2021-2022学年山西省运城市盐湖区物理高一第二学期期末统考试题含解析

2021-2022学年高一物理下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：（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)如图（俯视图），用自然长度为l0，劲度系数为k的轻质弹簧，将质量都是m的两个小物块P、Q连接在一起，放置在能绕O点在水平面内转动的圆盘上，物体P、Q和O点恰好组成一个边长为2l0的正三角形．已知小物块P、Q和圆盘间的最大静摩擦力均为kl0，现使圆盘带动两个物体以不同的角速度做匀速圆周运动，则（）A．当圆盘的角速度为ω=时,圆盘对P的摩擦力最小B．当圆盘的角速度为ω=时,圆盘对Q的摩擦力的大小等于弹簧弹力的大小C．当圆盘的角速度为ω=时,物块Q受到的合力大小为kl0/2D．当物体P、Q刚要滑动时，圆盘的角速度为ω=2、(本题9分)2018年11月央视报道了一则“超级高铁”新闻，最高时速可达4000公里/小时，观众惊呼是“黑科技”其实就是利用真空管技术和磁悬浮技术，让列车在没有摩擦阻力的"胶囊管道”中实现超高速运动．工程人员在3.2公里的直线测试轨道进行试验，启动后仅用时3秒就可以通过，则（）A．新闻中4000公里/小时是平均速度 B．用时3秒是时刻C．列车在真空管道中只受重力作用 D．测试轨道为3.2公里是位移的大小3、(本题9分)如图所示，表面粗糙的斜面体固定在水平地面上．一物体在沿斜面向上且平行斜面的力F1作用下，沿斜面向上做速度为v1的匀速运动，F1的功率为P1．若该物体在沿斜面斜向上的且与斜面夹角为的力F2（如图）作用下，在同一斜面上做沿斜面向上的速度为v2的匀速运动，F2的功率也为P1，则下列说法中正确的是A．F2大于于F1B．在相同的时间内，物体增加的机械能相同C．v1一定小于v2D．v1可能小于v24、(本题9分)如图所示，质量为面的足球静止在地面上1的位置，被运动员踢出后落到地面上3的位置，是球在空中到达最高点2时离地面的高度为h，速率为v，以地面为零势能面，重力加速度为g，（全过程不计空气阻力）则下列说法错误的是（）A．足球由位置1运动到位置2，重力做负功B．足球由位置1运动到位置2，重力势能增加了mghC．足球由位置2运动到位置3，动能增加了mghD．运动员对足球做的功等于mv25、(本题9分)水平面上甲、乙两物体，在某时刻动能相同，它们仅在摩擦力作用下停下来。图中的a、b分别表示甲、乙两物体的动能E和位移s的图象，则以下说法正确的是（）①若甲、乙两物体与水平面动摩擦因数相同，则甲的质量较大②若甲、乙两物体与水平面动摩擦因数相同，则乙的质量较大③若甲、乙质量相同，则甲与地面间的动摩擦因数较大④若甲、乙质量相同，则乙与地面间的动摩擦因数较大A．①③ B．②③ C．①④ D．②④6、(本题9分)如图所示,为一在水平面内做匀速圆周运动的圆锥摆,关于摆球A的受力情况,下列说法中正确的是（）A．摆球A受重力、拉力和向心力的作用B．摆球A受拉力和向心力的作用C．摆球A受拉力和重力的作用D．摆球A受重力和向心力的作用7、(本题9分)如图所示，三个小球A、B、C的质量均为m，A与B、C间通过铰链用轻杆连接，杆长为L，B、C置于水平地面上，用一轻质弹簧连接，弹簧处于原长．现A由静止释放下降到最低点，两轻杆间夹角α由60°变为120°，A、B、C在同一竖直平面内运动，弹簧在弹性限度内，忽略一切摩擦，重力加速度为g.则在此过程中A．A的动能达到最大前，B受到地面的支持力小于mgB．A的动能最大时，B受到地面的支持力等于mgC．弹簧的弹性势能最大时，A的加速度方向竖直向下D．弹簧的弹性势能最大值为mgL8、(本题9分)中俄两国海军于2016年9月12日至19日在广东湛江以东海空域举行代号为“海上联合-2016”的联合军事演习.演习期间，一名中国空降兵从悬停在高空的直升飞机上竖直下落，他从离开飞机到落地的过程中沿竖直方向运动的v-t图像如图所示，则下列说法正确的是A．第10s末空降兵打开降落伞，此后做匀减速运动至第15s末B．0~10s内空降兵和伞整体所受重力大于空气阻力C．0~10s内空降兵的速度和加速度都在增大D．在10s~15s时间里空降兵竖直方向的加速度方向向上，大小在逐渐减小9、(本题9分)如图所示，质量为m的钩码在一个弹簧秤的作用下竖直向上运动．设弹簧秤的示数为T，不计空气阻力，重力加速度为g．则下列说法中正确的是（）A．T=mg时，钩码的机械能不变B．T<mg时，钩码的机械能减小C．T<mg时，钩码的机械能增加D．T>mg时，钩码的机械能增加10、(本题9分)初始静止在光滑水平面上的物体，受到一个方向不变，大小逐渐减小的水平力的作用，则这个物体在水平力变化过程中的运动情况为（）A．速度不断增大，但增大得越来越慢B．加速度不断增大，速度不断减小C．加速度不断减小，速度不断增大D．加速度不变，速度先减小后增大11、(本题9分)如图，内壁光滑的细圆管一端弯成半圆形APB，与光滑的直轨道BC连接，水平放置在桌面上并固定．半圆形APB半径R=1.0m，BC长L=1.5m，桌子高度h=0.8m，质量1.0kg的小球以一定的水平初速度从A点沿过A点的切线射入管内，从C点离开管道后水平飞出，落地点D离点C的水平距离s=1m，不计空气阻力，g取10m/s1．则以下分析正确的是：（）A．小球做平抛运动的初速度为10m/sB．小球在圆轨道P点的角速度ω=10rad/sC．小球在P点的向心加速度为a=15m/s1D．小球从B运动到D的时间为0.7s12、(本题9分)关于匀速圆周运动，下列说法正确的是（）A．匀速圆周运动是匀速运动B．匀速圆周运动是变速运动C．匀速圆周运动是线速度不变的运动D．匀速圆周运动是线速度大小不变的运动二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、（6分）(本题9分)利用如图所示装置进行验证机械能守恒定律的实验时，需要测量物体由静止开始自由下落到某点时的瞬时速度v和下落高度h.某班同学利用实验得到的纸带，设计了以下四种测量方案：A．用刻度尺测出物体下落的高度h，并测出下落时间t，通过v＝gt计算出瞬时速度v.B．用刻度尺测出物体下落的高度h，并通过计算出瞬时速度v.C．根据做匀变速直线运动时纸带上某点的瞬时速度，等于这点前后相邻两点间的平均速度，测算出瞬时速度v，并通过计算出高度h.D．用刻度尺测出物体下落的高度h，根据做匀变速直线运动时纸带上某点的瞬时速度，等于这点前后相邻两点间的平均速度，测算出瞬时速度v.以上方案中只有一种正确，正确的是________．(填入相应的字母)14、（10分）(本题9分)某同学在《验证机械能守恒定律》实验中，让质量为m的重锤从高处由静止开始下落，重锤上拖着的纸带通过打点计时器打出一系列的点。选取一条理想的纸带如图所示，O是打点计时器打的第一个点，A、B、C、D为相邻四个连续的计数点。已知打点计时器使用的交流电周期为0.02秒，重锤的质量m=1.00kg，当地的重力加速度g=9.80m/s2。根据这些数据可以计算出：重锤下落到C点时的动能为______J；从开始下落到C点的过程中，重锤的重力势能减少了______J。（计算结果保留3位有效数字）。通过以上计算结果可以看出，重锤下降减少的重力势能________（选填“略大于”或“等于”或“略小于”）重锤增加的动能，分析其原因________________________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)一颗绕地球做匀速圆周运动的人造卫星，离地高度为h．已知地球半径为R，地球表面的重力加速度为g，万有引力常量为G．求：（1）地球的质量；（2）卫星绕地球运动的线速度.16、（12分）(本题9分)如图所示为一皮带传送装置，其中AB段水平，长度，BC段倾斜，长度足够长，倾角为，AB和BC在B点通过一段极短的圆弧连接图中未画出圆弧传送带以的恒定速率顺时针运转现将一质量的工件可看做质点无初速度地放在A点，已知工件与传送带间的动摩擦因数．(1)工件从A点开始至第一次到达B点所用的时间t；(2)工件从第一次到达B点至第二次到达B点的过程中，工件与传送带间因摩擦而产生的热量Q．17、（12分）(本题9分)如图所示，水平桌面上有一轻弹簧，左端固定在A点，自然状态时其右端位于B点。水平桌面右侧有一竖直放置的圆弧轨道MNP，其形状为半径R=1.0m的圆环剪去了左上角120°的圆弧，MN为其竖直直径，P点到桌面的竖直距离是h=2.4m。用质量m=0.4kg的小物块将弹簧缓慢压缩到C点，释放弹簧后物块沿粗糙水平桌面运动，从D飞离桌面后恰好由P点沿切线落入圆弧轨道。（不计空气阻力，g取10m/s2）求：（1）小物块飞离D点时速度vD的大小；（2）若圆弧轨道MNP光滑，小物块经过圆弧轨道最低点N时对圆弧轨道的压力FN的大小；（3）若小物块m刚好能达到圆弧轨道最高点M，整个运动过程中其克服摩擦力做的功为8J，则开始被压缩的弹簧的弹性势能Ep至少为多少焦耳？

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】PQ间的距离为2l0，而弹簧的原长为l0，故弹簧的弹力为.A、当时，可得物块随圆盘转动需要的向心力为，根据合力与分力构成的矢量三角形可知，此时静摩擦力具有最小值为，故A正确．B、当时，可得物块随圆盘转动需要的向心力为，因力的三角形可知静摩擦力不等于弹簧的弹力，故B错误．C、D、当时，可得物块随圆盘转动需要的向心力为，也为物体所受的合力，此时物体和圆盘还未相对滑动，故C、D均错误．故选A．【点睛】本题关键是物体的受力情况和运动情况，找到向心力来源，根据牛顿第二定律列式求解，注意临界情况的分析．2、D【解析】

A.新闻中4000公里/小时是最大速度，不是平均速度，故A错误；B.用时3秒是时间，不是时刻，故B错误；C.列车在真空管道中受到重力作用和支持力和水平方向的安培力的作用，故C错误；D.由于是直线运动，所以测试轨道为3.2公里是位移的大小，故D正确．3、D【解析】试题分析：A、设斜面与物体之间的动摩擦因数是μ，物体在沿斜面向上且平行斜面的力F3作用下，在斜面上做速度为v3的匀速运动，则：F3=mgsinθ+μmgcosθ①在与斜面夹角为α的力F3作用下运动时：F3sinα+N=mgcosθ②F3cosα=mgsinθ+μN③由②③可知，当时，对物体的拉力有最小值．所以F3不一定大于F3．故A错误．B、两个力的功率相等，由①②③式可知，在第二种情况下，摩擦力比较小，则产生的内能比较少，所以在相同的时间内，物体增加的机械能不相同．故B错误；C、D、需要对有摩擦力和没有摩擦力减小讨论：Ⅰ、在有摩擦力时，第二种情况下，摩擦力比较小，则产生的内能比较少，则增加的机械能比较大．由于两种情况下物体的速度都不变，则动能不变，第二种情况下物体重力势能的增加量比较大，所以v3一定小于v3．Ⅱ、如果斜面是光滑的，则μ=3，由公式①③可知，F3＞F3，由于两次的功率是相等的，根据P=Fv可知，可知v3一定大于v3．故C错误，D正确．故选D4、D【解析】

