山東省濰坊市教科所2022年物理高一下期末調(diào)研模擬試題含解析

2021-2022學(xué)年高一物理下期末模擬試卷注意事項(xiàng)：1．答題前，考生先將自己的姓名、準(zhǔn)考證號(hào)填寫清楚，將條形碼準(zhǔn)確粘貼在考生信息條形碼粘貼區(qū)。2．選擇題必須使用2B鉛筆填涂；非選擇題必須使用0．5毫米黑色字跡的簽字筆書寫，字體工整、筆跡清楚。3．請(qǐng)按照題號(hào)順序在各題目的答題區(qū)域內(nèi)作答，超出答題區(qū)域書寫的答案無效；在草稿紙、試題卷上答題無效。4．保持卡面清潔，不要折疊，不要弄破、弄皺，不準(zhǔn)使用涂改液、修正帶、刮紙刀。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、(本題9分)如圖所示，B和C是一組塔輪，即B和C半徑不同，但固定在同一轉(zhuǎn)動(dòng)軸上，其半徑之比為RB∶RC＝3∶1．A輪的半徑大小與C輪相同，它與B輪緊靠在一起，當(dāng)A輪繞其中心的豎直軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，由于摩擦作用，B輪也隨之無滑動(dòng)地轉(zhuǎn)動(dòng)起來，a、b、c分別為三輪邊緣的三個(gè)點(diǎn)，則a、b、c三點(diǎn)在運(yùn)動(dòng)過程中（）A．線速度大小之比為3∶1∶1B．角速度之比為3∶3∶1C．轉(zhuǎn)速之比為1∶3∶1D．向心加速度大小之比為9∶6∶42、(本題9分)在電源處于正常工作狀態(tài)時(shí)，下列說法正確的是（）A．在電源內(nèi)部，正電荷從正極向負(fù)極運(yùn)動(dòng)B．在電源外部，正電荷從正極向負(fù)極運(yùn)動(dòng)C．在電源外部，電流所做的功一定等于電熱D．路端電壓一定等于電源的電動(dòng)勢(shì)3、(本題9分)一輕繩系住一質(zhì)量為m的小球懸掛在0點(diǎn)，在最低點(diǎn)給小球一水平初速度，小球恰能在豎直平面內(nèi)繞0點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)．若在水平半徑OP的中點(diǎn)A處釘一枚光滑的釘子，仍在最低點(diǎn)給小球同樣的初速度，則小球向上通過P點(diǎn)后將繞A點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)，則到達(dá)最高點(diǎn)N時(shí)，繩子的拉力大小為A．0 B．2mg C．4mg D．3mg4、(本題9分)兩顆行星的質(zhì)量分別是、，它們繞太陽運(yùn)轉(zhuǎn)的軌道半長軸分別是、，如果，，則它們的運(yùn)行周期之比等于()A．B．C．D．5、(本題9分)質(zhì)量為m的物體以初速度v豎直向上拋出，經(jīng)時(shí)間t，達(dá)到最高點(diǎn)，以豎直向上為正方向，在這個(gè)過程中，物體的動(dòng)量變化量和重力的沖量分別是A．mv和－mgt B．mv和mgtC．－mv和－mgt D．－mv和mgt6、(本題9分)如圖所示，輕彈簧一端與墻相連，質(zhì)量m=2kg的木塊沿光滑水平面以V0=5m/s的初速度向左運(yùn)動(dòng)，當(dāng)木塊壓縮彈簧后速度減為V=3m/s時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能是（）A．9JB．16JC．25JD．32J7、甲、乙兩顆地球衛(wèi)星，其中甲為地球同步衛(wèi)星，乙的運(yùn)行高度高于甲的運(yùn)行高度．兩衛(wèi)星軌道均可視為圓形軌道．以下判斷正確的是A．甲的周期小于乙的周期 B．乙的速度大于第一宇宙速度C．甲的加速度大于乙的加速度 D．