2021-2022年四川省成都市第七中学高一（下）期末模拟仿真物理试题（一）含解析

2022年成都市高一下期期末物理模拟试卷（一）

物理试题

一、本题包括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. 曲线运动是自然界普遍的运动形式，下面关于曲线运动的说法中，正确的是（　　）

A. 物体只要受到变力的作用，就会做曲线运动

B. 物体在恒定的合外力作用下一定会做直线运动

C. 物体在方向不断变化的合外力作用下一定会做曲线运动

D. 物体在大小不变的合外力作用下必做匀变速曲线运动

【答案】C

【解析】

【详解】A．物体受到变力的作用，若力与初速度在同一直线上，物体做直线运动，故A错误；

B．当物体所受合力的方向与它的速度方向不在同一直线上时，物体做曲线运动，故B错误；

C．物体所受的合外力方向不断变化，表明合外力不会与速度始终共线，故在该合外力作用下物体一定会做曲线运动，故C正确；

D．做匀变速曲线运动物体所受的合外力恒定不变，而不只是合外力大小不变，故D错误。

故选C。

2. 一物体在光滑的水平桌面上运动，在相互垂直的x方向和y方向上的分运动速度随时间变化的规律如图所示．关于物体的运动，下列说法正确的是（ ）

A. 物体做速度逐渐增大的曲线运动

B. 物体运动的加速度先减小后增大

C. 物体运动的初速度大小是50m/s

D. 物体运动的初速度大小是10m/s

【答案】C

【解析】

【详解】由图知，x方向的初速度沿x轴正方向，y方向的初速度沿y轴负方向，则合运动的初速度方向不在y轴方向上；x轴方向的分运动是匀速直线运动，加速度为零，y轴方向的分运动是匀变速直线运动，加速度沿y轴方向，所以合运动的加速度沿y轴方向，与合初速度方向不在同一直线上，因此物体做曲线运动．根据速度的合成可知，物体的速度先减小后增大，故A错误；物体运动的加速度等于y方向的加速度，保持不变，故B错误；根据图象可知物体的初速度为：，故C正确，D错误。

故选C。

3. 如图所示，O1为皮带传动的主动轮的轴心，轮半径为r1，O2为从动轮的轴心，轮半径为r2∶r3为固定在从动轮上的小轮半径，已知r2=2r1，r3=1.5r1，A、B和C分别是3个轮边缘上的点，质点A、B、C的向心加速度之比是（　　）

A. 1∶2∶3 B. 2∶4∶3

C. 8∶4∶3 D. 3∶6∶2

【答案】C

【解析】

【详解】对于A和B，由于皮带不打滑，线速度大小相等，即

由

得

对于B与C，绕同一转轴转动，角速度相等，即

则

根据

可知，质点A、B、C的向心加速度之比为

故C正确，ABD错误。

故选C。

4. 如图所示，甲、乙两颗卫星以相同的轨道半径分别绕质量为M和2M的行星做匀速圆周运动，下列说法正确的是

A. 甲的向心加速度比乙的小 B. 甲的运行周期比乙的小

C. 甲的角速度比乙的大 D. 甲的线速度比乙的大

【答案】A

【解析】

【详解】根据卫星运动的向心力由万有引力提供， 有：
由，可知甲的向心加速度小于乙的向心加速度，故A正确; ，由于甲的中心天体质量小于乙的中心天体质量，故甲的周期大于乙的周期，故B错误； ，由于甲的中心天体质量小于乙的中心天体质量，故甲的角速度小于乙的角速度，故C错误； ，由于甲的中心天体质量小于乙的中心天体质量，故甲的线速度小于乙的线速度，故D错误．故选A．

点睛：抓住半径相同，中心天体质量不同，根据万有引力提供向心力展开讨论即可，注意区别中心天体的质量不同．

5. 如图所示，质量为m的物体A静止在倾角为θ的斜面体B上，斜面体B的质量为M。现对该斜面体B施加一个水平向左的推力F，使物体A随斜面体B一起沿水平方向向左匀速运动，物体A与斜面体始终保持相对静止，当移动的距离为L时，斜面体B对物体A所做的功为（　　）

