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20s

B. 河水流速为10m/s

C. 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θ

B. 减小抛射速度v0，同时减小抛射角θ

C. 增大射速度v0，同时减小抛射角θ

D. 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g B. b在相同时间内转过的弧长最长

C. c在4 h内转过的圆心角是 D. d的运动周期可能是30 h

【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30 h，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=ɑR

B. 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100J

C. 落回地面前瞬间，小球机械能为20J

D. 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mv2

D. 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. C    ②. 不是    ③. 0.1    ④. 2.5    ⑤. 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##BA    ②. 0.60    ③. 0.039    ④. 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=110W

19. 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