湖南省株洲市7校 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)将静置在地面上，质量为M（含燃料）的火箭模型点火升空，在极短时间内以相对地面的速度v0竖直向下喷出质量为m的炽热气体．忽略喷气过程重力和空气阻力的影响，则喷气结束时火箭模型获得的速度大小是（）A． B．C． D．2、(本题9分)如图甲所示，物体受到水平推力F的作用在粗糙水平面上做直线运动。通过力传感器和速度传感器监测到推力F、物体速度v随时间t变化的规律如图乙所示。取g=10m/s2。则A．物体的质量m=l.0kgB．物体与水平面间的动摩擦因数μ=0.20C．第2s内物体克服摩擦力做的功W=2.0JD．前2s内推力F做功的平均功率P=2.0W3、一辆汽车在水平公路上转弯，沿曲线由N向M行驶，速度逐渐减小，如图所示，A、B、C、D分别画出了汽车转弯时所受合力F的四种方向，其中正确的是（）A． B． C． D．4、(本题9分)如图所示，旋转秋千中的两个座椅A、B质量相等，通过相同长度的缆绳悬挂在旋转圆盘上．不考虑空气阻力的影响，当旋转圆盘绕竖直的中心轴匀速转动时，下列说法正确的是A．A的速度比B的大B．A与B的向心加速度大小相等C．悬挂A、B的缆绳与竖直方向的夹角相等D．悬挂A的缆绳所受的拉力比悬挂B的小5、如图所示，自由下落的小球，从它接触到竖直放置的轻质弹簧开始，一直到弹簧被压缩到最短的过程中，下列说法正确的是A．小球的动能先增大后减小B．小球在刚接触弹簧时动能最大C．小球的机械能守恒D．小球的动能和弹簧的弹性势能之和不变6、(本题9分)如图所示，一物块受一恒力F作用，现要使该物块沿直线AB运动，应该再加上另一个力的作用，则加上去的这个力的最小值为（）A．Fcosθ B．Fsinθ C．Ftanθ D．Fcotθ7、空降兵是现代军队的重要兵种．一次训练中，空降兵从静止在空中的直升机上竖直跳下（初速度可看做0,未打开伞前不计空气阻力），下落高度h之后打开降落伞，接着又下降高度H之后，空降兵达到匀速，设空降兵打开降落伞之后受到的空气阻力与速度平方成正比，比例系数为k，即f=kv2，那么关于空降兵的说法正确的是（）A．空降兵从跳下到下落高度为h时，机械能损失小于mghB．空降兵从跳下到刚匀速时，重力势能一定减少了mg（H+h）C．空降兵匀速下降时，速度大小为mg/kD．空降兵从跳下到刚匀速的过程，空降兵克服阻力做功为8、(本题9分)关于伽利略的斜面实验，下列描述正确的是()A．伽利略的斜面实验对于任意斜面都适用，都可以使小球在另一个斜面上升到同样的高度B．只有斜面光滑时，才有可能重复伽利略实验C．在伽利略斜面实验中，只有B斜面“坡度”较缓才有可能使小球上升到同样高度D．设想在伽利略斜面实验中，若斜面光滑，并且使B斜面变成水平，则可以使小球沿平面运动到无穷远处9、(本题9分)某河宽为600m，河中某点的水流速度v与该点到较近河岸的距离d的关系图象如图所示，现船以静水中的速度4m/s渡河，且船渡河的时间最短，下列说法正确的是（）A．渡河最短时间为150sB．船在行驶过程中，船头始终与河岸垂直C．船离开河岸400m时的速度大小为2m/sD．船在河水中航行的轨迹是一条直线10、如图所示，A、B两小球由绕过轻质定滑轮的细线相连，A放在固定的光滑斜面上，B、C两小球在竖直方向上通过劲度系数为k的轻质弹簧相连，C球放在水平地面上．现用手控制住A，并使细线刚刚拉直但无拉力作用，并保证滑轮左侧细线竖直、右侧细线与斜面平行．已知A的质量为4m，B、C的质量均为m，重力加速度为g，细线与滑轮之间的摩擦不计，开始时整个系统处于静止状态．释放A后，A沿斜面下滑至速度最大时C恰好离开地面．下列说法正确的是（）A．C刚离开地面时，B的加速度最大B．A获得最大速度为2gC．斜面倾角α＝30°D．从释放A到C刚离开地面的过程中，A、B两小球组成的系统机械能守恒11、(本题9分)下列说法正确的是（）A．电源的作用就是将其他形式的能转化为电能B．若某电池中通过的电荷，电池提供的电能，该电池的电动势为C．电源的电动势与外电路有关，外电路电阻越大，电动势就越大D．电源向外提供的电能越多，表示电动势越大12、一质量为m的物体以某一速度冲上一个倾角为37°的斜面，其运动的加速度的大小为0.9g。这个物体沿斜面上升的最大高度为H，则在这过程中A．物体克服重力做功0.9mgHB．物体克服摩擦力做功0.3mgHC．物体的动能损失了1.5mgHD．物体的重力势能增加了mgH二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、（6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)甲同学采用如图甲所示的装置。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)乙同学采用如图乙所示的装置。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丙所示的“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，该小球的初速度大小为________m/s，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）(本题9分)某物理实验小组采用如图所示的装置研究平抛运动。每次都将小球从斜槽的同一位置无初速释放，并从斜槽末端水平飞出。改变水平挡板的高度，就改变了小球在板上落点的位置，从而可描绘出小球的运动轨迹。某同学设想小球先后三次做平抛，将水平挡板依次放在1，2，3的位置，且1与2的间距等于2与3的间距。若三次实验中，小球从抛出点到落点的水平位移依次为，忽略空气阻力的影响，下面分析正确的是()A． B．C． D．无法判断三、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)一个质量m=75kg的滑雪人以2m/s的初速度沿山坡匀加速地滑下，山坡的倾角为30°，在5s的时间内滑下的路程为60m，求滑雪人受到的阻力（包括滑动摩擦力和空气阻力）．（g=10m/s2）16、（12分）(本题9分)如图所示，光滑轨道槽ABCD与粗糙轨道槽GH通过光滑圆轨道EF平滑连接(D、G处在同一高度)，组成一套完整的轨道，整个装置位于竖直平面内。现将一质量m=1kg的小球从AB段距地面高h0=2m处静止释放，小球滑上右边斜面轨道并能通过轨道的最高点E点。已知CD、GH与水平面的夹角为θ=37°，GH段的动摩擦因数为μ=0.25，圆轨道的半径R＝0.4m，E点离水平面的竖直高度为3R（E点为轨道的最高点），（g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8）求：（1）小球第一次通过E点时的速度大小；（2）小球沿GH段向上滑行后距离地面的最大高度；（3）若小球从AB段离地面h处自由释放后，小球又能沿原路径返回AB段，试求h的取值范围。17、（12分）(本题9分)滑雪表演中的运动员从壕沟的一侧沿水平方向飞越到另一侧，壕沟的宽度及两侧的高度如图所示，不计空气阻力，取，求：(1)滑雪者初速度至少应为多大才能安全飞越壕沟？(2)如果测得滑雪者飞越壕沟的实际水平距离为，其落地时的速度v是多大？

