山东省潍坊第一中学2023-2024学年高一下学期期中考试物理模拟试题

山东省潍坊第一中学2023-2024学年度高一上学期期中考试模拟试题 物理 2023.11 注意事项： 1、本试卷分为选择题和非选择题两部分，考试时间90分钟，满分100分。 2、答题前，考生务必将自己的姓名、考生号、座号等填写在答题卡指定位置。 3、回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，请按照题号在答题卡上各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效。 一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。 1．苏炳添在东京奥运会上以9秒83的成绩夺得小组第一，创造亚洲纪录，让黄种人跑进了9秒85，也成为电计时时代首位闯入奥运会男子百米决赛的亚洲运动员。如图所示，若苏炳添在圆形弯道上匀速率奔跑，则苏炳添在这段圆弧内( ) A.线速度不变 B.加速度不变 C.相同时间内速度变化量相同 D.相同时间内与轨道圆心的连线转过的角度相同 2．明代出版的《天工开物》一书中就有牛力齿轮翻车的图画(如图所示)，记录了我们祖先的劳动智慧。若A、B、C三齿轮的半径大小关系如图，则( ) A.齿轮A的角速度比C的大 B.齿轮A与B的角速度大小相等 C.齿轮B与C边缘的线速度大小相等 D.齿轮A边缘的线速度比C边缘的线速度大 3．2021年6月17日，搭载神舟十二号载人飞船的长征二号F遥十二运载火箭在酒泉卫星发射中心成功发射，神舟十二号载人飞船与天和核心舱及天舟二号组合体成功对接，将中国三名航天员送入“太空家园”，核心舱绕地球飞行的轨道可视为圆轨道，轨道离地面的高度约为地球半径的，运行周期约为90min，引力常量。下列说法正确的是( ) A.核心舱在轨道上飞行的速度为7.9km/s B.仅根据题中数据可估算出地球密度 C.位于低轨道的神舟十二号载人飞船需减速才能与高轨道的核心舱实现对接 D.“太空家园”中静止坐在椅子上的宇航员加速度为0 4．如图所示为一对等量异种电荷形成的电场，一质子在电场力和另一个未知力的共同作用下沿中垂线由匀速飞过，质子重力不计。则运动过程中质子所受该未知力的大小和方向的变化情况是( ) A.先变大后变小，方向水平向右 B.先变大后变小，方向水平向左 C.先变小后变大，方向水平向左 D.先变小后变大，方向水平向右 5．在距离不太远的情况下，亲子电动车如图是很多家长接送小学生的选择，亲子电动车一般限制时速不能超过25公里小时，图为某电动车起步时的速度随时间变化的图像，下列说法正确的是( ) A.内电动车的位移为 B.时电动车的加速度为 C.内电动车的平均速度大于 D.在起步过程中电动车的功率是一定的 6．两个等量同种点电荷固定于光滑水平面上，其连线中垂线上有三点，如图甲所示，一个电荷量为，质量为0.1kg的小物块从C点静止释放，其运动的图像如图乙所示，其中B点处为整条图线切线斜率最大的位置(图中标出了该切线)，不计电荷的重力则下列说法正确的是( ) A.由C到A的过程中物块的电势能先减小后变大 B.由C点到A点电势逐渐升高 C.A，B两点间的电势差 D.B点为中垂线上电场强度最大的点，场强 7．如图所示，在水平向右、大小为E的匀强电场中，在O点固定一电荷量为Q的正电荷，A、B、C、D为以O为圆心、半径为r的同一圆周上的四点，B、D连线与电场线平行，A、C连线与电场线垂直。则( ) A.A点的电场强度大小为 B.B点的电场强度大小为 C.D点的电场强度大小不可能为0 D.A、C两点的电场强度相同 8．