湖南省五市十校2022-2023学年物理高一下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．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号、考场号和座位号填写在试题卷和答题卡上。用2B铅笔将试卷类型（B）填涂在答题卡相应位置上。将条形码粘贴在答题卡右上角"条形码粘贴处"。2．作答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目选项的答案信息点涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案。答案不能答在试题卷上。3．非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答，答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应位置上；如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新答案；不准使用铅笔和涂改液。不按以上要求作答无效。4．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)某质点在同一平面内受到三个共点力，它们的大小和方向如图所示.这三个力的合力方向为A．沿着x轴正方向B．沿着x轴负方向C．沿着y轴正方向D．沿着y轴负方向2、如图所示，汽车用跨过定滑轮的轻绳提升物块A。汽车匀速向右运动，在物块A到达滑轮之前，关于物块A，下列说法正确的是A．将竖直向上做匀速运动B．将处于失重状态C．将处于超重状态D．将竖直向上先加速后减速3、(本题9分)如图所示，小环A套在光滑竖直杆上，小环B套在光滑水平杆上，A、B两环用一不可伸长的轻绳连接在一起。初始时，用力F作用在A上，使A、B两环均处于静止状态，轻绳处于伸直状态且与竖直杆夹角为60°。撤去F后，小环A运动至轻绳与竖直杆夹角为37°时的速率为v。已知A、B两环的质量均为m，绳长为l，重力加速度为g。下列说法正确的是（）A．力F的大小为2mg，方向竖直向上B．在运动过程中，小环A的机械能守恒C．轻绳与竖直杆夹角为37°时，小环B的速率也为vD．轻绳与竖直杆夹角为37°时，小环A的速率为4、(本题9分)如图所示，A、B、C三个物体放在旋转的水平圆盘面上，物体与盘面间的最大静摩擦力均是其重力的k倍，三物体的质量分别为2m、m、m，它们离转轴的距离分别为R、R、2R。当圆盘旋转时，若A、B、C三物体均相对圆盘静止，则下列判断中正确的是（）A．A物的向心加速度最大B．B和C所受摩擦力大小相等C．当圆盘转速缓慢增大时，C比A先滑动D．当圆盘转速缓慢增大时，B比A先滑动5、斜面P原来静止在光滑的水平桌面上，另一个小木块Q从斜面P的顶端由静止开始沿光滑的斜面下滑。当小木块Q滑到斜面P的底部时，斜面P向右移动了一段距离，如图所示。下面说法中正确的是（）A．木块P、Q组成的系统总动量守恒B．重力对小木块Q做的功等于小木块Q的动能的增加C．小木块Q减少的重力势能等于斜面P增加的动能D．小木块Q减少的重力势能等于斜面P和Q增加的动能之和6、如图所示，在水平圆盘上沿半径方向放置用细线相连的质量均为m的A、B两个物块（可视为质点）.A和B距轴心O的距离分别为rA=R，rB=2R，且A、B与转盘之间的最大静摩擦力都是fm，两物块A和B随着圆盘转动时，始终与圆盘保持相对静止。则在圆盘转动的角速度从0缓慢增大的过程中，下列说法正确的是A．B所受合力外力一直等于A所受合外力B．A受到的摩擦力一直指向圆心C．B受到的摩擦力先增大后减小D．A、B两物块与圆盘保持相对静止的最大角速度为27、(本题9分)一半径为R的球形行星绕其自转轴匀速转动，若质量为m的物体在该星球两极时的重力为G0，在赤道上的重力为，则（）A．该星球自转的角速度大小为B．环绕该星球表面做匀速圆周运动的卫星的速率为C．环绕该星球表面做匀速圆周运动的卫星的速率为D．放置于此星球表面纬度为60°处的物体，向心加速度大小为8、(本题9分)如图所示，a为地面上的待发射卫星，b为近地圆轨道卫星，c为地球同步卫星．三颗卫星质量相同．三颗卫星的线速度分别为va，vb，vc，角速度分别为ωa，ωb，ωc，周期分别为Ta，Tb，Tc，向心力分别为Fa，Fb，Fc，则()A．ωa＝ωc<ωb B．Fa＝Fc<FbC．va＝vc<vb D．Ta＝Tc>Tb9、图为测定运动员体能的装置，轻绳拴在腰间沿水平线跨过定滑轮（不计滑轮的质量与摩擦），下悬质量为m的物体。设人的重心相对地面不动，人用力向后蹬传送带，使水平传送带以速率v逆时针转动。则（）A．人对重物做功，功率为mgvB．人对传送带的摩擦力大小等于mg，方向水平向左C．在时间t内人对传送带做功消耗的能量为mgvtD．