四川省绵阳市三台中学2022-2023学年高一物理下学期末模拟试题（三）（Word版附解析）

四川省三台中学2022-2023学年高一下学期期末模拟物理试题三

第I卷（选择题）

一、单项选择题，本大题9小题，每小题4分，共36分。在每小题给出的四个选项中只有一个是正确的。

1. 下列说法正确的是（　　）

A. 曲线运动一定是变速运动

B. 如果物体受到的力是恒力，则物体一定做直线运动

C. 如果物体受到的力是变力，则物体一定做曲线运动

D. 如果物体的速度大小和加速度大小都不变，则物体一定做直线运动

【答案】A

【解析】

【详解】A．由于速度沿轨迹的切线方向，所以曲线运动一定是变速运动，A正确；

B．受到恒力，物体不一定做直线运动，还要看初速度方向与力的方向是否一致，如平抛运动，B错误；

C．受到变力作用，若该力仅大小变化，且物体的初速度方向与力方向一致，则可做变速直线运动，C错误；

D．如果物体的速度大小和加速度大小都不变，则物体可以做匀速圆周运动，D错误。

故选A。

2. 滑雪运动深受人民群众的喜爱，某滑雪运动员（可视为质点）由坡道进入竖直面内的圆弧形滑道，从滑道的A点滑行到最低点B的过程中，由于摩擦力的存在，运动员的速率不变，则运动员沿下滑过程中（　　）

A. 所受合外力始终为零 B. 所受摩擦力大小不变

C. 合外力做功一定为零 D. 机械能始终保持不变

【答案】C

【解析】

【分析】

【详解】A．运动员做匀速圆周运动，所受合外力指向圆心，故A错误；

 B．因做匀速圆周运动，因此运动员所受滑动摩擦力大小和重力沿圆弧的切线方向的分力相同，即

角度在逐渐减小，因此摩擦力逐渐减小，故B错误；

 C．由动能定理可知，合外力做功定为零，故C正确；

 D．运动员动能不变，重力势能减少，所以机械能减少，故D错误。
故选C。

3. 如图所示，从一根内壁光滑的空心竖直钢管A的上端边缘，紧贴钢管管壁方向向管内水平抛入一钢球，球一直沿管壁做曲线运动直至落地。若换一根等高但内径更大的内壁光滑的空心竖直管B，用同样的方法抛入此钢球，下列说法正确的是（   ）

A. 在A管中的球运动时间长 B. 在B管中的球运动时间长

C. 球在两管中的运动时间一样长 D. 无法确定

【答案】C

【解析】

【详解】钢球在钢管内的运动可分解为水平面内的匀速圆周运动和竖直方向的自由落体运动，则竖直方向上有

解得

由于A管与B管高度相同，可知球在两管中的运动时间一样长。

故选C。

4. 如图所示，一物体受到竖直向上的拉力以恒定的加速度向下做加速运动，下列说法正确的是（　　）

A. 重力做正功，拉力做负功，合力做正功 B. 重力做正功，拉力做负功，动能减少

C. 重力做正功，拉力做正功，机械能增加 D. 重力做负功，拉力做负功，重力势能减少

【答案】A

【解析】

【详解】重力方向与运动方向相同，所以重力做正功；拉力方向与运动方向相反，所以拉力做负功；物体向下加速运动，则合力向下，合力方向与运动方向相同，所以合力做正功，动能增加。

故选A。

5. 如图所示，一小船由A点开始划船渡河，船头指向与河岸垂直。已知船速和水流的速度均恒定，则下列说法正确的是（　　）

A. 小船的运动轨迹是曲线

B. 若只增大水流速度，则小船到达对岸的时间将不变

C. 船速对渡河时间没有影响

D. 若船头偏向上游，则小船一定能到达正对岸的B点

【答案】B

【解析】

【详解】A．两个匀速直线运动合成之后的合运动还是匀速直线运动，所以小船的运动轨迹是直线，故A错误；

BC．由于船头指向与河岸垂直,所以小船的渡河时间为

所以水流速度对渡河时间没有影响，小船到达对岸的时间将不变，船速对渡河时间有影响B正确，C错误；

D．当船的速度小于水流的速度，不论船头朝向哪个方向，都不可能到达正对岸的B点，故D错误。

故选B。

6. 太阳系八大行星绕太阳运动，下列说法正确的是（   ）

A. 太阳处在八大行星绕太阳运动的所有椭圆轨道的一个焦点上

B. 金星比地球离太阳近，金星公转周期比地球公转周期大

C. 水星与地球在同一椭圆轨道上绕太阳运动

D. 从火星到太阳的连线越长，火星运动越快

【答案】A

【解析】

【详解】A．根据开普勒第一定律可知，所有的行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上，A正确；

