精品解析：山东省潍坊市高密市第一中学2022-2023学年高一下学期期末模拟物理试题（五）（解析版）

2022-2023学年度高一下学期期末模拟（五）

物 理

注意事项：

1.答卷前，考生务必将自己的姓名、考生号等填写在答题卡和试卷指定位置。

2.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，将答案写在答题卡上。写在试卷上无效。

一、选择题（本题共8小题，每小题3分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求）

1. “神舟十一号”飞船与“天宫二号”空间实验室自动交会对接成功，如图所示。下列说法正确的是（　　）

A. “神舟十一号”飞船在与“天宫二号”实验室对接的过程，可将它们视为质点

B. 对接成功后，以“天宫二号”为参考系，“神舟十号”飞船是运动的

C. 对接成功后，以地球为参考系，整个空间实验室是静止的

D. 载人空间站建成后，研究空间站绕地球飞行的时间时，可将空间站视为质点

【答案】D

【解析】

【详解】A．在交会对接的过程中，对“神舟十一号”和“天宫二号”姿态调整，涉及到转动，所以不能将神舟十一号和天宫二号看成质点，故A错误；

B．对接成功后，神舟十一号飞船与天宫二号运动情况相同，相对静止的，故B错误；

C．对接成功后，以地球为参考系，整个空间实验室绕地球转动，是运动的，故C错误；

D．研究空间站绕地球飞行的时间时，形状和大小可以忽略，可将空间站视为质点，故D正确。

故选D。

2. 一小车沿直线运动，从t = 0开始由静止匀加速至t = t1时刻，此后做匀减速运动，到t = t2时刻速度降为零。在下列小车位移x与时间t的关系曲线中，可能正确的是（   ）

A.    B.  

C.    D.  

【答案】D

【解析】

【详解】x—t图像的斜率表示速度，小车先做匀加速运动，因此速度变大即0—t1图像斜率变大，t1—t2做匀减速运动则图像的斜率变小，在t2时刻停止图像的斜率变为零。

故选D。

3. 如图所示，工人利用滑轮组将重物缓慢提起，下列说法正确的是（   ）

A. 工人受到的重力和支持力是一对平衡力

B. 工人对绳的拉力和绳对工人的拉力是一对作用力与反作用力

C. 重物缓慢拉起过程，绳子拉力变小

D 重物缓慢拉起过程，绳子拉力不变

【答案】B

【解析】

【详解】AB．对人受力分析有

则有

FN＋FT= mg

其中工人对绳的拉力和绳对工人的拉力是一对作用力与反作用力，A错误、B正确；

CD．对滑轮做受力分析有

则有

则随着重物缓慢拉起过程，θ逐渐增大，则FT逐渐增大，CD错误。

故选B。

4. 滑块以一定初速度沿粗糙斜面从底端上滑，到达最高点B后返回到底端。利用频闪仪分别对上滑和下滑过程进行拍摄，频闪照片示意图如图所示。与图乙中相比，图甲中滑块（　　）

A. 受到的合力较小 B. 经过A点的动能较小

C. 在A、B之间的运动时间较短 D. 在A、B之间克服摩擦力做的功较小

【答案】C

【解析】

【详解】A．因为频闪照片时间间隔相同，对比图甲和乙可知图甲中滑块加速度大，是上滑阶段；根据牛顿第二定律可知图甲中滑块收到的合力较大；故A错误；

B．从图甲中的A点到图乙中的A点，先上升后下降，重力做功为0，摩擦力做负功；根据动能定理可知图甲经过A点的动能较大，故B错误；

C．由于图甲中滑块加速度大，根据

可知图甲在A、B之间的运动时间较短，故C正确；

D．由于无论上滑或下滑均受到滑动摩擦力大小相等，故图甲和图乙在A、B之间克服摩擦力做的功相等，故D错误；

故选C。

5. 如图所示，在考虑空气阻力的情况下，一小石子从O点抛出沿轨迹运动，其中P是最高点。若空气阻力大小与瞬时速度大小成正比，则小石子竖直方向分运动的加速度大小（　　）