A. FL B. mgLsinθ·cosθ C. 0 D. mgLsinθ

【答案】C

【解析】

【分析】

【详解】物体A随斜面体B一起沿水平方向向左匀速运动，A处于平状态，斜面体B对物体A的作用力竖直向上，大小与重力相等，向左移动的过程中，力与位移垂直，所做功为零，C正确。

故选C。

6. 两相同高度的斜面，倾角分别为300、600，两小球分别由斜面顶端以相同水平速度v抛出，如图所示，假设两球能落在斜面上，则两球下落高度之比（ ）

A 1:2 B. 3:1 C. 1:9 D. 9:1

【答案】C

【解析】

【详解】根据平抛运动的规律以及落在斜面上的特点可知：，，，分别将30°、60°代入求时间之比为1:3，两球下落高度之比为1:9，C正确．

7. 质量为m的物体以初速度v0沿水平面向左开始运动，起始点A与一轻弹簧O端相距s，如图所示。已知物体与水平面间的动摩擦因数为μ，物体与弹簧相碰后，弹簧的最大压缩量为x，重力加速度大小为g，则从开始碰撞到弹簧被压缩至最短，物体克服弹簧弹力所做的功为（　　）

A.  B.

C. μmgs D. μmg(s＋x)

【答案】A

【解析】

【详解】设物体克服弹簧弹力所做的功为W，根据动能定理有

解得

故选A。

8. 如图所示，物体A、B通过细绳及轻质弹簧连接在光滑轻质定滑轮两侧，物体A、B的质量都为m.开始时细绳伸直，用手托着物体A使弹簧处于原长且A与地面的距离为h，物体B静止在地面上．放手后物体A下落，与地面即将接触时速度大小为v，此时物体B对地面恰好无压力，不计空气阻力，重力加速度为g，则下列说法正确的是（　　）

A. 弹簧的劲度系数为

B. 此时弹簧的弹性势能等于

C. 此时物体B的速度大小也为v

D. 此时物体A的加速度大小为g，方向竖直向上

【答案】A

【解析】

【详解】A．由题意可知，物体B对地面恰好无压力，此时弹簧所受的拉力大小等于物体B的重力，即

弹簧伸长的长度为

由

得

A正确；

B．A与弹簧组成的系统机械能守恒，则有

则弹簧的弹性势能

B错误；

C．物体B对地面恰好无压力时，B的速度为零，C错误；

D．对A，根据牛顿第二定律有

又

得

D错误。

故选A。

二、多项选择题（本题共6小题，每小题4分，共24分。每题给出的四个选项中，有多个选项符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，不选或错选的得0分）

9. 一质量为2kg的质点在如图甲所示的xOy平面内运动，在x方向的速度—时间图象和y方向的位移—时间(y－t)图象分别如图乙、丙所示，由此可知(   )

A. t＝0s时，质点的速度大小为12m/s

B. 质点做加速度恒定的曲线运动

C. 前两秒，质点所受的合力大小为10N

D. t＝1.0s时，质点的速度大小为7m/s

【答案】BC

【解析】

【详解】AB.由v－t图可知，物体在x方向上初速度为12m/s，而在y方向上，物体做速度为：m/s的匀速运动，故在前2s内物体做匀变速的曲线运动，物体的初速度为水平速度和竖直速度的合速度，则初速度大小：13m/s；故A错误，B正确；

C.由v－t图可知，前2s，物体的加速度为：－5m/s2，根据牛顿第二定律，前两秒物体所受合外力大小为：F＝ma＝2×5N＝10N，故C正确；

D.t＝1.0s时，x方向的速度为7m/s，而y方向速度为5m/s，因此质点的速度大小为m/s，故D错误．

10. 内壁光滑的环形凹槽半径为R，固定在竖直平面内，一根长度为的轻杆，一端固定有质量为m的小球甲，另一端固定有质量为2m的小球乙。现将两小球放入凹槽内，小球乙位于凹槽的最低点，如图所示，由静止释放后（　　）

