两小球随圆环一起转动且相对圆环静止．已知与竖直方向的夹角,与垂直,小球与圆环间恰好没有摩擦力,重力加速度为,．下列说法正确的是（）A．圆环旋转角速度的大小为B．圆环旋转角速度的大小为C．小球受到的重力和弹力合力水平向左D．小球与圆环间摩擦力的大小为11、如图所示，质量为m的小球套在倾斜放置的固定光滑杆上，一根轻质弹簧一端固定于O点另一端与小球相连，弹簧与杆在同一竖直平面内，将小球沿杆拉到弹簧水平位置由静止释放，小球沿杆下滑，当弹簧位于竖直位置时，小球速度恰好为零，此时小球下降的竖直高度为h，若全过程中弹簧始终处于伸长状态且处于弹性限度范围内，下列说法正确的是（）A．弹簧与杆垂直时，小球速度最大B．弹簧与杆垂直时，小球的动能与重力势能之和最大C．小球下滑至最低点的过程中，合外力的冲量为零D．小球下滑至最低点的过程中，弹簧的弹性势能增加量等于mgh12、(本题9分)明代出版的《天工开物》一书中就有牛力齿轮翻车的图画，记录了我们祖先的劳动智慧．如图，A、B、C三齿轮半径的大小关系为rA＞rB＞rC，下列判断正确的是（）A．齿轮A与C角速度大小相等B．齿轮A与B线速度大小相等C．齿轮B与C边缘的角速度大小相等D．齿轮A与B角速度大小相等二．填空题(每小题6分，共18分)13、(本题9分)质量为1kg的物体，在空中由静止开始自由落下，经5s落地（g=10m/）。前2s内小球的动能增量为__；前2s内重力做功的功率为_____；第2s末重力做功的瞬时功率________。14、飞机以300km/h的速度斜向上匀速飞行,飞行方向与水平方向成37°.则飞机在水平方向的分速度vx＝________km/h,在竖直方向的分速度vy＝_________km/h。(sin37°＝0.6,cos37°＝0.8)15、(本题9分)某物理小组对轻弹簧的弹性势能进行探究，实验装置如图（a）所示：轻弹簧放置在光滑水平桌面上，弹簧左端固定，右端与一物块接触而不连接，纸带穿过打点计时器并与物块连接．向左推物块使弹簧压缩一段距离，由静止释放物块，通过测量和计算，可求得弹簧被压缩后的弹性势能．（1）实验中涉及到下列操作步骤：①把纸带向左拉直②松手释放物块③接通打点计时器电源④向左推物块使弹簧压缩，并测量弹簧压缩量上述步骤正确的操作顺序是__（填入代表步骤的序号）．（2）图（b）中M和L纸带是分别把弹簧压缩到不同位置后所得到的实际打点结果．打点计时器所用交流电的频率为50Hz．由M纸带所给的数据，可求出在该纸带对应的实验中物块脱离弹簧时的速度为__m/s．比较两纸带可知，__（填“M”或“L”）纸带对应的实验中弹簧被压缩后的弹性势能大．三．计算题(22分)16、（12分）(本题9分)光滑水平轨道上有三个木块A、B、C，质量分别为、，开始时B、C均静止，A以初速度向右运动，A与B相撞后分开，B又与C发生碰撞并粘在一起，此后A与B间的距离保持不变．求B与C碰撞前B的速度大小．17、（10分）(本题9分)A、B两小球同时从距地面高为h=15m处的同一点抛出，初速度大小均为vo=10m/s。A球竖直向下抛出，B球水平抛出，空气阻力不计，重力加速度g取10m/s2。求：（1）B球经过多长时间落地？（2）A球经过多长时间落地？（3）A球落地时，A、B两球间的距离是多少？

参考答案一、选择题（本题共12小题，每小题5分，共60分，在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确.全部选对的得5分，选不全的得3分，有选错的或不答的得0分）1、D【解析】电荷量为的点电荷在b处产生电场强度为，方向向右．在b点处的场强为零，根据电场的叠加原理可知细棍与q在b处产生电场强度大小相等，方向相反，则知细棍在b处产生的电场强度大小为，方向向左．根据对称性可知细棍在d处产生的电场强度大小为，方向向右而电荷量为的点电荷在d处产生电场强度为，方向向右，所d点处场强的大小为，方向向右，D正确．2、B【解析】A.物体下降h高度的过程中，重力做功mgh，则重力势能减小mgh.故A错误；B.根据牛顿第二定律知，合力为2mg，根据动能定理知，合力做功为2mgh，则动能增加2mgh.故B正确；C.重力势能减小mgh，动能增加2mgh，则机械能增加了mgh.故C错误，D错误．故选：B.点睛：根据重力做功判断重力势能的变化，根据合力做功判断动能的变化，根据动能和重力势能的变化判断机械能的变化．3、C【解析】

当合力（加速度）的方向与速度方向不在同一条直线上时，物体做曲线运动，曲线运动轨迹特点是：速度方向沿着曲线上该点的切线方向；轨迹夹在合力（加速度）与速度方向之间，合力大致指向轨迹凹的一侧。根据该特点知，只有③可能是加速度的方向，故C正确，ABD错误。4、A【解析】

A、D项：木块随圆盘一起做加速转动，线速度越来越大，是摩擦力沿速度方向的分力对小木块做正功，其机械能增加，故A正确，D错误；B项：小木块在运动的过程中受到重力、支持力和摩擦力的作用．向心力是效果力，不能说小球受到向心力．故B错误；C项：根据牛顿第二定律得，，解得最大速度，则小木块的最大动能，故C错误．5、A【解析】