B．根据开普勒第三定律有，由于金星比地球离太阳近，则a金 < a地，故金星公转周期比地球公转周期小，B错误；

C．根据天文常识可知水星与地球在不同椭圆轨道上绕太阳运动，C错误；

D．根据开普勒第二定律可知，从火星到太阳的连线越长，火星运动越慢，D错误。

故选A。

7. 国务院批复，自2016年起将4月24日设立为“中国航天日”。1970年4月24日我国首次成功发射的人造卫星东方红一号，目前仍然在椭圆轨道上运行，其轨道近地点高度约为440km，远地点高度约为2060km；1984年4月8日成功发射的东方红二号卫星运行在赤道上空35786km的地球同步轨道上。设东方红一号周期为、在远地点的加速度为，东方红二号的加速度为，周期为；固定在地球赤道上的物体随地球自转的加速度为，周期为。则（　　）

A.  B.  C.  D.

【答案】D

【解析】

【详解】AB．根据题意可知，东方红二号卫星为地球同步卫星，则东方红二号卫星和地球赤道上的物体随地球自转的角速度和周期相等，即

由开普勒第三定律可知，由于东方红一号卫星的轨道半长轴小于东方红二号卫星的轨道半径，则有

综上所述有

故AB错误；

CD．根据题意，由公式可知，由于东方红二号卫星的半径大于地球赤道上的物体随地球自转的半径，则有

由万有引力提供向心力有

解得

由于东方红一号卫星到远地点的距离小于东方红二号卫星的半径，则有

综上所述有

故C错误，D正确。

故选D。

8. 如图所示，一根跨越光滑定滑轮的轻绳，两端各栓有一杂技演员（可视为质点）。a站在地面，b处于高台上，此时绷紧的细绳间夹角为60°且左侧细绳竖直。若b从图示位置由静止开始摆下，当b摆至最低点时，a刚好对地面无压力。不考虑空气阻力，则a与b的质量之比为（       ）

A. 2：1 B. 1：2 C. 3：1 D. 1：3

【答案】A

【解析】

【详解】b下落过程中机械能守恒，有

在最低点有

联立解得

当a刚好对地面无压力时，有

由题有

所以

故选A。

9. 如图所示，半径为R的半球形陶罐和陶罐内的物块（视为质点）绕竖直轴从静止开始缓慢加速转动，当达到某一角速度时，物块受到的摩擦力减为零，此时物块和陶罐球心O点的连线与之间的夹角为，此后保持该角速度做匀速圆周运动，重力加速度大小为g，下列说法正确的是（　　）

A. 物块匀速转动的周期为

B. 物块匀速转动的线速度大小为

C. 物块匀速转动的角速度大小为

D. 若继续增大转动的速度，物块有下滑的趋势

【答案】C

【解析】

【详解】ABC．物块做匀速圆周运动半径为

由题意可知此时物块所受支持力和重力的合力恰好提供向心力，如图所示。设物块匀速转动的角速度为ω，则有

解得

则物块匀速转动的周期为

线速度大小为

故AB错误，C正确；

D．若继续增大转动的速度，物块所受支持力和重力的合力不足以提供向心力，物块将受到沿内壁切线向下的摩擦力，即物块有上滑趋势，故D错误。

故选C。

二、多项选择题：（本题共5个小题，每小题4分，共20分。在每小题给出的4个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的或不选的得0分。）

