2022-2023学年山东省潍坊市高密市重点中学高一(下)期末模拟(四)物理试卷（含解析）

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2022-2023学年山东省潍坊市高密市重点中学高一(下)期末模拟(四)物理试卷1.  如图所示，分别位于、两点的两小球初始位置离水平地面的高度差为，现同时由警示开始释放两球，测得两球向后落地的时间差为，取，空气阻力不计，点离水平地面的高度为
 A.  B.  C.  D. 2.  如图所示为用绞车拖物块的示意图。拴接物块的细线被缠绕在轮轴上，轮轴逆时针转动从而拖动物块。已知轮轴的半径，细线始终保持水平；被拖动物块质量，与地面间的动摩擦因数；轮轴的角速度随时间变化的关系是，，取，下列判断正确的是(    )
 A. 物块做匀速运动
B. 细线对物块的拉力为
C. 细线对物块的拉力为
D. 物块做匀加速直线运动，第内的位移为3.  有科学家正在研究架设从地面到太空的“太空梯”。若“太空梯”建在赤道上，人沿“太空梯”上升到高度处，恰好会感到自己“漂浮”起来。已知地球的半径为，地球表面的重力加速度为，则地球自转角速度为(    )A.  B.  C.  D. 4.  一汽车以某一速度在平直公路上匀速行驶。行驶过程中，司机忽然发现前方有一警示牌，立即刹车。刹车后汽车立即开始做匀减速直线运动，直至停止。已知从刹车开始计时，汽车在内的位移大小为，内的位移大小为。用、分别表示汽车匀速行驶时的速度大小及刹车后的加速度大小，则A.  B.
C.  D. 5.  如图所示，摩天轮悬挂的座舱在竖直平面内做匀速圆周运动，座舱的质量为，运动半径为，角速度大小为，重力加速度为，则座舱(    )
 A. 运动周期为
B. 在与转轴水平等高处受摩天轮作用力的大小为
C. 线速度的大小为
D. 所受合力的大小始终为6.  甲乙两质点在同一时刻、从同一地点沿同一方向做直线运动。质点甲做初速度为零、加速度大小为的匀加速直线运动，质点乙做初速度为、加速度大小为的匀减速直线运动至速度减为零保持静止，甲、乙两质点在运动过程中的图像如图所示，虚线与对应的坐标轴垂直。下列说法正确的是(    )
 A. 甲乙两质点同时在处相遇
B. 质点甲的加速度大小为
C. 质点乙的加速度大小为
D. 开始运动后，两质点在处相遇7.  当一带电云层靠近避雷针时，由于静电感应使避雷针尖端带上电荷，避雷针周围电场的电场线分布如图中实线所示。一个电子以一定的速度进入电场仅受电场力作用，轨迹如图中虚线所示，则下列说法正确的是(    )
 A. 避雷针尖端带负电
B. 电子一定是从向运动
C. 电子在点加速度比在点加速度小
D. 若将电子从点由静止释放，电子运动轨迹将与电场线重合8.  两个等量同种电荷固定于光滑水平面上，其连线的中垂线在水平面内上有、、三点，如图甲所示，一个电荷量为C、质量为的小物块从点静止释放，其运动的图像如图乙所示，其中点处为整条图线的切线斜率最大的位置图中标出了该切线。则下列说法正确的是(    )
 A. 小物块带负电
B. 、两点间的电势差
C. 小物体由点到点电势能先减小再增大
D. 点为中垂线上电场强度最大的点，场强9.  将小球从一座高度为的高塔塔顶静止释放的同时，另一个小球自塔底以初速度竖直上抛，，两小球在同一直线上运动，均不考虑空气阻力。下面判断正确的是(    )A. 若，则、两小球一定能在空中相遇
B. 若，则球一定能在上升途中与球相遇
C. 若，则、两小球可能在空中相遇
D. 若，则球一定能在下落过程中与球相遇10.  如图所示，衣服悬挂在不可伸长的轻绳上，衣架的挂钩是光滑的，轻绳的两端固定在两根竖直杆上的、两点，衣服处于静止状态。保持端位置不变，将端分别移动到、两点。下列说法正确的是(    )
