湖南省衡阳市衡阳县第四中学2023-2024学年高一下学期期末考试模拟物理试题

衡阳县四中2023-2024学年下学期高一期末模拟卷 物 理 注意事项： 1．答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试题卷和答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。 2．选择题的作答：每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。 3．非选择题的作答：用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。 4．考试结束后，请将本试题卷和答题卡一并上交。 第Ⅰ卷（选择题） 一、选择题：本题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1～8题只有一项符合题目要求，第9～12题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。 1．下列说法不正确的是（    ） A．曲线运动的速度可以不改变 B．物体做圆周运动合力不一定指向圆心 C．因为缺少精密的测量仪器，牛顿并没有测定万有引力常量 D．合外力做的功等于物体动能的变化 2．一人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，假如该卫星变轨后做匀速圆周运动，动能减小为原来的，不考虑卫星质量的变化，则变轨前后卫星的（　　） A．向心加速度大小之比为8：1 B．角速度大小之比为4：1 C．周期之比为1：8 D．轨道半径之比为1：2 3．如图所示，质量为m的滑块沿倾角为的固定斜面向上滑动，经过时间，速度为零并又开始下滑，经过时间回到斜面底端，滑块在运动过程中受到的摩擦力大小始终为，重力加速度为g。在整个运动过程中，下列说法正确的是（　　） A．重力对滑块的总冲量为 B．支持力对滑块的总冲量为 C．合外力的冲量为0 D．摩擦力的总冲量为 4．一颗子弹水平射入置于光滑水平面上的木块A 并留在其中，A、B用一根弹性良好的轻质弹簧连在一起，如图所示。则在子弹打击木块A及弹簧被压缩的过程中，对子弹、两木块和弹簧组成的系统（　　） A．动量守恒，机械能守恒 B．动量不守恒，机械能守恒 C．动量守恒，机械能不守恒 D．无法判定动量、机械能是否守恒 5．如图，拉动齿条可使玩具陀螺转动起来．设每次拉出齿条的长度都相同，则（　　） A．转动过程，陀螺上各点线速度大小相等 B．拉力做功大小与陀螺质量有关 C．拉力F做功全部转化为陀螺的动能 D．拉力F越大，拉力F的功率就越大 6．如图所示，质量为m的石块从h高处以角斜向上方抛出，初速度为。石块上升的最高点距离抛出点高度为，抛出时人对石块做功为，落地前瞬间速度大小为、不计石块与手分离前的石块位移和整个运动过程中的空气阻力，重力加速度为g。以下相应过程中关于动能定理的列式正确的是（　　） A．石块从开始加速到最高点的过程中动能定理的列式为： B．石块从开始加速到最高点的过程中动能定理的列式为： C．石块从与手分离到落地前瞬间的过程中动能定理的列式为： D．石块从与手分离到落地前瞬间的过程中动能定理的列式为： 7．在翻修旧房时，工人同时将两块砖水平叠放在一起以初速度v0斜向上抛出，如图所示。砖到达最高点时刚好被另一工人接住，空气阻力忽略不计。下列说法正确的是（　　） A．从抛出到将要被接住的过程中，两块砖做之间作用力不为零 B．砖在最高点工人接住前的速度为零 C．若要让砖准确到达接砖工人图示中手的位置，抛砖时的速度方向必须瞄准该位置 D．若在原位置、以相同速度v0抛出叠放在一起的三块砖（可视为质点），能在同一最高位置被工人接住 8．