河南省洛阳市栾川县实验高中2021-2022学年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请注意：1．答题前请将考场、试室号、座位号、考生号、姓名写在试卷密封线内，不得在试卷上作任何标记。2．第一部分选择题每小题选出答案后，需将答案写在试卷指定的括号内，第二部分非选择题答案写在试卷题目指定的位置上。3．考生必须保证答题卡的整洁。考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回。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)物体在水平拉力F作用下，沿x轴由坐标原点开始运动，设拉力F随x的变化分别如图甲、乙、丙所示，图甲为一半圆图形，对应拉力做功分别为W甲、W乙、W丙，则以下说法正确的是A．W甲>W乙>W丙 B．W甲=W乙>W丙C．W甲=W乙=W丙 D．W甲>W乙=W丙2、(本题9分)甲、乙两艘快艇在湖面上做匀速圆周运动，在相等时间里甲转过60，乙转过45，转动半径之比为13，则甲、乙两快艇的线速度大小之比为（）A．14 B．23 C．49 D．9163、在一次足球比赛中，球从位于球门正前方的罚球点踢出后，在空中飞行的速率与时间的关系如图所示。已知球在t2时刻刚好飞入球门，不计空气阻力，则罚球点到球门的距离为A．v2t2 B．v1t2 C．v3t2 D．4、(本题9分)地球上，在赤道的物体A和杭州的物体B随地球自转而做匀速圆周运动，如图所示．他们的线速度分别为vA、vB，周期分别为TA，TB，则（）A．vA=vB，TA=TB B．vA＜vB，TA＜TB C．vA＞vB，TA=TB D．vA＜vB，TA=TB5、从高处以40m/s的初速度水平抛出中10N的小球，小球在空中运动3s落地，不计空气阻力，小球落地时重力的瞬时功率为（g=10m/s2）（）A．400W B．300W C．500W D．600W6、(本题9分)某质点做曲线运动时，下列说法正确的是（）A．在任意时间内位移的大小总是大于路程B．在某一点的速度方向是该点轨迹的切线方向C．在某一段时间内质点受到的合外力有可能为零D．速度的方向与合外力的方向必在同一条直线上7、(本题9分)如图所示，小球从高处下落到竖直放置的轻弹簧上，在将弹簧压缩到最短的整个过程中，下列关于小球和弹簧的能量叙述中正确的是()A．小球的机械能守恒B．弹簧的弹性势能增大C．小球刚接触弹簧时，动能最大D．小球和弹簧组成的系统机械能守恒8、(本题9分)如图所示，质量为M，长度为L的小车静止在光滑的水平面上，质量为m的小物块，放在小车的最左端，现用一水平力F作用在小物块上，小物块与小车之间的摩擦力为f，经过一段时间小车运动的位移为x，小物块刚好滑到小车的右端，则下列说法中正确的是A．此时物块的动能为F(x＋L)B．此时小车的动能为fxC．这一过程中，因摩擦而产生的热量为fLD．这一过程中，物块和小车增加的机械能为Fx+(F－f)L9、(本题9分)(多选)一个质量为m的小球,从高度为H的地方自由落下,与水平地面碰撞后向上弹起,设碰撞时间为定值t,则在碰撞过程中,下列关于小球对地面的平均冲击力与球弹起的高度h的关系中正确的是(设冲击力远大于重力)()A．h越大,平均冲击力越大 B．h越小,平均冲击力越大C．平均冲击力大小与h无关 D．若h一定,平均冲击力与小球质量成正比10、(本题9分)2018年6月13日午后，淄博城区突降冰雹，给人们带来巨大的损失。据淄博市保险行业协会不完全统计，仅被冰雹砸坏车辆就达811辆。已知某一质量为32g的冰雹从足够高处竖直下落，在下落的过程中，冰雹所受阻力f与下落速度v的关系为f=kv2，比例系数k=8×10-4Ns2/m2，g取10m/s2。（下落过程中可以认为冰雹的质量不变）则A．冰雹下落过程中先做加速直线运动后做匀速直线运动B．冰雹下落过程中先做加速直线运动后做减速直线运动C．冰雹下落过程中能达到的最大速度为20m/sD．若冰覆撞击静止的汽车后速度立即变为零，撞击时间为0.001s，则该冰对汽车的平均撞击力大小约为640N11、(本题9分)绳系卫星是由一根绳索栓在一个航天器上的卫星，可以在这个航天器的下方或上方一起绕地球运行，如果某绳系卫星系在航天器上方，当它们一起在赤道上空绕地球做匀速圆周运动时（绳长不可忽略），下列说法正确的是A．