2023届河北衡水武邑中学物理高一第二学期期末考试模拟试题含解析

2022-2023学年高一物理下期末模拟试卷注意事项:1．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、一物块在水平恒力F作用下沿水平面ABC直线运动。已知AB段光滑，BC段粗糙，且。设恒力F在AB、BC段所做的功分别为、，则A．， B．，C．， D．，2、(本题9分)如图所示，用长为的轻绳悬挂一质量为的小球，对小球再施加一个力，使绳与竖直方向成角并绷紧，小球处于静止状态，此力最小为（）A．B．C．D．3、(本题9分)如图所示为某段滑雪雪道模型图，已知雪道倾角为30∘，总质量为m(包括雪具在内)的滑雪运动员从距离底端高为h处的雪道上由静止开始匀加速下滑，加速度的大小为13g，在他从上而下滑到底端的过程中，下列说法正确的是A．运动员获得的动能为2B．运动员克服摩擦力做功为2C．下滑过程中系统减少的机械能为mghD．运动员减少的重力势能全部转化为动能4、(本题9分)“验证机械能守恒定律”的实验装置如图所示.关于该实验，下列说法正确的是()A．重物应选用密度小的物体B．两个限位孔应在同一竖直线上C．打点计时器应接低压直流电源D．应先释放纸带，后接通电源5、如图所示，小球从高处下落到竖直放置的轻弹簧上。在小球将弹簧压缩到最短的整个过程中，不计空气阻力，下列关于能量的叙述中正确的是（）A．动能不断减少B．弹性势能不断减少C．动能和弹性势能之和总保持不变D．重力势能、弹性势能和动能之和总保持不变6、(本题9分)质量为m的小球，用长为l的轻绳悬挂于O点，小球在水平力F作用下，从最低点P缓慢地移到Q点，如图所示，重力加速度为g，则在此过程中（）A．小球受到的合力做功为mgl（1﹣cosθ）B．拉力F的功为FlcosθC．重力势能的变化大于mgl（1﹣cosθ）D．水平力F做功使小球与地球组成的系统机械能变化了mgl（1﹣cosθ）7、在地球表面，用弹簧测力计测得质量为m0的物体的重力为P，已知地球的半径为R，万有引力常量为G，地球同步通讯卫星的轨道离地面的高度为hA．地球的第一宇宙速度为RPB．地球的质量为RC．地球的近地卫星环绕地球运动的向心加速度大小等于RD．地球的自转周期等于2π(R+h)8、(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0J9、一根轻质弹簧的下端固定在水平地面，上端连接一个小球，静止时小球处于O点，如图所示．将小球向下压至A点位置（未超过弹簧的弹性限度）然后放开，小球将在竖直方向上下往复运动，小球到达的最高位置为B点，忽略空气阻力的影响．则关于小球从A点向上运动至B点的过程中，以下判断正确的是（）A．弹簧的弹力对小球始终做正功B．小球在O点时的动能达到最大C．小球在B点时弹簧的弹性势能最大D．弹簧的弹性势能与小球的动能之和一定减小10、(本题9分)据国家航天局计划,2006年已启动的"嫦娥奔月"工程,发射了一艘绕月球飞行的飞船.设另有一艘绕地球飞行的飞船,它们都沿圆形轨道运行并且质量相等,绕月球飞行的飞船的轨道半径是绕地球飞行的飞船轨道半径的,已知地球质量是月球质量的倍,则绕地球飞行的飞船与绕月球飞行的飞船相比较(