 A. 端移到，绳子张力变大 B. 端移到，绳子张力变小
C. 端移到，绳子张力变大 D. 端移到，绳子张力不变11.  小朋友喜欢的“踩踩球”其实就是由上下两个连在一起质量相等的半球组成，两半球间装有一个轻弹簧。玩耍时，将“踩踩球”直立静放在水平地面上，用脚从上半球顶部中心点向下踩压，当两半球贴合后放开脚，过一会儿贴合装置失效，弹簧恢复原长，球就会突然展开，瞬间弹起。如图所示，小明同学测得“踩踩球”展开静止在地面上时中间白色标记距地面的高度为；踩压贴合时中间白色标记距地面的高度为；弹起后到达最高点时中间白色标距地面的高度为。已知“踩踩球”总质量为并全部集中在上下半球上，重力加速度大小为，不计一切阻力，下列说法中正确的是(    )
 A. “踩踩球”离开地面时的速度大小为
B. 上述踩压过程中压力做的功为
C. 弹簧的最大弹性势能为
D. 弹簧恢复原长过程中“踩踩球”所受合外力的冲量大小为12.  如图所示，半径为的光滑绝缘细管道位于竖直平面内，质量为、带电量为的小球位于管道最低点，是最高点，空间存在水平向左、场强大小的匀强电场，现在点给小球一水平初速度，小球恰好能够做完整的圆周运动，重力加速度为，下列说法正确的是(    )
 A. 的大小为
B. 经过点时小球受到管道内壁支持力大小为
C. 经过点时小球受到管道外壁的支持力大小为
D. 若在点给小球的水平初速度增大一倍，小球经过点的速度也增大一倍13.  如图甲所示，一位同学利用光电计时器等器材测定当地的重力加速度。有一直径为的金属小球由处静止释放，下落过程中能通过处正下方、固定于处的光电门，测得间的距离为远大于，光电计时器记录下小球通过光电门的时间为。  如图乙所示，用游标卡尺测得小球的直径__________。  多次改变高度，重复上述实验，作出随的变化图像如图丙所示，已知图线的倾斜程度斜率为，则重力加速度的表达式________用题中所给的字母表示。
 14.  某实验小组利用小车、一端带有滑轮的导轨、打点计时器和几个已知质量的小钩码探究加速度与力的关系，实验装置如图甲所示．图乙是实验中得到的一条纸带，图中相邻两计数点的时间间隔为，由图中的数据可得小车的加速度__；该实验小组以测得的加速度为纵轴，所挂钩码的总重力为横轴，作出的图象如丙图中图线所示，发现图象不过原点，怀疑在测量力时不准确，他们将实验进行了改装，将一个力传感器安装在小车上，直接测量细线拉小车的力，作图如丙图中图线所示，则图象不过原点的原因是__，对于图象上相同的力，用传感器测得的加速度偏大，其原因是____________；该实验小组在正确操作实验后，再以测得的加速度为纵轴，所挂钩码的总重力和传感器测得的为横轴作图象，要使两个图线基本重合，请你设计一个操作方案_____________． 15.  女篮世界杯半决赛。中国女篮以比险胜澳大利亚队，时隔年再次挺进决赛比赛中，为防止球被抢断，两名中国队员之间采取高抛传球。如图所示，甲队员将篮球自点以与水平面成的方向向乙队员抛出，乙恰好在篮球被抛出时，在点将球稳稳接住，且知、两点间的水平距离为，篮球的质量，空气阻力不计，重力加速度取，，，求：篮球被甲抛出时的速度大小及、两点间的高度差；队员甲对篮球所做的功抛球动作过程中篮球高度的变化可忽略。
 16.  如图所示，物体的质量为，静止在光滑水平面上的平板车的质量为、长某时刻以向右的初速度滑上平板车的上表面，在滑上的同时，给施加一个水平向右的拉力．忽略物体的大小，已知与之间的动摩擦因数为，取重力加速度试求：如果要使不至于从上滑落，拉力应满足的条件．
