2023届河北省定州市高一物理第二学期期末检测模拟试题含解析

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、“两个和尚抬水喝，三个和尚没水喝”的故事同学们耳熟能详，现在两个和尚一起抬着重为G的桶水匀速前进，他们手臂的位力均为F，手臂之间的夹角为θ，则（）A．θ越大时，水桶受到的合力越小 B．θ越大时，F越小C．当时， D．当时，2、一个人站在阳台上在同一位置，以相同的速率分别把三个球竖直向上抛出，竖直向下抛出，水平抛出，不计空气阻力。则三球落地时的速度大小（）A．上抛球最大 B．下抛球最大 C．平抛球最大 D．三球一样大3、(本题9分)有两只完全相同的表头，分别改装成一只电流表和一只电压表，某位同学在做实验时误将改装后这两只电表串联起来连接入电路中，则两只电表的指针将出现下列哪种情况（）A．两表指针都不偏转B．两表指针的偏转角度相同C．两表指针都偏转，电压表的指针偏转角度较大D．两表指针都偏转，电流表的指针偏转角度较大4、(本题9分)下列对有关情景的描述，符合物理学实际的是A．火车轨道在弯道处应设计成“外轨比内轨高”B．汽车通过拱形桥最高点时对桥的压力大于汽车所受重力C．洗衣机脱水时利用向心运动把附着在衣物上的水分甩掉D．宇航员在绕地球做匀速圆周运动的航天器内悬浮时处于平衡状态5、在地球两极和赤道的重力加速度大小分别为g1、g2，地球自转周期为T，万有引力常量为G，若把地球看作为一个质量均匀分布的圆球体，则地球的密度为A． B．C． D．6、如图是多级减速装置的示意图、每一级减速装置都是由固定在同一装动轴上、绕同一转动轴转动的大小两个轮子组成。各级之间用皮带相连。如果每级减速装置中大轮的半径为R=1m、小轮的半径为r=0.5m。则当第一级的大轮外缘线速度大小为v1=80m/s时，第五级的大轮外缘线速度大小是()A．40m/sB．20m/C．10m/sD．5m/s7、如图所示，在竖直平面内有一半径为R的圆弧轨道，半径OA水平，OB竖直，一个质量为的小球自A的正上方P点由静止开始自由下落，不计空气阻力，小球沿轨道到达最高点B时恰好对轨道没有压力．已知PA=2.5R，重力加速度为g，则小球从P到B的运动过程中：A．重力做功2.5 B．动能增加0.5C．克服摩擦力做功 D．机械能减少1.58、(本题9分)我国于2017年11月发射嫦娥五号探月卫星，执行月面取样返回任务．“嫦娥五号”从月球返回地球的过程中可以简单分为四步，如图所示第一步将“嫦娥五号”发射至月球表面附近的环月圆轨道I，第二步在环月轨道的A处进行变轨进入与月球转移轨道II，第三步当接近地球表面附近时，又一次变轨，从B点进入绕地圆轨道III，第四步再次变轨道后降落至地面，下列说法正确的是（）A．将嫦娥五号发射至轨道I时所需的发射速度为7.9km/sB．嫦娥五号从环月轨道I进入月地转移轨道II需要加速C．嫦娥五号从A沿月地转移轨道II到达B点的过程中其动能一直减少D．嫦娥五号在第四步变轨时需要减速9、(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10、(本题9分)如图所示，半径为R的光滑圆环固定在竖直平面内，AB、CD是圆环相互垂直的两条直径，C、D两点与圆心O等高．一个质量为m的光滑小球套在圆环上，一根轻质弹簧一端连在小球上，另一端固定在P点，P点在圆心O的正下方处．小球从最高点A由静止开始沿逆时针方向下滑，已知弹簧的原长为R，弹簧始终处于弹性限度内，重力加速度为g．下列说法正确的有（）A．弹簧长度等于R时，小球的动能最大B．小球运动到B点时的速度大小为C．小球在A、B两点时对圆环的压力差为4mgD．小球从A到C的过程中，弹簧对小球做的功等于小球机械能的增加量11、(本题9分)如图所示，有M和N两颗质量相等的人造地球卫星，都绕地球做匀速圆周运动．