如图所示为一小型起重机，物体P用不可伸长的轻质细绳绕过光滑轻质滑轮A、B，滑轮大小不计，连接C处的固定电动机。滑轮A的轴固定在水平伸缩杆上并可以水平移动，滑轮B固定在竖直伸缩杆上并可以竖直移动，电动机C可改变总绳长，使绳始终保持绷直，且滑轮B的竖直高度不会低于滑轮A。下列说法正确的是（ ） A．当滑轮A向右移动，滑轮B向下移动，有可能在物体P初始位置的右下侧地面接到物体P B．当滑轮A、B均不动，电动机匀速收绳的过程中，细绳对物体P拉力的功率会逐渐变大 C．当只将滑轮B向上移动时，物体P的重力做正功 D．保持物体P距地面高度不变，将滑轮A向右匀速移动时，竖直伸缩杆不动，则电动机C需要匀速放绳 9．2023年10月26日17时46分，我国发射的神舟十七号载人飞船与已在轨的空间站组合体完成自主快速交会对接，它们在地球上空的对接过程如图所示，则下列说法中正确的是（　　） A．神舟十七号的发射速度应大于第一宇宙速度 B．神舟十七号进入II轨道后周期变长 C．“M卫星”若要与空间站对接，可以在III轨道上点火加速追上空间站 D．神舟十七号在II轨道上c点点火加速进入III轨道，此时在III轨道上的c点的加速度大于II轨道上的c点的加速度 10．现在很多景区都有悬空大茶壶这一景观，如图甲所示，一把大茶壶不断向下“倒水”，大茶壶似乎没有任何支撑而悬空，小明参观后回到自己的DIY实验工坊，尝试做了如下实验，其原理如图乙所示，开口向下的水桶代替大茶壶，水桶下面有一水管，水桶的重心位于水管中心之上，水管内的水流忽略重力的影响而各处速度方向竖直向上，大小相等均为，水管的横截面积，水的密度为，假设水碰到水桶底部瞬间速度大小不变方向反向，忽略水流质量的损耗，水碰水桶底部过程忽略水的重力。阻力的影响，水桶处于悬停状态。下列说法正确的是（　　） A．水桶的质量为60kg B．水桶的质量为40kg C．连接水管的水泵输出功率为2kW D．连接水管的水泵输出功率为1.5kW 11．质量不计的直角形支架两端分别连接质量为m和2m的小球A和B。支架的两直角边长度分别为2l和l。支架可绕固定轴O在竖直平面内无摩擦转动，如图所示。开始时OA边处于水平位置，设此水平位置势能为零，由静止释放，则下列说法中正确的是（　　） A．B球相对于初始位置上升的最大高度为l B．A球的速度最大时，两小球的总重力势能为零 C．A球在向下摆的全过程中，杆对它做负功 D．同一时刻，A、B两球的向心力相同 12．在大型物流货场，广泛应用着传送带搬运货物。如图甲所示，与水平面成角倾斜的传送带以恒定速率运动，皮带始终是绷紧的，将的货物放在传送带上的A处，经过到达传送带的B端。用速度传感器测得货物与传送带的速度v随时间t变化图像如图乙所示。已知重力加速度，由图像可知（    ） A．货物从A运动到B过程中，摩擦力恒定不变 B．货物从A运动到B过程中，传送带对货物摩擦力做功为 C．货物从A运动到B过程中，货物与传送带摩擦产生的热量为 D．货物从A运动到B过程中，货物与传送带摩擦产生的热量为 第Ⅱ卷（非选择题） 二、非选择题：本题共6小题，共52分。按题目要求作答。解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。 13．(6分)在水平桌面上，同学们用如图1所示的实验器材探究小车做匀变速直线运动的规律。 （1）本实验 （填“需要”或“不需要”）适当抬高木板右端以平衡阻力。 （2）实验得到的一条纸带，如图2所示，A、B、C为纸带上标出的连续3个计数点，相邻计数点之间还有4个计数点没有标出。打点计时器接在频率为50的交变电源上。则纸带运动的加速度a= m/s2。（结果保留2位有效数字） （3）甲、乙两组同学独立完成实验。在某次实验中，甲组同学挂的是2个钩码，乙组同学挂的是1个钩码。若将钩码的重力看成小车受到的合力，则这两组实验中，即使在小车质量不相同的情形下，也一定存在2倍关系的是 。 A．拉力对小车做的功 B．