湖北省孝感市普通高中联考协作体2022年物理高一下期末学业水平测试试题含解析

2021-2022学年高一物理下期末模拟试卷注意事项：1．答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。2．选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0．5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。3．请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。4．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。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)关于万有引力和万有引力定律的理解正确的是（）A．m1与m2受到的引力总是大小相等、方向相反，是一对平衡力B．m1与m2受到的引力总是大小相等的，而与m1、m2是否相等无关C．不能看作质点的两物体间不存在相互作用的引力D．只有能看作质点的两物体间的引力才能用计算2、(本题9分)如图所示，一平底试管，管内放一质量为m的球，现驱使试管绕开口端在竖直平面内匀速转动，若通过最高点时，小球对管底刚好无压力，则通过最低点时，小球对管底的压力大小为:()A．mg B．2mg C．3mg D．6mg3、如图所示的圆锥摆中，摆球在水平面上作匀速圆周运动，这时摆球受到的力是A．重力、拉力和向心力B．拉力和向心力C．拉力和重力D．重力4、下列物理量属于矢量的是A．力 B．功 C．电荷量 D．电势差5、(本题9分)关于时刻和时间，下列说法正确的是（）A．作息时间表上的数字均表示时间B．1min只能分成60个时刻C．手表上指针指示的是时间D．“宁停三分，不抢一秒”指的是时间6、(本题9分)共享单车已成为人们低碳出行的重要交通工具，如图所示，某共享单车的大齿轮、小齿轮、后轮的半径之比为3112，在用为蹬脚踏板前进的过程中，下列法正确的是（）A．小齿轮和后轮的角速度大小之比为112B．大齿轮和小齿轮轮缘的线速度大小之比为13C．大齿轮和小齿轮轮缘的向心加速度大小之比为31D．大齿轮边缘和后轮边缘的线速度大小之比为1127、(本题9分)如图所示，轻绳的一端系着物块A，另一端通过水平转盘中心的光滑小孔O吊着小球B，A随转盘一起绕通过小孔O的竖直轴匀速转动，小球B始终与转盘保持相对静止．已知物块A与转盘的接触面是粗糙的，则物块A受力的个数可能是A．2个 B．3个 C．4个 D．5个8、(本题9分)（多选）如图甲所示，在水平地面上放置一个质量为m=4kg的物体，让其在随位移均匀减小的水平推力作用下运动，推力随位移x变化的图象如图乙所示，已知物体与地面间的动摩擦因数μ=0.5，g取10m/s2，下列说法正确的是()A．物体先做加速运动，推力撤去时开始做减速运动B．物体在水平面上运动的最大位移是10mC．物体运动的最大速度为8m/sD．物体在运动中的加速度先变小后不变9、(本题9分)如图所示，质量为、电荷量为的粒子和质量为、电荷量为的粒子，经过同一电场同时由静止开始加速，然后经过同一偏转电场，最后打到荧光屏上，不计粒子所受的重力及粒子间的相互作用力，下列说法正确的是（）A．它们打到荧光屏上的同一点B．它们打到荧光屏上的不同点C．粒子比粒子先到达荧光屏D．到达荧光屏上时，粒子的动能小于粒子的动能10、如图所示，劲度系数为k的轻质弹簧一端固定，另一端连接一质量为m的小物块，O点为弹簧原长时物块的位置．物块由A点静止释放，沿水平面向右运动，最远到达B点，物块与水平面间动摩擦因数为μ．AO=L1，OB=L2，则从A到B的过程中A．物块所受弹簧弹力先做正功后做负功B．物块所受弹簧弹力做的功大于克服摩擦力做的功C．物块经过O点时的动能为D．由于摩擦产生的热量为11、(本题9分)如图所示a、b、c是在地球大气层外圆形轨道上运动的3颗卫星，下列说法正确的是（）A．