如图所示，质量为M的半圆柱体放在粗糙水平面上，一可视为质点、质量为m的光滑物块在大小可变、方向始终与圆柱面相切的拉力F作用下从A点沿着圆弧匀速运动到最高点B，整个过程中半圆柱体保持静止，重力加速度为g。则( ) A.物块克服重力做功的功率先增大后减小 B.拉力F的功率逐渐减小 C.当物块在A点时，半圆柱体对地面有水平向左的摩擦力 D.当物块运动到B点时，半圆柱体对地面的压力为 二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。 9．一小物块从某一高度处自由下落，落到直立于地面的轻弹簧上，在A点物体开始与弹簧接触，到B点物体的速度为零，然后被弹回，若空气阻力可以忽略不计，下列说法中正确的是( ) A.小物块从A下落到B的过程中，弹簧的弹性势能不断增大 B.从A下落到B的过程中，小物块机械能不断减小 C.从A下落到B的过程中，小物块动能先变大后变小 D.小物块在B点的速度为零，处于平衡状态 10．如图甲所示，固定粗糙斜面的倾角为，与斜面平行的轻弹簧下端固定在C处，上端连接质量为的小滑块视为质点，为弹簧的原长。现将滑块从A处由静止释放，在滑块从释放至第一次到达最低点的过程中，其加速度a随弹簧的形变量x的变化规律如图乙所示取沿斜面向下为加速度的正方向，取，，下列说法正确的是( ) A.滑块到达B处时的速度最大 B.弹簧的劲度系数为 C.滑块与斜面间的动摩擦因数为0.45 D.从滑块被释放至第一次运动到最低点的过程中，弹簧的弹性势能的增加量为 11．如图所示，质量为M长度为L的小车静止在光滑水平面上，质量为m的小物块(可视为质点)放在小车的最左端，现用一水平恒力F作用在小物块上，使小物块从静止开始做匀加速直线运动。小物块和小车之间的摩擦力为，小物块滑到小车的最右端时，小车运动的距离为x。此过程中，下列结论正确的是( ) A.小物块到达小车最右端时具有的动能为 B.小物块到达小车最右端时，小车具有的动能为 C.小物块克服摩擦力所做的功为 D.小物块和小车增加的机械能为 12．如图，两个质量均为m的小木块a和b(可视为质点)放在水平圆盘上，a与转轴的距离为l，b与转轴的距离为。木块与圆盘的最大静摩擦力为木块所受重力的k倍，重力加速度大小为g。若圆盘从静止开始绕转轴缓慢地加速转动，用ω表示圆盘转动的角速度，下列说法正确的是( ) A.b一定比a先开始滑动 B.a、b所受的摩擦力始终相等 C.若时，a所受摩擦力的大小为 D.是b开始滑动的临界角速度 三、非选择题：本题共6小题，共60分。 13．(6分)图甲是“研究平抛物体的运动”的实验装置图。 （1）实验前应对实验装置反复调节，直到斜槽末端切线_______。每次让小球从同一位置由静止释放，是为了每次平抛_______。 （2）图乙是正确实验取得的数据，其中O为抛出点，则此小球做平抛运动的初速度为_______m/s。（g取） （3）在另一次实验中将白纸换成方格纸，每小格的边长，通过实验记录了小球在运动途中的三个位置，如图丙所示，则该小球做平抛运动的初速度为_______m/s，B点的竖直分速度为_______m/s。（g取） 14．(8分)某兴趣小组的同学对阿特伍德机进行了改进，用来验证机械能守恒定律，装置如图甲所示。两相同重物P、Q质量均为M、厚度均为d，轻绳一端与P连接，另一端穿过质量为m的薄片N上的小孔与Q连接，开始时在外力的作用下使系统(重物P、Q以及薄片N)保持静止状态，在N正下方h处固定一圆环，圆环正下方固定一光电门。 