福建省泉州市2022-2023學(xué)年高一年級(jí)下冊(cè)期末模擬物理試題（含答案解析）

福建省泉州市2022-2023學(xué)年高一下學(xué)期期末模擬物理試題

學(xué)校:姓名：班級(jí)：考號(hào)：

一、單選題

1.飛行員進(jìn)行素質(zhì)訓(xùn)練時(shí)，抓住秋千桿由水平狀態(tài)開始下擺，如圖所示，在到達(dá)豎直

位置的過程中，飛行員重力的瞬時(shí)功率的變化情況是（）

A.一直增大B.一直減小

C.先增大后減小D.先減小后增大

2.河水的流速與離河岸的距離的變化關(guān)系如圖甲所示，船在靜水中的速度與時(shí)間的關(guān)

系如圖乙所示，河寬為300m,若要使船以最短時(shí)間渡河，則（）

A.船渡河的最短時(shí)間是150秒

B.船在行駛過程中，船頭始終與河岸垂直

C.船在河水中航行的軌跡是一條直線

D.船在河水中的最大速度是4米/秒

3.一帶有乒乓球發(fā)射機(jī)的乒乓球臺(tái)如圖所示。水平臺(tái)面的長(zhǎng)和寬分別為L(zhǎng)和七，中間

球網(wǎng)高度為人發(fā)射機(jī)安裝于臺(tái)面左側(cè)邊緣的中點(diǎn)，能以不同速率向右側(cè)不同方向水平

發(fā)射乒乓球，發(fā)射點(diǎn)距臺(tái)面高度為3/7。不計(jì)空氣的作用，重力加速度大小為g。若乒乓

球的發(fā)射速率U在某范圍內(nèi)，通過選擇合適的方向，就能使乒乓球落到球網(wǎng)右側(cè)臺(tái)面上，

則V的最大取值范圍是（）

B.A∣Σ<v<λp±S

4VAN6h

D.A5<V<I??

4VΛ2V6Λ

4.如圖所示，豎直桿AB在A、B兩點(diǎn)通過光滑錢鏈連接兩等長(zhǎng)輕桿AC和BC,AC

和BC與豎直方向的夾角均為仇輕桿長(zhǎng)均為在C處固定一質(zhì)量為皿的小球，重力

加速度為g,在裝置繞豎直桿AB轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度。從O開始逐漸增大的過程中，下列說

AC桿和BC桿對(duì)球的作用力都表現(xiàn)為拉力

B.AC桿對(duì)球的作用力先增大后減小

C.一定時(shí)間后，AC桿與BC桿上的力的大小之差恒定

D.當(dāng)”=時(shí)，BC桿對(duì)球的作用力為O

5.17世紀(jì)，英國(guó)天文學(xué)家哈雷跟蹤過一顆彗星，他算出這顆彗星軌道的半長(zhǎng)軸約等于

地球公轉(zhuǎn)半徑的18倍，并預(yù)言這顆彗星將每隔一定的時(shí)間飛臨地球，后來哈雷的預(yù)言

得到證實(shí)，該彗星被命名為哈雷彗星。哈雷彗星圍繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)的軌道是一個(gè)非常扁的橢

圓，如圖所示。從公元前240年起，哈雷彗星每次回歸，中國(guó)均有記錄.它最近一次回

歸的時(shí)間是1986年。從公元前240年至今，我國(guó)關(guān)于哈雷彗星回歸記錄的次數(shù)，最合

C.34次D.124次

6.科學(xué)家對(duì)銀河系中心附近的恒星S2進(jìn)行了多年的持續(xù)觀測(cè)，給出1994年到2002

試卷第2頁(yè)，共8頁(yè)

年間S2的位置如圖所示?？茖W(xué)家認(rèn)為S2的運(yùn)動(dòng)軌跡是半長(zhǎng)軸約為IOooAU（太陽(yáng)到地

球的距離為IAU）的橢圓，銀河系中心可能存在超大質(zhì)量黑洞。這項(xiàng)研究工作獲得了

2020年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。若認(rèn)為S2所受的作用力主要為該大質(zhì)量黑洞的引力，設(shè)太陽(yáng)

的質(zhì)量為M，可以推測(cè)出該黑洞質(zhì)量約為（）

A.4×104MB.4×106MC.4×IO8MD.4×IO10M

二、多選題

7.如圖所示，質(zhì)量為m的物體置于傾角為，的斜面上，物體與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為

