217，四川省南充市第一中学2021-2022学年高一下学期期末模拟考试物理试题

这是一份217，四川省南充市第一中学2021-2022学年高一下学期期末模拟考试物理试题，共18页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，解答题等内容，欢迎下载使用。

满分：100分；考试时间：90分钟
第Ⅰ卷（选择题）
一、单选题（本题共10小题，每小题3分，共30分）
1. 下列说法不正确的是（ ）
A. 曲线运动的速度可以不改变
B. 物体做圆周运动合力不一定指向圆心
C. 因为缺少精密的测量仪器，牛顿并没有测定万有引力常量
D. 合外力做的功等于物体动能的变化
【答案】A
【解析】
【详解】A．速度是矢量，既有大小，又有方向，做曲线运动的物体，速度方向时刻改变，因此曲线运动一定是变速运动；A错误；
B．做匀速度圆周运动的物体，合外力一定指向圆心；如果物体做非匀速圆周运动，合外力不一定指向圆心，B正确；
C．牛顿推出了万有引力定律，卡文迪许通过扭秤装置测出了万有引力常量，C正确；
D．根据动能定理可知，合外力做的功等于物体动能的变化，D正确。
故不正确的选A。
2. 一只船在静水中行驶的速度恒为3m/s，它要横渡一条30m宽的河，水流速度恒为4m/s，下列说法中正确的是（ ）
A. 这只船可以垂直于河岸到达正对岸
B. 这只船无论怎样也不可能渡过河到达对岸
C. 这只船对地的速度一定是5m/s
D. 过河时间可能是12s
【答案】D
【解析】
【详解】A．由已知小船在静水中速度v1=3m/s，河宽d=30m，水速v2=4m/s，因v2＞v1，由矢量合成的平行四边形法则可知合速度不能垂直河岸，故船不可能垂直于河岸抵达正对岸，A错误；
B．船在河中运动时，小船的速度沿河岸和垂直于河岸分解，只要船有垂直于分运动，那么就能过渡河到对岸，B错误；
C．只有v1与v2垂直时合速度
其余情况不为5m/s，C错误。
D．当船头与岸垂直时，过河时间最短，最小时间
当船头指向其它的方向时，过河时间大于10s，D正确。
故选D。
3. 如图所示的实验中，用小锤击打弹性金属片后，金属球 A 沿水平方向抛出，同时与 A 球等高的金属球 B 被释放而自由下落。关于两球落地的先后，下列说法正确的是（ ）
A. A 球先落地B. B 球先落地C. 两球同时落地D. 落地先后与 A、B 的质量有关
【答案】C
【解析】
【详解】两球同时下落，A球做平抛运动，B球做自由落体运动，两球在竖直方向的运动完全相同，则两球将同时落地；且落地的时间与球的质量无关。
故选C。
4. 如图所示，两个皮带轮的转轴分别是和，设转动时皮带不打滑，则皮带轮上、两点运动快慢关系是（ ）
A. 、
B. 、
C. 、
D. 、
【答案】D
【解析】
【详解】由图可知，A、B两点都处于同一根皮带上，则线速度相等，故有
根据线速度与角速度的关系
可知，在线速度相同时，A点运动的半径小，则角速度大。B点运动的半径大，则角速度小，即
故选D。
5. 我国“祝融号”火星车完成了对火星的探测，探得火星半径约为3400km，火星表面重力加速度约为4m/s2，万有引力常量G=6.67×10-11N∙m2/kg，则火星的质量约为（ ）
A. 2.03×1014kgB. 6.93×1023kgC. 6.93×1017kgD. 2.03×1017kg
【答案】B
【解析】
【详解】根据
可得
故选B。
6. 如图所示，质量为M的物体，受水平力F的作用，在粗糙的水平面上运动，下列说法中正确的是（ ）
A. 如果物体做减速直线运动，F对物体做负功
B. 如果物体做匀速直线运动，F对物体不做功
C. 物体只有做加速直线运动，F才对物体做正功
D. 不论物体向右做何种直线运动，F都对物体做正功
【答案】D
【解析】
【详解】无论物体运动类型如何，F与v方向相同，所以F对物体做正功，故ABC错误，D正确。
故选D。
7. 质量为的物体位于水平面上，前2s内在水平拉力作用沿水平面做匀速直线运动，第2s末撤去拉力F后物体做匀减速直线运动，其运动的速度图像如图所示，g=10m/s2，则下列说法正确的是（ ）
A. 拉力做功25JB. 拉力做功12.5J
C. 物体克服摩擦力做功12.5JD. 合力做的功为12.5J
【答案】A
【解析】
【详解】由图知物体做匀减速直线运动的加速度
则摩擦力
前2s内物体匀速运动，则有
物体早在0~2s内的位移
2~4s内位移
则拉力F做功为
摩擦力做功
即物体克服摩擦力做功37.5J。
合力做的功为
故选A。
8. 如图所示，发射同步卫星的一般程序是：先让卫星进入一个近地的圆轨道，然后在P点变轨，进入椭圆形转移轨道（椭圆轨道的近地点为近地圆轨道上的P，远地点为同步圆轨道上的Q），到达远地点Q时再次变轨，进入同步轨道，设卫星在近地圆轨道上运行的速率为v1，在椭圆形转移轨道的近地点P点的速率为，沿转移轨道刚到达远地点Q时的速率为v3，在同步轨道上的速率为v4，三个轨道上运动的周期分别为、，则下列说法正确的是（ ）
A.