甲在運(yùn)行時(shí)，能經(jīng)過北極正上方8、(本題9分)（多選）如圖甲所示，在水平地面上放置一個(gè)質(zhì)量為m=4kg的物體，讓其在隨位移均勻減小的水平推力作用下運(yùn)動(dòng)，推力隨位移x變化的圖象如圖乙所示，已知物體與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.5，g取10m/s2，下列說法正確的是()A．物體先做加速運(yùn)動(dòng)，推力撤去時(shí)開始做減速運(yùn)動(dòng)B．物體在水平面上運(yùn)動(dòng)的最大位移是10mC．物體運(yùn)動(dòng)的最大速度為8m/sD．物體在運(yùn)動(dòng)中的加速度先變小后不變9、如圖所示，B球在水平面內(nèi)做半徑為R的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，豎直平臺(tái)與軌跡相切且高度為R，當(dāng)B球運(yùn)動(dòng)到切點(diǎn)時(shí)，在切點(diǎn)正上方的A球水平飛出，速度大小為，g為重力加速度大小，為使B球在運(yùn)動(dòng)一周的時(shí)間內(nèi)與A球相遇，從B球運(yùn)動(dòng)到切點(diǎn)時(shí)開始計(jì)時(shí)，則下列說法正確的是（）A．相遇時(shí)，一定發(fā)生在t=時(shí)刻B．A球做平拋運(yùn)動(dòng)的位移一定為2RC．B球做勻圓運(yùn)動(dòng)的速率一定為D．B球做勻圓運(yùn)動(dòng)的周期一定為10、(本題9分)如圖所示，質(zhì)量為M長度為l的小車靜止在光滑的水平面上．質(zhì)量為m的小物塊（可視為質(zhì)點(diǎn)）放在小車的最左端．現(xiàn)有一水平恒力F作用在小物塊上，使物塊從靜止開始做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，物塊和小車之間的摩擦力為f．經(jīng)過一段時(shí)間，小車運(yùn)動(dòng)的位移為x，物塊剛好滑到小車的最右端．以下判斷正確的是（）A．此時(shí)物塊的動(dòng)能為F（x+l）B．此時(shí)小車的動(dòng)能為fxC．這一過程中，物塊和小車組成的系統(tǒng)產(chǎn)生的內(nèi)能為fxD．這一過程中，物塊和小車組成的系統(tǒng)增加的機(jī)械能為F(l+x)-fl11、小明家住26層，他放學(xué)后，乘坐電梯從1層直達(dá)26層。假設(shè)電梯剛起動(dòng)時(shí)做加速直線運(yùn)動(dòng)，中間一段時(shí)間內(nèi)做勻速直線運(yùn)動(dòng)，最后一段時(shí)間內(nèi)做減速直線運(yùn)動(dòng).在電梯從1層直達(dá)26層的過程中，下列說法正確的是()A．電梯剛起動(dòng)時(shí)，小明處于失重狀態(tài)B．電梯剛起動(dòng)時(shí)，小明處于超重狀態(tài)C．電梯運(yùn)動(dòng)的加速度方向始終不變D．電梯運(yùn)動(dòng)的加速度方向發(fā)生了變化12、(本題9分)電荷量為q的點(diǎn)電荷在電場(chǎng)中由A點(diǎn)移到B點(diǎn)時(shí)，電場(chǎng)力做功W，兩點(diǎn)間的電勢(shì)差為U，若讓電荷量為2q的點(diǎn)電荷在電場(chǎng)中由A點(diǎn)移到B點(diǎn)，則（）A．電場(chǎng)力做功為WB．電場(chǎng)力做功為2WC．兩點(diǎn)間的電勢(shì)差為UD．兩點(diǎn)間的電勢(shì)差為2U二、實(shí)驗(yàn)題（本題共16分，答案寫在題中橫線上）13、（6分）(本題9分)在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”實(shí)驗(yàn)中得到如圖所示的一條紙帶，在紙帶上選取個(gè)連續(xù)打出的點(diǎn)A、B、C，測(cè)得它們到起始點(diǎn)O的距離分別為，已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)的周期為T。