b、c的线速度大小相等，且小于a的线速度；B．b、c的向心加速度大小相等，且大于a的向心加速度；C．c加速可追上同一轨道上的b，b减速可等候同一轨道上的c；D．a卫星的周期小于b、c的周期12、一个内壁光滑的圆锥形筒的轴线垂直水平面，圆锥筒固定，有质量相等的小球A和B沿着筒的内壁在水平面内做匀速圆周运动，如图所示，则（）A．球A的角速度等于球B的角速度B．球A的线速度大于球B的线速度C．球A的运动周期小于球B的运动周期D．球A与球B对筒壁的压力相等二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、（6分）(本题9分)某实验小组用图1所示的实验装置验证机械能守恒定律。现有的器材为：带铁夹的铁架台、电磁打点计时器、纸带、带铁夹的重锤、天平。回答下列问题：(1)为完成此实验，除了所给的器材，还需要的器材有（________）。(填入正确选项前的字母）A．米尺B．秒表C．0〜12V的直流电源D．0〜12V的交流电源(2)实验中得到一条点迹清晰的完整纸带如图2所示。纸带上的第一个点记为O，另选连续的三个点A、B、C进行测量，图中给出了这三个点到O点的距离hA、hB和hC的值。已知打点计时器的打点周期为0.02s，重物质量为lkg，当地重力加速度为g=9.80m/s2。①在打点计时器打O点至B点过程中，重物动能增加量____J，重物重力势能减少量____J。(计算结果保留3位有效数字)②在实验误差允许的范围内，此过程中重物的机械能____。(填“守恒”或“不守恒”）14、（10分）(本题9分)用如图实验装置验证m1、m1组成的系统机械能守恒．m1从高处由静止开始下落，在m1上拖着的纸带打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证系统机械能守恒．下图给出的是实验中获取的一条纸带：0是打下的第一个点，每相邻两计数点间还有4个点未标出，计数点间的距离如图所示．已知m1=50g、m1=150g，当地重力加速度g=9.8m/s1．则（1）在纸带上打下计数点5时m1的速度v=____m/s；（1）在打点0～5过程中系统动能的增量△Ek=___J，系统势能的减少量△Ep=___J；（3）上题中经精确计算得到系统动能的增量与系统势能的减少量间有差距，其原因是有空气阻力、测量误差和_____.（写一条）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）(本题9分)如图所示，光滑的轨道固定在竖直平面内，其O点左边为水平轨道，O点右边的曲面轨道高度h＝0.45m，左右两段轨道在O点平滑连接。质量m＝0.10kg的小滑块a由静止开始从曲面轨道的顶端沿轨道下滑，到达水平段后与处于静止状态的质量M＝0.30kg的小滑块b发生碰撞，碰撞后小滑块a恰好停止运动。取重力加速度g＝10m/s2，求（1）小滑块a通过O点时的速度大小；（2）碰撞后小滑块b的速度大小（3）碰撞过程中小滑块a、b组成的系统损失的机械能。16、（12分）(本题9分)高速连续曝光照相机可在底片上重叠形成多个图像．现利用这架照相机对家用汽车的加速性能进行研究，如图为汽车做匀加速直线运动时三次曝光的照片，图中汽车的实际长度为，照相机每两次曝光的时间间隔为2s．已知该汽车的质量为1000kg，额定功率为90kW，汽车运动过程中所受的阻力始终为．求：（1）若汽车由静止开始以此加速度做匀加速运动，匀加速运动状态最多能保持多长时间；（2）汽车所能达到的最大速度是多大；（3）若该汽车从静止开始运动，牵引力不超过3000N，求汽车运动2400m所用的最短时间(汽车已经达到最大速度)．17、（12分）(本题9分)光滑水平面上，用弹簧相连接的质量均为2kg的A、B两物体都以v0＝6m/s的速度向右运动，弹簧处于原长．质量为4kg的物体C静止在前方，如图所示，B与C发生碰撞后粘合在一起运动，在以后的运动中，求：(1)弹性势能最大值为多少？(2)当A的速度为零时，弹簧的弹性势能为多少？