B.
C. 在P点变轨时需要加速，Q点变轨时要减速
D. 卫星经过圆轨道的P点和椭圆轨道的P点时加速度大小不等
【答案】A
【解析】
【详解】A．根据开普勒第三定律可知，轨道半径或椭圆的半长轴越大的，周期越大，因此，故A正确；
B．卫星从近地圆轨道上的P点需加速，使得万有引力小于所需向心力，卫星做离心运动进入椭圆转移轨道。所以卫星在近地圆轨道上经过P点时的速度小于在椭圆转移轨道上经过P点的速度，即v1＜v2；沿转移轨道刚到达Q点速率为v3，在Q点点火加速之后进入圆轨道，速率为v4，所以卫星在转移轨道上经过Q点时的速度小于在圆轨道上经过Q点的速度，即v3＜v4；根据得
由于同步轨道半径大于近地轨道的半径，则v1＞v4。综上可知
v2＞v1＞v4＞v3
故B错误；
C．由离心运动条件，则知卫星在P点做离心运动，变轨时需要加速，在Q点变轨时仍要加速，故C错误；
D．根据 可知，卫星经过圆轨道的P点和椭圆轨道的P点时r相同，所以加速度大小相等，故D错误。
故选A。
9. 如图所示，小物块套在固定竖直杆上，用轻绳连接后跨过小定滑轮与小球相连。开始时物块与定滑轮等高。已知小球的质量是物块质量的两倍，杆与滑轮间的距离为d，重力加速度为g，绳及杆足够长，不计一切摩擦。现将物块由静止释放，在物块向下运动过程中，下列说法错误的是（ ）
A. 刚释放时物块的加速度为g
B. 物块速度最大时，绳子的拉力一定大于物块的重力
C. 小球重力的功率一直增大
D. 物块下降的最大距离为
【答案】C
【解析】
【详解】A．刚释放时，绳的拉力和杆的弹力都沿水平方向，重力竖直向下，物块的加速度为g，A正确，不符合题意；
B．物块速度最大时，物块合力为零，绳子的拉力在竖直方向的分力等于重力，因此拉力一定大于物块的重力，B正确，不符合题意；
C．刚开始和物块下落到最低点时，物块的速度均等于零，小球的速度也均等于零，所以小球的速度先增大后减小，小球重力的功率也先增大后减小，C错误，符合题意；
D．设物块下降的最大距离为h，根据机械能守恒定律得

解得
物块下降的最大距离为，D正确，不符合题意。
故选C。
10. 如图所示，在倾角37°的斜面底端固定一轻弹簧，当弹簧处于原长时，其上端自然伸长点位置处，一滑块（可看作质点）从斜面上与Q点相距一定距离的P点由静止开始下滑，知自Q点到斜面底端部分光滑，自Q点沿斜面向上部分，滑块与斜面间的动摩擦因数μ，不计空气阻力和滑块与弹簧碰撞时机械能损失，重力加速度g＝10m/s2，sin37°＝0.6，则以法正确的是（ ）
A. 滑块沿斜面向下运动过程中先做匀加速运动后做匀减速运动
B. 滑块接触弹簧后向下的运动过程中，滑块的机械能守恒
C. 滑块从开始到动能达到最大值的过程中，滑块机械能的减少量等于弹簧弹性势能的增加量
D. 整个过程中因摩擦产生的总热量等于滑块由P点到Q点减少的重力势能
【答案】D
【解析】
【详解】A．滑块沿斜面向下运动过程中，根据牛顿第二定律可知
解得
故先做匀加速直线运动，后下降到Q点以下部分后，没有了摩擦力，存在了弹簧的弹力，可得
弹簧的弹力随着压缩量的增大而增大，故在Q点以下先做加速度减小的加速运动，后做加速度增大的减速运动，故A错误；
B．滑块接触弹簧后向下的运动过程中，滑块的机械能会部分转化为弹簧的弹性势能，故滑块的机械能不守恒，故B错误；
C．滑块从开始到动能达到最大值的过程中，存在因克服摩擦力做功所损失的机械能，故滑块机械能的减少量不等于弹簧弹性势能的增加量，C错误；