)A．向心加速度之比为6:1B．线速度之比为C．周期之比为D．动能之比为11、如图所示，一质量为m的小球套在光滑且固定的倾斜杆上，一轻质弹簧的右端与小球连接，弹簧左端连接在O点，与杆在同一竖直平面内，弹簧可绕O点自由旋转。初始时刻弹簧处于水平压缩状态，现将小球从静止释放，小球运动到O点正下方时速度恰好为零，则小球从释放到最低点的过程中，下列说法正确的是A．小球的机械能守恒B．小球在最低点的加速度为零C．弹簧的弹性势能先增大后减小再增大D．弹簧的弹性势能增加量等于小球的重力势能减少量12、(本题9分)有一项杂技表演的是骑摩托车沿圆锥面运动，其物理模型如图所示．现有两个质量相同的车手骑着质量相同的摩托车A和B紧贴圆锥的内壁分别在图中所示的水平面内做匀速圆周运动(圆锥壁始终固定不动，不计一切摩擦)．则下列说法正确的是（）A．摩托车A对圆锥壁的压力大小等于摩托车B对圆锥壁的压力大小B．摩托车A的加速度大小等于摩托车B的加速度大小C．摩托车A的运动周期等于摩托车B的运动周期D．摩托车A的线速度大小等于摩托车B的线速度大小二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、（6分）(本题9分)小华同学欲测量小物块与斜面间的动摩擦因数，其实验装置如图1所示，光电门1、2可沿斜面移动，物块上固定有宽度为d的挡光窄片。物块在斜面上滑动时，光电门可以显示出挡光片的挡光时间。（以下计算的结果均请保留两位有效数字）(1)用游标卡尺测量挡光片的宽度，其示数如图2所示，则挡光片的宽度d=______mm。(2)在P处用力推动物块，物块沿斜面下滑，依次经过光电门1、2，显示的时间分别为40ms、20ms，则物块经过光电门1处时的速度大小为____________m/s，经过光电门2处时的速度大小为____________m/s。比较物块经过光电门1、2处的速度大小可知，应_______（选填“增大”或“减小”）斜面的倾角，直至两光电门的示数相等；(3)正确调整斜面的倾角后，用刻度尺测得斜面顶端与底端的高度差h=60.00cm、斜面的长度L=100.00cm，g取9.80m/s2，则物块与斜面间的动摩擦因数的值（___________）。14、（10分）如图1所示，是利用自由落体运动进行“验证机械能守恒定律”的实验。所用的打点计时器通以50Hz的交流电。（1）甲同学按照正确的实验步骤操作后，选出一条纸带如图2所示，其中O点为打点计时器打下的第一个点，A、B、C为三个计数点，用刻度尺测得OA=12.41cm，OB=18.60cm，OC=27.21cm，在计数点A和B、B和C之间还各有一个点。已知重物的质量为1.00kg，取g=9.80m/s2。在OB段运动过程中，重物重力势能的减少量ΔEp=__J；重物的动能增加量ΔEk=___J(结果均保留三位有效数字)。（2）该实验没有考虑各种阻力的影响，这属于本实验的__误差（选填“偶然”或“系统”）。由此看，甲同学数据处理的结果比较合理的应当是ΔEp__ΔEk（选填“大于”、“等于”或“小于”）。（3）乙同学想利用该实验装置测定当地的重力加速度。他打出了一条纸带后，利用纸带测量出了各计数点到打点计时器打下的第一个点的距离h，算出了各计数点对应的速度v，以h为横轴，以为纵轴画出了如图3所示的图线。由于图线没有过原点，他又检查了几遍，发现测量和计算都没有出现问题，其原因可能是_____。乙同学测出该图线的斜率为k，如果不计一切阻力，则当地的重力加速度g___k（选填“大于”、“等于”或“小于”）。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）在用高级沥青铺设的高速公路上，汽车的设计时速是108km/h．汽车在这种路面上行驶时，它的轮胎与地面的最大静摩擦力等于车重的0.5倍，取g=10m/s1．（1）如果汽车在这种高速路的水平弯道上拐弯，假设弯道的路面是水平的，其弯道的最小半径是多少？（1）如果高速路上设计了圆弧拱桥做立交桥，要使汽车能够以设计时速安全通过圆弧拱桥，这个圆弧拱桥的半径至少是多少？16、（12分）(本题9分)如图甲所示，在水平路段AB上有一质量为2×103kg的汽车，正以10m/s的速度向右匀速运动，汽车前方的水平路段BC较粗糙，汽车通过整个ABC路段的v－t图象如图乙所示(在t＝15s处水平虚线与曲线相切)，运动过程中汽车发动机的输出功率保持20kW不变，假设汽车在两个路段上受到的阻力(含地面摩擦力和空气阻力等)各自有恒定的大小．(1)求汽车在AB路段上运动时所受的阻力Ff1；(2)求汽车刚好到达B点时的加速度a；(3)求BC路段的长度．17、（12分）(本题9分)2019年4月20日22时41分，我国在西昌卫星发射中心用“长征三号”乙运载火箭，成功发射第四十四颗北斗导航卫星，卫星入轨后绕地球做半径为r的匀速圆周运动。卫星的质量为m，地球的半径为R，地球表面的重力加速度大小为g，不计地球自转的影响。求：（1）卫星进入轨道后的加速度大小gr；（2）卫星的动能Ek。

