2023年安徽省六安市物理高一第二學(xué)期期末調(diào)研模擬試題含解析

2022-2023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，一直徑為d的紙質(zhì)圓筒以角速度ω繞軸O高速轉(zhuǎn)動，現(xiàn)有一顆子彈沿直徑穿過圓筒，若子彈在圓筒轉(zhuǎn)動不到半周時，在筒上留下a、b兩個彈孔，已知aO、bO間夾角為，則子彈的速率為()A． B． C． D．2、(本題9分)如圖甲所示，靜止在水平地面上的物塊A，受到水平拉力的作用，F(xiàn)與時間t的關(guān)系如圖乙所示．設(shè)物塊與地面間的最大靜摩擦力的大小等于滑動摩擦力，則下列說法正確的是（）A．時間內(nèi)物塊受到的摩擦力保持不變B．時間內(nèi)物塊受到的摩擦力保持不變C．時刻拉力F的功率一定最大D．時刻拉力F的功率一定最大3、如圖所示,汽車甲通過定滑輪拉汽車乙前進(jìn),甲、乙分別在上下兩水平面上運(yùn)動,某時刻甲的速度為v1,乙的速度為v2,則v1:v2為()A．1:cosβB．sinβ:1C．cosβ:1D．1:sinβ4、(本題9分)如圖所示，足夠長的光滑斜面固定在水平面上，A、B物塊與輕質(zhì)彈簧相連，A、C物塊由跨過光滑輕質(zhì)小滑輪的輕繩連接。初始時刻，C在外力作用下靜止，繩中恰好無拉力，B靜置在水平面上，A靜止，現(xiàn)撤去外力，物塊C沿斜面向下運(yùn)動，當(dāng)C運(yùn)動到最低點(diǎn)時，B剛好離開地面.已知A、B的質(zhì)量均為m,彈簧始終處于彈性限度內(nèi)，則上述過程中A．物塊C的質(zhì)量mc可能等于物塊A的質(zhì)量mB．物塊C運(yùn)動到最低點(diǎn)時，物塊A的加速度為gC．物塊C的速度最大時，彈簧彈性勢能為零D．物塊A、B、C系統(tǒng)的機(jī)械能先變小后變大5、(本題9分)如圖，一物體在水平面上受到向右、大小為8N的恒力F作用，在4s時間內(nèi)，向右運(yùn)動2m，則在此過程中，力F對物體所做的功和平均功率分別為（）A．32J，4W B．32J，8WC．16J，8W D．16J，4W6、(本題9分)已知某天體的第一宇宙速度為，則高度為該天體半徑四分之一的宇宙飛船繞該天體做勻速圓周運(yùn)動的運(yùn)行速度大小為（）A．B．C．D．7、(本題9分)如圖所示，置于豎直平面內(nèi)的AB光滑桿，它是以初速為v0，水平射程為s的平拋運(yùn)動軌跡制成的，A端為拋出點(diǎn)，B端為落地點(diǎn)．現(xiàn)將一質(zhì)量為m的小球套于其上，由靜止開始從軌道A端滑下，重力加速度為g．則當(dāng)其到達(dá)軌道B端時（）A．小球在水平方向的速度大小為v0B．小球運(yùn)動的時間為C．小球的速率為D．小球重力的功率小于8、(本題9分)如圖所示，甲、乙兩種粗糙面不同但高度相同的傳送帶，傾斜放置，以同樣恒定速率v順時針轉(zhuǎn)動?，F(xiàn)將一質(zhì)量為m的小物塊(視為質(zhì)點(diǎn))輕輕放在A處，小物塊在甲傳送帶上到達(dá)B處時恰好達(dá)到傳送帶的速率v；在乙傳送帶上到達(dá)離B豎直高度為h的C處時達(dá)到傳送帶的速率v.已知B處離地面高度為H，則在物塊從A到B的過程中A．兩種傳送帶對小物塊做功相等B．兩種傳送帶因運(yùn)送物塊而多消耗的電能相等C．兩種傳送帶與小物塊之間的動摩擦因數(shù)不等，甲的小D．兩種傳送帶與物塊摩擦產(chǎn)生的熱量相等9、(本題9分)如圖所示，細(xì)繩的一端系著質(zhì)量為M=2kg的物體A，另一端通過光滑的小孔吊著質(zhì)量為m=0.5kg球B，A的重心與圓孔的距離為0.5m．并已知與A圓盤的最大靜摩擦力為4N，A隨水平圓盤一起轉(zhuǎn)動，為使球B高度不變，則水平轉(zhuǎn)盤的角速度?。ǎ╣取10m/s2）A．1.5rad/s B．2.5rad/s C．3.5rad/s D．4.5rad/s10、(本題9分)如圖所示，質(zhì)量M的木塊放在光滑的水平面上，質(zhì)量為m的子彈以速度v0沿水平方向射中木塊，并最終留在木塊中與木塊一起以速度v運(yùn)動。已知當(dāng)子彈相對木塊靜止時，木塊前進(jìn)距離為L，子彈進(jìn)入木塊的深度為x，若木塊對子彈的阻力F恒定，則下列關(guān)系式中正確的是（）A．Fx=B．Fx=C．FL=D．F(L+x)=11、(本題9分)“和諧”號動車組列車高速運(yùn)行時可以讓乘客體驗(yàn)追風(fēng)的感覺．我們把火車轉(zhuǎn)彎近似看成是做勻速圓周運(yùn)動，火車速度提高會使外軌受損．為解決火車高速轉(zhuǎn)彎時不使外軌受損這一難題，你認(rèn)為以下措施可行的是（）A．增大彎道半徑B．減小彎道半徑C．增加內(nèi)外軌的高度差D．減小內(nèi)外軌的高度差12、(本題9分)質(zhì)量為m的汽車在平直的公路上從靜止開始加速，前進(jìn)了s距離后速度達(dá)到最大值vm．