绳系卫星在航天器的正上方B．绳系卫星在航天器的后上方C．绳索无弹力D．绳索有弹力12、(本题9分)如图所示为汽车的加速度和车速的倒数的关系图象．若汽车质量为2×103kg，它由静止开始沿平直公路行驶，且行驶中阻力恒定，最大车速为30m/s，则（）A．汽车所受阻力为2×103NB．汽车匀加速所需时间为5sC．汽车匀加速的加速度为3m/s2D．汽车在车速为5m/s时，功率为6×104W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)三个同学根据不同的实验条件，进行了“探究平抛运动规律”的实验：（1）甲同学采用如图(1)所示的装置．用小锤打击弹性金属片，金属片把A球沿水平方向弹出，同时B球被松开，自由下落，观察到两球同时落地，改变小锤打击的力度，即改变A球被弹出时的速度，两球仍然同时落地，这说明__________．（2）乙同学采用如图(2)所示的装置．两个相同的弧形轨道M、N，分别用于发射小铁球P、Q，其中N的末端与可看作光滑的水平板相切；两轨道上端分别装有电磁铁C、D；调节电磁铁C、D的高度，使AC＝BD，从而保证小铁球P、Q在轨道出口处的水平初速度v0相等，现将小铁球P、Q分别吸在电磁铁C、D上，然后切断电源，使两小铁球能以相同的初速度v0同时分别从轨道M、N的下端射出．实验可观察到的现象应是_________．仅仅改变弧形轨道M的高度，重复上述实验，仍能观察到相同的现象，这说明______________．（3）丙同学采用频闪摄影的方法拍摄到如图(3)所示的“小球做平抛运动”的照片．图中每个小方格的边长为10cm，则由图可求得拍摄时每__s曝光一次，该小球运动到图中位置2时速度大小为__m/s(g取10m/s2)．14、（10分）小明猜想做平抛运动的小球在竖直方向上做自由落体运动，为验证猜想，他用如图所示的装置进行实验。小锤打击弹性金属片，A球水平抛出，同时B球被松开，自由下落。(1)他可以通过观察__________并通过多次改变装置的高度验证他的猜想是否正确。(2)该实验__________（选填“能”或者“不能”）说明A球在水平方向上做匀速直线运动。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）《割绳子》是一款益智类小游戏，在适当的时间剪断细线，使糖果掉入绿豆蛙嘴里，则游戏过关．如图所示为某一关卡的游戏框架简图，其中、为固定细线的两枚钉子，开始时先剪断细线，糖果以为圆心做圆周运动，为最低点，当糖果运动到点的瞬间，又突然剪断细线，糖果在点飞出，运动到点时恰好沿水平方向冲上平台，并恰好能滑出平台掉入绿豆蛙嘴里．设糖果质量，细线长，平台动摩擦因数，糖果运动到点时细线与竖直方向夹角，糖果可视为质点，忽略空气阻力．（，）求：（1）糖果运动到点时对细线的拉力大小；（2）平台点与点的水平距离；（3）平台、两点间的距离．16、（12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．D点位于水平桌面最右端，水平桌面右侧有一竖直放置的光滑轨道MNP，其形状为半径R＝0.45m的圆环剪去左上角127°的圆弧，MN为其竖直直径，P点到桌面的竖直距离为R，P点到桌面右侧边缘的水平距离为1.5R．若用质量m1＝0.4kg的物块将弹簧缓慢压缩到C点，释放后弹簧恢复原长时物块恰停止在B点，用同种材料、质量为m2＝0.2kg的物块将弹簧缓慢压缩到C点释放，物块过B点后其位移与时间的关系为x＝4t﹣2t2，物块从D点飞离桌面后恰好由P点沿切线落入圆轨道．g＝10m/s2，求：（1）质量为m2的物块在D点的速度；（2）判断质量为m2＝0.2kg的物块能否沿圆轨道到达M点：（3）质量为m2＝0.2kg的物块释放后在桌面上运动的过程中克服摩擦力做的功.17、（12分）(本题9分)如图，水平转盘上放有质量为m的物块，物块到转轴的距离为r，物体和转盘间的摩擦因数为μ，设物体受到的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，已知重力加速度为g，求：（1）当水平转盘以角速度匀速转动时，物块与转盘刚好能相对静止，求的值是多少？（2）将物块和转轴用细绳相连，当转盘的角速度时，求细绳的拉力T2的大小．（3）将物块和转轴用细绳相连，当转盘的角速度时，求细绳的拉力T3的大小．

