2022-2023学年山东省德州市乐陵市重点中学高一(下)期末模拟物理试卷（含解析）

2022-2023学年山东省德州市乐陵市重点中学高一(下)期末模拟物理试卷

一、单选题（本大题共8小题，共32.0分）

1.  关于曲线运动，下列说法正确的是(    )

A. 物体做圆周运动时，其所受合外力的方向一定指向圆心
B. 物体做速率逐渐增加的曲线运动时，其所受合外力的方向一定与速度方向相同
C. 物体做平抛运动时，其速度的变化与所用时间的比值恒定
D. 物体做曲线运动时，其所受合外力的方向一定改变

2.  质量为的物体放置在水平面上，受到竖直向上的拉力作用，随时间变化的关系如图所示。不计空气阻力，取，前内拉力做功的平均功率为(    )
 

A.  B.  C.  D.

3.  年月日时分，“嫦娥五号”探测器经过约小时奔月飞行，在距月面约公里处成功实施牛发动机点火，约分钟后，发动机正常关机。根据实时遥测数据监视判断，“嫦娥五号”探测器近月制动正常，如图所示，由点顺利进入环月椭圆轨道Ⅱ，绕月三圈后进行第二次近月变轨，进入环月圆轨道Ⅰ，下列关于“嫦娥五号”说法正确的是(    )
 

A. 在轨道Ⅰ上的速度小于月球的第一宇宙速度
B. 在轨道Ⅱ的运行周期小于在轨道Ⅰ的运行周期
C. 在轨道Ⅰ上点的机械能大于轨道Ⅱ上点的机械能
D. 在轨道Ⅱ上点的加速度小于轨道Ⅰ上点的加速度

4.  如图为某位移式传感器的原理示意图，平行金属板、和介质构成电容器，则(    )
 

A. 向上移电容器的电容变大
B. 向左移电容器的电容变大
C. 向上移流过电阻的电流方向从到
D. 向左移流过电阻的电流方向从到

5.  市面上有一种自动计数的智能呼拉圈深受女士们喜爱。如图甲，腰带外侧带有轨道，轨道内有一滑轮，滑轮与细绳连接，细绳的另一端连接配重，其模型简化如图乙所示。已知配重质量，绳长为，悬挂点到腰带中心的距离为，水平固定好腰带，通过人体微小扭动，使配重在水平面内做匀速圆周运动，计数器显示在内圈数为，此时绳子与竖直方向夹角为，配重运动过程中腰带可看做不动，，，，下列说法正确的是(    )
 

A. 匀速转动时，配重受到的合力恒定不变 B. 配重的角速度是
C. 若增大转速，保持不变 D. 若增大转速，细绳拉力变大

6.  如图所示，地面上空有水平向右的匀强电场，将一带电小球从电场中的点以某一初速度射出，小球恰好能沿与水平方向成角的虚线由向做直线运动，不计空气阻力，下列说法正确的是(    )
 

A. 小球带正电荷
B. 小球受到的电场力与重力大小之比为
C. 小球从运动到的过程中电势能增加
D. 小球从运动到的过程中电场力所做的功等于其动能的变化量

7.  如图所示，一个质量为的小球从倾角为的坡面上的点以初速度被水平抛出，经过时间后，落在坡面上点，不计空气阻力，重力加速度大小为，取，，下列说法正确的是(    )
 

A. 小球在空中飞行的位移大小为
B. 小球抛出的初速度
C. 小球从运动到过程中动能增加了
D. 小球落在点前瞬间重力的功率为

8.  如图甲所示，有一固定的正点电荷，其右侧距离为处竖直放置一内壁光滑的绝缘圆筒，圆筒内有一带电小球。将小球从高处由静止释放，至小球下落到与同一水平面的过程中，其动能随高度设小球与点电荷的竖直高度差为的变化曲线如图乙所示。下列说法正确的是(    )
 

A. 带电小球在整个运动过程中，小球的机械能先增大后减小
B. 带电小球在高度之间运动过程中，电势能减小
C. 带电小球在高度之间运动过程中，机械能减小
D. 带电小球在和两个位置受到的库仑力都等于重力

二、多选题（本大题共4小题，共16.0分）

9.  如图，在奥运比赛项目中，高台跳水是我国运动员的强项。质量为的跳水运动员进入水中后受到水的阻力而做减速运动，设水对他的阻力大小恒为，那么在他减速下降高度为的过程中，下列说法正确的是(    )
 

