湖南省長沙市湘一芙蓉中學(xué)2022年物理高一下期末綜合測試模擬試題含解析

2021-2022學(xué)年高一物理下期末模擬試卷請考生注意：1．請用2B鉛筆將選擇題答案涂填在答題紙相應(yīng)位置上，請用0．5毫米及以上黑色字跡的鋼筆或簽字筆將主觀題的答案寫在答題紙相應(yīng)的答題區(qū)內(nèi)。寫在試題卷、草稿紙上均無效。2．答題前，認(rèn)真閱讀答題紙上的《注意事項(xiàng)》，按規(guī)定答題。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(cuò)選和不選得零分）1、如圖所示，粗糙水平圓盤上，質(zhì)量相等的A、B兩物塊疊放在一起，隨圓盤一起做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則下列說法正確的是（）A．A對B的摩擦力指向圓心B．B運(yùn)動(dòng)所需的向心力大于A運(yùn)動(dòng)所需的向心力C．盤對B的摩擦力是B對A的摩擦力的2倍D．若逐漸增大圓盤的轉(zhuǎn)速（A、B兩物塊仍相對盤靜止），盤對B的摩擦力始終指向圓心且不斷增大2、(本題9分)關(guān)于曲線運(yùn)動(dòng)，以下說法中正確的是A．平拋運(yùn)動(dòng)是一種勻變速運(yùn)動(dòng)B．物體在恒力作用下不可能做曲線運(yùn)動(dòng)C．做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，所受合力是恒定的D．做圓周運(yùn)動(dòng)的物體合力總是與速度方向垂直3、(本題9分)如圖所示，＋Q為固定的正點(diǎn)電荷，虛線圓是其一條等勢線．兩電荷量相同、但質(zhì)量不相等的粒子，分別從同一點(diǎn)A以相同的速度v0射入，軌跡如圖中曲線，B、C為兩曲線與圓的交點(diǎn)．φA、φB、φC表示A、B、C三點(diǎn)電勢，mB、mC表示分別經(jīng)過B、C兩點(diǎn)的粒子的質(zhì)量，aB、aC表示兩粒子經(jīng)過B、C時(shí)的加速度大小，vB、vC表示兩粒子經(jīng)過B、C時(shí)的速度大?。挥?jì)粒子重力，以下判斷正確的是（）A．φA>φBmB<mCB．φA<φCmB>mCC．a(chǎn)B>aCvB<vCD．a(chǎn)B<aCvB>vC4、一個(gè)物體速度由0增加到v,再從v增加到2v,外力做功分別為W1和W2，則W1和W2關(guān)系正確的是()A．W1=W2B．W2=2W1C．W2=3W1D．W2=4W15、(本題9分)2019年4月10日晚9時(shí)許，全球多地天文學(xué)家同步公布的首張黑洞照片（如圖）。假設(shè)銀河系中兩個(gè)黑洞A、B，它們以二者連線上的O點(diǎn)為圓心做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，測得A、B到O點(diǎn)的距離分別為r和2r。黑洞A、B均可看成質(zhì)量分布均勻的球體，不考慮其他星球?qū)诙吹囊?，兩黑洞的半徑均遠(yuǎn)小于它們之間的距離。下列說法正確的是（）A．黑洞A、B的質(zhì)量之比為1∶2B．黑洞A、B所受引力之比為1∶2C．黑洞A、B的角速度之比為1∶2D．黑洞A、B的線速度之比為1∶26、(本題9分)有兩個(gè)力，一個(gè)是14N，一個(gè)是4N，它們的合力可能等于（）A．5N B．9N C．15N D．20N7、某廂式電梯在0～8s內(nèi)的圖像如圖所示，質(zhì)量為50kg的某同學(xué)站在電梯內(nèi)，規(guī)定豎直向上為正方向，重力加速度取10m/s2，下列說法中正確的是A．0~2s內(nèi)該同學(xué)處于超重狀態(tài)B．6~8s內(nèi)該同學(xué)處于超重狀態(tài)C．0~8s內(nèi)電梯上升的總高度為12mD．t=ls末，該同學(xué)對電梯的壓力大小為600N8、如圖所示，內(nèi)壁光滑的圓錐筒固定不動(dòng)，圓錐筒的軸線沿豎直方向．兩個(gè)質(zhì)量相等的小球A和B緊貼著內(nèi)壁分別在如圖所示的水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，已知兩小球運(yùn)動(dòng)的軌道半徑之比rA∶rB=2∶1，取圓錐筒的最低點(diǎn)C為重力勢能參照面，則A、B兩球A．運(yùn)動(dòng)周期之比TA∶TB=2∶1B．速度之比vA∶vB=∶1C．機(jī)械能之比EA∶EB=2∶1D．向心加速度之比aA∶aB=∶19、在光滑的水平面上，一滑塊的質(zhì)量m=2kg，在水平面上恒定外力F=4N（方向未知）作用下運(yùn)動(dòng)，如圖所示為滑塊在水平面上運(yùn)動(dòng)的一段軌跡，滑塊過P、Q兩點(diǎn)時(shí)速度大小均為v=5m/s，滑塊在P點(diǎn)的速度方向與PQ連線夾角α=37°，sin37°=0.6，則下列說法正確的是A．水平恒力F的方向與PQ連線成53°夾角B．滑塊從P到Q的時(shí)間為3sC．滑塊從P到Q的過程中速度最小值為4m/sD．P、Q兩點(diǎn)連線的距離為10m10、如圖所示，在粗糙水平面上，用水平輕繩相連的兩個(gè)相同的物體A、B質(zhì)量均為m，在水平恒力F作用下以速度v做勻速運(yùn)動(dòng)。在t＝0時(shí)輕繩斷開，A在F作用下繼續(xù)前進(jìn)，則下列說法正確的是()A．t=2mvF時(shí)，A的動(dòng)量為2mv B．t=4mvFC．t=4mvF時(shí)，B的動(dòng)量為0 D．t＝0至t=mvF時(shí)間內(nèi)，11、(本題9分)兒童樂園中，一個(gè)小孩騎在木馬上隨木馬一起在水平而內(nèi)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)軸到木馬的距離為r，小孩的向心加速度為a，如把小孩的轉(zhuǎn)動(dòng)看做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則（）A．小孩相對于圓心的線速度不變B．小孩的線速度大小為C．小孩在時(shí)間t內(nèi)通過的路程為D．