2022年河南省郑州市高新区一中高一物理第二学期期末考试模拟试题含解析

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、如图所示，圆心在O点、半径为R的光滑圆弧轨道ABC竖直固定在水平桌面上，OC与OA的夹角为60°，轨道最低点A与桌面相切．一足够长的轻绳两端分别系着质量为m1和m2的两小球（均可视为质点），挂在圆弧轨道光滑边缘C的两边，开始时m1位于C点，然后从静止释放,则下列说法正确的是（）A．在m1由C点下滑到A点的过程中两球速度大小始终相等B．在m1由C点下滑到A点的过程中，重力对m1做功功率先增大后减少C．在m1由C点下滑到A点的过程中，m1机械能守恒D．若m1恰好能沿圆弧下滑到A点，则m1＝3m22、(本题9分)如图所示，若质点以初速度v0正对倾角为θ＝37°的斜面水平抛出，要求质点到达斜面时位移最小，则质点的飞行时间为()．A． B． C． D．3、(本题9分)一物体仅受重力和竖直向上的恒定拉力作用，由静止开始从处沿竖直方向向上做匀加速运动．若取处为重力势能等于零的参考平面，则此过程中物体的机械能随高度变化的图象正确的是（）A． B．C． D．4、所图所示，假设地球和水星都绕太阳做匀速圆周运动，已知地球到太阳的距离大于水星到太阳的距离则A．地球的公转周期小于水星的公转周期B．地球公转的线速度大于水星公转的线速度C．地球公转的角速度大于水星公转的角速度D．地球公转的向心加速度小于水星公转的向心加速度5、质量为1kg的物体做匀变速直线运动，其位移随时间变化的规律为x=2t+t2（m）。t=2s时，该物体所受合力的功率为A．6W B．8W C．10W D．12W6、(本题9分)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，如图所示．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．由于木块做匀速圆周运动，所以，除了受到重力、支持力、摩擦力外，还受向心力7、(本题9分)2018年12月8日凌晨2点24分，中国长征三号乙运载火箭在西昌卫星发射中心起飞，把“嫦娥四号”探测器送入地月转移轨道，“嫦娥四号”经过地月转移轨道的P点时实施一次近月调控后进入环月圆形轨道I，再经过系列调控使之进入准备“落月”的椭圆轨道Ⅱ，于2019年1月3日上午10点26分，最终实现人类首次月球背面软着陆．若绕月运行时只考虑月球引力作用，下列关于“嫦娥四号”的说法正确的是A．沿轨道I运行至P点的加速度小于沿轨道Ⅱ运行至P点的加速度B．沿轨道I运行至P点的加速度等于沿轨道Ⅱ运行至P点的加速度C．经过地月转移轨道的P点时必须进行加速后才能进入环月圆形轨道ID．经过地月转移轨道的P点时必须进行减速后才能进入环月圆形轨道I8、如图所示，半径为R的竖直光滑圆轨道内侧底部静止着一个光滑的小球，现给小球一个冲击使其在瞬间得到一个水平初速度，若大小不同，则小球能够上升到的最大高度（距离底部）也不同，下列说法正确的是A．如果，则小球能够上升的最大高度为B．如果，则小球能够上升的最大高度为RC．如果，则小球能够上升的最大高度为D．如果，则小球能够上升的最大高度为2R9、(本题9分)如图所示，河水自西向东匀速流动，水流速度为4m/s，河宽为90m：假定船在静水中的速度不变。甲船从南岸的P点出发，实际轨迹垂直河岸，即PO线，船头方向与PO线成α＝53°，同时，乙船从北岸的Q点出发，船头方向垂直河岸，两者恰好在河中央O点相遇（sin53°＝0.8，cos53°＝0.6）。下列说法正确的是（）A．两船相遇的时间为25.5sB．甲船在静水中的速度为5m/sC．乙船在静水中的速度为6m/sD．两船出发点的相隔距离为301310、(本题9分)选用如图所示的四种装置图“研究平抛运动规律”时，其操作合理且必须的是A．选用装置1，每次不必控制小锤打击弹性金属片的力度B．选用装置2.每次应从斜槽上同一位置由静止释放钢球C．选用装置3，竖直管上端管口A应高于瓶内水面D．选用装置4，可以不用调节斜槽轨道末端至水平11、(本题9分)2013年12月2日，探月工程“嫦娥三号”成功发射．“嫦娥三号”的主要任务有两个，一个是实现月面软着陆，二是实现月面巡视勘察．