2022年河南省许昌市物理高一下期末学业水平测试模拟试题含解析

2021-2022学年高一物理下期末模拟试卷请考生注意：1．请用2B铅笔将选择题答案涂填在答题纸相应位置上，请用0．5毫米及以上黑色字迹的钢笔或签字笔将主观题的答案写在答题纸相应的答题区内。写在试题卷、草稿纸上均无效。2．答题前，认真阅读答题纸上的《注意事项》，按规定答题。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)“科学总是从正确走向错误。”这句话适用于描述下列哪项物理事实？（）A．哥白尼的日心说 B．机械能守恒定律C．经典力学的局限性 D．利用万有引力发现未知天体2、取一对用绝缘柱支持的导体A和B，使它们彼此接触，起初它们都不带电，贴在他们下部的金属箔是闭合的，如图，现把带正电荷的物体C移近导体A，有下列分析，其中正确的是（）A．C移近导体A时可以看到A上的金属箔片张开，B上的金属箔片闭合B．C移近导体A时可以看到B上的金属箔片张开，A上的金属箔片闭合C．C移近导体A后再用手摸一下B，发现B上金属箔片闭合，A上金属箔片张开D．C移近导体A后再用手摸一下A，发现A上金属箔片闭合，B上金属箔片张开3、(本题9分)如图所示，在光滑的水平面上有一小球a以初速度v0运动，同时刻在它的正上方有一小球b也以v0的初速度水平抛出，并落于c点，则()A．小球a先到达c点 B．小球b先到达c点C．两小球同时到达c点 D．无法判断4、(本题9分)在如图所示的装置中，木块B与水平桌面的接触是光滑的，子弹A沿水平方向射入木块后留在木块内，将弹簧压缩到最短。现将子弹、木块和弹簧合在一起作为研究对象（系统），则此系统在从子弹开始射入木块到弹簧压缩至最短的整个过程中A．动量守恒、机械能守恒B．动量不守恒、机械能不守恒C．动量守恒、机械能不守恒D．动量不守恒、机械能守恒5、质点所受的力F随时间变化的规律如图所示，力的方向始终在一直线上．已知t＝0时质点的速度为零．在图中所示的t1、t2、t3和t4各时刻中，哪一时刻质点的动能最大A．t1 B．t2 C．t3 D．t46、(本题9分)如图甲所示，在杂技表演中，猴子沿竖直杆向上运动，其v-t图像如图乙所示。人顶杆沿水平地面运动的x-t图像如图丙所示。若以地面为参考系，下列说法中正确的是（）A．猴子的运动轨迹为直线B．猴子在2s内做匀变速曲线运动C．t=1时猴子的速度大小为4m/sD．t=2s时猴子的加速度大小为0m/s27、如图所示，弧形光滑轨道的下端与轨道半径为R的竖直光滑圆轨道相接，使质量为m的小球从高h的弧形轨道上端自由滚下，小球进入圆轨道下端后沿圆轨道运动。当小球通过圆轨道的最高点时，对轨道的压力大小等于小球重力大小。不计空气阻力，重力加速度为g，则A．小球通过最高点时的速度大小为2gRB．小球在轨道最低点的动能为2.5mgRC．小球下滑的高度h为3RD．小球在轨道最低点对轨道压力的大小为7mg8、在高为H的桌面上以速度v水平抛出质量为m的物体，当物体落到距地面高为h处，如图所示，不计空气阻力，若以地面作为重力势能的零参考平面，正确的说法是（）A．物体在A点的机械能为B．物体在A点的机械能为C．物体在A点的动能为D．物体在A点的动能为9、(本题9分)如图是一个单摆的共振曲线，已知重力加速度为g，根据图线可以得出的是（）A．单摆的固有频率 B．单摆的固有周期C．这个单摆的摆长 D．单摆的摆球质量10、下图中描绘的四种虚线轨迹，可能是人造地球卫星轨道的是（）A．B．C．D．11、(本题9分)如图所示，一个小球沿竖直固定的光滑圆形轨道的内侧做圆周运动，圆形轨道的半径为R，小球可看作质点，则关于小球的运动情况，下列说法正确的是A．小球的线速度方向时刻在变化，但总在圆周切线方向上B．小球通过最高点的速度可以等于0C．小球线速度的大小可以小于D．小球线速度的大小总大于或等于12、(本题9分)如图甲所示，质量为4kg的物块A以初速度v0=6m/s从左端滑上静止在粗糙水平地面上的木板B。已知物块A与木板B之间的动摩擦因数为μ1，木板B与地面之间的动摩擦因数为μ2，A、B运动过程的v-t图像如图乙所示，A始终未滑离B。则（）A．μ1=0.4，μ2=0.2 B．物块B的质量为4kgC．木板的长度至少为3m D．A、B间因摩擦而产生的热量为72J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)气垫导轨是常用的种实验仪器，它是利用气泵使带孔的导轨与滑块之间形成气垫，使滑块悬浮在导轨上，滑块在导轨上的运动可视为没有摩擦，我们可以用带竖直挡板C和D的气垫导轨和滑块A和B验证动量守恒定律和机械能守恒定律，已知A的质量m1，B的质量ma.松开手的同时，记录滑块A、B运动时间的计时器开始工作，当A、B滑块分别碰到C、D挡板时计时器结束计时，分别记下A、B到达C、D的运动时间t1和tb.在A、B间水平放入一个轻弹簧，用手压住A、B使弹簧压缩放置在气垫导轨上，并让它静止在某个位置，设此时弹簧的弹性势能为Ep。c.给导轨送气，调整气垫导轨，使导轨处于水平。d.用刻度尺测出A的左端至C板的距离l1，B的右端至D板的距离l(1)实验步骤的正确顺序是_______。(填写步骤前的字母)(2)利用上述测量的实验数据，验证动量守恒定律的表达式是______________；验证机械能守恒定律的表达式是____________________________。14、（10分）(本题9分)某同学用图甲所示装置测定重力加速度．（已知打点频率为50Hz）（1）实验时下面步骤的先后顺序是_____．A．释放纸带B．打开打点计时器（2）打出的纸带如图乙所示，可以判断实验时重物连接在纸带的_____（填“左”或“右”）端．（3）图乙中是连续的几个计时点，每个计时点到0点的距离d如下表所示：根据这些数据可求出重力加速度的测量值为_____．（保留三位有效数字）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）如图所示，充电后的平行板电容器水平放置，电容为C，极板间的距离为d，上板正中有一小孔．质量为m、电荷量为+q的小球从小孔正上方高h处由静止开始下落，穿过小孔到达下极板处速度恰为零（空气阻力忽略不计，极板间电场可视为匀强电场，重力加速度为g）．求：（1）小球到达小孔处的速度；（2）极板间电场强度的大小和电容器所带电荷量；（3）小球从开始下落运动到下极板处的时间．16、（12分）质量为m=4kg的风车，在与水平面成θ=37°角的斜向上拉力F=40N的恒力作用下沿粗糙水平面运动，风车所受的空气阻力不能忽略，其大小与速度大小成正比，比例系数k未知。今测得风车运动的v-t图像如图所示，且AB是t=0时曲线的切线，B点的坐标为（4，15），CD平行于t轴（sin37°=0.6，cos37°=0.8，g=10m/s2）(1)风车开始阶段做什么运动？最后做什么运动？(2)求当v0=5m/s和v1=10m/s时，物体的加速度大小；(3)求比例系数k及风车与水平面间的动摩擦因数。17、（12分）(本题9分)如图所示，在光滑的水平面上有两个物体，其质量分别为M和m，现将两物块用一根轻质细线拴接，两物块中间夹着一个压缩的轻弹簧，弹簧与两物块未拴接，它们以共同速度v0在水平面上向右匀速运动．某时刻细线突然被烧断，轻弹簧将两物块弹开，弹开后物块M恰好静止．求弹簧最初所具有的弹性势能Ep.

