2022-2023学年兰州第一中学物理高一第二学期期末统考试题含解析

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：本大题共10小题，每小题5分，共50分。在每小题给出的四个选项中，有的只有一项符合题目要求，有的有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。1、(本题9分)某同学设想驾驶一辆“陆地——太空”两用汽车(如图)，沿地球赤道行驶并且汽车相对于地球速度可以增加到足够大。当汽车速度增加到某一值时，它将成为脱离地面绕地球做圆周运动的“航天汽车”。不计空气阻力，已知地球的半径R＝6400km。下列说法正确的是()A．汽车在地面上速度增加时，它对地面的压力增大B．当汽车速度增加到1．9km/s，将离开地面绕地球做圆周运动C．此“航天汽车”环绕地球做圆周运动的最小周期为1hD．在此“航天汽车”上可以用弹簧测力计测量物体的重力2、如图所示，长为0.5m的轻质细杆,一端固定一个质量为2kg的小球，使杆绕O点在竖直平面内做圆周运动，小球通过最高点的速率为2m/s，g取10m/s2。关于球在不同位置受杆的作用力，下列判断正确的是A．小球通过最高点时，杆对小球向下的拉力大小是16NB．小球通过最高点时，杆对小球向上的支持力大小是4NC．小球通过最低点时，杆对小球向上的拉力大小是32ND．小球通过最低点时，杆对小球向上的拉力大小是30N3、(本题9分)质量为0.5kg的物体从10m高下落，下落1s时刻重力的瞬时功率是（）A．59WB．50WC．40WD．45W4、(本题9分)关于做曲线运动的物体所受的合力，下列说法正确的是：A．一定是恒力B．一定是变力C．合力方向与速度方向在同一直线上D．合力方向与速度方向不在同一直线上5、现代人们的生活与各类人造卫星应用息息相关，下列关于卫星相关说法正确的是（）A．顺德的正上方可能存在同步卫星B．地球周围卫星的轨道可以在任意平面内C．卫星围绕地球转动的速度不可能大于7.9km/sD．卫星的轨道半径越大运行速度就越大6、(本题9分)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7、如图所示，A、B两小球由绕过轻质定滑轮的细线相连，A放在固定的光滑斜面上，斜面倾角。B、C两小球在竖直方向上通过劲度系数为k的轻质弹簧相连，C球放在水平地面上，现用手控制住A，并使细线刚刚拉直但无拉力作用，并保证滑轮左侧细线竖直、右侧细线与斜面平行。已知A的质量为2m，B、C的质量均为m，重力加速度为g，细线与滑轮之间的摩擦不计，开始时整个系统处于静止状态（弹簧弹性势能，其中x为弹簧的形变量）。现释放A，此后运动过程中，下列说法正确的是（）A．当C恰好离开地面，A沿斜面下滑的速度最大B．A获得最大速度为C．弹簧弹性势能最小时，A、B的动能之和最大D．从释放A到C刚离开地面的过程中，A小球机械能一直减小8、(本题9分)如图所示，质量为m的飞行器绕中心在O点、质量为M的地球做半径为R的圆周运动，现在近地轨道1上的P点开启动力装置，使其变轨到椭圆轨道3上，然后在椭圆轨道上远地点Q再变轨到圆轨道2上，完成发射任务。已知圆轨道2的半径为3R，地球的半径为R，引力常量为G，飞行器在地球周围的引力势能表达式为Ep=，其中r为飞行器到O点的距离。飞行器在轨道上的任意位置时，r和飞行器速率的乘积不变。则下列说法正确的是（）A．可求出飞行器在轨道1上做圆周运动时的机械能是B．可求出飞行器在椭圆轨道3上运行时的机械能是-C．可求出飞行器在轨道3上经过P点的速度大小vP和经过Q点的速度大小vQ分别是、D．飞行器要从轨道1转移到轨道3上，在P点开启动力装置至少需要获取的的动能是9、(本题9分)质量为M的带有光滑圆弧轨道的小车静止置于光滑水平面上，如图所示，一质量也为M的小球以速度v0水平冲上小车，到达某一高度后，小球又返回小车的左端，则()A．小球将做自由落体运动B．小球以后将向左做平抛运动C．此过程小球对小车做的功为D．小球在弧形槽上上升的最大高度为10、(本题9分)衣服在洗衣机中脱水时附着在筒壁上，此时（）A．衣服受重力、筒壁的弹力和摩擦力、离心力的作用B．衣服随筒壁做圆周运动的向心力由筒壁的弹力提供C．筒壁对衣服的摩擦力随着转速的增大而增大D．筒壁对衣服的弹力随着衣服含水量的减少而减小二、实验题11、（4分）(本题9分)在用打点计时器验证机械能守恒定律的实验中，质量m＝1.00kg的重物自由下落，打点计时器在纸带上打出一系列点．如图所示为选取的一条符合实验要求的纸带，O为第一个点，A、B、C为从合适位置开始选取的三个连续点(其他点未画出)．已知打点计时器每隔0.02s打一次点，当地的重力加速度g＝9.80m/s2.那么：(1)纸带的________端(选填“左”或“右”)与重物相连；(2)根据图上所得的数据，从O点到B点，重物重力势能减少量ΔEp＝________J，动能增加量ΔEk＝________J(结果取3位有效数字)；(3)实验的结论是_____________．12、（10分）(本题9分)为了探究质量一定时加速度与力的关系，一同学设计了如图所示的实验装置。其中M为带滑轮的小车的质量，m为砂和砂桶的质量。(滑轮质量不计)(1)实验时，一定要进行的操作是______。A．用天平测出砂和砂桶的质量B．将带滑轮的长木板右端垫高，以平衡摩擦力C．小车靠近打点计时器，先接通电源，再释放小车，打出一条纸带，同时记录弹簧测力计的示数D．改变砂和砂桶的质量，打出几条纸带E．为减小误差，实验中一定要保证砂和砂桶的质量m远小于小车的质量M(2)该同学在实验中得到如图所示的一条纸带(两相邻计数点间还有两个点没有画出)，已知打点计时器采用的是频率为50Hz的交流电，根据纸带可求出小车的加速度为______m/s2(结果保留两位有效数字)。(3)以弹簧测力计的示数F为横坐标，加速度为纵坐标，画出的a-F图象是一条直线，图线与横坐标的夹角为θ，求得图线的斜率为k，则小车的质量为______。A．B．C．kD．

