精品解析：湖南张家界市桑植县第四中学2022-2023学年高一下学期期末模拟考试物理试卷

桑植四中2023上学期高一期末模拟考试试卷 物 理 试卷满分100分，考试时量75分钟 一、选择题（每小题仅有一个正确选项，本题共7道小题，每小题4分，共28分） 1. 一辆农用“小四轮”漏油，假如每隔漏下一滴，车在平直公路上行驶，一位同学根据漏在路面上的油滴分布，分析“小四轮”的运动情况（已知车的运动方向）。下列说法中正确的是（ ） A. 当沿运动方向油滴间距逐渐增大时，车一定在做匀加速直线运动 B. 当沿运动方向油滴始终均匀分布时，车可能做匀速直线运动 C. 当沿运动方向油滴间距逐渐增大时，车的速度可能在减小 D. 当沿运动方向油滴间距逐渐减小时，车的速度可能在增大 【答案】B 【解析】 【详解】A．油滴每隔1s漏下一滴，相邻油滴的时间间隔恒定，相邻油滴间距对应时间内车的位移，结合 沿运动方向油滴间距逐渐增大，说明相等时间内位移增大，即速度在增大，只要加速度与速度同向即可，加速度可以增大、减小或不变，不一定是匀加速直线运动，故A错误； B．沿运动方向油滴均匀分布，说明相等时间内位移相等，车的速度可能恒定，可能做匀速直线运动，故B正确； C．沿运动方向油滴间距逐渐增大，根据可知速度一定增大，不可能减小，故C错误； D．沿运动方向油滴间距逐渐减小，根据可知速度一定减小，不可能增大，故D错误。 故选B。 2. 一物体由静止开始做匀加速运动，它在第n秒内的位移是s，则其加速度大小为（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】设物体的加速度为a，根据，可知运动ns的位移为：， 运动（n-1）s的位移为：，故： ， 解得： ，故A正确，BCD错误． 3. 如图所示，质量为20kg的物体，沿水平面向右运动，它与水平面间的动摩擦因数为0.1，同时还受到大小为10N的水平向右的力作用，则该物体（g=10m/s2）（ ） A. 所受到的摩擦力大小为20N，方向向左 B. 所受到的摩擦力大小为20N，方向向右 C. 运动的加速度大小为1.0m/s2，方向向左 D. 运动的加速度大小为0.5m/s2，方向向右 【答案】A 【解析】 【详解】AB．物体向右运动，受到的动摩擦力方向与相对运动方向相反，即方向向左，大小为，故A正确，B错误； CD．受力分析可知，物体受到向右的拉力和向左的摩擦力，合力为，方向向左 由牛顿第二定律得，加速度大小为，方向向左，故CD错误。 故选A。 4. 河宽420m，船在静水中速度为4m/s，水流速度是3m/s，则船过河的最短时间为（　　） A. 140s B. 105s C. 84s D. 【答案】B 【解析】 【详解】船参与了两个分运动，沿船头指向的分运动和沿水流方向的分运动，渡河时间等于沿船头指向分运动的时间，当船头与河岸垂直时，沿船头方向的分运动的位移最小，故渡河时间最短，因而有： 故B 正确，ACD错误； 故选B。 5. 用细绳拴着质量为m的小球，在竖直平面内做半径为R的圆周运动，以下说法正确的是（ ） A. 小球过最高点时最小速度为零 B. 小球过最高点时所受的向心力一定是重力 C. 小球过最高点时，绳子张力可以为零 D. 小球过最高点时，绳子对球的作用力可以与球所受重力方向相反 【答案】C 【解析】 【详解】A．对最高点的小球受力分析，设绳子拉力为，瞬时速度为，由牛顿第二定律得 由于绳子只能提供拉力，故，当时，为小球能通过最高点的最小速度，若速度小于该值，小球无法完成完整圆周运动，故A错误； B．向心力是重力与绳子拉力的合力，仅当时向心力等于重力，当时拉力不为零，向心力为两者的合力，并非一定由重力提供，故B错误； C．当时，重力恰好完全提供向心力，绳子张力，因此绳子张力可以为零，故C正确； D．绳子只能产生沿绳指向圆心的拉力，最高点圆心在小球上方，故拉力方向竖直向下，与重力方向相同，不可能相反，故D错误。 故选C。 6. 发射地球同步卫星时，先将卫星发射至近地圆轨道1，然后经点火，使其沿椭圆轨道2运行，最后再次点火，将卫星送入同步圆轨道3，轨道1、2相切于Q点，轨道2、3相切于P点，如图所示。