河北省新2023年物理高一下期末綜合測試試題（含答案解析）

2023學(xué)年高一物理下期末模擬試卷考生請注意：1．答題前請將考場、試室號、座位號、考生號、姓名寫在試卷密封線內(nèi)，不得在試卷上作任何標(biāo)記。2．第一部分選擇題每小題選出答案后，需將答案寫在試卷指定的括號內(nèi)，第二部分非選擇題答案寫在試卷題目指定的位置上。3．考生必須保證答題卡的整潔。考試結(jié)束后，請將本試卷和答題卡一并交回。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，用硬質(zhì)輕桿固定的兩個小球A、B分別處于光滑的豎直墻面和斜面上，且在同一豎直平面內(nèi)．用水平向左的推力F作用于B球，兩球在圖示位置靜止．現(xiàn)改變力F的大小使B球沿斜面向上移動一小段距離，發(fā)現(xiàn)兩球在虛線位置重新平衡．重新平衡后與移動前相比，下列說法正確的是（）A．推力F變大 B．斜面對B的彈力變大C．墻面對A的彈力變小 D．輕桿受到作用力變大2、一臺抽水機每秒能把30kg的水抽到10m高的水塔上，如果不計額外功的損失，這臺抽水機保持輸出功率不變的前提下，半小時內(nèi)能做多少功（）()A． B． C． D．3、(本題9分)2018年4月10日，中國北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)首個海外中心舉行揭牌儀式．衛(wèi)星、為北斗系統(tǒng)內(nèi)的兩顆衛(wèi)星，設(shè)它們圍繞地球做勻速圈周運動的軌道半徑之比為，則它們的角速度、線速度、加速度和周期之比正確的是（）A．B．C．D．4、(本題9分)如圖所示，質(zhì)量分別為m1和m2的小球用一輕質(zhì)彈簧相連，置于光滑水平面上，今以等值反向的力分別作用于兩小球上，則由兩小球與彈簧組成的系統(tǒng)（）A．動量守恒，機械能不守恒 B．動量守恒，機械能守恒C．動量不守恒，機械能守恒 D．動量不守恒，機械能不守恒5、如圖所示，一個質(zhì)量為m的小球，用長為L的輕繩懸掛于O點，小球在水平力F作用下，從平衡位置P很緩慢地移動到Q點，則力F所做的功為（）A．FLsinθ B．mgLcosθC．FL(1-cosθ) D．mgL(1-cosθ)6、(本題9分)下列對幾種物理現(xiàn)象的解釋中，正確的是()A．砸釘子時不用橡皮錘，只是因為橡皮錘太輕B．跳高時在沙坑里填沙，是為了減小沖量C．在推車時推不動是因為推力的沖量為零D．動量相同的兩個物體受到相同的制動力的作用，兩個物體將同時停下來7、(本題9分)如圖右所示，物體A、B用細(xì)繩連接后跨過滑輪，A靜止在傾角為30°的斜面上，不計滑輪摩擦，現(xiàn)將斜面傾角由30°增大到45°，系統(tǒng)仍能保持靜止．則斜面傾角增大后與增大前相比，下列說法正確的是（）A．繩子對物體A的拉力將增大B．物體A對斜面的壓力將減小C．物體A受到的靜摩擦力增大D．物體A受到的合力將增大8、如圖所示，內(nèi)壁光滑半徑大小為的圓軌道豎直固定在水平桌面上，一個質(zhì)量為的小球恰好能通過軌道最高點在軌道內(nèi)做圓周運動。取桌面為重力勢能的參考面，不計空氣阻力，重力加速度為g。則小球在運動過程中其機械能E、動能、向心力、速度的平方，它們的大小分別隨距桌面高度h的變化圖像正確的是A．B．C．D．9、(本題9分)如圖所示．在豎直平面內(nèi)有光滑軌道ABCD，其中BC是半徑為R的四分之一圓弧軌道，AB是豎直軌道，CD是水平軌道．AB與BC相切于B點，CD與BC相切于C點．—根長為2R的輕桿兩端分別固定著兩個質(zhì)量均為m的相同小球P、Q（視為質(zhì)點），從Q與B等高處由靜止釋放．兩球滑到水平軌道上．重力加速度為g．則下列說法中正確的是A．下滑的整個過程中P球機械能守恒B．下滑的整個過程中兩球組成的系統(tǒng)機械能守恒C．Q球過C點的速度大小為D．下滑的整個過程中Q球機械能增加量為mgR10、(本題9分)用細(xì)繩拴著質(zhì)量為m的物體，在豎直平面內(nèi)做半徑為R的圓周運動，則下列說法正確的是（）A．小球過最高點時，繩子張力可以為零B．小球過最高點時的速度是0C．小球做圓周運動過最高點時的最小速度是√gRD．小球過最高點時，繩子對小球的作用力可以與球所受重力方向相反11、(本題9分)如圖所示，點L1和點L2稱為地月連線上的拉格朗日點．在L1點處的物體可與月球同步繞地球轉(zhuǎn)動．在L2點處附近的飛行器無法保持靜止平衡，但可在地球引力和月球引力共同作用下圍繞L2點繞行．我國中繼星鵲橋就是繞L2點轉(zhuǎn)動的衛(wèi)星，嫦娥四號在月球背面工作時所發(fā)出的信號通過鵲橋衛(wèi)星傳回地面，若鵲橋衛(wèi)星與月球、地球兩天體中心距離分別為R1、R2，信號傳播速度為c．則（）A．鵲橋衛(wèi)星在地球上發(fā)射時的發(fā)射速度大于地球的逃逸速度B．處于L1點的繞地球運轉(zhuǎn)的衛(wèi)星周期接近28天C．嫦娥四號發(fā)出信號到傳回地面的時間為D．處于L1點繞地球運轉(zhuǎn)的衛(wèi)星其向心加速度a1小于地球同步衛(wèi)星的加速度a212、如圖所示，a、b、c是在地球大氣層外圓形軌道上運動的3顆衛(wèi)星，下列說法正確的是（）A．b、c的線速度大小相等，且小于a的線速度B．b、c的向心加速度大小相等，且小于a的向心加速度C．c加速可追上同一軌道上的b，b減速可等候同一軌道上的cD．a(chǎn)衛(wèi)星由于阻力，軌道半徑緩慢減小，其線速度將增大，機械能不變二、實驗題（本題共16分，答案寫在題中橫線上）13、（6分）(本題9分)為驗證在自由落體過程中物體的機械能是守恒的，某同學(xué)利用DIS設(shè)計了一個實驗，實驗裝置如圖甲所示，圖中A為電磁鐵，B為光電門．有一直徑為d、質(zhì)量為m的金屬小球通過電磁鐵從A處由靜止釋放，下落過程中能通過A處正下方、固定于B處的光電門，測得A、B間的距離為H，光電計時器記錄下小球通過光電門的時間為t，當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間，且小球直徑d遠(yuǎn)小于A、B間的距離H．則：