μ,在外力作用下，斜面體以加速度。沿水平方向向左做勻加速運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)中物體機(jī)與

斜面體相對(duì)靜止.則關(guān)于斜面對(duì)m的支持力和摩擦力的下列說法正確的是：

A.支持力一定做正功

B.摩擦力一定做正功

C.摩擦力可能不做功

D.合力做正功

8.如圖所示，在斜面頂端。處以速度Va水平拋出一小球，經(jīng)過時(shí)間ta恰好落在斜面底

端尸處；今在P點(diǎn)正上方與α等高的b處以速度Vb水平拋出另一小球，經(jīng)過時(shí)間tb恰

好落在斜面的中點(diǎn)。處，若不計(jì)空氣阻力，下列關(guān)系式正確的是（）

f

A.va=2vbB.Va=夜VbC.ta=2tbD.ta=√2tb

9.如圖所示，兩個(gè)質(zhì)量均為相的小木塊〃和人（可視為質(zhì)點(diǎn)）放在水平圓盤上，〃與轉(zhuǎn)

軸。。'的距離為/,。與轉(zhuǎn)軸的距離為2/,木塊與圓盤的最大靜摩擦力為木塊所受重力

的左倍，重力加速度大小為g。若圓盤從靜止開始繞轉(zhuǎn)軸緩慢地加速轉(zhuǎn)動(dòng)，用3表示圓

盤轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度，下列說法正確的是（）

o?

O,'

A./，一定比。先開始滑動(dòng)

B.〃、6所受的摩擦力始終相等

C.S=禹是6開始滑動(dòng)的臨界角速度

D.當(dāng)（O=序時(shí),。所受摩擦力的大小為初取

三、單選題

10.太空中存在一些離其他恒星較遠(yuǎn)的、由質(zhì)重相等的三顆星組成的三星系統(tǒng)，通?？?/p>

忽略其他星體對(duì)它們的引力作用。已觀測(cè)到穩(wěn)定的三星系統(tǒng)存在兩種基本的構(gòu)成形式:

一種是三顆星位于同一直線上，兩顆星圍繞中央星在同一半徑為R的圓軌道上運(yùn)行：另

一種形式是三顆星位于邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的等邊三角形的三個(gè)頂點(diǎn)上，并沿外接于等邊三角形的

圓形軌道運(yùn)行。設(shè)這三個(gè)星體的質(zhì)量均為"，并設(shè)兩種系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)周期相同，引力常量

為G,則（）

M

L--/

?*、、ft\\

甲?----→---i丙L/'J

T?RM：M/\

'J-.J……?……

A.直線三星系統(tǒng)中甲星和丙星的線速度相同

B.直線三星系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)周期為7=4萬R、—-

?5GM

c.三角形三星系統(tǒng)中星體間的距離為乙=TJR

1∣5GM

D.三角形三星系統(tǒng)的線速度大小為V=—

2?R

試卷第4頁(yè)，共8頁(yè)

四、填空題

11.一質(zhì)量為4.0x103kg,發(fā)動(dòng)機(jī)額定功率為60kW的汽車從靜止開始以α=0.5m∕s2的加

速度做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，它在水平面上運(yùn)動(dòng)時(shí)所受的阻力為車重的01倍,g取10m∕s2,

則汽車啟動(dòng)后，以0.5m∕s2的加速度做勻加速運(yùn)動(dòng)的最長(zhǎng)時(shí)間為_s。汽車在勻加速階段,

所受的合力做功的最大值為_J。

12.如圖所示，小球質(zhì)量為機(jī)，在豎直放置的半徑為r光滑圓形軌道內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，當(dāng)

地重力加速度為g,則小球通過最高點(diǎn)的最小速度是,小球在水平線ab以下

管道中運(yùn)動(dòng)時(shí)，外側(cè)管道壁對(duì)小球（填"一定有''或"可能有''或"一定沒有“）彈

力的作用。

五、實(shí)驗(yàn)題

13.某研究性學(xué)習(xí)小組利用氣墊導(dǎo)軌驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律.實(shí)驗(yàn)裝置示意圖如下圖一所

示：

擋光前^光電門1光電門2

細(xì)線定滑輪

K

的

20

氣墊導(dǎo)軌XQ

圖一

（1）實(shí)驗(yàn)步驟：

①將氣墊導(dǎo)軌放在水平桌面上，桌面高度不低于1m,將導(dǎo)軌調(diào)至水平.

