2022届河北省石家庄市物理高一下期末联考模拟试题含解析

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)物体做曲线运动的条件是（）A．受到的合外力必须是恒力B．受到的合外力必须是变力C．合外力方向与速度方向在一条直线上D．合外力方向与速度方向不在一条直线上2、(本题9分)“嫦娥四号”探月卫星发射后，先在“24小时轨道”上绕地球运行（即绕地球一圈需要24小时）；然后，经过两次变轨依次到达“48小时轨道”和“72小时轨道”；最后奔向月球.如果按圆形轨道计算，并忽略卫星质量的变化，则在每次变轨完成后与变轨前相比A．卫星线速度增大，角速度减小B．卫星线速度减小，角速度减小C．卫星动能减小，机械能减小D．卫星动能减小，机械能增大3、(本题9分)两个用相同材料制成的半径相等的带异种电荷的金属小球，其中一个球的带电荷量是另一个的5倍，它们间的库仑力大小是F，现将两球接触后再放回原处，它们间库仑力的大小是A． B．C． D．4、(本题9分)如图，一薄圆盘可绕通过圆盘中心且垂直于盘面的竖直轴OO’转动，在圆盘上放置一小木块．当圆盘匀速转动时，木块相对圆盘静止．关于木块的受力情况，下列说法正确的是()A．木块受到圆盘对它的静摩擦力，方向指向圆盘中心B．由于木块相对圆盘静止，所以不受摩擦力C．由于木块运动，所以受到滑动摩擦力D．木块受到重力、支持力、摩擦力、向心力5、(本题9分)小船在400米宽的河中横渡,河水流速是2m/s,船在静水中的航速是4m/s,要使船航程最短,则船头的指向和渡河的时间t分别为()A．船头应垂直指向对岸,t=100sB．船头应与上游河岸成60°角,t=100sC．船头应与上游河岸成60°角，t=sD．船头应与上游河岸成30°角，t=6、(本题9分)在圆轨道上运行的国际空间站里，一宇航员A站在空间站地板上固定的台秤B上，如图所示，下列说法正确的是A．宇航员A不受地球引力作用B．台秤B示数大小等于宇航员此时所受地球引力C．宇航员A所受地球引力小于他在地面上所受引力D．若宇航员A将手中一小球无初速释放，该小球将落到空间站地板上7、(本题9分)如图所示，小车AB放在光滑的水平面上，A端固定一个轻弹簧，B端粘有油泥，小车AB总质量为M=3kg，质量为m=1kg的光滑木块C放在小车上，用细绳连接于小车的A端并使弹簧压缩，此时弹簧的弹性势能为6J，且小车AB和木块C都静止。当突然烧断细绳时，木块C被释放，使木块C离开弹簧向B端冲去，并跟B端油泥迅速粘在一起，忽略一切摩擦力。以下说法正确的是（）A．弹簧伸长过程中木块C向右运动，同时小车AB也向右运动B．木块C与B碰前，木块C与小车AB的速率之比为3∶1C．木块C与油泥粘在一起后，小车AB立即停止运动D．木块脱离弹簧时的速度大小为3m/s8、小明家住26层，他放学后，乘坐电梯从1层直达26层。假设电梯刚起动时做加速直线运动，中间一段时间内做匀速直线运动，最后一段时间内做减速直线运动.在电梯从1层直达26层的过程中，下列说法正确的是()A．电梯刚起动时，小明处于失重状态B．电梯刚起动时，小明处于超重状态C．电梯运动的加速度方向始终不变D．电梯运动的加速度方向发生了变化9、(本题9分)如图所示，在竖直平面内有一半径为R的圆弧轨道，半径OA水平，OB竖直，一个质量为的小球自A的正上方P点由静止开始自由下落，不计空气阻力，小球沿轨道到达最高点B时恰好对轨道没有压力．已知PA=2.5R，重力加速度为g，则小球从P到B的运动过程中：A．重力做功2.5 B．动能增加0.5C．克服摩擦力做功 D．机械能减少1.510、某静电场的电场线如图中实线所示，一带电粒子仅受电场力作用在电场中运动，虚线MN为其运动轨迹，以下说法中正确的有A．M点场强大于N点场强B．M点场强小于N点场强C．M点电势高于N点电势D．M点电势低于N点电势11、(本题9分)一质量为2kg的物块，在竖直方向的拉力作用下运动的v-t图象如图所示(向上为运动的正方向)，重力加速度g=10m/s2，不计空气阻力，下列说法正确的是(A．4s时克服重力做功的功率为80WB．前6s内物块的重力势能先增大后减少C．前2s内拉力的功率变大D．5s时物块的动能为4J12、(本题9分)如图所示的皮带传动装置，左边是主动轮，右边是一个轮轴，a、b、c分别为轮边缘上的三点，已知Ra<Rb<RC，假设在传动过程中皮带不打滑，则下列说法正确的是A．a点与b点的角速度大小相等 B．a点与b点的线速度大小相等C．c点的线速度最大 D．c点的角速度最大二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、（6分）(本题9分)在利用重锤和打点计时器做“验证机械能守恒定律”的实验中，下列各项描述正确的有（________）.A．必须要测量重锤的质量B．必须测量重锤的下落时间C．需要把打点计时器两限位孔尽量调到同一竖直线上D．由于误差的原因利用纸带测出O到各个计数点的重力势能的减小量，总是略大于测出必须测出的动能增加量14、（10分）(本题9分)如图示，为一小球做平抛运动的闪光照片的其中一部分相片（与实物比例为1:1），图中正方形方格的边长为5cm，取g=10m/s2，则：（1）闪光周期是______s．（2）小球运动的水平分速度为______m/s．（3）小球经过B点时速度的大小为______m/s．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）将一根长为L的光滑细钢丝ABCDE制成如图所示的形状，并固定在竖直平面内．其中AD段竖直，DE段为圆弧，圆心为O，E为圆弧最高点，C与E、D与O分别等高，BC＝AC．将质量为m的小珠套在钢丝上由静止释放，不计空气阻力，重力加速度为g．（1）小珠由C点释放，求到达E点的速度大小v1；（2）小珠由B点释放，从E点滑出后恰好撞到D点，求圆弧的半径R；（3）欲使小珠到达E点与钢丝间的弹力超过，求释放小珠的位置范围．16、（12分）如图所示，一轻质弹簧左端固定在轻杆的A点，右端与一质量套在轻杆的小物块相连但不栓接，轻杆AC部分粗糙糙，与小物块间动摩擦因数，CD部分为一段光滑的竖直半圆轨道．小物块在外力作用下压缩弹簧至B点由静止释放，小物块恰好运动到半圆轨道最高点D，，小物块刚经过C点速度，g取，不计空气阻力，求：（1）半圆轨道的半径R；（2）小物块刚经过C点时对轨道的压力；（3）小物块在外力作用下压缩弹簧在B点时，弹簧的弹性势能．17、（12分）黑洞是时空曲率大到光都无法从其视界逃脱的天体，黑洞的产生过程类似于中子星的产生过程。某中子星的球体半径为，在距中子星表面高度处绕中子星运动的小星球其周期为。已知引力常量为，中子星质量分布均匀。求：（1）中子星的密度；（2）中子星表面的重力加速度；（3）中子星的第一宇宙速度。