A. O点最大 B. P点最大

C. Q点最大 D. 整个运动过程保持不变

【答案】A

【解析】

【详解】由于空气阻力大小与瞬时速度大小成正比，小石子在O点时速度斜向上方，此时速度最大，空气阻力斜向下方最大，上升过程与竖直方向夹角最小，故此时空气阻力分解在竖直方向最大，根据牛顿第二定律可知此时竖直方向分运动的加速度最大。

故选A。

6. 如图（a），我国某些农村地区人们用手抛撒谷粒进行水稻播种。某次抛出的谷粒中有两颗的运动轨迹如图（b）所示，其轨迹在同一竖直平面内，抛出点均为，且轨迹交于点，抛出时谷粒1和谷粒2的初速度分别为和，其中方向水平，方向斜向上。忽略空气阻力，关于两谷粒在空中的运动，下列说法正确的是（    ）

A. 谷粒1的加速度小于谷粒2的加速度 B. 谷粒2在最高点的速度小于

C. 两谷粒从到的运动时间相等 D. 两谷粒从到的平均速度相等

【答案】B

【解析】

【详解】A．抛出的两谷粒在空中均仅受重力作用，加速度均为重力加速度，故谷粒1的加速度等于谷粒2的加速度，A错误；

C．谷粒2做斜向上抛运动，谷粒1做平抛运动，均从O点运动到P点，故位移相同。在竖直方向上谷粒2做竖直上抛运动，谷粒1做自由落体运动，竖直方向上位移相同故谷粒2运动时间较长，C错误；

B．谷粒2做斜抛运动，水平方向上为匀速直线运动，故运动到最高点的速度即为水平方向上的分速度。与谷粒1比较水平位移相同，但运动时间较长，故谷粒2水平方向上的速度较小即最高点的速度小于，B正确；

D．两谷粒从O点运动到P点位移相同，运动时间不同，故平均速度不相等，谷粒1的平均速度大于谷粒2的平均速度，D错误。

故选B。

7. 某带电粒子转向器的横截面如图所示，转向器中有辐向电场。粒子从M点射入，沿着由半径分别为R1和R2的圆弧平滑连接成的虚线（等势线）运动，并从虚线上的N点射出，虚线处电场强度大小分别为E1和E2，则R1、R2和E1、E2应满足（　　）

A.  B.  C.  D.

【答案】A

【解析】

【详解】带电粒子在电场中做匀速圆周运动，电场力提供向心力，则有

联立可得

故选A。

8. 《天工开物》中记载了古人借助水力使用高转筒车往稻田里引水的场景。引水过程简化如下：两个半径均为R的水轮，以角速度ω匀速转动。水筒在筒车上均匀排布，单位长度上有n个，与水轮间无相对滑动。每个水筒离开水面时装有质量为m的水，其中的60%被输送到高出水面H处灌入稻田。当地的重力加速度为g，则筒车对灌入稻田的水做功的功率为（   ）

A.  B.  C.  D. nmgωRH

【答案】B

【解析】

【详解】由题知，水筒在筒车上均匀排布，单位长度上有n个，且每个水筒离开水面时装有质量为m的水、其中的60%被输送到高出水面H处灌入稻田，则水轮转一圈灌入农田的水的总质量为

m总 = 2πRnm × 60% = 1.2πRnm

则水轮转一圈灌入稻田的水克服重力做的功

W = 1.2πRnmgH

则筒车对灌入稻田水做功的功率为

联立有

故选B。

二、不定项选择（本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题有两个个或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. 一质量为1kg的物体在水平拉力的作用下，由静止开始在水平地面上沿x轴运动，出发点为x轴零点，拉力做的功W与物体坐标x的关系如图所示。物体与水平地面间的动摩擦因数为0.4，重力加速度大小取10m/s2。下列说法正确的是（   ）

