精品解析：云南省文山壮族苗族自治州2022-2023学年高一下学期6月期末物理试题（解析版）

2022~2023学年高一年级下学期期末模拟测试

物理

满分100分，考试用时120分钟。

第I卷（选择题，共48分）

注意事项：

1.答题前，考生务必用黑色碳素笔将自己的姓名、准考证号、考场号、座位号在答题卡上填写清楚。

2.每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。在试题卷上作答无效。

一、选择题（本大题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1~8题只有一项符合题目要求；第9~12题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，有选错的得0分）

1. 测速不是目的，平安驾驶才是关键。区间测速作为测速系统中较为常见的一种方式，可应用于对交通流量的自动分析、统计，也可作为对违法、违规车辆进行处理的法律依据。如图所示为某一路段上一块交通标志牌，一辆汽车以70km/h的速度驶入测速区间，经15min后仍以70km/h的速度驶离测速区间，则（    ）

A. 标志牌上“21.06km”指的是该区间的直线距离

B. 标志牌上“70”指的是该路段上汽车行驶的最低速度为70km/h

C. 该辆汽车在此区间未超速

D. 该辆汽车在此区间内的平均速率约为23.4m/s

【答案】D

【解析】

【详解】A．标志牌上“21.06km”指的是路程，即为该区间路段的实际长度，故A错误；

B．标志牌上“70”指的是该路段上汽车行驶的平均速率为70km/h，故B错误；

C．虽然该汽车在进入和离开区间测速时的速率均为70km/h，但并不意味该汽车在该路段的平均速率未超过70km/h，故C错误；

D．根据题中已知条件可得，该辆汽车在此区间内的平均速率约为

故D正确。

故选D。

2. 如图所示，用一轻质细绳系着一质量为2kg的小球，细绳的另一端固定在墙壁上，为了防止小球碰到墙壁，在小球和墙壁之间放置一水平轻质弹簧，弹簧的一端与竖直墙壁固定。小球处于静止状态时，细绳与竖直墙壁之间夹角为30°，已知重力加速度为10m/s2，小球可视为质点，则（    ）

A. 小球所受合力为20N

B. 细绳上的张力大小为

C. 弹簧处于伸长状态，弹力大小为

D. 剪断细绳瞬间小球的加速度大小为

【答案】B

【解析】

【详解】A.小球处于静止状态，合力为零，A错误；

B.对小球进行受力分析，设细绳得拉力为T，根据共点力平衡得

则

B正确；

C. 由受力分析得

方向水平向右，弹簧处于压缩状态，C错误；

D.剪断细绳瞬间，弹簧弹力不会突变，重力不变，则细绳的拉力为小球的合力，根据牛顿第二定律得

则

D错误。

故选B。

3. 如图所示，一质量为1kg的小物块（可视为质点）以6m/s的初速度冲上固定斜面，斜面的倾角为30°。小物块沿斜面上滑的最远距离为3m，之后又下滑到出发点。整个运动过程物块所受阻力大小恒定，重力加速度为10m/s2。则下列说法错误的是（    ）

A. 物块冲上斜面的过程，物块的重力势能增加了15J

B. 物块冲上斜面的过程，物块机械能减少了3J

C. 物块整个过程中因克服阻力做功产生的内能为3J

D. 物块再次回到出发点时的速度大小为m/s

【答案】C

【解析】

【详解】A．根据重力做功与重力势能的关系，可知物体冲上斜面的过程，重力对物块做负功，物体的重力势能增加量为

A正确；

B．根据动能定理，物块沿斜面上滑的过程，有

解得

根据功能关系，可知物块上滑过程中机械能减少了3J，B正确；

C．物块沿斜面上滑到最高点后，反向下滑，上滑和下滑过程中摩擦力都在做负功，所以物块在整个过程中因克服阻力做功产生的内能为6J，C错误；

D．物块上滑和下滑的过程中重力做的总功为零，支持力不做功，只有摩擦力做功，根据动能定理，有

代入数据解得物块再次回到出发点时的速度大小为

D正确。

本题选择错误选项，故选C。

4. 如图所示，两正对、平行的带电金属板水平放置。若在两板正中间a点从静止释放一带电微粒，微粒恰好保持静止状态。现在固定微粒，将两板绕过a点的轴（垂直于纸面）逆时针旋转90°，然后释放微粒，该微粒恰好能从两极板飞出，则金属板的长度与两板之间间距的比值为（    ）