D．在整个过程中滑块会来回反复运动，最终向上运动的最高高度不超过Q点，且在Q点动能为0，可知在整个过程中，滑块和弹簧减少的能为由P点到Q点的重力势能，即整个过程中因摩擦产生的总热量等于滑块由P点到Q点减少的重力势能，故D正确；
故选D。
二、多选题（本题共4小题，每小题4分，共16分，全对得4分，选对但不全得2分，有错的0分）
11. 关于离心运动和近心运动，下列说法正确的是（ ）
A. 洗衣机脱水是利用脱水桶快速旋转使衣物上的水的附着力不足以提供向心力做离心运动
B. 一物体做匀速圆周运动，若其所受合外力不变，速度突然减小，物体将做近心运动
C. 一物体做匀速圆周运动，若其所受合外力突然减小，速度不变，物体将做近心运动
D. 汽车转弯时要减速是为了避免做近心运动
【答案】AB
【解析】
【详解】A．洗衣机脱水是利用脱水桶快速旋转使衣物上的水的附着力不足以提供向心力做离心运动，A正确；
B．一物体做匀速圆周运动，若其所受合外力不变，速度突然减小，所需的向心力也减小，原合外力大于所需要的向心力，故做近心运动，B正确；
C．一物体做匀速圆周运动，若其所受合外力突然减小，速度不变，物体所需的向心力大于它本身所受的向心力，故物体做离心运动，C错误；
D．汽车转弯时如果速度太快，所受的合力不足以提供圆周运动所需的向心力，汽车做离心运动，为了避免汽车离心需要减速，D错误。
故选AB。
12. 如图所示，小杰在同一位置先后水平抛出三个相同的小球，分别落到水平地面的A、B、C三点，不计空气阻力，则（ ）
A. 落到A点的球初速度最大
B. 三个小球的落地时间相同
C. 落到C点的球初速度最大
D. 三个球的初速度大小相等
【答案】BC
【解析】
【详解】B．小杰在同一位置先后水平抛出三个相同的小球，三个小球做平抛运动，竖直方向做自由落体运动，则有
解得
可知三个小球的落地时间相同，B正确；
ACD．三个小球在水平方向做匀速直线运动，则有
，，
由于
可得三个小球抛出时的初速度大小关系为
C正确，AD错误。
故选BC。
13. 如图所示为某中学科技小组制作的利用太阳能驱动小车的装置。当太阳光照射到小车上方的光电板时，光电板中产生的电流经电动机带动小车前进。若质量为m的小车在平直的水泥路上从静止开始沿直线加速行驶，经过时间t前进的距离为x，且速度达到最大值vm。设这一过程中电动机的功率恒为P，小车所受阻力恒为F，那么这段时间内（ ）
A. 小车做匀加速运动B. 小车受到的牵引力逐渐减小
C. 小车受到的合外力所做的功为PtD. 小车受到的牵引力做的功为Fx+
【答案】BD
【解析】
【分析】
【详解】AB．小车电动机的功率恒定，速度增大，据功率与速度关系公式
P=Fv
可知，牵引力减小，根据牛顿第二定律有
F=ma
故小车做加速度不断减小加速运动，A错误，B正确；
C．对小车启动过程，根据动能定理，有
C错误；
D．根据C的分析可知，小车受到的牵引力做的功为
D正确。
故选BD。
14. 在大型物流货场，广泛应用着传送带搬运货物。如图甲所示，与水平面成角倾斜的传送带以恒定速率运动，皮带始终是绷紧的，将的货物放在传送带上的A处，经过到达传送带的B端。用速度传感器测得货物与传送带的速度v随时间t变化图像如图乙所示。已知重力加速度，由图像可知（ ）
A. 货物从A运动到B过程中，摩擦力恒定不变
B. 货物从A运动到B过程中，传送带对货物摩擦力做功为
C. 货物从A运动到B过程中，货物与传送带摩擦产生的热量为
D. 货物从A运动到B过程中，货物与传送带摩擦产生的热量为
【答案】BC
【解析】