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】

火箭模型在极短时间点火，设火箭模型获得速度为v，据动量守恒定律有0=（M－m）v－mv0得．A.，与结论不相符，选项A不符合题意；B.，与结论不相符，选项B不符合题意；C.，与结论不相符，选项C不符合题意；D.，与结论相符，选项D符合题意；2、C【解析】

A.由速度时间图象可以知道在2-3s的时间内，物体匀速运动，处于受力平衡状态，所以滑动摩擦力的大小为2N，在1-2s的时间内，物体做匀加速运动，直线的斜率代表加速度的大小，所以a=2-01m/s2=2m/s2，由牛顿第二定律可得F-f=ma，所以m=B.由f=μFN=μmg，所以μ=fC.第二秒内物体的位移是x=12at2=12×2×12m=1m，摩擦力做的功W=fx=-2N×1m=-2J，所以第2s内物体克服摩擦力做的功D.前2s，在第一秒内物体没有运动，只在第二秒运动，F也只在第二秒做功，F的功为W=Fx=3×1J=3J，所以前2s内推力F做功的平均功率为P＝3、B【解析】

汽车在水平的公路上转弯，所做的运动为曲线运动，故在半径方向上合力不为零且是指向圆心的；又是做减速运动，故在切线上合力不为零且与瞬时速度的方向相反，分析这两个力的合力，即可得出结论．【详解】汽车从N点运动到M，曲线运动，必有些力提供向心力，向心力是指向圆心的；汽车同时减速，所以沿切向方向有与速度相反的合力；向心力和切线合力与速度的方向的夹角要大于90°，所以选项ACD错误，选项B正确。故选B。【点睛】解决此题关键是要沿半径方向上和切线方向分析汽车的受力情况，在水平面上，减速的汽车受到水平的力的合力在半径方向的分力使汽车转弯，在切线方向的分力使汽车减速，知道了这两个分力的方向，也就可以判断合力的方向了．4、D【解析】

根据A、B座椅同轴转动可推知它们转动的角速度相等，结合v=ωr可推知A、B速度的关系，再根据a=ωr2及A、B圆周运动半径关系可推知向心加速度的大小关系，由F向=ma向及拉力与重力、向心力的关系可推知A、B缆绳的拉力大小．因为两座椅A、B均绕着圆盘轴做圆周运动，故角速度ωA=ωB，假设圆盘转动的角速度很大，则A、B均会被甩起来，由于绳长相等，不难推出A做圆周运动的半径小于B的半径，由v=ωr可知A的速度比B的小，故A错误；又由a=ωr2知，A的向心加速度一定小于B的向心加速度，故B项错误；由F向=ma向，可知FA向＜FB向，对座椅进行受力分析，如图所示：拉力和重力的合力提供A、B做圆周运动的向心力，则有F向=mgsinθ，可知悬挂A的缆绳与竖直方向的夹角比B小，故C错误；再由，可知悬挂A的缆绳所受的拉力比悬挂B的小，故D项正确．5、A【解析】