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】

根据功的概念可知，W=Fxcosθ，则恒力F在AB、BC段的位移相同，则所做的功相同，均为W=FL；ABC.三个选项都错误；D.选项正确；2、A【解析】

可用动态三角形分析此题，如图所示，当外力F与绳上拉力垂直时，F取得最小值．故选A．3、A【解析】试题分析：由几何关系可知运动员下滑的位移，则由速度和位移公式可得出运动员的末速度，则可得出运动员的动能；由动能定理可得出运动员克服摩擦力所做的功；由功能关系即可得出机械能的改变量．若物体不受摩擦力，则加速度应为a'=gsin30°=12g，而现在的加速度为13g小于12g，故运动员应受到摩擦力，故减少的重力势能有一部分转化为了内能，故A错误；运动员运动员下滑的距离L=hsin30°=24、B【解析】试题分析：重物应选用体积小、密度大的物体，选项A错误；两个限位孔应在同一竖直线上，选项B正确；打点计时器应接低压交流电源，选项C错误；应先接通电源，后释放纸带，选项D错误；故选B.考点：验证机械能守恒定律5、D【解析】

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，小球向下的加速度越来越小，直到弹簧的弹力等于小球所受到的重力，此时小球的加速度为0，要注意在小球刚接触到加速度变0的过程中，小球一直处于加速状态，由于惯性的原因，小球继续向下压缩弹簧，这时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，此时弹簧压缩的最短。所以小球的动能先增大后减小，弹簧的弹性势能是不断增加的，所以AB错误。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。在小球下降的过程中，球的重力势能是不断的减小的，所以动能和弹性势能之和要不断的增加，所以C错误，D正确。6、D【解析】

A.小球缓慢移动，动能不变，动能的变化量为零，根据动能定理得知，小球受到的合力做功为零，故A错误；B.设绳与竖直方向的夹角为α，根据平衡条件可知F＝mgtanα，所以可知F为变力，根据动能定理WF﹣mgl（1﹣cosθ）＝0则得拉力F的功为WF＝mgl（1﹣cosθ），故B错误；C.根据重力做功与重力势能变化的关系可得：重力势能的增加Ep＝mgh＝mgl（1﹣cosθ）故C错误；D.由上知，小球的动能不变，重力势能增加mgl（1﹣cosθ），而重力势能是小球与地球共有的，又根据除了重力以外的力做功等于系统机械能的变化，可知水平力F做功使小球与地球组成的系统机械能变化了mgl（1﹣cosθ），故D正确．7、AB【解析】

由P=m0g【详解】AB．第一宇宙速度即为近地卫星环绕地球运动的线速度，由万有引力提供向心力，得：GMm即：v=GM由P=m0g在地球的表面,由重力等于万有引力得：GMm'联立②③，解得：地球的质量为M=P将④代入①得：v=RPmC．地球的近地卫星环绕地球运动的向心加速度大小为a=vD．对于地球同步卫星，由万有引力提供向心力，得：GMm'联立④⑤得：T=2π即地球自转的周期也为：T=2π【点睛】本题主要考查了万有引力定律及其应用，属于中等题型。8、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。9、BD【解析】