10. 斜面倾角为，位于斜面底端A正上方的小球以不同的初速度v0正对斜面顶点B水平抛出，小球到达斜面经历的时间为t，重力加速度为g，则下列说法正确的是（　　）

A. 若小球以最小位移到达斜面，则

B. 若小球垂直击中斜面，则

C. 若小球恰能击中斜面中点，则

D. 无论小球怎样到达斜面，运动时间均相等

【答案】BC

【解析】

【详解】

A．小球的位移与斜面垂直时，小球以最小位移到达斜面，分解小球的位移可得，水平方向

竖直方向

根据几何关系有

解得

故A错误；

B．小球的速度与斜面垂直时，小球垂直击中斜面，分解小球速度可得

解得

故B正确；

C．若小球能击中斜面中点，小球下落的高度设为h，水平位移设为x，由几何关系可得

解得

C正确；

D．小球到达斜面的位置不一样，在空中运动的时间也不一样，D错误；

故选BC。

11. 新一代载人运载火箭的研制将使我国具备在2030年前载人登陆月球的能力，若在将来某次登月过程中，先将一个载人飞船送入环月球圆轨道Ⅲ，飞船绕月球运行多圈后，然后经点火使其沿椭圆轨道Ⅱ运行，最后再次点火将飞船送入圆轨道Ⅰ，轨道Ⅰ、Ⅱ相切于Q点，轨道Ⅱ、Ⅲ相切于P点，下列说法正确的是（　　）

A. 飞船在P点应点火加速使飞船从轨道Ⅲ进入轨道Ⅱ

B. 飞船在Q点的加速度大于在P点的加速度

C. 飞船在轨道Ⅰ上的角速度大于在轨道Ⅲ上的角速度

D. 飞船从轨道Ⅱ上的P点运动到Q点的过程中，速度逐渐减小

【答案】BC

【解析】

【详解】A．飞船在P点应点火减速使飞船做近心运动，从轨道Ⅲ进入轨道Ⅱ，A错误；

B．根据

可知，到月心的距离越大，加速度越小，B正确；

C．由

可知，飞船在轨道Ⅰ上的角速度大于在轨道Ⅲ上的角速度，C正确；

D．根据开普勒第二定律可知，飞船从轨道Ⅱ上的P点运动到Q点的过程中，速度逐渐增大，D错误。

故选BC。

12. 一辆机车在水平路面上以恒定加速度从静止开始启动，所受阻力不变，该机车功率P与时间t和速度v与时间t图像正确的是（　　）

A.  B.

C.  D.

【答案】AC

【解析】

【详解】AB．匀加速启动阶段，根据牛顿第二定律可得

解得

根据速度一时间关系可得

根据P=Fv可得

所以 P与t成正比。当功率达到额定功率以后，牵引力的功率不变，故A正确，B错误；

CD．根据可知，开始一段时间内机车做匀加速直线运动，v与t成正比；当机车的功率达到额定功率以后，随着速度的增大，牵弓力减小、阻力不变、合外力减小，根据牛顿第二定律可得加速度减小，机车做加速度逐渐减小的加速直线运动，最后机车匀速运动、加速度为零，由于v-t图像的斜率表示加速度，故 C正确，D错误。

故选AC。

13. 如图所示，地面粗糙，轻质弹簧处于原长状态，一端固定在墙面上，另一端O点处轻靠一物块，物块在推力的作用下从O点缓慢推至A点然后释放，最后停在B点，下列说法正确的是（　　）

A. 从O到A，推力做的功等于弹簧的弹性势能

B. 从A到O，物块在O点的动能最大

C. 从O到B，物块动能全部转化为内能

D. 从A到B，弹性势能全部转化为内能

【答案】CD

【解析】

【详解】A．根据功能关系可知，从O到A，推力做的功等于弹簧的弹性势能的增加量与物块克服摩擦力所做的功，故A错误；

B．从A到O，物块在水平向左的摩擦力与水平向右的弹簧弹力的共同作用下向右运动，开始时弹簧弹力大于摩擦力，随着弹簧弹力逐渐减小，物块的加速度逐渐减小，物块向右做加速度逐渐减小的加速运动，当弹簧弹力等于摩擦力时，加速度为零，物块速度最大，动能最大，接着弹力小于摩擦力，物块做加速度逐渐增大的减速运动，所以在O点的动能不是最大，故B错误；

