2021-2022学年山西省平遥中学物理高一下期末综合测试试题含解析

2021-2022学年高一下物理期末模拟试卷考生须知：1．全卷分选择题和非选择题两部分，全部在答题纸上作答。选择题必须用2B铅笔填涂；非选择题的答案必须用黑色字迹的钢笔或答字笔写在“答题纸”相应位置上。2．请用黑色字迹的钢笔或答字笔在“答题纸”上先填写姓名和准考证号。3．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，在草稿纸、试题卷上答题无效。一、选择题（本题共12小题，每小题5分，共60分，在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确.全部选对的得5分，选不全的得3分，有选错的或不答的得0分）1、下列四幅图中的物体在指定的过程中机械能守恒的是A．甲图：客机在起飞爬升的过程B．乙图：抽成真空的管中鸡毛悬空下落的过程C．丙图：跳伞运动员打开降落伞下落的过程D．丁图：石头从手中加速到落地前的过程2、(本题9分)由于地球自转，地球上的物体都随地球一起转动，所以（）A．地球上所有物体的向心加速度都相同B．在我国各地的物体都有相同的角速度C．位于赤道地区的物体的线速度比位于两极地区的小D．所有地区的线速度都相等3、(本题9分)小船在水速较小的河中横渡，并使船头始终垂直河岸航行，到达河中间时突然上游来水使水流速度加快，则对此小船渡河的说法正确的是（）A．小船要用更长的时间才能到达对岸B．小船到达对岸的时间不变，但位移将变大C．因小船船头始终垂直河岸航行，故所用时间及位移都不会变化D．因船速与水速关系未知，故无法确定渡河时间及位移的变化4、(本题9分)一细绳系着小球，在光滑水平面上做匀速圆周运动，小球质量为m，速度大小为v，做匀速圆周运动的周期为T，则以下说法中不正确的是()A．经过时间t＝，重力对小球的冲量大小为B．经过时间t＝，小球动量变化量大小为mvC．经过时间t＝，细绳对小球的冲量大小为2mvD．经过时间t＝，小球动量变化量为05、(本题9分)关于重力势能的说法,正确的是()A．重力势能的大小只由重物本身决定B．重力势能恒大于零或等于零C．在地面上的物体它的重力势能一定等于零D．重力势能是物体和地球共有的6、(本题9分)有一横截面积为S的铜导线，流经其中的电流为I．已知单位体积的导线中有n个自由电子，电子的电荷量为q．此时电子的定向移动的速度为v．在△t时间内，通过导线横截面的自由电子数目可表示为A． B． C． D．7、如图是一辆汽车在平直路面上启动过程的速度-时间图像，t1时刻起汽车的功率P保持不变，汽车在整个行驶过程中受到的阻力大小恒定，由图像可知A．0~t1时间内，汽车的牵引力增大，加速度增大，功率不变B．0~t1时间内，汽车的牵引力不变，加速度不变，功率增大C．t1~t2时间内，汽车的牵引力减小，加速度减小D．t1~t2时间内，中间时刻汽车的牵引力为8、(本题9分)如图所示，斜面体A静置于粗糙水平面上，光滑小球B置于斜面上，用一轻绳拴住B，轻绳左端固定在竖直墙面上P处。初始时轻绳与斜面平行，若将轻绳左端从P处缓慢沿墙面上移到P′处，斜面体始终处于静止状态，则在轻绳移动过程中A．斜面体对小球的支持力逐渐减小B．轻绳的拉力逐渐减小C．斜面体对水平面的摩擦力逐渐减小D．斜面体对水平面的压力逐渐增大9、如图所示，半径为R的光滑圆环固定在竖直平面内，AB、CD是圆环相互垂直的两条直径，C、D两点与圆心O等高．一个质量为m的光滑小球套在圆环上，一根轻质弹簧一端连在小球上，另一端固定在P点，P点在圆心O的正下方处．小球从最高点A由静止开始沿逆时针方向下滑，已知弹簧的原长为R，弹簧始终处于弹性限度内，重力加速度为g．下列说法正确的有（）A．弹簧长度等于R时，小球的动能最大B．