2022-2023學(xué)年江西省南豐一中物理高一下期末考試試題含解析

2022-2023學(xué)年高一物理下期末模擬試卷考生須知：1．全卷分選擇題和非選擇題兩部分，全部在答題紙上作答。選擇題必須用2B鉛筆填涂；非選擇題的答案必須用黑色字跡的鋼筆或答字筆寫(xiě)在“答題紙”相應(yīng)位置上。2．請(qǐng)用黑色字跡的鋼筆或答字筆在“答題紙”上先填寫(xiě)姓名和準(zhǔn)考證號(hào)。3．保持卡面清潔，不要折疊，不要弄破、弄皺，在草稿紙、試題卷上答題無(wú)效。一、選擇題：（1-6題為單選題7-12為多選，每題4分，漏選得2分，錯(cuò)選和不選得零分）1、(本題9分)如圖所示，一個(gè)長(zhǎng)直輕桿兩端分別固定一個(gè)小球A和B，兩球質(zhì)量均為m，兩球半徑忽略不計(jì)，桿的長(zhǎng)度為L(zhǎng)．先將桿AB豎直靠放在豎直墻上，輕輕撥動(dòng)小球B，使小球B在水平面上由靜止開(kāi)始向右滑動(dòng)，當(dāng)小球A沿墻下滑距離為L(zhǎng)時(shí)，下列說(shuō)法正確的是（不計(jì)一切摩擦）A．桿對(duì)小球A做功為B．小球A和B的速度都為C．小球A、B的速度分別為和D．桿與小球A和B組成的系統(tǒng)機(jī)械能減少了mgL2、(本題9分)下列物理量中，屬于矢量的是A．功率 B．加速度 C．彈性勢(shì)能 D．動(dòng)能3、(本題9分)如圖所示，在光滑水平面上停放著質(zhì)量為m、裝有光滑弧形槽的小車，一質(zhì)量為2m的小球以水平初速度v0沿槽口向小車滑去，到達(dá)某一高度后，小球又返回右端，則()A．小球?qū)⒆鲎杂陕潴w運(yùn)動(dòng)B．小球?qū)⑾蜃笞銎綊佭\(yùn)動(dòng)C．小車此過(guò)程中先向左運(yùn)動(dòng)后向右運(yùn)動(dòng)D．小球在弧形槽內(nèi)上升的最大高度為4、(本題9分)若地球繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)周期及公轉(zhuǎn)軌道半徑分別為T(mén)和R，月球繞地球公轉(zhuǎn)周期和公轉(zhuǎn)軌道半徑分別為t和r，則太陽(yáng)質(zhì)量與地球質(zhì)量之比為（）A． B． C． D．5、(本題9分)質(zhì)量為m的汽車，在平直公路上從靜止開(kāi)始以大小為a（定值）的加速度啟動(dòng)，當(dāng)汽車的功率為P時(shí)，司機(jī)立即將功率降到P/2，且保持此功率運(yùn)動(dòng)一段較長(zhǎng)時(shí)間．已知汽車在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受到的阻力大小恒為ma，則汽車在以上運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，速度隨時(shí)間變化的圖象是A． B．C． D．6、在光滑的水平面上，質(zhì)量為m的小球在細(xì)繩拉力作用下，以速度v做半徑為R的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，小球向心加速度大小和所受拉力大小分別是A．， B．，C．， D．，7、(本題9分)物體在恒定的合外力F作用下做直線運(yùn)動(dòng)，在時(shí)間內(nèi)速度由0增大到v，接著在時(shí)間內(nèi)速度由v增大到2v．設(shè)F在內(nèi)做的功是，沖量是；在內(nèi)做的功是，沖量是；那么（）A． B． C． D．8、(本題9分)輕桿一端固定在光滑水平軸O上，桿長(zhǎng)為l．桿另一端固定一質(zhì)量為m可視為質(zhì)點(diǎn)的小球，如圖所示．給小球一初速度，使其在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，且剛好能通過(guò)最高點(diǎn)P，下列說(shuō)法正確的是（）A．小球在最高點(diǎn)時(shí)對(duì)桿的作用力為零，只有重力提供小球的向心力B．小球恰好通過(guò)最高點(diǎn)的臨界速度是C．若增大小球的初速度，則在最高點(diǎn)時(shí)球?qū)U的力可能減小D．若增大小球的初速度，則在最高點(diǎn)時(shí)球?qū)U的力可能增大9、(本題9分)甲、乙兩物體都在做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，下列情況下，關(guān)于向心加速度的說(shuō)法正確的是()A．當(dāng)它們的角速度相等時(shí)，乙的線速度小則乙的向心加速度小B．當(dāng)它們的周期相等時(shí)，甲的半徑大則甲的向心加速度大C．當(dāng)它們的線速度相等時(shí)，乙的半徑小則乙的向心加速度小D．當(dāng)它們的線速度相等時(shí)，在相同的時(shí)間內(nèi)甲與圓心的連線掃過(guò)的角度比乙的大，則甲的向心加速度比乙的小10、(本題9分)在光滑水平面上A、B兩小車中間有一彈簧，如圖所示，用手抓住小車并將彈簧壓縮后使小車處于靜止?fàn)顟B(tài)．將兩小車及彈簧看做一個(gè)系統(tǒng)，下面說(shuō)法正確的是A．兩手同時(shí)放開(kāi)后，系統(tǒng)總動(dòng)量始終為零B．先放開(kāi)左手，再放開(kāi)右手后，在彈簧伸縮的過(guò)程中，動(dòng)量不守恒C．先放開(kāi)左手，再放開(kāi)右手后，在彈簧伸縮的過(guò)程中，動(dòng)量守恒且總動(dòng)量向右D．無(wú)論何時(shí)放手，兩手放開(kāi)以后，在彈簧伸縮的過(guò)程中，系統(tǒng)總動(dòng)量都保持不變，但系統(tǒng)的總動(dòng)量不一定為零11、如圖為過(guò)山車以及軌道簡(jiǎn)化模型，不計(jì)一切阻力，以下判斷正確的是A．