 17.  如图所示，水平轨道的左端与固定的光滑竖直圆轨道相切于点，右端与一倾角为的光滑斜面轨道在点平滑连接即物体经过点时速度的大小不变，斜面顶端固定一轻质弹簧，一质量为的滑块从圆弧轨道的顶端由静止释放，经水平轨道后滑上斜面并压缩弹簧，第一次可将弹簧压缩至点，已知光滑圆轨道的半径，水平轨道长为，其动摩擦因数，光滑斜面轨道上长为，取，求：
 滑块第一次经过圆轨道上点时对轨道的压力大小；整个过程中弹簧具有的最大弹性势能；滑块在水平轨道上运动的总时间及滑块几次经过点。 18.  在“质子疗法”中，质子先被加速到具有较高的能量，然后被引向轰击肿瘤，杀死细胞。如图所示，质量为、电荷量为的质子从极板处由静止加速，通过极板中间的小孔以射出，然后从坐标系中的点平行于坐标轴进入区域，该区域充满沿轴负方向的匀强电场，电场强度为，与轴夹角。质子在电场中偏转垂直击中边界的点图中未标出。取质子比荷为，，不计重力作用。求：极板间的加速电压；、两点电势差；电场强度的大小。
答案和解析 1.【答案】 【解析】根据自由落体运动规律可得所以在空中运动时间为 ，根据题意可得 ，解得 ，故C正确；
 2.【答案】 【解析】A.物块速度与轮轴线速度相等，速度与时间成正比，因此物块做匀变速直线运动，故A错误；由可知，物块加速度对物块受力分析得则故B错误，C正确；D.由运动学公式可得，  内位移为  ，  内位移为  ，第  内位移为  ，故D错误。故选C。
 3.【答案】 【解析】在地面万有引力等于重力当人感到自己“漂浮”起来，为完全失重，万有引力全部提供做向心力有联立解得故B正确，ACD错误。故选B。
 4.【答案】 【解析】设汽车的加速度大小为，初速度为，则在内，  的位移为：    汽车在时的速度为      则内的位移为：代入数据解得，；但当时，可得速度为，这说明在时汽车已停止运动，因此上面的计算不成立。则内的位移为   联立式计算可得，，故D正确，ABC错误。故选D。
 5.【答案】 【解析】A.座舱的运动周期为故A错误；B.在与转轴水平等高处，摩天轮对座舱水平方向分力提供向心力，对座舱竖直方向分力与座舱重力平衡，所以合作用力大于，故B错误；C.座舱线速度的大小为故C错误；D.座舱所受合外力提供向心力，大小为故D正确。故选D。
 6.【答案】 【解析】设质点甲、乙的加速度大小分别为、，当时，乙的速度为，即质点乙的初速度，设质点乙、甲先后通过处时的速度均为，对质点甲对质点乙代入数据联立解得当质点甲的速度、质点乙的速度时，两质点通过相同的位移均为  ，对质点甲对质点乙代入数据联立解得联立解得，故BC错误；A.当时，两者速度相同，对于质点甲有对于质点乙有可知  ，说明两个质点不是同时到达处，不能相遇，故A错误；D.设乙减速到零的时间为  ，则有则内乙的位移为设甲、乙两质点经过时间后相遇，相遇时离出发点距离为，则对质点甲有对质点乙有联立解得  ，故D正确。故选D。
 7.【答案】 【解析】A.据电子运动过程受力情况可知，避雷针尖端带正电，故A错误；B.根据题意，由图无法判断电子的运动方向，电子可能从  向  运动，也可能从  向  运动，故B错误；C.由电场线的疏密程度可知，  点场强比  点场强大，则电子在  点加速度比在  点加速度小，故C正确；D.  点处电场线为曲线，电子由静止释放后轨迹不与电场线重合，故D错误。故选C。
 8.【答案】 【解析】A.小物块受到向外的力，带正电，选项A错误；B.根据动能定理得选项B错误；C.由图知，由  到  的过程中，物块的速度不断增大，动能不断增大，根据能量守恒知，物块的电势能不断减小，故C错误；D.  图象的斜率等于加速度，  点处为整条图线切线斜率最大的位置，说明  为中垂线上加速度最大的点，由图可知切线的斜率为  ，根据牛顿第二定律得所以为中垂线上电场强度最大的点，故D正确。故选D。