若使传送带的速度增大，人对传送带做功的功率不变10、如图所示，轻质弹簧一端固定，另一端连接一小物块，点为弹簧在原长时物块的位置．物块由点静止释放，沿粗糙程度相同的水平面向右运动，最远到达点．在从到的过程中，物块（）A．加速度先减小后增大 B．经过点时的速度最大C．所受弹簧弹力始终做正功 D．所受弹簧弹力做的功等于克服摩擦力做的功11、(本题9分)如图所示,质量分别为和的两个物块（可视为质点）在水平圆盘上沿直径方向放置，与转盘的动摩擦因数均为（可认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力）．A离轴的距离为离轴的距离为，两物块用一根细绳连在一起．随圆盘以角速度一起做匀速圆周运动，且与圆盘保持相对静止，下列说法正确的是（）A．所受的合外力与所受的合外力大小相等B．所受摩擦力方向指向圆心C．若，细绳无张力D．若，两物块与圆盘发生相对滑动12、(本题9分)如图，滑块a、b的质量均为m，a套在固定竖直杆上，与光滑水平地面相距h，b放在地面上．a、b通过铰链用刚性轻杆连接，由静止开始运动．不计摩擦，a、b可视为质点，重力加速度大小为g．则下列说法中正确的是（）A．无论a、b在什么位置，两物体的加速度方向都与速度方向相同B．a下落过程中，其加速度大小可能大于gC．a落地时速度大小为D．a落地前，当a的机械能最小时，b对地面的压力大小为mg二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、（6分）如图所示是是用重锤做自由落体运动来“验证机械能守恒定律”的实验装置。(1)为了减小实验误差，下列措施可行的是_______(填写代号）A．重锤选用体积较大且质量较小的B．重锤选用体积较小且质量较大的C．打点计时器尚定时应使两限位孔的连线竖直向下D．应先放手让质量拖着纸带运动，再通电让打点计时器工作(2)如图已知重锤的质量为0.50kg，当地的重力加速度为9.80m/s2,交流电源的频率为50Hz，从打O点到打F点的过程中，重锤重力做功为_____J.(保留2位有效数字）。重锤动能的增加量为______J.(保留2位有效数字）14、（10分）(本题9分)某同学利用下述装置对轻质弹簧的弹性势能进行探究，一轻质弹簧放置在光滑水平桌面上，弹簧左端固定，右端与一小球接触而不固连:弹簧处于原长时，小球恰好在桌面边缘，如图（a）所示．向左推小球，使弹簧压缩一段距离后由静止释放．小球离开桌面后落到水平地面．通过测量和计算，可求得弹簧被压缩后的弹性势能．回答下列问题：（1）本实验中可认为，弹簧被压缩后的弹性势能Ep与小球抛出时的动能Ek相等．已知重力加速度大小为g，为求得Ek，至少需要测量下列物理量中的（填正确答案标号）．A．小球的质量mB．小球抛出点到落地点的水平距离sC．桌面到地面的高度hD．弹簧的压缩量△xE.弹簧原长l0（2）用所选取的测量量和已知量表示Ek，得Ek=．（3）图（b）中的直线是实验测量得到的s—△x图线．从理论上可推出，如果h不变．m增加，s—△x图线的斜率会（填“增大”、“减小”或“不变”）；如果m不变，h增加，s—△x图线的斜率会（填“增大”、“减小”或“不变”）．由图（b）中给出的直线关系和Ek的表达式可知，Ep与△x的次方成正比．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)我国的航空航天事业取得了巨大成就，2010年20月1日，我国成功发射了“嫦娥二号”探月卫星，“嫦娥二号”的质量为m，它绕月球做匀速圆周运动时距月球表面的距离为h，已知引力常量G、月球质量M、月球半径R。求：(1)“嫦娥二号”绕月做匀速圆周运动的周期；(2)“嫦娥二号”绕月球做匀速圆周运动的向心加速度与月球表面附近的重力加速度的大小之比。16、（12分）某小型设备工厂采用如图所示的传送带传送工件。传送带由电动机带动，以的速度顺时针匀速转动，倾角。工人将工件轻放至传送带最低点A，由传送带传送至最高点B后再由另一工人运走，工件与传送带间的动摩擦因数为，所运送的每个工件完全相同且质量。传送带长度为，不计空气阻力。（工件可视为质点，，，）求：(1)若工人某次只把一个工件轻放至A点，则传送带将其由最低点A传至B点电动机需额外多输出多少电能？(2)若工人每隔1秒将一个工件轻放至A点，在传送带长时间连续工作的过程中，电动机额外做功的平均功率是多少？17、（12分）如图所示，A、B两极板竖直放置，两极板之间的电压U1=2.0×102V，MN两相同极板水平正对放置，两极板之间电压U2=4.0×102V，板间距d=8cm，板间电场可视为匀强电场.一质量为m=1.0×10-20kg、带电量为q=+1.0×10-10C的带电粒子，从靠近A板处由静止释放，经电场加速后从B板的小孔穿出，沿M、N极板间中轴线以速度v0射入电场，刚好从M板右边缘飞出.（不计粒子重力）.（1）求带电粒子刚射入M、N极板间时的初速度v0；（2）求M、N极板的长度L.

