2022屆湖北省武漢市部分學(xué)校物理高一第二學(xué)期期末考試模擬試題含解析

2021-2022學(xué)年高一物理下期末模擬試卷注意事項1．考生要認(rèn)真填寫考場號和座位序號。2．試題所有答案必須填涂或書寫在答題卡上，在試卷上作答無效。第一部分必須用2B鉛筆作答；第二部分必須用黑色字跡的簽字筆作答。3．考試結(jié)束后，考生須將試卷和答題卡放在桌面上，待監(jiān)考員收回。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)某走時準(zhǔn)確的時鐘，分針與時針的角速度之比為A．12∶1B．1∶12C．60∶1D．24∶12、(本題9分)兩根長度不同的細(xì)線下面分別懸掛兩個小球，細(xì)線上端固定在同一點，若兩個小球以相同的角速度繞共同的豎直軸在水平面內(nèi)做勻速圓周運動，則兩個擺球在運動過程中，相對位置關(guān)系示意圖正確的是圖中的()A． B．C． D．3、(本題9分)如圖所示，圓心在O點、半徑為R的光滑圓弧軌道ABC豎直固定在水平桌面上，OC與OA的夾角為60°，軌道最低點A與桌面相切．一足夠長的輕繩兩端分別系著質(zhì)量為m1和m2的兩小球（均可視為質(zhì)點），掛在圓弧軌道光滑邊緣C的兩邊，開始時m1位于C點，然后從靜止釋放,則下列說法正確的是（）A．在m1由C點下滑到A點的過程中兩球速度大小始終相等B．在m1由C點下滑到A點的過程中，重力對m1做功功率先增大后減少C．在m1由C點下滑到A點的過程中，m1機(jī)械能守恒D．若m1恰好能沿圓弧下滑到A點，則m1＝3m24、(本題9分)如圖，當(dāng)汽車通過拱橋頂點的速度為6m/s時，車對橋頂?shù)膲毫檐囍氐模绻蛊囋跇蛎嫘旭傊翗蝽敃r，對橋面的壓力為零，則汽車通過橋頂?shù)乃俣葢?yīng)為（）A．3m/s B．10m/s C．12m/s D．24m/s5、(本題9分)如圖所示，小車A用輕繩繞過不計摩擦的定滑輪與物體B相連。當(dāng)小車A以恒定的速度v向左運動時，則對于B物體來說，下列說法正確的是（）A．勻速上升B．加速上升C．物體B受到的拉力等于B物體受到的重力D．物體B受到的拉力小于B物體受到的重力6、將靜置在地面上，質(zhì)量為M（含燃料）的火箭模型點火升空，在極短時間內(nèi)以相對地面的速度v0豎直向下噴出質(zhì)量為m的熾熱氣體．忽略噴氣過程重力和空氣阻力的影響，則噴氣結(jié)束時火箭模型獲得的速度大小是（）A． B．C． D．7、(本題9分)關(guān)于對一個系統(tǒng)的動量守恒的理解，下列說法正確的是A．如果一個系統(tǒng)的動量守恒，則系統(tǒng)的機(jī)械能一定守恒B．如果一個系統(tǒng)的動量守恒，則系統(tǒng)的動能可能增加C．如果一個系統(tǒng)的合外力為零，則系統(tǒng)的動量一定守恒D．如果一個系統(tǒng)內(nèi)力做功不為零，則系統(tǒng)動量一定不守恒8、如圖所示為一滑草場．某條滑道由上下兩段高均為h，與水平面傾角分別為45°和37°的滑道組成，滑草車與草地之間的動摩擦因數(shù)為．質(zhì)量為m的載人滑草車從坡頂由靜止開始自由下滑，經(jīng)過上、下兩段滑道后，最后恰好靜止于滑道的底端（不計滑草車在兩段滑道交接處的能量損失，，）．則A．動摩擦因數(shù)B．載人滑草車最大速度為C．載人滑草車克服摩擦力做功為mghD．載人滑草車在下段滑道上的加速度大小為9、(本題9分)下列關(guān)于電場強(qiáng)度的兩個表達(dá)式E＝F/q和E＝kQ/r2的敘述,正確的是（）A．E＝F/q是電場強(qiáng)度的定義式，F(xiàn)是放入電場中的試探電荷所受的力，q是產(chǎn)生電場的電荷的電荷量B．E＝kQ/r2是點電荷場強(qiáng)的決定式，Q是放入電場中的檢驗電荷的電荷量C．E＝F/q是電場強(qiáng)度的定義式，F(xiàn)是放入電場中的電荷所受的力，q是放入電場中電荷的電荷量，它適用于任何電場D．從點電荷場強(qiáng)計算式分析庫侖定律的表達(dá)式F＝kq1q2r2，式kq2r2是點電荷q10、一質(zhì)量為m的物體以某一速度沖上一個傾角為37°的斜面，其運動的加速度的大小為0.9g。這個物體沿斜面上升的最大高度為H，則在這過程中A．物體克服重力做功0.9mgHB．物體克服摩擦力做功0.3mgHC．物體的動能損失了1.5mgHD．物體的重力勢能增加了mgH11、(本題9分)質(zhì)量為m的小球由輕繩a和b分別系于一輕質(zhì)細(xì)桿的A點和B點，如右圖所示，繩a與水平方向成θ角，繩b在水平方向且長為l，當(dāng)輕桿繞軸AB以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動時，小球在水平面內(nèi)做勻速圓周運動，則下列說法正確的是()A．