实验时，将系统由静止释放，运动中Q可以自由穿过圆环，N将被圆环挡住而立即停止运动，Q通过光电门时记录的挡光时间为t，当地重力加速度为g。 (1)重物Q刚穿过圆环时的速度为________________； (2)如果系统的机械能守恒，应满足的关系式为________________； (3)保持M、h不变，改变m(始终保证)，重复上述操作，得到多组m、t，作出图线可求得当地重力加速度g，如图乙所示，若图线斜率为k，则_____。 四、计算题 15．(7分)如图所示，地球的两颗卫星绕地球在同一平面内做匀速圆周运动，已知卫星一运行的周期为，地球的半径为，卫星一和卫星二到地球中心的距离分别为，引力常量为G，图示时刻两卫星与地心连线之间的夹角为。求：（结果均用、、G表示） （1）地球的质量M； （2）卫星二围绕地球做圆周运动的周期； （3）从图示时刻开始，经过多长时间两卫星第一次相距最近。 16．(9分)如图所示，有一水平向左的匀强电场，场强为，一根长、与水平方向的夹角为的光滑绝缘细直杆固定在电场中，杆的下端M固定一个带电小球A，电荷量；另一带电小球B穿在杆上可自由滑动，电荷量，质量。现将小球B从杆的上端N静止释放，小球B开始运动。(静电力常量，取，，)求： (1)小球B开始运动时的加速度为多大？ (2)小球B的速度最大时，与M端的距离r为多大？ 17．(14分)如图光滑水平导轨AB的左端有一压缩的弹簧，弹簧左端固定，右端前放一个质量为的物块（可视为质点），物块与弹簧不粘连，B点与水平传送带的左端刚好平齐接触，传送带BC的长为，沿逆时针方向匀速转动。CD为光滑足够长的水平轨道，C点与传送带的右端刚好平齐接触，DE是竖直放置的半径为的光滑半圆轨道，DE与CD相切于D点。已知物块与传送带间的动摩擦因数，取。 （1）若释放弹簧，物块离开弹簧，滑上传送带刚好能到达C点，求弹簧储存的弹性势能； （2）若释放弹簧，物块离开弹簧，滑上传送带能够通过C点且恰能通过圆弧轨道E点，求物块通过圆弧轨道的D点时受到的支持力大小； （3）若传送带沿顺时针方向以恒定速度匀速转动，释放弹簧，物块离开弹簧，滑过传送带并通过圆弧轨道的E点落到水平轨道CD之间，设物块落在CD上的位置与D点的距离为x，求：x与最初弹簧储存的弹性势能的关系。 18．(16分)如图所示，一个质量为的滑块从斜面上由静止释放，无碰撞地滑上静止在水平面上的木板，木板质量为，当滑块和木板速度相等时，滑块恰好到达木板最右端，此时木板撞到与其上表面等高的台阶上，滑块冲上光滑的水平台阶，进入固定在台阶上的光滑圆形轨道内侧，轨道在竖直平面内，半径为，滑块到达轨道最高点时，与轨道没有作用力。已知滑块可视为质点，斜面倾角，滑块与斜面、滑块与木板间动摩擦因数均为，木板与地面间动摩擦因数为，重力加速度为，试求： (1)滑块冲上台阶时的速度大小； (2)滑块释放时相对斜面底端的高度； (3)滑块和木板间产生的热量。 参考答案 1．答案：D 解析：AB.苏炳添在圆形弯道上匀速率运动，线速度大小不变，方向时刻改变；加速度大小不变，方向时刻改变，故AB错误； C.相同时间内速度变化量 加速度大小不变，方向时刻改变，所以在相同时间内，速度的变化量不同，故C错误； D.苏炳添在圆形弯道上匀速率运动的角速度不变，所以相同时间内与轨道圆心的连线转过的角度相同，故D正确。故选D。 2．答案：D 解析：由图可知，A、B、C三齿轮半径大小的关系为 齿轮A的边缘与齿轮B的边缘接触，齿轮B与C同轴转动，故 根据 可得 故选D。 3．答案：B 解析：A.假定地球质量为M，人造天体轨道半径为r，则有 则有 可知轨道半径越大，运行速度越小，而7.9km/s是轨道半径为地球半径时的速度，则核心舱的速度小于7.9km/s，故A错误； B.