A. 在x = 1m时，拉力的功率为6W

B. 在x = 4m时，物体的动能为2J

C. 从x = 0运动到x = 2m，物体克服摩擦力做的功为8J

D. 从x = 0运动到x = 4的过程中，物体的动量最大为2kg∙m/s

【答案】BC

【解析】

【详解】由于拉力在水平方向，则拉力做的功为

W = Fx

可看出W—x图像的斜率代表拉力F。

AB．在物体运动的过程中根据动能定理有

则x = 1m时物体的速度为

v1= 2m/s

x = 1m时，拉力为

则此时拉力的功率

P = Fv1= 12W

x = 4m时物体的动能为

Ek= 2J

A错误、B正确；

C．从x = 0运动到x = 2m，物体克服摩擦力做的功为

Wf= μmgx = 8J

C正确；

D．根据W—x图像可知在0—2m的过程中F1= 6N，2—4m的过程中F2= 3N，由于物体受到的摩擦力恒为f = 4N，则物体在x = 2m处速度最大，且根据选项AB分析可知此时的速度

则从x = 0运动到x = 4的过程中，物体的动量最大为

D错误。

故选BC。

10. 绳系卫星是由一根绳索拴在一个航天器上的卫星，可以在这个航天器的下方或上方一起绕地球运行。如图所示，绳系卫星系在航天器上方，当它们一起在赤道上空绕地球做匀速圆周运动时（绳长不可忽略）。下列说法正确的是（　　）

A. 绳系卫星在航天器的正上方

B. 绳系卫星在航天器的后上方

C. 绳系卫星的加速度比航天器的大

D. 绳系卫星的加速度比航天器的小

【答案】AC

【解析】

【详解】AB．航天器与绳系卫星都绕地球做圆周运动，绳系卫星所需的向心力由万有引力和绳索的拉力共同提供，所以拉力沿万有引力方向，可知绳系卫星在航天器的正上方，故A正确，B错误；

CD．航天器和绳系卫星的角速度相同，根据公式

可知，绳系卫星的轨道半径大，所以加速度大，故C正确，D错误。

故选AC。

11. 如图所示，正六棱柱上下底面的中心为O和，A、D两点分别固定等量异号的点电荷，下列说法正确的是（    ）

A. 点与点的电场强度大小相等

B. 点与点的电场强度方向相同

C. 点与点的电势差小于点与点的电势差

D. 将试探电荷由F点沿直线移动到O点，其电势能先增大后减小

【答案】ACD

【解析】

【详解】D．将六棱柱的上表面拿出

由几何条件可知正电荷在OF中点K的场强方向垂直OF，则K点的合场强与OF的夹角为锐角，在F点的场强和OF的夹角为钝角，因此将正电荷从F移到O点过程中电场力先做负功后做正功，电势能先增大后减小，D正确；

C．由等量异种电荷的电势分布可知

，，，

因此

C正确；

AB．由等量异种电荷的对称性可知和电场强度大小相等，和电场强度方向不同，A正确B错误；

故选ACD。

12. 如图所示，原长为l的轻质弹簧，一端固定在O点，另一端与一质量为m的小球相连。小球套在竖直固定的粗糙杆上，与杆之间的动摩擦因数为0.5。杆上M、N两点与O点的距离均为l，P点到O点的距离为，OP与杆垂直。当小球置于杆上P点时恰好能保持静止。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小为g。小球以某一初速度从M点向下运动到N点，在此过程中，弹簧始终在弹性限度内。下列说法正确的是（    ）

A. 弹簧的劲度系数为

B. 小球在P点下方处的加速度大小为

C. 从M点到N点的运动过程中，小球受到的摩擦力先变小再变大

D. 从M点到P点和从P点到N点的运动过程中，小球受到的摩擦力做功相同

【答案】AD

【解析】

【详解】A．小球在P点受力平衡，则有

，，

联立解得

A正确；

C．在PM之间任取一点A，令AO与MN之间的夹角为，则此时弹簧的弹力为

小球受到的摩擦力为

化简得

在MP之间增大在PN减变小，即摩擦力先变大后变小，C错误；

D．根据对称性可知在任意关于P点对称的点摩擦力大小相等，因此由对称性可知M到P和P到N摩擦力做功大小相等；D正确；

B．小球运动到P点下方时，此时摩擦力大小为

由牛顿第二定律

联立解得

B错误。

故选AD。

三、实验题（本题共2小题，每空2分，共14分。）

13. 某同学利用如下方案测量绝缘带电小球的比荷。如图甲所示，在光滑，绝缘的水平面上建立平面直角坐标系xOy，匀强电场的方向沿y轴正方向，电场强度大小为。带电小球从O点以初速度沿x轴的正方向进入匀强电场区域。用频闪摄影的方法记录了带电小球运动的三个连续位置A、B、C三点，A、B两点和B、C两点的水平间距均为x，测得A、B两点和B、C两点的竖直间距分别是y1和。

