福建省泉州市2022-2023学年高一年级下册期末模拟物理试题（含答案解析）

福建省泉州市2022-2023学年高一下学期期末模拟物理试题

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一、单选题

1.飞行员进行素质训练时，抓住秋千杆由水平状态开始下摆，如图所示，在到达竖直

位置的过程中，飞行员重力的瞬时功率的变化情况是（）

A.一直增大B.一直减小

C.先增大后减小D.先减小后增大

2.河水的流速与离河岸的距离的变化关系如图甲所示，船在静水中的速度与时间的关

系如图乙所示，河宽为300m,若要使船以最短时间渡河，则（）

A.船渡河的最短时间是150秒

B.船在行驶过程中，船头始终与河岸垂直

C.船在河水中航行的轨迹是一条直线

D.船在河水中的最大速度是4米/秒

3.一带有乒乓球发射机的乒乓球台如图所示。水平台面的长和宽分别为L和七，中间

球网高度为人发射机安装于台面左侧边缘的中点，能以不同速率向右侧不同方向水平

发射乒乓球，发射点距台面高度为3/7。不计空气的作用，重力加速度大小为g。若乒乓

球的发射速率U在某范围内，通过选择合适的方向，就能使乒乓球落到球网右侧台面上，

则V的最大取值范围是（）

B.A∣Σ<v<λp±S

4VAN6h

D.A5<V<I⅛⅛

4VΛ2V6Λ

4.如图所示，竖直杆AB在A、B两点通过光滑钱链连接两等长轻杆AC和BC,AC

和BC与竖直方向的夹角均为仇轻杆长均为在C处固定一质量为皿的小球，重力

加速度为g,在装置绕竖直杆AB转动的角速度。从O开始逐渐增大的过程中，下列说

AC杆和BC杆对球的作用力都表现为拉力

B.AC杆对球的作用力先增大后减小

C.一定时间后，AC杆与BC杆上的力的大小之差恒定

D.当”=时，BC杆对球的作用力为O

5.17世纪，英国天文学家哈雷跟踪过一颗彗星，他算出这颗彗星轨道的半长轴约等于

地球公转半径的18倍，并预言这颗彗星将每隔一定的时间飞临地球，后来哈雷的预言

得到证实，该彗星被命名为哈雷彗星。哈雷彗星围绕太阳公转的轨道是一个非常扁的椭

圆，如图所示。从公元前240年起，哈雷彗星每次回归，中国均有记录.它最近一次回

归的时间是1986年。从公元前240年至今，我国关于哈雷彗星回归记录的次数，最合

C.34次D.124次

6.科学家对银河系中心附近的恒星S2进行了多年的持续观测，给出1994年到2002

试卷第2页，共8页

年间S2的位置如图所示。科学家认为S2的运动轨迹是半长轴约为IOooAU（太阳到地

球的距离为IAU）的椭圆，银河系中心可能存在超大质量黑洞。这项研究工作获得了

2020年诺贝尔物理学奖。若认为S2所受的作用力主要为该大质量黑洞的引力，设太阳

的质量为M，可以推测出该黑洞质量约为（）

A.4×104MB.4×106MC.4×IO8MD.4×IO10M

二、多选题

7.如图所示，质量为m的物体置于倾角为，的斜面上，物体与斜面间的动摩擦因数为

μ,在外力作用下，斜面体以加速度。沿水平方向向左做匀加速运动，运动中物体机与

斜面体相对静止.则关于斜面对m的支持力和摩擦力的下列说法正确的是：

A.支持力一定做正功

B.摩擦力一定做正功

C.摩擦力可能不做功

D.合力做正功

8.如图所示，在斜面顶端。处以速度Va水平抛出一小球，经过时间ta恰好落在斜面底

端尸处；今在P点正上方与α等高的b处以速度Vb水平抛出另一小球，经过时间tb恰

好落在斜面的中点。处，若不计空气阻力，下列关系式正确的是（）

f

A.va=2vbB.Va=夜VbC.ta=2tbD.ta=√2tb

9.如图所示，两个质量均为相的小木块〃和人（可视为质点）放在水平圆盘上，〃与转

轴。。'的距离为/,。与转轴的距离为2/,木块与圆盘的最大静摩擦力为木块所受重力

的左倍，重力加速度大小为g。若圆盘从静止开始绕转轴缓慢地加速转动，用3表示圆

盘转动的角速度，下列说法正确的是（）

o∖

O,'