则当卫星分别在1、2、3轨道上正常运行时，以下说法中正确的是（ ） A. 卫星在轨道3上的速率大于在轨道1上的速率 B. 卫星在轨道3上的角速度小于在轨道1上的角速度 C. 卫星在轨道1上经过Q点时的加速度大于它在轨道2上经过Q点时的加速度 D. 卫星在轨道2上经过P点时的加速度小于它在轨道3上经过P点的加速度 【答案】B 【解析】 【详解】轨道1、3都是圆轨道，且由图可知 设地球质量为，卫星质量为 A．由万有引力提供圆周运动向心力有 解得圆轨道速率为 由可知 所以卫星在轨道3上的速率小于在轨道1上的速率，故A错误； B．由圆周运动关系有 代入得 由可知 所以卫星在轨道3上的角速度小于在轨道1上的角速度，故B正确； C．卫星经过同一点时，到地心距离相同 由万有引力定律和牛顿第二定律有 解得 可知加速度只由到地心的距离决定，与所在轨道无关 所以卫星在轨道1和轨道2上经过点时加速度相等，故C错误； D．卫星经过同一点时，到地心距离相同 由万有引力定律和牛顿第二定律有 解得 可知加速度只由到地心的距离决定，与所在轨道无关 所以卫星在轨道2和轨道3上经过点时加速度相等，故D错误。 故选B。 7. 如图所示，轻杆长为2L，围绕一端O在竖直平面内转动，开始时静止于水平位置，中间和另一端各固定一个质量为m的小球，释放后自由转至竖直位置，在此过程中，杆对B球做的功为（ ） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】两球与轻杆组成的系统下摆过程只有重力做功，系统机械能守恒，且两球同轴转动角速度相同。 设杆转至竖直位置时角速度为 由圆周运动线速度与角速度关系有 同理可得 即 由系统机械能守恒，重力势能减少量等于动能增加量，有 代入得 解得，因此 对B球应用动能定理，设杆对B球做功为，重力对B做功为，初动能为0，有 代入得 解得，故B正确，A、C、D错误。 故选B。 二、选择题（每个小题有多个选项正确，选得不全记3分，错选不计分，共4道小题，每小题6分，共24分）。 8. 如图中所示为一皮带传动装置，右轮的半径为r，a是它边缘上的一点。左侧是一轮轴，大轮的半径为4r，小轮的半径为2r。b点在小轮上，到小轮中心的距离为r。c点和d点分别位于小轮和大轮的边缘上。若在传动过程中，皮带不打滑。则（ ） A. a点与b点的线速度大小相等 B. a点与b点的角速度大小相等 C. a点与c点的线速度大小相等 D. a点与d点的向心加速度大小相等 【答案】CD 【解析】 【详解】C．、两点通过皮带传动且不打滑，线速度大小相等，即，故C正确； B．由 可得 、两点同轴转动，角速度大小相等，即 点与点的角速度大小不相等，故B错误； A． 点与点的线速度大小不相等，故A错误； D．、两点同轴转动，角速度大小相等，即 根据向心加速度公式有 点与点的向心加速度大小相等，故D正确。 故选CD。 9. 如图所示，是一种测定风作用力的仪器的原理图，它能自动随着风的转向而转向，使风总从图示方向吹向小球P，P是质量为m的金属球，固定在一细长轻质刚性金属丝下端，能绕悬挂点O在竖直平面内摆动，无风时金属丝自然下垂，有风时金属丝将偏离竖直方向一定角度θ，角θ大小与风力大小有关，下列关于风力F、刚性金属丝拉力T与角度θ的关系式正确的是（重力加速度为g）（　　） A. F＝mgsinθ B. F＝mgtanθ C. T＝mgcosθ D. T＝ 【答案】BD 【解析】 【详解】对小球受力分析，受重力、水平分力、绳子的拉力，如图 将风力和拉力合成，根据共点力平衡条件，有 故选BD。 10. 在离地面一定高度处，以相同的动能，向各个方向抛出多个质量相同的小球，忽略空气阻力，这些小球到达地面时，有相同的（　　） A. 动能 B. 速度 C. 速率 D. 位移 【答案】AC 【解析】 【详解】A．设物体的初动能为Ek1，高度为h，质量为m，小球到达地面时的动能为Ek2，根据动能定理得 mgh=Ek2-Ek1 得 Ek2=mgh+Ek1 由题知，m、h、Ek1均相同，则Ek2相同，故A正确； B．物体以不同的方向抛出，落地时速度方向不同，则速度不同。