学海大联考 2022年高一物理第二学期期末学业水平测试模拟试题含解析

2021-2022学年高一物理下期末模拟试卷考生须知：1．全卷分选择题和非选择题两部分，全部在答题纸上作答。选择题必须用2B铅笔填涂；非选择题的答案必须用黑色字迹的钢笔或答字笔写在“答题纸”相应位置上。2．请用黑色字迹的钢笔或答字笔在“答题纸”上先填写姓名和准考证号。3．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，在草稿纸、试题卷上答题无效。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)如图所示某小孩在广场游玩时将一气球用轻质细绳与地面上木块相连，气球在水平风力作用下处于斜拉状态，此时细绳与竖直线成角．假若气球和木块的质量分别为m、M。当水平风力缓慢增大时，则下列说法中错误的是（）A．水平风力足够大时，木块一定会脱离水平面B．细绳拉力变大C．水平面对木块的支持力不变D．水平面对木块的摩擦力变大2、(本题9分)如图所示，a、b和c三个小球从同一竖直线上的A、B两点水平抛出，落到同一水平面上，其中b和c是从同一点抛出的，设a、b和c三个小球的初速度分别为、、，运动时间分别为、、，则（）A．， B．，C．， D．，3、(本题9分)如图所示，三个固定的带电小球a、b和c，相互间的距离分别为ab=8cm、ac=6cm、bc=10cm，小球c所受库仑力的合力的方向平行于a、b的连线斜向下。关于小球a、bA．同号电荷，k=925C．异号电荷，k=9254、一个在水平面上做匀速圆周运动的物体，如果半径不变，而速率增加为原来速率的3倍时，其向心力是36N，则物体原来受到的向心力的大小是（）A．2N B．4N C．6N D．8N5、(本题9分)如图所示，一物体在10s内沿水平路面向右运动了1m，在此过程中该物体一直受到一大小为10N、方向斜向左上方且与水平方向成60o的拉力F的作用．则在这段时间内拉力F对物体做的功为A．10J B．J C．5J D．J6、(本题9分)下图两种情况中，球的重力均为g，斜面倾角为，挡板对球的压力分别为()A．B．C．D．7、(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640N8、(本题9分)如下图（a）所示，一轻质弹簧的下端固定在水平面上，上端放置一物体（物体与弹簧不连接），初始时物体处于静止状态．现用竖直向上的拉力F作用在物体上，使物体开始向上做匀加速运动，拉力F与物体位移s的关系如图（b）所示（g=10m/s2），下列结论正确的是（）A．物体与弹簧分离时，弹簧处于压缩状态B．弹簧的劲度系数为750N/mC．物体的质量为2kgD．物体的加速度大小为5m/s29、(本题9分)老师课上用如图所示的“牛顿摆”装置来研究小球之间的碰撞，5个完全相同的小钢球用轻绳悬挂在水平支架上，5根轻绳互相平行，5个钢球彼此紧密排列，球心等高且位于同一直线上，用1、2、3、4、5分别标记5个小钢球.当把小球1向左拉起一定高度后由静止释放，使它在极短时间内撞击其他小球，对此实验的下列分析中，正确的是（）A．上述实验中，可观察到球5向右摆起，且达到的最大高度与球1的释放高度相同B．上述碰撞过程中，5个小球组成的系统机械能守恒，动量守恒C．如果同时向左拉起小球1、2、3到相同高度后，在同时由静止释放，经碰撞后，小球4、5一起向右摆起，且上升的最大高度大于小球1、2、3的释放高度D．若只用小球1、2进行实验，将它们分别向左、右各拉起一个较小的高度，且小球1的高度是小球2的两倍，由静止释放，可观察到发生碰撞后两小球均反弹并返回初始高度10、(本题9分)如图所示．在竖直平面内有光滑轨道ABCD，其中BC是半径为R的四分之一圆弧轨道，AB是竖直轨道，CD是水平轨道．AB与BC相切于B点，CD与BC相切于C点．—根长为2R的轻杆两端分别固定着两个质量均为m的相同小球P、Q（视为质点），从Q与B等高处由静止释放．两球滑到水平轨道上．重力加速度为g．则下列说法中正确的是A．下滑的整个过程中P球机械能守恒B．下滑的整个过程中两球组成的系统机械能守恒C．Q球过C点的速度大小为D．下滑的整个过程中Q球机械能增加量为mgR11、(本题9分)下列对曲线运动的理解正确的是()A．物体做曲线运动时，加速度一定变化B．做曲线运动的物体不可能受恒力作用C．曲线运动可以是匀变速曲线运动D．做曲线运动的物体，速度的大小可以不变12、(本题9分)如图所示，质量m1＝0.3kg的小车静止在光滑的水平面上，车长l＝1.5m，现有质量m2＝0.2kg可视为质点的物块，以水平向右的速度v0从左端滑上小车，最后在车面上某处与小车保持相对静止．物块与车面间的动摩擦因数μ＝0.5，取g＝10m/s2，则A．物块滑上小车后，滑块和小车构成的系统动量守恒B．物块滑上小车后，滑块和小车构成的系统机械能守恒C．若v0=2m/s，则物块在车面上滑行的时间为0.24sD．若要保证物块不从小车右端滑出，则v0不得大于5m/s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)某同学用图甲所示装置探究“恒力做功与动能变化的关系”．实验中砂和砂桶的总质量为m=10g，小车和砝码的总质量为M=200g．（1）实验中，为了使细线对小车的拉力等于小车所受的合外力，先调节长木板上滑轮的高度，使细线与长木板平行．接下来还需要进行平衡摩擦力的操作，下列操作正确的是________．A．将长木板水平放置，调节砂和砂桶的总质量为m的大小，轻推小车，让小车做匀速运动．B．将长木板没有滑轮的一端垫起适当的高度，撤去砂和砂桶，轻推小车，让小车做匀速运动．（2）在实验中，当m_______M（填“>>”或“=”或“<<”）时，可以认为绳子拉力等于砂和砂桶的重力．（3）图乙是实验中得到的一条纸带，O、A、B、C、D、E、F、G为8个相邻的计数点，相邻的两个计数点之间还有四个点未画出，已知打点计时器的工作频率为50Hz．首先用刻度尺进行相关长度的测量，其中CE段的测量情况如图丙所示，由图可知CE段的长度为________cm，打点计时器打下D点时的速度为___________m/s，此时小车的动能为___________J．用此方法可以求出打下各计数点时小车的动能．从C到E恒力对小车做的功为_________J，（该结果要求保留3位有效数字），把此值与C到E动能变化量进行比较即可得到实验结论．（4）实验中发现恒力做功始终比动能增量略小，可能原因是___________．A．平衡摩擦力时斜面倾斜过度造成B．平衡摩擦力时斜面倾斜不够造成C．砂与砂桶重力当成绳子拉力造成14、（10分）(本题9分)某学习小组做“探究功与速度变化的关系”的实验如图所示，下列说法正确的是________．A．实验中可使木板适当倾斜来平衡摩擦力，方法是把木板的一端适当垫高使未连纸带的小车在木板上做匀速直线运动B．平衡摩擦力后，当小车速度最大时，橡皮筋处于伸长状态C．实验中所用的橡皮筋必须是完全相同的D．橡皮筋做功完毕后小车做匀速直线运动，此过程纸带上相邻点的间距相等三、计算题要求解题步骤，和必要的文字说明（本题共36分）15、（12分）(本题9分)从某一高度平抛一物体，当抛出2s后它的速度方向与水平方向成45°角，落地时速度方向与水平成60°角，g取10m/s2。求：（1）抛出时的初速度；（2）落地时的速度；（3）抛出点距地面的高度；（4）水平射程。16、（12分）(本题9分)如图所示电路，电源电动势为12V，内阻不计。闭合开关S，当滑片P置于变阻器的b端时，电压表的示数为6V，在10s内定值电阻R1产生的热量为60J；当滑片P置于变阻器的中点时，电压表的示数为4V。求：（1）电路中的最小电流；（2）滑片P在中点和在b端两种状态下，R消耗的电功率之比。17、（12分）(本题9分)高铁列车上有很多制动装置．在每节车厢上装有制动风翼，当风翼完全打开时，可使列车产生a1=0.5m/s2的平均制动加速度．同时，列车上还有电磁制动系统、空气制动系统、摩擦制动系统等．单独启动电磁制动系统，可使列车产生a2（1）若不再开启其他制动系统，从开始制动到停车，高铁列车行驶的距离是多少？（2）若制动风翼完全打开时，距离前车只有2km