小球运动到B点时的速度大小为C．小球在A、B两点时对圆环的压力差为4mgD．小球从A到C的过程中，弹簧对小球做的功等于小球机械能的增加量10、自行车运动是治疗帕金森病有效、廉价的方法，对提高患者总体健康状况、改善平衡能力和协调能力，缓解焦虑和抑郁等都有重要作用．图示是某自行车的部分传动装置，其大齿轮、小齿轮、后轮的半径分别为分别是三个轮子边缘上的点．当三个轮子在大齿轮的带动下一起转动时，下列说法中正确的是（）A．A、B两点的角速度大小之比为1：1B．A、C两点的周期之比为C．B、C两点的向心加速度大小之比为D．A、C两点的向心加速度大小之比为11、(本题9分)一辆汽车在司机控制下，始终让发动机以额定功率工作，则以下说法中正确的是A．汽车速度最大时，牵引力等于阻力 B．汽车的牵引力始终保持不变C．汽车只能做匀速运动，不能加速运动 D．汽车的速度变小，则牵引力越大12、(本题9分)如图所示，一轻质弹簧一端固定在墙上，一个质量为m的木块以速度vo从右侧沿光滑水平面向左运动并与弹簧发生相互作用．设相互作用的过程中弹簧始终在弹性限度范围内，在整个相互作用的过程中弹簧对木块冲量I的大小和弹簧对木块做的功W分别是()A．I=0 B．I= C．W=0 D．W=二．填空题(每小题6分，共18分)13、(本题9分)在点电荷Q产生的电场中有a、b两点，相距为d，已知a点的场强大小为E，方向与ab连线夹角为30°，b点的场强方向与连线成120°角，如图所示，则该点电荷的电性为b点的场强大小为_______，a、b两点______点电势高．14、如图所示，一质量为60kg的探险者在丛林探险，为了从一绝壁到达水平地面，探险者将一根粗绳缠绕在粗壮树干上，拉住绳子的另一端，从绝壁边缘的A点由静止开始荡向低处，到达最低点B时脚恰好触到地面，此时探险者的重心离地面的高度为0.5m．已知探险者在A点时重心高地面的高度为8.5m．以地面为零势能面，不计空气阻力．(探险者可视为位于其重心处的一个质点)，探险者在A点时的重力势能________J，探险者运动到B点时的速度大小为_________m/s.15、(本题9分)有一条捕鱼小船停靠在湖边码头，小船又窄又长．一位同学想用一个卷尺粗略测定它的质量，他进行了如下操作：首先将船平行码头自由停泊，轻轻从船尾上船，走到船头后停下来，而后轻轻下船，用卷尺测出船后退的距离为d，然后用卷尺测出船长L，已知他自身的质量为m，则渔船的质量M=_________三．计算题(22分)16、（12分）图示为一过山车的简易模型，它由水平轨道和在竖直平面内的光滑圆形轨道组成，BC分别是圆形轨道的最低点和最高点，其半径R=1m，一质量m＝1kg的小物块（视为质点）从左側水平轨道上的A点以大小v2＝12m／s的初速度出发，通过竖直平面的圆形轨道后，停在右侧水平轨道上的D点．已知A、B两点间的距离L1＝1．71m，物块与水平轨道写的动摩擦因数2．2，取g＝12m／s2，圆形轨道间不相互重叠，求：（1）物块经过B点时的速度大小vB；（2）物块到达C点时的速度大小vC；（3）BD两点之间的距离L2，以及整个过程中因摩擦产生的总热量Q17、（10分）(本题9分)高速连续曝光照相机可在底片上重叠形成多个图像．现利用这架照相机对家用汽车的加速性能进行研究，如图为汽车做匀加速直线运动时三次曝光的照片，图中汽车的实际长度为，照相机每两次曝光的时间间隔为2s．已知该汽车的质量为1000kg，额定功率为90kW，汽车运动过程中所受的阻力始终为．求：（1）若汽车由静止开始以此加速度做匀加速运动，匀加速运动状态最多能保持多长时间；（2）汽车所能达到的最大速度是多大；（3）若该汽车从静止开始运动，牵引力不超过3000N，求汽车运动2400m所用的最短时间(汽车已经达到最大速度)．