A. 下滑过程中甲球减少的机械能总是等于乙球增加的机械能

B. 下滑过程中甲球减少的重力势能总是等于乙球增加的重力势能

C. 甲球可沿凹槽下滑到槽的最低点

D. 杆从右向左滑回时，乙球一定能回到凹槽的最低点

【答案】AD

【解析】

【详解】环形凹槽光滑，甲、乙组成的系统在运动过程中只有重力做功，故系统机械能守恒，下滑过程中甲减少的机械能总是等于乙增加的机械能，甲、乙系统减少的重力势能等于系统增加的动能；甲减少的重力势能等于乙增加的势能与甲、乙增加的动能之和；由于乙的质量较大，系统的重心偏向乙一端，由机械能守恒，知甲不可能滑到凹槽的最低点，杆从右向左滑回时乙一定会回到凹槽的最低点，故AD正确，BC错误。

故选AD。

11. 2017年，人类第一次直接探测到来自双中子星合并的引力波。根据科学家们复原的过程，在两颗中子星合并前约100s时，它们相距约400km，绕二者连线上的某点每秒转动12圈，将两颗中子星都看作是质量均匀分布的球体，由这些数据、万有引力常量并利用牛顿力学知识，可以估算出这一时刻两颗中子星（　　）

A. 质量之积 B. 质量之和

C. 速率之和 D. 各自的自转角速度

【答案】BC

【解析】

【详解】AB．双中子星做匀速圆周运动频率f=12Hz（周期），由万有引力等于向心力，可得

，

r1+r2=r=400km

联立解得

选项B正确A错误；

C．由可得

选项C正确；

D．不能得出各自自转的角速度，选项D错误。

【点睛】此题以最新科学发现为情景，考查天体运动、万有引力定律等。

12. 质量为m的物体静止在光滑水平面上，从时刻开始受到水平力的作用。水平力F与时间t的关系如图所示，力的方向保持不变，则（　　）

A. 时刻物体的速度为

B. 时刻，水平力F的瞬时功率为

C. 在到这段时间内，水平力F的平均功率为

D. 在到这段时间内，水平力F的平均功率为

【答案】BC

【解析】

【详解】AB．时间内，物体的加速度

位移为

时刻的速度

时间内，物体的加速度

位移为

时刻的速度

所以在时刻，水平力F的瞬时功率

A错误，B正确；

CD．时间内，水平力F的平均功率

C正确，D错误。

故选BC。

13. 如图所示，一质量为m的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点速度为v，AB间的竖直高度差为h，则（　　）

A. 由A到B重力做的功等于mgh

B. 由A到B重力势能减少

C. 由A到B小球克服弹力做功为mgh

D. 小球到达位置B时弹簧的弹性势能为

【答案】AD

【解析】

【分析】

【详解】A．重力做功只与初末位置的高度差有关，则由A至B重力功为mgh，A正确；

BD．由A至B重力做功为mgh，则重力势能减少mgh。小球在下降中小球的重力势能转化为动能和弹性势能，所以

B错误D正确；

C．根据动能定理得

所以由A至B小球克服弹力做功为，C错误。

故选AD。

14. 如图所示，滑块A、B的质量均为m，A套在倾斜固定的直杆上，倾斜杆与水平面成45°角，B套在水平固定的直杆上，两杆分离不接触，两直杆间的距离忽略不计，两直杆足够长，A、B通过铰链用长度为L的刚性轻杆（初始时轻杆与水平面成30°角）连接，A、B从静止释放，B开始沿水平杆向右运动，不计一切摩擦，滑块A、B视为质点，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　）

