湖南省长沙市周南梅溪湖中学2022年高一物理第二学期期末联考试题含解析

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)世界最高的蹦极是美国皇家峡谷悬索桥蹦极，高321米．假设有一蹦极运动员身系弹性蹦极绳由静止从桥面跳下．运动员可视为质点，空气阻力忽略不计，下列说法正确的是（）A．运动员下落过程中重力对其先做正功后做负功B．运动员下落过程中地球和运动员组成的系统机械能守恒C．运动员下落过程中其加速度先保持不变，然后减小再增大D．运动员下落过程中其重力势能的改变量与零势能面的选取有关2、(本题9分)长直木板的上表面的一端放有一铁块，木板由水平位置缓慢向上转动(即木板与水平面的夹角α变大)，另一端不动，如图所示。则铁块受到的摩擦力Ff随角度α的变化图象可能正确的是下图中的(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)A．B．C．D．3、(本题9分)已知海王星和地球的质量比M：m=16:1，它的半径比R：r=4:1，则海王星和地球表面的重力加速度之比（）A．1:2 B．2:1 C．4:1 D．1:14、(本题9分)直流电动机M接在如图所示的电路中，理想电压表的示数是20V，理想电流表的示数是1.0A，限流电阻R=5.0Ω，则可知（）A．电动机的机械功率是20W B．电阻R消耗的电功率是5WC．电动机线圈的电阻是20Ω D．电动机产生的电热功率是20W5、(本题9分)我国女子短道速滑队在2013年世锦赛上实现女子3000m接力三连冠．观察发现，“接棒”的运动员甲提前站在“交棒”的运动员乙前面，并且开始向前滑行，待乙追上甲时，乙猛推甲一把，使甲获得更大的速度向前冲出．在乙推甲的过程中，忽略运动员与冰面间在水平方向上的相互作用，则（）A．甲对乙的冲量一定等于乙对甲的冲量B．甲、乙的动量变化一定大小相等方向相反C．甲的动能增加量一定等于乙的动能减少量D．甲对乙做多少负功，乙对甲就一定做多少正功6、(本题9分)一个质量为2kg的物体被人用手由静止开始向上提升了2m时速度达到2m/s，则关于该过程下列结论中正确的是：A．手对物体做功40J B．重力势能增加44JC．合外力对物体做功4J D．重力对物体做功40J7、(本题9分)关于曲线运动，下列说法中正确的是A．曲线运动可以是匀速运动，也可以是变速运动B．曲线运动一定是变速运动C．曲线运动速度的大小和方向都一定发生变化D．曲线运动物体的速度方向是沿着运动轨道切线的8、(本题9分)如图，长为L的水平传送带以速度2v匀速运动.将一质量为m的小物块无初速放到传送带的左端，当物块运动到传送带的右端时，速度刚好为v，物块与传送带摩擦产生的热量为Q，已知物块与传送带间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g.下列表达式正确的是（