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】

F-x图象的“面积”等于拉力做功的大小，则得到拉力做功分别为：，其中，则W1=πFmx0；W2=Fmx0；W3=Fmx0；故有：W1＞W2=W3。A.W甲>W乙>W丙，与结论不相符，选项A错误；B.W甲=W乙>W丙，与结论不相符，选项B错误；C.W甲=W乙=W丙，与结论不相符，选项C错误；D.W甲>W乙=W丙，与结论相符，选项D正确；2、C【解析】

由题知，甲的角速度1==，乙的角速度2=，=，又=，则甲、乙两快艇的线速度大小之比===，故C正确，ABD错误。3、B【解析】

不计空气阻力，足球在空中做斜上抛运动，足球在t1时刻速度最小，到达最高点，此时足球只有水平速度，所以足球的水平分速度等于v1。足球水平方向做匀速直线运动，则罚球点到球门的距离为s=v1t1．A.v1t1，与结论不相符，选项A错误；B.v1t1，与结论相符，选项B正确；C.v3t1，与结论不相符，选项C错误；D.，与结论不相符，选项D错误；4、C【解析】

A与B均绕地轴做匀速圆周运动，周期均为一天，A的转动半径较大，可根据线速度与角速度关系公式v=ωr判断线速度的大小。【详解】A与B均绕地轴做匀速圆周运动，周期均为一天，故周期相同，即TA=TB，由公式ω=2πT，知，A、B的角速度相等。即ωA=ωB。由角速度与线速度关系公式v=ωr，A的转动半径较大，故A的线速度较大，即vA＞v【点睛】解答本题关键要知道共轴转动角速度相等，同时要能结合公式v=ωr判断，本题也可直接根据线速度定义式判断。5、B【解析】

小球落地时的竖直分速度为，所以小球落地时重力的瞬时功率为A.400W与计算不符，A错误B.300W与计算相符，B正确C.500W与计算不符，C错误D.600W与计算不符，D错误6、B【解析】

做曲线运动的质点，其瞬时速度方向在曲线运动的切线方向．质点做曲线运动的条件是合力不零，而且合力方向与速度方向一定不在同一直线上．【详解】A项：质点在运动中为曲线，故路程是大于位移的大小的，故A错误；B项：质点做曲线运动时，其瞬时速度方向在曲线运动轨迹的切线方向，故B正确；C项：根据质点做曲线运动的条件可知，做曲线运动的物体受到的合力一定不为零，故C错误；D项：质点做曲线运动的条件是物体受到的合力方向与速度方向一定不在同一直线上，故D错误．【点睛】本题考查物体做曲线运动的条件，物体是否做曲线运动取决于合力方向与速度方向间的关系，不是取决于合力是恒力，还是变力．7、BD【解析】

对于小球从接触弹簧到将弹簧压缩到最短的过程中，小球的动能、重力势能和弹簧的弹性势能这三种形式的能量相互转化，没有与其他形式的能发生交换，也就说小球的动能、重力势能和弹簧的弹性势能之和保持不变。对于小球从接触弹簧到将弹簧压缩到最短的过程中，弹簧是一直被压缩的，所以弹簧的弹性势能一直在增大。小球的动能先增大后减小。【详解】在将弹簧压缩到最短的整个过程中，弹簧的弹力对小球做负功，故小球的机械能不守恒，故A错误；在压缩到最短的过程中，小球对弹簧始终做正功，故弹簧的弹性势能移植增大，故B正确；小球从接触弹簧到将弹簧压缩到最短的过程中，弹簧的弹力逐渐增大，弹簧的弹力先小小球受到的重力，后大于重力，合力先向下后向上，所以小球先向下加速运动，后向下减速运动，所以小球的动能先变大后变小，故C错误；对于小球从接触弹簧到将弹簧压缩到最短的过程中，小球的动能、重力势能和弹簧的弹性势能这三种形式的能量相互转化，没有与其他形式的能发生交换，也就说小球的动能、重力势能和弹簧的弹性势能之和保持不变，故D正确；故选BD。【点睛】本题考查弹簧中的功能变化关系，弹簧问题往往是动态变化的，分析这类问题时用动态变化的观点进行，要注意该系统机械能守恒，但小球的机械能并不守恒。不能想当然，认为小球一接触弹簧动能就开始减小。8、BCD【解析】