A. 他的动能减少了 B. 他的重力势能减小了
C. 他的机械能减少了 D. 他的机械能减少了

10.  两个质量相同的小铁块和，分别从高度相同的都是光滑的斜面和圆弧斜面的顶点滑向底部，如图所示。如果它们的初速度都为零，则下列说法正确的是(    )
 

A. 下滑过程中重力所做的功相等
B. 它们到达底部时动能相等
C. 它们到达底部时速度相同
D. 它们在下滑到最低点时重力的瞬时功率相同

11.  如图所示，边长为的正方形放在一匀强电场中，匀强电场方向与正方形所在平面平行图中未画出。已知、、三点的电势分别为、、，则下列说法中正确的是(    )
 

A. 点的电势为 B. 电场场强方向由指向
C. 该匀强电场的场强大小 D. 该匀强电场的场强大小

12.  一辆小汽车在水平路面上由静止启动，在前内做匀加速直线运动，末达到额定功率，之后保持额定功率又运动恰好到达最大速度，其图像如图所示，已知汽车的质量为，汽车受到地面的阻力为车重的倍，则(    )
 

A. 汽车在前内的牵引力为 B. 此过程车的总位移为
C. 汽车的额定功率为 D. 汽车的最大速度为

三、实验题（本大题共2小题，共18.0分）

13.  为探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系，某实验小组通过如图甲所示装置进行实验。滑块套在水平杆上，随水平杆一起绕竖直杆做匀速圆周运动，力传感器通过一细绳连接滑块，用来测量向心力的大小。滑块上固定一遮光片，宽度为，光电门可以记录遮光片通过的时间，测得旋转半径为。滑块随杆匀速圆周运动，每经过光电门一次，通过力传感器和光电门就同时获得一组向心力和角速度的数据。

为了探究向心力与角速度的关系，需要控制__________和___________保持不变，某次旋转过程中遮光片经过光电门时的遮光时间为，则角速度__________；

以为纵坐标，以为横坐标，可在坐标纸中描出数据点作一条如图乙所示直线，图线斜率为，则滑块的质量为__________用、、表示；图线不过坐标原点的原因是__________。

14.  利用气垫导轨验证机械能守恒定律，实验装置如图所示，水平桌面上固定一倾斜的气垫导轨，导轨上点处有一带长方形遮光片的滑块，其总质量为，左端由跨过轻质光滑定滑轮的细绳和一质量为的小球相连；遮光片两条长边与导轨垂直；导轨上点有一光电门，可以测量遮光片经过光电门时的挡光时间，用表示点到光电门处的距离，表示遮光片的宽度，将遮光片通过光电门的平均速度看作滑块通过点时的瞬时速度，实验时滑块在处由静止开始运动。

用刻度尺测量遮光条宽度，示数如图所示，其读数为________

某次实验测得倾角，重力加速度用表示，滑块从处到达处时和组成的系统动能增加量可表示为_____________，系统的重力势能减少量可表示为____________，在误差允许的范围内，若，则可认为系统的机械能守恒。用题中字母、、、、、表示

在上次实验中，某同学改变、间的距离，作出的图象如图所示，并测得，则重力加速度________。

四、计算题（本大题共4小题，共40.0分）

15.  北京时间年月日时分，搭载神舟十三号载人飞船的长征二号遥十三运载火箭，在酒泉卫星发射中心按照预定时间精准点火发射，后，神舟十三号载人飞船与火箭成功分离，进入预定轨道，飞船在离地面高度处绕地球做匀速圆周运动，周期。已知地球半径，万有引力常量，，求：

飞船在轨道上的运行速度结果数值取两位有效数字，单位取；

地球的质量结果数值取两位有效数字，单位取。

16.  如图所示，在点处固定一个正电荷，在过点的竖直平面内的点，自由释放一个带正电的小球，小球的质量为、电荷量为。小球下落的轨迹如图中虚线所示，它与以为圆心、为半径的圆相交于、两点，、在同一水平线上，，距离的竖直高度为，若小球通过点时的速度为，试求：