【详解】A．由图像可知，传送带的速度为，在物体到达与传送带共速之前，即内，货物受沿斜面向下的摩擦力；在此之后，货物受沿斜面向上的摩擦力，故A错误；
B．由图像可以看出货物做两段匀加速直线运动，根据牛顿第二定律有
由图像得到
解得
，
第一个加速阶段货物的位移
第一个加速阶段货物的位移
故摩擦力做功
故B正确；
C D．两个加速阶段，货物与传送带的相对位移分别为、，货物与传送带摩擦产生的热量分两段来求，有
故C正确，故D错误。
故选BC。
第Ⅱ卷（非选择题）
三、实验题（本题共2小题，第16题（2）每空1分，其余每空2分，共14分）
15. 如图所示为进行“探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系”实验装置。转动手柄可使塔轮、长槽和短槽随之匀速转动。塔轮自上而下有三层，每层左、右半径比分别是1：1、2：1和3：1。左、右塔轮通过皮带连接，皮带不打滑，可通过改变皮带所处层来改变左、右塔轮的角速度之比。实验时，将两个小球分别放在短槽C处和长槽的A（或B）处，A、C到左、右塔轮中心的距离相等，两个小球随塔轮做匀速圆周运动，向心力大小关系可由标尺露出的等分格的格数判断。
（1）在探究向心力与半径、质量、角速度的关系时，用到的实验方法是（ ）
A.理想实验法 B.等效替代法 C.控制变量法 D.隔离法
（2）探究向心力F与角速度的关系时，应将质量相同的小球分别放在挡板C和挡板______处（选填“A”或“B”），将传动皮带套在两塔轮半径______（选填“相同”或“不同”）的轮盘上。
【答案】 ①. C ②. A ③. 不同
【解析】
【详解】（1）[1]探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系实验，每次只改变一个变量，控制其他变量不变，运用的是控制变量法。
故选C；
（2）[2][3]探究向心力F与角速度的关系时，应保证小球质量相等、圆周运动半径相等、角速度不相等，因此质量相同的小球分别放在挡板C和挡板A处，确保半径相同，将传动皮带套在两塔轮半径不同的轮盘上确保角速度不相同。
16. 为了探究动能改变与合外力做功的关系，某同学设计了如下的实验方案；
第一步：将带有定滑轮的木板（有滑轮的）一端垫起，滑块通过细绳过定滑轮与重锤相连，重锤下连一穿过打点计时器的纸带，调整木板倾角，直到轻推滑块后，滑块沿木板向下匀速运动，如图（1）所示：第二步：保持木板的倾角不变，取下细绳和重锤，将打点计时器安装在长木板上靠近滑轮处，滑块与纸带相连，让纸带穿过打点计时器，如图（2）所示。接通电源，释放滑块，滑块开始做加速运动，打出一条纸带如图（3）所示，其中是打下的第一个点。
已知重锤的质量为，滑块的质量为，重力加速度为，各相邻计数点间的时间间隔为，各计数点与O点距离如图（3）所示。，，，，，，回答下列问题：
（1）打点计时器打下E点时滑块的速度___________m/s；（计算结果保留三位有效数字）
（2）滑块加速下滑过程中所受合力___________N；从O到E，合力对滑块做的功为___________J；
（3）分别算出OA、OB、OC、OD段合力对滑块做的功以及打下A、B、C、D点滑块的速度，做出图像，发现是一条过原点的直线，则直线斜率___________；
（4）此实验中，滑块与木板间摩擦力的大小___________（选填“会”或“不会”）影响实验结果。
【答案】 ①. 0.457 ②. 0.098 ③. ④. 10 ⑤. 不会
【解析】