②用螺旋測(cè)微器測(cè)量擋光條的寬度/,結(jié)果如上圖二所示，由此讀出/=mm.

③由導(dǎo)軌標(biāo)尺讀出兩光電門中心之間的距離X

④將滑塊移至光電門1左側(cè)某處，待重物靜止不動(dòng)時(shí)，釋放滑塊，要求重物落地前擋光

條已通過光電門2.

⑤從數(shù)字計(jì)時(shí)器（圖一中未畫出）上分別讀出擋光條通過光電門1和光電門2所用的時(shí)間

?n和?∕2.

⑥用天平稱出滑塊和擋光條的總質(zhì)量M,再稱出重物質(zhì)量m.

(2)用表示直接測(cè)量量的字母寫出下列所求物理量的表達(dá)式：

②滑塊通過光電門1和光電門2時(shí)瞬時(shí)速度分別為V1=和V2=.

(3)已知當(dāng)?shù)?重力加速度為g)?如果在誤差允許的范圍內(nèi)等式成立，則可認(rèn)為

驗(yàn)證了機(jī)械能守恒定律.(用已測(cè)物理量字母表示)

14.如圖甲所示是一個(gè)研究向心力大小與哪些因素有關(guān)的DIS實(shí)驗(yàn)裝置的示意圖，其中

做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的圓柱體的質(zhì)量為機(jī)，放置在未畫出的水平圓盤上，圓周軌道的半徑為

r，力電傳感器測(cè)定的是向心力，光電傳感器測(cè)定的是圓柱體的線速度大小，表格中是

所得數(shù)據(jù)，圖乙為FR圖像、凡M圖像、F-3圖像。

ABC

乙

v/(m?s^1)11.522.53

F/N0.8823.55.57.9

(1)數(shù)據(jù)表格和圖乙中的三個(gè)圖像是在用實(shí)驗(yàn)探究向心力F和圓柱體線速度大小V的關(guān)系

時(shí)，保持圓柱體質(zhì)量不變、半徑，=O?lm的條件下得到的。研究圖像后，可得出向心力

F和圓柱體線速度大小V的關(guān)系式。

(2)為了研究F與八成反比的關(guān)系，實(shí)驗(yàn)時(shí)除了保持圓柱體質(zhì)量不變外，還應(yīng)保持

不變。

(3)若已知向心力公式為f=根匕，根據(jù)上面的圖線可以推算出，本實(shí)驗(yàn)中圓柱體的質(zhì)量

r

為。

六、解答題

15.如圖所示為一質(zhì)量為M的球形物體，密度均勻，半徑為凡在距球心為2R處有一

質(zhì)量為力的質(zhì)點(diǎn)，若將球體挖去一個(gè)半徑為K的小球(兩球心和質(zhì)點(diǎn)在同一直線上，

2

且挖去的球的球心在原來球心和質(zhì)點(diǎn)連線之間，兩球表面相切)，則剩余部分對(duì)質(zhì)點(diǎn)的

萬有引力的大小是多少？

試卷第6頁(yè)，共8頁(yè)

16.已知某型號(hào)汽車在所在路面行駛時(shí)剎車痕S(即剎車距離)與剎車前車速V的關(guān)系

如圖所示。若汽車以l?6m∕s的速度在水平地面上勻速行駛，汽車后壁貨架上放有一貨物

(可視作質(zhì)點(diǎn))，架高1.8m。由于前方事故，突然急剎車，汽車輪胎抱死，貨物從架上

落下，忽略貨物與架子間的摩擦及空氣阻力，g取Iom62。求

(1)根據(jù)圖像求汽車剎車過程中的加速度；

(2)貨物在車廂底板上落點(diǎn)距車后壁的距離。

17.如圖所示，在光滑的水平面上停放著一輛質(zhì)量為M=3kg的小車,小車的上表面8C

段是半徑R=LOm圓心角6=37。的光滑圓弧軌道，其軌道C點(diǎn)切線水平，小車上表面C

點(diǎn)右側(cè)水平粗糙且長(zhǎng)為L(zhǎng)=2.5m,一質(zhì)量〃?=Ikg的小物塊(可看成質(zhì)點(diǎn))從圖中A點(diǎn)以

v0=4m∕s的速度水平拋出，小物塊恰好沿小車左端8點(diǎn)的切線方向進(jìn)入小車，當(dāng)小物塊

運(yùn)動(dòng)至小車最右端時(shí)兩者恰達(dá)到共同速度.不計(jì)空氣阻力,重力加速度g=10m∕s2,

sin37°=0.6,COS37°=0.8.求：

(1)小物塊運(yùn)動(dòng)至B點(diǎn)時(shí)的速度大小力；

(2)小物塊由A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)至離A、B兩點(diǎn)的連線最遠(yuǎn)處時(shí)其重力的瞬時(shí)功率P；

(3)小車上表面C點(diǎn)右側(cè)水平粗糙段與小物塊之間的動(dòng)摩擦因數(shù)〃.