如图所示，设月球半径为R，“嫦娥三号”在半径为4R的圆形轨道Ⅰ上做匀速圆周运动，到达轨道的A点时点火变轨进入椭圆轨道Ⅱ，到达轨道的近月点B时，再次点火进入近月轨道Ⅲ绕月做匀速圆周运动，则“嫦娥三号”（）A．在轨道Ⅱ上的A点运行速率大于B点速率B．在轨道Ⅲ上B点速率小于在轨道Ⅱ上B点的速率C．在轨道Ⅰ上A点的加速度等于在轨道Ⅱ上A点的加速度D．在轨道Ⅰ、轨道Ⅱ、轨道Ⅲ上运行的周期关系TⅠ＜TⅡ＜TIII12、(本题9分)一蹦极运动员身系弹性蹦极绳从水面上方的高台下落，到最低点时距水面还有数米距离．假定空气阻力可忽略，运动员可视为质点，下列说法正确的是（）A．运动员到达最低点前重力势能始终减小B．蹦极绳张紧后的下落过程中，弹性力做负功，弹性势能增加C．蹦极过程中，运动员、地球和蹦极绳所组成的系统机械能守恒D．蹦极过程中，重力势能的改变与重力势能零点的选取有关二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、（6分）(本题9分)某同学设计了如图装置来验证碰撞过程遵循动量守恒。在离地面高度为h的光滑水平桌面上，放置两个小球a和b。其中，b与轻弹簧紧挨着但不栓接，弹簧左侧固定，自由长度时离桌面右边缘足够远，起初弹簧被压缩一定长度并锁定。a放置于桌面边缘，球心在地面上的投影点为O点。实验时，先将a球移开，弹簧解除锁定，b沿桌面运动后水平飞出。再将a放置于桌面边缘，弹簧重新锁定。解除锁定后，b球与a球发生碰撞后，均向前水平飞出。重复实验10次。实验中，小球落点记为A、B、C。(1)若a球质量为ma，半径为ra；b球质量为mb，半径为rb。b球与a球发生碰撞后，均向前水平飞出，则______。A．ma<mb，ra=rbB．ma<mb，ra<rbC．ma>mb，ra=rbD．ma>mb，ra>rb(2)为了验证动量守恒，本实验中必须测量的物理量有____。A．小球a的质量ma和小球b的质量mbB．小球飞出的水平距离xOA、xOB、xOCC．桌面离地面的高度hD．小球飞行的时间(3)关于本实验的实验操作，下列说法中不正确的是______。A．重复操作时，弹簧每次被锁定的长度应相同B．重复操作时发现小球的落点并不完全重合，说明实验操作中出现了错误C．用半径尽量小的圆把10个落点圈起来，这个圆的圆心可视为小球落点的平均位置D．仅调节桌面的高度，桌面越高，线段OB的长度越长(4)在实验误差允许的范围内，当所测物理量满足表达式：__________，即说明碰撞过程遵循动量守恒。（用题中已测量的物理量表示）(5)该同学还想探究弹簧锁定时具有的弹性势能，他测量了桌面离地面的高度h，该地的重力加速度为g，则弹簧锁定时具有的弹性势能Ep为_______。（用题中已测量的物理量表示）14、（10分）(本题9分)小王同学在测定某一电阻的阻值实验中，待测电阻Rx的阻值大约是46，电压表内阻大约5k，电流表内阻大约1．（1）测量电路如图，为了减小误差应该选___图（填“甲”或“乙”）（2）实验所用的电源为2节1号干电池，滑动变阻器总阻值为5，若电池的内阻极小，电压表应该选择哪个量程___（填3V或15V）；电流表应该选择哪个量程___（填0.6A或3A）（3）测得的实验数据如下表，请根据电流表读数补全空缺的数据____（4）利用第(3)问表格中的数据，在答题卷对应位置的坐标系中描点，并且作出图线__．（5）根据作出的图线求得待测电阻为__．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，光滑斜轨道和光滑圆轨道相连，固定在同一竖直平面内，圆轨道半径为R，一个小球（大小可忽略），从离水平面高h处由静止自由下滑，由斜轨道进入圆轨道，问：（1）为了使小球在圆轨道内运动过程中始终不脱离圆轨道，h应在什么取值范围？（2）若小球到圆轨道最大高度时对圆轨道压力大小恰好等于自身重力大小，那么小球开始下滑时h是多大？16、（12分）(本题9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、（12分）如图1所示，升降机在电动机的拉力作用下，从静止开始沿竖直方向向上运动，升降机先做匀加速运动，5s末到达额定功率，之后保持额定功率运动。其运动情况如v-t图象2所示，已知电动机的牵引力的额定功率为36kW，重力加速度g取10m/s(1)升降机的总质量大小；(2)5s末时瞬时速度v的大小；(3)升降机在0～7s内上升的高度。