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、C【解析】

根据题意可知“科学总是从正确走向错误”，这句话适用于描述经典力学的局限性，故C正确，ABD错误。故选C。2、C【解析】

AB.C移近导体A时，在A的左端感应出负电，在B的右端感应出正电，可以看到AB上的金属箔片均张开，选项AB错误；CD.C移近导体A后，不论用手摸一下B，还是摸一下A，大地中的负电荷将被吸引移向导体，导体中的正电荷将被排斥流向大地，使得A左端带负电，B的右端不带电，即B上金属箔片闭合，A上金属箔片张开，选项C正确，D错误。3、C【解析】

b球做平抛运动，在水平方向上以v0做匀速直线运动，与a球的运动规律相同，可知两球同时到达c点，故C正确，A、B、D错误．4、B【解析】

在木块与子弹一起向左运动压缩弹簧的过程中，木块、子弹、弹簧所组成的系统所受合外力不为零，则系统动量不守恒；在子弹击中木块的过程中，要克服摩擦力做功系统的部分机械能转化为内能，系统机械能不守恒，因此子弹、木块和弹簧所组成的系统在从子弹开始射入木块到弹簧压缩至最短的整个过程中，动量不守恒、机械能不守恒，故B正确，ACD错误。5、B【解析】试题分析：质点受到一个变力F的作用，从静止开始运动，在0～t1时间内，力F逐渐增大，在t1时刻达到最大值，这一段时间质点做变加速直线运动，它的加速度也是在t1时刻达到最大.而后，力F逐渐变小，至t2时刻减为零，这一段时间质点仍做变加速直线运动，只是加速度在逐渐变小，而速度仍在逐渐增大.从t2~t3这段时间，力F变为反向，并且逐渐增大，相应的加速度也将变为反向，数值也是逐渐增大，它做的是变减速直线运动，速度方向仍是向前.在t3~t4这段时间，力F逐渐变小，加速度也逐渐变小，质点继续做变减速直线运动，直到t4时刻速度减为零.通过以上分析不难看出，质点在t2时刻速度达到最大值，故B正确．考点：牛顿第二定律、匀变速直线运动规律．6、B【解析】

