河北省秦皇岛市昌黎汇文二中2022年物理高一下期末综合测试试题含解析

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)如图所示，质量m=1kg的小球用细线拴住，线长l=1m，细线所受拉力达到F=19N时就会被拉断．当小球从图示位置释放后摆到悬点的正下方时，细线恰好被拉断．若此时小球距水平地面的高度h=5m，重力加速度g=10m/s2，则小球落地处距地面上P点的距离为（P点在悬点的正下方）（）A．1m B．2m C．3m D．4m2、如图所示，绷紧的传送带始终水平匀速运动，A、B两端距离为L。一质量m的小物块无初速度地放到皮带A处，物块运动距离s后与传送带速度相同（s<L）,此时物块相对传送带滑动距离为l.物块与皮带间的滑动摩擦因数μ，重力加速度为g。物块从A运动到B的过程中（）A．摩擦力对物块做的功为μmgLB．物块动能的变化量为μmgsC．传动带克服摩擦力做的功为μmglD．传送带为传送物块额外消耗的能量为3μmgs3、(本题9分)关于热现象，下列说法正确的是（）A．物体温度不变，

其内能一定不变B．物体温度升高，其分子热运动的平均动能一定增大C．外界对物体做功，物体的内能一定增加D．物体放出热量，物体的内能一定减小4、(本题9分)质量为m的探月航天器在接近月球表面的轨道上飞行，其运动视为匀速圆周运动。已知月球质量为M，月球半径为R，月球表面重力加速度为g，引力常量为G，不考虑月球自转的影响，则航天器的（）A．运行周期T=2πRB．线速度大小v=C．向心加速度大小a=gD．角速度ω=5、在地面上方某高度处，以速度v0水平抛出一小物体，物体落地时的速度与竖直方向的夹角为30°。不计空气阻力，则物体抛出时的高度为A． B． C． D．6、(本题9分)1665年牛顿开始着手研究行星绕太阳运行的力学关系，最终得到了太阳与行星之间的引力关系F=GMmR2，可以完全解释行星的运动．进一步研究：拉住月球使它围绕地球运动的力，与拉着苹果下落的力，以及地球、众行星与太阳之间的作用力都遵循这一规律吗？于是巧妙地进行了地﹣月检验研究：假设拉住月球使它围绕地球运动的力与地球上物体受到的引力是同一种力，已知月球绕地球运行轨道半径是地球半径的60倍，月球轨道上一个物体的受到的引力与它在地面附近时受到的引力之比为A．加速度B．相互作用的引力C．苹果物体和月球运动的线速度D．苹果物体和月球运动的角速度7、已知引力常数G与下列哪些数据，可以计算出地球密度()A．地球绕太阳运动的周期及地球离太阳的距离B．月球绕地球运行的周期及月球绕地球转的轨道半径C．人造地球卫星在地面附近绕行运行周期D．若不考虑地球自转，已知地球半径和重力加速度8、(本题9分)两个不在一条直线上的分运动，其合运动A．若两个分运动都是直线运动，则合运动一定是直线运动B．若两个分运动都是匀速直线运动，则合运动一定是匀速直线运动C．若两个分运动都是匀变速直线运动，则合运动一定是匀变速直线运动D．若两个分运动都是初速为零的匀加速直线运动，则合运动一定是初速为零的匀加速直线运动9、(本题9分)起重机以0.5m/s的速度将质量为300kg的重物匀速提升了2m．若g取10m/s2，此过程中起重机A．做功3000J B．做功6000JC．功率是1500W D．功率是6000W10、如图，AB为竖直面内半圆的水平直径．从A点水平抛出两个小球，小球l的抛出速度为v1、小球1的抛出速度为v1．小球1落在C点、小球1落在D点，C，D两点距水平直径分别为圆半径的0.8倍和l倍．小球l的飞行时间为t1，小球1的飞行时间为t1．则（）A．t1=t1 B．t1＜t1 C．v1∶v1=4∶ D．v1∶v1=3∶11、(本题9分)物体A、B、C均静止在同一水平面上，它们的质量分别为mA、mB、mC，与水平面的动摩擦因数分别为μA、μB、μC。用水平拉力F分别拉物体A、B、C，所得加速度a与拉力F的关系如图所示，A、B两直线平行，B、C延长线交于a轴负半轴同一点。则以下关系正确的是A．μA<μB=μC B．μA>μB=μCC．mA=mB<mC D．mA=mB>mC12、(本题9分)关于电容器的电容，下列说法正确的是（）A．