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】

由图F1、F2的方向沿坐标轴，根据平行四边形定则知，将F3分解F3x＝−20×sin60°＝−10N；F3y=20×cos60°=10N；所以：Fx＝F2+F3x＝20−10≈2.68N；Fy=F3y-F1=10-10=0N；可知三个力的合力沿x轴的正方向，大小为2.68N；

A.沿着x轴正方向，与结论相符，选项A正确；B.沿着x轴负方向，与结论不相符，选项B错误；C.沿着y轴正方向，与结论不相符，选项C错误；D.沿着y轴负方向，与结论不相符，选项D错误；2、C【解析】

设绳子与水平方向的夹角为θ，将小车的速度分解为沿绳子方向和垂直于绳子方向，沿绳子方向的速度等于A的速度，根据平行四边形定则得vA=vcosθ，车子在匀速向右的运动过程中，绳子与水平方向的夹角为θ减小，所以A的速度增大，A做加速上升运动，且拉力大于重物的重力，A处于超重状态，故ABD错误，C正确。【点睛】解决本题的关键会对小车的速度进行分解，知道小车的速度是沿绳子方向和垂直于绳子方向速度的合速度．3、D【解析】

A．在拉力作用下，AB都处于静止，说明轻绳上的拉力为0，对A分析，由于A静止，故合力为零，施加的外力等于A环的重力，故拉力F=mg方向竖直向上，选项A错误；B．在运动过程中，AB组成的系统机械能守恒，由于轻绳存在作用力，故小环A的机械能不守恒，选项B错误；C．将A、B的速度分解为沿绳的方向和垂直于绳子的方向，两物体沿绳子方向的速度大小相等，有解得选项C错误；D．在运动过程中，AB组成的系统机械能守恒，则解得选项D正确。故选D。4、C【解析】

A．三物体均相对圆盘静止，角速度相同；由于C物体的转动半径最大，根据，C物体的向心加速度最大，故A项错误；B．B物体所受摩擦力C物体所受摩擦力故B项错误；CD．A物体恰相对圆盘静止时B物体恰相对圆盘静止时C物体恰相对圆盘静止时解得所以C物体最先滑动，A、B两物体同时滑动，故C项正确，D项错误。故选C。5、D【解析】

A.木块P、Q组成的系统在水平方向不受力，所以系统在水平方向是守恒的，在竖直方向合力不为零，因此系统动量不守恒，故A错误。BCD.重力对小木块Q做的功等于小木块Q重力势能的减少量，由能量的转化与守恒可知，小木块Q减少的重力势能转化为了斜面P和Q的动能，即小木块Q减少的重力势能等于斜面P和Q增加的动能之和，故BC错误，D正确。6、D【解析】

A.A、B都做匀速圆周运动，合力提供向心力，根据牛顿第二定律得F合=mω2r，角速度ω相等，B的半径较大，所受合力较大。故A错误。

BC.最初圆盘转动角速度较小，A、B随圆盘做圆周运动所需向心力较小，可由A、B与盘面间静摩擦力提供，静摩擦力指向圆心。由于B所需向心力较大，当B与盘面间静摩擦力达到最大值时（此时A与盘面间静摩擦力还没有达到最大），若继续增大转速，则B将有做离心趋势，而拉紧细线，使细线上出现张力，此时摩擦力不变；转速越大，细线上张力越大，使得A与盘面间静摩擦力先减小后反向变大，当A与盘面间静摩擦力也达到最大时，AB将开始滑动。A受到的摩擦力先指向圆心，后离开圆心，而B受到的摩擦力一直指向圆心，大小先变大后不变。故BC错误。

D.当B与盘面间静摩擦力恰好达到最大时，B将开始滑动，则根据牛顿第二定律得对A：T-fm=mωm2r；对B：T+fm=mωm2∙2r；解得最大角速度ωm=2f7、ACD【解析】

A.在两极，万有引力等于重力，有：G＝G0，在赤道，有：G＝+mRω2，联立两式解得ω=，故A正确．BC.根据G＝m得，v=，又G＝G0，解得v=，故B错误，C正确．D.处于星球表面纬度为60°处的物体，绕地轴转动的半径r=Rcos60°＝R，则向心加速度a=rω2＝R•＝，故D正确．故选ACD．8、AD【解析】ACD：同步卫星与地球自转同步，则、；据得：．地球同步卫星和近地卫星同是卫星，据可得，、、．故AD两项正确，C项错误．B：万有引力，三卫星质量相等，轨道半径，可得．故B项错误．点睛：区分在地面上的物体和近地圆轨道卫星，两者只有转动半径相等；受力不同，线速度、角速度、周期均不同．9、BC【解析】