A. A、B及轻杆组成的系统机械能守恒

B. 当A到达B所在的水平面时，A的速度为

C. B到达最右端时，A的速度大于

D. B的最大速度为

【答案】AC

【解析】

【分析】

【详解】A．不计一切摩擦，在运动的过程中，A、B及轻杆组成的系统只有重力做功，系统机械能守恒，A正确；

B．从开始到A到达与B同一水平面的过程，由系统的机械能守恒得

其中

解得A的速度为

B错误；

C．B滑块到达最右端时，速度为零，此时轻杆与斜杆垂直，由系统的机械能守恒得

解得A的速度为

C正确；

D．当轻杆与水平杆垂直时B的速度最大，此时A的速度为零，由系统的机械能守恒得

解得B最大速度为

D错误；

故选AC。

三、实验题，本题共2小题，共14分

15. 为了探究机械能守恒定律，玉田一中的吉吉设计了如图甲所示的实验装置，并提供了如下的实验器材：

A.小车    B.钩码 

C.一端带滑轮的木板    D.细线 

E.电火花计时器    F.纸带

G.毫米刻度尺    H.低压交流电源 

I.220 V的交流电源

（1）根据上述实验装置和提供的实验器材，你认为实验中不需要的器材是________（填写器材序号），还应补充的器材是________。

（2）实验中得到了一条纸带如图乙所示，选择点迹清晰且便于测量的连续7个点（标号0~6），测出0到1、2、3、4、5、6点的距离分别为d1、d2、d3、d4、d5、d6，打点周期为T。则打点2时小车的速度v2＝________；若测得小车质量为M、钩码质量为m，打点1和点5时小车的速度分别用v1、v5表示，已知重力加速度为g，则验证点1与点5间系统的机械能守恒的关系式可表示为_____________________________。

（3）在实验数据处理时，如果以 为纵轴，以d为横轴，根据实验数据绘出－d图像，其图线的斜率表示的物理量的表达式为________________（用字母表示）。

【答案】    ①. H    ②. 天平    ③. 或    ④.     ⑤.

【解析】

【分析】

【详解】（1）[1][2]电火花计时器使用的是220 V交流电源，因此低压交流电源用不着；另外还需要用到天平测出小车的质量M；

（2）[3]打点2时的速度等于1~3间的平均速度，即

v2＝

[4]根据机械能守恒，整个系统减小的重力势能等于整个系统增加的动能，即

g

（3）[5]根据

mgd＝（M＋m）v2

得

所以－d图像的斜率，表示的物理量的表达式为（加速度）。

16. 某同学在做“探究平抛运动的特点”实验时得到了如图所示的运动轨迹，a、b、c三点的位置在运动轨迹上已标出，则：

（1）小球平抛的初速度为________m/s。(g取10m/s2)

（2）小球运动到b点时速度大小vb=________，方向________。

（3）小球抛出点的位置坐标x=________cm，y=________cm。

【答案】    ①. 2    ②. 2.5m/s    ③. 与水平方向的夹角为    ④. -10    ⑤. -1.25

【解析】

【详解】（1）[1]根据平抛运动的规律，在竖直方向上，则有

解得T=0.1s

在水平方向水平位移为x=20cm，则有

解得

（2）[2] [3]竖直方向上的分速度为

则b点的速度大小为

代入数据解得

设速度与水平方向的夹角为，则有

解得，即与水平方向的夹角为

（3）[4][5]设抛出点到b点的时间为t，则有

水平方向上的位移为

竖直方向上的位移为

所以开始做平抛运动的位置坐标

x=0.2 m -0.3m =-0.1m=-10cm

y=0.1m -0.1125m =-0.0125m=-1.25cm

四、计算题（本题共3个小题，共40分）解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后的不能得分，有数值运算的题，中必须明确写出数值和单位

17. 在夏天，水上乐园是非常受大众欢迎的地方，如图是水上乐园的一种娱乐设施，人们可以从倾角为θ=37°的倾斜滑道上由静止滑下，进入水平滑道后减速停下来。已知倾斜滑道长度为32m，某人质量为m=60kg，从倾斜滑道顶端由静止滑下，在水平滑道上滑过的距离为51.2m，滑行的总时间为t=10.4s，重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6，人与滑道之间的动摩擦因数均相同，求：