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】

AB．与之间的万有引力总是大小相等，方向相反，是一对相互作用力，不是一对平衡力，而与、是否相等无关，故选项B正确，A错误；C．万有引力存在于一切物体之间，故选项C错误；D．为两物体之间的距离，就是重心到重心的距离，所以如果知道两个物体间重心之间的距离，就算不能看成质点也能用万有引力公式进行计算．例如两个靠的很近的铅球之间的万有引力，故选项D错误．2、D【解析】

通过最高点时小球对管底刚好无压力，则重力提供向心力，设最高点速度为v0即：移项得：运动到最低点的过程中，设最低点速度为v，由动能定理得：即：设在最低点时轨道对其支持力为N，则：即：A．描述与分析不符，故A错误.B．描述与分析不符，故B错误.C．描述与分析不符，故C错误.D．描述与分析相符，故D正确.3、C【解析】

AB.向心力不是物体实际受力，是几个力的合力提供的，AB错误。CD.根据题意可知，重力与绳的拉力的合力提供了向心力，所以物体实际受力为重力和绳的拉力，C正确D错误。4、A【解析】

A.力既有大小又有方向，属于矢量，故A项正确；B.功只有大小，没有方向，属于标量，故B项错误；C.电荷量只有大小，没有方向，属于标量，故C项错误；D.电势差只有大小，没有方向，属于标量，故D项错误。5、D【解析】

A．作息时间表上的数字是指的一个个的时刻，A错误；B．1分钟可以分成无数个时刻，B错误；C．手表上指针指示的是时刻，C错误；D．“宁停三分,不抢一秒”指的是时间，D正确。故选D。6、D【解析】

A.小齿轮和后轮共轴，它们的角速度大小之比为11，故A错误。B.大齿轮和小齿轮用链条相连，它们轮缘的线速度大小之比为11，故B错误；C.大齿轮和小齿轮轮缘的线速度大小相等，它们的向心加速度与半径成反比，所以向心加速度大小之比为13，故C错误；D.小齿轮和后轮共轴，它们的角速度相等，小齿轮边缘和后轮边缘的线速度的线速度与半径成正比，所以，小齿轮边缘和后轮边缘的线速度大小之比为112，大齿轮和小齿轮轮缘的线速度大小相等，所以大齿轮边缘和后轮边缘的线速度大小之比也为112，故D正确7、BC【解析】

由题可知，绳子的拉力等于小球B的重力T=mBg；当绳子的拉力恰好等于A做圆周运动的向心力时。即T=mBg=mAω2r时，A受重力、转盘的支持力以及绳子的拉力3个力的作用；当绳子的拉力不等于A做圆周运动的向心力时。即T=mBg≠mAω2r时，A受重力、转盘的支持力、绳子的拉力以及圆盘对A的静摩擦力共4个力的作用；A.2个，与结论不相符，选项A错误；B.3个，与结论相符，选项B正确；C.4个，与结论相符，选项C正确；D.5个，与结论不相符，选项D错误；8、BC【解析】试题分析：物体受到摩擦力和推力，推力小于摩擦力时物体开始减速；根据牛顿第二定律，当物体的合力最大时，其加速度最大．由图读出推力的最大值即可求出最大加速度．分析物体的运动情况：物体先加速运动，当合力为零为后做减速运动．速度最大时推力就能得到，再由图读出位移．由动能定理可求出最大速度时的位置．物体先做加速运动，当推力小于摩擦力时开始做减速运动，A错误；由图象得到推力对物体做功等于“面积”，得推力做功为W=200J，根据动能定理W-μmgxm=0，代入数据解得xm=10m，B正确；拉力一直减小，而摩擦力不变，故加速度先减小后增大，D错误；由图象可得推力随位移x是变化的，当推力等于摩擦力时，加速度为0，速度最大，则F=μmg=20N，由图得到F与x的函数关系式为F=100-25x，代入数据得x=3.2m9、ACD【解析】设加速电压为U1，偏转电压为U2，偏转极板的长度为L，板间距离为d．在加速电场中，由动能定理得：qU1=mv02得，加速获得的速度为v0=，两种粒子在偏转电场中，水平方向做速度为v0的匀速直线运动，竖直方向做匀加速运动，粒子离开偏转电场时，沿电场线方向的分速度：vy＝at＝;速度的偏转角：tanθ＝，与电荷的电量和质量无关．三个离子离开偏转电场时的速度方向相同，它们打到荧光屏上的同一点，故A正确，B错误；由于两种粒子的比荷不同，则v0不同，a的荷质比较大，则v0较大，则在加速电场和偏转电场中时间较短，则a粒子比b粒子先到达荧光屏，选项C正确；在偏转电场中的偏转位移，与电荷的电量和质量无关．在出离偏转电场的动能：Ek=+qEy＝U1q+qy，所以a粒子的动能小于b粒子的动能．故D正确，故选ACD．点睛：解决本题的关键知道带电粒子在加速电场和偏转电场中的运动情况，知道从静止开始经过同一加速电场加速，垂直打入偏转电场，运动轨迹相同．10、AD【解析】