A．小球从A点向上运动至B点的过程中，弹簧弹力方向先向上，后向下，所以弹力先做正功，后做负功，故A错误；B．从A到O，弹力大于重力，小球向上做加速运动，在O点，重力等于弹簧弹力，加速度为零，小球速度最大，则动能最大，故B正确；C．对小球和弹簧组成的系统，只有重力和弹簧弹力做功，系统机械能守恒，当小球的机械能最小时，弹簧的弹性势能最大，从A到B的过程中，A点小球的机械能最小，则A点弹性势能最大，故C错误；D．系统机械能守恒，从A到B的过程中，小球重力势能增大，则弹簧的弹性势能与小球的动能之和一定减小，故D正确。10、BCD【解析】

A．研究飞船做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力得：向心加速度之比为81:16，故A错误；BD．根据万有引力提供向心力得：线速度之比为9:2，动能之比为81:4，故B正确，D正确；C．根据，得周期之比为8:9，故C正确．故选BCD.11、CD【解析】

A.由于弹簧的弹力对小球做功，可知小球的机械能不守恒，选项A错误；B.小球运动过程中速度最大时加速度为零，而到O点正下方时速度恰好为零，可知加速度不为零，选项B错误；C.开始位置弹簧处于压缩状态，小球向下运动到与杆垂直位置时弹簧压缩到最短；此过程中弹性势能增加；然后继续向下运动过程中，弹簧长度逐渐变长，弹性势能减小，一直到原长位置，弹性势能减为零；然后弹簧被拉长直到最低点位置，此过程中弹性势能逐渐变大，选项C正确；D.由能量关系，开始时和到达最低点位置时小球的动能均为零，则整个过程中弹簧的弹性势能增加量等于小球的重力势能减少量，选项D正确.12、AB【解析】A、任取一摩托车,设圆锥壁和水平面的夹角为,圆锥壁对摩托车的支持力为F,摩托车的运行轨道半径为r,则在竖直方向上有,计算得出由于两摩托车质量相等，所以力F也相等，故A对B、根据水平方向上有:，角度和力F都相等，所以两摩托车运动的加速度也是相等的,故B对；C、根据由于运动的半径不相等，所以运动的周期也不相等，故C错；D、根据，则半径大的速度也大，所以摩托车A的线速度大小大于摩托车B的线速度大小故D错；故选AB点睛：摩托车靠重力和支持力的合力提供向心力,结合平行四边形定则求出支持力,从而比较大小.根据牛顿第二定律得出线速度、角速度、周期的表达式,从而比较大小.二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、5.20.130.26减小0.75【解析】

(1)[1]挡光片的宽度为；(2)[2][3]d=5.2mm=5.2×10-3m，t1=40ms=40×10-3s，t2=20ms=20×10-3s，用平均速度来求解瞬时速度：[4]由于v2<v1，物块做加速运动，设斜面的倾角为θ，则对物块受力分析有mgsinθ>μmgcosθ故应减小斜面的倾角，直到mgsinθ=μmgcosθ此时物块匀速运动，两光电门的示数相等(3)[5]h=60.00cm=0.6m，L=100.00cm=1m，物块匀速运动时mgsinθ=μmgcosθ即tanθ=μ又解得μ=0.7514、1.82J1.71J系统大于先释放了重物，再接通（打点计时器）电源等于【解析】

（1）［1］在OB段运动过程中，重物重力势能的减少量Ep=mghOB=1.00×9.80×0.1860J≈1.823J=1.82J［2］B点的速度重物动能的增加量（2）［3］该实验没有考虑各种阻力的影响，重物重力势能的减少量总是大于重物动能的增加量，这属于本实验的系统误差。［4］因为实验中有摩擦阻力作用，有能量的消耗，所以甲同学数据处理的结果比较合理的应当是ΔEp大于ΔEk。（3）［5］从图象中可以看出，当物体下落的高度为0时，物体的速度不为0，说明了操作中先释放了重物，再接通（打点计