新疆生产建设兵团一师高级中学2022年物理高一第二学期期末综合测试试题含解析

2021-2022学年高一下物理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、在x轴的原点O和轴上的P点，分别固定同种电荷Q1和Q2，已知Q1＜Q2，OP距离为2d，则场强为零的坐标x区间为A．x＞0 B．0＜x＜dC．d＜x＜2d D．x＞2d2、如图abc是竖直平面内的光滑固定轨道，ab水平，长度为2R；bc是半径为R的四分之一圆弧，与ab相切于b点，一质量为m的小球，始终受到与重力大小相等的水平外力的作用，自a点处从静止开始向右运动，重力加速度大小为g，则（）A．小球恰好能运动到轨道最高点cB．小球从a点开始运动到c点的过程中动能增量为2mgRC．小球从a点开始运动到c点的过程中机械能的增量为2mgRD．小球从a点开始运动到其轨迹最高点的过程中机械能的增量为3mgR3、(本题9分)下列说法正确的是A．1号干电池比5号干电池的电动势小、容量大B．电场力对负电荷做正功，电势能减少，动能增加C．电势降低的方向就是电场强度方向D．在同一等势面上移动电荷电场力对电荷一定不做功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、(本题9分)关于物体的动能，下列说法正确的是（）A．物体的速度不变，其动能一定不变B．物体的动能不变，其速度一定不变C．物体所受的合外力不为零，其动能一定变化D．某一过程中的速度变化越大，其动能的变化一定越大6、(本题9分)汽车从静止开始沿平直公路做匀加速运动，设汽车所受阻力与速度成正比，在发动机的功率达到最大值之前的一段时间内，下列说法正确的是A．汽车的位移x与时间t成正比B．汽车的动能与成正比C．汽车发动机的牵引力F是时间t的二次函数D．汽车发动机的输出功率P是时间t的二次函数7、(本题9分)如图所示，水平光滑长杆上套有小物块A，细线跨过位于O点的轻质光滑定滑轮，一端连接A，另一端悬挂小物块B，物块A、B质量相等．C为O点正下方杆上的点，滑轮到杆的距离OC＝h，重力加速度为g.开始时A位于P点，PO与水平方向的夹角为，现将A、B由静止释放，下列说法正确的是()A．物块A由P点出发第一次到达C点过程中，速度先增大后减小B．物块A经过C点时的速度大小为C．物块A在杆上长为的范围内做往复运动D．在物块A由P点出发第一次到达C点过程中，物块B克服细线拉力做的功小于B重力势能的减少量8、(本题9分)如图，x轴水平，y轴竖直。图中画出了从y轴上沿x轴正向抛出的三个小球a、b和c的运动轨迹，其中b和c是从同一点抛出的，不计空气阻力，若a、b、c的飞行时间分别为ta、tb、tc，抛出的初速度分别为va、vb、vc，则错误的是:A．ta＞tb＞tc B．ta＜tb＝tc C．va＞vb＝vc D．va>vb>vc9、(本题9分)甲、乙为两颗地球卫星，乙的运行高度低于甲的运行高度，两卫星轨道均可视为圆轨道．以下判断正确的是（）A．甲的周期大于乙的周期B．甲的速度大于乙的速度C．甲的加速度小于乙的加速度D．甲的角速度小于乙的角速度10、利用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律，关于此实验的操作，下列说法中正确的有A．安装打点计时器时两个限位孔必须在同一竖直线上B．必须用秒表测出重物下落的时间C．先接通打点计时器电源，待稳定后释放纸带D．若纸带起始端点迹模糊，则不可用来验证机械能守恒11、(本题9分)张家界百龙天梯，总高度达335米，游客乘坐观光电梯大约一分钟就可以达观光平台，若电梯简化成只受重力与绳索拉力，已知电梯在t=0时由静止开始上升，a-t图像如图所示．则下列相关说法正确的是（）A．t=4.5s时，电梯处于超重状态B．t在5s~55s时间内，绳索拉力最小C．t=59.5时，电梯处于超重状态D．t=60s时，电梯速度恰好为零12、如图所示，水平地面上停放一质量为3m的木板C，质量分别为2m和m的A、B两滑块，同时从木板的两端以相同的速率v滑上木板，两滑块相撞后粘连成一个整体一起运动。已知木板C与水平地面间的动摩擦因数为μ，滑块A、B与木板间的动摩擦因数分别为为3μ和6μ，则（）A．木板C加速运动时的加速度大小为μgB．木板C加速运动时的加速度大小为2μgC．两滑块相撞后瞬间的速度大小一定小于D．两滑块相撞后瞬间的速度大小可能等于二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、（6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)图甲是“研究平抛物体的运动”的实验装置图，实验前，应对实验装置反复调节，直到斜槽末端切线水平．取g=9.8m/s2，计算结果均保留三位有效数字．(1)实验过程中，每次让小球从同一位置由静止释放，其目的是_____________．(2)图乙是根据实验数据所得的平抛运动的曲线，其中O为抛出点，则小球做平抛运动的初速度大小____________m/s．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，倾角θ=30°的光滑斜面上，一轻质弹簧一端固定在挡板上，另一端连接质量mB=0.5kg的物块B，B通过轻质细绳跨过光滑定滑轮与质量mA=4kg的物块A连接，细绳平行于斜面，A在外力作用下静止在圆心角为α=60°、半径R=lm的光滑圆弧轨道的顶端a处，此时绳子恰好拉直且无张力；圆弧轨道最低端b与粗糙水平轨道bc相切，bc与一个半径r=0.12m的光滑圆轨道平滑连接，静止释放A，当A滑至b时，弹簧的弹力与物块A在顶端d处时相等，此时绳子断裂，已知bc长度为d=0.8m，求：(g取l0m/s2)(1)轻质弹簧的劲度系数k；(2)物块A滑至b处，绳子断后瞬间，圆轨道对物块A的支持力大小；(3)为了让物块A能进入圆轨道且不脱轨，则物体与水平轨道bc间的动摩擦因数μ应满足什么条件？16、（12分）(本题9分)自动驾驶是一种通过电脑系统实现无人驾驶的智能汽车。有一质量为m=1000kg的自动驾驶汽车，在平直公路以v1=90km/h的速度匀速行驶，发动机的输出功率为P1=50kW。当探测到前方有80km/h的限速标志时，发动机功率自动降低到P2并保持不变，当轿车速度减到v2=72km/h时又开始匀速。假设汽车在上述运动过程中所受阻力保持不变。求：（1）汽车行驶时所受阻力的大小；（2）当汽车开始减速时，其加速度的大小。17、（12分）(本题9分)如图甲所示，在高为h的山坡上，发射一颗质量为m的炮弹。炮弹离开炮膛时的初速度大小为v0，方向与水平方向夹角为θ。重力加速度用g表示。（1）a.请将初速度v0沿水平方向和竖直方向正交分解，求出水平分量v0x和竖直分量v0y；b.在不考虑炮弹在飞行过程中受到空气阻力的情况下，求炮弹从发射直至达到最高点的过程中通过的水平位移x；（2）实际情况中炮弹在飞行中受到的阻力对炮弹的运动影响很大，假设炮弹所受阻力的大小f满足f=kEk，其中Ek为某时刻炮弹的动能，k为已知的常数，阻力的方向与炮弹运动方向相反，若炮弹的飞行轨迹如图乙中虚线所示，此轨迹不是一条抛物线，且在落地前，炮弹几乎是在竖直方向上匀速运动。求：炮弹从发射到落地过程中由于空气阻力产生的热量Q。