）A． B． C． D．9、(本题9分)如图所示，汽车通过轻质绳和轻质光滑的定滑轮，将一个质量为m的物体从井中拉出，开始绳绷紧，滑轮两侧的绳都竖直，汽车以速度v0水平向右匀速运动，当物体上升高度h时，绳与水平方向夹角为30°，则（）A．在绳与水平方向夹角为30°时，物体速度为B．在绳与水平方向夹角为30°时，拉力对物体做功的瞬时功率为C．从开始到绳与水平方向夹角为30°时，拉力对物体做功D．从开始到绳与水平方向夹角为30°时，物体和汽车组成的系统机械能增加10、(本题9分)2016年9月15日，我国发射了空间实验室“天宫二号”．它的初始轨道为椭圆轨道，近地点M和远地点N的高度分别为200km和350km，如图所示．关于“天宫二号”在该椭圆轨道上的运行，下列说法正确的是（）A．在M点的速度大于在N点的速度B．在M点的加速度等于在N点的加速度C．在M点的机械能大于在N点的机械能D．从M点运动到N点的过程中引力始终做负功11、(本题9分)如图所示，质量相同的小球A和B分别悬挂在长为l和2l的不可伸长的轻绳下端，绳的另一端悬于等高点。先将小球拉至与悬点等高处，使绳伸直，从静止释放小球，当两绳竖直时，下列说法正确的是A．两球的加速度大小相等B．两球的动能一样大C．两球的机械能一样大D．两球所受的拉力大小相等12、在距河面高度h＝20m的岸上有人用长绳拴住一条小船，开始时绳与水面的夹角为30°，人以恒定的速率v＝3m/s拉绳，使小船靠岸，那么A．5s时绳与水面的夹角为60°B．5s时小船前进了15mC．5s时小船的速率为5m/sD．若小船质量为20kg，则5s内物体的动能变化量为130J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)利用如图所示的装置可验证机械能守恒定律：用轻质细绳的一端与一个质量为m（已知）的小球相连，另一端系在力传感器的挂钩上，整个装置位于竖直面内，将细绳拉离竖直方向一定角度，将小球由静止释放，与传感器相连的计算机记录的绳的拉力F随时间t变化的图线如图所示，读出图中A点的值为F1，图中B点的值为F2。（1）要利用小球从A到B的运动过程验证机械能守恒定律只需要再测量一个量的数值，这个量是___________________；（2）小球从A到B的过程中，重力势能改变量的大小为_______________；动能改变量的大小为_____________（请用“F1”、“F2”、重力加速度g及第（1）问中需要再测量的那个量的符号表示）。14、（10分）(本题9分)用落体法“探究机械能守恒定律”的实验装置如图所示。（1）实验中打点计时器所接的电源是_______（填“A”或“B”）；A．直流电B．交流电C．直流电和交流电都可以（2）为了减小由于阻力带来的实验误差，应选用的重物是________（填“A”或“B”）；A．质量为200g的铁质重锤B．质量为200g的木球C．质量为200g的铁质重锤和质量为200g的木球都可以（3）有下列器材可供选用：重锤，铁架台，打点计时器，复写纸，纸带，秒表，低压交流电源，导线，电键，天平，刻度尺。其中不必要的器材有______________；（4）下列关于实验误差的说法中，正确的是_____；A．重锤质量的称量不准会造成较大误差B．重锤质量选用得大些，有利于减小误差C．重锤质量选用得较小些，有利于减小误差D．先释放重物，后接通电源会造成较大误差（5）最后的结果发现重力势能的减少量略大于动能的增加量，请说出原因_______（一条即可）。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)某个质量为m的物体在从静止开始下落的过程中，除了重力之外还受到水平方向的大小、方向都不变的力F的作用．（1）求它在t时刻的水平分速度和竖直分速度．（2）建立适当的坐标系，写出这个坐标系中代表物体运动轨迹的x、y之间的关系式．这个物体在沿什么样的轨迹运动？16、（12分）(本题9分)如图所示，小红在练习“套环”（套环用单匝细金属丝做成）游戏，要将套环“套”上木桩．若小红每次均在O点将“套环”水平抛出，O为“套环”最右端，已知“套环”直径为15cm，抛出点O距地面高度H=1.35m，距木桩水平d=2.0m，木桩高度h=10cm；g取10m/s2，求：（1）“套环”从抛出到落到木桩最上端经历的时间；（2）“套环”落到木桩最上端时的竖直速度；（3）若不计木桩的粗细，为能让“套环”套入木桩，小红抛出“套环”的初速度范围．17、（12分）(本题9分)两个对称的与水平面成60°角的粗糙斜轨与一个半径R＝1m，张角为110°的光滑圆弧轨道平滑相连．一个小物块从h＝3m高处开始，从静止开始沿斜面向下运动．物体与斜轨接触面间的动摩擦因数为μ＝0.1，g取10m/s1．（1）请你分析一下物块将怎样运动?（1）计算物块在斜轨上通过的总路程．