過(guò)山車在圓軌道上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)B．過(guò)山車在圓軌道最低點(diǎn)時(shí)乘客處于失重狀態(tài)C．過(guò)山車在圓軌道最高點(diǎn)時(shí)的速度應(yīng)不小于D．過(guò)山車在斜面h＝3R高處由靜止滑下通過(guò)圓軌道最高點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道壓力大小等于其重力12、A、B、C為電場(chǎng)中電場(chǎng)線上的三個(gè)點(diǎn)，一帶電小球從A點(diǎn)由靜止釋放，并開(kāi)始計(jì)時(shí)，先后沿直線經(jīng)過(guò)B、C兩點(diǎn)，其運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的v-t如圖所示，下列說(shuō)法正確的是A．電場(chǎng)方向由A指向CB．A、B、C三點(diǎn)中B點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)最大C．小球由B至C過(guò)程中平均速度等于5.5m/sD．B、C兩點(diǎn)間電勢(shì)差大小|UBC|大于A、B兩點(diǎn)間電勢(shì)差大小|UAB|二、實(shí)驗(yàn)題（本題共16分，答案寫(xiě)在題中橫線上）13、（6分）(本題9分)用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證動(dòng)能定理．如圖所示是某次實(shí)驗(yàn)中得到的一條紙帶，其中A、B、C、D、E是計(jì)數(shù)點(diǎn)（每打5個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)），其中L1=1．07cm,L2=2．18cm,L1=3．87cm,L4=4．62cm。則打C點(diǎn)時(shí)小車的速度為_(kāi)__________m/s，小車的加速度是__________m/s2。（計(jì)算結(jié)果均保留三位有效數(shù)字）14、（10分）(本題9分)圖甲是“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)裝置，實(shí)驗(yàn)中提供器材有鐵架臺(tái)、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器及配套電源、重物、天平、紙帶等，圖乙中打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電壓為_(kāi)________（填“交流”或“交流”），實(shí)驗(yàn)中可選可不選的實(shí)驗(yàn)器材是_________。三、計(jì)算題要求解題步驟，和必要的文字說(shuō)明（本題共36分）15、（12分）(本題9分)某天文愛(ài)好者在地面觀測(cè)衛(wèi)星和衛(wèi)星繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)的情況，測(cè)得時(shí)間內(nèi)衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)的弧長(zhǎng)為，衛(wèi)星與地心的連線轉(zhuǎn)過(guò)的角度為．已知萬(wàn)有引力常量為，求：（1）地球的質(zhì)量；（2）若已知衛(wèi)星繞地球運(yùn)動(dòng)的軌道半徑為衛(wèi)星軌道半徑的兩倍，求衛(wèi)星運(yùn)行的周期．16、（12分）如圖所示，質(zhì)量m的小環(huán)串在固定的粗糙豎直長(zhǎng)桿上，從離地h高處以一定初速度向上運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中與長(zhǎng)桿之間存在大小mg的滑動(dòng)摩擦力。小環(huán)能達(dá)到的最大高度為3h，求：（1）小環(huán)從h高處出發(fā)至第二次經(jīng)過(guò)2h高處過(guò)程中，重力做功和摩擦力做功分別為多少？（2）在高中我們定義“由相互作用的物體的相對(duì)位置決定的能量”叫勢(shì)能，如相互吸引的物體和地球，其相對(duì)位置關(guān)系決定重力勢(shì)能。對(duì)比（1）問(wèn)中兩力做功，說(shuō)明為什么不存在與摩擦力對(duì)應(yīng)的“摩擦力勢(shì)能”的概念。（3）以地面為零勢(shì)能面。從出發(fā)至小環(huán)落地前，小環(huán)的機(jī)械能E隨路程s的變化關(guān)系是什么？（4）上升和下降兩次經(jīng)過(guò)2h高處時(shí)的速度大小之比為多少？17、（12分）如圖所示，水平地面與一半徑為R的豎直光滑圓弧軌道相接于B點(diǎn)，軌道上的C點(diǎn)位置處于圓心O的正下方．距地面高度為R的水平平臺(tái)邊緣上的A點(diǎn)，質(zhì)量為m的小球以的速度水平飛出，小球在空中運(yùn)動(dòng)至B點(diǎn)時(shí)，恰好沿圓弧軌道在該點(diǎn)的切線方向滑入軌道．小球運(yùn)動(dòng)過(guò)程中空氣阻力不計(jì)，重力加速度為g，試求：（1）B點(diǎn)與拋出點(diǎn)A正下方的水平距離x．（2）圓弧BC段所對(duì)的圓心角θ．（3）小球能否沿圓軌道上升到最高點(diǎn)D，若能到達(dá)，求出到達(dá)D點(diǎn)的速度；若不能到達(dá)，請(qǐng)說(shuō)明理由．