A. 1：1 B. 2：1 C. 1：2 D. ：1

【答案】A

【解析】

【详解】根据题意，由平衡条件可得

当逆时针转过90°后，电场力和重力垂直，做出受力分析如图所示

设金属板的长度为，金属板间距为，根据题意，将两板绕过a点的轴（垂直于纸面）逆时针旋转90°，然后释放微粒，该微粒恰好能从两极板飞出，结合微粒的受力情况可知，该微粒水平向左做匀加速直线运动，竖直向下同样做匀加速直线运动，且加速度相同，都为，设微粒飞出时间为，则有

，

因此可知，金属板的长度与两板之间间距的比值为。

故选A。

5. 如图所示为某一带电粒子从a到b通过一电场区域时速度随时间变化的v-t图像。该带电粒子只受电场力作用，用虚线表示该带电粒子的运动轨迹，则粒子运动轨迹和电场线分布情况可能是（    ）

A.    B.  

C.    D.  

【答案】D

【解析】

【详解】由v-t图像可知，速度减小，加速度减小，带电粒子只受电场力作用，根据牛顿第二定律有

F=ma=qE

可知，电场强度E减小，电场线越疏的场强越小，可知带电粒子应该从电场线密的地方向电场线疏的地方运动，带电粒子从a到b运动时，轨迹切线方向表速度方向，力指向轨迹的凹侧面，且带电粒子速度减小，所以力和速度夹角成钝角。

故选D。

6. 特斯拉涡轮机是由传奇工程师尼古拉•特斯拉发明的一种流体剪切力驱动的无叶片的涡轮机，有研究表明这种涡轮机能效转化可以达到90%以上。模型简化为如图所示，在涡轮机上端接入高速气流，经过中间多张并排圆盘后，带动圆盘高速旋转输出机械能，再从下方流出。若单位时间内有质量为m0的气体进入涡轮机，流速为v0，气体流出涡轮机时流速变为原来的一半，则该涡轮机对外输出机械功的功率至少为（    ）

A.  B.  C.  D.

【答案】B

【解析】

【详解】根据动能定理，可知在时间内气体经过涡轮做功

整理得

因为转化的能效比达到90%，所以涡轮输出的机械功率最小为

ACD错误，B正确。

故选B。

7. 如图所示，轻绳的一端固定，另一端系一小球。给小球一初速度，使小球可以在竖直平面内做完整的圆周运动，则小球在做圆周运动的过程中，绳子的拉力FT的大小与小球离最低点的高度h的变化图像是（    ）

A.    B.  

C.    D.  

【答案】A

【解析】

【详解】当小球运动到与竖直方向成θ时，根据动能定理有

此时根据牛顿第二定律得

并且

整理得

由此可知绳子的拉力FT的大小与小球离最低点的高度h成一次减函数，并且小球可以做完整的圆周运动，细绳在最高点只能提供拉力不能提供支持力。

故选A。

8. 如图所示，内壁光滑的竖直圆筒绕中轴线做匀速圆周运动。一质量为m的小物块（可视为质点）用一端固定在O点的细绳拴接，细绳的长度为L。小物块紧贴圆筒内壁随圆筒一起做匀速圆周运动。已知重力加速度为g，则（    ）