故B错误； C．动能的计算式Ek=mv2，可知Ek2相同，则速率v相同，故C正确； D．物体抛出起点相同，而落地点位置各不相同，故位移不相同。故D错误。 故选AC。 11. 如图，两个相同小物块a和b之间用一根轻弹簧相连，系统用细线静止悬挂于足够高的天花板下．细线某时刻被剪断，系统下落，已知重力加速度为g，则 A. 细线剪断瞬间，a和b的加速度大小均为g B. 弹簧恢复原长时，a和b的加速度大小均为g C. 下落过程中弹簧一直保持拉伸状态 D. 下落过程中a、b和弹簧组成的系统机械能守恒 【答案】BD 【解析】 【详解】A、细线剪断前，a、b受力如下图，，，细线剪断瞬间，绳子拉力F2变为零，弹簧拉力不变．对a：，；对b受力不变，加速度为零，A错误； B、弹簧恢复原长时，a和b都只受重力，加速度大小均为g，B正确； C、由于开始a的加速度大于b的加速度，弹簧长度变短，弹簧恢复原长时，a的速度大于b的速度，弹簧变成收缩状态，C错误； D、下落过程中a、b和弹簧组成的系统动能、重力势能、弹性势能相互转化，系统机械能守恒，D正确； 故选BD 三、填空题（本题共2道小题，每空3分共15分） 12. 某同学在探究牛顿第二定律的实验中，在物体受外力不变时，改变物体的质量，得到数据如下表所示。 实验次数 物体质量m（kg） 物体的加速度（m/s2） 物体质量的倒数（） 1 0.20 0.78 5.00 2 0.40 0.38 2.50 3 0.60 0.25 1.67 4 0.80 0.20 1.25 5 1.00 0.16 1.00 （1）从表中的数据你可得出的结论为____________________________________________； （2）物体受到的合力大约为_____________________。 【答案】（1）在物体受外力不变时，物体的加速度与质量成反比 （2）## 【解析】 【小问1详解】 当物体受到的外力不变时，比较表格中与的乘积，在误差允许范围内乘积为常数 【小问2详解】 在图像取离原点较远的点，读出坐标，，则合外力 13. 在“验证机械能守恒定律”的实验中，质量m＝1kg的物体自由下落，得到如图所示的纸带，相邻计数点间的时间间隔为0.04s．那么从打点计时器打下起点O到打下B点的过程中，物体重力势能的减少量＝_______J，此过程中物体动能的增加量=______J．由此可得到的结论是__________________________________(g=9.8m/s2，结果保留三位有效数字)． 【答案】2.28; 2.26; 在实验误差允许的范围内机械能是守恒的 【解析】 【分析】纸带法实验中，若纸带匀变速直线运动，测得纸带上的点间距，利用匀变速直线运动的推论，可计算出打出某点时纸带运动的瞬时速度和加速度，从而求出动能．根据功能关系得重力势能减小量等于重力做功的数值． 【详解】重力势能减小量等于．利用匀变速直线运动的推论，可得B点的速度为，，由于重力势能减小量略大于动能的增加量，在误差允许范围内，重物下落的机械能守恒． 【点睛】要知道重物带动纸带下落过程中能量转化的过程和能量守恒．重物带动纸带下落过程中，除了重力还受到阻力，从能量转化的角度，由于阻力做功，重力势能减小除了转化给了动能还有一部分转化给摩擦产生的内能． 四、计算题（本大题共3道小题，14小题12分、15小题10分、16小题11分，共33分） 14. 将质量为2kg的小球，以30m/s的速度竖直上抛，经过2.5s到达最高点（g＝10m/s2），求： （1）小球在上升过程中受到空气的平均阻力； （2）小球上升的最大高度； （3）若小球在空气中所受的阻力大小不变，小球落回到抛出点的速度。 【答案】（1）平均阻力大小为，方向竖直向下 （2）最大高度为 （3）落回速度大小为（或约），方向竖直向下 【解析】 【小问1详解】 取竖直向上为正方向，上升过程初速度为末速度为 由速度公式有 代入数据得 解得，方向竖直向下 设空气平均阻力大小为 上升时重力和阻力均向下，由牛顿第二定律有 代入数据得 解得 所以小球上升过程中受到空气的平均阻力为，方向竖直向下 【小问2详解】 上升过程可看作匀减速直线运动 由位移公式有 代入数据得 解得 所以小球上升的最大高度为 【小问3详解】 阻力大小不变，则下落时阻力方向竖直向上 小球从最高点落回抛出点，初速度为，位移大小为 下落过程中重力向下、阻力向上 由牛顿第二定律有 代入数据得 解得，方向竖直向下 由速度位移公式有 代入数据得 解得 所以小球落回抛出点的速度为，方向竖直向下 15. 