a(chǎn)繩的張力不可能為零B．a(chǎn)繩的張力隨角速度的增大而增大C．當(dāng)角速度，b繩將出現(xiàn)彈力D．若b繩突然被剪斷，則a繩的彈力一定發(fā)生變化12、(本題9分)一個內(nèi)壁光滑的圓錐形筒的軸線垂直水平面，圓錐筒固定，有質(zhì)量相同的小球A和B沿著筒的內(nèi)壁在水平面內(nèi)做勻速圓周運動，如圖所示，A的運動半徑較大，則（）A．A球的角速度必小于B球的角速度B．A球的線速度必小于B球的線速度C．A球的運動周期必大于B球的運動周期D．A球?qū)ν脖诘膲毫Ρ卮笥贐球?qū)ν脖诘膲毫Χ嶒烆}（本題共16分，答案寫在題中橫線上）13、（6分）(本題9分)某實驗小組“用落體法驗證機(jī)械能守恒定律”，實驗裝置如圖甲所示.實驗中測出重物自由下落的高度h及對應(yīng)的瞬時速度v，計算出重物減少的重力勢能mgh和增加的動能mv2，然后進(jìn)行比較，如果兩者相等或近似相等，即可驗證重物自由下落過程中機(jī)械能守恒.請根據(jù)實驗原理和步驟完成下列問題：(1)關(guān)于上述實驗，下列說法中正確的是________.A．重物最好選擇密度較小的木塊B．重物的質(zhì)量可以不測量C．實驗中應(yīng)先接通電源，后釋放紙帶D．可以利用公式v＝來求解瞬時速度(2)如圖乙是該實驗小組打出的一條點跡清晰的紙帶，紙帶上的O點是起始點，選取紙帶上連續(xù)的點A、B、C、D、E、F作為計數(shù)點，并測出各計數(shù)點到O點的距離依次為27.94cm、32.78cm、38.02cm、43.65cm、49.66cm、56.07cm.已知打點計時器所用的電源是50Hz的交流電，重物的質(zhì)量為0.5kg，則從計時器打下點O到打下點D的過程中，重物減少的重力勢能ΔEp＝________J；重物增加的動能ΔEk＝________J(重力加速度g取9.8m/s2，計算結(jié)果均保留三位有效數(shù)字)。(3)實驗小組的同學(xué)又正確計算出圖乙中打下計數(shù)點A、B、C、D、E、F各點的瞬時速度v，以各計數(shù)點到A點的距離h′為橫軸，v2為縱軸作出圖象如圖丙所示，根據(jù)作出的圖線，能粗略驗證自由下落的物體機(jī)械能守恒的依據(jù)是__________________.14、（10分）(本題9分)在“驗證機(jī)械能守恒定律”的實驗中采用重物自由下落的方法．（1）某同學(xué)列舉實驗中用到的實驗器材為：鐵架臺、打點計時器及復(fù)寫紙片、紙帶、低壓交流電源、導(dǎo)線、重錘、天平等儀器．其中不必要的是____________．（2）實驗中，由于打點計時器兩限位孔不在同一直線上，使紙帶通過時受到較大阻力，這樣會導(dǎo)致試驗結(jié)果mgh__mv2（填>、=、<）（3）如果以v2／2為縱軸，以h為橫軸，根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪出的圖線應(yīng)是下圖中的_________，其斜率等于________的數(shù)值．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）如圖所示，方向水平向右的勻強(qiáng)電場中有a、b、c三點，線段ab＝10cm、bc＝15cm，其中ab沿電場方向，bc與電場方向間成53°角。電荷量q＝4×10—7C的正電荷從a點移到b點，電場力做功W＝1.2×10—5J，已知sin53°=0.8。求:(1)電場的電場強(qiáng)度大小E(2)電荷q從a點移到c點過程中電勢能變化量△E16、（12分）(本題9分)自動駕駛是一種通過電腦系統(tǒng)實現(xiàn)無人駕駛的智能汽車。有一質(zhì)量為m=1000kg的自動駕駛汽車，在平直公路以v1=90km/h的速度勻速行駛，發(fā)動機(jī)的輸出功率為P1=50kW。當(dāng)探測到前方有80km/h的限速標(biāo)志時，發(fā)動機(jī)功率自動降低到P2并保持不變，當(dāng)轎車速度減到v2=72km/h時又開始勻速。假設(shè)汽車在上述運動過程中所受阻力保持不變。求：（1）汽車行駛時所受阻力的大??；（2）當(dāng)汽車開始減速時，其加速度的大小。17、（12分）如圖所示，傾角為θ＝45°的粗糙平直導(dǎo)軌與半徑為R的光滑圓環(huán)軌道相切，切點為B，整個軌道處在豎直平面內(nèi)．一質(zhì)量為m的小滑塊從導(dǎo)軌上離地面高為h＝3R的D處無初速下滑進(jìn)入圓環(huán)軌道．接著小滑塊從圓環(huán)最高點C水平飛出，恰好擊中導(dǎo)軌上與圓心O等高的P點，不計空氣阻力．求：（1）滑塊運動到圓環(huán)最高點C時的速度的大?。?）滑塊運動到圓環(huán)最低點時對圓環(huán)軌道壓力的大?。?）滑塊與斜軌之間的動摩擦因數(shù)．