小孩做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期12、(本題9分)如圖所示，在地面上以速度v0拋出質(zhì)量為m的物體，拋出后物體落到比地面低h的海平面上．若以地面為零勢能面且不計(jì)空氣阻力，則下列說法中正確的是（）A．物體到海平面時(shí)的重力勢能為B．重力對物體做的功為C．物體在海平面上的動(dòng)能為D．物體在海平面上的機(jī)械能為二、實(shí)驗(yàn)題（本題共16分，答案寫在題中橫線上）13、（6分）某實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置來“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”，他們的主要實(shí)驗(yàn)步驟如下：A．按圖示安裝好器材。B．將電火花計(jì)時(shí)器接到電源上。C．接通電源后釋放紙帶，打出一條紙帶。D．換用另外的紙帶，重復(fù)步驟C。E．選取點(diǎn)跡清晰的紙帶，測量所選紙帶上一系列測量點(diǎn)距初位置的距離。F．根據(jù)測量的結(jié)果計(jì)算重錘下落過程中減少的重力勢能和它增加的動(dòng)能，比較二者是否相等請回答下列問題：（1）為完成此實(shí)驗(yàn)，除了圖中所給器材外，還必需的器材有_____（填正確選項(xiàng)前的字母）。A．天平B．秒表C．毫米刻度尺D．4～6V的交流電源E．110V的交流電源（1）實(shí)驗(yàn)中，夾子與重物的質(zhì)量m＝150g，由打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打出一系列點(diǎn)，如圖乙所示，為選取的一條符合實(shí)驗(yàn)要求的紙帶，O為第一個(gè)點(diǎn)，A、B、C為三個(gè)連續(xù)點(diǎn)。已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器每隔0.01s打一個(gè)點(diǎn)，當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭＝9.80m/s1．選取其中O點(diǎn)和B點(diǎn)來驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，則重物重力勢能減少量△EP＝_____J．B點(diǎn)的瞬時(shí)速度vB＝_____m/s（均要求保留3位有效數(shù)字）。（3）在步驟（E）中測得測量點(diǎn)距初位置的距離為h，計(jì)算出對應(yīng)的速度為v。以h為橫軸，v1為縱軸，畫出的圖線如圖丙所示，圖線的斜率為k，則當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹開____（不計(jì)一切阻力）。14、（10分）(本題9分)在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定的實(shí)驗(yàn)中（1）有些器材類型不同但功能相向，下圖中的甲和乙都是________（填“計(jì)時(shí)”、“測速”或“測距”）的儀器．其中使用交流220V電源的是________（填“甲”或“乙”）．（2）某同學(xué)將實(shí)驗(yàn)器材組裝好，釋放重錘前瞬間的情景如圖所示，其中操作合理的是________（3）該實(shí)驗(yàn)中，下列方法有助于減小實(shí)驗(yàn)差的是________A．在重錘的正下地面鋪海綿B．根據(jù)計(jì)算重錘下降高度h時(shí)所獲得動(dòng)能C．重復(fù)多次實(shí)驗(yàn)，重物必須從同一位置開始下落D．重物的密度盡量大一些（4）采用交流電源的頻率為，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下O點(diǎn)（圖中未標(biāo)出）時(shí)，質(zhì)量重錘開始下落，得到如圖所示的紙帶．A、B、C是打點(diǎn)計(jì)時(shí)器連續(xù)打下的3個(gè)點(diǎn)，刻度尺0刻線與O點(diǎn)對齊，A、B、C三個(gè)點(diǎn)所對刻度如圖所示．從開始到下落至B點(diǎn)，重錘下降過程中減少的重力勢能是，增加的動(dòng)能是________J．（計(jì)算結(jié)果保留2位有效數(shù)字）三、計(jì)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)如圖所示電路中，，，開關(guān)S閉合時(shí)電壓表示數(shù)為11.4V，電流表示數(shù)為0.2A，開關(guān)S斷開時(shí)電流表示數(shù)為0.3A，求：(1)電阻的值．(2)電源電動(dòng)勢和內(nèi)電阻．16、（12分）(本題9分)某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室探究圓周運(yùn)動(dòng)向心力和速度之間的關(guān)系，他利用雙線來連接小球在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，如圖所示，他用兩根長均為的細(xì)線系一質(zhì)量為m=0.5kg的小球，細(xì)線的另一端系于水平橫桿上相距為d=2m的A、B兩點(diǎn)，若小球上升到圓周最高點(diǎn)時(shí)兩細(xì)線的拉力恰好都為零，重力加速度為，求：（1）小球到達(dá)圓周最高點(diǎn)時(shí)的速度大??；（2）小球到達(dá)圓周最低點(diǎn)時(shí)的速度大小及每根細(xì)線的拉力大小．17、（12分）右端連有光滑弧形槽的水平桌面AB長L=1.5m，如圖所示．將一個(gè)質(zhì)量為m=0.5kg的木塊在F=1.5N的水平拉力作用下，從桌面上的A端由靜止開始向右運(yùn)動(dòng)，木塊到達(dá)B端時(shí)撤去拉力F，木塊與水平桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.1，取g=10m/s1．求：（1）木塊沿弧形槽上升的最大高度；（1）木塊沿弧形槽滑回B端后，在水平桌面上滑動(dòng)的最大距離．

