河北省“名校聯(lián)盟”2023年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注意事項:1．答題前，考生先將自己的姓名、準(zhǔn)考證號碼填寫清楚，將條形碼準(zhǔn)確粘貼在條形碼區(qū)域內(nèi)。2．答題時請按要求用筆。3．請按照題號順序在答題卡各題目的答題區(qū)域內(nèi)作答，超出答題區(qū)域書寫的答案無效；在草稿紙、試卷上答題無效。4．作圖可先使用鉛筆畫出，確定后必須用黑色字跡的簽字筆描黑。5．保持卡面清潔，不要折暴、不要弄破、弄皺，不準(zhǔn)使用涂改液、修正帶、刮紙刀。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，錯選和不選得零分）1、(本題9分)如圖所示，細(xì)線的一端系一質(zhì)量為m的小球，另一端固定在傾角為θ的光滑斜面體頂端，細(xì)線與斜面平行．在斜面體以加速度a水平向右做勻加速直線運(yùn)動的過程中，小球始終靜止在斜面上，小球受到細(xì)線的拉力T和斜面的支持力為FN分別為(重力加速度為g)()A．T＝m(gsinθ＋acosθ)，F(xiàn)N＝m(gcosθ－asinθ)B．T＝m(gcosθ＋asinθ)，F(xiàn)N＝m(gsinθ－acosθ)C．T＝m(acosθ－gsinθ)，F(xiàn)N＝m(gcosθ＋asinθ)D．T＝m(asinθ－gcosθ)，F(xiàn)N＝m(gsinθ＋acosθ)2、(本題9分)在高速公路上用超聲波測速儀測量車速的示意圖如圖所示，測速儀發(fā)出并接收超聲波脈沖信號，根據(jù)發(fā)出和接收到的信號間的時間差可以測出被測的物體的速度；某時刻測速儀發(fā)出超聲波，同時汽車在離測速儀355m處開始做勻減速直線運(yùn)動．當(dāng)測速儀接收到反射回來的超聲波信號時，汽車在離測速儀335m處恰好停下，已知聲速為340m/s，則汽車在這20m位移內(nèi)的平均速度為()A．5m/sB．10m/sC．15m/sD．20m/s3、如右圖所示，傾角的斜面放在水平地面上，P是斜面底端O點正上方的一點，一物體從P點水平拋出，垂直落到斜面上的A點。A點距離水平面的高度為h，由此可知OP之間的距離為A．2h B．2.5h C．2h D．2h4、(本題9分)如圖所示，長為R的輕桿一端固定一質(zhì)量為m的小球，另一端與光滑水平轉(zhuǎn)軸O相連，現(xiàn)給小球一個初速度，使它在豎直面內(nèi)做圓周運(yùn)動，已知小球在最高點的速度大小為v，重力加速度為g。下列說法正確的是A．小球在最高點的速度v最小為gRB．小球在最高點對輕桿的作用力方向一定豎直向上C．小球在最高點時對輕桿的作用力大小可能等于mgD．小球在最高點的速度v越大，輕桿對小球的作用力越大5、動車組列車進(jìn)站前的減速過程分為兩個階段進(jìn)行：第一階段采用“再生剎車”技術(shù)，速度從250km/h減至90km/h，這期間停止動力供給，列車依靠慣性繼續(xù)前行，并帶動發(fā)電機(jī)發(fā)電；第二階段采用機(jī)械剎車，速度從90km/h開始不斷減小直至停止；關(guān)于列車進(jìn)站過程中的能量轉(zhuǎn)化，下列說法中正確的是（）A．第一階段減小的動能全部轉(zhuǎn)化為電能，即電能等于減小的動能B．第一階段減小的動能有一部分轉(zhuǎn)化為電能，即電能小于減小的動能C．第二階段減小的動能主要轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，且內(nèi)能等于減小的動能D．第二階段減小的動能主要轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，且內(nèi)能大于減小的動能6、如圖所示，小球在細(xì)繩的牽引下，在光滑水平桌面上繞繩的另一端O做勻速圓周運(yùn)動。關(guān)于小球的受力情況，下列說法正確的是A．只受重力和拉力的作用B．只受重力和向心力的作用C．只受重力、支持力和向心力的作用D．只受重力、支持力和拉力的作用7、(本題9分)如圖所示，質(zhì)量是的子彈，以的速度射入固定的、厚度是的木板，射穿后的速度是．假設(shè)阻力是恒定的，它能夠射穿同種材料制成的A．固定的、厚度是的木板B．固定的、厚度是的木板C．放在光滑水平面上的質(zhì)量為，沿速度方向長度為的木塊D．放在光滑水平面上的質(zhì)量為，沿速度方向長度為的木塊8、(本題9分)如圖所示，在M點分別以不同的速度將兩小球水平拋出，兩小球分別落在水平地面上的P點、Q點．已知O點是M點在地面上的豎直投影，OP:PQ=1:4，不考慮空氣阻力的影響．下列說法中正確的是（）A．兩小球的下落時間之比為1:4B．兩小球的下落時間之比為1:1C．兩小球的初速度大小之比為1:4D．兩小球的初速度大小之比為1:59、(本題9分)一個25kg的小孩從高度為3.0m的滑梯頂端由靜止開始滑下，滑到底端時的速度為2.0m/s.取g＝10m/s2，關(guān)于力對小孩做的功，下列結(jié)論正確的是()A．合外力做功50JB．阻力做功500JC．重力做功500JD．支持力做功0J10、(本題9分)如圖所示，小球從高處下落到豎直放置的輕彈簧上，在將彈簧壓縮到最短的整個過程中，下列關(guān)于小球和彈簧的能量敘述中正確的是（）A．重力勢能和動能之和減小B．重力勢能和彈性勢能之和總保持不變C．動能和彈性勢能之和增大D．重力勢能、彈性勢能和動能之和總保持不變11、(本題9分)如圖所示，a、b、c、d、e、f為以O(shè)為球心的球面上的點，分別在a、c兩個點處放等量異種電荷＋Q和－Q。下列說法正確的是()A．b、f兩點電場強(qiáng)度大小相等，方向不同B．e、d兩點電勢相同C．b、f兩點電場強(qiáng)度大小相等，方向相同D．e、d兩點電勢不同12、(本題9分)如圖，abc是豎直面內(nèi)的光滑固定軌道．a(chǎn)b水平．長度為2R；bc是半徑為R的四分之一的圓?。cab相切于b點．一質(zhì)量為m的小球始終受到與重力大小相等的水平外力的作用，自a點從靜止開始向右運(yùn)動．重力加速度大小為g．則A．小球恰好能運(yùn)動到軌道最高點cB．小球從a到c的過程中．動能增量為2mgRC．小球從a點運(yùn)動到其軌跡最高點的過程中，重力勢能增量為3mgRD．小球從a點運(yùn)動到其軌跡最高點的過程中，水平外力做功為4mgR二、實驗題（本題共16分，答案寫在題中橫線上）13、（6分）某同學(xué)從實驗室天花板處自由釋放一鋼球，用頻閃攝影手段驗證機(jī)械能守恒。頻閃儀每隔相等時間短暫閃光一次，照片上記錄了鋼球在各個時刻的位置。（1）操作時比較合理的做法是____。A．先打開頻閃儀再釋放鋼球B．先釋放鋼球再打開頻閃儀（2）用刻度尺在照片上測量鋼球各位置到釋放點O的距離分別為s1、s2、s3、s4、s5、s6、s7、s8，重力加速度為g，已知頻閃照相頻率為f，實際長度與照片上長度之比為k。選用以上各物理量符號，驗證從O到A過程中鋼球機(jī)械能守恒成立的關(guān)系式為：2gs5=______。14、（10分）(本題9分)驗證“機(jī)械能守恒定律”的實驗采用重物自由下落的方法(g=9.8m/s2)：(1)通過驗證mv2=mgh來驗證機(jī)械能守恒定律時，對紙帶上起點的要求___________；為此，所選擇紙帶的第一、二兩點間距應(yīng)接近___________。(2)若實驗中所用重物質(zhì)量m=1kg，打點紙帶如圖所示，所用電壓頻率為50Hz，則打點時間間隔為___________s，則記錄B點時，重物的速度vB=___________m/s，重物動能EkB=___________J。從開始下落起至B點，重物的重力勢能減少量是___________J，因此可得出的結(jié)論是___________。(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)(3)根據(jù)紙帶算出相關(guān)各點的速度v，量出下落距離h，則以v2/2為縱軸，畫出的圖象應(yīng)是圖中的___________，圖線的斜率表示___________。三、計算題要求解題步驟，和必要的文字說明（本題共36分）15、（12分）(本題9分)如圖所示，在一個傾角為的足夠長的固定斜面上，由靜止釋放一個長度為的木板，木板與斜面之間的動摩擦因數(shù)。當(dāng)長木板沿斜面向下運(yùn)動的速度達(dá)到時，在木板的下端輕輕放上一個質(zhì)量與木板相同的小煤塊，小煤塊與木板之間的動摩擦因數(shù)。設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，取重力加速度的大小，，，結(jié)果可用根號表示。求：（1）剛放上小煤塊時，長木板的加速度的大小和煤塊的加速度的大小；（2）小煤塊從木板哪一端離開？煤塊從放上到離開木板所需時間是多少？16、（12分）(本題9分)如圖所示，粗糙的水平面與豎直平面內(nèi)的光滑彎曲軌道BC在B點平滑連接．一小物塊從AB上的D點以初速度v0＝8m/s出發(fā)向B點滑行，DB長為12m，物塊與水平面間動摩擦因數(shù)μ＝0.2，求：(1)小物塊滑到B點時的速度大小．(2)小物塊沿彎曲軌道上滑到最高點距水平面的高度．17、（12分）(本題9分)如圖所示，豎直平面內(nèi)的圓弧形光滑管道半徑R=0.2m，A端與圓心O等高，AD為水平面，B點為管道的最高點且在O的正上方。一個可視為質(zhì)點的小球質(zhì)量m=0.4kg，在A點正上方高h(yuǎn)=0.6m處的P點由靜止釋放，自由下落至A點進(jìn)入管道并通過B點，小球最后落到AD面上的C點處。不計空氣阻力，g取10m/s2。求：（1）小球過A點時的速度vA的大小；（2）小球過B點時對管壁的壓力的大小和方向；（3）落點C到A點的距離。

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，錯選和不選得零分）1、A【解析】當(dāng)加速度a較小時，小球與斜面一起運(yùn)動，此時小球受重力G、繩子拉力T和斜面的支持力FN，繩子平行于斜面；小球的受力如圖：由牛頓第二定律得水平方向上：;豎直方向上，由平衡得：，聯(lián)立得：，，故A正確，BCD錯誤．2、B【解析】汽車做勻減速運(yùn)動，且汽車在與超聲波相遇前后運(yùn)動的時間相等，則根據(jù)勻變速直線運(yùn)動規(guī)律可知，兩段時間內(nèi)的位移之比一定為3：1；則可知，在與超聲波相遇時，汽車前進(jìn)的距離為：，故超聲波與汽車相遇時前進(jìn)的距離為：，因此可知，前進(jìn)運(yùn)動20m的總時間為：，汽車的平均速度為：，故選B．【點睛】根據(jù)勻變速直線運(yùn)動的規(guī)律，將汽車的減速運(yùn)動分為兩段相等的時間，則可知兩段時間內(nèi)的位移之比，從而求出超聲波前進(jìn)的位移，從而求出汽車運(yùn)動的時間，由平均速度公式即可求得平均速度．3、B【解析】

設(shè)OP之間的距離為，平拋運(yùn)動的水平位移為，則，，兩式相除，因為，，所以，代入數(shù)據(jù)求得，B正確。A.2h，與結(jié)論不相符，選項A錯誤；B.2.5h，與結(jié)論相符，選項B正確；C.2h，與結(jié)論不相符，選項C錯誤；D.2h，與結(jié)論不相符，選項D錯誤；4、C【解析】

A.細(xì)桿拉著小球在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動，在最高點時，由于桿能支撐小球，所以v的最小值為1．故A項不符合題意；BCD.根據(jù)向心力公式Fn=mv2R知，vmg-F=mv可知，v增大，F(xiàn)減小，當(dāng)v>gRmg+F=mv此時桿對小球的作用力大小可能等于mg，根據(jù)牛頓第三定律可知，小球?qū)U的作用力大小可能等于mg，v增大，F(xiàn)增大。因此v由零逐漸增大，桿對小球的彈力先減小后增大，故BD不符合題意，C符合題意。5、B【解析】第一階段減速過程中，由于速度變小，所以動能變小，由于繼續(xù)行駛并帶動發(fā)電機(jī)發(fā)電，故將一部分動能轉(zhuǎn)化為電能．減小的動能有一部分轉(zhuǎn)化為電能，即電能小于減小的動能，A錯誤B正確；第二階段減小的動能有一部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，有一部分轉(zhuǎn)化成了電能，所以內(nèi)能小于減小的動能，故CD錯誤．6、D【解析】

根據(jù)題意可知，小球只受重力、支持力和拉力的作用，D正確ABC錯誤7、CD【解析】由動能定理可知：解得f=1600N；設(shè)能穿透固定木板的厚度為d，則，解得，則子彈不能穿透固定的、厚度是6cm或7cm的木板，選項AB錯誤；當(dāng)木板放在光滑水平面上時，若子彈恰能穿透，設(shè)木板厚度為x，則由動量守恒：；由能量關(guān)系：；聯(lián)立解得：x=4.5cm，則子彈能夠穿透放在光滑水平面上的質(zhì)量為8g，沿速度方向長度為3cm或者4cm的木塊，選項CD正確；故選CD.點睛：此題考查動能定理及動量定理的應(yīng)用；關(guān)鍵要知道子彈穿過不同厚度的木板時所受的阻力相同；子彈穿過放置在光滑水平地面上的木板時滿足動量守恒及能量守恒關(guān)系.8、BD【解析】兩球的拋出高度相同，所以下落時間相同，故AB錯誤；兩小球的水平位移分別為OP和OQ，故水平位移之比為1：5；由x=vt可知兩小球的初速度之比為1：5，故D正確，C錯誤．所以BD正確，AC錯誤．9、AD【解析】

根據(jù)下降的高度求出重力做功的大小，根據(jù)動能定理求出阻力做功的大小?！驹斀狻緼項：根據(jù)動能定理：W合B項：小孩從頂端滑到底端的過程中，重力做功：WG=mgh=25×10×3J=750J，根據(jù)動能定理得：mgh+W解得：WfD項：支持力與瞬時速度的方向總是垂直，故支持力不做功，做功為0J，故D正確。故應(yīng)選AD。10、ACD【解析】