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】

分針、時針的周期分別為1h、1h，則周期比為1:1．根據(jù)ω=2π【點睛】解決本題的關(guān)鍵知道時針、分針、秒針的周期，以及知道周期與角速度的關(guān)系ω=2π2、B【解析】

小球做勻速圓周運動，對其受力分析如圖所示，由牛頓第二定律則有mgtanθ＝mω2Lsinθ整理得：Lcosθ＝是定值則兩球處于同一高度，故B項與分析相符。3、B【解析】

m1由C點下滑到A點的過程中，沿繩子方向的速度是一樣的，在m1滑下去一段過程以后，此時的繩子與圓的切線是不重合，而是類似于圓的一根弦線而存在，所以此時兩個物體的速度必然不相同的，故A錯誤；重力的功率就是P=mgv，這里的v是指豎直的分速度，一開始m1是由靜止釋放的，所以m1一開始的豎直速度也必然為零，最后運動到A點的時候，由于此時的切線是水平的，所以此時的豎直速度也是零，但是在這個C到A的過程當(dāng)中是肯定有豎直分速度的，所以相當(dāng)于豎直速度是從無到有再到無的一個過程，也就是一個先變大后變小的過程，所以這里重力功率mgv也是先增大后減小的過程，故B正確；在m1由C點下滑到A點的過程中m1對m2做正功，故m1的機(jī)械能減小，故C錯誤；若m1恰好能沿圓弧軌道下滑到a點，此時兩小球速度均為零，根據(jù)動能定理得：m1gR（1-cos60°）=m2gR，解得：m1=2m2，故D錯誤．4、C【解析】根據(jù)牛頓第二定律得：，

即

當(dāng)支持力為零，有：，

解得：v′=2v=12m/s．故C正確，ABD錯誤．故選C．點睛：解決本題的關(guān)鍵知道圓周運動向心力的來源，運用牛頓第二定律進(jìn)行求解．知道摩擦力為零時，此時支持力為零．5、B【解析】

將小車的速度沿繩子方向和垂直于繩子方向分解，設(shè)繩子與水平方向的夾角為θ．根據(jù)平行四邊形定則有：v繩=vcosθ，而沿繩子方向的分速度等于B物體的速度，在小車向左運動的過程中，θ減小，則v繩增大，所以物體B加速上升，但不是勻加速，物體B的加速度方向向上，根據(jù)牛頓第二定律，知B物體受到的拉力大于B物體受到的重力，故ACD錯誤，B正確。故選B。6、D【解析】

火箭模型在極短時間點火，設(shè)火箭模型獲得速度為v，據(jù)動量守恒定律有0=（M－m）v－mv0得．A.，與結(jié)論不相符，選項A不符合題意；B.，與結(jié)論不相符，選項B不符合題意；C.，與結(jié)論不相符，選項C不符合題意；D.，與結(jié)論相符，選項D符合題意；7、BC【解析】

A．動量守恒的系統(tǒng)機(jī)械能不一定守恒，動量守恒的條件是：系統(tǒng)不受外力或受外力的代數(shù)和為零；機(jī)械能守恒定律的條件是：系統(tǒng)只受到重力的作用，或受外力的代數(shù)和為零，故A錯誤；B．例如人船模型，開始人船速度為零，運動時系統(tǒng)的動量守恒，但系統(tǒng)的動能增加，故B正確；C．動量守恒的適用條件是系統(tǒng)不受外力或受外力的代數(shù)和為零，故C正確；D．放在光滑水平面上的滑塊與滑板，當(dāng)它們相對運動時，系統(tǒng)內(nèi)力做功不為零，但系統(tǒng)動量守恒，故D錯誤；故選BC．8、AB【解析】