猴子参与了水平方向上的匀速直线运动和竖直方向上的匀减速直线运动，通过运动的合成，判断猴子相对于地面的运动轨迹以及运动情况。求出t=2s时刻猴子在水平方向和竖直方向上的分加速度，根据平行四边形定则，求出猴子相对于地面的加速度。【详解】由乙图知，猴子竖直方向上做匀减速直线运动，加速度竖直向下。由丙图知，猴子水平方向上做匀速直线运动，则猴子的加速度竖直向下，与初速度方向不在同一直线上，所以猴子在2s内做匀变速曲线运动，故A错误，B正确；s-t图象的斜率等于速度，则知猴子水平方向的初速度大小为：vx=4m/s，t=0时猴子竖直方向分速度：vy=8m/s，则t=1s时猴子竖直分速度为vy′=4m/s，因此t=1s时猴子的速度大小为：v=42+42m/s=42【点睛】本题主要考查了运动的合成，关键知道猴子参与了水平方向上的匀速直线运动和竖直方向上的匀加速直线运动，会运用运动的合成分析物体的运动轨迹和运动情况。7、ACD【解析】

A.小球经过最高点，对轨道的压力N=mg，依据牛顿第三定律可知轨道对小球的压力为mg，由牛顿第二定律有：mg+mg=mv2R，解得C.小球自开始下滑到圆轨道最高点的过程，依据动能定理有mg（h-2R）=12mv2，解得

h=3RBD.设小球从更高的位置释放运动到最低点时的速度为v1，受轨道的压力为N1，根据牛顿第二定律有，N1-mg=mv12R，小球由最低点运动到最高点的过程，根据动能定理有，mg•2R=12mv12−12mv2，解得最低点动能12mv12=3mgR8、BD【解析】

AB．在刚抛出时，物体的动能为，重力势能为mgH，机械能为，根据机械能守恒可知：物体在A点的机械能等于物体在刚抛出时的机械能，故A错误，B正确；CD．根据机械能守恒得：，则，故C错误，D正确。9、ABC【解析】

AB.由单摆的共振曲线知，当驱动力的频率为0.3Hz时单摆产生了共振现象，则单摆的固有频率，固有周期为；故A项符合题意；B项符合题意.C.由单摆的周期公式，已知重力加速度g，可求出周期T，则能得到单摆的摆长；故C项符合题意.D.因单摆的周期T与球的质量m无关，则题目所给条件不能求出小球的质量;D项不合题意.10、ACD【解析】

人造地球卫星靠地球的万有引力提供向心力而绕地球做匀速圆周运动，地球对卫星的万有引力方向指向地心，所以人造地球卫星做圆周运动的圆心是地心，否则不能做稳定的圆周运动。故ACD正确，B错误。故选ACD。【点睛】解决本题的关键知道人造地球卫星靠万有引力提供向心力，做匀速圆周运动，卫星做圆周运动的圆心必须是地心．11、AD【解析】试题分析：小球的线速度方向时刻改变，沿圆弧的切线方向，故A正确；根据牛顿第二定律，在最高点临界情况是轨道对球的作用力为零，则．解得，故B错误；最高点的最小速度为，则小球的线速度的大小总大于或等于．故C错误D正确．考点：考查了圆周运动实例分析12、BC【解析】

A．以物块为研究对象有由图看出，可得将物块和木板看成一个整体，在两者速度一致共同减速时，有由图看出，可得选项A错误；B．木板和物块达到共同速度之前的加速度，对木板有由图看出，解得选项B正确；C．由v-t图看出物块和木板在1s内的位移差为3m，物块始终未滑离木板，故木板长度至少为3m，选项C正确；D．A、B的相对位移为s=3m，因此摩擦产热为选项D错误。故选BC。二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、cbdam1l【解析】(1)实验时应先调整气垫导轨水平，把滑块放在合适的位置，测出滑块到两挡板的距离，然后释放滑块，测出滑块到两挡板的运动时间，根据滑块的位移与运动时间求出其速度，求出它们的动量，验证在该过程中动量是否守恒；因此合理的实验步骤是:cbda．(2)滑块A的速度vA=L1t1,滑块B的速度vB=L【点睛】解决本题的关键知道验证动量守恒定律的实验原理，测瞬时速度的方法，知道A、B组成的系统动量守恒，满足反冲原理．14、（1）BA（1）左（3）9.71m/s1【解析】

（1）[1]．为增加打点的个数，要先接通电源，后释放纸带．故顺序BA．（1）[1]．点迹左密右疏，说明打左边点时速度小，故是先打左边点，故重物连接在纸带的左端．（3）[3]．令0、1点间的距离为x1，以此类推为x1、x3、x4、x5、x6，根据逐差法可得平均加速度为：由以上