小球通过点时的速度大小；

小球由到的过程中电场力做的功。

17.  如图所示，质量的小球由点以速度水平抛出，恰好沿切线方向从点进入竖直放置的光滑圆轨道，随后沿直线轨道上升到最高点。已知两点高度相同，小球经过这两点时的速度大小相等。为圆轨道的圆心，圆轨道半径，与竖直方向的夹角。直线轨道接触面粗糙，动摩擦因素，与圆轨道在点相切。不计空气阻力，取重力加速度。求

、之间的水平距离；

小球进入圆轨道最低点时，对轨道压力的大小；

小球在轨道上升过程中，克服摩擦力做的功。

18.  如图，等量异种点电荷、固定在水平线上相距为的、两点上，有一质量为、电荷量为可视为点电荷的小球，固定在长为的绝缘轻质细杆的一端，细杆另一端可绕过点且与垂直的水平轴无摩擦地转动，点位于的竖直垂直平分线上距为处，平行于，且。现把杆拉起到水平位置由静止释放，小球经过最低点时速度为。取点电势为零，忽略对等量异种点电荷形成电场的影响，重力加速度为。求：

小球经过点时受到的电场力；

小球经过点时对杆的拉力大小；

在、形成的电场中，点的电势；

小球继续向左摆动，到达点时的速度大小。

答案和解析

1.【答案】 

【解析】A.当物体做速率大小变化的圆周运动时，合外力方向不指向圆心，故A错误；

B.物体做曲线运动时，其所受合外力的方向与速度方向不在同一直线上，故B错误；

C.物体做平抛运动时，其加速度恒为重力加速度，即其速度的变化与所用时间的比值恒定，故C正确；

D.例如物体做平抛运动时，合外力方向和大小都不变，故D错误。

故选C。

2.【答案】 

【解析】在内因为，可知物体静止不动；在内物块加速上升，则

物体上升的高度

拉力做功

则前内拉力做功的平均功率为

故选B。

3.【答案】 

【解析】A.根据人造卫星的线速度表达式，有

可知，轨道Ⅰ的半径大于月球半径，所以其速度小于月球的第一宇宙速度。故A正确；

B.根据人造卫星的周期表达式，有

根据图中信息，可知在轨道Ⅱ的运行周期大于在轨道Ⅰ的运行周期。故B错误；

C.轨道Ⅱ进入环月圆轨道Ⅰ时，需要发电机制动，使之减速。故其机械能减小。即在轨道Ⅰ上点的机械能小于轨道Ⅱ上点的机械能。故C错误；

D.根据加速度公式，有

可知，加速度与到月球的距离有关，故在轨道Ⅱ上点的加速度等于轨道Ⅰ上点的加速度。故D错误。

故选A。

4.【答案】 

【解析】向上移时，板间距离增大，根据  ，得知电容器的电容变小，而电容器板间电压不变，由  ，分析可知电容器的电量减小，通过放电，则流过电阻的电流方向从到，AC错误；向左移，  减小，根据  ，得知电容器的电容变小，由  ，分析可知电容器的电量减小，通过放电，则流过电阻的电流方向从到，B错误D正确．
 

5.【答案】 

【解析】A.匀速转动时，配重受到的合力大小不变，方向时刻指向圆心而变化，因此是变力，故A错误；

B.计数器显示在内显数圈数为，可得周期为

所以

故B错误；

C.配重构成圆锥摆，受力分析如图所示

根据几何关系可得

圆周的半径为

由此可知，若增大转速，将增大，故C错误；

D.配重做匀速圆周运动时，有

所以，若增大转速，将增大，细绳拉力变大，故D正确。

故选D。

6.【答案】 

【解析】根据题意，受力分析如图所示

A.由于小球沿直线运动，则合力与速度在同一直线上，所以小球受到的电场力水平向左，即小球带负电，故A错误；

B.由图可知

所以小球受到的电场力与重力大小之比为  ，故B错误；

C.由于小球从到电场力做负功，所以电势能增加，故C正确；

D.根据动能定理可知

故D错误。

故选C。

7.【答案】 

【解析】A.小球在空中飞行的竖直分位移大小

小球在空中飞行的总位移为

故A错误：

B.小球在空中飞行的水平位移

解得

故B错误；

C.小球动能增加了

故C错误；

D.小球落在点前瞬间的竖直分速度大小

此时所受重力的功率

故D正确。

故选D。

8.【答案】 

【解析】根据动能定理知图像的斜率为带电小球所受合力，由图像知随的减小，斜率先减小，减小到后反向增大，说明对小球的库仑力斜向右上方，为斥力，所以小球带正电。整个过程中小球距离正点电荷越来越近，库仑力对小球始终做负功，除重力外的其他力做的功等于机械能的变化，由于库仑力做负功，故带电小球在运动过程中，机械能减小，电势能增加，故A错误；故B错误；C正确。

