四川省绵阳市三台中学2022-2023学年高一物理下学期期末模拟试题（Word版附解析）

四川三台中学2022-2023学年高一下学期末模拟测试第I卷（选择题56分）一、单项选择题，本大题9小题，每小题4分，共36分。在每小题给出的四个选项中只有一个是正确的。1.物体做曲线运动时，其所受合外力（　　）A.不可能是恒力B.与速度方向不可能在一条直线上C.总是与速度方向垂直D.做功一定不为零【答案】B【解析】【详解】A．物体做曲线运动时，其所受合外力可能是恒力，如平抛运动，A错误；B．物体做曲线运动时，其所受合外力与速度方向不可能在一条直线上，B正确；CD．做平抛运动的物体所受合外力（重力）与速度方向夹角从初始状态的90°逐渐减小，合外力做正功；做匀速圆周运动的物体所受合外力与速度方向始终垂直，合外力不做功，CD错误。故选B。2.如图所示，两箱相同的货物，现要用电梯将它们从一楼运到二楼，其中图甲是利用扶梯台式电梯运送货物，图乙是用履带式自动电梯运送，假设两种情况下电梯都是匀速地运送货物，下列关于两电梯在运送货物时说法正确的是（　　）A.两种情况下电梯对货物的支持力都对货物做正功B.图乙中电梯对货物的支持力对货物做正功C.两种情况下电梯对货物的摩擦力都对货物做正功D.图乙中电梯对货物的摩擦力对货物做正功【答案】D【解析】【详解】AB．甲图中货物受到的支持力竖直向上做正功，乙图中货物受到的支持力垂直于斜面不做功，AB错误； CD．由平衡条件可知，甲图中货物受到的摩擦力为零不做功，乙图中货物受到的摩擦力沿斜面向上做正功，C错误，D正确。故选D。3.随着我国全面进入主汛期，防汛形势十分严峻。各地区各部门坚持人民至上生命至上全力以赴抗洪抢险。某船积极参加抗洪，已知该船在静水中的最大速度为5m/s。现让该船渡过某条河，假设河的两岸是平行线，河水流速恒定，河宽d=100m。船以最短时间渡河，航线与岸的夹角为60°，则（　　）A.渡河时间为20sB.河水流速为10m/sC.实际渡河位移为D.调整船头斜向上游，都无法到达正对岸【答案】A【解析】【分析】【详解】A．渡河时间为A正确；B．已知航线与岸的夹角为60°，满足解得河水流速为B错误；C．实际渡河位移为C错误；D．由B的分析可知 故当船头与上游的夹角满足船能到达正对岸，D错误。故选A。4.如图所示，将篮球从地面上方B点斜向上抛出，刚好垂直击中竖直篮板上的A点，不计空气阻力。若抛射点B向篮板方向水平移动一小段距离，仍使抛出的篮球垂直击中A点，则下列方法中可行的是（　　）A.减小抛射速度v0，同时增大抛射角θB.减小抛射速度v0，同时减小抛射角θC.增大射速度v0，同时减小抛射角θD.增大抛时速度v0，同时增大抛射角θ【答案】A【解析】【详解】由于篮球始终垂直击中A点，可应用逆向思维，把篮球的运动看作从A开始的平抛运动。当B点水平向左移动一小段距离时，A点抛出的篮球仍落在B点，则竖直高度不变，水平位移减小，球到B点的时间故时间t不变，竖直分速度即竖直分速度不变，水平方向满足 由于x减小，可知v0减小，合速度即合速度变小，与水平方向的夹角可知变大。可知若要符合题意仍使抛出的篮球垂直击中A点，应减小抛射速度v0，同时增大抛射角θ。故选A。5.如图所示，水平圆盘上放置一物体P，用一轻质弹簧将该物体和圆盘中心O固连，此时弹簧处于拉伸状态，圆盘能绕通过其中心的竖直轴自由转动。现让圆盘从静止开始缓慢加速转动，直到P与圆盘发生相对滑动，则在此过程中P与圆盘间的摩擦力大小（　　）A.先增大后减小B.先减小后增加C.一直增大D.一直减小【答案】B【解析】【详解】由合力提供向心力得由于弹力F不变，角速度增大，则摩擦力减小直到为0；之后角速度继续增大，则摩擦力反向增大。故选B。6.如图所示，质量分别为m1和m2的两个物体，在大小相等、方向相同的两个力F1和F2作用下经相同的路面由静止开始沿水平方向移动了相同距离。F1做的功为W1，F2做的功为W2，物体获得的动能分别是Ek1和Ek2，则（　　）A.，B.，C.，D.，【答案】C【解析】【详解】设物体移动的距离为L，根据功的公式得 根据题意所以设物体与地面间的滑动摩擦因数为μ，根据动能定理得根据题意解得故选C。7.如图所示，一质量为m小球固定于轻质弹簧的一端，弹簧的另一端固定于O点处，将小球拉至A处，弹簧恰好无形变，由静止释放小球，它运动到O点正下方B点的速度为v，与A点的竖直高度差为h，则（　　）A.