2023年云南省施甸县第一中学物理高一第二学期期末学业水平测试试题含解析

2022-2023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)一张桌子始终静止在水平地面上，一根木棒沿着水平桌面从A运动到B，发生的位移为x，如图所示。若棒与桌面间的摩擦力大小为Ff，则棒对桌面的摩擦力和桌面对棒的摩擦力做的功各为A．-Ff⋅x，-FC．-Ff2、公路在通过小型水库的泄洪闸的下游时，常常要修建凹形桥，也叫“过水路面”．如图所示，汽车通过凹形桥的最低点时（）A．车对桥的压力等于汽车的重力B．车对桥的压力小于汽车的重力C．车的速度越大，车对桥面的压力越小D．车的速度越大，车对桥面的压力越大3、(本题9分)如图所示，质量m=1kg、长L=0.8m的均匀矩形薄板静止在水平桌面上，其右端与桌子边缘相平．板与桌面间的动摩擦因数为μ=0.1．现用F=5N的水平力向右推薄板，使它翻下桌子，力F做的功至少为()（g取10m/s2）A．1J B．1.6J C．2J D．1J4、(本题9分)人骑自行车下坡，坡长l＝500m，坡高h＝10m，人和车总质量为100kg，下坡时初速度为4m/s，人不踏车的情况下，到达坡底时车的速度为10m/s，g取10m/s2，则下坡过程中克服阻力所做的功为()A．15800J B．5800J C．5000J D．4200J5、(本题9分)物块从固定粗糙斜面的底端，以某一初速度沿斜面上滑至最高点后，再沿斜面下滑至底端．下列说法正确的是（

）A．上滑过程中摩擦力的冲量大于下滑过程中摩擦力的冲量B．上滑过程中机械能损失小于下滑过程中机械能损失C．上滑过程中物块动量变化的方向与下滑过程中动量变化的方向相同D．上滑过程中物块动能的减少量等于下滑过程中动能的增加量6、(本题9分)汽车以72km/h的速度通过凸形桥最高点时，对桥面的压力是车重的3/4，则当车对桥面最高点的压力恰好为零时，车速为A．40km/h B．40m/s C．120km/h D．120m/h7、(本题9分)如图所示,长度为的轻绳连着一个质量为的小球,悬于点．点正下方处有一个小钉子．刚开始让轻绳拉直,与竖直方向夹角为,将小球由静止释放,不考虑空气阻力,不计轻绳撞到钉子的机械能损失．已知重力加速度为．下列说法正确的是（）A．当小球摆到最低点时,轻绳撞到钉子瞬间前后,小球的角速度变大B．当小球摆到最低点时,轻绳撞到钉子之前的瞬间,小球对绳的张力为C．钉子离悬点越近,当小球摆到最低点轻绳撞到钉子后,绳子越容易断D．若轻绳撞到钉子后小球恰好能做完整的圆周运动,则轻绳撞到钉子瞬间前后小球的向心加速度之比为8、(本题9分)如图所示，一轻质弹簧一端固定在墙上，一个质量为m的木块以速度vo从右侧沿光滑水平面向左运动并与弹簧发生相互作用．设相互作用的过程中弹簧始终在弹性限度范围内，在整个相互作用的过程中弹簧对木块冲量I的大小和弹簧对木块做的功W分别是()A．I=0 B．I= C．W=0 D．W=9、(本题9分)如图所示，一个长直轻杆两端分别固定一个小球A和B，A球、B球质量分别为2m、m，两球半径忽略不计，杆的长度为。先将杆AB竖直靠放在竖直墙上，轻轻振动小球B，使小球A在水平面上由静止开始向右滑动，当小球B沿墙下滑距离为时,下列说法正确的是（）A．小球A的速度为B．小球B的速度为C．小球B沿墙下滑过程中，杆对B做的功为D．小球B沿墙下滑过程中，杆对A做的功为10、(本题9分)下列关于平抛运动的说法正确的是(