（1）紙帶的_____（填“左”或“右”）端與重物相連；（2）設(shè)重物質(zhì)量為m，在打O點(diǎn)到打B點(diǎn)的過程中，重物的重力勢(shì)能變化量大小為_____，動(dòng)能變化量大小為_____。（3）實(shí)驗(yàn)中，發(fā)現(xiàn)重物減少的重力勢(shì)能總是大于重物增加的動(dòng)能，造成這種現(xiàn)象的主要原因是_____。14、（10分）(本題9分)某學(xué)習(xí)小組為驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，用力傳慼器、輕繩、光滑定滑輪、小球和量角器設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)。（已知重力加速度為g）（1）用不可伸長的繩子跨過兩個(gè)定滑輪，繩子兩端分別與小球和力傳感器相連，力感器固定在地面上，通過傳感器可測(cè)得繩子拉力；（2）調(diào)節(jié)兩定滑輪之間的距離，在小球靜止時(shí)，記下右端繩子長度L及_____（寫出相關(guān)量及字母符號(hào)）；（3）如圖所示，將小球拉到使繩與豎直方向成角θ時(shí)，靜止釋放，小球向下做圓周運(yùn)動(dòng)，為了求出小球在最低點(diǎn)A的速度，還需測(cè)量_____（寫出相關(guān)量及字母符號(hào)），并求出小球在最低點(diǎn)A的速度為_____（用已知和測(cè)得字母的符號(hào)表示）；（4）將小球拉到不同θ角度，重復(fù)實(shí)驗(yàn)；（5）試寫出此驗(yàn)證機(jī)械能守恒的關(guān)系式_____（用已知和測(cè)得的字母符號(hào)表示）。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)圖示為甲乙兩物體從不同地點(diǎn)不同時(shí)刻出發(fā)的同方向運(yùn)動(dòng)的速度-時(shí)間圖像，已知甲、乙在t=4s時(shí)相遇．求：（1）甲乙的加速度大??；（2）甲乙出發(fā)點(diǎn)間的距離．16、（12分）(本題9分)某校興趣小組制作了一個(gè)游戲裝置，其簡化模型如圖所示，在A點(diǎn)用一彈射裝置可將靜止的小滑塊以v0水平速度彈射出去，沿水平直線軌道運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)后，進(jìn)入半徑R=0.3m的光滑豎直圓形軌道，運(yùn)行一周后自B點(diǎn)向C點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，C點(diǎn)右側(cè)有一陷阱，C、D兩點(diǎn)的豎直高度差h=0.2m，水平距離s=0.6m，水平軌道AB長為L1=1m，BC長為L2=2.6m，小滑塊與水平軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.5，重力加速度g=10m/s2.(1)若小滑塊恰能通過圓形軌道的最高點(diǎn)，求小滑塊在A點(diǎn)彈射出的速度大小；(2)若游戲規(guī)則為小滑塊沿著圓形軌道運(yùn)行一周離開圓形軌道后只要不掉進(jìn)陷阱即為勝出，求小滑塊在A點(diǎn)彈射出的速度大小的范圍．17、（12分）黑洞是時(shí)空曲率大到光都無法從其視界逃脫的天體，黑洞的產(chǎn)生過程類似于中子星的產(chǎn)生過程。某中子星的球體半徑為，在距中子星表面高度處繞中子星運(yùn)動(dòng)的小星球其周期為。已知引力常量為，中子星質(zhì)量分布均勻。求：（1）中子星的密度；（2）中子星表面的重力加速度；（3）中子星的第一宇宙速度。