對于小球從接觸彈簧到將彈簧壓縮到最短的過程中，小球的動能、重力勢能和彈簧的彈性勢能這三種形式的能量相互轉(zhuǎn)化，沒有與其他形式的能發(fā)生交換，也就說小球的動能、重力勢能和彈簧的彈性勢能之和保持不變。對于小球從接觸彈簧到將彈簧壓縮到最短的過程中，彈簧是一直被壓縮的，所以彈簧的彈性勢能一直在增大。因為小球的動能、重力勢能和彈簧的彈性勢能之和保持不變，重力勢能和動能之和始終減小。故A正確。在剛接觸彈簧的時候這個時候小球的加速度等于重力加速度，在壓縮的過程中，彈簧的彈力越來越大，小球所受到的加速度越來越小，直到彈簧的彈力等于小球所受到的重力，這個時候小球的加速度為零，要注意在小球剛接觸到加速度變?yōu)榱愕倪^程中，小球一直處于加速狀態(tài)，由于慣性的原因，小球還是繼續(xù)壓縮彈簧，這個時候彈簧的彈力大于小球受到的重力，小球減速，直到小球的速度為0，這個時候彈簧壓縮的最短。所以小球的動能先增大后減小，所以重力勢能和彈性勢能之和先減小后增加。故B錯誤。小球下降，重力勢能一直減小，所以動能和彈性勢能之和一直增大。故C正確。對于小球從接觸彈簧到將彈簧壓縮到最短的過程中，小球的動能、重力勢能和彈簧的彈性勢能這三種形式的能量相互轉(zhuǎn)化，沒有與其他形式的能發(fā)生交換，也就說小球的動能、重力勢能和彈簧的彈性勢能之和保持不變。故D正確。故選ACD。【點睛】根據(jù)能量守恒小球的動能、重力勢能和彈簧的彈性勢能之和保持不變。其中一個能量的變化可以反映出其余兩個能量之和的變化。11、BC【解析】A、等量異種電荷的電場線和等勢線都是關(guān)于連線、中垂線對稱的，由等量異號電荷的電場的特點，結(jié)合題目的圖可知，圖中bdef所在的平面是兩個點電荷連線的垂直平分面，所以該平面上各點的電勢都是相等的，各點的電場強(qiáng)度的方向都與該平面垂直。由于b、c、d、e各點到該平面與兩個點電荷的連線的交點O的距離是相等的，結(jié)合該電場的特點可知，b、c、d、e各點的場強(qiáng)大小也相等。由以上的分析可知，b、c、d、e各點的電勢相等，電場強(qiáng)度大小相等，方向相同。故A、D錯誤；故選BC。【點睛】解決本題的關(guān)鍵要掌握等量異種電荷的電場線和等勢面的分布情況，知道場強(qiáng)是矢量，只有大小和方向都相同時，場強(qiáng)才相同，同時掌握好電場強(qiáng)度的疊加方法。12、BC【解析】設(shè)小球到達(dá)c點的速度為v，則從a到c由動能定理：，解得，則小球不是恰好能運(yùn)動到軌道最高點c，選項A錯誤；小球從a到c的過程中，動能增量為，選項B正確；小球離開c點后，豎直方向做豎直上拋運(yùn)動，水平方向做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動，設(shè)小球從c點達(dá)到最高點的時間為t，則有：，上升的高度；此段時間內(nèi)水平方向的位移為：，所以小球從a點開始運(yùn)動到其軌跡最高點，小球的重力勢能增量為3mgR；小球在水平方向的位移為：L=3R+2R=5R，水平外力做功為5mgR，選項C正確，D錯誤；故選BC.點睛：本題主要是考查功能關(guān)系；機(jī)械能守恒定律的守恒條件是系統(tǒng)除重力或彈力做功以外，其它力對系統(tǒng)做的功等于零；除重力或彈力做功以外，其它力對系統(tǒng)做多少功，系統(tǒng)的機(jī)械能就變化多少；注意本題所求的是“小球從a點開始運(yùn)動到其軌跡最高點”，不是從a到c的過程，這是易錯點．二、實驗題（本題共16分，答案寫在題中橫線上）13、Ak【解析】

第一空：從實驗室天花板處自由釋放一鋼球，用頻閃攝影手段驗證機(jī)械能守恒，因此必須先打開頻閃儀再釋放鋼球，故A操作合理，B操作不合理；第二空：在OA段運(yùn)動過程中，A點的速度為，則動能的增加量為：，而減小的重力勢能：，驗證從O到A過程中鋼球機(jī)械能守恒成立的關(guān)系式為：。14、初速度等于零2mm0.020.5900.1740.172在誤差勻許的范圍內(nèi)機(jī)械能守恒C重力加速度【解析】

第一空.用公式mυ2＝mgh來驗證機(jī)械能守恒定律時，對紙帶上起點的要求是重錘是從初速度為零開始；

第二空.打點計時器的打點頻率為50Hz，打點周期為0.02s，重物開始下落后，在第一個打點周期內(nèi)重物下落的高度所以所選的紙帶最初兩點間的距離；所選擇紙帶的第一、二兩點間距應(yīng)接近2mm．

第三空.所用電壓頻率為50Hz，則打點時間間隔為0.02s；第四空.利用勻變速直線運(yùn)動的推論第五空.重錘的動能EKB=mvB2=0.174J；第六空.從開始下落至B點，重錘的重力勢能減少量△Ep=mgh=1×9.8×0.176J=0.172J．第七空.得出的結(jié)論是在誤差允許范圍內(nèi)，重物下落的機(jī)械能守恒．第八空.利用-h圖線處理數(shù)據(jù)，如果mgh=mv2那么圖線應(yīng)該是過原點的直線，故選