拉力给小车的冲量 C．小车在单位距离上的动能变化量 D．小车在单位时间内的动量变化量 14．(8分)某同学设计了如图甲所示装置研究竖直平面内的圆周运动。小球通过轻质、没有弹性的轻绳栓接在固定于支架顶端横杆上O点的拉力传感器上。    （1）该同学每次实验均是在轻绳水平伸直状态下由静止释放小球，逐渐增加绳子长度，发现小球经过最低点时绳中拉力 （填“逐渐变大”、“逐渐变小”或“不变”），与绳子长度 （填“成正比”、“成反比”或“无关”）。 （2）该同学选用了一条长度合适的轻绳，某次轻绳拉直时由静止释放小球（不高于悬点O），测量出小球释放位置距离O点的高度差为h，记录小球经过最低点时绳中拉力T，改变小球的释放位置（不高于悬点O），多次重复上述过程，在T-h坐标系中描点作出了图像如图乙，从图乙中得到图像的纵截距和斜率分别为b、k，可得小球质量和绳长分别为 、 （已知重力加速度为g）。 15．(6分)电动汽车由于其节能环保、低噪声、提速快等优点，越来越受消费者青睐。如图所示，平直公路上A点左边路段为柏油路面，右边路段为水泥路面。某电动汽车在平直柏油路面上维持额定功率水平向右做匀速直线运动，从A点进入水泥路面后汽车仍以额定功率行驶。已知电动汽车在柏油路面行驶时和在水泥路面行驶时受到的阻力均为恒力，且前者大于后者。简要分析该电动汽车刚进入水泥路面时做什么运动，并分析之后汽车的受力和运动情况。 16．(9分)假如宇航员乘坐宇宙飞船到达某行星，已知该行星半径为，引力常量为。宇航员在该行星表面距地面处（）由静止释放一个小球，经过时间落到地面（引力视为恒力，不计行星自转，阻力可忽略）。求： （1）该行星表面的重力加速度g； （2）该行星的质量M； （3）该行星的第一宇宙速度； 17．(11分)如图所示为跳台滑雪轨道简化模型，AB段光滑曲面为加速滑道，BCD段圆弧滑道为半径的姿态调整滑道，左侧与AB段平滑连接，右侧与水平跳台DE连接，EF段为倾角为30°的速降斜坡。质量为60kg的滑雪运动员从加速滑道滑下后到达圆弧轨道的最低点C点时的速度大小，经过D点时的速度大小为，运动员整个运动过程的最高点P恰好在E点的正上方处，最后落在斜坡上的Q点。已知重力加速度为，不计空气阻力，速降斜坡足够长，，，求： （1）运动员在C点时受到圆弧轨道的弹力； （2）水平平台DE的长度； （3）经过P点之后，运动员距斜坡的最远距离（结果用根式表示）。 18．(12分)一质量为的小球用长为的轻绳悬挂在固定点上，将轻绳拉直至水平位置后，由静止释放小球，小球在最低点与光滑水平面上放置的小滑块发生正碰，碰撞时间极短且碰撞过程中无机械能损失，碰后小滑块滑到并排放置在右侧光滑水平地面上的两块木板上，两木板间相互接触但不粘连，木板上表面与水平面齐平，滑块最终恰好没有离开木板。已知：小滑块的质量和两木板的质量均为，木板的长为，小滑块与两木板间动摩擦因数均为，重力加速度取。求： （1）小球与小滑块碰后，滑块的速度大小； （2）小滑块从滑上的左端到滑离所用的时间。 物理答案 1.【答案】A 【解析】速度是矢量，既有大小，又有方向，做曲线运动的物体，速度方向时刻改变，因此曲线运动一定是变速运动；A错误；做匀速度圆周运动的物体，合外力一定指向圆心；如果物体做非匀速圆周运动，合外力不一定指向圆心，B正确；牛顿推出了万有引力定律，卡文迪许通过扭秤装置测出了万有引力常量，C正确；根据动能定理可知，合外力做的功等于物体动能的变化，D正确。故不正确的选A。 2.【答案】C 【解析】根据，可得，动能减小为原来的，则线速度减为原来的，则轨道半径变为原来的4倍，则轨道半径之比为，故D错误；根据，解得，，，则向心加速度变为原来的，角速度变为原来的，周期变为原来的8倍，故AB错误，C正确。 3.