AB.从接触弹簧开始到将弹簧压缩到最短的过程中，开始时重力大于弹力，小球向下做加速运动，在下降的过程中弹力增大，加速度减小，当加速度减小到零，速度达到最大，然后重力小于弹力，向下做减速运动，到达最低点速度为零，可知，小球的动能先增大后减小。故A正确，B错误。C.由于弹簧的弹力对小球做负功，所以小球的机械能减少，故C错误。D.对于小球和弹簧组成的系统，由于只有重力和弹力做功，则系统的机械能守恒，可知，小球的重力势能一直减小，则小球的动能和弹簧的弹性势能之和一直增加，故D错误。6、B【解析】

要使物块沿AB方向运动，恒力F与另一个力的合力必沿AB方向，当另一个力与AB方向垂直时为最小，故F′＝Fsinθ，故ACD错误，B正确．故选：B7、BD【解析】

空降兵从跳下到下落高度为h的过程中，只有重力做功，机械能不变。故A错误；空降兵从跳下到刚匀速时，重力做功为：mg（H+h），重力势能一定减少了mg（H+h）。故B正确；空降兵匀速运动时，重力与阻力大小相等，所以：kv2=mg，得：．故C错误；空降兵从跳下到刚匀速的过程，重力和阻力对空降兵做的功等于空降兵动能的变化，即：mg（H+h）-W阻=mv2。得：W阻=mg（H+h）-m•（）2=mg（H+h）-．故D正确。8、BD【解析】

ABC．在伽利略斜面实验中，必须是阻力不计(斜面光滑)时，小球才能在另一个斜面上升到相同高度，而不用管另一个斜面的倾角多大．所以AC错，B项正确；D．当B斜面的倾角减小到接近0°时，小球仍欲在B斜面上上升到同样高度，所以D项中的设想是合理的，选项D正确。故选BD。9、AB【解析】

当静水速与河岸垂直时渡河时间最短，根据两个分运动的情况确定合运动的轨迹．根据平行四边形定则求出合速度的大小．【详解】AB．当船头垂直河对岸渡河，即静水速与河岸垂直时，渡河时间最短，最短渡河时间：，AB正确；C．船离开河岸400m时，离较近河岸的距离，由图像可知，此位置水流速度为2m/s，所以此时船的实际速度为：，C错误；D．由于水流方向的分运动是变速运动，由加速度，且该加速度与实际速度不共线，故船的运动轨迹为曲线，D错误．【点睛】关键掌握判断合运动是直线还是曲线的方法，知道当静水速与河岸垂直时，渡河时间最短．10、BC【解析】

A.C刚离开地面时，A的速度最大，此时B的速度也是最大的，则B球的加速度为零，故A错误；C.C刚离开地面时，对A有：kx2=mg

此时B有最大速度，即aB=aA=0

对B有：T-kx2-mg=0

对A有：4mgsinα-T=0

以上方程联立可解得：sinα=0.5，α=30°故C正确；B.初始系统静止，且线上无拉力，对B有：kx1=mg

由上问知x1=x2=，则从释放至C刚离开地面过程中，弹性势能变化量为零；此过程中A、B、C组成的系统机械能守恒，即：

4mg（x1+x2）sinα=mg（x1+x2）+（4m+m）vAm2

以上方程联立可解得：A球获得最大速度为vAm=2g，故B正确；D.从释放A到C刚离开地面的过程中，A、B两小球组成的系统由于弹簧的弹力对系统做功，则系统的机械能不守恒，选项D错误.11、AB【解析】A.电源的作用就是将其他形式的能转化为电能，故A正确；B.电路中通过q=2C的电荷量，电池提供的电能W=4J，根据电动势的定义式E=W/q得，电动势E=2V，故B正确；C.电动势由电源本身决定，当内电压和外电压变化时，电源电动势保持不变，故C错误；D.电动势由电源本身决定，与提供的电能多少无关，故D错误．故选AB.点睛：电动势表征电源本身的特性，与外电路无关，当电源的路端电压变化时，其电源电动势不变．12、CD【解析】

AD.这个物体沿斜面上升的最大高度为H，所以重力势能增加，物体克服重力做功mgH，故A错误，D正确；B.物体的机械能损失等于克服阻力做的功，故为：故B错误；C.物体上滑过程，根据牛顿第二定律，有：解得：合力：合力做负功，故动能减小量等于克服合力做的功，故动能减少故C正确。二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、平抛运动的竖直分运动是自由落体运动PQ两球将相碰平抛运动的水平分运动是匀速直线运动0.122.5【解析】

(1)[1]在打击金属片时，两小球同时做平抛运动与自由落体运动．结果同时落地，则说明平抛运动竖直方向是自由落体运动；(2)[2][3]让两小球从相同的弧形轨道上相同高度滚下，从而使两小球同时滚离轨道并具有相同的速度．小球P做平抛运动，小球Q做匀速直线运动，当两小球相遇时则说明小球平抛运动水平方向是匀速直线运动．当同时改变两小球滚下的高度时，仍能相碰，则说明平抛运动水平方向总是匀速直线运动；(3)[4]平抛运动可看成竖