由A至B重力势能减少B.由A至B小球机械能减少C.由A至B小球克服弹力做功为D.小球到达位置B时弹簧的弹性势能为 【答案】B【解析】【详解】CD．由A至B过程，小球及弹簧构成的系统满足机械能守恒，可得由于初始状态弹簧的弹性势能为零，故小球到达位置B时弹簧的弹性势能为由A至B小球克服弹力做功等于弹性势能的增加量，为，CD错误；A．结合上述分析可知，由A至B重力势能减少mgh，大于，A错误；B．由A至B小球机械能减少量等于弹簧弹性势能的增加量，为，B正确。故选B。8.如图甲所示，轻杆一端固定在O点，另一端固定一小球，现让小球在竖直平面内做半径为R的圆周运动。小球运动到最高点时，杆与小球间弹力大小为F，小球在最高点的速度大小为v，其F-v2图像如乙图所示。则（　　）A.当地的重力加速度大小为B.小球的质量为C.v2=c时，小球对杆的弹力方向向下D.v2=3b时，小球受到的弹力是重力大小的3倍【答案】B【解析】【详解】AB．根据牛顿第二定律有整理得 结合图像可得，解得，故A错误，B正确；C．由图像可知，当时，杆对小球的弹力方向竖直向上，当时，杆对小球的弹力方向竖直向下，则当时，杆对小球的弹力方向竖直向下，根据牛顿第三定律可知小球对杆的弹力方向向上，故C错误；D．当时，根据牛顿第二定律有解得故D错误故选B。9.地球有a、b、c、d四颗卫星，a还未发射，在地球赤道上随地球表面一起转动；b处于地面附近的近地轨道上做圆周运动；c是地球同步卫星；d是高空探测卫星；各卫星排列位置如图所示，则关于a、b、c、d，下列选项中错误是（　　）A.a的向心加速度等于重力加速度gB.b在相同时间内转过的弧长最长C.c在4h内转过的圆心角是D.d的运动周期可能是30h【答案】A【解析】【详解】A．a受到万有引力和地面支持力，由于支持力等于重力，与万有引力大小接近，所以向心加速 度远小于重力加速度，A符合题意；B．由知b的线速度最大，则在相同时间内b转过的弧长最长，B不符合题意；C．c为同步卫星，周期在4h内转过的圆心角C不符合题意；D．由公式知d的周期最大，所以则d的周期可能是30h，D不符合题意。故选A。二．多项选择题：本题共5小题，每小题4分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。10.小球被细绳拴着做匀速圆周运动，轨道半径为R，向心加速度为a，那么（　　）A.小球运动的角速度ω=ɑRB.小球在t时间内通过的位移C.小球做圆运动的周期D.小球在t时间内（细线）转过的角度【答案】CD【解析】【详解】A．根据向心加速度与角速度的关系 所以小球运动的角速度为故A错误；B．小球在时间t内通过的路程为小球做圆周运动，则位移小于，故B错误；C．小球做匀速圆周运动的周期为故C正确；D．小球在t时间内（细线）转过的角度故D正确。故选CD。11.一同学将小球从地面以100J的初动能竖直向上抛出，上升时经过A点，动能减少20J，重力势能增加12J。设空气阻力大小不变，小球可视为质点，以地而为零势能而，则（　　）A.小球所受重力大小是气阻力空大小的2.5倍B.到达最高点时，小球的重力势能增加100JC.落回地面前瞬间，小球机械能为20JD.下降过程，小球的动能和重力势能相等时其动能为15J【答案】CD【解析】【详解】A．由动能定理可得重力做功与重力势能变化满足上升时经过A点，动能减少20J，重力势能增加12J，可得 解得故A错误；B．结合A解析可知，到达最高点时，小球的动能减少100J，可知重力势能增加60J，故克服阻力做功40J，故B错误；C．落回地面的过程与竖直上升的过程克服阻力做功相同，为40J，落回地面前瞬间小球机械能只剩20J，故C正确；D．在最高点时机械能为E1=100J-40J=60J下降过程中克服阻力做功fx=40J设下降到离地面x1时，动能和重力势能相等，有E1-mgx1-f(x-x1)=mgx1解得f(x-x1)=30J则动能和重力势能相等时的机械能为30J，其动能为15J，故D正确。故选CD。12.如图所示，质量为m的物体在水平传送带上由静止释放，传送带由电动机带动，始终保持以速度v匀速运动，物体与传送带间的动摩擦因数为μ，物体过一会儿能保持与传送带相对静止，对于物体从静止释放到相对静止这一过程，下列说法正确的是A.电动机多做的功为mv2 B.物体在传送带上的划痕长C.