A.由题知，重物没有位移，所以人对重物没有做功，功率为0，故A错误。B.根据人的重心不动知人处于平衡状态，人所受的摩擦力与拉力平衡，传送带对人的摩擦力方向向右，拉力等于物体的重力mg，所以人对传送带的摩擦力大小也等于mg，方向水平向左，故B正确。C.在时间t内人对传送带做功消耗的能量等于人对传送带做的功，人的重心不动，绳对人的拉力和人与传送带间的摩擦力平衡，而拉力又等于mg。根据，所以人对传送带做功为mgvt，故C正确。D.由于恒力做功，根据功率知：若增大传送带的速度，人对传送带做功的功率增大，故D错误。10、AD【解析】

A项：由于水平面粗糙且O点为弹簧在原长时物块的位置，所以弹力与摩擦力平衡的位置在OA之间，加速度为零时弹力和摩擦力平衡，所以物块在从A到B的过程中加速度先减小后反向增大，故A正确；B项：物体在平衡位置处速度最大，所以物块速度最大的位置在AO之间某一位置，即在O点左侧，故B错误；C项：从A到O过程中弹力方向与位移方向相同，弹力做正功，从O到B过程中弹力方向与位移方向相反，弹力做负功，故C错误；D项：从A到B过程中根据动能定理可得W弹-W克f=0，即W弹=W克f，即弹簧弹力做的功等于克服摩擦力做的功，故D正确．11、BCD【解析】

A、物块A与B一起做匀速圆周运动，角速度是相等的，合外力提供向心力，由：，可知B受到的合外力是A的4倍；故A错误.B、B有相对于圆盘向外运动的趋势，而且B需要的向心力比A大，所以B受到的摩擦力的方向指向圆心；故B正确.C、物块B距离圆心较远，当B的向心力恰好等于最大静摩擦力时：，则：，则当时，绳子上没有拉力；故C正确.D、设当A、B所受摩擦力均达到最大时，细线拉力为T，对A物块：，对B物块：联立解得：；故D正确.故选BCD.12、BCD【解析】

A．当a到达底端时，b的速度为零，b的速度在整个过程中，先增大后减小，动能先增大后减小，所以轻杆对b先做正功，后做负功，说明杆对b先是推力、后是拉力，故b的加速度与速度先同方向后反方向，故A错误；B．b的速度在整个过程中，先增大后减小，所以a对b的作用力先是动力后是阻力，所以b对a的作用力就先是阻力后是动力，所以在b减速的过程中，b对a是向下的拉力，此时a的加速度大于重力加速度，故B正确；C．a运动到最低点时，b的速度为零，根据系统机械能守恒定律得：mAgh=mAvA2，解得：vA=，故C正确；D．a、b整体的机械能守恒，当a的机械能最小时，b的速度最大，此时b受到a的推力为零，b只受到重力的作用，所以b对地面的压力大小为mg，故D正确。故选BCD。【点睛】解决本题的关键知道a、b组成的系统机械能守恒，以及知道当a的机械能最小时，b的动能最大．二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、（1）BC（2）0.35（0.34~0.36）0.33（0.32~0.34）【解析】

第一空.重锤选用体积较小且质量较大的，选项A错误，B正确；打点计时器固定时应使两限位孔的连线竖直向下，这样可减小纸带与计时器之间的摩擦，选项C正确；应先通电让打点计时器工作，再放手让物体拖着纸带运动，选项D错误；第二空.重力势能的减小量等于重力做功大小，故有：△Ep=mgsOF=0.50×9.8×7.05×10-2J=0.35J，由于刻度尺在读数时需要估读，因此答案在0.34J---0.36J都正确．

第三空.在匀变速直线运动中，中间时刻的瞬时速度等于该过程中的平均速度，故F点的速度为：．动能增量为：，答案在0.32J---0.34J范围内均正确．14、（1）ABC(2)（3）减小增大2【解析】

（1）由平抛规律可知，由水平距离和下落高度即可求出平抛时的初速度，进而可求出物体动能，所以本实验至少需要测量小球的质量m、小球抛出点到落地点的水平距离s、桌面到地面的高度h，故选ABC．（2）由平抛规律可知：竖直方向上：h=gt2，水平方向上：s=vt，而动能Ek=mv2联立可得Ek=；（3）由题意可知如果h不变，m增加，则相同的△L对应的速度变小，物体下落的时间不变，对应的水平位移s变小，s-△L图线的斜率会减小；只有