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(cuò)選和不選得零分）1、C【解析】

A．兩物體隨圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)，都有沿半徑向外的滑動(dòng)趨勢，受力分析如圖則所受靜摩擦力均沿半徑指向圓心，由牛頓第三定理可知A對B的靜摩擦力沿半徑向外，故A錯(cuò)誤；B．兩物體隨圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)，角速度相同為，運(yùn)動(dòng)半徑為，則兩物體轉(zhuǎn)動(dòng)所需的向心力均為，即B運(yùn)動(dòng)所需的向心力等于A運(yùn)動(dòng)所需的向心力，故B錯(cuò)誤；C．對整體由牛頓第二定律可知對A由牛頓第二定律得則盤對B的摩擦力是B對A的摩擦力的2倍，故C正確；D．在增大圓盤轉(zhuǎn)速的瞬間，兩物體有沿半徑向外的趨勢和沿切線向后的趨勢，則此時(shí)靜摩擦力方向在徑向和切向之間，與線速度成銳角，徑向分力繼續(xù)提供向心力，切向分力提供切向加速度使線速度增大，從而保證滑塊繼續(xù)跟著圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)，而物體隨轉(zhuǎn)盤一起轉(zhuǎn)時(shí)靜摩擦力又恢復(fù)成沿半徑方向提供向心力，故增大圓盤轉(zhuǎn)速，盤對B的摩擦力大小不斷增大，但方向不是始終指向圓心，故D錯(cuò)誤。故選C。2、A【解析】試題分析：物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件是合力與速度不在同一條直線上，合外力大小和方向不一定變化，由此可以分析得出結(jié)論．解：A、平拋運(yùn)動(dòng)只受到重力的作用，是一種加速度不變的曲線運(yùn)動(dòng)，即勻變速曲線運(yùn)動(dòng)，故A正確；B、物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件是合力與速度不在同一條直線上，物體在恒力作用下，可以做曲線運(yùn)動(dòng)，比如平拋運(yùn)動(dòng)，所以B錯(cuò)誤．C、勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力的方向始終是指向圓心的，方向是不斷變化的，所以勻速圓周運(yùn)動(dòng)一定是受到變力的作用，所以C錯(cuò)誤．D、物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體合力才總是與速度方向垂直，所以D錯(cuò)誤．故選A．【點(diǎn)評】本題關(guān)鍵是對質(zhì)點(diǎn)做曲線運(yùn)動(dòng)的條件的考查，勻速圓周運(yùn)動(dòng)，平拋運(yùn)動(dòng)等都是曲線運(yùn)動(dòng)，對于它們的特點(diǎn)要掌握?。?、C【解析】