)A．平抛运动是匀变速曲线运动B．平抛运动在相同的时间内速度大小变化相同C．作平抛运动的物体，初速度越大，运动时间越长D．作平抛运动的物体的机械能守恒11、(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B．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C．小球从B→C的过程中减少的机械能，等于弹簧弹性势能的增量D．小球到B点时动能最大12、如图所示，竖直放置的两个平行金属板间有匀强电场，在两板之间等高处有两个质量相同的带电小球（不计两带电小球之间的电场影响），小球从紧靠左极板处由静止开始释放，小球从两极板正中央由静止开始释放，两小球沿直线运动都打在右极板上的同一点，则从开始释放到打到右极板的过程中（）A．它们的运动时间的关系为B．它们的电荷量之比为C．它们的动能增量之比为D．它们的电势能减少量之比为二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、（6分）(本题9分)为了验证碰撞中的动贵守恒和检验两个小球的碰撞是否为弹性碰撞，某同学选収了两个体积相同、质量不相等的小球，按下述步骤做了如下实验：①用天平测出两个小球的质量(分别为m1和m2，且m1②按照如图所示的那样，安装好实验装置。将斜槽AB固定在桌边，使槽的末端处的切线水平，将一斜面连接在斜槽末端。③先不放小球m，让小球从斜槽顶端A处由静止开始滚下，记下小球在斜面上的落点位置。④将小球放在斜槽末端边缘处，让小球m1从斜槽顶端A⑤用毫米刻度尺量出各个落点位置到斜槽木端点B的距离，图中D、E、F点是该同学记下的小球在斜面上的几个落点位置，到B点的距离分别为LD、LE、LF。(1)小球m1和m2发生碰撞后，m1(2)用测得的物理量来表示，只要满足关系式__________，则说明碰撞中动量守恒。(3)用测得的物理量来表示，只要再满足关系式_______，则说明两小球的碰撞是弹性碰撞。14、（10分）(本题9分)某实验小组为了验证“合力做功与动能变化的关系”，他们在实验室组装了一套如图所示的装置．(已知图中力传感器能显示该处所受拉力大小)．(1)关于该实验，下列说法近确的是____________A该实验不需要平衡摩擦力B．准备器材时，可不满足砂和小砂桶的总质量远小于滑块的质量C．实验时应使细线与长木板平行(2)让小砂桶带动滑块做加速运动，用打点计时器记录其运动情况，在打点计时器打出的纸带上取两点，测出这两点的间距L和打这两点时滑块的速度大小v1与v2(v1<v2)．细线的拉力F由安装在滑块上的力传感器测出，为了验证合力做功与动能变化的关系，还需测量的物理量为_________；则本实验最终要验证的数学表达式为_________________(用题中所给的字母和需测量的物理量的字母表示)．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）(本题9分)质量为m的汽车在平直公路上行驶，阻力f保持不变，当速度达到时，发动机的实际功率正好等于额定功率，此后，发动机始终在额定功率下工作．请分析说明，汽车达到恒定功率后，其加速度和速度的变化情况，并画出速度v水时间t变化图象的示意图．若公路足够长，求汽车能达到的最大速度若速度从增大到所用时间为t，求这段时间内汽车的位移x．16、（12分）(本题9分)我国已启动“登月工程”，计划2020年实现登月飞行．设想在月球表面上，宇航员测出小物块自由下落h高度所用的时间为t．当飞船在靠近月球表面圆轨道上飞行时，测得其环绕周期是T，已知引力常量为G．不计月球的自转效应，根据上述各量，试求：（1）月球表面的重力加速度；（2）月球的质量．17、（12分）(本题9分)如图所示，物体A的质量为M，圆环B的质量为m，通过绳子连接在一起，圆环套在光滑的竖直杆上，开始时连接圆环的绳子处于水平，长度l＝4m，现从静止释放圆环．不计定滑轮和空气的阻力，取g＝10m/s2，求：（1）若圆环恰能下降h＝3m，A和B的质量应满足什么关系？（2）若圆环下降h＝3m时的速度vB＝5m/s，则A和B的质量有何关系？（3）不管A和B的质量为多大，圆环下降h＝3m时的速度不可能超过多大？