A./，一定比。先开始滑动

B.〃、6所受的摩擦力始终相等

C.S=禹是6开始滑动的临界角速度

D.当（O=序时,。所受摩擦力的大小为初取

三、单选题

10.太空中存在一些离其他恒星较远的、由质重相等的三颗星组成的三星系统，通常可

忽略其他星体对它们的引力作用。已观测到稳定的三星系统存在两种基本的构成形式:

一种是三颗星位于同一直线上，两颗星围绕中央星在同一半径为R的圆轨道上运行：另

一种形式是三颗星位于边长为L的等边三角形的三个顶点上，并沿外接于等边三角形的

圆形轨道运行。设这三个星体的质量均为"，并设两种系统的运动周期相同，引力常量

为G,则（）

M

L--/

•*、、ft\\

甲⅛----→---i丙L/'J

T∖RM：M/\

'J-.J……?……

A.直线三星系统中甲星和丙星的线速度相同

B.直线三星系统的运动周期为7=4万R、—-

∖5GM

c.三角形三星系统中星体间的距离为乙=TJR

1∣5GM

D.三角形三星系统的线速度大小为V=—

2∖R

试卷第4页，共8页

四、填空题

11.一质量为4.0x103kg,发动机额定功率为60kW的汽车从静止开始以α=0.5m∕s2的加

速度做匀加速直线运动，它在水平面上运动时所受的阻力为车重的01倍,g取10m∕s2,

则汽车启动后，以0.5m∕s2的加速度做匀加速运动的最长时间为_s。汽车在匀加速阶段,

所受的合力做功的最大值为_J。

12.如图所示，小球质量为机，在竖直放置的半径为r光滑圆形轨道内做圆周运动，当

地重力加速度为g,则小球通过最高点的最小速度是,小球在水平线ab以下

管道中运动时，外侧管道壁对小球（填"一定有''或"可能有''或"一定没有“）弹

力的作用。

五、实验题

13.某研究性学习小组利用气垫导轨验证机械能守恒定律.实验装置示意图如下图一所

示：

挡光前^光电门1光电门2

细线定滑轮

K

的

20

气垫导轨XQ

图一

（1）实验步骤：

①将气垫导轨放在水平桌面上，桌面高度不低于1m,将导轨调至水平.

②用螺旋测微器测量挡光条的宽度/,结果如上图二所示，由此读出/=mm.

③由导轨标尺读出两光电门中心之间的距离X

④将滑块移至光电门1左侧某处，待重物静止不动时，释放滑块，要求重物落地前挡光

条已通过光电门2.

⑤从数字计时器（图一中未画出）上分别读出挡光条通过光电门1和光电门2所用的时间

∆n和∆∕2.

⑥用天平称出滑块和挡光条的总质量M,再称出重物质量m.

(2)用表示直接测量量的字母写出下列所求物理量的表达式：

②滑块通过光电门1和光电门2时瞬时速度分别为V1=和V2=.

(3)已知当地(重力加速度为g)∙如果在误差允许的范围内等式成立，则可认为

验证了机械能守恒定律.(用已测物理量字母表示)