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、A【解析】

AC.对气球和砖块的整体，竖直方向受到重力、浮力和地面的支持力作用，则G=FN+F浮，若水平风力缓慢增大，地面支持力不变，与风力无关，木块不可能脱离水平面，故A错误，C正确；B.对气球受力分析，受到重力、风的推力、拉力、浮力，如图所示根据共点力平衡条件，有：Tsinθ=F；Tcosθ+mg=F浮，解得，当风力缓慢增大时，绳子的拉力T也增大，故B正确；D.水平方向，整体受到水平风力和地面给砖块的摩擦力作用，所以砖块受到的摩擦力总等于水平风力，当风力缓慢增大时，砖块受到的摩擦力也缓慢增大，故D错误。2、B【解析】

根据平抛运动规律：竖直方向解得因为可知在水平方向因为，则初速度故选B。3、D【解析】

要使小球c所受库仑力的合力的方向平行于a、b的连线，a、b的电荷一定为异号，由几何关系可知：ab与ac的夹角为90°，ca与bc的夹角为53°，根据平行四边形定则得：FacFbc=cos53°=35，根据库仑定律4、B【解析】

根据向心力公式得：；当速率为原来的3倍时有：，解得：F1=4N；A.2N，与结论不相符，选项A错误；B.4N，与结论相符，选项B正确；C.6N，与结论不相符，选项C错误；D.8N，与结论不相符，选项D错误；5、D【解析】