A. 圆筒转动的角速度ω越大，细绳上的张力越大

B. 继续增加圆筒转动的角速度ω，物块会相对圆筒内壁上滑

C. 当圆筒转动角速度小于时，物块会脱离圆筒内壁

D. 当圆筒转动角速度等于时，圆筒内壁对小物块的弹力大小为2mgtanθ

【答案】C

【解析】

【详解】A．当物块紧贴圆筒内壁时竖直方向有

水平方向有

所以只要物块与圆筒内壁接触，恒有

故A错误；

B．若物块沿圆筒内壁上滑时，绳子松弛，无张力，这是不可能的，故B错误；

C．若物块恰好脱落圆筒壁，有

解得

故C正确；

D．根据水平方向有

解得

故D错误。

故选C。

9. 2023年5月21日我国在酒泉卫星发射中心用长征二号丙运载火箭，成功发射首颗内地与澳门合作研制的空间科学卫星“澳门科学一号”。该卫星作为国际首颗低纬度地磁场与空间环境的科学探测卫星、国内地球磁场探测精度最高的卫星，将显著提高我国空间磁测技术水平。如图所示是“澳门科学一号”发射的模拟示意图，先将“澳门科学一号”卫星送入圆形近地轨道I运动，在轨道Ⅰ上A处点火变轨进入椭圆轨道Ⅱ，在轨道Ⅱ上B处再次点火变轨进入圆形预定轨道Ⅲ绕地球做圆周运动，不考虑卫星质量的变化。下列说法正确的是（    ）

A. “澳门科学一号”卫星在轨道Ⅰ上运动的速率介于7.9km/s~11.2km/s之间

B. “澳门科学一号”卫星在三条轨道上的运行周期，在轨道Ⅰ上最小、在轨道Ⅲ上最大

C. “澳门科学一号”卫星在轨道Ⅰ上经过A点的加速度等于在轨道Ⅱ上经过A点的加速度

D. “澳门科学一号”卫星在B点由轨道Ⅱ变到轨道Ⅲ过程，卫星的机械能减小

【答案】BC

【解析】

【详解】A．卫星的运行速度均小于第一宇宙速度，所以“澳门科学一号”卫星在轨道Ⅰ上运动的速率一定小于7.9km/s，故A错误；

B．根据开普勒第三定律

可知轨道半径越大，周期越大，所以卫星在轨道Ⅰ上运行周期最小、在轨道Ⅲ上最大，故B正确；

C．根据牛顿第二定律

“澳门科学一号”卫星在轨道Ⅰ上经过A点的加速度等于在轨道Ⅱ上经过A点的加速度，故C正确；

D．“澳门科学一号”卫星由轨道Ⅱ变到轨道Ⅲ需要在B点点火加速，所以卫星的机械能增大，故D错误。

故选BC。

10. 如图所示，在一竖直墙角存在两个光滑的斜面，两斜面的夹角分别为α和β（α≠β），斜面底端在水平面的同一固定点P，底端P距竖直墙壁的距离为d。现将三个小球a、b、c（均视为质点）分别从两个斜面的顶端及P点的正上方同时由静止释放，三小球同时运动到P点。忽略空气阻力，则（    ）

A. 一定满足

B. 一定满足

C. c球释放点距P点高度为

D. c球释放点距P点高度为

【答案】AD

【解析】

【详解】AB．假设斜面倾角为，根据运动学公式有

可得

由于a、b两球下滑时间相等，则有

并且，则有

可得

故A正确，B错误；

CD．c球做自由落体运动，则有

可得

故C错误，D正确。

故选AD。

11. 一辆汽车在平直公路上由静止开始启动，发动机的输出功率与汽车速度大小的关系如图所示，当汽车速度达到v0，后达到额定功率P0时，并保持恒定。汽车能达到的最大速度为1.5v0。汽车受到的阻力恒为车重的k倍，重力加速度为g，忽略汽车质量变化，下列说法正确的是（    ）

A. 汽车受到的阻力大小为

B. 汽车速度从0达到v0所用时间

C. 车速为1.2v0时，汽车的加速度为

D. 在汽车从0加速到v0过程中，汽车运动的位移为

【答案】AC

【解析】

【详解】A．当汽车加速到最大速度时，牵引力等于阻力

所以汽车受到的阻力大小为，故A正确；

B．因为汽车受到的阻力为车重的k倍，所以

得到汽车的质量为

汽车从0加速到v0过程匀加速过程，当汽车速度为v0时

所以加速时间

故B错误；

D．再根据平均速度与位移的关系，有

故D错误；

C．当汽车速度为1.2v0时，根据牛顿第二定律，有

解得

故C正确。

故选AC。

12. 如图所示为A、B两车在水平面上的运动轨迹，A车做v1＝15m/s的匀速直线运动，B车沿x轴正方向运动，初速度v2＝12m/s，同时给B车施加沿y轴正方向的力F＝50N，除此之外在水平面上不再受其他力。A车运动轨迹与x轴正向成37°角，sin37°＝0.6，B车的质量为m＝25kg，则（    ）