传送带克服摩擦力做的功为mv2D.电动机增加的功率为μmgv【答案】BD【解析】【详解】A．电动机多做的功转化成了物体的动能和内能，物体在这个过程中获得动能就是，所以电动机多做的功一定要大于．故A错误．B．物体在传送带上的划痕长等于物体在传送带上的相对位移，物块达到速度v所需的时间在这段时间内物块的位移传送带的位移则物体相对位移故B正确．C．传送带克服摩擦力做的功就为电动机多做的功，所以由A的分析可知，C错误；D．电动机增加的功率即为克服摩擦力做功的功率，大小为所以D正确。故选BD。13.2020年5月5日，我国长征五号B运载火箭在海南文昌航天发射场成功首飞，把近22吨重的新一代载人飞船试验船送入太空。已知引力常量为G，地球半径为R，地球表面的重力加速度为g，视试验船绕地球做圆周运动，其运行周期为T。下列说法正确的是（　　）A.火箭加速升空阶段处于超重状态 B.地球的密度为C.试验船绕地球运行的轨道半径为D.试验船绕地球的运行速度可能大于地球的第一宇宙速度【答案】AC【解析】【详解】A．火箭加速升空阶段，根据牛顿第二定律解得处于超重状态，故A正确；B．根据黄金代换式根据密度公式解得故B错误；C．根据牛顿第二定律解得故C正确；D．根据牛顿第二定律 解得轨道半径越小速度越大，试验船的轨道半径不可能小于地球半径，所以试验船绕地球的运行速度不可能大于地球的第一宇宙速度，故D错误。故选AC。14.“复兴号”动车组的总质量为m，在平直的轨道上行驶。该动车组有4节动力车厢，每节车厢发动机的额定功率均为P，动车组所受的阻力与其速率成正比（f=kv）。动车组能达到的最大速度为vm。若动车组从静止开始运动，则下列正确的是（　　）A.若动车组匀加速启动，则牵引力恒定B若动力车输出功率恒定，则动车组做匀加速运动C.若动力车输出功率变为，则动车组的最大速度为D.若动力车输出功率变为，则动车组的最大速度为【答案】C【解析】【详解】A．若动车组匀加速启动则有则动车的牵引力为随着速度的增加，牵引力F逐渐增大，A错误；B．若动车输出功率恒定，则据动车加速度 可知当功率一定时，随着速度增加，动车的加速度减小，动车不可能做匀加速运动，B错误；CD．动车速度最大时，牵引力与阻力相等，则可得即动车的最大速度与功率的平方根成正比，所以若动车的输出功率变为，则动车阻的最大速度为，若动车的输出功率变为，则动车阻的最大速度为，C正确，D错误。故选C。第II卷（非选择题）三、本大题3小题。每空2分，共20分。15.如图所示，质量为m的钢珠从高出地面h处由静止自由下落，落到地面进入沙坑停止，则钢珠在沙坑中受到的平均阻力是重力的_____倍。【答案】11【解析】【详解】[1]设钢珠在沙坑中受到的平均阻力为f，全程据动能定理可得解得16.图甲是“研究平抛物体运动”的实验装置图，在白纸上描绘出小钢球平抛运动的轨迹，然后研究平抛运 动的规律。（1）该实验中，在取下白纸前，应确定坐标轴原点O，并建立直角坐标系，下列图像坐标原点和坐标系的选择正确的是______；A．B．C．（2）某同学在实验过程中，记录了小球平抛运动轨迹的一部分，如图乙所示．x轴沿水平方向，y轴沿竖直方向，取重力加速度大小，由图中所给的数据可判断出图中坐标原点O_______（选填“是”或“不是”）抛出点；小球由A运动到B的时间_______s；若小球的质量为100g，则小球经过图中的位置B时重力的瞬时功率是_______W。（3）实验结果发现，测出的小钢球做平抛运动的初速度跟实际值相比有较大的误差，可能的原因是_______。A．斜槽轨道末端水平段过长B．没有平衡斜槽轨道的摩擦力C．小球没有每次都从斜槽同一高度静止释放【答案】①.C②.不是③.0.1④.2.5⑤.C 【解析】【详解】（1）[1]坐标原点为小球在斜槽末端时，小球球心在木板上的投影。故选C。（2）[2]由平抛运动的水平位移可知，OA段和AB段的时间相等，若O为抛出点，则OA段和AB段的竖直位移之比为1：3，而实际竖直位移之比不是1：3，可知O点不是抛出点；[3]在竖直上有y=gT2解得[4]根据推论可得小球过A点时，在竖直方向上的速度为小球过B点时，在竖直方向上的速度为小球经过图中的位置B时重力的瞬时功率为（3）[5]A．为了减小实验误差，斜槽末端切线必须水平，从而保证小球抛出时初速度水平，误差与长度无关，故A错误；BC．