（1）小球經(jīng)過光電門B時的速度vB表達(dá)式為_____；

（2）多次改變高度H，重復(fù)上述實驗，作出-H的變化圖象如圖乙所示，當(dāng)圖線斜率k=________時（用已知量g、d表示），可判斷小球下落過程中機械能守恒；

（3）實驗中發(fā)現(xiàn)動能增加量△Ek總是稍小于重力勢能減少量△EP，增加下落高度后，△EP-△Ek將_______增加（選填“增加”、“減小”、“不變”）．14、（10分）(本題9分)關(guān)于“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實驗，下列說法中正確的是()A．通過同時改變小車的質(zhì)量m及受到的拉力F的研究，能歸納出加速度、力、質(zhì)量三者之間的關(guān)系B．通過保持小車質(zhì)量不變，只改變小車的拉力的研究，就可以歸納出加速度、力、質(zhì)量三者之間的關(guān)系C．通過保持小車受力不變，只改變小車質(zhì)量的研究，就可以得出加速度、力、質(zhì)量三者之間的關(guān)系D．先保持小車質(zhì)量不變，研究加速度與力的關(guān)系；再保持小車受力不變，研究加速度與質(zhì)量的關(guān)系，最后歸納出加速度、力、質(zhì)量三者之間的關(guān)系三、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)甲、乙兩個物體沿同一直線相向運動，甲物體的速度是6m/s，乙物體的速度是2m/s，碰撞后兩物體都沿各自原方向的反方向運動，速度都是4m/s.求甲、乙兩物體的質(zhì)量之比是多少？16、（12分）(本題9分)如圖所示，半徑為R的四分之一光滑圓弧槽固定在小車上，槽兩端等高．有一質(zhì)量為m的小球在圈弧槽中最低點相對圓弧槽靜止，小球和小車起以大小為的速度沿水平面向右勻速運動，當(dāng)小車遇到障礙物時突然停止不動．小球可視為質(zhì)點．不計空氣阻力，重加速度為g，求：（1）小車停止瞬間，小球?qū)A弧槽最低點的壓力大小；（2）小車停止后，小球相對圓弧槽最低點上升的最大高度可能值．17、（12分）(本題9分)如圖所示，物體A的質(zhì)量為M，圓環(huán)B的質(zhì)量為m，通過繩子連接在一起，圓環(huán)套在光滑的豎直桿上，開始時連接圓環(huán)的繩子處于水平，長度l＝4m，現(xiàn)從靜止釋放圓環(huán)．不計定滑輪和空氣的阻力，取g＝10m/s2，求：（1）若圓環(huán)恰能下降h＝3m，A和B的質(zhì)量應(yīng)滿足什么關(guān)系？（2）若圓環(huán)下降h＝3m時的速度vB＝5m/s，則A和B的質(zhì)量有何關(guān)系？（3）不管A和B的質(zhì)量為多大，圓環(huán)下降h＝3m時的速度不可能超過多大？