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、D【解析】輪A、輪B靠摩擦傳動(dòng)，邊緣點(diǎn)線速度相等，故：va：vb=1：1

根據(jù)公式v=rω，有：ωa：ωb=4：3

根據(jù)ω=1πn，有：na：nb=4：3

根據(jù)a=vω，有：aa：ab=4：3輪B、輪C是共軸傳動(dòng)，角速度相等，故：ωb：ωc=1：1

根據(jù)公式v=rω，有：vb：vc=4：3

根據(jù)ω=1πn，有：nb：nc=1：1

根據(jù)a=vω，有：ab：ac=4：3

綜合得到：va：vb：vc=4：4：3；ωa：ωb：ωc=4：3：3；na：nb：nc=4：3：3；aa：ab：ac=16：11：9

故選C．點(diǎn)睛：本題關(guān)鍵是明確同軸傳動(dòng)和同源傳動(dòng)的區(qū)別，然后根據(jù)公式v=rω、ω=1πn、a=vω列式分析，注意兩兩分析；再找出共同項(xiàng)得出最后的表達(dá)式.2、B【解析】

A.在電源內(nèi)部，正電荷在非靜電力作用下從負(fù)極向正極運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；B.在電源外部，正電荷從正極向負(fù)極運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)B正確；C.在電源外部，電流所做的功不一定等于電熱，例如電源外部接非純電阻元件時(shí)，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；D.只有外電路斷開時(shí)，路端電壓才等于電源的電動(dòng)勢(shì)，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。3、D【解析】

小球恰能在豎直平面內(nèi)繞O點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)，在最高點(diǎn)由重力提供向心力，則有，解得：

根據(jù)機(jī)械能守恒，在最高點(diǎn)N的速度為，

則：

根據(jù)向心力公式：聯(lián)立得：，故選項(xiàng)D正確，選項(xiàng)ABC錯(cuò)誤．點(diǎn)睛：圓周運(yùn)動(dòng)往往與其他知識(shí)綜合在一起，本題是圓周運(yùn)動(dòng)與機(jī)械能守恒定律的綜合．4、D【解析】

根據(jù)開普勒第三定律：得：解得：故選D．【點(diǎn)睛】根據(jù)開普勒第三定律：，運(yùn)用比例法求解兩行星運(yùn)行的周期之比．5、C【解析】

以豎直向上為正方向，物體動(dòng)量的變化：△P=P′-P=0-mv=-mv，重力的沖量：I=-mgt；A.mv和－mgt；與結(jié)論不相符，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；B.mv和mgt；與結(jié)論不相符，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；C.－mv和－mgt；與結(jié)論相符，選項(xiàng)C正確；D.－mv和mgt；與結(jié)論不相符，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；6、B【解析】由功能關(guān)系和系統(tǒng)的機(jī)械能守恒知，彈簧的最大彈性勢(shì)能等于物體的初動(dòng)能：

EP=12mv02=12×2×52J=25J

由功能關(guān)系和系統(tǒng)的機(jī)械能守恒知此時(shí)的彈性勢(shì)能等于物體動(dòng)能的減少量；

E′P=12mV02-12mV2=12×2×527、AC【解析】

衛(wèi)星的向心力由萬有引力提供有，所以有：周期，因?yàn)榧椎能壍栏叨刃∮谝业能壍栏叨?，故甲的周期小于乙的周期，故A正確；因?yàn)榈谝挥钪嫠俣仁墙匦l(wèi)星的運(yùn)行速度可知，乙的軌道大于地球的半徑，故乙的速度小于第一宇宙速度，所以B錯(cuò)誤；加速度，因?yàn)榧椎能壍栏叨刃∮谝业能壍栏叨?，故甲的加速度大于乙的加速度，故C正確；甲是同步衛(wèi)星，甲的軌道只能在赤道上空，故甲在運(yùn)行時(shí)不能經(jīng)過北極正上方，所以D錯(cuò)誤．8、BC【解析】試題分析：物體受到摩擦力和推力，推力小于摩擦力時(shí)物體開始減速；根據(jù)牛頓第二定律，當(dāng)物體的合力最大時(shí)，其加速度最大．由圖讀出推力的最大值即可求出最大加速度．分析物體的運(yùn)動(dòng)情況：物體先加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)合力為零為后做減速運(yùn)動(dòng)．速度最大時(shí)推力就能得到，再由圖讀出位移．由動(dòng)能定理可求出最大速度時(shí)的位置．物體先做加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)推力小于摩擦力時(shí)開始做減速運(yùn)動(dòng)，A錯(cuò)誤；由圖象得到推力對(duì)物體做功等于“面積”，得推力做功為W=200J，根據(jù)動(dòng)能定理W-μmgxm=0，代入數(shù)據(jù)解得xm=10m，B正確；拉力一直減小，而摩擦力不變，故加速度先減小后增大，D錯(cuò)誤；由圖象可得推力隨位移x是變化的，當(dāng)推力等于摩擦力時(shí)，加速度為0，速度最大，則F=μmg=20N，由圖得到F與x的函數(shù)關(guān)系式為F=100-25x，代入數(shù)據(jù)得x=3.2m9、AB【解析】