 9.【答案】 【解析】若球正好运动到最高点时相遇，则速度减为零所用的时间自由下落的位移为竖直上抛的位移为又联立得将代入解得当两球恰好在落地时相遇，则有自由下落的位移为代入时间得由以上分析可知当  时，、两小球不能在空中相遇，当  时，、两小球能在空中相遇，所以若  ，、两小球不一定能在空中相遇；若  ，则球一定能在上升途中与球相遇；当  时，、两小球不能在空中相遇；若  ，则球一定能在下落过程中与球相遇，故AC错误，BD正确。故选BD。
 10.【答案】 【解析】设绳子间的夹角为，绳子总长为，两杆间距离为，如图所示根据几何关系有得当端移到位置或位置时，、都不变，则也不变；由平衡条件可知解得可见，绳子张力也不变，故D正确，ABC错误。故选D。
 11.【答案】 【解析】A.设球离地的速度为  ，由动能定理可得解得故A正确；D.弹簧恢复原长过程中，根据动量定理，“踩踩球”所受合外力的冲量大小为故D错误；设弹簧的最大弹性势能为  ，踩压过程中压力做的功为  ，弹簧恢复原长连接装置拉紧前上半球速度为  ，上半球弹起过程由机械能守恒可得连接装置拉紧过程由动量守恒可得踩压过程由功能关系可得联立解得 ， 故B错误，C正确。故选AC。
 12.【答案】 【解析】A.如图所示    小球在等效最低点静止时，受重力、支持力和电场力三力平衡，根据平衡条件，有结合可知且重力和电场力的合力为小球恰好能够做完整的圆周运动，说明小球经过等效最高点时速度刚好为零，由到根据动能定理，有解得故A正确；C.在点根据向心力公式有解得故C错误；由到根据动能定理，有解得在点有解得经过点时小球受到管道内壁的支持力大小为若在点给小球的水平初速度增大一倍，则有故B正确，D错误。故选AB。
 13.【答案】      未平衡摩擦力或平衡不足，钩码的重力比细线的拉力大     将个钩码都放在小车上，每次从小车上取一个钩码挂在细线上，其余钩码留在小车上随小车一起运动 【解析】根据，运用逐差法得：  ；由图线可知，不等于零时，仍然为零，可知图线不过原点的原因是未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足．力传感器可以直接得出绳子拉力的大小．用钩码的重力表示绳子的拉力，必须满足钩码的质量远小于小车的质量，否则绳子的拉力实际上小于钩码的重力．所以对于图线上相同的力，用传感器测得的加速度偏大，原因是钩码的质量未远小于小车的质量，导致钩码的重力比细线的拉力大．点睛：根据连续相等时间内的位移之差是一恒量，运用逐差法求出小车的加速度；根据不等于零，加速度仍然为零，分析图象不过原点的原因．当钩码的质量未远远小于小车质量时，钩码的重力大于绳子的拉力．
 14.【答案】      未平衡摩擦力或平衡不足，钩码的重力比细线的拉力大     将个钩码都放在小车上，每次从小车上取一个钩码挂在细线上，其余钩码留在小车上随小车一起运动 【解析】根据，运用逐差法得：  ；由图线可知，不等于零时，仍然为零，可知图线不过原点的原因是未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足．力传感器可以直接得出绳子拉力的大小．用钩码的重力表示绳子的拉力，必须满足钩码的质量远小于小车的质量，否则绳子的拉力实际上小于钩码的重力．所以对于图线上相同的力，用传感器测得的加速度偏大，原因是钩码的质量未远小于小车的质量，导致钩码的重力比细线的拉力大．点睛：根据连续相等时间内的位移之差是一恒量，运用逐差法求出小车的加速度；根据不等于零，加速度仍然为零，分析图象不过原点的原因．当钩码的质量未远远小于小车质量时，钩码的重力大于绳子的拉力．