18.如圖所示，一半徑R=0.8m的水平圓盤繞過圓心的豎直軸轉(zhuǎn)動(dòng)，圓盤邊緣有一質(zhì)量

m=O.lkg的小滑塊，當(dāng)圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度達(dá)到某一數(shù)值時(shí)，滑塊從圓盤邊緣4點(diǎn)滑落,

經(jīng)光滑的過渡圓管(圖中圓管未畫出)進(jìn)入光滑軌道A8,已知AB為光滑的弧形軌道,

A點(diǎn)離B點(diǎn)所在水平面的高度∕j=0.6m;滑塊與圓盤間動(dòng)摩擦因數(shù)為〃=0.5,滑塊在運(yùn)動(dòng)

過程中始終未脫離軌道，不計(jì)在過渡圓管處和B點(diǎn)的機(jī)械能損失，滑塊可視為質(zhì)點(diǎn)，最

大靜摩擦力近似于滑動(dòng)摩擦力(g=10m∕s2,sin37o=0.6,cos37o=0.8)求:

(1)當(dāng)滑塊從圓盤上滑落時(shí)，滑塊的速度多大；

(2)滑塊滑動(dòng)到達(dá)8點(diǎn)時(shí)速度大小是多少；

(3)光滑的弧形軌道與傳送帶相切于B點(diǎn)，滑塊從B點(diǎn)滑上長(zhǎng)為5m,傾角為37。的傳送

帶，傳送帶順時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，速度為v=3m∕s,滑塊與傳送帶間動(dòng)摩擦因數(shù)也為〃=0.5,

當(dāng)滑塊運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)時(shí)速度剛好減為零，則BC的距離多遠(yuǎn).

試卷第8頁(yè)，共8頁(yè)

參考答案:

1.C

【詳解】飛行員剛開始下擺時(shí)，因?yàn)槠渌俣葹榱?，故起始時(shí)刻的瞬時(shí)功率為0,當(dāng)飛行員下

擺到最低點(diǎn)時(shí)，因重力與速度的方向垂直，此時(shí)的瞬時(shí)功率也為0,擺動(dòng)中的其他位置瞬時(shí)

功率不為0,則重力的瞬時(shí)功率先增大后減小。

故選C。

2.B

【詳解】AB.要使船以最短時(shí)間渡河，則船頭必須與河岸垂直，此時(shí)船在靜水中的速度與

河岸垂直，則渡河時(shí)間最短為

d300

Z=——=s=IιnOnOs

v13

故A錯(cuò)誤，B正確；

C.船在沿河岸方向上做變速直線運(yùn)動(dòng)，在垂直于河岸方向上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，兩運(yùn)動(dòng)的合

運(yùn)動(dòng)是曲線運(yùn)動(dòng)，故C錯(cuò)誤；

D.當(dāng)河水的流速最大時(shí)，船的速度最大，則有

22

vm=√3+4m∕s=5m∕s

故D錯(cuò)誤。

故選B?

3.D

【詳解】當(dāng)乒乓球恰好經(jīng)過球網(wǎng)中間時(shí)，初速度最小

3∕zi=gg彳

—=vZ

21l1l

當(dāng)乒乓球恰好達(dá)到臺(tái)面拐角時(shí)嗎，初速度最大

3/2=1^2

M伶1=M

得

答案第1頁(yè)，共10頁(yè)

則V的最大取值范圍是

(4L"C)g

<v<—

2V6∕?