A．由題意知相遇時(shí)間即為A球平拋運(yùn)動(dòng)的時(shí)間，A球的平拋時(shí)間為，故A正確；B．A球做平拋運(yùn)動(dòng)的水平位移大小A球做平拋運(yùn)動(dòng)的位移為故B正確；CD．A球的落點(diǎn)在圓周上，從上向下看有兩種可能，如圖所示：，

從幾何知識(shí)知A球水平位移與直徑夾角為30°，若在C點(diǎn)相遇，B球轉(zhuǎn)過角度為，則B的速度大小為，B球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期為，若在D點(diǎn)相遇，B球轉(zhuǎn)過角度為，則B球的速度大小為，B球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期為，故CD錯(cuò)誤。10、BD【解析】

A．對(duì)物塊，由動(dòng)能定理可知，物塊的動(dòng)能：Ek=（F-f）（x+l）A錯(cuò)誤；B．對(duì)小車，由動(dòng)能定理可得，小車的動(dòng)能為：Ek=fxB正確；C．系統(tǒng)產(chǎn)生的內(nèi)能等于系統(tǒng)克服滑動(dòng)摩擦力做功，這一過程中，小物塊和小車產(chǎn)生的內(nèi)能為fl，C錯(cuò)誤；D．由能量守恒定律可知，物塊和小車增加的機(jī)械能為F（x+l）-flD正確。故選BD。11、BD【解析】

AB．電梯剛起動(dòng)時(shí)，小明有向上的加速度，則小明處于超重狀態(tài)，故A錯(cuò)誤，B正確；CD．電梯啟動(dòng)和向上加速時(shí)加速度向上，而減速運(yùn)動(dòng)時(shí)加速度向下，故加速度方向發(fā)生了變化，故C錯(cuò)誤，D正確.12、BC【解析】兩點(diǎn)間的電勢(shì)差與有無試探電荷無關(guān)，則若讓電荷量為2q的點(diǎn)電荷在電場(chǎng)中由A點(diǎn)移到B點(diǎn)，則兩點(diǎn)間的電勢(shì)差為仍U，選項(xiàng)C正確，D錯(cuò)誤；根據(jù)W=Uq可知，電場(chǎng)力做功為2W，選項(xiàng)B正確，A錯(cuò)誤；故選BC.二、實(shí)驗(yàn)題（本題共16分，答案寫在題中橫線上）13、左紙帶和重物運(yùn)動(dòng)過程中受紙帶與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器之間的摩擦以及空氣阻力等作用【解析】

第一空.從O到C可以看出，相等時(shí)間內(nèi)的位移越來越大，則紙帶的左端與重物相連；第二空.重物的重力勢(shì)能變化量大小為：第三空.中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度等于該過程中的平均速度來求B的速度大?。簞t：則動(dòng)能變化量大小為：；第四空.通過計(jì)算可以看出，這是因?yàn)榧垘Ш椭匚镞\(yùn)動(dòng)過程中受紙帶與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器之間的摩擦作用以及空氣阻力等作用所造成的誤差。14、力傳感器的讀數(shù)F0力傳感器的讀數(shù)F【解析】

（2）[1]根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理可知，調(diào)節(jié)兩定滑輪之間的距離，在小球靜止時(shí)，記下右端繩子長度L及力傳感器的讀數(shù)F0，設(shè)小球的質(zhì)量為m，此時(shí)該力的大小等于小球的重力mg，即F0＝mg（3）[2]如圖所示，將小球拉到使繩與豎直方向成角θ時(shí)，靜止釋放，小球向下做圓周運(yùn)動(dòng)，為了求出小球在最低點(diǎn)A的速度，還需測(cè)量力傳感器的讀數(shù)F；[3]當(dāng)小球經(jīng)過最低點(diǎn)時(shí)，小球受