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】

运动员下落过程中高度不断下降，重力始终做正功，故A错误；运动员下落过程中，对于运动员、地球和蹦极绳所组成的系统，由于只有重力和弹力做功，所以系统的机械能守恒，而运动员和地球组成的系统机械能不守恒，故B错误；蹦极绳绷直前，绳子的弹力为零，运动员只受重力，加速度为g，保持不变．蹦极绳绷紧后，运动员受到重力和绳的弹力，弹力先小于重力，再等于重力，后大于重力，随着弹力的增大，合力先减小后增大，则运动员的加速度先减小后增大，故C正确；重力势能的改变量与重力做功有关，取决于初末位置的高度差，与零势能面的选取无关，故D错误.故选C.2、C【解析】使铁块沿着斜面下滑的力是F=mgsinα，对于一个确定的角度α，最大静摩擦力是fm=μmgcosα。

如果F＜fm，那么铁块所受的是静摩擦，由平衡条件得知，摩擦力f=F=mgsinα，当α逐渐变大，会出现F＞fm，这样，出现滑动摩擦，摩擦力f=fm=μmgcosα，在阶段1即静摩擦阶段，f=F=mgsinα，α的变化范围在0到90°之间，sinα随α变大而变大，当F大到等于fm后，就进入第2阶段即动摩擦阶段，f=fm=μmgcosα，余弦函数随α变大而变小，由题，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，两阶段在衔接处没有数值突变，故C正确；故选C。点睛：一般来说最大静摩擦力比滑动摩擦力稍大一点，应注意本题中的条件是最大静摩擦力等于滑动摩擦力．故不会由突变产生．3、D【解析】

在星球表面附近，万有引力等于重力。由公式得：联立解得，A.1:2与上述计算结果不相符，故A错误；B.2:1与上述计算结果不相符，故D错误；C.4:1与上述计算结果不相符，故C错误；D.1:1与上述计算结果相符，故D正确。4、B【解析】

电动机消耗的总功率为：P="IU=20"W，选项AD错误；电阻R消耗的电功率为PR=125W="5"W，选项B正确；电动机不是纯电阻电路，故不适用欧姆定律，故电动机线圈的电阻，电动机产生的电热功率不是20W选项CD错误；故选B5、B【解析】

A．因为冲量是矢量，甲对已的作用力与乙对甲的作用力大小相等方向相反，故冲量大小相等方向相反，故A错误．B．设甲乙两运动员的质量分别为、，追上之前的瞬间甲、乙两运动员的速度分别是，．根据题意整个交接棒过程动量守恒：可以解得：，即B选项正确；CD．经历了中间的完全非弹性碰撞过程会有动能损失，CD选项错误．【点睛】本题主要考察能量（做功正负判断）、动量（动量定理、动量守恒）相关知识，结合弹性碰撞和非弹性碰撞的动量和能量关系展开讨论．6、C【解析】

对物体受力分析，运用动能定理求出手对物体做功以及合力做功的大小．由重力做功求物体克服重力做功．【详解】A、根据动能定理得：，解得：；故A错误.B、D、物体上升2m，重力做负功,,根据功能关系可知重力势能增加40J；故B、D错误.C、由；故C正确.故选C.【点睛】求合力的功一种方法是求各力做功的代数和；另一种方法是利用动能定理求解；在运用动能定理解题不需要考虑过程，只要抓住首末状态，列式进行求解．7、BD【解析】曲线运动的速度方向一定变化，则曲线运动一定是变速运动，选项A错误，B正确；曲线运动速度的方向一定发生变化，但是大小不一定变化，例如匀速圆周运动，选项C错误；曲线运动物体的速度方向是沿着运动轨道切线的，选项D正确；故选BD.8、AD【解析】

物块运动过程中，只有摩擦力对它做功，根据动能定理得：摩擦力对物块做的功为：；f=μmg，故：，故A正确；B错误；由于物块与传送带间有相对位移，设物块加速度的时间为t；则；；故，故C错误；D正确；故选AD。9、ACD【解析】