A．由動能定理可知：，解得，選項A正確；B．對前一段滑道，根據(jù)動能定理有，解得：，則選項B正確；C．載人滑草車克服摩擦力做功為2mgh，選項C錯誤；D．載人滑草車在下段滑道上的加速度大小為，選項D錯誤；9、CD【解析】

E＝F/q是電場強(qiáng)度的定義式，F(xiàn)是放入電場中的試探電荷所受的力，q是試探電荷的電荷量，它適用于任何電場，選項A錯誤，C正確；E＝kQ/r2是點電荷場強(qiáng)的決定式，Q是形成電場的電荷的電荷量，選項B錯誤；從點電荷場強(qiáng)計算式分析庫侖定律的表達(dá)式F＝kq1q2r2，式kq2r2是點電荷q10、CD【解析】

AD.這個物體沿斜面上升的最大高度為H，所以重力勢能增加，物體克服重力做功mgH，故A錯誤，D正確；B.物體的機(jī)械能損失等于克服阻力做的功，故為：故B錯誤；C.物體上滑過程，根據(jù)牛頓第二定律，有：解得：合力：合力做負(fù)功，故動能減小量等于克服合力做的功，故動能減少故C正確。11、AC【解析】

小球做勻速圓周運動，在豎直方向上的合力為零，水平方向上的合力提供向心力，所以a繩在豎直方向上的分力與重力相等，可知a繩的張力不可能為零，故A正確；根據(jù)豎直方向上平衡得，F(xiàn)asinθ=mg，解得，可知a繩的拉力不變，故B錯誤；當(dāng)b繩拉力為零時，有：，解得，可知當(dāng)角速度時，b繩出現(xiàn)彈力，故C正確；由于b繩可能沒有彈力，故b繩突然被剪斷，a繩的彈力可能不變，故D錯誤。12、AC【解析】

如圖所示向心力得：，A、由于球A運動的半徑大于B球的半徑，A球的角速度必小于B球的角速度，A球的線速度必大于B球的線速度，故A正確，B錯誤；C、由周期公式，所以球A的運動周期大于球B的運動周期，故C正確；D、球A對筒壁的壓力等于球B對筒壁的壓力，所以D錯誤．故選AC．二、實驗題（本題共16分，答案寫在題中橫線上）13、BC2.142.12圖象的斜率等于19.52，約為重力加速度g的兩倍【解析】

第一空.重物最好選擇密度較大的鐵塊，受到的阻力較小，故A錯誤.本題是以自由落體運動為例來驗證機(jī)械能守恒定律，需要驗證的方程是mgh＝mv2，因為是比較mgh、mv2的大小關(guān)系，故m可約去，不需要用天平測量重物的質(zhì)量，操作時應(yīng)先接通電源，再釋放紙帶，故B、C正確.不能利用公式v＝來求解瞬時速度，否則體現(xiàn)不了實驗驗證，卻變成了理論推導(dǎo)，故D錯誤.第二空.重力勢能減少量ΔEp＝mgh＝0.5×9.8×0.4365J≈2.14J.第三空.利用勻變速直線運動的推論：vD＝m/s＝2.91m/s，EkD＝mvD2＝×0.5×2.912J≈2.12J，動能增加量ΔEk＝EkD－0＝2.12J.第四空.根據(jù)表達(dá)式mgh＝mv2，則有v2＝2gh；當(dāng)圖象的斜率為重力加速度的2倍時，即可驗證機(jī)械能守恒，而圖象的斜率k＝＝19.52≈2g；因此能粗略驗證自由下落的物體機(jī)械能守恒.14、天平>Dg【解析】（1）其中不必要的器材是：天平，因為我們是比較mgh、mv2大小關(guān)系，故m可約去比較，不需要用天平．

（2）實驗中，由于打點計時器兩限位孔不在同一直線上，使紙帶通過時受到較大阻力，使得動能增加量小于重力勢能的減小量，即會導(dǎo)致試驗結(jié)果mgh>mv2；（3）利用v2-h圖線處理數(shù)據(jù)，如果mgh=mv2那么v2=gh，則v2-h圖線應(yīng)該是過原點的直線，斜率就等于g．故選D．

點睛：利用圖象結(jié)合數(shù)學(xué)知識處理物理數(shù)據(jù)是實驗研究常用的方法．我們更多的研究直線圖形，找出其直線的斜率和截距研究其物理意義．三、計算題要求解題步驟，和必要的文字說明（本題共36分）15、（1）300N/C（2）-2.28×10-5J【解析】

（1）根據(jù)電場力做功公式W=Uq得：，根據(jù)勻強(qiáng)電場電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系可知，。

即電場