C．在O点时，物块与弹簧分离，根据能量守恒定律可知，从O到B，物块的动能全部转化为内能，故C正确；

D．从A到B，把弹簧及物块看着一个系统，根据能量守恒定律可知，弹簧的弹性势能全部转化为物块与地面间因摩擦产生的内能，故D正确。

故选CD。

14. 一物块在高3.0m、长5.0m斜面顶端从静止开始沿斜面下滑，其重力势能和动能随下滑距离s的变化如图中直线Ⅰ、Ⅱ所示，重力加速度。则（　　）

A. 物块的质量为1kg B. 物块下滑到底端的速度为4.0m/s

C. 物块下滑时加速度的大小为1.0m/s2 D. 物块与斜面间的动摩擦因数为0.5

【答案】AD

【解析】

【详解】A．斜面高3m、长5m，则斜面倾角为

θ＝37°

令斜面底端为零势面，则物块在斜面顶端时的重力势能

可得质量

故A正确；

B．物块下滑到低端时，动能为10J，速度为

故B错误；

D．下滑5m过程中，由功能原理，机械能的减少量等于克服摩擦力做的功

求得

故D正确；

C．由牛顿第二定律

求得

故C错误。

故选AD。

第Ⅱ卷（非选择题，共54分）

三、本大题3小题，每空2分，共20分。

15. 某中子星的质量，半径，引力常量，则此中子星表面的重力加速度是___________；一颗小卫星贴近这颗中子星表面沿圆轨道运动的周期约为___________s 。

【答案】    ① 2.0×1012    ②. 4.4×10-4

【解析】

【详解】[1]中子星表面的重力等于万有引力，则

解得

[2] 小卫星贴近这颗中子星表面沿圆轨道运动时，万有引力提供向心力，则

解得

16. 某同学用如图（a）所示的装置比较平抛运动和自由落体运动。实验如下：

（1）小锤打击弹性金属片后，A球水平抛出，同时B球被松开，自由下落，观察到A、B两球同时落地。关于该实验及分析判断，下列说法正确的是______。

A．两球的质量应相等

B．改变击球点离地高度，观察到A、B两球也同时落地

C．说明做平抛运动A球与做自由落体运动的B球运动时间相等

D．说明做平抛运动的A球在竖直方向上做自由落体运动

（2）该同学使用频闪照相机对A、B球进行频闪照相，拍摄时使照相机十字准心分别与竖直方向和水平方向对齐，即照片长边框平行于竖直方向，短边框平行于水平方向，某次照片局部如图（b）所示，A、B两球的像始终在同一水平线上，说明A球在竖直方向上做自由落体运动。用刻度尺对和进行测量，若在误差范围之内发现______（填“＞”“＝”或“＜”），即说明A球在水平方向上做匀速运动。

（3）图（b）是按与实际环境1：1比例冲洗的照片，已知照相机频闪周期为T，用刻度尺测得、和、，则小球平抛初速度大小是______，当地重力加速度大小是______。

【答案】    ①. BCD    ②. ＝    ③. 或    ④.

【解析】

【详解】（1）[1]根据装置图可知，两球由相同高度同时运动，A做平抛运动，B做自由落体运动，由于两球同时落地，因此说明A，B在竖直方向上的运动规律是相同的，改变击球点离地高度，多次实验也能观察到A、B两球同时落地。故根据实验结果可推知，平抛运动在竖直方向上的分运动是自由落体运动，该实验不需要两球质量相等，故选BCD。

（2）[2]频闪照相机曝光时间相同，用刻度尺对和进行测量，若在误差范围之内发现=，则说明A球在水平方向上做匀速运动。

（3）[3]图（b）是按与实际环境1：1比例冲洗的照片，由于小球A在水平方向做匀速直线运动，则可得小球平抛初速度大小是

或

[4]小球竖直方向自由落体运动，则根据

可得

得

17. 某实验小组用如图甲所示装置测量木板对木块的摩擦力所做的功。重物拉着木块向右先做匀加速运动，重物落地后木块继续运动，图乙是重物落地后打点计时器打出的纸带，纸带上的小黑点是计数点，相邻的两计数点之间还有4个点（图中未标出），计数点间的距离如图乙所示。已知打点计时器所用交流电的频率为。

（1）可以判断图乙所示纸带的______（填“左端”或“右端”）与木块连接。根据纸带数据，可计算出打点计时器打下A、B点时木块的速度、，其中______（结果保留两位有效数字）。

（2）要测量在AB段木板对木块的摩擦力所做的功，还应测量的物理量是______。

A．木板长度l　　　B．木块运动时间t　　　C．木块质量　　D．重物质量

（3）在AB段木板对木块的摩擦力所做的功的计算式为______。（用、和第（2）问中测得的物理量的符号表示）

【答案】    ①. 右端    ②. 0.50    ③. C    ④.