一辆汽车质量为m，从静止开始起动，沿水平面前进了s米后，就达到了最大行驶速度vm，设汽车的牵引功率保持不变，所受阻力为车重的k倍。求： (1)汽车的牵引力功率； (2)汽车从静止到开始匀速运动所需的时间。 【答案】(1)kmgvm ；(2) 【解析】 【分析】 【详解】(1)因为汽车最大速度运动时有F牵＝kmg又P＝F牵vm，所以 P＝ kmgvm (2)因汽车以恒定功率运动，由动能定理得： Pt－kmgs＝ 所以 16. 如图所示，在长1m的线下吊一个质量为1kg的小球。当线受到19N的拉力时就被拉断，现将小球拉起一定高度后放开，小球到悬点正下方时线刚好被拉断，（g=10m/s2）求： （1）球被拉起的高度； （2）线被拉断后，球落于悬点正下方5m的水平面上的位置。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 设小球到达悬点正下方时的速度为，在最低点时，绳的拉力与小球重力的合力提供向心力，由牛顿第二定律得 解得小球到达最低点时的速度 设小球被拉起的高度为，在小球下落至最低点的过程中，由机械能守恒有 解得 【小问2详解】 线被拉断后，小球做平抛运动，设小球在空中运动的时间为，在竖直方向有 解得 小球落地点距悬点正下方的水平距离为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 桑植四中2023上学期高一期末模拟考试试卷 物 理 试卷满分100分，考试时量75分钟 一、选择题（每小题仅有一个正确选项，本题共7道小题，每小题4分，共28分） 1. 一辆农用“小四轮”漏油，假如每隔漏下一滴，车在平直公路上行驶，一位同学根据漏在路面上的油滴分布，分析“小四轮”的运动情况（已知车的运动方向）。下列说法中正确的是（ ） A. 当沿运动方向油滴间距逐渐增大时，车一定在做匀加速直线运动 B. 当沿运动方向油滴始终均匀分布时，车可能做匀速直线运动 C. 当沿运动方向油滴间距逐渐增大时，车的速度可能在减小 D. 当沿运动方向油滴间距逐渐减小时，车的速度可能在增大 2. 一物体由静止开始做匀加速运动，它在第n秒内的位移是s，则其加速度大小为（　　） A. B. C. D. 3. 如图所示，质量为20kg的物体，沿水平面向右运动，它与水平面间的动摩擦因数为0.1，同时还受到大小为10N的水平向右的力作用，则该物体（g=10m/s2）（ ） A. 所受到的摩擦力大小为20N，方向向左 B. 所受到的摩擦力大小为20N，方向向右 C. 运动的加速度大小为1.0m/s2，方向向左 D. 运动的加速度大小为0.5m/s2，方向向右 4. 河宽420m，船在静水中速度为4m/s，水流速度是3m/s，则船过河的最短时间为（　　） A. 140s B. 105s C. 84s D. 5. 用细绳拴着质量为m的小球，在竖直平面内做半径为R的圆周运动，以下说法正确的是（ ） A. 小球过最高点时最小速度为零 B. 小球过最高点时所受的向心力一定是重力 C. 小球过最高点时，绳子张力可以为零 D. 小球过最高点时，绳子对球的作用力可以与球所受重力方向相反 6. 发射地球同步卫星时，先将卫星发射至近地圆轨道1，然后经点火，使其沿椭圆轨道2运行，最后再次点火，将卫星送入同步圆轨道3，轨道1、2相切于Q点，轨道2、3相切于P点，如图所示。则当卫星分别在1、2、3轨道上正常运行时，以下说法中正确的是（ ） A. 卫星在轨道3上的速率大于在轨道1上的速率 B. 卫星在轨道3上的角速度小于在轨道1上的角速度 C. 卫星在轨道1上经过Q点时的加速度大于它在轨道2上经过Q点时的加速度 D. 卫星在轨道2上经过P点时的加速度小于它在轨道3上经过P点的加速度 7. 