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】

因同种电荷Q1和Q2，由点电荷电场强度的公式，可知场强为零的坐标x区间在两固定的电荷之间；又已知Q2>Q1，因此零电场强度的位置偏离点电荷Q2，偏向点电荷Q1，则场强为零的坐标x区间为：0＜x＜d；故B正确，A、C、D错误；故选B．2、B【解析】

A．设小球到达c点的速度为v，则从a到c由动能定理：，解得，则小球不是恰好能运动到轨道最高点c（恰好达到c点的速度为零），A错误；B．小球从a到c的过程中，动能增量为，B正确；C．小球从a点开始运动到c点的过程中机械能的增量为，故C错误；D．小球离开c点后，竖直方向做竖直上抛运动，水平方向做初速度为零的匀加速直线运动，设小球从c点达到最高点的时间为t，则有，此段时间水平位移为，所以小球从a点开始运动到其轨迹最高点，小球在水平方向的位移为，水平外力做功为，则机械能的增量为，故D错误．3、D【解析】

A、不同型号的干电池，电动势相同，干电池的电动势均为1.5V，故选项A错误；B、只受电场力作用，电场力对负电荷做正功，电势能减少，动能增加；若还有其它力作用，其他力对其做功，动能不一定增加，故选项B错误；C、电势降低的最快的方向就是场强的方向；电势降低的方向不一定是场强的方向，故选项C错误；D、同一等势面上的各点电势相等，根据可知在同一等势面上移动电荷，电场力一定不做功，故选项D正确。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、A【解析】