設(shè)在加速過程中發(fā)動機(jī)的功率恒為P，汽車所受阻力恒為f．當(dāng)速度為v（vm＞v）時，所受牽引力為F，對汽車在這段位移內(nèi)的有關(guān)物理量，以下說法正確的是（）A．汽車的牽引力做功為FsB．汽車的牽引力做功為12mvm2C．汽車的速度v=P/FD．汽車的最大速度vm=P/f二、實(shí)驗(yàn)題（本題共16分，答案寫在題中橫線上）13、（6分）利用圖甲裝置做“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”實(shí)驗(yàn)。（1）為驗(yàn)證機(jī)械能是否守恒，需要比較重物下落過程中任意兩點(diǎn)間的________。A．動能變化量與勢能變化量B．速度變化量和勢能變化量C．速度變化量和高度變化量（2）除帶夾子的重物、紙帶、鐵架臺(含鐵夾)、電磁打點(diǎn)計時器、導(dǎo)線及開關(guān)外，在下列器材中，還必須使用的兩種器材是________。A．交流電源B．刻度尺C．天平(含砝碼)（3）實(shí)驗(yàn)中，先接通電源，再釋放重物，得到圖乙所示的一條紙帶。在紙帶上選取三個連續(xù)打出的點(diǎn)A、B、C，測得它們到起始點(diǎn)O的距離分別為hA、hB、hC。已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間，打點(diǎn)計時器打點(diǎn)的周期為T。設(shè)重物的質(zhì)量為m。從打O點(diǎn)到打B點(diǎn)的過程中，重物的重力勢能變化量ΔEp＝____________，動能變化量ΔEk＝__________。（4）大多數(shù)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，重力勢能的減少量大于動能的增加量，原因是________。A．利用公式v＝gt計算重物速度B．利用公式v＝計算重物速度C．存在空氣阻力和摩擦阻力的影響D．沒有采用多次實(shí)驗(yàn)取平均值的方法14、（10分）利用圖2裝置做“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”實(shí)驗(yàn)。①為驗(yàn)證機(jī)械能是否守恒，需要比較重物下落過程中任意兩點(diǎn)間的_______。A．動能變化量與勢能變化量B．速度變化量和勢能變化量C．速度變化量和高度變化量②除帶夾子的重物、紙帶、鐵架臺（含鐵夾）、電磁打點(diǎn)計時器、導(dǎo)線及開關(guān)外，在下列器材中，還必須使用的兩種器材是_________。A．交流電源B．刻度尺C．天平（含砝碼）③實(shí)驗(yàn)中，先接通電源，再釋放重物，得到圖3所示的一條紙帶。在紙帶上選取三個連續(xù)打出的點(diǎn)A、B、C，測得它們到起始點(diǎn)O的距離分別為hA、hB、hC。已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間，打點(diǎn)計時器打點(diǎn)的周期為T。設(shè)重物的質(zhì)量為m。從打Ｏ點(diǎn)到打Ｂ點(diǎn)的過程中，重物的重力勢能變化量＝_____，動能變化量＝_____。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，在內(nèi)壁光滑的平底試管內(nèi)放一個質(zhì)量為1g的小球，試管的開口端與水平軸O連接．試管底與O相距5cm，試管在轉(zhuǎn)軸帶動下在豎直平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動．求：(1)轉(zhuǎn)軸的角速度達(dá)到多大時，試管底所受壓力的最大值等于最小值的3倍？(2)轉(zhuǎn)軸的角速度滿足什么條件時，會出現(xiàn)小球與試管底脫離接觸的情況？(g取10m/s2)16、（12分）(本題9分)宇航員乘坐宇宙飛船到達(dá)一未知行星，進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)：宇航員在該行星地面附近高h(yuǎn)處以某一水平初速度拋出一個小球，測得小球在空中運(yùn)動時間為t。已知該行星表面無空氣，行星半徑為R，萬有引力常量為G。求：（1）行星的第一宇宙速度；（2）行星的平均密度。17、（12分）(本題9分)一個質(zhì)量為9.1×10－31kg，電荷量為+1.6×10－19C的帶點(diǎn)粒子（不計重力），以v0＝4×107m/s的初速度逆著勻強(qiáng)電場的電場線方向飛入勻強(qiáng)電場，已知勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度大小E＝2×105N/C，求：（結(jié)果保留二位有效數(shù)字）(1)粒子在電場中運(yùn)動的加速度大?。?2)粒子進(jìn)入電場的最大距離；(3)粒子進(jìn)入電場最大距離的一半時的動能