 15.【答案】； 【解析】篮球做斜上抛运动，沿水平方向做匀速直线运动，故有所以篮球被抛出时速度的大小为在竖直方向，篮球做竖直上抛运动，在竖直方向的初速度为所以、两点的竖直高度差即为竖直方向分运动的位移，故有篮球在被甲队员抛出的过程中，因“篮球高度变化可忽略”，所以重力做功为零，即故运动员甲对篮球所做的功即外力对篮球所做的总功可得 【详解】物体滑上平板车以后做匀减速运动，由牛顿第二定律得解得物体不滑落的临界条件是到达的右端时、具有共同的速度，则   又  联立解得拉力若，则滑到的右端时，速度仍大于的速度，于是将从上滑落，所以必须大于等于。  当较大时，在到达的右端之前，就与具有相同的速度，之后，必须相对静止，才不会从的左端滑落。对、整体和分别应用牛顿第二定律得解得若大于，就会相对向左滑下。综合得出力应满足的条件是。
 16.【答案】解：物体滑上木板以后，作匀减速运动，
有得 
物体不滑落的临界条件是到达的右端时，、具有共同的速度，则： 
又：，可得：  
再代入得：     
若，则滑到的右端时，速度仍大于的速度，于是将从上滑落，所以必须大于等于．
当较大时，在到达的右端之前，就与具有相同的速度，之后，必须相对静止，才不会从的左端滑落．即有：，
所以：
若大于，就会相对向左滑下．
综上所述，力应满足的条件是： 
答：拉力大小应满足的条件为． 【解析】物体不滑落的临界条件是到达的右端时，、具有共同的速度，结合牛顿第二定律和运动学公式求出拉力的最小值．另一种临界情况是、速度相同后，一起做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律求出拉力的最大值，从而得出拉力的大小范围．
解决本题的关键理清物块在小车上的运动情况，抓住临界状态，结合牛顿第二定律和运动学公式进行求解．
 17.【答案】解：滑块从点到点，由动能定理可得：，解得：
滑块在点，由牛顿第二定律得：
解得：
由牛顿第三定律可得：物块对点的压力：；
滑块从点到点，该过程弹簧弹力对滑块做的功为，
由动能定理可得：
其中：
解得：；
将滑块在段的运动全程看作匀减速直线运动，
由牛顿第二定律对段分析可得滑块的加速度为：
则滑块在水平轨道上运动的总时间：
滑块最终停止在水平轨道间，从滑块第一次经过点到最终停下来的全过程，由动能定理可得：

解得：
则物体在段上运动的次数为：
滑块在水平轨道上运动的总时间为，滑块次经过点。 【解析】由到过程由动能定理可求得点的速度，再由向心力公式结合牛顿第三定律可求得滑块第一次经过圆轨道上点时对轨道的压力大小；
对过程由动能定理可求得弹簧的弹性势能；
对过程由牛顿第二定律可求得运动时间；再由动能定理可求得滑块滑动的距离，即可求解滑块在水平轨道上运动的总时间及滑块几次经过点。
本题考查动能定理及牛顿第二定律等内容，要注意正确受力分析；对于不涉及时间的问题，优先选用动能定理。
 18.【答案】解：质子在极板  间加速，由动能定理可得解得极板  间的加速电压质子在电场中偏转垂直击中边界的点，如图则质子到达点时的速度质子从点到点由动能定理得解得、两点电势差质子在电场中运动到达上的点时间为，竖直方向速度为，水平位移为，竖直位移为，加速度为。由运动学公式有

 由几何关系得

解得
 由  ，解得 【解析】本题重点考查加速电场、偏转电场中的运动特点及类平抛运动的规律。
带电粒子在加速电场中运动，根据动能定理求得离加速电压。
进入偏转电场后做类平抛运动，轴方向匀速直线运动，轴方向上做初速度为零的匀加速直线运动，根据速度变化和动能定理求得离电势差。
带电粒子进入偏转电场后做类平抛运动，轴方向匀速直线运动，轴方向上做初速度为零的匀加速直线运动，在电场中做类平抛运动，满足平抛的推论：平抛运动的物体运动到任意时刻，速度的反向延长线交于该点水平位移的中点，根据几何关系求解距离，进而求得电场强度。