如图所示，轻杆长为2L，围绕一端O在竖直平面内转动，开始时静止于水平位置，中间和另一端各固定一个质量为m的小球，释放后自由转至竖直位置，在此过程中，杆对B球做的功为（ ） A. B. C. D. 二、选择题（每个小题有多个选项正确，选得不全记3分，错选不计分，共4道小题，每小题6分，共24分）。 8. 如图中所示为一皮带传动装置，右轮的半径为r，a是它边缘上的一点。左侧是一轮轴，大轮的半径为4r，小轮的半径为2r。b点在小轮上，到小轮中心的距离为r。c点和d点分别位于小轮和大轮的边缘上。若在传动过程中，皮带不打滑。则（ ） A. a点与b点的线速度大小相等 B. a点与b点的角速度大小相等 C. a点与c点的线速度大小相等 D. a点与d点的向心加速度大小相等 9. 如图所示，是一种测定风作用力的仪器的原理图，它能自动随着风的转向而转向，使风总从图示方向吹向小球P，P是质量为m的金属球，固定在一细长轻质刚性金属丝下端，能绕悬挂点O在竖直平面内摆动，无风时金属丝自然下垂，有风时金属丝将偏离竖直方向一定角度θ，角θ大小与风力大小有关，下列关于风力F、刚性金属丝拉力T与角度θ的关系式正确的是（重力加速度为g）（　　） A. F＝mgsinθ B. F＝mgtanθ C. T＝mgcosθ D. T＝ 10. 在离地面一定高度处，以相同的动能，向各个方向抛出多个质量相同的小球，忽略空气阻力，这些小球到达地面时，有相同的（　　） A. 动能 B. 速度 C. 速率 D. 位移 11. 如图，两个相同小物块a和b之间用一根轻弹簧相连，系统用细线静止悬挂于足够高的天花板下．细线某时刻被剪断，系统下落，已知重力加速度为g，则 A. 细线剪断瞬间，a和b的加速度大小均为g B. 弹簧恢复原长时，a和b的加速度大小均为g C. 下落过程中弹簧一直保持拉伸状态 D. 下落过程中a、b和弹簧组成的系统机械能守恒 三、填空题（本题共2道小题，每空3分共15分） 12. 某同学在探究牛顿第二定律的实验中，在物体受外力不变时，改变物体的质量，得到数据如下表所示。 实验次数 物体质量m（kg） 物体的加速度（m/s2） 物体质量的倒数（） 1 0.20 0.78 5.00 2 0.40 0.38 2.50 3 0.60 0.25 1.67 4 0.80 0.20 1.25 5 1.00 0.16 1.00 （1）从表中的数据你可得出的结论为____________________________________________； （2）物体受到的合力大约为_____________________。 13. 在“验证机械能守恒定律”的实验中，质量m＝1kg的物体自由下落，得到如图所示的纸带，相邻计数点间的时间间隔为0.04s．那么从打点计时器打下起点O到打下B点的过程中，物体重力势能的减少量＝_______J，此过程中物体动能的增加量=______J．由此可得到的结论是__________________________________(g=9.8m/s2，结果保留三位有效数字)． 四、计算题（本大题共3道小题，14小题12分、15小题10分、16小题11分，共33分） 14. 将质量为2kg的小球，以30m/s的速度竖直上抛，经过2.5s到达最高点（g＝10m/s2），求： （1）小球在上升过程中受到空气的平均阻力； （2）小球上升的最大高度； （3）若小球在空气中所受的阻力大小不变，小球落回到抛出点的速度。 15. 一辆汽车质量为m，从静止开始起动，沿水平面前进了s米后，就达到了最大行驶速度vm，设汽车的牵引功率保持不变，所受阻力为车重的k倍。求： (1)汽车的牵引力功率； (2)汽车从静止到开始匀速运动所需的时间。 16. 如图所示，在长1m的线下吊一个质量为1kg的小球。当线受到19N的拉力时就被拉断，现将小球拉起一定高度后放开，小球到悬点正下方时线刚好被拉断，（g=10m/s2）求： （1）球被拉起的高度； （2）线被拉断后，球落于悬点正下方5m的水平面上的位置。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $