河北省“名校联盟”2023年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注意事项:1．答题前，考生先将自己的姓名、准考证号码填写清楚，将条形码准确粘贴在条形码区域内。2．答题时请按要求用笔。3．请按照题号顺序在答题卡各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试卷上答题无效。4．作图可先使用铅笔画出，确定后必须用黑色字迹的签字笔描黑。5．保持卡面清洁，不要折暴、不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。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)如图所示，细线的一端系一质量为m的小球，另一端固定在倾角为θ的光滑斜面体顶端，细线与斜面平行．在斜面体以加速度a水平向右做匀加速直线运动的过程中，小球始终静止在斜面上，小球受到细线的拉力T和斜面的支持力为FN分别为(重力加速度为g)()A．T＝m(gsinθ＋acosθ)，FN＝m(gcosθ－asinθ)B．T＝m(gcosθ＋asinθ)，FN＝m(gsinθ－acosθ)C．T＝m(acosθ－gsinθ)，FN＝m(gcosθ＋asinθ)D．T＝m(asinθ－gcosθ)，FN＝m(gsinθ＋acosθ)2、(本题9分)在高速公路上用超声波测速仪测量车速的示意图如图所示，测速仪发出并接收超声波脉冲信号，根据发出和接收到的信号间的时间差可以测出被测的物体的速度；某时刻测速仪发出超声波，同时汽车在离测速仪355m处开始做匀减速直线运动．当测速仪接收到反射回来的超声波信号时，汽车在离测速仪335m处恰好停下，已知声速为340m/s，则汽车在这20m位移内的平均速度为()A．5m/sB．10m/sC．15m/sD．20m/s3、如右图所示，倾角的斜面放在水平地面上，P是斜面底端O点正上方的一点，一物体从P点水平抛出，垂直落到斜面上的A点。A点距离水平面的高度为h，由此可知OP之间的距离为A．2h B．2.5h C．2h D．2h4、(本题9分)如图所示，长为R的轻杆一端固定一质量为m的小球，另一端与光滑水平转轴O相连，现给小球一个初速度，使它在竖直面内做圆周运动，已知小球在最高点的速度大小为v，重力加速度为g。下列说法正确的是A．小球在最高点的速度v最小为gRB．小球在最高点对轻杆的作用力方向一定竖直向上C．小球在最高点时对轻杆的作用力大小可能等于mgD．小球在最高点的速度v越大，轻杆对小球的作用力越大5、动车组列车进站前的减速过程分为两个阶段进行：第一阶段采用“再生刹车”技术，速度从250km/h减至90km/h，这期间停止动力供给，列车依靠惯性继续前行，并带动发电机发电；第二阶段采用机械刹车，速度从90km/h开始不断减小直至停止；关于列车进站过程中的能量转化，下列说法中正确的是（）A．第一阶段减小的动能全部转化为电能，即电能等于减小的动能B．第一阶段减小的动能有一部分转化为电能，即电能小于减小的动能C．第二阶段减小的动能主要转化为内能，且内能等于减小的动能D．第二阶段减小的动能主要转化为内能，且内能大于减小的动能6、如图所示，小球在细绳的牵引下，在光滑水平桌面上绕绳的另一端O做匀速圆周运动。关于小球的受力情况，下列说法正确的是A．只受重力和拉力的作用B．只受重力和向心力的作用C．只受重力、支持力和向心力的作用D．只受重力、支持力和拉力的作用7、(本题9分)如图所示，质量是的子弹，以的速度射入固定的、厚度是的木板，射穿后的速度是．假设阻力是恒定的，它能够射穿同种材料制成的A．固定的、厚度是的木板B．固定的、厚度是的木板C．放在光滑水平面上的质量为，沿速度方向长度为的木块D．放在光滑水平面上的质量为，沿速度方向长度为的木块8、(本题9分)如图所示，在M点分别以不同的速度将两小球水平抛出，两小球分别落在水平地面上的P点、Q点．已知O点是M点在地面上的竖直投影，OP:PQ=1:4，不考虑空气阻力的影响．下列说法中正确的是（）A．两小球的下落时间之比为1:4B．两小球的下落时间之比为1:1C．两小球的初速度大小之比为1:4D．两小球的初速度大小之比为1:59、(本题9分)一个25kg的小孩从高度为3.0m的滑梯顶端由静止开始滑下，滑到底端时的速度为2.0m/s.取g＝10m/s2，关于力对小孩做的功，下列结论正确的是()A．合外力做功50JB．阻力做功500JC．重力做功500JD．支持力做功0J10、(本题9分)如图所示，小球从高处下落到竖直放置的轻弹簧上，在将弹簧压缩到最短的整个过程中，下列关于小球和弹簧的能量叙述中正确的是（）A．重力势能和动能之和减小B．重力势能和弹性势能之和总保持不变C．动能和弹性势能之和增大D．重力势能、弹性势能和动能之和总保持不变11、(本题9分)如图所示，a、b、c、d、e、f为以O为球心的球面上的点，分别在a、c两个点处放等量异种电荷＋Q和－Q。下列说法正确的是()A．b、f两点电场强度大小相等，方向不同B．e、d两点电势相同C．b、f两点电场强度大小相等，方向相同D．e、d两点电势不同12、(本题9分)如图，abc是竖直面内的光滑固定轨道．ab水平．长度为2R；bc是半径为R的四分之一的圆弧．与ab相切于b点．一质量为m的小球始终受到与重力大小相等的水平外力的作用，自a点从静止开始向右运动．重力加速度大小为g．则A．小球恰好能运动到轨道最高点cB．小球从a到c的过程中．动能增量为2mgRC．小球从a点运动到其轨迹最高点的过程中，重力势能增量为3mgRD．小球从a点运动到其轨迹最高点的过程中，水平外力做功为4mgR二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、（6分）某同学从实验室天花板处自由释放一钢球，用频闪摄影手段验证机械能守恒。频闪仪每隔相等时间短暂闪光一次，照片上记录了钢球在各个时刻的位置。（1）操作时比较合理的做法是____。A．先打开频闪仪再释放钢球B．先释放钢球再打开频闪仪（2）用刻度尺在照片上测量钢球各位置到释放点O的距离分别为s1、s2、s3、s4、s5、s6、s7、s8，重力加速度为g，已知频闪照相频率为f，实际长度与照片上长度之比为k。选用以上各物理量符号，验证从O到A过程中钢球机械能守恒成立的关系式为：2gs5=______。14、（10分）(本题9分)验证“机械能守恒定律”的实验采用重物自由下落的方法(g=9.8m/s2)：(1)通过验证mv2=mgh来验证机械能守恒定律时，对纸带上起点的要求___________；为此，所选择纸带的第一、二两点间距应接近___________。(2)若实验中所用重物质量m=1kg，打点纸带如图所示，所用电压频率为50Hz，则打点时间间隔为___________s，则记录B点时，重物的速度vB=___________m/s，重物动能EkB=___________J。从开始下落起至B点，重物的重力势能减少量是___________J，因此可得出的结论是___________。(结果保留三位有效数字)(3)根据纸带算出相关各点的速度v，量出下落距离h，则以v2/2为纵轴，画出的图象应是图中的___________，图线的斜率表示___________。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)如图所示，在一个倾角为的足够长的固定斜面上，由静止释放一个长度为的木板，木板与斜面之间的动摩擦因数。当长木板沿斜面向下运动的速度达到时，在木板的下端轻轻放上一个质量与木板相同的小煤块，小煤块与木板之间的动摩擦因数。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度的大小，，，结果可用根号表示。求：（1）刚放上小煤块时，长木板的加速度的大小和煤块的加速度的大小；（2）小煤块从木板哪一端离开？煤块从放上到离开木板所需时间是多少？16、（12分）(本题9分)如图所示，粗糙的水平面与竖直平面内的光滑弯曲轨道BC在B点平滑连接．一小物块从AB上的D点以初速度v0＝8m/s出发向B点滑行，DB长为12m，物块与水平面间动摩擦因数μ＝0.2，求：(1)小物块滑到B点时的速度大小．(2)小物块沿弯曲轨道上滑到最高点距水平面的高度．17、（12分）(本题9分)如图所示，竖直平面内的圆弧形光滑管道半径R=0.2m，A端与圆心O等高，AD为水平面，B点为管道的最高点且在O的正上方。一个可视为质点的小球质量m=0.4kg，在A点正上方高h=0.6m处的P点由静止释放，自由下落至A点进入管道并通过B点，小球最后落到AD面上的C点处。不计空气阻力，g取10m/s2。求：（1）小球过A点时的速度vA的大小；（2）小球过B点时对管壁的压力的大小和方向；（3）落点C到A点的距离。

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、A【解析】当加速度a较小时，小球与斜面一起运动，此时小球受重力G、绳子拉力T和斜面的支持力FN，绳子平行于斜面；小球的受力如图：由牛顿第二定律得水平方向上：;竖直方向上，由平衡得：，联立得：，，故A正确，BCD错误．2、B【解析】汽车做匀减速运动，且汽车在与超声波相遇前后运动的时间相等，则根据匀变速直线运动规律可知，两段时间内的位移之比一定为3：1；则可知，在与超声波相遇时，汽车前进的距离为：，故超声波与汽车相遇时前进的距离为：，因此可知，前进运动20m的总时间为：，汽车的平均速度为：，故选B．【点睛】根据匀变速直线运动的规律，将汽车的减速运动分为两段相等的时间，则可知两段时间内的位移之比，从而求出超声波前进的位移，从而求出汽车运动的时间，由平均速度公式即可求得平均速度．3、B【解析】

设OP之间的距离为，平抛运动的水平位移为，则，，两式相除，因为，，所以，代入数据求得，B正确。A.2h，与结论不相符，选项A错误；B.2.5h，与结论相符，选项B正确；C.2h，与结论不相符，选项C错误；D.2h，与结论不相符，选项D错误；4、C【解析】

A.细杆拉着小球在竖直平面内做圆周运动，在最高点时，由于杆能支撑小球，所以v的最小值为1．故A项不符合题意；BCD.根据向心力公式Fn=mv2R知，vmg-F=mv可知，v增大，F减小，当v>gRmg+F=mv此时杆对小球的作用力大小可能等于mg，根据牛顿第三定律可知，小球对杆的作用力大小可能等于mg，v增大，F增大。因此v由零逐渐增大，杆对小球的弹力先减小后增大，故BD不符合题意，C符合题意。5、B【解析】第一阶段减速过程中，由于速度变小，所以动能变小，由于继续行驶并带动发电机发电，故将一部分动能转化为电能．减小的动能有一部分转化为电能，即电能小于减小的动能，A错误B正确；第二阶段减小的动能有一部分转化为内能，有一部分转化成了电能，所以内能小于减小的动能，故CD错误．6、D【解析】

根据题意可知，小球只受重力、支持力和拉力的作用，D正确ABC错误7、CD【解析】由动能定理可知：解得f=1600N；设能穿透固定木板的厚度为d，则，解得，则子弹不能穿透固定的、厚度是6cm或7cm的木板，选项AB错误；当木板放在光滑水平面上时，若子弹恰能穿透，设木板厚度为x，则由动量守恒：；由能量关系：；联立解得：x=4.5cm，则子弹能够穿透放在光滑水平面上的质量为8g，沿速度方向长度为3cm或者4cm的木块，选项CD正确；故选CD.点睛：此题考查动能定理及动量定理的应用；关键要知道子弹穿过不同厚度的木板时所受的阻力相同；子弹穿过放置在光滑水平地面上的木板时满足动量守恒及能量守恒关系.8、BD【解析】两球的抛出高度相同，所以下落时间相同，故AB错误；两小球的水平位移分别为OP和OQ，故水平位移之比为1：5；由x=vt可知两小球的初速度之比为1：5，故D正确，C错误．所以BD正确，AC错误．9、AD【解析】

根据下降的高度求出重力做功的大小，根据动能定理求出阻力做功的大小。【详解】A项：根据动能定理：W合B项：小孩从顶端滑到底端的过程中，重力做功：WG=mgh=25×10×3J=750J，根据动能定理得：mgh+W解得：WfD项：支持力与瞬时速度的方向总是垂直，故支持力不做功，做功为0J，故D正确。故应选AD。10、ACD【解析】

对于小球从接触弹簧到将弹簧压缩到最短的过程中，小球的动能、重力势能和弹簧的弹性势能这三种形式的能量相互转化，没有与其他形式的能发生交换，也就说小球的动能、重力势能和弹簧的弹性势能之和保持不变。对于小球从接触弹簧到将弹簧压缩到最短的过程中，弹簧是一直被压缩的，所以弹簧的弹性势能一直在增大。因为小球的动能、重力势能和弹簧的弹性势能之和保持不变，重力势能和动能之和始终减小。故A正确。在刚接触弹簧的时候这个时候小球的加速度等于重力加速度，在压缩的过程中，弹簧的弹力越来越大，小球所受到的加速度越来越小，直到弹簧的弹力等于小球所受到的重力，这个时候小球的加速度为零，要注意在小球刚接触到加速度变为零的过程中，小球一直处于加速状态，由于惯性的原因，小球还是继续压缩弹簧，这个时候弹簧的弹力大于小球受到的重力，小球减速，直到小球的速度为0，这个时候弹簧压缩的最短。所以小球的动能先增大后减小，所以重力势能和弹性势能之和先减小后增加。故B错误。小球下降，重力势能一直减小，所以动能和弹性势能之和一直增大。故C正确。对于小球从接触弹簧到将弹簧压缩到最短的过程中，小球的动能、重力势能和弹簧的弹性势能这三种形式的能量相互转化，没有与其他形式的能发生交换，也就说小球的动能、重力势能和弹簧的弹性势能之和保持不变。故D正确。故选ACD。【点睛】根据能量守恒小球的动能、重力势能和弹簧的弹性势能之和保持不变。其中一个能量的变化可以反映出其余两个能量之和的变化。11、BC【解析】A、等量异种电荷的电场线和等势线都是关于连线、中垂线对称的，由等量异号电荷的电场的特点，结合题目的图可知，图中bdef所在的平面是两个点电荷连线的垂直平分面，所以该平面上各点的电势都是相等的，各点的电场强度的方向都与该平面垂直。由于b、c、d、e各点到该平面与两个点电荷的连线的交点O的距离是相等的，结合该电场的特点可知，b、c、d、e各点的场强大小也相等。由以上的分析可知，b、c、d、e各点的电势相等，电场强度大小相等，方向相同。故A、D错误；故选BC。【点睛】解决本题的关键要掌握等量异种电荷的电场线和等势面的分布情况，知道场强是矢量，只有大小和方向都相同时，场强才相同，同时掌握好电场强度的叠加方法。12、BC【解析】设小球到达c点的速度为v，则从a到c由动能定理：，解得，则小球不是恰好能运动到轨道最高点c，选项A错误；小球从a到c的过程中，动能增量为，选项B正确；小球离开c点后，竖直方向做竖直上抛运动，水平方向做初速度为零的匀加速直线运动，设小球从c点达到最高点的时间为t，则有：，上升的高度；此段时间内水平方向的位移为：，所以小球从a点开始运动到其轨迹最高点，小球的重力势能增量为3mgR；小球在水平方向的位移为：L=3R+2R=5R，水平外力做功为5mgR，选项C正确，D错误；故选BC.点睛：本题主要是考查功能关系；机械能守恒定律的守恒条件是系统除重力或弹力做功以外，其它力对系统做的功等于零；除重力或弹力做功以外，其它力对系统做多少功，系统的机械能就变化多少；注意本题所求的是“小球从a点开始运动到其轨迹最高点”，不是从a到c的过程，这是易错点．二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、Ak【解析】

第一空：从实验室天花板处自由释放一钢球，用频闪摄影手段验证机械能守恒，因此必须先打开频闪仪再释放钢球，故A操作合理，B操作不合理；第二空：在OA段运动过程中，A点的速度为，则动能的增加量为：，而减小的重力势能：，验证从O到A过程中钢球机械能守恒成立的关系式为：。14、初速度等于零2mm0.020.5900.1740.172在误差匀许的范围内机械能守恒C重力加速度【解析】

第一空.用公式mυ2＝mgh来验证机械能守恒定律时，对纸带上起点的要求是重锤是从初速度为零开始；

第二空.打点计时器的打点频率为50Hz，打点周期为0.02s，重物开始下落后，在第一个打点周期内重物下落的高度所以所选的纸带最初两点间的距离；所选择纸带的第一、二两点间距应接近2mm．

第三空.所用电压频率为50Hz，则打点时间间隔为0.02s；第四空.利用匀变速直线运动的推论第五空.重锤的动能EKB=mvB2=0.174J；第六空.从开始下落至B点，重锤的重力势能减少量△Ep=mgh=1×9.8×0.176J=0.172J．第七空.得出的结论是在误差允许范围内，重物下落的机械能守恒．第八空.利用-h图线处理数据，如果mgh=mv2那么图线应该是过原点的直线，故选