A、如果A、B与平板车上表面间的动摩擦因数相同，弹簧释放后A、B分别相对小车向左、向右滑动，它们所受的滑动摩擦力FfA向右，FfB向左，由于mA∶mB＝3∶2，所以FfA∶FfB＝3∶2，则A、B组成的系统所受的外力之和不为零，故其动量不守恒，A错；BCD、对A、B、C组成的系统，A、B与C间的摩擦力为内力，该系统所受的外力为竖直方向的重力和支持力，它们的合力为零，故该系统的动量守恒，B、D均正确；若A、B所受摩擦力大小相等，则A、B组成的系统所受外力之和为零，故其动量守恒，C正确。6、C【解析】

由警示牌可知小汽车最大速度为：vm=120km/h、s=20km；则小汽车在区间测速段运动的最短时间为：；A.不应超过10min，与结论不相符，选项A错误；B.不应超过6min，与结论不相符，选项B错误；C.不应短于10min，与结论相符，选项C正确；D.不应短于6min，与结论不相符，选项D错误；7、BCD【解析】

A．由于A、B在同一转盘上无相对运动，因此它们的角速度相等，根据，ωA=ωB，可知：TA=TB，故A错误；B．由v=ωr，ωA=ωB，RA＞RB，可知：vA＞vB，故B正确；C．对两物块进行受力分析知：水平方向只受静摩擦力，故由静摩擦力提供向心力，则f=mω2r，又因为RA＞RB，故fA＞fB，故C正确；D．根据a=ω2r可知，RA＞RB，故aA＞aB，故D正确。故选BCD。【点睛】物体在同一个转盘上随转盘一起运动时，具有相同的角速度，这是解这类题目的突破口．8、AD【解析】因为恒力F做正功，系统的机械能增加，由功能关系可知，力F所做的功等于系统机械能的增加量，故A正确；由于恒力F做正功，A、B组成的系统机械能增加，则A环动能的增加量大于B环机械能的减少量，故B错误．当B环到达最高点时，A环的速度为零，动能为零，而B环的速度不为零，则动能不为零，故C错误．当PB线与圆轨道相切时，速度关系为：vB=vA，根据数学知识，故D正确。所以AD正确，BC错误。9、BD【解析】试题分析：由于以恒定速率从A到B，说明动能没变，由于重力做负功，拉力不做功，所以外力F应做正功．因此机械能不守恒A错，B对．因为小球是以恒定速率运动，即它是做匀速圆周运动，那么小球受到的重力G、水平拉力F、绳子拉力T三者的合力必是沿绳子指向O点．设绳子与竖直方向夹角是θ，则（F与G的合力必与绳子拉力在同一直线上）得而水平拉力F的方向与速度V的方向夹角也是θ，所以水平力F的瞬时功率是即显然，从A到B的过程中，θ是不断增大的，所以水平拉力F的瞬时功率是一直增大的，C错D对．考点：动能定理、功率点评：本题考查了动能定理，通过功率公式分析瞬时功率的大小问题，本题综合程度较高，属于难题10、AD【解析】小球B与圆环间恰好没有摩擦力，由支持力和重力的合力提供向心力，有：mgtan37°=mω2Rsin37°；解得：ω＝，则A正确，B错误；对小球A受力分析如图，可知小球A受到的重力、弹力和摩擦力的合力水平向左，选项C错误；由图可知：

Nsinθ-fcosθ=mω2Rsinθ；Ncosθ+fsinθ-mg=0；联立解得：f＝mg，故D正确；故选AD．点睛：解决本题的关键搞清物块做圆周运动向心力的来源，结合牛顿第二定律，抓住竖直方向上合力为零，水平方向上的合力提供向心力进行求解．11、BCD【解析】

A．弹簧与杆垂直时，小球的加速度由重力沿杆向下的分力提供，加速度与速度同向，小球仍然加速，当加速度为0时，小球的速度最大，A错误；B．小球与弹簧构成的系统机械能守恒，即小球的动能、重力势能和弹簧的弹性势能总和不变，弹簧与杆垂直时，弹簧的伸长量最小，弹性势能最小，所以小球的动能与重力势能之和最大，B正确；C．根据动量定理，合外力的冲量等于动量的变化量，小球下滑至最低点的过程中，动量变化量为0，所以合外力的冲量为零，C正确；D．根据动能定理，合外力做功之和等于动能的变化量，小球下滑至最低点的过程中，动能变化量为0，减小的重力势能全部转化为弹簧的弹性势能，D正确。故选BCD。12、BC【解析】齿轮A与齿轮B是同缘传动，即齿轮A与B边缘点线速度相等，根据公式可知，半径比较大的A的角速度小于B的角速度，而B与C是同轴传动，角速度相等，所以齿轮A的角速度比C的小，故AD错误，BC正确．

点睛：本题考查同缘传动和同轴传动的特点，以及灵活选择物理公式的能力，明确同缘传动边缘点线速度相等，同轴传动角速度相等是解答的关键．二．填空题(每小题6分，共18分)13、200J100W200W【解析】

[1]2s末的速度：所以前2s内小球的动能增量为：[2]2s内下降的高度为：故重力做功为：前2s内重力做功的功率为：[3]第2s末重力做功的瞬时功率为：14、240180【解析】

将飞机的实际运动分解为水平方向的匀速运动和竖直方向的匀速运动，如图：

由几何关系，可得：

vx=vcos37°=300km/h×0