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、B【解析】

設(shè)子彈的速度為v0，由題意知，子彈穿過兩個孔所需時間；若子彈穿過圓筒時間小于半個周期，紙質(zhì)圓筒在這段時間內(nèi)轉(zhuǎn)過角度為π-φ，由角速度的公式有；由兩式解得．A.，與結(jié)論不相符，選項A錯誤；B.，與結(jié)論相符，選項B正確；C.，與結(jié)論不相符，選項C錯誤；D.，與結(jié)論不相符，選項D錯誤；2、B【解析】

A．時間內(nèi)，F(xiàn)小于等于最大靜摩擦力，可知物塊處于靜止?fàn)顟B(tài)，物塊受到的摩擦力始終與拉力大小相等，方向相反，所以摩擦力是變力，故A錯誤；

B．由圖可知，時間內(nèi)，拉力大于摩擦力，物塊做加速運(yùn)動，時刻后，拉力小于摩擦力，物塊做減速運(yùn)動物體受到的摩擦力為滑動摩擦力，大小保持不變，故B正確；

CD．從t1-t3時刻，拉力大于摩擦力，物塊做加速運(yùn)動，t3時刻后，拉力小于摩擦力，物塊做減速運(yùn)動，可知t3時刻物塊A的速度最大．t2時刻的拉力大于t3時刻的拉力，而t3時刻的速度大于t2時刻的速度，所以拉力的功率最大的時刻可能在t2時刻與t3時刻之間，不能判斷出t2時刻的功率一定最大，或t3時刻的功率一定最大，故CD錯誤．故選B.點(diǎn)睛：本題考查了學(xué)生的讀圖能力，能夠通過圖線得出整個過程中物塊的運(yùn)動規(guī)律，并正確應(yīng)用牛頓第二定律分析加速度的變化．3、C【解析】