两颗卫星相比较（）A．M受到的万有引力较大B．M的周期较大C．N的线速度较大D．N的角速度较大12、(本题9分)如图所示为某汽车在水平路面启动时，发动机功率随时间变化的图象，图中为发动机的额定功率，若已知汽车的最大速度为，据此可知A．汽车匀速运动时所受的阻力等于B．时间内发动机做功为C．时间内汽车做匀速运动D．时间内发动机做功为二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、（6分）(本题9分)某同学利用如图甲所示的装置测量轻质弹簧的弹性势能，将轻质弹簧放置在光滑水平桌面上，左端固定，右端与一个小球生接触但不栓接调整左端位置并固定，使弹簧处于原长时，小球恰好位于桌子边缘O点向左推小球至C点后由静止释放，小球离开桌面后落到水平地面的P点．(1)现测得桌面边缘0点至P点的竖直高度为h，水平距离为x，小球A的质量为，重力加速度的大小为g，则：①小球离开桌面时的速度大小=_________．②小球A在C点时弹簧的弹性势能Ep=__________(填空均用已知物理量或测得物理量的符号表示)．(2)该同学用这套实验装置维续验证碰撞时动量是否守恒，如图乙所示他在桌子边缘放置另一半径相同、质量为(<)的小球B，仍然将A球推至C点后由静止释放，A球与B球碰后分别落在水平地面上的M点和N点，测得M和N点到桌子边缘的水平距离分别为、.①若两球碰撞前后的动量守恒，则应该满足表达式___________________________．②若碰撞为弹性碰撞，那么还应该满足的表达式为____________________________．14、（10分）(本题9分)“探究碰撞中的不变量”的实验中：（1）入射小球m1=15g，原静止的被碰小球m2=10g，由实验测得它们在碰撞前后的x­t图象如图甲所示，可知入射小球碰撞后的m1v1′是_____kg·m/s，入射小球碰撞前的m1v1是_____kg·m/s，被碰撞后的m2v2′是_____kg·m/s.由此得出结论_______________________________．（2）实验装置如图乙所示，本实验中，实验必须要求的条件是________．A．斜槽轨道必须是光滑的B．斜槽轨道末端点的切线是水平的C．入射小球每次都从斜槽上的同一位置无初速释放D．入射球与被碰球满足ma＞mb，ra=rb（3）图乙中M、P、N分别为入射球与被碰球对应的落点的平均位置，则实验中要验证的关系是________．A．m1·ON=m1·OP＋m2·OMB．m1·OP=m1·ON＋m2·OMC．m1·OP=m1·OM＋m2·OND．m1·OM=m1·OP＋m2·ON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，质量分别为、的两个小球A、B静止在地面上方，B球距地面的高度h=0.8m，A球在B球的正上方．先将B球释放，经过一段时间后再将A球释放．当A球下落t=0.3s时，刚好与B球在地面上方的P点处相碰，碰撞时间极短，碰后瞬间A球的速度恰为零．已知，重力加速度大小为，忽略空气阻力及碰撞中的动能损失．（i）B球第一次到达地面时的速度；（ii）P点距离地面的高度．16、（12分）额定功率为96kW的汽车，在平直的公路上行驶的最大速度是40m/s，汽车的质量是2000kg，如果汽车从静止开始做匀加速直线运动，加速度的大小是2m/s2，运动过程中阻力不变．求：(1)汽车受到的阻力多大？(2)5s末汽车的瞬时功率多大？(3)汽车维持匀加速运动的时间是多少？17、（12分）(本题9分)如图所示，飞机距地面高H＝500m，水平飞行速度为v1＝120m/s，追击一辆速度为v2＝25m/s同向行驶的汽车，欲使炸弹击中汽车，飞机应在距汽车水平距离多远处投弹？(g取10m/s2)