【答案】B 【解析】根据冲量的定义知，重力对滑块的总冲量为，A错误；将重力按照垂直斜面和平行于斜面分解，可得支持力，支持力对滑块的总冲量为，B正确；滑块在滑上又滑下过程中，摩擦力一直做负功，所以在相同高度处上滑的速度大于下滑速度，开始小滑块的动量沿斜面向上，最后小滑块的动量沿斜面向下，因此全过程中，动量变化量不为零，根据动量定理可知，合外力的冲量不为0，C错误；小滑块向上滑动时摩擦力方向沿斜面向下，小滑块向下滑动时摩擦力方向沿斜面向上，以沿斜面向上为正方向，则摩擦力的总冲量为，D错误。 4.【答案】C 【解析】在整个过程中子弹、两木块和弹簧组成的系统所受外力之和为零，动量守恒，但在子弹射进木块过程中有内能产生，则系统机械能不守恒。故选C。 5.【答案】D 【解析】转动过程，陀螺上各点角速度相等，半径不同，由，可知各点线速度大小不相等，故A错误；由功的公式，可见拉力做功大小与拉力大小、在拉力方向上发生的位移大小有关，与陀螺质量无关，故B错误；拉力做功，转化为陀螺的动能和摩擦产生的内能，故C错误；因每次拉出齿条的长度都相同，如果 拉力越大，拉力做功越多，陀螺的动能越大，即获得的速度越大，由功率，可知的功率越大，故D正确。 6.【答案】B 【解析】石块从开始加速到最高点的过程中动能定理的列式为，A错误，B正确；石块从与手分离到落地前瞬间的过程中动能定理的列式为，CD错误。 7.【答案】D 【解析】不管抛几块砖，都是在做斜抛运动，在运动的过程中只受重力作用，两块砖之间没有弹力作用。所以从抛出到将要被接住的过程中，两块砖做之间作用力为零，所以A错误；砖在最高点速度方向变为水平，但是速度不是零，所以B错误；若要让砖准确到达接砖工人图示中手的位置，抛砖时的速度方向为物体做斜抛运动的初速度，而瞄准接住的位置的方向是从抛出到最高点的位移方向，所以C错误；若在原位置、以相同速度v0抛出三块砖，设初速度方向与水平方向成角，则砖块从抛出到最高点的竖直高度为，所以最高点的位置没有变，能在同一最高位置被工人接住，所以D正确。 8.【答案】A 【解析】当滑轮A向右移动，滑轮B向下移动，AB间的绳长可能会缩短，物体P可能下降到地面，处于物体P初始位置的右下侧地面上，A正确；当滑轮A、B均不动，电动机匀速收绳的过程中，P匀速上升，细绳对物体P拉力恒等于P的重力，根据P=Fv，拉力的功率不变，B错误；当只将滑轮B向上移动时，绳长不变，物体P被提升，重力做负功，C错误；将滑轮A的速度沿BA方向与垂直BA方向分解，设AB段绳子与水平方向夹角为θ，电动机C放绳的速度为，当只将滑轮A向右匀速移动时，变小，电动机C放绳速度逐渐减小，则电动机C减速放绳，D错误。 9.【答案】AB 【解析】第一宇宙速度是发射地球卫星的最小发射速度，发射“神舟十七号”的速度大于第一宇宙速度，A正确；由开普勒第三定律知，神舟十七号进入II轨道后周期变长，B正确；“M卫星”若要与空间站对接，“M卫星”应该由低轨道与高轨道的空间站对接，对接开始时需要点火加速，脱离原有轨道，此后做离心运动与空间站实现对接，若在同一轨道，“M卫星”点火加速轨道会变的更高，C错误；根据牛顿第二定律有，可得，III轨道上的c点的加速度等于II轨道上的c点的加速度，D错误。 10.【答案】AD 【解析】在∆t时间内，以撞到桶上的水为研究对象，根据动量定理，而水桶悬在空中有，代入数据可得水桶的质量为，故A正确，B错误；在∆t时间内，根据动能定理，所以功率为，故C错误，D正确。 11.【答案】AC 【解析】当两球速度为零时，B球上升高度最大，以初始OA所在平面为零势面，当B球上升高度为l时，系统重力势能，初状态系统机械能，由于系统机械能守恒，则当B上升高度为l时，系统动能为零，B上升的高度最大，故A正确；两球组成的系统机械能守恒，A球速度最大时，系统动能最大，大于零，而系统总机械能为-2mgl，则两球的总重力势能不为零，故B错误；系统机械能守恒，A球在向下摆动过程中，A的机械能减小，B的机械能增加，则杆对A做负功，故C正确；两球一起绕O点转动，它们的角速度ω相等，根据可知，同一时刻，A、B两球的向心力大小相同，但是方向不同，故D错误。 