將繩子拉乙車的端點(diǎn)的速度分解為沿繩方向和垂直于繩子方向，如圖，在沿繩子方向的分速度等于汽車甲的速度。所以v2cosβ=v1．則v1：v2=cosβ：1，故C正確。4、C【解析】

A項：彈簧原來的壓縮量，當(dāng)C運(yùn)動到最低點(diǎn)時，B對地面的壓力剛好為零，彈簧的拉力等于B

的重力，則彈簧此時的伸長量為則x1=x2，彈簧初末狀態(tài)的彈性勢能相等，根據(jù)A、B、C和彈簧構(gòu)成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，有，α是斜面的傾角，得mCsinα=m，sinα＜1，所以mC＞m，故A錯誤；B項：對A、C為一整體受力分析可知且由牛頓第二定律得：，故B錯誤；C項：當(dāng)C的速度最大時A的速度達(dá)到最大，即ABC與彈簧為一系統(tǒng)，系統(tǒng)的動能最大，則彈性勢能最小，則彈簧為原長，即彈簧彈性勢能為零，故C正確；D項：由于A、B、C和彈簧構(gòu)成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，而彈簧先復(fù)原再拉長，故彈性勢能先減小后增加，故A、B、C系統(tǒng)的機(jī)械能先變大后變小，故D錯誤。5、D【解析】力F所做的功為，平均功率為，故D正確．點(diǎn)睛：本題主要考查了功和平均功率的求法，屬于基礎(chǔ)問題．6、A【解析】當(dāng)飛船繞某天體做勻速圓周運(yùn)動時，其運(yùn)行的線速度即為第一宇宙速度，由萬有引力等于向心力得：，解得：；當(dāng)高度為該天體半徑四分之一的宇宙飛船繞該天體做勻速圓周運(yùn)動，由萬有引力等于向心力得：，解得：，故選A．【點(diǎn)睛】第一宇宙速度是人造地球衛(wèi)星在近地圓軌道上的運(yùn)行速度，此題把地球第一宇宙速度的概念遷移的某顆星球上面．7、CD【解析】

A．以初速為v0平拋物體的運(yùn)動機(jī)械能守恒；將一小球套于桿上，由靜止開始從軌道A端滑下過程機(jī)械能也守恒，由于初位置動能為零，故末位置速度大小小于平拋運(yùn)動的速度，但方向相同，故水平分量不同，故小球在水平方向的速度大小小于v0，故A錯誤；B．以初速為v0平拋物體的運(yùn)動，其水平分運(yùn)動是勻速直線運(yùn)動，時間為；將一小球套于桿上，由靜止開始從軌道A端滑下過程時間小于；故B錯誤；C．以初速為v0平拋物體的運(yùn)動，根據(jù)分位移公式，有：h=gt2①s=v0t②vx=v0③vy=gt④解得：h=，v平拋=；靜止開始從軌道A端滑下過程機(jī)械能守恒，有：mgh=mv2，解得：，故C正確；D．小球落地時重力的功率為：P=mgvsinθ；故P=mgvsinθ＜mgv＜mgv平拋=，故D正確。故選CD。【點(diǎn)睛】本題關(guān)鍵根據(jù)平拋運(yùn)動的分位移公式和分速度公式列式后聯(lián)立求解，注意小球沿軌道運(yùn)動不是平拋運(yùn)動，可以結(jié)合平拋運(yùn)動比較求解．8、AC【解析】

A.傳送帶對小物體做功等于小物塊機(jī)械能的增加量，兩種情況下物體動能的增加量相等，重力勢能的增加量也相同，即機(jī)械能的增加量相等，根據(jù)功能關(guān)系知，兩種傳送帶對小物體做功相等，故A正確.C.根據(jù)公式v2=2ax，乙物體的位移小，v相等，可知物體加速度關(guān)系a甲＜a乙，再由牛頓第二定律μmgcosθ-mgsinθ=ma，得知μ甲＜μ乙；故C正確.D.由摩擦生熱Q=fS相對知，甲圖中：，，．乙圖中：，，解得：，，Q甲＞Q乙；故D錯誤.B.根據(jù)能量守恒定律，電動機(jī)消耗的電能E電等于摩擦產(chǎn)生的熱量Q與物塊增加機(jī)械能之和，因物塊兩次從A到B增加的機(jī)械能相同，Q甲＞Q乙，所以將小物體傳送到B處，兩種傳送帶消耗的電能甲更多，故B錯誤.9、AB【解析】