AB.足球由位置1到位置2，上升了h，重力做功为W＝-mgh，根据功能关系可知重力势能增加了mgh，故A项不合题意，B项不合题意；C.位置2到位置3，合外力做功为mgh，根据动能定理可知动能增加了mgh，故C项不合题意.D.从足球静止到位置2根据动能定理有：W-mgh，所以运动员对足球所做的功为，故D项符合题意.5、A【解析】

动能定理、摩擦力的判断与计算【详解】甲、乙两物体的初动能和末动能都相同，都只受摩擦力作用，根据动能定理可知摩擦力对甲、乙两物体做的功相等，即：，由图可知：，则，所以：若甲、乙两物体与水平面动摩擦因数相同，则甲的质量较大，①正确，②错误；若甲、乙质量相同，则甲与地面间的动摩擦因数较大，③正确，④错误．【点睛】该题主要考查了动能定理的直接应用，关键是从图象中得到信息．6、C【解析】

向心力是效果力，在受力分析时不能说球受到向心力，摆球A受拉力和重力的作用，拉力和重力的合力提供向心力，故C正确；ABD错误；故选C7、AB【解析】A的动能最大时，设B和C受到地面的支持力大小均为F，此时整体在竖直方向受力平衡，可得2F=3mg，所以，在A的动能达到最大前一直是加速下降，处于失重情况，所以B受到地面的支持力小于，故AB正确；当A达到最低点时动能为零，此时弹簧的弹性势能最大，A的加速度方向向上，故C错误；A球达到最大动能后向下做减速运动，到达最低点时三个小球的动能均为零，由机械能守恒定律得，弹簧的弹性势能为Ep＝mg(Lcos30°－Lcos60°)＝，故D错误．所以AB正确，CD错误．8、BD【解析】

打开降落伞后空降兵将做减速运动，故第10s末空降兵打开降落伞，根据v-t图象的斜率表示加速度，可知10s～15s空降兵做加速度不断减小的减速运动至15s末，10s～15s过程中速度向下，做减速运动，故加速度向上，A错误D正确；0～10s内空降兵空降兵向下做加速度不断减小的加速运动，受重力和空气阻力，根据牛顿第二定律，知合力向下，重力大于空气阻力，B正确C错误．9、CD【解析】不论弹簧秤的拉力大于重力，还是小于重力，还是等于重力，在竖直向上的运动的过程中，弹簧的拉力均做正功，根据功能关系知，钩码的机械能增加．故CD正确．AB错误．故选CD．点睛：解决本题的关键知道对于钩码而言，有拉力做功，机械能不守恒，拉力做功等于钩码机械能的增量.10、AC【解析】光滑水平面上的物体所受的合力等于该外力的大小，外力减小，根据牛顿第二定律知，加速度逐渐减小，因为加速度方向与速度方向相同，则速度逐渐增大，即做加速度逐渐减小的加速运动，速度增加的越来越慢．故AC正确，BD错误．点晴：根据物体所受的合力判断加速度的变化，结合加速度方向与速度方向的关系判断速度的变化．11、CD【解析】

A.根据得：.则小球平抛运动的初速度为：;故A错误.B.小球在圆轨道P点的角速度为：;故B错误.C．小球在P点的向心加速度为：.故C正确.D．小球在BC段的时间为：，则小球从B运动到D的时间为0.3+0.4s=0.7s;故D正确.12、BD【解析】

匀速圆周运动的速度大小不变，方向时刻改变，是变速运动，故A错误B正确；匀速圆周运动的速度大小不变，方向时刻改变，是速率不变的运动，故C错误，D正确．所以D正确，二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、d;【解析】

物体由静止开始自由下落过程中受到空气阻力和纸带与打点计时器的摩擦阻力作用，不是自由落体运动，v=gt，，都是自由落体运动的公式．故A、B错误．C、物体下落的高度是用米尺测量的，不是计算的，故c错误．D、为验证机械能守恒定律的实验测量方案，故正确．14、7.617.63“略大于”纸带与打点计时器之间存在摩擦力,下降过程中需要克服摩擦力做功,重锤下降减少的重力势能不能全部转化为动能【解析】

第一空.利用匀变速直线运动的推论vc=x第二空.重力势能减小量ΔE第三空.通过以上计算结果可以看出，重锤下降减少