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、B【解析】

m1由C点下滑到A点的过程中，沿绳子方向的速度是一样的，在m1滑下去一段过程以后，此时的绳子与圆的切线是不重合，而是类似于圆的一根弦线而存在，所以此时两个物体的速度必然不相同的，故A错误；重力的功率就是P=mgv，这里的v是指竖直的分速度，一开始m1是由静止释放的，所以m1一开始的竖直速度也必然为零，最后运动到A点的时候，由于此时的切线是水平的，所以此时的竖直速度也是零，但是在这个C到A的过程当中是肯定有竖直分速度的，所以相当于竖直速度是从无到有再到无的一个过程，也就是一个先变大后变小的过程，所以这里重力功率mgv也是先增大后减小的过程，故B正确；在m1由C点下滑到A点的过程中m1对m2做正功，故m1的机械能减小，故C错误；若m1恰好能沿圆弧轨道下滑到a点，此时两小球速度均为零，根据动能定理得：m1gR（1-cos60°）=m2gR，解得：m1=2m2，故D错误．2、C【解析】

试题分析：由数学知识得：从抛出点到达斜面的最小位移为过抛出点作斜面的垂线．设经过时间t到达斜面上，根据平抛运动水平方向做匀速直线运动，竖直方向做自由落体运动，表示出水平和竖直方向上的位移，再根据几何关系即可求解．过抛出点作斜面的垂线，如图所示：当质点落在斜面上的B点时，位移最小，设运动的时间为t，则水平方向，竖直方向，根据几何关系有，即，解得，C正确．3、C【解析】

A、拉力竖直向上，与物体的位移方向相同，则拉力对物体做正功，由功能关系知物体的机械能增加，故A错误；BCD、由静止开始从处沿竖直方向向上运动，故物体的机械能为零；由功能关系知：，即得，所以E−h图象的斜率等于拉力F，F是恒定拉力，因此E−h图象应是过原点向上倾斜的直线，故C正确，B、D错误，．故选C．【点睛】根据功能关系定性判断物体的机械能变化情况，由静止开始从处沿竖直方向向上做匀加速运动，拉力恒定，E−h图象的斜率不变．4、D【解析】

由题意可知：r地＞r水；地球与水星绕太阳做圆周运动，万有引力提供向心力.A.由开普勒第三定律可知，由于r地＞r水，则：T地＞T水，故A错误.B.由牛顿第二定律得：，解得：，由于r地＞r水，则：v地＜v水，故B错误.D.由牛顿第二定律得：，解得：，由于r地＞r水，则：ω地＜ω水，故C错误.D.由牛顿第二定律得：，解得：，由于r地＞r水，则：a地＜a水，故D正确.5、D【解析】

根据知质点的加速度，初速度为，根据可知时速度为，根据牛顿第二定律可知物体所受合力，t=2s时，该物体所受合力的功率为，故选项D正确，A、B、C错误。6、A【解析】：木块做匀速圆周运动，一定有力提供向心力，分析木块受力情况可知木块竖直方向受重力和向上的弹力平衡，水平方向受静摩擦力提供向心力，向心力不是受到的力7、BD【解析】

AB．探测器的加速度满足，沿轨道I运行至P点的加速度等于沿轨道Ⅱ运行至P点的加速度，A错误B正确CD．地月转移轨道曲率半径比环月圆形轨道I半径大，所以应减速近心，C错误D正确8、ABD【解析】

A、当v0，根据机械能守恒定律有：mgh，解得h，即小球上升到高度为时速度为零，所以小球能够上升的最大高度为．故A正确．B、设小球恰好能运动到与圆心等高处时在最低点的速度为v，则根据机械能守恒定律得：mgRmv1，解得．故如果v0，则小球能够上升的最大高度为R．故B正确．C、设小球恰好运动到圆轨道最高点时在最低点的速度为v1，在最高点的速度为v1．则在最高点，有mg＝m从最低点到最高点的过程中，根据机械能守恒定律得：，解得v1，所以v0时，小球不能上升到圆轨道的最高点，会脱离轨道，在最高点的速度不为零．根据，知最大高度h．故C错误．D、当，由上分析知，上升的最大高度为1R．故D正确．故选ABD．9、BD【解析】