因給出的電場為正點(diǎn)電荷形成的電場，沿電場線的方向電勢降落，BC在同一等勢面上：φA<φB=φC，粒子初速度方向相同，但沿AB軌跡運(yùn)動(dòng)的粒子偏折大，說明B粒子在相同條件下加速度大，所以：aB＞aC，在B點(diǎn)和C點(diǎn)電場強(qiáng)度大小相等，根據(jù)a=可知，mB＜mC，所以：，由于B和C處粒子電勢相等，則從A到B和從A到C電場力做的功相等，所以動(dòng)能變化相等，B的質(zhì)量小，所以B的速度變化量大．動(dòng)能減小，速度減?。訠減小的多，所以B的速度小，即vB＜vC。故C正確、ABD錯(cuò)誤。【點(diǎn)睛】有關(guān)帶電粒子在勻強(qiáng)電場中的運(yùn)動(dòng)，在解決問題時(shí)，主要可以從兩條線索展開：其一，力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系．根據(jù)帶電粒子受力情況，用牛頓第二定律求出加速度，結(jié)合運(yùn)動(dòng)學(xué)公式確定帶電粒子的速度和位移等，這條線索通常適用于在恒力作用下做勻變速運(yùn)動(dòng)的情況．其二，功和能的關(guān)系．根據(jù)電場力對帶電粒子做功，引起帶電粒子的能量發(fā)生變化，利用動(dòng)能定理研究全過程中能的轉(zhuǎn)化，研究帶電粒子的速度變化、位移等．4、C【解析】試題分析：根據(jù)動(dòng)能定理可知，因此，答案為C考點(diǎn)：動(dòng)能定理點(diǎn)評：此類題型考察了動(dòng)能定理的運(yùn)用，抓住初、末速度．在運(yùn)用時(shí)不需要考慮中間過程，也不需要考慮是直線或曲線．5、D【解析】

A．兩個(gè)黑洞A、B以二者連線上的O點(diǎn)為圓心做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，構(gòu)成雙星系統(tǒng)，根據(jù)萬有引力提供向心力，有知半徑之比等于質(zhì)量之反比，故質(zhì)量之比為2：1，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；B．黑洞A、B間的萬有引力屬于相互作用力，大小相等，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；C．兩黑洞屬于同軸轉(zhuǎn)動(dòng)模型，做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期相同，則角速度相等，之比為1：1，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；D．根據(jù)線速度與角速度關(guān)系知線速度與半徑成正比，黑洞A、B的線速度之比為1：2，選項(xiàng)D正確。故選D。6、C【解析】

根據(jù)合力與分力的關(guān)系?！驹斀狻慨?dāng)兩個(gè)力方向相同時(shí)，合力最大為當(dāng)兩個(gè)力方向相反時(shí)，合力最小為因此合力范圍因此，C正確，ABD錯(cuò)誤。故選C。7、AC【解析】

A.0~2s內(nèi)該同學(xué)向上加速，因加速度向上，則處于超重狀態(tài)，選項(xiàng)A正確；B.6~8s內(nèi)該同學(xué)向上減速，加速度向下，則處于失重狀態(tài)，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；C.因v-t圖像的面積表示位移，則0~8s內(nèi)電梯上升的總高度為，選項(xiàng)C正確；D.t=ls末，電梯的加速度為，由牛頓第二定律：F-mg=ma解得F=mg+ma=550N，即該同學(xué)對電梯的壓力大小為550N，選項(xiàng)D錯(cuò)誤.8、BC【解析】