A. B车做匀变速曲线运动

B. B车一定能与A车相撞，相撞坐标为（54m，40.5m）

C. B车一定能与A车相撞，相撞坐标为（108m，81m）

D. B车不一定撞上A车，但是经过A车运动轨迹的时间为t＝4.5s

【答案】AC

【解析】

【详解】A．B车受到与初速度方向垂直恒力作用，所以B车做匀变速曲线运动，A正确；

D．因为

所以A、B两车在x轴方向上的速度相等，所以两车一定会相撞，D错误；

BC．对B车，根据牛顿第二定律

F＝ma

当两车沿y方向位移相等时
 

两车相撞，解得

t＝9s

此时坐标

B错误，C正确。

故选AC。

第II卷（非选择题，共52分）

注意事项：

第II卷用黑色碳素笔在答题卡上各题的答题区域内作答，在试题卷上作答无效。

二、填空、实验题（本大题共2小题，共15分）

13. 某同学利用如图甲所示的气垫导轨装置“探究动能定理”。在气垫导轨上安装了两光电门1、2，滑块上固定一遮光条，滑块用细线绕过定滑轮、轻质动滑轮与弹簧测力计相连。实验时测出遮光条的宽度d，滑块和遮光条的总质量M，钩码质量m。

（1）完成下列实验步骤中的填空：

①用刻度尺测量遮光条的宽度d，两个光电门之间的距离L如图乙所示，则L=________cm；

②按图甲所示安装好实验装置，其中与定滑轮及弹簧测力计相连的细线竖直；

③实验时要调整气垫导轨水平。不挂钩码和细线，接通气源，轻推滑块，如果_______________________，则表示气垫导轨已调整至水平状态；

④挂上钩码后，接通气源，再放开滑块，记录弹簧测力计的示数F，遮光条通过光电门1的时间为，遮光条通过光电门2的时间为，求出滑块动能的变化量；

⑤改变钩码的质量，重复步骤“④”，求在不同合力作用下滑块的动能变化量。

（2）对于上述实验，下列说法正确的是_____________。

A．弹簧测力计的读数为

B．弹簧测力计的读数等于滑块所受合外力

C．实验过程中钩码处于失重状态

D．钩码的总质量m需满足远小于滑块的质量M

（3）也可以通过多组实验数据，做出的图像，若图像斜率k=____________，说明在误差允许的范围内动能定理成立。

【答案】    ①. 23.00    ②. 滑块经过两个光电门的时间相等    ③. BC##CB    ④.

【解析】

【详解】（1）[1]刻度尺精确度为0.1cm，还需估读一位，为23.00cm；

[2]轻推滑块，如果滑块经过两个光电门的时间相等，则表示气垫导轨已调整至水平状态。

（2）[3]A．分析发现，钩码向下加速运动，处于失重状态，根据牛顿第二定律有

所以有

故A错误；

BD．由于钩码挂在动滑轮上，所以细绳两端张力大小相等，因此弹簧测力计上的示数即为滑块受到的合外力，所以不需要满足钩码的总质量m远小于滑块的质量M，故B正确，D错误；

C．实验过程中，钩码向下加速度运动，加速度向下，因此可知钩码处于失重状态，故C正确。

故选BC。

（3）[4]若满足动能定理，根据动能定理可得

变式得

则可知斜率为

14. 一同学采用如图甲所示的实验装置图测木块和长木板之间的动摩擦因数。具体操作为：把长木板利用铁架台固定，并抬高一定的倾角。把手机平放在木块上，借助手机中的水平仪app，测出木板的倾角如图乙。木块后接纸带，纸带穿过打点计时器，并打出如图丙所示的纸带，图中O、A、B、C、D、E、F是按打点先后顺序依次选取的计数点，在纸带上选定的相邻两个计数点之间还有四个计时点没有画出，sin26°＝0.44，cos26°＝0.90，g取10m/s2，所用电源的频率为50Hz，结果均保留两位小数。