14.如图甲所示是一个研究向心力大小与哪些因素有关的DIS实验装置的示意图，其中

做匀速圆周运动的圆柱体的质量为机，放置在未画出的水平圆盘上，圆周轨道的半径为

r，力电传感器测定的是向心力，光电传感器测定的是圆柱体的线速度大小，表格中是

所得数据，图乙为FR图像、凡M图像、F-3图像。

ABC

乙

v/(m∙s^1)11.522.53

F/N0.8823.55.57.9

(1)数据表格和图乙中的三个图像是在用实验探究向心力F和圆柱体线速度大小V的关系

时，保持圆柱体质量不变、半径，=O∙lm的条件下得到的。研究图像后，可得出向心力

F和圆柱体线速度大小V的关系式。

(2)为了研究F与八成反比的关系，实验时除了保持圆柱体质量不变外，还应保持

不变。

(3)若已知向心力公式为f=根匕，根据上面的图线可以推算出，本实验中圆柱体的质量

r

为。

六、解答题

15.如图所示为一质量为M的球形物体，密度均匀，半径为凡在距球心为2R处有一

质量为力的质点，若将球体挖去一个半径为K的小球(两球心和质点在同一直线上，

2

且挖去的球的球心在原来球心和质点连线之间，两球表面相切)，则剩余部分对质点的

万有引力的大小是多少？

试卷第6页，共8页

16.已知某型号汽车在所在路面行驶时刹车痕S(即刹车距离)与刹车前车速V的关系

如图所示。若汽车以l∙6m∕s的速度在水平地面上匀速行驶，汽车后壁货架上放有一货物

(可视作质点)，架高1.8m。由于前方事故，突然急刹车，汽车轮胎抱死，货物从架上

落下，忽略货物与架子间的摩擦及空气阻力，g取Iom62。求

(1)根据图像求汽车刹车过程中的加速度；

(2)货物在车厢底板上落点距车后壁的距离。

17.如图所示，在光滑的水平面上停放着一辆质量为M=3kg的小车,小车的上表面8C

段是半径R=LOm圆心角6=37。的光滑圆弧轨道，其轨道C点切线水平，小车上表面C

点右侧水平粗糙且长为L=2.5m,一质量〃?=Ikg的小物块(可看成质点)从图中A点以

v0=4m∕s的速度水平抛出，小物块恰好沿小车左端8点的切线方向进入小车，当小物块

运动至小车最右端时两者恰达到共同速度.不计空气阻力,重力加速度g=10m∕s2,

sin37°=0.6,COS37°=0.8.求：

(1)小物块运动至B点时的速度大小力；

(2)小物块由A点运动至离A、B两点的连线最远处时其重力的瞬时功率P；

(3)小车上表面C点右侧水平粗糙段与小物块之间的动摩擦因数〃.

18.如图所示，一半径R=0.8m的水平圆盘绕过圆心的竖直轴转动，圆盘边缘有一质量

m=O.lkg的小滑块，当圆盘转动的角速度达到某一数值时，滑块从圆盘边缘4点滑落,

经光滑的过渡圆管(图中圆管未画出)进入光滑轨道A8,已知AB为光滑的弧形轨道,

A点离B点所在水平面的高度∕j=0.6m;滑块与圆盘间动摩擦因数为〃=0.5,滑块在运动

过程中始终未脱离轨道，不计在过渡圆管处和B点的机械能损失，滑块可视为质点，最

大静摩擦力近似于滑动摩擦力(g=10m∕s2,sin37o=0.6,cos37o=0.8)求:

(1)当滑块从圆盘上滑落时，滑块的速度多大；

(2)滑块滑动到达8点时速度大小是多少；

(3)光滑的弧形轨道与传送带相切于B点，滑块从B点滑上长为5m,倾角为37。的传送

带，传送带顺时针匀速转动，速度为v=3m∕s,滑块与传送带间动摩擦因数也为〃=0.5,

当滑块运动到C点时速度刚好减为零，则BC的距离多远.

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参考答案:

1.C

【详解】飞行员刚开始下摆时，因为其速度为零，故起始时刻的瞬时功率为0,当飞行员下

摆到最低点时，因重力与速度的方向垂直，此时的瞬时功率也为0,摆动中的其他位置瞬时

功率不为0,则重力的瞬时功率先增大后减小。

故选C。

2.B

【详解】AB.要使船以最短时间渡河，则船头必须与河岸垂直，此时船在静水中的速度与

河岸垂直，则渡河时间最短为

d300

Z=——=s=IιnOnOs

v13

故A错误，B正确；

C.船在沿河岸方向上做变速直线运动，在垂直于河岸方向上做匀速直线运动，两运动的合

运动是曲线运动，故C错误；

D.当河水的流速最大时，船的速度最大，则有

22

vm=√3+4m∕s=5m∕s

故D错误。

故选B«

3.D

【详解】当乒乓球恰好经过球网中间时，初速度最小

3∕zi=gg彳

—=vZ

21l1l

当乒乓球恰好达到台面拐角时吗，初速度最大

3/2=1^2

M伶1=M

得

答案第1页，共10页

则V的最大取值范围是

(4L"C)g

<v<—

2V6∕?