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、D【解析】棒对桌面的摩擦力，和桌面对棒的摩擦力，为作用力和反作用力，大小相等方向相反，从A运动到B的过程中，棒受到的摩擦力为Ff，位移为x，摩擦力做的是负功，所以桌面对棒的摩擦力做的功为-Ffx，桌面受到的摩擦力的大小也为Ff，但桌面没动，位移是0，所以棒对桌面的摩擦力做的功为0。故选D。点睛：恒力做功，根据功的公式直接计算即可，但是桌面不动，它的位移是0，所以功为零，这是常出错的地方．2、D【解析】汽车通过凹形桥的最低点时，向心力竖直向上，合力竖直向上，加速度竖直向上，根据牛顿第二定律得知，汽车过于超重状态，所以车对桥的压力比汽车的重力大，故AB错误；对汽车，根据牛顿第二定律得：N﹣mg=mv2R，则得N=mg+m故选：D。【点睛】汽车在凹形桥的底端受重力和支持力，靠两个力的合力提供向心力，根据牛顿第二定律求出支持力的大小，通过牛顿第三定律得出汽车对路面的压力．3、B【解析】

加速时，对木板受力分析，受到重力、支持力、推力F和滑动摩擦力，根据牛顿第二定律，有F-μmg=ma1解得a1=1m/s2减速时，对木板受力分析，受到重力、支持力和滑动摩擦力，根据牛顿第二定律，有-μmg=ma2解得a2=-1m/s2木板先做匀加速直线运动，后做匀减速直线运动，到达桌面边缘时，速度减为零，设最大速度为v，根据位移速度公式，有2a1x1＝v22a2x2＝−v2解得W=Fx1=1.6J故选B．【名师点睛】本题关键是找出作用时间最短的临界过程，然后先根据牛顿第二定律求解出加速过程和减速过程的加速度，再根据运动学公式列式求出力作用的位移，再根据恒力做功公式求解．4、B【解析】

下坡过程中由动能定理得：．代入数据解得：，故B正确．5、C【解析】

A．设物体在斜面底端向上滑动的速度为，又回到斜面底端的速度为，由能量转化的观点有，故，物体在斜面划上和划下的过程都是匀变速运动，因此设斜面的长度为L，由运动学关系可得，故，上滑时摩擦力的冲量，下滑过程摩擦力的冲量，故，故A错误；B．物体在上滑时和下滑时的过程中摩擦力做功损耗机械能，因摩擦力一样，距离L也一样，因此上滑时和下滑时损耗的机械能相同；故B错误；C．上滑时过程动量的变化方向沿斜面向下，下滑过程动量的变化方向也沿斜面向下，故C正确；D．对上滑过程写动能定理有；对下滑过程写动能定理有；故上滑过程的减少量和下滑的增加量不一样，故D错误．6、B【解析】

汽车在通过桥顶时，做的是圆周运动，汽车重力与桥面给汽车的支持力的合力提供向心力，即当车速为v1=72km/h=20m/s时，要使得桥面对汽车支持力为零，则两式联立求解得到v2=2v1即v2=144km/h=40m/s故B项正确，ACD错误．故选B7、AD【解析】当小球摆到最低点时，轻绳撞到钉子瞬间前后，小球的线速度不变，根据v=ωr可知，半径减小，则角速度变大，选项A正确；小球摆到最低点时，由机械能守恒定律：，在最低点：，解得T1=2mg，选项B错误；在最低点绳子碰到钉子时，根据，钉子离悬点越远，则x越小，则T越大，即钉子离悬点越远，当小球摆到最低点轻绳撞到钉子后绳子越容易断，选项C错误；若轻绳撞到钉子后小球恰好能做完整的圆周运动，则在最高点的速度，在最低点的速度，此时的向心加速度；绳子碰到钉子以前的向心加速度为，则轻绳撞到钉子瞬间前后小球的向心加速度之比为1:5，选项D正确；故选AD.点睛：本题关键抓住摆球摆动过程中机械能守恒，碰到钉子前后小球的线速度不变，并能挖掘隐含条件，根据机械能守恒定律、牛顿第二定律及临界条件结合进行研究．8、BC【解析】

由题意分析可知，木块离开弹簧的瞬间速度大小为v1，方向向右．取向左为正方向．根据动量定理得：，大小为2mv1．根据动能定理得：故选BC．9、AD【解析】

AB.当小球B沿墙下滑距离为时，杆与水平方向的夹角的正弦是，此时A、B两小球的速度关系满足，由机械能守恒定律得：解得：小球A的速度为。小球B的速度为，故A正确，B错误。C.由动能定理得：，小球B沿墙下滑过程中，杆对B做的功为，故C错误；D由动能定理得：，小球B沿墙下滑过程中，杆对A做的功为，故D正确；10、AD【解析】

AD.物体受恒力作用下的曲线运动为匀变速曲线运动，平抛运动只受重力作用，是匀变速曲线运动，平抛运动中只有重力做功，因此物体的机械能守恒，故AD正确；B.平抛运动在相同的时间内速度变化相同（加速度均为g），但速度大小变化不同，故B错误；C.做平抛运动的物体，在竖直方向为自由落体运动，即，则，即运动时间与下落的高度有关，与初速度无关，故C错误。11、AC【解析】从A到B的过程中，小球仅受重力，只有重力做功，所以小球的机械能守恒．故A正确．小球从B→C的过程中只有重力和弹力做功，小球和弹簧组成的系统机械能守恒，但小球的机械能不守恒．故B错误．B到C的过程中，系统机械能守恒，小球减小的机械能等于弹簧的弹性势能的增加量．故C正确．小球到B点时，重力大于弹力，小球将继续向下加速，随着弹力的增加，在BC间某位置弹力等于重力时，加速度为零，此时小球的动能最大，选项D错误；故选AC.12、BD【解析】两小球在竖直方向都做自由落体运动，由题分析可知，小球下落高度相同，由公式，可知它们运动时间相同，故A错误．小球在水平方向都做初速度为零的匀加速直线运动，水平位移，由，得加速度之比．根据牛顿第二定律得，两球的加速度分别为，，则，故B正确．由场力做功分别为，，由于，，得，故电势能的减小量为，而重力做功相同，则合力做功之比．则动能增加量之比，故C错误，D正确．故选BD.【点睛】两小球在匀强电场中受到电场力和重力作用，都做匀加速直线运动，运用运动的分解可知：两小球在竖直方向都做自由落体运动，由题分析可知，小球下落高度相同，运动时间相同．两小球水平方向都做初速度为零的匀加速直线运动，水平位移，根据牛顿第二定律和运动学公式研究电荷量之比．根据电场力做功之比，研究电势能减小量之比．根据数学知识分析合力对两球做功的关系，由动能定理分析动能增加量之比．二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、DFm1LE【解析】

(1)[1][2]小球m1和小球m2相撞后，小球m2的速度增大，小球m1的速度减小，都做平抛运动，所以碰撞后m1球的落地点是D点，m2球的落地点是F点(2)[3]碰撞前，小于m1落在图中的E点，设其水平初速度为v1．小球m1和m2发生碰撞后，m1的落点在图中的D点，设其水平初速度为v1′，m2的落点是图中的F点，设其水平初速度为v2．设斜面BC与水平面的倾角为α，由平抛运动规律得LLD解得：v1同理可解得vv所以只要满足m1即m则说明两球碰撞过程中动量守恒(3)[4]若两小球的碰撞是弹性碰撞，则碰撞前后机械能没有损失．则要满足关系式12即m14、BC滑块和力传感器的总质量m【解析】

（1）[1]实验时需使得绳子的拉力等于滑块的合外力，则实验中需平衡摩擦力且细线和长木板平行，由于力传感器可直接读出绳子上的拉力，不需要保证砂和小砂桶的总质量远小于滑块的质量，故BC正确，A错误；（2）[2][3]根据动能定理可知为验证合力做功与动能变化的关系还需测量出滑块和力传感器的总质量m，则表达式为：三、计算题要求解题步骤，和必要的文字说明（本题共36分）15、(1)加速度减小，速度增大，直到加速度减小为零，汽车达到最大速度，图像如图：(2)(3)【解析】（1）由功率公式：可知，汽车的牵引力：