（1）带电小球在电场中的运动轨迹为______（填“余弦图线”“反比函数图线”或“抛物线”）。

（2）频闪摄影时的频率为______（用题中所给物理量的字母表示）。

（3）带电小球的比荷为______（用题中所给物理量的字母表示）

【答案】    ①. 抛物线    ②.     ③.

【解析】

【详解】（1）[1]小球在匀强电场中做类似平抛的运动，其运动轨迹为抛物线。

（2）[2]沿x轴方向，小球做匀速直线运动，则频率

（3）[3]沿y轴方向，小球做匀加速直线运动，则

而

联立解得

14. 小华用如图甲所示的装置探究加速度与力、质量的关系。

（1）电火花打点计时器工作时应使用_________（选填“8V”或“220V”）交流电源；

（2）用垫块将木板左端垫高，以补偿打点计时器对小车的阻力及其他阻力。在不挂托盘的情况下，打出如图乙所示的纸带（从左向右打点），则应该将垫块向______（选填“左”或“右”）移动；

（3）如图是实验中打出一条纸带，O、A、B、C、D、E、F为连续选取的7个计数点，相邻两计数点间还有4个点未画出，则小车在E点的瞬时速度大小为___________m/s，运动的加速度大小为___________m/s2（计算结果均保留2位有效数字，所用电源频率f = 50Hz）；

（4）小车质量一定，研究加速度与力的关系时，小华根据测得的数据作出a—F图像，如图所示。发现图像既不过原点，末端又发生了弯曲，可能的原因是_________。

A．没有补偿阻力，且小车质量较大

B．补偿阻力时，木板的倾斜角度过大，且托盘和砝码的质量较大

C．补偿阻力时，木板的倾斜角度过小，且托盘和砝码的质量较大

D．补偿阻力时，木板的倾斜角度过小，且小车质量较大

【答案】    ①. 220V    ②. 左    ③. 1.1    ④. 2.0    ⑤. C

【解析】

【详解】（1）[1]电火花打点计时器工作时应使用220V交流电源。

（2）[2]根据纸带可知小车做加速运动，则重力沿斜面的分量大于摩擦力，所以要减小倾角，则垫木应向左移动；

（3）[3]相邻两计数点间还有4个点未画出，则相邻两计数点之间时间间隔

T = 0.1s

E点的瞬时速度大小等于DF之间的平均速度为

[4]根据逐差法可得加速度为

（4）[5]①图像不过原点的可能原因是：未平衡摩擦力或平衡摩擦力不够；②图像末端发生弯曲的可能原因是：砂和砂桶的质量过大，未保证小车质量远大于所挂砂和砂桶的总质量。

故选C。

四、解答题。

15. 某大型水陆两柄飞机具有水面滑行汲水和空中投水等功能。某次演练中，该飞机在水而上由静止开始匀加速直线滑行并汲水，速度达到v₁=80m/s时离开水面，该过程滑行距离L=1600m、汲水质量m=1.0×10⁴kg。离开水面后，飞机琴升高度h=100m时速度达到v₂=100m/s，之后保持水平匀速飞行，待接近目标时开始空中投水。取重力加速度g=10m/s²。求：