D.由库仑力

整个运动过程中，越来越小，库仑力一直增大，带电小球在和两个位置受到的库仑力的竖直分力等于重力，故D错误。

故选C。

9.【答案】 

【解析】A.根据功能关系，动能的变化等于合外力做的功，所以他的动能减少了  。A错误；

B.根据功能关系，重力势能的减少量等于重力做的功，所以他的重力势能减小了。B正确；

根据功能关系，非重力做的功等于机械能的变化，所以他的机械能减少了。C正确，D错误。

故选BC。

10.【答案】 

【解析】A.下滑过程中重力所做的功为

由于小铁块和质量相同，可知下滑过程中重力所做的功相等，故A正确；

根据动能定理可得

可得

可知它们到达底部时动能相等，速度大小相等，方向不同，故B正确，C错误；

D.根据

由于小铁块和下滑到最低点时的竖直分速度大小不相等，则重力的瞬时功率不相等，故D错误。

故选AB。

11.【答案】 

【解析】A.根据沿同一匀强电场中任何一个相同方向上，相距同样距离的两点间的电势差都是相同的，有

代入已知数得

故A正确；

B.在上取一点，使，则  ，连接是等势面。由于电场线跟等势面垂直，过点作的垂线，就是电场线，如图

方向指向电势降低方向，因此指向右下方，故B错误；

作出垂直于点，由几何知识可得

可得该匀强电场的场强大小

故C正确，D错误。

故选AC。

12.【答案】 

【解析】A.前内，由图线的斜率可得

由题意可知，汽车受到的阻力为

由牛顿第二定律可得

联立解得

A错误；

C.末功率达到额定功率为

C正确；

D.当牵引力等于阻力时，汽车达最大速度，则最大速度为

D正确；

B.汽车匀加速度过程的位移为

汽车变加速过程由动能定理有

联立解得

所以汽车此过程中的位移为

B错误。

故选CD。

13.【答案】滑块质量     旋转半径                  滑块受到摩擦力 

【解析】根据控制变量法，为了探究向心力与角速度的关系，需要控制滑块质量和旋转的半径不变；

物体转动的线速度为

又

解得

根据向心力公式可知

联立解得

由于

可得滑块的质量为

由图线可知，当

而

可知图线不过坐标原点的原因是滑块受到摩擦力的原因。

14.【答案】                   

【解析】刻度尺的最小刻度为，则宽度的读数为；

由于光电门的宽度很小，故用很短时间内的平均速度代替瞬时速度，则滑块通过光电门速度为

滑块从处到达处时和组成的系统动能增加量为

系统的重力势能减少量可表示为

比较  和  ，若在实验误差允许的范围内相等，即可认为机械能是守恒的．

根据系统机械能守恒有

若，则

若  图象，则图线的斜率

则得

15.【答案】； 

【解析】根据

可得飞船在轨道上的运行速度

根据

解得

解得

16.【答案】  ；  

【解析】由题分析知、两点电势相等，则小球由到的过程只有重力做功，由动能定理有

解得

由到，应用动能定理有

解得

17.【答案】  ；  ；  

【解析】小球恰好进入圆轨道，设竖直分速度为  ，则

设平抛运动时间为，则

水平位移

带入数据解得

进入圆轨道点，设速度为，则

解得

根据牛顿第三定律，小球对轨道压力大小为。

小球在轨道匀减速运动，设加速度为，根据牛顿第二定律，有

设小球上升位移为，根据运动学公式，可得

小球克服摩擦力做功

带入数据解得

18.【答案】  ，方向水平向左；  ；  ；  

【解析】根据库仑定律以及力的合成法则，小球经过点时受到的电场力大小

方向水平向左；

小球经过点时，在竖直方向根据牛顿第二定律可知

解得

根据牛顿第三定律可得，小球对细杆的拉力大小

由于取点电势为零，而在的垂直平分线上，则

从到，由动能定理

解得

由电场对称性可知

即

小球从到由动能定理

解得