参考答案一、选择题：本大题共10小题，每小题5分，共50分。在每小题给出的四个选项中，有的只有一项符合题目要求，有的有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。1、B【解析】试题分析：汽车沿地球赤道行驶时，由重力和支持力的合力提供向心力，由牛顿第二定律分析速度减小时，支持力的变化，再由牛顿第三定律确定压力的变化．当速度增大时支持力为零，汽车将离开地面绕地球圆周运动．根据第一宇宙速度和地球半径求出“航天汽车”环绕地球做圆周运动的最小周期为1h．在此“航天汽车”上物体处于完全失重状态，不能用弹簧测力计测量物体的重力．汽车沿地球赤道行驶时，由重力和支持力的合力提供向心力．设汽车的质量为m，支持力为F，速度为v，地球半径为R，则由牛顿第二定律得，，当汽车速度v减小时，支持力F增大，则汽车对对地面的压力增大，故A错误；1.9km/s是第一宇宙速度，当汽车速度时，汽车将离开地面绕地球做圆周运动，成为近地卫星，故B正确；“航天汽车”环绕地球做圆周运动时半径越小，周期越小，则环绕地球附近做匀速圆周运动时，周期最小．

最小周期，v=1.9km/s，R=6400km，代入解得T=5081s=1.4h，“航天汽车”环绕地球做圆周运动的最小周期为1.4h，故C错误；在此“航天汽车”上物体处于完全失重状态，不能用弹簧测力计测量物体的重力，故D错误．2、B【解析】

AB、设小球在最高点时，重力刚好能提供向心力时，小球的速度为v，根据牛顿第二定律有，解得，由于，所以杆在最高点对小球产生支持力，方向向上，设大小为N，由牛顿第二定律有，代入数据可得N=4N，B正确A错误；

CD、设小球运动到最低点的速度为，由动能定理有，设杆对小球的拉力为F，根据牛顿第二定律有：，联立可得F=116N，CD错误．【点睛】当物体与杆连接在竖直平面内做圆周运动时，杆可以产生拉力与可以产生支持力，所以物体能否做完整的圆周运动的临界速度与杆出现支持力还是拉力的临界速度是不一样的，这也是本题的关键。3、B【解析】竖直分速度为，重力功率Ｐ＝mgv=50W,B对；4、D【解析】