12.【答案】BC 【解析】由图像可知，传送带的速度为，在物体到达与传送带共速之前，即内，货物受沿斜面向下的摩擦力；在此之后，货物受沿斜面向上的摩擦力，故A错误；由图像可以看出货物做两段匀加速直线运动，根据牛顿第二定律有，，由图像得到，，解得，，第一个加速阶段货物的位移，第一个加速阶段货物的位移，故摩擦力做功，故B正确；两个加速阶段，货物与传送带的相对位移分别为、，货物与传送带摩擦产生的热量分两段来求，有，，故C正确，故D错误。13.【答案】（1）；（2） 13.【答案】（1）不需要 （2）0.78 （3）CD 【解析】（1）该实验是探究小车做匀变速直线运动的规律，不需要适当抬高木板右端以平衡阻力，只要能使小车做匀变速直线运动即可。 （2）相邻计数点之间还有4个计数点没有标出。打点计时器接在频率为50的交变电源上。可知纸带上相邻两计数点间的时间间隔为T=0.02×5s=0.1s，由，可得纸带运动的加速度为 。 （3）设一个钩码的质量为m，甲组小车的质量为m1，乙组小车的质量为m2，甲组，乙组，拉力对小车做功为，甲、乙两组小车的位移x关系不确定，因此拉力对小车做的功不一定存在2倍关系，A错误；拉力给小车的冲量为，甲、乙两组的时间关系不确定，则拉力给小车的冲量不一定存在2倍关系，B错误；设单位距离为h，由动能定理可得，对甲组则有，对乙组则有，可知小车在单位距离上的动能变化量存在2倍关系，C正确；由动量定理可得，对甲组则有，对乙组则有，可知小车在单位时间内的动量变化量存在2倍关系，D正确。 14.【答案】（1）不变 无关 （2） 【解析】（1）据机械能守恒可得，据牛顿第二定律可得，联立解得，该同学每次实验均是在轻绳水平伸直状态下由静止释放小球，逐渐增加绳子长度，发现小球经过最低点时绳中拉力不变，与绳子长度无关。 （2）小球释放位置距离O点的高度差为h，小球经过最低点时绳中拉力T，由机械能守恒定律可得，由牛顿第二定律可得，联立整理可得，作出T-h图像，图像的纵截距和斜率分别为b、k，可得，，解得，。 15.【答案】见解析 【解析】电动汽车在平直柏油路面上维持额定功率水平向右做匀速直线运动，由题知，阻力均为恒力，且前者大于后者，进入水泥路面后受阻力减小，功率不变，牵引力大于水泥路面阻力，根据 则电动汽车刚进入水泥路面时加速度不为0，随速度增加，加速度减小，故电动汽车从柏油路面进入水泥路面时做加速度减小的加速运动。 电动汽车进入水泥路面后汽车牵引力大于水泥路面阻力，后速度增加，牵引力减小，电动汽车做加速度减小的加速运动，当牵引力减小至等于阻力时合力为0，电动汽车速度达到最大值，后做匀速直线运动。 16.【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】（1）设行星表面的重力加速度为，对小球有 解得。 （2）对行星表面的物体，有 解得行星质量为。 （3）对处于行星表面附近做匀速圆周运动的卫星，由牛顿第二定律可得 解得该行星的第一宇宙速度为。 17.【答案】（1），方向竖直向上；（2）；（3） 【解析】（1）在C点有 解得 即运动员在C点受到圆弧轨道的弹力大小为2100N，方向竖直向上。 （2）运动员在由D点飞出时速度与水平方向成α角，从D点运动到P点的过程中，竖直方向有 ， 水平方向有 解得，。 （3）运动到P点的速度 对其垂直斜坡方向分解， 当垂直斜坡方向上的速度减为0时，距离斜坡最远，由几何关系可知 其中 解得。 18.【答案】（1）4m/s；（2） 【解析】（1）小球释放到最低点的过程中，由动能定理有 解得 小球与碰撞过程，由动量守恒知 根据能量守恒定律可知 联立解得碰后滑块的速度大小。 （2）滑块冲上木板至刚离开木板的过程，根据动量守恒可知 根据能量守恒定律可知 解得刚离开长木板时滑块的速度 在此过程，对由动量定理有 解得。 学科网（北京）股份有限公司 $$