A项：对物块，根据动能定理得：则物块的动能为，故A错误；B项：对小车，由动能定理得：，，则此时小车的动能为，故B正确；C项：系统产生的热量等于系统克服滑动摩擦力做功，为，故C正确；D项：这一过程中，由能量守恒定律可知，小物块和小车增加的机械能为，故D正确．9、AD【解析】

由自由落体规律可求得物体落地前的速度，由竖直上抛运动规律可求得弹起后的速度，再对和地面接触的过程由动量定理可求得平均冲击力的表达式，从而得出决定冲击力的因素；【详解】A、物体在空中做自由落体运动，由自由落体规律可得：落地速度；

弹力起后由运动学公式可得：

设向下为正，则由动量定理可得：

解得：，则可知，h越大，平均冲击力越大，而h一定时，平均冲击力与小球的质量成正比，故选项AD正确，选项BC错误．【点睛】本题考查动量定理的应用，要注意正方向的设定，正确列出关系式．10、ACD【解析】刚开始下落时速度为零，阻力为零，随着速度增大，阻力从零开始增加，即开始一段时间内重力大于阻力，冰雹向下做加速运动，当阻力和重力相等时，冰雹加速度为零，速度最大，此后速度不变，阻力不再增大，恒等于重力，故做匀速直线运动，所以冰雹先做加速度减小的加速直线运动后做匀速直线运动，A正确B错误；当阻力和重力相等时，速度最大，故有f=kv2=mg，解得v2=11、AD【解析】

航天器与绳系卫星都是绕地球做圆周运动，绳系卫星所需的向心力由万有引力和绳子的拉力共同提供，所以拉力沿万有引力方向，从而可知绳系卫星在航天器的正上方．故A正确、B错误．航天器和绳系卫星的角速度相同，根据公式a=rω2知绳系卫星的轨道半径大，所以加速度大．根据可知，绳索弹力不为零，选项C错误，D正确．故选AD．12、AB【解析】

设汽车的额定功率为P，由图知：汽车的最大速度为，此时汽车做匀速直线运动，有，有；代入得：…①当时，，根据牛顿第二定律得：，代入得：…②由①②解得：，，故A正确；匀加速直线运动的加速度为：，匀加速直线运动的末速度为：，匀加速直线运动的时间，故B正确，C错误；因为，所以汽车速度为时，功率未达到额定功率，故选项D错误．【点睛】从图线看出，开始图线与x轴平行，表示牵引力不变，牵引车先做匀加速直线运动，倾斜图线的斜率表示额定功率，即牵引车达到额定功率后，做加速度减小的加速运动，当加速度减小到零，做匀速直线运动．二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、平抛运动在竖直方向的分运动为自由落体运动P，Q二球相碰平抛运动在水平方向上的分运动为匀速直线运动0.12.5【解析】

（1）金属片把A球沿水平方向弹出，同时B球被松开自由下落，两球同时落地，改变A球被弹出时的速度，两球仍然同时落地，知A球竖直方向上的运动规律与B球相同，即平抛运动的竖直分运动是自由落体运动．（2）两小球能以相同的初速度v0同时分别从轨道M、N的末端射出，实验可观察到P，Q二球相碰，知P球水平方向上的运动规律与Q球相同，即平抛运动在水平方向上做匀速直线运动．（3）在竖直方向上，根据y=L=gT2得：曝光时间T===0.1s平抛运动的初速度为：v0==m/s=2m/s位置2竖直分速度为：vy2==m/s=1.5m/s根据平行四边形定则知，位置2的速度为：v2==m/s=2.5m/s14、A、B两球是否同时落地不能【解析】

第一空.根据装置图可知，两球由相同高度同时运动，A做平抛运动，B做自由落体运动，因此将同时落地，由于两球同时落地，因此说明A、B在竖直方向运动规律是相同的；所以他可以通过观察A、B两球是否同时落地并通过多次改变装置的高度验证他的猜想是否正确；第二空.本实验中无法确定水平方向上的匀速运动。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）.（3）.【解析】

（1）糖果从点到点过程中，根据动能定理等于细线对糖果的拉力，根据牛顿第三定律，糖果对细线的拉力大小为.（2）糖果从点到点过程中，根据动能定理解得由题知糖果恰好能在点沿水平方向冲上平台，可得糖果由点到点的过程中，在竖直方向上做匀减速直线运动速度减为零，解得，水平方向上做匀速直线运动.（3）对滑上平台后的糖果进行受力分析，根据牛顿第二定律得到平台两点间的距离.16、（1）2.