2023學(xué)年模擬測試卷參考答案（含詳細(xì)解析）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、C【答案解析】先對小球A受力分析，受重力、墻壁的支持力、輕桿的彈力，如圖所示：

根據(jù)共點力平衡條件，有：F彈=；FN=mgtanα；由于α減小，墻面對A的彈力減小，輕桿對A的彈力變??；故C正確，D錯誤；再對AB整體受力分析，受重力(M+m)g、斜面支持力N、墻壁支持力FN、推力F，如圖所示；根據(jù)共點力平衡條件，有：Nsinβ+FN=F；Ncosβ=（m+M）g；解得：F=（m+M）gtanβ+mgtanα；N=；由于α減小，β不變，則推力F減??；斜面對B的彈力不變；故B錯誤；故選C．點睛：本題主要是考查了共點力的平衡問題，解答此類問題的一般步驟是：確定研究對象、進行受力分析、利用平行四邊形法則進行力的合成或者是正交分解法進行力的分解，然后在坐標(biāo)軸上建立平衡方程進行解答．本題也可以利用圖解法來分析；注意整體法和隔離法的應(yīng)用．2、C【答案解析】

抽水機1秒鐘內(nèi)做的功是：所以抽水機的功率為：抽水機半小時做的功是：.A．與分析不符，故A錯誤.B．與分析不符，故B錯誤.C．與分析相符，故C正確.D．與分析不符，故D錯誤.3、B【答案解析】

根據(jù)，，解得，則，選項A錯誤；由，則，選項B正確；由，則，選項C錯誤；由，則，選項D錯誤；故選B.【答案點睛】關(guān)于天體問題一定要掌握兩個關(guān)系：環(huán)繞天體繞中心天體做勻速圓周運動所需要的向心力由萬有引力提供；星球表面的物體受到的重力等于萬有引力．4、A【答案解析】如果一個系統(tǒng)不受外力，或者外力的沖量矢量和為零，則系統(tǒng)動量守恒，所以A正確．5、D【答案解析】

小球在緩慢移動的過程中，水平力F是變力，不能通過功的公式求解功的大小，根據(jù)動能定理得解得：A.FLsinθ與分析不相符，故A項與題意不相符；B.mgLcosθ與分析不相符，故B項與題意不相符；C.FL(1-cosθ)與分析不相符，故C項與題意不相符；D.mgL(1-cosθ)與分析相符，故D項與題意相符。6、D【答案解析】

A．橡皮錘擊釘時，橡皮錘具有彈性，具有緩沖作用，作用時間較鐵錘擊釘長，根據(jù)動量定理，作用力較小，所以不易將釘子釘進物體里，故A錯誤；B．跳高時，在沙坑里填沙，是為了緩沖，增加人與地面的作用時間，減小作用力，并不是為了減小沖量，故B錯誤；C．在推車時推不動，車所受的合力為零，合力的沖量為零，故C錯誤；D．根據(jù)動量定理-f?t=0-P動量相同的兩個物體受相同的制動力的作用時，兩車經(jīng)過相等時間停下來，與質(zhì)量無關(guān)，故D正確。故選D。7、BC【答案解析】設(shè)A的質(zhì)量為M，B的質(zhì)量為m．對物體B受力分析，受重力mg和拉力T，由二力平衡得到：T=mg，則知細(xì)繩對A的拉力不變，故A錯誤．對物體A受力分析，受重力、支持力、拉力和靜摩擦力，如圖所示：因不知道與T=mg的大小關(guān)系，故靜摩擦力可能向上，可能為零，也可能向下，則靜摩擦力的大小變化情況無法判斷，故C錯誤；根據(jù)平衡條件得：，解得，當(dāng)不斷變大時，斜面對A的支持力N不斷減小，則斜面對A的壓力減?。蔅正確，物體A保持靜止，合力為零，不變，故D錯誤；選B．【答案點睛】先對物體B受力分析，受重力和支持力，由二力平衡得到拉力等于物體B的重力；再對物體A受力分析，受重力、支持力、拉力和靜摩擦力，根據(jù)平衡條件列式分析．8、CD【答案解析】

