高一物理上学期期末检测模拟卷 提升篇（1）（解析版）

这是一份高一物理上学期期末检测模拟卷 提升篇（1）（解析版），共14页。试卷主要包含了选择题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
一、选择题（本题共12小题，每小题4分．在每小题给出的四个选项中，第1-7题只有一项符合题目要求，第8-12题有多项符合题目要求．全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分．）
1.如图所示，甲、乙两船在静水中的速度相等，船头与河岸上、下游夹角均为θ，水流速度恒定，下列说法正确的是（ ）
A. 甲船渡河的实际速度小于乙船的实际速度
B. 乙船渡河的位移大小可能等于河宽
C 甲船渡河时间短，乙船渡河时间长
D. 在渡河过程中，甲、乙两船有可能相遇
【答案】A
【解析】
A项：甲、乙两船同时参与两方向的运动，即水流方向的速度为，船在静水中的速度，由于甲船两分速度的夹角大于乙甲船两分速度的夹角，根据平等四边定则可知，甲船渡河的实际速度小于乙船的实际速度，故A正确；
B项：乙船参与水平方向的，船的航向偏向下游，根据平等四边定则可知，乙船渡河的位移大小不可能等于河宽，故B错误；
C项：根据合运动与分运动的等时性可知，渡河时间，所以甲、乙两船渡河时间相等，故C错误；
D项：由C项分析可知，两船渡河时间相等，两船水流方向的位移相等，所以两船不可能相遇，故D错误；
2.一质量为m烟花弹获得动能E后，从地面竖直升空，当烟花弹上升的速度为零时发生爆炸．重力加速度大小为g，不计空气阻力，则烟花弹从地面开始上升到烟花弹中火药爆炸所经过的时间为
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
烟花弹从地面开始上升的过程中做竖直上抛运动，由速度时间公式求上升的时间；
设烟花弹的初速度为，则有：，解得：，烟花弹从地面开始上升的过程中做竖直上抛运动，则有：，解得：，故C正确，A、B、D错误；
故选C．
3.如图，abc是竖直面内的光滑固定轨道，ab水平，长度为2R：bc是半径为R的四分之一的圆弧，与ab相切于b点．一质量为m的小球．始终受到与重力大小相等的水平外力的作用，自a点处从静止开始向右运动，重力加速度大小为g．小球从a点开始运动到它运动轨迹最高点的位移大小为（ ）
A. 3RB.
C. 5RD.
【答案】D
【解析】
由题意知水平拉力为：F=mg；设小球达到c点的速度为v，从a到c根据动能定理可得：F•3R-mgR=mv2；解得：v=；小球离开c点后，竖直方向做竖直上抛运动，水平方向做初速度为零的匀加速直线运动，设小球从c点达到最高点的时间为t，则有：；此段时间内水平方向的位移为：，所以小球从a点开始运动到其轨迹最高点，小球在水平方向的位移为：x=3R+2R=5R；竖直位移： ，则总位移．故D正确、ABC错误．故选D．
4.如图所示，质量为m的小球固定在杆的一端，在竖直面内绕杆的另一端做圆周运动，当小球运动到最高点时，瞬时速度，是球心到O点的距离，则球对杆的作用力是（ ）
A. 的拉力B. 的压力
C. 的拉力D. 的压力
【答案】A
【解析】
在最高点，设杆对球的弹力向下，大小为F，根据牛顿第二定律得：mg+F=m；又，解得，F=mg＞0，说明假设正确，即可知道杆对球产生的是拉力，根据牛顿第三定律得知，球对杆的作用力是mg的拉力．故选A．
5.在一斜面顶端，将甲乙两个小球分别以v和的速度沿同一方向水平抛出，两球都落在该斜面上．甲球落至斜面时的速率是乙球落至斜面时速率的
A 2倍B. 4倍C. 6倍D. 8倍
【答案】A
【解析】
设斜面倾角为α，小球落在斜面上速度方向偏向角为θ，甲球以速度v抛出，落在斜面上，如图所示；
根据平抛运动的推论可得tanθ=2tanα，所以甲乙两个小球落在斜面上时速度偏向角相等；故对甲有：，对乙有：，所以，故A正确，BCD错误．故选A．
6.滑雪运动深受人民群众喜爱，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AB，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AB下滑过程中（ ）
A. 合外力做功一定大于零
B. 所受摩擦力大小不变
C. 合外力始终与速度垂直
D. 机械能始终保持不变
【答案】C
【解析】根据曲线运动的特点分析物体受力情况，根据牛顿第二定律求解出运动员与曲面间的正压力变化情况，从而分析运动员所受摩擦力变化；根据运动员的动能变化情况，结合动能定理分析合外力做功；根据运动过程中，是否只有重力做功来判断运动员的机械能是否守恒；
因为运动员做曲线运动，所以合力一定不为零，A错误；运动员受力如图所示，重力垂直曲面的分力与曲面对运动员的支持力的合力充当向心力，故有，运动过程中速率恒定，且在减小，所以曲面对运动员的支持力越来越大，根据速率恒定可得可知摩擦力越来越小，B错误；运动员运动过程中速率不变，质量不变，即动能不变，动能变化量为零，根据动能定理可知合力做功为零，C正确；因为克服摩擦力做功，机械能不守恒，D错误；
7.如图所示小物块A与圆盘保持相对静止，跟着圆盘一起做匀速圆周运动，已知小物块A与圆盘最大静摩擦力为物块A重力的k倍，A与转轴的距离为R，则小物块A圆周运动的最大速度
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
当木块将要滑动时，最大静摩擦力等于向心力，则，解得 ，故选B.