物体做曲线运动时，所受合外力的方向与加速度的方向在同一直线上，合力可以是恒力，也可以是变力．【详解】物体做曲线运动的条件是合力的方向与速度方向不在同一条直线上，但合外力可以变化，可以不变化。平抛运动受到的是恒力，匀速圆周运动受到的是变力，故D正确，A、B、C错误；故选D.【点睛】本题关键是对质点做曲线运动的条件的考查，匀速圆周运动，平抛运动等都是曲线运动，对于它们的特点要掌握住．5、C【解析】

A.同步卫星一定位于赤道的正上方，而顺德不再赤道上，所以顺德的正上方不可能存在同步卫星.故选项A不符合题意.B.卫星的向心力是由万有引力提供的，所以地球周围卫星的轨道平面一定经过地心，不是在任意平面内都存在地球卫星.故选项B不符合题意.C.根据v=可知，当r等于地球半径时的速度为7.9km/s，所以7.9km/s是最大的环绕速度，卫星围绕地球转动的速度不可能大于7.9km/s.故选项C符合题意.D、根据v=可知，卫星的轨道半径越大运行速度就越小.故选项D不符合题意.6、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.7、BCD【解析】

A．设初态弹簧的压缩量为，因B球平衡且细绳拉直无拉力，有设C球刚要离开地面时弹簧伸长量为，对C球的平衡有可得此时细绳、B球和A球的系统，沿着绳的方向有则B球和A球已经在沿着绳的方向减速运动，故当C恰好离开地面，A沿斜面下滑的速度不是最大，故A错误；B．细绳、B球和A球的系统在沿着绳的方向的加速度为零时，A和B的速度达到最大，则动能最大在弹簧处于原长时，由能量守恒定律有解得A获得的最大速度为故B正确；C．B与A的系统动能最大时弹簧处于原长，则有弹簧弹性势能最小时，A、B的动能之和最大，故C正确；D．从释放A到C刚离开地面的过程中，对A球而言除重力外只有绳的拉力做负功，则A球的机械能一直减小，故D正确。故选BCD。8、BC【解析】

A．飞行器在轨道1上做圆周运动，则则动能势能机械能选项A错误；BC．飞行器在椭圆轨道3上运行时解得选项BC正确；D．飞行器要从轨道1转移到轨道3上，在P点开启动力装置至少需要获取的的动能是选项D错误。故选BC。9、AC【解析】设小球离开小车时，小球的速度为v1，小车的速度为v2，选取向右为正方向，整个过程中动量守恒，得：Mv0=Mv1+Mv2，由机械能守恒得：Mv02=Mv12+Mv22，联立解得：v1=0，v2=v0，即小球与小车分离后二者交换速度，所以小球与小车分离后做自由落体运动，故B错误，A正确．对小车运用动能定理得，小球对小车做功：W=Mv02-0=Mv02，故C正确．当小球与小车的水平速度相等时，小球弧形槽上升到最大高度，设该高度为h，则：Mv0=2M•v；Mv02=•2Mv2+Mgh

，联立解得：h=，故D错误．故选AC．点睛：本题考查了动量守恒定律和能量守恒定律的综合，知道当小球与小车的水平速度相等时，小球上升到最大高度；当两物体质量相等时，两物体相互作用后交换速度．10、BD【解析】衣服受重力、筒壁的弹力和摩擦力作用，选项A错误；衣服随筒壁做圆周运动的向心力由筒壁的弹力提供，选项B正确；筒壁对衣服的摩擦力等于衣服的重力，随转速的增大摩擦力不变，选项C错误；转速一定时，根据F=mω2r可知筒壁对衣服的弹力随着衣服含水量m的减少而减小，选项D正确；故选BD.点睛：本题是生活中圆周运动中的离心运动问题，在该类问题中，物体做离心运动是由于物体受到的指向圆心的合力（提供的向心力）小于物体需要的向心力的原因，不能理解为物体受到离心力的作用．要学会应用物理知识分析实际问题．二、实验题11、左;1.88;1.84