A．将汽车的速度沿着平行绳子和垂直绳子方向正交分解，如图所示：

物体的速度为可知物体做变速运动，故A正确；B．在绳与水平夹角为30°时，拉力的功率为：P=Fv物，由上可知θ减小，则v物增大，所以物体加速上升，绳的拉力大于物体的重力，即F＞mg，故故B错误；C．当θ=30°时，物体的速度为：当θ=90°时，物体速度为零；根据功能关系，知拉力的功等于物体机械能的增加量，故则C正确；D．从开始到绳与水平方向夹角为30°时，物体和汽车组成的系统机械能增加等于拉力做的功即，故D正确．故选ACD正确．10、AD【解析】

A．根据开普勒第二定律知，“天宫二号”在近地点的速度大于远地点的速度，即在M点的速度大于在N点的速度，故选选项A正确；B．“天宫二号”在M点受到的地球引力大于在N点的引力，由牛顿第二定律知在M点的加速度大于在N点的加速度，故选项B错误；C．“天宫二号”沿椭圆轨道运行的过程中，只有地球的引力做功，故其机械能守恒，故选项C错误；D．从M点运动到N点的过程中引力与速度的夹角为锐角，所以引力做负功，故选项D正确．11、ACD【解析】

A．令细线的长度为l，小球下落到最低点的过程中，由动能定理得：mgl=mv2，解得：，在最低点加速度大小，与细线的长度l无关，所以两球在最低点加速度大小相等，故A正确；B．根据动能定理得小球下落到最低点的动能为Ek=mgl，可知两球质量相等，细线长度l不等，则到达最低点时的动能不等，故B错误；C．A、B两球在运动的过程中，只有重力做功，机械能都守恒，初始位置时它们的机械能相等，所以在最低点，两球的机械能相等。故C正确。D．小球在最低点时，根据牛顿第二定律得：F-mg=ma，得：F=3mg，与绳的长度无关。所以两绳拉力大小相等。故D正确。12、CD【解析】

由几何关系可知，开始时河面上的绳长为；

此时船离岸的距离x1=20m；5s后，绳子向左移动了vt=15m，则河面上绳长为40m-15m=25m；则此时小船离河边的距离为：x2==15m，5s时绳与水面的夹角为α，则有：，解得：α=53°，故A错误；5s时刻小船前进的距离为：x=20m-15m=19.6m，故B错误；船的速度为合速度，由绳收缩的速度及绳摆动的速度合成得出，则由几何关系可知，cosθ=0.6，则船速v船==5m/s，故C正确；开始时船的速度，5s内船的动能变化量，选项D正确.二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、（1）悬点到球心的距离L（2）【解析】

解：(1)(2)小球在最低点时，绳子的拉力最大，则由牛顿第二定律可得，解得，小球从到的过程中，动能改变量的大小为；小球在最高点时，绳子的拉力最小，则有，即，小球摆到最高点时与最低点的高度差，小球从到的过程中，重力势能改变量的大小为；若小球从到的运动过程机械能守恒定律则有，验证机械能守恒定律成立的表达式为，由于小球的质量已知，和通过力传感器可以读出，所以要利用小球从到的运动过程验证机械能守恒定律只需要再测量一个量的数值，这个量是悬点到球心的距离。14、BA秒表、天平BD由于纸带与计时器间阻力（或空气阻力）带来的影响【解析】

（1）[1]打点计时器的打点频率等于交流电的频率，打点计时器应使用交流电源，故B正确，AC错误。故选B。（2）[2]选重物的密度尽量大一些，体积小些的，可以减小受到的阻力的影响，可减少实验误差，故A正确，BC错误。故选A。（3）[3]实验中借助打点计时器记录物体的运动时间，不需要秒表。实验验证机械能守恒，即验证重力势能的减少mgh与动能增加的关系；质量可以约去，即验证gh与，的关系，所以也不需要天平。（4）[4]A．实验中重物的质量不必要测量，重锤质量的称量不准，不会造成误差，故A错误；BC．为了减小阻力的影响，重锤应选择质量大一些、体积小一些的，故B正确，C错误；D．先释放重物，再接通电源，由于重物下落较快，纸带上得的点迹较少，不利于数据的采集和处理，会对实验产生较大的误差，故D正确。故选BD。（5）[5]重力势能的减少量略大于动能的增加量，是由于纸带与计时器间阻力（或空气阻力）带来的影响。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）