故選D。

4.C

【詳解】A.當(dāng)。=0時(shí)，小球在水平方向受力平衡，因此AC桿對(duì)小球的作用力表現(xiàn)為拉力，

BC桿對(duì)小球的作用力表現(xiàn)為支持力，且大小相等，A錯(cuò)誤；

BD.當(dāng)。逐漸增大時(shí)，AC桿對(duì)小球的拉力逐漸增大，BC桿對(duì)小球的支持力逐漸減小，當(dāng)

BC桿的作用力為。時(shí)，有

mgtanθ^mω2Lsinθ

當(dāng)。繼續(xù)增大時(shí)，AC桿對(duì)小球的拉力繼續(xù)增大，BC桿對(duì)小球的作用力變?yōu)槔?，且逐漸

增大，B、D錯(cuò)誤;

C.一定時(shí)間后，AC桿和8C桿對(duì)球的作用力都變?yōu)槔?，拉力的豎直分力之差等于小球的

重力，即

FACCOSe-FBCCOSΘ=mg

FAC-FBC=

因此AC桿與BC桿上的力的大小之差恒定，C正確。

故選C。

5.B

【詳解】設(shè)彗星的周期為刀，地球的公轉(zhuǎn)周期為右，由開普勒第三定律可得

R3=(18R)3

答案第2頁(yè)，共10頁(yè)

(=1年

解得

7；a76年

從公元前240年至1986年，則有

240+1986~、

-------------≈29

76

所以最合理的次數(shù)是30次。

故選B,

6.B

【詳解】由圖可知，S2繞黑洞的周期仁16年，地球的公轉(zhuǎn)周期TLl年，S2繞黑洞做圓周

運(yùn)動(dòng)的半長(zhǎng)軸「與地球繞太陽(yáng)做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑R關(guān)系是

a=IOOOR

地球繞太陽(yáng)的向心力由太陽(yáng)對(duì)地球的引力提供，由向心力公式可知

.Mm,,2π?

Gr卞='汨c葉）2

K?

解得太陽(yáng)的質(zhì)量為

4π2R3

M=

~GTΓ

根據(jù)開普勒第三定律，S2繞黑洞以半長(zhǎng)軸0=1000R繞橢圓運(yùn)動(dòng)，等效于以r=IOOOR繞黑

洞做圓周運(yùn)動(dòng)，而S2繞黑洞的向心力由黑洞對(duì)它的萬有引力提供，由向心力公式可知

G痹K空A

r2T

解得黑洞的質(zhì)量為

綜上可得

6

Mt=4×10M

故選B。

7.ACD

【詳解】A.由功的計(jì)算公式W=FSCOSa可知、支持力方向垂直斜面向上、與位移的方向夾

角小于90。，支持力一定做正功，故A正確；

答案第3頁(yè)，共10頁(yè)

BC.當(dāng)加速度較小時(shí)，摩擦力用沿斜面向上，即α<gtanθ,摩擦力沿斜面向上，做負(fù)功,

如圖1：

當(dāng)加速度較大時(shí)，摩擦力用沿斜面向下，即AgtanO,摩擦力沿斜面向下，做正功，如圖2

圖(2)

當(dāng)α=gtan。時(shí)，摩擦力不存在，不做功；故B錯(cuò)誤，C正確;

D.由于物體一直在加速運(yùn)動(dòng)，并且只有斜面體對(duì)物體做功，因此斜面體對(duì)物體一定做正功,

故D正確;

故選ACD.

【點(diǎn)睛】使物體A和斜面體B一起向左做加速運(yùn)動(dòng)，加速度水平向左，支持力FN垂直斜面

向上，而摩擦力Ff方向需要討論，然后結(jié)合功的計(jì)算公式W=FSCOSa進(jìn)行分析判斷正負(fù)功.

8.BD

【詳解】6球落在斜面的中點(diǎn)，知心匕兩球下降的高度之比為2：1,根據(jù)

,12

知

則時(shí)間之比為

答案第4頁(yè)，共10頁(yè)

%=?

因?yàn)椤āⅰ▋汕蛩轿灰浦葹?：1,則

Vil=OVb

故BD正確，AC錯(cuò)誤。

故選BD。

9.AC

【詳解】AB.依題意，可知兩個(gè)木塊的最大靜摩擦力相等，木塊隨圓盤一起轉(zhuǎn)動(dòng)，靜摩擦

力提供向心力，由牛頓第二定律得：木塊所受的靜摩擦力

f=mω2r

機(jī)、0相等，f∞r(nóng),所以6所受的靜摩擦力大于“的靜摩擦力，當(dāng)圓盤的角速度增大時(shí)人

的靜摩擦力先達(dá)到最大值，所以％一定比〃先開始滑動(dòng)，故A正確，B錯(cuò)誤；

C.當(dāng)b剛要滑動(dòng)時(shí)，有

kmg=maf-21

解得

故C正確；

D.以〃為研究對(duì)象，當(dāng)。=J