从A到B的过程中，物块所受弹簧弹力先向右后向左，则弹力先做正功后做负功，选项A正确；根据动能定理可知，物块所受弹簧弹力做的功等于克服摩擦力做的功，选项B错误；根据动能定理，物块经过O点时的动能为，选项C错误；由于摩擦产生的热量为，选项D正确.11、AD【解析】试题分析:卫星绕地球做圆周运动，靠万有引力提供向心力，，由，根据题意ra＜rb=rc，所以b、c的线速度大小相等，小于a的线速度，故A正确；由根据题意ra＜rb=rc，所以b、c的加速度大小相等，且小于a的加速度，故B错误；c加速，万有引力不够提供向心力，做离心运动，离开原轨道，b减速，万有引力大于所需向心力，卫星做近心运动，离开原轨道，所以不会与同轨道上的卫星相遇．故C错误；由，根据题意ra＜rb=rc，a卫星的周期小于b,c的周期，故D正确．考点：万有引力定律及其应用12、BD【解析】

小球A和B紧贴着内壁分别在水平面内做匀速圆周运动．由于A和B的质量相同，小球A和B在两处的合力相同，即它们做圆周运动时的向心力是相同的．由公式F=mω2r，由于球A运动的半径大于B球的半径，F和m相同时，半径大的角速度小，球A由向心力的计算公式F=mv2r，由于球A运动的半径大于B球的半径，F和m相同时，半径大的线速度大，球A由周期公式T=2πω，所以球A的运动周期大于球球A对筒壁的压力等于球B对筒壁的压力，所以D正确．【点睛】对物体受力分析是解题的关键，通过对AB的受力分析可以找到AB的内在的关系，它们的质量相同，向心力的大小也相同，本题能很好的考查学生分析问题的能力，是道好题．二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、AD7.617.63守恒【解析】

(1)[1]A．实验需要使用米尺测量点迹间的间距，故A项正确；B．实验用打点计时器记录时间，不需要秒表，故B项错误；CD．电磁打点计时器可使用0〜12V的交流电流，故C项错误，D项正确。(2)[2]打B点时，重锤的速度在打点计时器打O点至B点过程中，重物动能增加量[3]在打点计时器打O点至B点过程中，重物重力势能减少量[4]据上面数据知，在实验误差允许的范围内，此过程中重物的机械能守恒。14、1.40.5760.588纸带与打点计时器间有摩擦（细线与定滑轮间有摩擦或定滑轮的转动等）【解析】

第一空.利用匀变速直线运动的推论.第二空.系统动能的增量△Ek=Ek5-0=(m1+m1)v51=0.576J．第三空.系统重力势能减小量△Ep=（m1-m1）gh=0.1×9.8×0.600J=0.588J.第四空.上题中经精确计算得到系统动能的增量与系统势能的减少量间有差距，其原因是有空气阻力、测量误差和纸带与打点计时器间有摩擦（细线与定滑轮间有摩擦或定滑轮的转动等）.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）3m/s；（2）1m/s；（3）0.3J。【解析】

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