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、C【解析】

A.两个和尚一起抬着重为G的桶水匀速前进，水桶受到的合力总为零，故A错误；B.根据对称性可知，两人对水桶的拉力大小相等，则根据平衡条件得：解得：，θ越大时，F越大，故B错误；C.当θ=60°时，故C正确；D.当θ为120°时有：故D错误．2、D【解析】

由机机械能守恒定律可得：1解得v=所以三球落地时的速度大小相等。A.上抛球最大与上述计算结果不符，故A不符合题意；B.下抛球最大与上述计算结果不符，故B不符合题意；C.平抛球最大与上述计算结果不符，故C不符合题意；D.三球一样大与上述计算结果相符，故D符合题意。3、C【解析】电流表改装成电压表是串联较大的分压电阻；电流表改装成大量程电流表是并联较小的分流电阻；两表串联后，通过电流表的总电流与电压表的电流相等，由于电流表改装成大量程电流表是并联较小的分流电阻，所以大部分电流通过了分流电阻，通过表头的电流很小，所以电流表的指针几乎不偏转；电压表的指针有偏转．故C正确，ABD错误．故选C.4、A【解析】

A．火车拐弯靠重力和支持力的合力提供向心力，弯道处设计成外轨高内轨低，故A正确；B．在最高点，则得故B错误；C．洗衣机脱水时，利用离心运动把附着在衣物上的水份甩掉，故C错误；D．绕地球沿圆轨道飞行的航天器中悬浮的宇航员重力提供向心力，处于完全失重状态，故D错误。故选A。5、B【解析】试题分析：质量为m的物体在两极所受地球的引力等于其所受的重力．根据万有引力定律和牛顿第二定律，在赤道的物体所受地球的引力等于其在两极所受的重力联立求解地球两极①，在地球赤道上②，联立①②得，由①得，地球密度，B正确．6、D【解析】

根据同轴转动角速度相等知，第一级大轮和小轮角速度相等，根据v=r•ω知，第一级小轮的线速度为；

根据皮带传动边缘线速度大小相等可知第二级大轮边缘的线速度大小为v2＝v1＇＝40m/s，所以第二级小轮的线速度为v2＇=v2＝20m/s，

第三级大轮边缘的线速度为v3＝v2＇＝20m/s，

第三级小轮边缘的线速度大小为v3＇=v3＝10m/s，

第四级大轮边缘的线速度大小为v4＝v3＇＝10m/s，

第四级小轮边缘的线速度大小为v4＇＝v4＝5m/s，

第五级大轮边缘的线速度大小v5＝v4＇＝5m/s；

A．40m/s，与结论不相符，选项A错误；B．20m/，与结论不相符，选项B错误；C．10m/s，与结论不相符，选项C错误；D．5m/s，与结论相符，选项D正确；7、BC【解析】

A、重力做功只与竖直高度有关，故重力做功为：1.5mgR，A错误；B、恰好到达B点有：，由动能定理知由P运动B的过程中，合外力所做的功为：，故B正确；C、由P到B，由可得：克服摩擦力做功为：，故C正确；D、由以上分析知在由P运动到B的过程中，机械能的减少量为等于克服摩擦力所做的功，故为，D错误．8、BD【解析】

月球的第一宇宙速度比地球的要小，将嫦娥五号发射至轨道I时所需的发射速度小于7.9km/s，故A错误；“嫦娥五号”从轨道Ⅰ进入月地转移轨道Ⅱ是离心运动，所以需要加速，故B正确；刚开始的时候月球对“嫦娥五号”的引力大于地球对“嫦娥五号”的引力，所以动能要减小，之后当地球的引力大于月球的引力时，卫星的动能就开始增加，故C错误；“嫦娥五号”降落至地面的运动为向心运动，需要减速，故D正确．故选BD．【点睛】解决本题的关键掌握万有引力定律的两个重要理论：1、万有引力等于重力，2、万有引力提供向心力，并能灵活运用．9、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.10、CD【解析】