（1）滑行过程中最大的速度vm及在水平滑道上滑行的时间t2；

（2）μ的值；

【答案】（1），；（2）0.25；

【解析】

【分析】

【详解】(1)在倾斜滑道上

在水平滑道上

联立可得

(1)对整个过程由动能定理有

解得

18. 如图所示，内壁光滑管道竖直放置，其圆形轨道部分半径，管道左侧处放有弹射装置，被弹出的物块可平滑进入管道，管道右端出口恰好水平，且与圆心等高，出口的右侧接水平直轨道，轨道呈光滑段、粗糙段交替排列，每段长度均为。在第一个光滑段与粗糙段的结合处位置放一质量的物块乙，质量为的物块甲通过弹射装置获得初动能。两物块与各粗糙段间的动摩擦因数均为，弹簧的弹性势能与压缩量的平方成正比，当弹射器中的弹簧压缩量为时，滑块甲到达与圆心等高的处时刚好对管壁无挤压。管道内径远小于圆形轨道半径，物块大小略小于管的内径，物块视为质点，空气阻力忽略不计，。

（1）求滑块经过点时对管道的压力；

（2）当弹射器中的弹簧压缩量为时，滑块甲与滑块乙在处发生碰撞（碰撞时间极短），碰后粘在一起运动，求碰后两物块滑行的距离

【答案】（1），竖直向下；（2）17.9m

【解析】

【分析】

【详解】（1）滑块甲到达与圆心O等高的C处时刚好对管壁无挤压，说明到达C点处速度恰好为零，从A到C由能量守恒可得

从C到B过程由能量守恒可得

在B点由牛顿第二定律可得

解得

由牛顿第三定律可知，对管道压力大小为3N，方向竖直向下。

（2）从A到D过程由能量守恒可得

弹簧具有的弹性势能为

碰撞过程满足动量守恒

设在粗糙段滑行距离为x1，由能量守恒可得

解得

x1=9m

在光滑段滑行距离为

x2=x1-0.1=8.9m

所以滑行的总距离为

19. 如图，科研人员在研究某运动赛道路面特性时，将一质量m＝lkg小滑块（视为质点）在半径R＝0.4m的圆弧A端由静止释放，运动到B点时速度为v＝2m∕s．经过B后立即将圆弧轨道撤去．滑块在可视为光滑材料的水平面上运动一段距离后，通过换向轨道由C点过渡到倾角为θ＝37°、长s＝lm斜面轨道CD上，CD之间铺了一层匀质特殊材料，其与滑块间的动摩擦系数可在0≤μ≤1.5之间调节．斜面底部D点与光滑地面平滑相连，地面上一根轻弹簧一端固定在O点，自然状态下另一端恰好在D点．认为滑块通过C和D前后速度大小不变，最大静摩擦力等于滑动摩擦力．取g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，不计空气阻力．

（1）求滑块在B点时对轨道的压力大小以及在AB上克服阻力所做的功；

（2）若设置μ＝0.5，求质点从C运动第一次运动到D点的时间；

（3）若最终滑块停在D点，求μ的可能取值范围．

【答案】（1）20N,2J（2）（﹣1）s（3）≤μ≤或者μ＝1

【解析】

【详解】（1）滑块在B点，受到重力和支持力，在B点，根据牛顿第二定律有：，

代入数据解得：F＝20N，

由牛顿第三定律得：＝20N．

从A到B，由动能定理得：mgR﹣W＝mv2，

代入数据得：W＝2J．

（2）在CD间运动，由牛顿第二定律得：mgsinθ﹣μmgcosθ＝ma，

解得：a＝6m/s2，

根据匀变速运动规律有：

代入数据解得：t＝（﹣1）s

（3）最终滑块停在D点有两种可能：

A．滑块恰好从C下滑到D，由动能定理得：mgs•sinθ﹣μmgcosθ＝0-

解得：μ＝1

B．滑块斜面CD和水平地面间多次往复运动，最终静止在D点．

当滑块恰好能返回C不飞出，由动能定理得：﹣μ1mgcosθ•2s＝0﹣，

解得：μ1＝

当滑块恰好能静止在斜面上，则有mgsinθ＝μ2mgcosθ

 解得：μ2＝

所以≤μ≤或者μ＝1