（1）飞机在水面滑行阶段的加速度a的大小及滑行时间t；

（2）整个攀升阶段，飞机汲取的水的机械能增加量ΔE。

【答案】（1），；（2）

【解析】

【详解】（1）飞机做从静止开始做匀加速直线运动，平均速度为，则

解得飞机滑行的时间为

飞机滑行的加速度为

（2）飞机从水面至处，水的机械能包含水的动能和重力势能，则机械能变化量为

16. 海鸥捕到外壳坚硬的鸟蛤（贝类动物）后，有时会飞到空中将它丢下，利用地面的冲击打碎硬壳。一只海鸥叼着质量的鸟蛤，在的高度、以的水平速度飞行时，松开嘴巴让鸟蛤落到水平地面上。取重力加速度，忽略空气阻力。

（1）若鸟蛤与地面的碰撞时间，弹起速度可忽略，求碰撞过程中鸟蛤受到的平均作用力大小F；（碰撞过程中不计重力）

（2）在海鸥飞行方向正下方的地面上，有一与地面平齐、长度的岩石，以岩石左端为坐标原点，建立如图所示坐标系。若海鸥水平飞行的高度仍为，速度大小在之间，为保证鸟蛤一定能落到岩石上，求释放鸟蛤位置的x坐标范围。

【答案】（1）；（2）

【解析】

【详解】（1）设鸟蛤落地前瞬间的速度大小为，竖直分速度大小为，据自由落体运动规律可得

则碰撞前鸟蛤的合速度为

在碰撞过程中，以鸟蛤为研究对象，取速度方向为正方向，由动量定理得

联立解得碰撞过程中鸟蛤受到的平均作用力大小为

（2）若释放鸟蛤的初速度为，设击中岩石左端时，释放点的x坐标为x1，击中右端时，释放点的x坐标为，得

，

联立，代入数据得

，

若释放鸟蛤时的初速度为，设击中岩石左端时，释放点的x坐标为，击中右端时，释放点的x坐标为，得

，

联立，代入数据得

，

综上所述可得x坐标区间为。

17. 如图为某游戏装置原理示意图。水平桌面上固定一半圆形竖直挡板，其半径为2R、内表面光滑，挡板的两端A、B在桌面边缘，B与半径为R的固定光滑圆弧轨道在同一竖直平面内，过C点的轨道半径与竖直方向的夹角为60°。小物块以某一水平初速度由A点切入挡板内侧，从B点飞出桌面后，在C点沿圆弧切线方向进入轨道内侧，并恰好能到达轨道的最高点D。小物块与桌面之间的动摩擦因数为，重力加速度大小为g，忽略空气阻力，小物块可视为质点。求：

（1）小物块到达D点的速度大小；

（2）B和D两点的高度差；

（3）小物块在A点的初速度大小。

【答案】（1）；（2）0；（3）

【解析】

【详解】（1）由题知，小物块恰好能到达轨道的最高点D，则在D点有

解得

（2）由题知，小物块从C点沿圆弧切线方向进入轨道内侧，则在C点有

小物块从C到D的过程中，根据动能定理有

则小物块从B到D的过程中，根据动能定理有

联立解得

，HBD = 0

（3）小物块从A到B的过程中，根据动能定理有

S = π∙2R

解得

18. 如图所示，在示波管中，质量为m，电荷量为-q的带电粒子从灯丝K射出（初速度不计），经加速电场U1（未知）加速，从AB板的中心S沿中心线KO射出时的速度大小为v，再经平行板电容器的偏转电场U2偏转后，又做一段匀速直线运动最后打到荧光屏上，显示出亮点C，已知平行板电容器的两极板间的距离为d，板长为l，偏转电场的右端到荧光屏的距离为L，不计带电粒子的重力。

（1）求加速电场的电压U1；

（2）求带电粒子从偏转电场射出时的侧移量y和荧光屏上OC间的距离；

（3）带电粒子从偏转电场射出时的侧移量y和偏转电压U2的比叫作示波器的灵敏度D，如何通过改变平行板电容器的l或d来提高示波器的灵敏度D。

【答案】（1）；（2）；（3）见解析

【解析】

【详解】（1）粒子在加速电场中加速，由动能定理可得

解得

（2）粒子在偏转电场中做类平抛运动，如图所示

垂直电场方向有

沿电场方向有

侧移量

联立解得

由几何关系可知

得荧光屏上间的距离

（3）该示波器的灵敏度

解得

则增加或者减小均可增加灵敏度。