根據(jù)豎直平面內(nèi)小球做圓周運動的臨界條件，結(jié)合機械能守恒定律分析即可解題?！绢}目詳解】AB．小球通過軌道最高點時恰好與軌道間沒有相互作用力，則在最高點：，則在最高點小球的動能：（最小動能），在最高點小球的重力勢能：，運動的過程中小球的動能與重力勢能的和不變，機械能守恒，即：，故AB錯誤；CD．小球從最高點到最低點，由動能定理得：，，則有在距桌面高度h處有：，化簡得：，，故C、D正確?！敬鸢更c睛】本題主要考查了豎直圓周運動的綜合應(yīng)用，屬于中等題型。9、BD【答案解析】A、P球運動過程中輕桿要做功，所以機械能不守恒，故A錯誤；B、把兩個球和輕桿作為一個系統(tǒng)來研究的話，除了重力和系統(tǒng)內(nèi)的彈力做功，沒有別的力做功，符合機械能守恒的條件，故B錯誤；C、Q球過C點時,桿與豎直方向的夾角的余弦:,故;

根據(jù)機械能守恒定律,有:

桿不可伸長,故兩個球沿著桿方向的分速度相等,故:

聯(lián)立計算得出:

故C錯誤;

D、下滑的整個過程中,根據(jù)機械能守恒定律,有:

計算得出:

故Q球機械能增加量為:;所以D選項是正確的;綜上所述本題答案是：D10、AC【答案解析】A、小球在圓周最高點時，向心力可能等于重力，此時拉力為零，故A正確；B、C、小球剛好能過最高點時滿足的條件是小球受的重力提供向心力，即：mg=mv2R【答案點睛】圓周運動問題重在分析向心力的來源，利用牛頓第二定律列方程，記住剛好能過最高點的臨界情況．11、BD【答案解析】

A.逃逸速度是衛(wèi)星脫離地球的引力的第二宇宙速度，“鵲橋”的發(fā)射速度應(yīng)小于逃逸速度，故A錯誤；B.根據(jù)題意知中繼星“鵲橋”繞地球轉(zhuǎn)動的周期與月球繞地球轉(zhuǎn)動的周期相同，故B正確；C.鵲橋衛(wèi)星與月球、地球兩天體中心距離分別為R1、R2，到地表的距離要小一些，則嫦娥四號發(fā)出信號到傳回地面的時間為t要小于，故C錯誤；D、由a=rω可知處于L1點繞地球運轉(zhuǎn)的衛(wèi)星其向心加速度a1小于月球的向心加速度，由可知月球的向心加速度小于同步衛(wèi)星的向心加速度，則衛(wèi)星其向心加速度a1小于地球同步衛(wèi)星的加速度a2，故D正確.12、AB【答案解析】

根據(jù)萬有引力提供圓周運動向心力有有：A、線速度，可知軌道半徑小的線速度大，故A正確；B、向心加速度知，軌道半徑小的向心加速度大，故B正確；C、c加速前萬有引力等于圓周運動向心力，加速后所需向心力增加，而引力沒有增加，故C衛(wèi)星將做離心運動，故不能追上同一軌道的衛(wèi)星b，所以C錯誤；D、a衛(wèi)星由于阻力，軌道半徑緩慢減小，根據(jù)可知其線速度將增大，但由于克服阻力做功，機械能減小。故D錯誤。故選：AB。二、實驗題（本題共16分，答案寫在題中橫線上）13、d/t增加【答案解析】【分析】由題意可知，本實驗采用光電門利用平均速度法求解落地時的速度；則根據(jù)機械能守恒定律可知，當(dāng)減小的機械能應(yīng)等于增大的動能；由原理即可明確注意事項及數(shù)據(jù)的處理等內(nèi)容；解：(1)已知經(jīng)過光電門時的時間小球的直徑；則可以由平均速度表示經(jīng)過光電門時的速度，故；(2)若減小的重力勢能等于增加的動能時，可以認(rèn)為機械能守恒，則有：；即，解得：，結(jié)合圖象，則有：；(3)由于該過程中有阻力做功，而高度越高，阻力做功越多；故增加下落高度后，,則將增加；14、D【答案解析】

驗證牛頓運動定律的實驗，是利用控制變量法，探究加速度a與合外力F、物體質(zhì)量m的關(guān)系，故D正確，ABC錯誤。三、計算題要求解題步驟，和必要的文字說明（本題共36分）15、【答案解析】

設(shè)甲方向為正方向，碰撞前后系統(tǒng)動量守恒代入數(shù)據(jù)可得解得16、（1）（2），【答案解析】

(1)小車停止瞬間，小球以速度沿圓弧槽做圓周運動．設(shè)在圓弧槽最低點小球所受支持