依题意有 则有 依题意地球的密度为 故B正确； C.位于低轨道的神舟十二号载人飞船需加速才能与高轨道的核心舱实现对接，故C错误； D.“太空家园”中静止坐在椅子上的宇航员与核心舱的加速度相同，则有 解得 可知加速度不为零，故D错误。 故选B。 4．答案：B 解析：根据等量异种电荷连线的中垂线电场分布可知，质子从过程，受到的电场力方向一直水平向右，大小先变大后变小；由于质子从做匀速直线运动，则质子所受该未知力与电场力平衡，可知质子所受该未知力的大小先变大后变小，方向水平向左。故选B。 5．答案：C 解析：A.由面积法可知内电动车的位移大于，故A错误； B.内的平均加速度大小为时电动车的加速度小于，故B错误； C.内电动车的平均速度大于，故C正确； D.由图可知开始时速度为0，所以功率之后加速度a逐渐趋于0，所以F逐渐趋于恒定，功率也逐渐趋于稳定值，所以在起步过程中电动车的功率是变化的，故D错误。故选C。 6．答案：D 解析：A.据图可知，由C到A的运动中带电物块的速度逐渐增大，电场力做正功，电势能减小，A错误； B.据两个等量的同种正电荷，其连线中垂线上电场强度方向由O点沿中垂线指向外侧，则由C点到A点的电势逐渐减小，B错误； C.据图可知，A、B两点的速度大小分别为，，由动能定理可得电场力做功为 则有 C错误； D.据图斜率表示加速度，可知带电粒子在B点的加速度最大为 所受的电场力最大为 据电场强度的定义式可得 可知B点的场强最大为100V/m，D正确。 故选D。 7．答案：A 解析：A.正点电荷Q在A点的电场强度大小为 方向竖直向上，而匀强电场在A点的电场强度大小为E，因二者方向相互垂直，根据矢量的合成法则，则有A点的场强大小为，A正确； B.同理，点电荷Q在B点的电场强度的方向与匀强电场方向相同，因此B点的场强大小为，B错误； C.点电荷Q在D点的电场强度的方向与匀强电场方向相反，若二者大小相等时，则D点的电场强度大小为零，C错误； D.根据矢量的合成法则，A点电场的方向斜向右上方，C点电场的方向斜向右下方，可知，A、C两点的电场强度大小相等，而方向不同，D错误。 故选A。 8．答案：B 解析：设物块与圆心的连线与竖直方向的夹角为θ，物块克服重力做功的功率为，物块从A到B过程中，θ逐渐减小，则P减小，故A错误；拉力大小，拉力的功率，故拉力的功率逐渐减小，故B正确；当物块在A点时，对物块和半圆柱体整体受力分析，可知地面对半圆柱体的摩擦力水平向左，即半圆柱体对地面有水平向右的摩擦力，故C错误；当物块在B点时，对物块有，地面对半圆柱的支持力，故D错误。 9．答案：ABC 解析：A.物体从A下落到B的过程中，弹簧的形变量增大，弹性势能不断增大，故A正确； B.物体从A下落到B的过程中，弹簧弹力对物体一直做负功，小物块机械能不断减小，故B正确； C.依题意，可知物体从A下落到B的过程中，速度先增大，后减小，当弹簧的弹力和重力平衡时，速度达最大，动能最大，所以动能先变大后变小，故C正确； D.物体在B点时，速度为零，但合力不为零，不是处于平衡状态，故D错误。故选ABC。 10．答案：BD 解析： 11．答案：ABC 解析：A.小物块水平方向受到拉力F和摩擦力的作用，根据动能定理 故A正确； B.小车相对地面的位移为x，水平方向仅受小物块对小车的摩擦力，根据动能定理 故B正确； C.小物块相对地面的位移为，则克服摩擦力做的功为 故C正确； D.根据能量守恒可知，外力做的功转化为了系统的机械能还有摩擦产生的内能，所以小物体和小车增加的机械能为 故D错误。 故选ABC。 12．答案：AD 解析：A.