小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，靠重力和支持力的和提供向心力，結(jié)合牛頓第二定律列出向心力與線速度、角速度、向心加速度的表達(dá)式，從而進(jìn)行求解．設(shè)支持力和豎直方向上的夾角為θ，根據(jù)牛頓第二定律得：，解得：，因?yàn)锳、B圓運(yùn)動(dòng)的半徑之比為2:1，所以，，，AD錯(cuò)誤B正確；從以上分析可知，根據(jù)幾何知識(shí)可知，故，由于機(jī)械能為動(dòng)能和重力勢能之和，故EA∶EB=2∶1，C正確．9、BC【解析】在P、Q兩點(diǎn)的速度具有對稱性，故分解為沿PQ方向和垂直PQ方向，在沿PQ方向上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，在垂直PQ方向上做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，所以力F垂直PQ向下，在頂點(diǎn)處速度最小，只剩下沿PQ方向的速度，故為，A錯(cuò)誤C正確；在垂直PQ方向上，，，故從P到頂點(diǎn)所用時(shí)間為，根據(jù)對稱性可知從P到Q所用時(shí)間為，PQ連線的距離為，故B正確D錯(cuò)誤．10、ACD【解析】

A.t=2mvF時(shí)，即B剛停下時(shí)，對AB，從t=0到2mv=解得A的動(dòng)量為p'B.當(dāng)t=4mvFt-ft=代入f=解得：P'C.t=0到B停下，對B，動(dòng)量定理-即t=2mvF時(shí)，B停下，所以t=4mvD.設(shè)A、B受到的滑動(dòng)摩擦力都為f，斷開前兩物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)，根據(jù)平衡條件得：F=2f，設(shè)B經(jīng)過時(shí)間t速度為零，對B由動(dòng)量定理得：-ft=0-mv解得：t=2mvF；由此可知，在剪斷細(xì)線前，兩木塊在水平地面上向右做勻速直線運(yùn)動(dòng)，以AB為系統(tǒng)，繩子的屬于系統(tǒng)的內(nèi)力，系統(tǒng)所受合力為零；在剪斷細(xì)線后，在B停止運(yùn)動(dòng)以前，兩物體受到的摩擦力不變，兩木塊組成的系統(tǒng)的合力仍為零，則系統(tǒng)的總動(dòng)量守恒，故在t=0至t=2mv11、CD【解析】

A.勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，線速度的大小不變，方向時(shí)刻改變；故A錯(cuò)誤.B.根據(jù)得：；故B錯(cuò)誤.C.小孩在時(shí)間t內(nèi)通過的路程為；故C正確.D.小孩做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期；故D正確.12、BCD【解析】

A.以海平面為零勢能平面，則物體到海平面時(shí)的重力勢能為零，故A錯(cuò)誤。B.重力對物體做功W=mgh故B正確。C.根據(jù)機(jī)械能守恒有：可知物體在海平面時(shí)的動(dòng)能為故C正確。D.物體在運(yùn)動(dòng)的過程中機(jī)械能守恒，以地面為零勢能面,物體在海平面的重力勢能Ep=-mgh則物體在海平面上的機(jī)械能故D正確。二、實(shí)驗(yàn)題（本題共16分，答案寫在題中橫線上）13、CE0.4901.95【解析】

（1）實(shí)驗(yàn)中不需要重錘的質(zhì)量，因此不需要天平，通過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器計(jì)算時(shí)間，故不需要秒表。電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器應(yīng)該與110V交流電源連接。需要毫米刻度尺測量紙帶上兩點(diǎn)間的距離。CE正確（1）減少的重力勢能為：△Ep＝mgh＝0.15×9.8×0.1J＝0.490J利用勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論有：（3）根據(jù)機(jī)械能守恒定律有：，v1＝1gh，知v1與1gh成正比，圖線的斜率等于重力加速度1g，即k＝1g，故；g=14、計(jì)時(shí)乙AD0.51【解析】

(1)[1][2].電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和電火花計(jì)時(shí)器都是計(jì)時(shí)儀器，電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用4-6V的電壓，電火花計(jì)時(shí)器使用220V的電源，即使用交流220V電源的是乙．

(2)