參考答案一、選擇題：（1-6題為單選題7-12為多選，每題4分，漏選得2分，錯(cuò)選和不選得零分）1、C【解析】

當(dāng)小球A沿墻下滑距離為l/2時(shí)，設(shè)此時(shí)A球的速度為v1，B球的速度為v2

根據(jù)系統(tǒng)機(jī)械能守恒定律得：mg?＝兩球沿桿子方向上的速度相等，則有：v1cos60°=v2cos30°聯(lián)立兩式解得：v1＝，v2＝，故C正確B錯(cuò)誤對(duì)球A動(dòng)能定理有可得，A錯(cuò)誤A和B組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，因此D錯(cuò)誤故選C【點(diǎn)睛】將球的運(yùn)動(dòng)分解為沿桿子方向和垂直于桿子方向，抓住沿桿子方向速度相等得出A、B的速度關(guān)系，結(jié)合系統(tǒng)機(jī)械能守恒求出此時(shí)A、B的速度．2、B【解析】

A.功率只有大小沒(méi)有方向，是標(biāo)量，A錯(cuò)誤B.加速度既有大小也有方向，是矢量，B正確C.彈性勢(shì)能只有大小沒(méi)有方向，是標(biāo)量，C錯(cuò)誤D.動(dòng)能只有大小沒(méi)有方向，是標(biāo)量，D錯(cuò)誤3、B【解析】

AB．設(shè)小球離開(kāi)小車時(shí)，小球的速度為v1，小車的速度為v2，整個(gè)過(guò)程中動(dòng)量守恒，以向左為正方向，由動(dòng)量守恒定律得：2mv0=2mv1+mv2…①，

由動(dòng)能守恒定律得：?2mv02=?2mv12+mv22…②，

由立①②解得：v1=v0，v2=v0，

所以小球與小車分離后將向左做平拋運(yùn)動(dòng)，故A錯(cuò)誤，B正確．

C．此過(guò)程中小球?qū)π≤囈恢庇行毕蜃笙路降淖饔昧Γ瑒t小車一直向左加速運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；D．當(dāng)小球與小車的水平速度相等時(shí)，小球弧形槽上升到最大高度，設(shè)該高度為h，系統(tǒng)在水平方向動(dòng)量守恒，以向左為正方向，在水平方向，由動(dòng)量守恒定律得：2mv0=3m?v；由機(jī)械能守恒定律得；?2mv02=?3mv2+mgh，解得：h=，故D錯(cuò)誤．4、B【解析】

地球繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)，由太陽(yáng)的萬(wàn)有引力提供地球的向心力，則得：解得太陽(yáng)的質(zhì)量為：月球繞地球公轉(zhuǎn)，由地球的萬(wàn)有引力提供月球的向心力，則得：解得地球的質(zhì)量為：所以太陽(yáng)質(zhì)量與地球質(zhì)量之比，故B正確。5、A【解析】

汽車恒定加速度啟動(dòng)，設(shè)牽引力為F，則有：F-ma=ma；解得：F=2ma，由P=fv可知，當(dāng)汽車的功率由P降到P/2時(shí)，F(xiàn)降到F/2，此刻牽引力大小等于ma，大小等于汽車受到的阻力，故汽車將做勻速直線運(yùn)動(dòng)；A.A圖與結(jié)論相符，選項(xiàng)A正確；B.B圖與結(jié)論不相符，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；C.C圖與結(jié)論不相符，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；D.D圖與結(jié)論不相符，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；6、B【解析】

小球所受的拉力提供向心力，根據(jù)牛頓第二定律得：向心加速度故選B．7、BC【解析】

根據(jù)動(dòng)能定理得：則．根據(jù)動(dòng)量定理得知故BC正確，AD錯(cuò)誤．故選BC.點(diǎn)睛：根據(jù)動(dòng)能的變化由動(dòng)能定理求合力的功、根據(jù)動(dòng)量的變化由動(dòng)量定理求合力的沖量是這兩大定理基本的應(yīng)用．8、CD【解析】桿模型中，小球剛好能通過(guò)最高點(diǎn)P的速度為0，設(shè)小球在最高點(diǎn)時(shí)對(duì)桿的作用力為F，根據(jù)牛頓第二定律：F-mg=0，得：F=mg，故AB錯(cuò)誤；在最高點(diǎn)，當(dāng)速度大于，桿子表現(xiàn)為拉力，當(dāng)速度小于，桿子表現(xiàn)為支持力．根據(jù)牛頓第二定律知，在最高點(diǎn)當(dāng)速度大于，速度增大，則桿子的作用力增大，當(dāng)速度小于，速度增大，則桿子的作用力減?。蔆D正確；故選CD.點(diǎn)睛：解決本題的關(guān)鍵知道“桿模型”與“繩模型”的區(qū)別，知道向心力的來(lái)源，運(yùn)用牛頓第二定律進(jìn)行分析．9、AB【解析】A、角速度相等，乙的線速度小，根據(jù)公式a=vω，甲的向心加速度大于乙的向心加速度，故A正確；B、周期相等，乙的半徑小，根據(jù)公式a=(C、線速度相等，乙的半徑小，根據(jù)公式a=vD、線速度相等，角速度大的向心加速度大，則D錯(cuò)誤。點(diǎn)睛：對(duì)于圓周運(yùn)動(dòng)的公式要采用控制變量法來(lái)理解．當(dāng)半徑不變時(shí)，加速度才與線速度、角速度和周期有單調(diào)性關(guān)系，而當(dāng)半徑也變化時(shí)，加速度與線速度、角速度和周期不具有單調(diào)性關(guān)系。10、AD【解析】

A.兩手同時(shí)放開(kāi)，兩車組成的系統(tǒng)所受合外力為零，系統(tǒng)動(dòng)量守恒，由于系統(tǒng)初動(dòng)量為零，則系統(tǒng)總動(dòng)量為零，故A正確；B.先放開(kāi)左手，再放開(kāi)右手，在放開(kāi)兩手的過(guò)程中，兩車與彈簧組成的系統(tǒng)所受合外力不為零，系統(tǒng)動(dòng)量不守恒；放開(kāi)兩手后，兩車組成的系統(tǒng)所受合外力為零，系統(tǒng)動(dòng)量守恒，故B錯(cuò)誤；C.先放開(kāi)左手，再放開(kāi)右手，放開(kāi)左手后系統(tǒng)所受合外力向左，系統(tǒng)所受合外力的沖量向左，系統(tǒng)總動(dòng)量向左，故C錯(cuò)誤；D.無(wú)論何時(shí)放手，兩手放開(kāi)后，系統(tǒng)所受合外力為零，系統(tǒng)動(dòng)量守恒；但若是兩手不是同時(shí)放開(kāi)，則系統(tǒng)受合外力不為零，則系統(tǒng)的總動(dòng)量不為零，故D正確；11、CD【解析】

A．過(guò)山車在豎直圓軌道上做圓周運(yùn)動(dòng)，只有重力做功，其機(jī)械能守恒，動(dòng)能和重力勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化，知速度大小變化，不是勻速圓周運(yùn)動(dòng)，故A錯(cuò)誤；B．在最低點(diǎn)時(shí)，乘客的加速度向上，處于超重狀態(tài)，故B錯(cuò)誤；C．在最高點(diǎn)，重力和軌道對(duì)車的壓力提供向心力，當(dāng)軌道對(duì)車的壓力為零時(shí)，速度最小，則得：所以過(guò)山車在圓軌道最高點(diǎn)時(shí)的速度應(yīng)不小于，故C正確；D．過(guò)山車在斜面h=3R高處由靜止滑下到最高點(diǎn)的過(guò)程中，根據(jù)動(dòng)能定理得：解得；所以軌道對(duì)車的支持力為故D正確；12、BD【解析】

A.根據(jù)圖線可知，帶電小球從A點(diǎn)由靜止釋放，速度逐漸增大，說(shuō)明電場(chǎng)力方向由A指向C，但小球的電性未知，故無(wú)法判斷電場(chǎng)強(qiáng)度的方向，故A錯(cuò)誤；B.由圖知，小球在B處加速度最大，由qE=ma知，A、B、C三點(diǎn)中B點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)最大，故B正確；C.如果小球從B到C做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，則小球的平均速度為，但小球由B至C過(guò)程中做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)，位移大于勻加速過(guò)程的位移，故平均速度大于5.5m/s，故C錯(cuò)誤；D.根據(jù)動(dòng)能定理得：，，可得UAB小于UBC．故D正確。二、實(shí)驗(yàn)題（本題共16分，答案寫(xiě)在題中橫線上）13、1.24m/s6.21m/s2【解析】

計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔t=0.02s×5=0.1s，則vC=BD【點(diǎn)睛】本題根據(jù)做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的物體在某段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于該時(shí)間中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度來(lái)求解某點(diǎn)的速度；由△x=at2求加速度．14、交流天平【解析】

[1]由圖乙可知，是電磁計(jì)時(shí)器，其采用6V交流電源。[2]根據(jù)“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)可知，減小的動(dòng)能與增加的重力勢(shì)能，兩邊質(zhì)量可約去，因此質(zhì)量可測(cè)，也可不測(cè)，即可選可不選的實(shí)驗(yàn)器材是天平。三、計(jì)算題要求解題步驟，和必要的文字說(shuō)明（本題共36分）15、(1)；(2)【解析】

（1）由題可知，衛(wèi)星1做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為衛(wèi)星1做圓周運(yùn)動(dòng)的線速度為由萬(wàn)有引力提供向心力求得地球的質(zhì)量為（2）衛(wèi)星1做圓周運(yùn)動(dòng)的周期為因?yàn)楦鶕?jù)開(kāi)普勒第三定律有解得16、（1）；；（2）重力做功與路徑無(wú)關(guān)，僅與初末位置有關(guān)．勢(shì)能的變化與初末位置有關(guān)．兩者都與位置有關(guān)，所以重力有對(duì)應(yīng)的重力勢(shì)能．