當(dāng)物體M在此平面繞中心軸線以角速度轉(zhuǎn)動時，當(dāng)A恰好要向里滑動時，取得最小值為，此時A所受的靜摩擦力達(dá)到最大為，方向沿半徑向外，由最大靜摩擦力和繩子拉力的合力提供所需要的向心力，根據(jù)牛頓第二定律和向心力公式有：，代入數(shù)據(jù)解得：，當(dāng)A恰好要向外滑動時，取得最大值為，此時A所受的靜摩擦力達(dá)到最大為，方向沿半徑向里，由最大靜摩擦力和繩子拉力的合力提供所需要的向心力，根據(jù)牛頓第二定律和向心力公式有：，代入數(shù)據(jù)解得：，所以角速度范圍是：，故AB正確，CD錯誤；故選AB．【點(diǎn)睛】本題是圓周運(yùn)動中臨界問題，抓住當(dāng)A恰好相對此平面滑動時靜摩擦力達(dá)到最大，可能有向外滑的運(yùn)動趨勢，也有可能向里滑的趨勢，最后由牛頓第二定律求解角速度的取值范圍．10、ACD【解析】

AB.根據(jù)能量守恒定律知，摩擦力與相對位移的乘積等于系統(tǒng)能量的損失，有Fx=12mv02-12（m+M）故選項A符合題意，選項B不合題意；C.對木塊運(yùn)用動能定理，有FL=12Mv2故選項C符合題意；D.對子彈，由動能定理-F（L+x）=12mv2-12mv則F(L+x)=故選項D符合題意。11、AC【解析】

AB．設(shè)彎道半徑為R，路面的傾角為θ，由牛頓第二定律得θ一定，v增大時，可增大半徑R，故A正確，B錯誤；CD．根據(jù)由于θ較小，則h為內(nèi)外軌道的高度差，L為路面的寬度。則L、R一定，v增大，h增大，故C正確，D錯誤。12、BCD【解析】

汽車恒定功率啟動，是變加速運(yùn)動，牽引力是變力，故汽車的牽引力做功不為Fs，故A錯誤；根據(jù)動能定理，有：W-fs=12解得：W=fs+12汽車的實(shí)際功率P=Fv，任意時刻的速度為v=PF，故C正確；汽車速度達(dá)到最大時，是勻速直線運(yùn)動，牽引力與阻力平衡，f=F，由于：P=Fvm，故v【點(diǎn)睛】本題是恒定功率啟動問題，關(guān)鍵是分析清楚汽車的運(yùn)動規(guī)律，知道汽車做加速度減小的變加速運(yùn)動，然后動能定理列式分析.二、實(shí)驗(yàn)題（本題共16分，答案寫在題中橫線上）13、AABΔEp＝－mghBΔE＝m2C【解析】

（1）[1]．驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律原理是看減少的重力勢能和增加的動能是否相等，所以需要比較重物下落過程中任意兩點(diǎn)間的動能變化量與勢能變化量，故選A；

（2）[2]．電磁打點(diǎn)計時器使用低壓交流電源；需選用刻度尺測出紙帶上任意連點(diǎn)見得距離，表示重錘下落的高度；等式兩邊都含有相同的質(zhì)量，所以不需要天平秤質(zhì)量；故選AB；

（3）[3][4]．根據(jù)功能關(guān)系，重物的重力勢能變化量的大小等于重力做的功的多少，打B點(diǎn)時的重力勢能減小量：△Ep=-mghBB點(diǎn)的速度為：所以動能變化量為：；（4）[5]．由于紙帶在下落過程中，重錘和空氣之間存在阻力，紙帶和打點(diǎn)計時器之間存在摩擦力，所以減小的重力勢能一部分轉(zhuǎn)化為動能，還有一部分要克服空氣阻力和摩擦力阻力做功，故重力勢能的減少量大于動能的增加量，故C選項正確；