故选D。

4.C

【详解】A.当。=0时，小球在水平方向受力平衡，因此AC杆对小球的作用力表现为拉力，

BC杆对小球的作用力表现为支持力，且大小相等，A错误；

BD.当。逐渐增大时，AC杆对小球的拉力逐渐增大，BC杆对小球的支持力逐渐减小，当

BC杆的作用力为。时，有

mgtanθ^mω2Lsinθ

当。继续增大时，AC杆对小球的拉力继续增大，BC杆对小球的作用力变为拉力，且逐渐

增大，B、D错误;

C.一定时间后，AC杆和8C杆对球的作用力都变为拉力，拉力的竖直分力之差等于小球的

重力，即

FACCOSe-FBCCOSΘ=mg

FAC-FBC=

因此AC杆与BC杆上的力的大小之差恒定，C正确。

故选C。

5.B

【详解】设彗星的周期为刀，地球的公转周期为右，由开普勒第三定律可得

R3=(18R)3

答案第2页，共10页

(=1年

解得

7；a76年

从公元前240年至1986年，则有

240+1986~、

-------------≈29

76

所以最合理的次数是30次。

故选B,

6.B

【详解】由图可知，S2绕黑洞的周期仁16年，地球的公转周期TLl年，S2绕黑洞做圆周

运动的半长轴「与地球绕太阳做圆周运动的半径R关系是

a=IOOOR

地球绕太阳的向心力由太阳对地球的引力提供，由向心力公式可知

.Mm,,2π∙

Gr卞='汨c叶）2

K⅞

解得太阳的质量为

4π2R3

M=

~GTΓ

根据开普勒第三定律，S2绕黑洞以半长轴0=1000R绕椭圆运动，等效于以r=IOOOR绕黑

洞做圆周运动，而S2绕黑洞的向心力由黑洞对它的万有引力提供，由向心力公式可知

G痹K空A

r2T

解得黑洞的质量为

综上可得

6

Mt=4×10M

故选B。

7.ACD

【详解】A.由功的计算公式W=FSCOSa可知、支持力方向垂直斜面向上、与位移的方向夹

角小于90。，支持力一定做正功，故A正确；

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BC.当加速度较小时，摩擦力用沿斜面向上，即α<gtanθ,摩擦力沿斜面向上，做负功,

如图1：

当加速度较大时，摩擦力用沿斜面向下，即AgtanO,摩擦力沿斜面向下，做正功，如图2

图(2)

当α=gtan。时，摩擦力不存在，不做功；故B错误，C正确;

D.由于物体一直在加速运动，并且只有斜面体对物体做功，因此斜面体对物体一定做正功,

故D正确;

故选ACD.

【点睛】使物体A和斜面体B一起向左做加速运动，加速度水平向左，支持力FN垂直斜面

向上，而摩擦力Ff方向需要讨论，然后结合功的计算公式W=FSCOSa进行分析判断正负功.

8.BD

【详解】6球落在斜面的中点，知心匕两球下降的高度之比为2：1,根据

,12

知

则时间之比为

答案第4页，共10页

%=®

因为〃、〃两球水平位移之比为2：1,则

Vil=OVb

故BD正确，AC错误。

故选BD。

9.AC

【详解】AB.依题意，可知两个木块的最大静摩擦力相等，木块随圆盘一起转动，静摩擦

力提供向心力，由牛顿第二定律得：木块所受的静摩擦力

f=mω2r

机、0相等，f∞r,所以6所受的静摩擦力大于“的静摩擦力，当圆盘的角速度增大时人

的静摩擦力先达到最大值，所以％一定比〃先开始滑动，故A正确，B错误；

C.当b刚要滑动时，有

kmg=maf-21

解得

故C正确；

D.以〃为研究对象，当。=J