斜槽轨道不需要光滑，只要保证小球每次从斜槽的同一位置由静止滚下，从而保证每次小球平抛运动的初速度相等，小球没有每次都从斜槽同一高度静止释放，每次小球平抛运动的初速度不相等，测出的速度误差较大，故B错误，C正确。故选C。17.用如图甲所示的实验装置探究恒力做功与小车动能变化的关系，实验中用钩码的总重力表示小车所受合力。（1）下列关于该实验的操作，正确的有___________。A．细线必须与长木板平行 B．先接通电源再释放小车C．钩码的质量远大于小车的质量D．平衡摩擦力时，应挂上钩码，逐渐抬高木板，直到小车能匀速下滑（2）实验时将打点计时器接到频率为50Hz的交流电源上，得到一条纸带，打出的部分计数点如图乙所示（每相邻两个计数点间还有4个点，图中未画出）。已知s1=3.80cm；s2=4.28cm；s3=4.78cm；s4=5.26cm；s5=5.74cm；s6=6.23cm。当地的重力加速度g=9.8m/s2，钩码总质量为m=0.02kg，小车的质量M=0.38kg。打下F点时小车的速度为___________m/s，从B到F的过程中，小车所受合外力做功为___________J，小车动能的变化_______J。（结果均保留两位有效数字）【答案】①.AB##BA②.0.60③.0.039④.0.038【解析】【详解】（1）[1]A．为使小车受力恒定，避免形成垂直木板的分力，应将细线与木板保持水平，A正确；B．为了充分利用纸带，实验时应先接通电源再释放纸带，B正确；C．为了能用钩码总重力所做的功表示小车所受合外力的功，绳子的拉力要等于近似等于总重力，即小车的质量M要远大于钩码的总质量m，C错误；D．平衡摩擦力时，小车带动纸带运动，不能挂上钩码，D错误。故选AB。（2）[2]打下F点时小车的速度为[3]从B到F的过程中，小车所受合外力做功为[4]打下B点时小车的速度为小车动能的变化为 四、本大题3小题，共34分，要求必须写出必要的文字说明、主要的计算步骤和明确的答案。18.质量m=1kg的无人机静止在水平地面上。从0时刻开始，同时对无人机施加水平方向、大小F=4N的牵引力和竖直方向的恒定升力。施加力后无人机立即离开地面，当无人机在水平方向的位移大小x=8m时。上升的高度h=6m。不计空气阻力，取重力加速度大小g=10m/s2。求：（1）无人机受到竖直方向的升力的大小F升；（2）此时无人机的功率。【答案】（1）；（2）110W【解析】【详解】（1）对无人机进行分析，在水平方向上，由牛顿第二定律有由运动学规律有解得在竖直方向上，由运动学规律有解得由牛顿第二定律有解得（2）在水平方向上竖直方向上 水平力的功率为P1=Fvx=32W竖直升力的功率P2=F升vy=78W无人机的功率P=P1+P2=110W19.宇航员站在某质量分布均匀的星球表面一斜坡上P点，沿水平方向以初速度v0抛出一个小球，测得小球经时间t落到斜坡另一点Q上，斜坡的倾角为α，已知该星球的半径为R，引力常量为G，球的体积公式是。求：（1）该星球表面的重力加速度g；（2）该星球的密度；（3）该星球的第一宇宙速度。【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【详解】（1）小球做平抛运动过程中，水平方向，有竖直方向，有由几何知识可得联立解得（2）对于星球表面质量为m0的物体，有 所以（3）该星球的第一宇宙速度等于它的近地卫星的运行速度，故解得20.如图所示，AB为斜面轨道，倾斜角θ=37°，AC部分光滑，CB部分粗糙，动摩擦因数为0.5。斜面轨道与半径R=1m，圆心角为143°的竖直光滑圆弧形轨道BP相切于B点，P点在O点的正上方。轻弹簧一端固定在A点，另一自由端在斜面上C点处，现有一质量m=2kg的物块在外力作用下将弹簧缓慢压缩1m到D点后（不拴接）释放，经过C点时的速度为8m/s，物块刚好能运动到P点，已知sin37°=0.6，cos37°=0.8，g=10m/s2，求∶（1）物体运动到达B点的速度；（2）B、C两点间的距离；（3）物块从D点运动到C点的过程中，弹簧对物块所做的功。 【答案】（1）；（2）0.9m；（3）76J【解析】【分析】【详解】（1）物块刚好能运动到P点，设运动到P点时的速度为，有设在B点时的速度为，从B点运动到P点，根据机械能守恒得得（2）设物块经过C点时的速度设B、C两点间的距离为，根据动能定理得（3）物块从D点运动到C点的过程中，距离弹簧对物块所做的功代入数据得