最大静摩擦力等于滑动摩擦力，a、b所受的最大静摩擦力相同，设为，则 对a木块，根据静摩擦力提供向心力得 对b木块，根据静摩擦力提供向心力得 若圆盘从静止开始绕转轴缓慢地加速转动，即角速度ω逐渐增大，可知b先达到最大静摩擦力，先产生滑动，故A正确； B.由A选项解析可知，同样的角速度，b需要的向心力大，则b的摩擦力大，故B错误； C.对a木块，根据静摩擦力提供向心力得： 当时，a所受摩擦力的大小为 故C错误； D.对b木块，刚刚要滑动时，根据静摩擦力提供向心力，得 解得： 故D正确。 故选AD。 13．答案：（1）水平；初速度相同（2）1.6（3）1.5；2 解析：（1）为了保证小球的初速度水平，斜槽末端切线应水平。每次让小球从同一位置由静止释放，是为了每次平抛的初速度相同。 （2）分析图乙，O点为抛出点，取坐标点：，，在竖直方向上则有，水平方向上则有，代入数据解得小球平抛初速度。 （3）分析图丙，由图可知，小球由A到B和由B到C在水平方向位移相等，均为3L，则运动时间T相等，在竖直方向，由图示可知，由匀变速直线运动的推论，可得，初速度。根据匀变速直线运动中，一段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度可知，在B点竖直分速度。 14．答案：(1) (2) (3) 解析：(1)由题可知，重物P、Q质量相同，当重物Q穿过圆环后做匀速直线运动，则重物Q刚穿过圆环时的速度 (2)由题意可知，系统P、Q、N减小的重力势能转化为系统的增加的动能，即为 即得 将速度代入 (3)将 因，可将m的动能忽略，则公式可变形为 变形可得 由图乙可知，直线斜率k为 可得 15．答案：（1）（2）（3） 解析：（1）对卫星一有 解得 （2）由开普勒第三定律可知 解得 （3）设两卫星从图示时刻开始，第一次相距最近所用时间为t，有 解得 16．答案：(1)(2)0.9m 解析：(1)开始运动时小球B受重力、库仑力、杆的弹力和电场力，沿杆方向运动 由牛顿第二定律得： 解得： 代入数据解得 (2)小球B速度最大时合力为零，即 解得 代入数据解得 17．答案：(1)1.2J(2)6N(3) 解析：(1)因为轨道AB光滑，所以，滑块到达C点的过程中，只有BC段有摩擦力做功，根据能量守恒可得，弹簧的弹性势能为 (2)因为物块恰能通过圆弧轨道的E点，即有 根据能量守恒有 解得 对D点物块受力分析，即有 解得 (3)若物块从传送带左端静止释放加速至右端，其速度大小为 所以滑块必能过圆弧最高点E，若物块在传送带一直加速至右端刚好和传送带速度相等，即有 若 根据机械能守恒，可得 竖直方向位移有 水平方向位移有 可得， 若物块在传送带一直减速至右端刚好和传送带速度相等，则有 若 根据机械能守恒有 可得，E点的速度为 水平方向的位移为 若 根据机械能守恒有 竖直方向位移有 水平方向位移有 可得 18．答案：(1)5m/s(2)4.5m(3)37.5J 解析：(1)设滑块在斜面底端时速度为，冲上台阶时速度为，在圆轨道最高点时速度 在圆轨道最高点时，由牛顿第二定律有 在圆轨道上运动时，由机械能守恒定律有 联立解得 (2)设滑块在木板上滑动时加速度的大小为，木板加速度的大小为，由牛顿第二定律可知： 代入数据解得 设滑块在木板上滑行时间为t对木板，由解得 对滑块，由解得 设在斜面上释放高度为h，由能功能关系可得： 代入数据可得 (3)滑块在木板上运动的位移大小为 木板的位移大小为 相对位移大小为 所以产生热量 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$