（1）在ab之间接_____________（填“直流电”“交流电”或“直流电和交流电均可”），打点计时器的打点时间间隔为__________s。

（2）由图丙可知打下B点时的速度大小为____________m/s；木块运动的加速度大小a＝____________m/s2。

（3）可以测得木块和木板之间的动摩擦因数为___________。

【答案】    ①. 交流电    ②. 0.02    ③. 0.36    ④. 0.80    ⑤. 0.40

【解析】

【详解】（1）[1] [2]根据打点计时器的工作原理可知，在ab之间接交流电；打点计时器的打点频率等于交流电的频率，即50Hz，所以打点时间间隔为0.02s；

（2）[3]因为相邻的两个计数点间还有四个点没有画出，可知相邻的两个计数点间的时间间隔为

0.02s×5＝0.1s

根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，可得打下B点时的速度大小为

[4]根据逐差法可知木块运动的加速度大小为

（3）[5]木块下滑过程中，根据牛顿第二定律有

代入数据解得

μ＝040

三、计算题（本大题共3小题，共37分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案不能得分。有数据计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）

15. 如图所示，一轻质、不可伸长的细绳固定于O点，另一端系一质量为m、电荷量为q的带正电小球（视为点电荷）。O点距地面的高度为h，空间内存在水平向右的匀强电场，稳定时细绳与竖直方向成θ角。剪断细绳后，小球经时间t落地，重力加速度为g。求：

（1）匀强电场的场强大小；

（2）细绳的长度。

【答案】（1）；（2）

【解析】

【详解】解：（1）对小球受力分析可知

解得

（2）剪断细绳后竖直方向为自由落体运动

有

解得

16. 如图所示，一根长度为L的轻质细杆两端固定质量分别为m和2m的a、b两个小球（均视为上质点），在距a球处安装了光滑的固定转轴O，重力加速度为g，忽略空气阻力。初始时轻杆水平，两小球由静止释放后，小球b向下运动至最低点时，求：

（1）小球a受到轻杆的作用力；

（2）在此过程中小球b克服轻杆作用力做的功。

【答案】（1），方向竖直向上；（2）

【解析】

【详解】解：（1）取轻杆水平时为零势能参考面，由机械能守恒定律有

a、b两球的角速度相等，所以有

解得

对小球a由牛顿第二定律有

解得

即轻杆对小球a的作用力大小为，方向竖直向上；

（2）对小球b利用动能定理

解得

17. 在平面内存在如图所示的装置：装置左侧AB为光滑的圆弧轨道，半径为5m。BC之间存在凹槽轨道，凹槽底部光滑，上面放一长为14m的长木板，木板质量为2kg，长木板的长度小于凹槽长度，木板与凹槽左右两侧相撞时，速度会立即变为0，但并不与凹槽侧壁粘连。装置右侧CD为一连接传送带的光滑水平面，足够长的传送带速度向左，大小为6m/s。木板的上表面与圆弧轨道最低点B和CD、传送带均等高。一质量为1kg的物块从A点由静止释放，滑上长木板，当长木板刚与凹槽右侧壁相撞时，小物块也滑上了CD平面。已知物块与长木板上表面和传送带间的动摩擦因数均为0.2，物块可视为质点，重力加速度为10m/s2。求：

（1）物块经过B点时对圆弧轨道的压力大小；

（2）初始时长木板右侧距凹槽右侧壁距离；

（3）物块在长木板上表面运动时，因摩擦产生的热量。

【答案】（1）30N；（2）；（3）

【解析】

【详解】（1）物块下滑过程，由机械能守恒定律有

在B点，由牛顿第二定律有

再根据牛顿第三定律

解得

即物块经过B点时对圆弧轨道的压力大小为30N。

（2）小物块在长木板上时，对物块有

物块做匀减速直线运动；对长木板有

长木板做匀加速直线运动；当长木板刚与凹槽右侧壁相撞时，小物块也恰好滑上CD平面，所以

长木板右侧距凹槽右侧壁的距离

（3）当物块再次以的速度返回C点后滑上长木板，长木板运动到与凹槽左侧壁相撞时

此时物块的位移为

相对位移

之后小物块以速度滑行

直至停下

物块未再次滑上圆弧轨道，物块在长木板的上表面运动时因摩擦产生的热量为