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、D【解析】

在恒力作用下可能做曲线运动，比如平抛运动；也可以是变力，比如匀速圆周运动，故AB错误；当物体合外力方向与速度方向不共线时物体做曲线运动，故C错误，D正确。故选D。2、B【解析】

万有引力提供向心力：解得：AB．根据题意两次变轨后，卫星分别为从“24小时轨道”变轨为“48小时轨道”和从“48小时轨道”变轨为“72小时轨道”，则由上式可知，在每次变轨完成后与变轨前相比运行周期增大，运行轨道半径增大，运行线速度减小，角速度减小，故A错误，B正确。CD．每次变轨完成后与变轨前相比后，半径都增大，卫星必须点火加速，动能变大，机械能增大，故CD错误。3、B【解析】

两电荷异性，设一个球的带电量为Q，则另一个球的带电量为5Q，此时：接触后再分开，带电量各为2Q，则两球的库仑力大小为：ACD.由上计算可知，ACD错误；B.由上计算可知，B正确．4、A【解析】

物体做匀速圆周运动，受重力、支持力和静摩擦力，其中重力和支持力二力平衡，静摩擦力提供向心力，指向圆心；A．木块受到圆盘对它的静摩擦力，方向指向圆盘中心，与结论相符，选项A正确；B．由于木块相对圆盘静止，所以不受摩擦力，与结论不相符，选项B错误；C．由于木块运动，所以受到滑动摩擦力，与结论不相符，选项C错误；D．木块受到重力、支持力、摩擦力、向心力，与结论不相符，选项D错误；故选A．5、C【解析】当合速度的方向与河岸垂直时，渡河位移最短，设船头与上游河岸方向的夹角为，则，所以，渡河的位移x=d=400m；根据矢量合成法则，则有：，渡河时间，C正确．【点睛】船航行时速度为静水中的速度与河水流速二者合速度，这类题主要是问最短的时间和最短的路程，最短的时间主要是希望合速度在垂直河岸方向上的分量最大，这样就可以用最快的速度过河，这个分量一般刚好是船在静水中的速度，即船当以静水中的速度垂直河岸过河的时候渡河时间最短；最短的路程主要是希望合速度的方向在垂直河岸方向上，这样就可以在垂直河岸方向上运动，最短的位移是河两岸的距离．6、C【解析】

A．宇航员随国际空间站绕地球做匀速圆周运动，宇航员A仍受到地球引力作用。故A错误。B．空间站处于完全失重状态，因此台秤示数为零，故B错误；C．根据万有引力定律可知，宇航员A与地球的距离大于地球半径，所以A所受地球引力小于他在地面上所受的引力，故C正确；D．宇航员相对于太空舱无初速释放小球，小球受地球的万有引力提供向心力，处于完全失重状态，不会落到“地面上”，故D错误；7、BCD【解析】

以木块和小车为系统，在水平方向不受外力，动量守恒，规定水平向右为正方向，由动量守恒定律得：。由机械能守恒定律得，解得v1=-1m/s；v2=3m/s，弹簧伸长过程中，木块C向右运动，小车AB左运动。A.由上面分析可知，木块C向右运动，小车AB左运动，故A错误；B.因为v1=-1m/s；v2=3m/s，木块C与B碰前，木块C与小车AB的速率之比为3∶1，故B正确；C.木块C与油泥粘在一起后，木块C和小车AB成为一个整体，总动量为0，整体的速度为0。所以木块C与油泥粘在一起后，小车AB立即停止运动，故C正确；D.木块脱离弹簧时的速度大小为3m/s，与上述计算结果相符，故D正确。8、BD【解析】

AB．电梯刚起动时，小明有向上的加速度，则小明处于超重状态，故A错误，B正确；CD．电梯启动和向上加速时加速度向上，而减速运动时加速度向下，故加速度方向发生了变化，故C错误，D正确.9、BC【解析】

A、重力做功只与竖直高度有关，故重力做功为：1.5mgR，A错误；B、恰好到达B点有：，由动能定理知由P运动B的过程中，合外力所做的功为：，故B正确；C、由P到B，由可得：克服摩擦力做功为：，故C正确；D、由以上分析知在由P运动到B的过程中，机械能的减少量为等于克服摩擦力所做的功，故为，D错误．10、BC【解析】

电场线越密集的位置场强越大，则M点场强小于N点场强，选项A错误，B正确；沿着电场线方向电势降低，故M点的电势高于N点的电势，所以C正确，D错误．11、AD【解析】

4s时，由v-t图象得v=4m/s，又由PG=mgvcosθ

(重力与物体运动方向相反，θ=180∘)；代入数据得：4s时克服重力做功的功率为80W；故A正确；前6s内物块一直朝上运动，物体的重力势能会一直增加，故B错误；前2s内物体的速度未发生改变，物体做匀速直线运动，拉力与重力平衡；又由功率的计算公式P=Fvcosθ；得前2s内拉力的功率为定值，故C错误；由Ek=【点睛】此题要理解v-t图象得相关意义：(1)v-t图象与t轴围成的面积表示物块的位移；(2)v一直为正值，故物体一直朝一个方向运动；并结合功率的计算公式就能解决问题。12、BC【解析】试题分析：由于ab是皮带传动的两轮边缘上的点，所以a点与b点的线速度大小相等；因为ac是同轴转动，所以ac的角速度相等，根据，则c点的线速度最大；三点角速度的关系是，选项BC正确。考点：同轴转动和皮带传动中角速度和线速度的关系。二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、CD【解析】

A项：因为我们是比较mgh，的大小关系，故m可约去比较，不需要用天平测质量，故A错误；B项：打点计时器记录了重锤下落时间，不需要测量时间，故B正确；C项：为减小摩擦阻力，需要调整打点计时器的限位孔，使它在同一竖直线上，故C正确；D项：重锤下落的过程中不可避免的受到阻力作用，因此重力势能的减小量大于动能的增加量，故D正确。14、0.1s1.5m/s2.5m/s【解析】

(1)在竖直方向上,根据得，闪光相等的时间间隔为：(2)小球平抛运动的初速度为：(3)B点竖直分速度为：则小球经过B点的速度大小为：【点睛】平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上做自由落体运动，根据竖直方向上连续相等时间内的位移之差是一恒量求出相等的时间间隔，根据水平位移和时间间隔求出初速度，根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度