【解析】

【详解】（1）[1]由题意可知，重物拉着木块向右先做匀加速运动，重物落地后木块做匀减速运动，在相等时间内，位移逐渐减小，由实验装置可知，打点计时器先打靠近木块的纸带，因此纸带的右端与木块连接。

[2]由题意可知，打点计时器所用交流电的频率为，相邻的两计数点之间还有4个点，则有纸带上打相邻两计数点的时间间隔为

T=0.02×5s=0.1s

由匀变速直线运动中间时刻的瞬时速度等于平均速度可知，打点计时器打下A点时木块的速度

（2）[3]重物落地后，摩擦力对木块做的功等于木块动能的变化量，由木块的速度、计算动能的变化，由动能公式可知，需要测量木块的质量m1。ABD错误，C正确。

故选C。

（3）[4]由摩擦力对木块做的功等于木块动能的变化量可知，在AB段木板对木块的摩擦力所做的功的计算式为

四、本大题3小题，共34分，要求必须写出必要的文字说明、主要的计算步骤和明确的答案。

18. 石墨烯是一种具有超轻超高强度的新型材料。有人设想：用石墨烯制作超级缆绳连接地球赤道上的固定基地与同步空间站，利用超级缆绳承载太空电梯从地球基地向空间站运送物资。已知地球半径R，自转周期T，地球北极表面重力加速度，万有引力常量G。

（1）求地球的质量M；

（2）太空电梯停在距地3R的站点，求该站点处的重力加速度g的大小。

【答案】（1）；（2）

【解析】

【详解】（1）设质量为的物体北极地面静止，则

解得

（2）设货物质量为m，在距地面高3R站点受到的万有引力为F，则

货物绕地球做匀速圆周运动，设太空电梯对货物的支持力为N，则

解得

19. 长木板A静止放在光滑的水平面上，质量为m=2kg的物体B以水平速度滑上长木板A的上表面，由于A、B间存在摩擦，之后A、B速度随时间变化情况如图所示，g=10m/s2.求：

（1）长木板的质量M以及A板上面的动摩擦因数µ；

（2）系统损失的机械能。

【答案】（1）2kg，0.1；（2）2J

【解析】

【详解】（1）由图像可知，物体B和木板A最终达到共同速度

设木板质量为M，根据动量守恒

解得

对物体B

解得

µ=0.1

（2）系统损失的机械能

解得

20. 如图所示，长的传送带水平放置，并保持的速度向右匀速运动，其右端与一粗糙直轨道AB平滑相连，直轨道与水平传送带的夹角可以调整。质量的物块以的速度从传送带左端水平滑上传送带，然后滑上直轨道。直轨道足够长，已知物块与传送带间的动摩擦因数，物块与直轨道间的动摩擦因数，重力加速度g取10m/s2。

（1）求物块滑上直轨道前与传送带摩擦产生热量Q；

（2）调整直轨道与水平传送带的夹角，求物块在直轨道上向上滑动的最小距离。

【答案】（1）；（2）m

【解析】

【详解】（1）物块滑上传送带后做匀减速运动，设其加速度大小为a，经时间t与传送带共速，对地位移为x1，则

解得

由于，所以物块先减速再以匀速，匀速后与传送带无相对位移，不再产生热量。设物块在传送带上滑动过程中，皮带对地位移为x2，则

解得

（2）物块先减速后匀速，设物块到达A点的速度为，则

vA = v = 4m/s

设直轨道与水平传送带的夹角为，物块沿直轨道通过的距离为L，则

带入数据得

其中

当，时

则有最大值，最大值为，此时L有最小值，即