根据恒力做功计算表达式，可得，D正确ABC错误6、A【解析】

对球受力分析如图所示：

由于光滑圆球受共点力处于静止状态，所以光滑圆球的合力为1．对球受力分析如图，由共点力平衡的条件得出：图1中挡板对球的作用力：N2＝Gtanθ；图2中挡板对球的作用力：N2＝Gsinθ．A.，与结论相符，选项A正确；B.，与结论不相符，选项B错误；C.，与结论不相符，选项C错误；D.，与结论不相符，选项D错误；7、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=8、CD【解析】试题分析：物体与弹簧分离时，弹簧恢复原长，故A错误；刚开始物体处于静止状态，重力和弹力二力平衡，有①拉力F1为10N时，弹簧弹力和重力平衡，合力等于拉力，根据牛顿第二定律，有②物体与弹簧分离后，拉力F2为30N，根据牛顿第二定律，有③代入数据解得；故B错误，CD正确；考点：牛顿第二定律；胡克定律9、AB【解析】

A.上述实验中，由于5个球是完全相同的小球，则相互碰撞时要交换速度，即第5个球被碰瞬时的速度等于第1个球刚要与2球碰撞时的速度，由能量关系可知，观察到球5向右摆起，且达到的最大高度与球1的释放高度相同，选项A正确；B.上述碰撞过程中，5个小球组成的系统碰撞过程无能量损失，则机械能守恒，水平方向受合外力为零，则系统的动量守恒，选项B正确；C.如果同时向左拉起小球1、2、3到相同高度同时由静止释放，则3与4碰后，3停止4具有向右的速度，4与5碰撞交换速度，4停止5向右摆起；3刚停止的时候2球过来与之碰撞交换速度，然后3与4碰撞，使4向右摆起；2球刚停止的时候1球过来与之碰撞交换速度，然后2与3碰撞交换速度，使3向右摆起；故经碰撞后，小球3、4、5一起向右摆起，且上升的最大高度与小球1、2、3的释放高度相同；故C错误；D.若只用小球1、2进行实验，将它们分别向左、右各拉起一个较小的高度，且小球1的高度是小球2的两倍，由静止释放，则到达最低点时1球的速度是2球的两倍，相碰后两球交换速度各自反弹，则可观察到发生碰撞后小球2的高度是小球1的两倍，选项D错误。10、BD【解析】A、P球运动过程中轻杆要做功，所以机械能不守恒，故A错误；B、把两个球和轻杆作为一个系统来研究的话，除了重力和系统内的弹力做功，没有别的力做功，符合机械能守恒的条件，故B错误；C、Q球过C点时,杆与竖直方向的夹角的余弦:,故;

根据机械能守恒定律,有:

杆不可伸长,故两个球沿着杆方向的分速度相等,故:

联立计算得出:

故C错误;

D、下滑的整个过程中,根据机械能守恒定律,有:

计算得出:

故Q球机械能增加量为:;所以D选项是正确的;综上所述本题答案是：D11、CD【解析】物体做曲线运动的条件是合力与速度不在同一条直线上，加速度大小和方向不一定变化，如平抛运动，故A错误，C正确；物体做曲线运动的条件是合力与速度不在同一条直线上，合外力大小和方向不一定变化，如平抛运动，故B错误；做曲线运动的物体，速度大小可以不变，如匀速圆周运动，故D正确．所以CD正确，AB错误．12、ACD【解析】由于地面光滑，所以物块和小车构成的系统动量守恒，故A正确；由于物块和小车之间有摩擦力，所以系统机械能不守恒，故B错误；设物块与小车的共同速度为v，以水平向右的方向为正方向，根据动量守恒定律有，设物块与车面间的滑动摩擦力为，则对物块应用动量定理有，解得，代入数据得，C正确；要使物块恰好不从车面上滑出，须物块到车面最右端时与小车有共同的速度，设其为v′，则，由功能关系有，代入数据解得，故D正确；二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、B,<<,10.60,0.53,0.028,1.04×10-2A【解析】（1）平衡摩擦力时，需使小车的重力与摩擦力平衡，则操作正确的是：将长木板没有滑轮的一端垫起适当的高度，撤去砂和砂桶，轻推小车，让小车做匀速运动．故选B；（2）以整体为对象：mg=(M+m)a，则小车的加速度为：a=mg当m≪M可以近似认为a=m即mg=Ma若要认为绳子拉力等于砂和砂桶的重力，则必须满足条件m≪M（3）根据刻度尺的读数原则可知长度为10.60cm，相邻两个计数点之间的时间间隔为t=0.1s，根据中点时刻的速度等于平均速度可知：vD则小车的动能为Ek从C到E恒力对小车做的功为W=mgh（4）当平衡摩擦力时斜面倾斜过度时，此时小车受到合外力实际比mg大，所以合外力做的功也就大于动能的增加量，故选A本题答案是：(1).B(2).<<(3).10.60；0.53；0.028；1.04×10-2(4).A14、CD【解析】

实验中可使木板适当倾斜来平衡摩擦力，方法是把木板的一端适当垫高使连接纸带的小车在木板上做匀速直线运动，故A错误；平衡摩擦力后，当小车速度最大时，橡皮筋的弹力为零，橡皮筋处于原长状态，故B错误；实验中所用的橡皮筋必须是完全相同的，才能