电容器所带的电荷量越多，电容越大B．电容器两极板间电压越高，电容越大C．电容器不带电时，电容也不为零D．电容是描述电容器储存电荷能力的物理量二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、（6分）(本题9分)某同学用图1所示的装置研究两个小球在斜槽末端发生碰撞的情况，并用它来验证碰撞中的动量守恒定律，图中AB是斜槽，BC为水平槽。（1）实验中通过仅测量小球做平抛运动的______（选填“水平位移”或“竖直位移”），可间接得到小球碰撞前后的速度关系.（2）检验水平槽BC是否调平的方法是：_______.（3）实验装置中的重锤线起什么作用？__________.（4）实验时先使入射球m1从斜槽上某一固定位置S多次由静止开始滚下，落到位于水平地面的记录纸上，留下痕迹，从而确定P点的位置，再把被碰球m2放在水平槽末端，让球m1仍从位置S多次由静止开始滚下，跟球m2碰撞后，两球分别在记录纸上留下各自的落点痕迹，从而确定M、N点的位置。a.为提高实验的精度，减小误差，要求m1__________m2。（选填“>”“<”“＝”）b.其中确定P点位置的多次落点痕迹如图2所示，刻度尺的零点与O点对齐，则OP＝_________cm。（5）经测定，m1=45.0g，m2=7.5g，M、N距O点的距离如图3所示，请通过计算说明本次实验中两小球碰撞前后的动量是否守恒__________.（6）牛顿曾设想，把物体从高山上水平抛出，速度一次比一次大，落地点就一次比一次远，如果速度足够大，物体就不再落回地面，它将绕地球运动，成为人造地球卫星，如图，同样是受地球引力，随着抛出速度增大，物体会从做平抛运动逐渐变为做圆周运动，请分析原因_____________。14、（10分）用图示装置来验证机械能守恒定律、实验前首先用游标卡尺测量出小球的直径为d，然后调整光电门位置使小球下落过程中球心通过光电门中的激光束，实验时通过断开电磁铁开关使小球从A点下落，经过光电门B，记录挡光时间△t，测出小球在AB间下落的距离h．接着竖直平移光电门B，重复上述步骤，测得多组h及相应的△t，已知当地重力加速度为g。(1)小球通过光电门速度的表达式为v=___________。(2)小辉根据测量数据描绘出-h图象，能否仅依据图象是过原点的直线就得出机械能守恒的结论?___________(填写“能”或“不能”)，理由是___________。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）将轻质弹簧竖直放置在地面上，在其顶端将一质量为4m的小球由静止释放，小球下降的最大高度为l。现将该弹簧水平放置，一端固定在A点，另一端与质量为m的物块P接触但不连接。AB是水平轨道，B端与半径为l的半圆轨道BCD相切，半圆的直径BD竖直，如图所示。用外力缓慢推动物块P，将弹簧压缩长度l，然后静止释放，P开始沿轨道运动，刚好能到达半圆轨道的D点。物块P与AB间的动摩擦因数μ=0.5，释放时PB距离为2l，重力加速度大小为g。求：（1）释放时弹簧的弹性势能；（2）物块P到达半圆轨道最低点B时所受的支持力大小；（3）从半圆轨道B点到D点过程摩擦力对物块P做的功。16、（12分）(本题9分)如图甲所示，倾角为θ＝37°的传送带以恒定速率逆时针运行，现将一质量m＝2kg的小物体轻轻放在传送带的A端，物体相对地面的速度随时间变化的关系如图乙所示，2s末物体到达B端，取沿传送带向下为正方向，g＝10m/s2，sin37°＝0.6，求：(1)小物体在传送带A、B两端间运动的平均速度v；(2)物体与传送带间的动摩擦因数μ；(3)2s内物体机械能的减少量ΔE．17、（12分）如图所示，质量为2kg的物体在竖直平面内高h=1m的光滑弧形轨道A点，以初速度=4m/s沿轨道下滑，并进入水平轨道BC．BC=1.8m，物体在BC段所受到的阻力为8N。(g=10m/s²)。求：(1)物体刚下滑到B点时的速度大小；(2)物体通过BC时在C点的动能；(3)物体上升到另一光滑弧形轨道CD后，又滑回BC轨道，最后停止在离B点多远的位置。