AB.分析甲船的运动情况，船在静水中的速度为：v1则垂直于河岸方向上的分速度为：v1y＝v1cosα＝3m/s相遇时间为：t=故选项A不符合题意，选项B符合题意.C.乙船在静水中的速度为：v故选项C不符合题意.D.乙船与甲船平行河岸的距离为：x＝v水t＝60m河宽d＝90m，则两船的出发点相距s=故选项D符合题意.10、AB【解析】A、选用装置图1研究平抛物体竖直分运动，所以每次不必控制小锤打击弹性金属片的力度，故A正确；B、选用装置图2要获得钢球的平抛轨迹，每次一定要从斜槽上同一位置由静止释放钢球，这样才能保证初速度相同，故B正确；C、A管内与大气相通，为外界大气压强，A管在水面下保证A管上出口处的压强为大气压强，因而另一出水管的上端口处压强与A管上出口处的压强有恒定的压强差，保证另一出水管出水压强恒定，从而水速度恒定，所以竖直管上端A一定要低于瓶内水面，故C错误；D、将斜槽轨道的末端调整至水平的目的是保证小球的初速度水平，故D错误；故选AB．11、BC【解析】解:A、在轨道II上A点是远月点,而B点是近月点,从A向B运动引力对卫星做正功,卫星速度增大,故在A点速率小于在B点速率,故A错误;

B、在轨道II上经过B点时,卫星做离心运动,所需向心力大小该点万有引力,而在轨道III上经过B点时万有引力刚好提供圆周运动向心力,同在B点万有引力相等,根据向心力公式mv2R可以知道,在轨道II上经过B点时的速度大所以B选项是正确的;

C、在A点卫星的加速度都是由万有引力产生加速度,故同一点卫星的加速度相同,跟卫星轨道无关,所以C选项是正确的;

D、根据万有引力提供圆周运动向心力有G12、ABC【解析】A、运动员到达最低点前，重力对运动员一直做正功，运动员的重力势能始终减小，故A正确；B、蹦极绳张紧后的下落过程中，弹力方向向上，运动员的位移向下，弹性力对运动员做负功，弹性势能增加，故B正确；C、以运动员、地球和蹦极绳所组成的系统，只有重力和弹力做功，系统的机械能守恒，故C正确；D、重力势能的改变与重力做功有关，取决于初末位置的高度差，与重力势能零点的选取无关，故D错误．点睛：本题类似于小球掉在弹簧上的类型．重力与弹力特点相似，这两种力做正功时，势能减小，做负功时，势能增加．二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、AABBmb•OB=mb•OA+ma•OCEP【解析】

(1)[1]为防止碰撞后入射球反弹，入射球的质量应大于被碰球的质量，即：应该使mb大于ma(2)[2]要验证动量守恒，就需要知道碰撞前后的动量，所以要测量两个小球的质量及碰撞前后小球的速度，碰撞前后小球都做平抛运动，速度可以用水平位移代替，所以需要测量的量为：小球a、b的质量ma、mb，记录纸上O点到A、B、C各点的距离OA、OB、OC，故AB符合题意；(3)[3]A.重复操作时，弹簧每次被锁定的长度应相同，可以保证b能够获得相等的速度，故A项与题意不相符；B.重复操作时发现小球的落点并不完全重合，不是实验操作中出现了错误；可以用半径尽量小的圆把10个落点圈起来，这个圆的圆心可视为小球落点的平均位置，故B项与题意相符；C.用半径尽量小的圆把10个落点圈起来，这个圆的圆心可视为小球落点的平均位置，故C项与题意不相符；D.仅调节桌面的高度，桌面越高，则小球飞行的时间越长，则线段OB的长度越长，故D项与题意不相符；(4)[4]小球离开轨道后做平抛运动，小球抛出点的高度相同，小球在空中的运动时间t相等，如果碰撞过程动量守恒，则mbv0=mbv1+mav2两边同时乘以时间t，得：mbv0t=mbv1t+mav2t则mb•OB=mb•OA+ma•OC(5)[5]桌面离地面的高度h，该地的重力加速度为g，小球b飞行的时间t=2b的初速度v0弹簧锁定时具有的弹性势能Ep转化为小球b的动能，所以弹簧锁定时具有的弹性势能Ep为E14、甲3V0.6A0.15.0【解析】

（1）由于待测电阻Rx的阻值大约是46，电压表内阻大约5k，电流表内阻大约1，电压表内阻远大于待测电阻Rx，若采用乙图电路，电流表的分压比较明显，误差