【详解】（1）[1]根据匀变速直线运动中间时刻的速度等于该段时间的平均速度，可得
（2）[2]重锤通过绳子与滑块连接时，轻推滑块后，滑块沿木板向下匀速运动，根据受力平衡可得
取下细绳和重锤后，滑块加速下滑过程中所受合力为
[3]从O到E，合力对滑块做功为
（3）[4]根据合外力做的功为
解得
则直线斜率为
（4）[5]重锤通过绳子与滑块连接时，轻推滑块后，滑块沿木板向下匀速运动，根据受力平衡可得
取下细绳和重锤后，滑块加速下滑过程中所受合力为
可知滑块加速下滑时的合力等于重锤的重力，不存在误差，故此实验中，滑块与木板间摩擦力的大小不会影响实验结果。
四、解答题（本题共3小题，共40分。要求写出必要的文字说明，主要方程式和重要演算步骤，有数值计算的题，结果必须有明确的数值的单位。）
17. 假设火星探测器距火星表面的高度为h，绕火星做匀速圆周运动的周期为T，火星的半径为R，引力常量为G，忽略其它天体对探测器的引力作用，求：
（1）火星的平均密度；
（2）火星的第一宇宙速度。
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）设火星的质量为M，平均密度为，探测器的质量为m，火星对探测器的万有引力提供其做匀速圆周运动的向心力，有
①
解得
②
因此火星的平均密度
③
由①②③知
④
（2）设火星的第一宇宙速度为，则
⑤
由②⑤知
⑥
18. 如图所示，质量的木板B静止在光滑的水平地面上，质量的小物体A以的初速度从木板B的左端滑入，并刚好停在木板右端。已知A、B间的动摩擦因数，重力加速度取。求：
（1）该过程所用的时间及木板B最后的速度大小；
（2）该过程中摩擦力对木板B所做的功和系统产生的内能。
【答案】（1），；（2）9J，27J
【解析】
【详解】解：（1）该过程中小物体做匀减速运动，木板做匀加速运动，则对物体有
对木板有
由上述式子解得
（2）木板B做匀加速运动，位移大小
所以摩擦力对木板所做的功
小物体发生的位移
系统产生的内能
19. 如图所示，AB为倾角θ=37°斜面轨道，其中轨道的AC部分光滑，CB部分粗糙，BP部分为圆心角θ2=143°、半径R=0.5m的竖直光滑圆弧形轨道，两轨道相切于B点，O点为圆弧的圆心，P、O两点在同一竖直线上，轻弹簧一端固定在A点，另一端自由伸长至斜面上C点处，现将一质量m=1kg的小物块（可视为质点）在B点以沿斜面向下v0=3m/s初速度射出，物块沿斜面向下运动，当物块压缩弹簧到D点时速度恰好为零。已知斜面B、C两点间距x1=1m，C、D两点间距x2=0.1m，小物块与斜面BC部分间的动摩擦因数μ=0.25，g=10m/s2，sin37°=0.6，cs37°=0.8，求：
（1）弹簧被压缩到D点时的弹性势能Ep；
（2）小物块再次回到B点时对轨道的压力；
（3）若改变小物块在B点沿斜面向下的初速度v0，要使小物块在轨道上运动的过程中不脱离轨道，则v0的取值范围为多少？
【答案】（1）；（2）10N；（3）或
【解析】
【详解】（1）物块从B到D的过程，由能量守恒定律可知
解得
（2）物体从B再次回到B的过程，由动能定理可知
由牛顿第二定律可知
解得
由牛顿第三定律可知，物体对轨道压力为10N。
（3）若物块由弹簧反弹上升到与O等高点时的初速度为零，从将物块从B点射出到运动到与O点等高点整个过程。由能量守恒可知
解得
若小物体返回后恰能到达P点
从将物块从B点射出到运动到P点整个过程应用动能定理
解得
要使小物块在轨道上运动过程中不脱离轨道，的取值范围为或。