参考答案一、选择题（本题共12小题，每小题5分，共60分，在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确.全部选对的得5分，选不全的得3分，有选错的或不答的得0分）1、B【解析】

A.甲图：客机在起飞爬升的过程重力势能增大，动能增大，则机械能增加，选项A错误；B.乙图：抽成真空的管中鸡毛悬空下落的过程只有重力做功，则机械能守恒，选项B正确；C.丙图：跳伞运动员打开降落伞下落的过程要克服阻力做功，则机械能减小，选项C错误；D.丁图：石头从手中加速到落地前的过程中要克服阻力做功，则机械能减小，选项D错误.2、B【解析】

根据线速度，角速度与半径间的关系求解。【详解】B．由于地球自转，地球上的物体都随地球一起绕地轴转动，每天转动一周，因此角速度相同，B正确；A．轨道半径是物体到地轴的距离，不同纬度地区，到地轴的距离不同，也就是轨道半径不同，根据向心加速度的公式不同地区的向心加速度不同，A错误；CD．越靠边赤道地区，物体到地轴的距离越大，线速度越大，越靠近南北两极，物体到地轴的距离越小，线速度越小，CD错误。故选B。3、B【解析】

因为静水速垂直于河岸，则渡河时间t=d/vc，水流速增大，渡河时间不变，沿河岸方向的位移增大，则最终渡河的位移变大。故B正确，AD错误。因小船船头始终垂直河岸航行，渡河时间不会随着水流速度增大而变化，故C错误；4、D【解析】

经过时间，重力对小球的冲量大小为，A正确；根据矢量三角形法则，作出速度的变化量如图：由图知，动量变化量的大小为，B正确；经过时间，小球速度变化量，小球的合力等于绳对小球的拉力，根据动量定理绳对小球的冲量大下为，C正确；经过时间，动量变化量为，根据动量定理，细绳对小球的冲量大小为2mv，D错误。5、D【解析】重力势能的大小与质量和位置两个因素有关，故A错误；当物体处于零势能面下方时，重力势能为负，小于零，故B错误；只有放在零势能面上的物体重力势能才是零，而并不是放在地面上，重力势能就为零；故C错误；重力势能是物体和地球共有的，而不是物体单独具有的，离开地球物体将不再具有重力势能，故D正确．所以D正确，ABC错误．6、D【解析】在△t时间内，以速度v移动的电子在铜导线中经过的长度为v△t，由于铜导线的横截面积为S，则在△t时间内，电子经过的导线体积为v△tS，又由于单位体积的导线有n个自由电子，在△t时间内，通过导线横截面的自由电子数目可表示为nvS△t，故D正确，C错误；由于流经导线的电流为I，则在△t时间内，流经导线的电荷量为I△t，而电子的电荷量为q，则△t时间内通过导线横截面的自由电子数目可表示为，故AB错误．所以D正确，ABC错误．7、BC【解析】

AB.0～t1时间内为倾斜的直线，加速度不变，汽车做匀加速运动，根据牛顿第二定律可知，牵引力不变，P=Fv，牵引力不变，速度增大，则功率增大，故A错误，B正确；C.t1～t2时间内图象的斜率变小，加速度减小，根据牛顿第二定律可知，牵引力变小，故C正确；D.t1~t2时间内，中间时刻的速度大于，则由P=Fv可知，汽车的牵引力，选项D错误.8、AC【解析】对小球B进行受力分析，受重力绳子的拉力和斜面的支持力，如图所示，A、由图象可知，当轻绳左端从P处缓慢沿墙面上移到P'处的过程中，斜面体对小球的支持力逐渐减小，故A正确。B、几何图象可知，开始时，绳子的拉力与支持力是垂直的，此时绳子的拉力最小，当向上移动P点，有受力图可知，轻绳的拉力逐渐增大，故B错误。C、C、在水平方向上，球对斜面的压力在水平方向上的分量等于斜面体对水平面的摩擦力，所以斜面体对水平面的摩擦力逐渐减小，故C正确。D、由B选项的解答可知，球对斜面的压力逐渐减小，所以该压力在竖直方向上的分量逐渐减小，在水平方向上的分量也在减小，以斜面为研究对象，在竖直方向，重力及球的压力在竖直方向上的分量的合力大小等于斜面体对水平面的压力，所以该压力是逐渐减小的。故D错误，故选AC。【点睛】在有关物体平衡的问题中，有一类涉及动态平衡．这类问题中的一部分力是变力，是动态力，力的大小和方向均要发生变化，故这是力平衡问题中的一类难题．解决这类问题的一般思路是：把“动”化为“静”，“静”中求“动”．下面就介绍几种动态平衡问题的解题方法．方法一：三角形法则．原理：当物体受三力作用而处于平衡状态时，其合力为零，三个力的矢量依次恰好首尾相连，构成闭合三角形，当物体所受三个力中二个发生变化而又维持平衡关系时，这个闭合三角形总是存在，只不过形状发生改变而已，比较这些不同形状的矢量三角形，各力的大小及变化就一目了然了．方法二：解析法．原理：物体处于动态平衡状态时，对研究对象的任一状态进行受力分析，根据具体情况引入参量，建立平衡方程，求出应变参量与自变参量的一般函数关系，然后根据自变量的变化确定应变量的变化．方法三：相似三角形．原理：对受三力作用而平衡的物体，先正确分析物体的受力，画出受力分析图，再寻找与力的三角形相似的几何三角形，利用相似三角形的性质，建立比例关系，把力的大小变化问题转化为几何三角形边长的大小变化问题进行讨论．方法四：几何极值法．几何极值法其适用条件与三角形法则相同，只不过是在三角形法则定性变化情况的基础上，几何极值法定量地求出具体极值．9、CD【解析】