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】试题分析：球摆到最低点时，由,解得小球经过最低点时的速度，小球平抛运动的时间,所以小球落地处到地面上P点的距离x=vt=3m，故选C．考点：牛顿第二定律；平抛运动名师点睛：本题是向心力知识、牛顿第二定律和平抛运动知识的综合，关键是能在小球的最低点列出牛顿第二定律方程求解速度，然后根据平抛运动在水平方向做匀速运动，在竖直方向做自由落体运动列得方程即可求解；比较简单．2、B【解析】

A.功的定义式为，其中位移为物体相对地面的位移，所以摩擦力对物块做的功为，故A错误。B.在这个过程合外力做的功滑动摩擦力做的功即，由动能定理可得物块动能的变化量为，故B正确。A.设传送带的速度为，物体加速过程物体的为，传送带的为，物块相对传送带滑动距离为，传动带克服摩擦力做的功为摩擦力与传送带的相对地面的位移的乘积，即，故C错误。D.由能量的转化与守恒可知，传送带为传送物块额外消耗的能量为物体增加的与产生的的内能之和，即，故D错误。3、B【解析】A.晶体在熔化过程中，温度不变，分子动能不变，但由固态变成液态，分子势能增大，所以内能增大，故A错误；B、温度是分子平均动能的标志，物体的温度升高，分子平均动能一定增大，故B正确；C、外界对物体做功时，若同时散热，则由热力学第一定律可知物体的内能不一定增加，故C错误；D、物体放热的同时外界对物体做功，其内能不一定减小，故D错误；故选B。【点睛】外界对物体做功时，若同时散热，物体的内能不一定增加；温度是分子平均动能的标志，物体的温度升高，分子平均动能一定增大。4、C【解析】A、根据GMmR2=mB、根据GMmR2=mC、根据GMmR2=mg=maD、根据GMmR2=mg=m故选C5、D【解析】

设物体落地时，竖直方向的分速度为vy，落地时由几何关系有tan30°＝，可得vy＝v0，物体在竖直方向做自由落体运动，设物体抛出时的高度为H，则有vy2＝2gH，可解得，故D正确，ABC错误。6、A【解析】

假设拉住月球使它围绕地球运动的力与地球上物体受到的引力是同一种力，根据已知量结合牛顿第二定律求出月球绕地球运行的加速度进行比较分析。【详解】已知月球绕地球运行轨道半径是地球半径的60倍，月球轨道上一个物体的受到的引力与它在地面附近时受到的引力之比为160牛顿时代已经较精确的测量了地球表面的重力加速度g、地月之间的距离和月球绕地球运行的公转周期，根据圆周运动的公式得月球绕地球运行的加速度：a=4如果ag说明拉住月球使它围绕地球运动的力与地球上物体受到的引力是同一种力，故A正确，BCD错误。故选：A。【点睛】本题考查对牛顿“月-地检验”基本思路的理解，分别圆周运动向心加速度公式和万有引力定律两种方式求解。7、CD【解析】