弹簧长度等于R时，弹簧处于原长，在此后的过程中，小球的重力沿轨道的切向分力大于弹簧的弹力沿轨道切向分力，小球仍在加速，所以弹簧长度等于R时，小球的动能不是最大．故A错误．由题可知，小球在A、B两点时弹簧的形变量相等，弹簧的弹性势能相等，根据系统的机械能守恒得：2mgR=mvB2，解得小球运动到B点时的速度vB=2．故B错误．设小球在A、B两点时弹簧的弹力大小为F．在A点，圆环对小球的支持力F1=mg+F；在B点，由圆环，由牛顿第二定律得：F2-mg-F=m，解得圆环对小球的支持力F2=5mg+F；则F2-F1=4mg，由牛顿第三定律知，小球在A、B两点时对圆环的压力差为4mg，故C正确．小球从A到C的过程中，根据功能原理可知，弹簧对小球做的功等于小球机械能的增加量．故D正确．故选CD．【点睛】解决本题的关键要分析清楚小球的受力情况，判断能量的转化情况，要抓住小球通过A和B两点时，弹簧的形变量相等，弹簧的弹性势能相等．11、BCD【解析】

A．由万有引力表达式可知，两卫星的质量相等，轨道半径小的万有引力大，故N受的万有引力较大，故A错误；

B．由万有引力提供向心力：得知卫星的轨道半径越大，周期越大，所以M的周期较大，故B正确；

C．由万有引力提供向心力：得知卫星的轨道半径越小，线速度越大，所以N的线速度较大，故C正确；

D．由知N的周期较小，角速度较大，故D正确．故选BCD。点睛：本题是对万有引力充当向心力这一思路的应用，通过解析式分析各量的关系，另有一个简单方法就是，除了周期随半径增大外，其余各量都是随轨道半径增大而减小．12、AD【解析】

A．当时速度最大，则：故A正确；B．时间内发电机的功率没达到额定功率，所以时间内发动机做的功小于．故B错误．C．时间内汽车做匀加速直线运动，时刻发动机达到额定功率，根据，速度增大，牵引力减小，则加速度减小，时间内汽车做加速度减小的加速运动，当加速度为零时，即牵引力等于阻力，汽车速度达到最大，故C错误；D．根据功的公式，可知图线与时间轴之间所围成的面积可以表示发动机的功，所以时间内发动机做的功为，故D正确．故选AD。二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、（1）（2）（3），【解析】

(1)小球离开桌面后，做平抛运动，因竖直方向做自由落体运动，水平方向做匀速直线运动，依据平抛运动处理规律，则有：；(2)根据能量守恒定律，弹簧压缩△x时的弹性势能；(3)实验要验证两个小球碰撞前后总动量守恒,即为：；小球做平抛运动的时间由高度差决定,由于高度差一定，故平抛的时间都相同，故水平射程与平抛的初速度成正比，故不需要测量高度差，只要满足：即可证明动量守恒；小球发生弹性碰撞,碰撞过程中系统动量守恒、机械能也守恒，根据守恒定律有：，则有：．14、（1）0.00750.0150.0075碰撞中mv的矢量和是不变量（碰撞过程中动量守恒）BCDC【解析】

（1）由图1所示图象可知，碰撞前球1的速度，碰撞后，球的速度，，入射小球碰撞后的，入射小球碰撞前的，被碰撞后的，碰撞前系统总动量，碰撞后系统总动量，，由此可知：碰撞过程中动量守恒；（2）“验证动量守恒定律”的实验中，是通过平抛运动的基本规律求解碰撞前后的速度的，只要离开轨道后做平抛运动，对斜槽是否光滑没有要求，A错误；要保证每次小球都做平抛运动，则轨道的末端必须水平，B正确；要保证碰撞前的速度相同，所以入射球每次都要从同一高度由静止滚下，C正确；为了保证小球碰撞为对心正碰