弹簧长度等于R时，弹簧处于原长，在此后的过程中，小球的重力沿轨道的切向分力大于弹簧的弹力沿轨道切向分力，小球仍在加速，所以弹簧长度等于R时，小球的动能不是最大．故A错误．由题可知，小球在A、B两点时弹簧的形变量相等，弹簧的弹性势能相等，根据系统的机械能守恒得：2mgR=mvB2，解得小球运动到B点时的速度vB=2．故B错误．设小球在A、B两点时弹簧的弹力大小为F．在A点，圆环对小球的支持力F1=mg+F；在B点，由圆环，由牛顿第二定律得：F2-mg-F=m，解得圆环对小球的支持力F2=5mg+F；则F2-F1=4mg，由牛顿第三定律知，小球在A、B两点时对圆环的压力差为4mg，故C正确．小球从A到C的过程中，根据功能原理可知，弹簧对小球做的功等于小球机械能的增加量．故D正确．故选CD．【点睛】解决本题的关键要分析清楚小球的受力情况，判断能量的转化情况，要抓住小球通过A和B两点时，弹簧的形变量相等，弹簧的弹性势能相等．10、BD【解析】大齿轮边缘的A点和小齿轮边缘上的B点线速度的大小相等，根据v=Rω可知：R2ω2=R2ω2，所以：．故A错误；小齿轮边缘的B点和后轮边缘的C点共轴，所以转动的角速度相等即ω2=ω2，根据．所以B与C的周期相等，即T2=T2；

根据，则A与B的周期之比：，所以A、C两点的周期之比为．故B正确；小齿轮边缘的B点和后轮边缘的C点共轴，所以转动的角速度相等，根据a=ω2r，可知B、C两点的向心速度大小之比为a2：a2=R2：R2．故C错误；大齿轮边缘的A点和小齿轮边缘上的B点线速度的大小相等，根据，所以：a2：a2=R2：R2．所以：．故D正确．故选BD.点睛：本题考查灵活选择物理规律的能力．对于圆周运动，公式较多，要根据不同的条件灵活选择公式．解决本题的关键知道靠链条传动，线速度相等，共轴转动，角速度相等．11、AD【解析】

ABC.汽车在额定功率下行驶，根据知速度增大，牵引力减小，根据牛顿第二定律则有：汽车做加速度减小的加速直线运动，当加速度时，汽车速度最大，做匀速直线运动，汽车的牵引力等于阻力，故选项A符合题意，B、C不符合题意；D.汽车在额定功率下行驶，根据知汽车的速度变小，牵引力增大，故选项D符合题意。12、BC【解析】

由题意分析可知，木块离开弹簧的瞬间速度大小为v1，方向向右．取向左为正方向．根据动量定理得：，大小为2mv1．根据动能定理得：故选BC．二．填空题(每小题6分，共18分)13、（4分）3Ea【解析】将场强Ea、Eb反向延长，交点即为点电荷所在位置，如图所示，由于电场强度方向指向外，则知该点电荷带正电．如图：根据几何知识分析解得，a点到Q点的距离ra=d，b点到Q点的距离，a、b两点到点电荷Q的距离之比，由公式得a、b两点场强大小的