已知地球绕太阳运动的周期及地球离太阳的距离，根据万有引力提供向心力，列出等式：，则，所以只能求出太阳的质量；故A错误．已知月球绕地球运行的周期及月球绕地球转的轨道半径，根据万有引力提供向心力，列出等式：，地球质量，可以求出地球质量，但不知道地球半径，求不出地球密度；故B错误．已知人造地球卫星在地面附近绕行运行周期，根据万有引力提供向心力，列出等式：，地球质量，根据密度定义得：，故C正确．已知地球半径和重力加速度，根据万有引力等于重力列出等式，，根据密度定义得：，故D正确．8、BD【解析】A.两个分运动是直线运动，如果其加速度的方向与初速度的方向不在同一条直线上,就会做曲线运动，例如平抛运动就是水平方向的匀速直线运动和竖直方向上自由落体运动(也是直线运动)的合运动，所以它们的合运动不一定是直线运动，可能是曲线运动，选项A错误；B.两个分运动是匀速直线运动，则其合运动的加速度为零，则它们的合运动一定是匀速直线运动，选项B正确；C.两个分运动是初速度不为零的匀加速直线运动，其合加速度与合速度可能在同一条直线，此时做匀变速直线运动；也可能合加速度与合速度不在同一条直线上，此时将做曲线运动，故C错误；D.两个分运动是初速度为零的匀加速直线运动，他们的合运动的初速度一定为零，合加速度也是恒定的，所以它们的合运动一定是初速度为零的匀加速直线运动，选项D正确．故选BD9、BC【解析】重物匀速提升，起重机的拉力等于重物的重力，起重机的拉力F=mg=300×10=3000N，起重机做的功，W=Fh=3000×2=6000J，故A错误，B正确；起重机的拉力F=mg，功率P=Fv=mgv=1500W，C正确，D错误．故选BC．10、BC【解析】对小球1，根据平抛运动规律：对C点与两条半径组成的直角三角形，由勾股定理可得OC在水平方向的分量为，故，竖直方向：

对小球1，根据平抛运动规律：水平方向：，竖直方向得：，，可见，，，故，故选项BC正确．点睛：解决本题的关键知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，结合运动学公式灵活求解，运算量有点多．11、AC【解析】

根据牛顿第二定律有：F-μmg=ma，所以有：；由此可知：图象斜率为质量的倒数，在纵轴上的截距大小为μg。故由图象可知：μA＜μB=μC，mA=mB＜mC。A.μA<μB=μC，与结论相符，选项A正确；B.μA>μB=μC，与结论不相符，选项B错误；C.mA=mB<mC，与结论相符，选项C正确；D.mA=mB>mC，与结论不相符，选项D错误；12、CD【解析】电容是描述电容器容纳电荷本领的物理量，电容器的电容是由电容器本身的性质决定的，与电容器所带电荷量及两极板间的电压无关；电容器的电容是定值，未充电时，电容保持不变，但不是零，CD正确．【点睛】电容的大小与电容器两端的电压及电容器所带的电量无关，根据平行板电容器的决定式可知电容与两极板的距离、正对面积有关．二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、水平位移将小球轻放在槽口，如果能保持静止，说明槽口处于水平，如果不能静止而滚动，说明槽口是倾斜的记录水平面上槽口正下方的位置，即测量小球水平位移的起始点>44.80m1【解析】

第一空.小球碰后做平抛运动，由于落地的高度都相同，则落地的时间相同，则小球落地的水平位移与速度成正比，则实验中通过仅测量小球做平抛运动的水平位移，可间接得到小球碰撞前后的速度关系.第二空.检验水平槽BC是否调平的方法是：将小球轻放在槽口，如果能保持静止，说明槽口处于水平，如果不能静止而滚动，说明槽口是倾斜的.第三空.实验装置中的重锤线起的作用是：记录水平面上槽口正下方的位置，即测量小球水平位移的起始点；第四空.为提高实验的精度，防止入射球反弹，要求m1>m2；第五空.用尽量小的圆把P的落地点圈起来，圆心即为P的平均落点，则OP＝44.80cm。第六空.碰前动量：m1∙OP=45.0×44.80g∙cm=2016.0g∙cm；碰后总动量：m1∙OM+m2∙ON=45.0×35.20+7.5×55.68=2001.6g∙cm；即m1第七空.物体初速度较小时，运动范围很小，引力可以看作恒力--重力，做平抛运动；随着物体初速度增大，运动范围变大，引力不再看作恒力；当物体初速度达到第一宇宙速度时，做圆周运动而成为地球卫星。14、不能斜率近似等于，才能判断小球下落过程中机械能守恒【解析】

第一空.利用小球通过光电门的平均速度来代替瞬时速度，故：；第二空.第三空.根据机械能守恒的表达式有：mgh=mv2，即：，不能依据图象是过原点的直线就得出机械能守恒的结论，当斜率近似等于，才能判断小球下落过程中机械能守恒；三、计算题要求解题步骤，和必要的文字说明（本题共36分）15、(1)(2)7mg(3)【解析】

（1）小球下落过程根据能量守恒