A.如果物体的速度不变,根据Ek=可知，动能不变，故A正确；B.如果物体的动能不变，则说明其速度大小一定不变，方向可以变化，故B错误；C.物体所受的合外力不为零，但如果合外力不做功，其动能不变，故C错误；D.如做匀速圆周运动的物体，速度变化可能大，但动能不变，故D错误．故选A6、D【解析】

A.汽车从静止开始做匀加速运动，位移，A错误；B.根据动能定理，汽车的动能，B错误；C.发动机的牵引力，C错误；D.发动机的输出功率，D正确7、BC【解析】

A.物块A由P点出发第一次到达C点过程中，绳子拉力对A做正功，其余的力不做功，所以物体A的动能不断增大，速度不断增大，故A错误。

B.物体到C点时物块B的速度为零。设物块A经过C点时的速度大小为v。根据系统的机械能守恒得：，得，故B正确。

C.由几何知识可得，由于A、B组成的系统机械能守恒，由对称性可得物块A在杆上长为2h的范围内做往复运动。故C正确。

D.物体到C点时物块B的速度为零。根据功能关系可知，在物块A由P点出发第一次到达C点过程中，物块B克服细线拉力做的功等于B重力势能的减少量，故D错误。8、AC【解析】试题分析：根据h=12gt2得，t=2hg，因为ha考点：考查了平抛运动规律的应用9、AC【解析】试题分析：卫星绕地球做圆周运动万有引力提供向心力，由牛顿第二定律得：，解得：，由于：r乙＜r甲，则T甲＞T乙，故A正确；卫星绕地球做圆周运动万有引力提供向心力，由牛顿第二定律得：，解得：，由于乙的轨道半径大于地球半径，则乙的线速度小于第一宇宙速度，故B错误；星绕地球做圆周运动万有引力提供向心力，由牛顿第二定律得：，解得：，由于：r乙＜r甲，则a乙＞a甲，故C错误；由题意可知，卫星轨道半径间的关系为：r乙＜r甲；甲是地球同步卫星，它的轨道在赤道平面内，甲不可能通过北极上方，故D错误；故选A．考点：万有引力定律的应用【名师点睛】本题考查了万有引力定律的应用，知道万有引力提供卫星做圆周运动的向心力是解题的关键，应用万有引力公式与牛顿第二定律可以解题，本题是一道常规题．10、AC【解析】

A.实验中安装打点计时器时两个限位孔必须在同一竖直线上，目的是减小摩擦力，以减小实验误差，故A正确；B.实验可通过打点计时器打出的纸带情况计算出重锤下落的速度，所以不需要用秒表测出重物下落的时间计算重锤下落的速度，故B错误；C.开始记录时，应先给打点计时器通电打点，待打点稳定后，再释放纸带，让重锤带着纸带一同落下，如果先放开纸带让重物下落，再接通打点计时时器的电源，由于重物运动较快，不利于数据的采集和处理，会对实验产生较大的误差，故C正确；D.纸带起始端点迹模糊，可以选比较清晰的点作为初始位置，所以可以用来验验证机械能守恒，故D错误．11、AD【解析】

A.电梯在t=0时由静止开始上升，加速度向上，电梯处于超重状态，此时加速度a>0。t=4.5s时，a>0，电梯也处于超重状态，故A正确；B.t在5s~55s时间内，a=0，电梯处于平衡状态，绳索拉力等于电梯的重力，应大于电梯失重时绳索的拉力，所以这段时间内绳索拉力不是最小．故B错误；C.t=59.5s时，a<0，加速度方向向下，电梯处于失重状态，故C错误．D.根据a-t图象与坐标轴所围的面积表示速度的变化量，由几何知识可知，60s内a-t图象与坐标轴所围的面积为0，所以速度的变化量为0，而电梯的初速度为0，所以t=60s时，电梯速度恰好为0。故D正确．12、BD【解析】

CD．A与B相向运动时对C时间的摩擦力为故C无相对运动趋势而保持静止，对A与B的系统动量守恒有解得：故C错误，D正确；AB．A与B相撞后一起向右运动，对C受力分析，由牛顿第二定律可知：，解得：，方向向右，故A错误，B正确；故选BD。【点睛】本题分析清楚物体运动过程，应用动量守恒定律与牛顿第二定律即可正确解题。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、保证小球做平抛运动的初速度相同