8.如图所示，轻质弹簧一端固定，另一端连接一小物块，O点为弹簧在原长时物块的位置．物块由A点静止释放，沿粗糙程度相同的水平面向右运动，最远到达B点．在从A到B的过程中物块
A. 加速度先减小后增大
B. 所受弹簧弹力始终做正功
C. 运动过程中速度最大的位置在O点的左侧
D. 到达O点位置，物体获得的动能等于弹簧弹力做的功
【答案】AC
【解析】
A、由于水平面粗糙且O点为弹簧在原长时物块的位置，所以弹力与摩擦力平衡的位置在OA之间，加速度为零时弹力和摩擦力平衡，所以物块在从A到B的过程中加速度先减小后反向增大，故A正确；
B、从A到O过程中弹力方向与位移方向相同，弹力做正功，从O到B过程中弹力方向与位移方向相反，弹力做负功，故B错误；
C、物体在平衡位置处速度最大，所以物块速度最大的位置在AO之间某一位置，即在O点左侧，故C正确；
D、AO运动过程中除了弹力做功外还有摩擦力做功，故物体获得的动能等于弹簧弹力做的功和摩擦力做功之和，故D错误；
故选AC．
9.宇宙中有两颗孤立的中子星，它们在相互的万有引力作用下间距保持不变，并沿半径不同的同心圆轨道做匀速圆周运动．如果双星间距为L，质量分别为和，引力常量为G，则（ ）
A. 双星中的轨道半径B. 双星的运行周期
C. 的线速度大小D. 的线速度大小
【答案】AD
【解析】
设行星转动的角速度为ω，周期为T．对星球m1，由向心力公式可得：，
同理对星m2，有：；两式相除得：，（即轨道半径与质量成反比）；又因为L=R1+R2，所以得：R1=L，R2=L．选项A正确；由上式得到，因为T=，所以：T＝2πL，选项B错误； 由v＝可得双星线速度为：，，选项C错误，D正确；故选AD.
10.一人用力把质量为1 kg的物体由静止向上提高4 m，使物体获得8 m/s的速度，则下列说法中正确的是（ ）(g=10 m/s2)
A. 物体动能改变为64 JB. 合外力对物体做的功为32 J
C. 物体重力做功为40 JD. 人对物体做功为72J
【答案】BD
【解析】
动能的变化量，根据动能定理，合外力对物体做功，故A错误，B正确；物体升高，重力做负功，物体重力做功为WG=-mgh=-40J，故C错误；根据动能定理， ，解析W人=72J ，故D正确．选BD
11.如图，在竖直平面内，一半径为R的光滑圆弧轨道ABC和水平轨道PA在A点相切．BC为圆弧轨道的直径．O为圆心，OA和OB之间的夹角为α，sinα=，一质量为m的小球沿水平轨道向右运动，经A点沿圆弧轨道通过C点，落至水平轨道；在整个过程中，除受到重力及轨道作用力外，小球还一直受到一水平恒力的作用，已知小球在C点所受合力的方向指向圆心，且此时小球对轨道的压力恰好为零．重力加速度大小为g．则水平恒力的大小F和小球到达C点时速度的大小V为（ ）
A. B. C. D.
【答案】BC
【解析】
设水平恒力的大小为F，小球到达C点时所受合力的大小为F合，由力的合成法则，则有：；F2合=（mg）2+F2；设小球到达C点时的速度大小为v，由牛顿第二定律得：F合=m；联立上式，结合题目所给数据，解得：F0=mg；v= ，所以AD错误，BC正确．故选BC．
12．如图所示，用一根长杆和两个定滑轮的组合装置来提升重物M，长杆的一端放在地面上通过铰链联结形成转轴，其端点恰好处于左侧滑轮正下方O点处，在杆的中点C处拴一细绳，通过两个滑轮后挂上重物M，C点与O点距离为L，现在杆的另一端用力，使其逆时针匀速转动，由竖直位置以角速度ω缓缓转至水平（转过了角）。下列有关此过程的说法中正确的是（ ）
A．重物M做匀速直线运动
B．重物M做变速直线运动
C．重物M的最大速度是
D．重物M的最大速度是2ωL
【答案】BC
【解析】
AB．设C点线速度方向与绳子沿线的夹角为θ（锐角），由题知C点的线速度为ωL，该线速度在绳子方向上的分速度就为ωLcsθ，即为重物运动的速度，θ的变化规律是开始最大（），然后逐渐变小，直至绳子和杆垂直，θ变为零度；然后，θ又逐渐增大，所以重物做变速运动，B正确，A错误；
CD．θ角先减小后增大，所以ωLcsθ先增大后减小（绳子和杆垂直时最大），重物的速度先增大后减小，最大速度为ωL。故C正确，D错误。
故选BC。
二、实验题（12分）
13.用如图实验装置验证m1、m2组成的系统机械能守恒．m2从高处由静止开始下落，m1上拖着的纸带打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律．如图给出的是实验中获取的一条纸带：0是打下的第一个点，每相邻两计数点间还有4个点(图中未标出)，计数点间的距离已在图中标出．已知m1＝50 g、m2＝150 g，则(g取10 m/s2，结果保留两位有效数字)

(1)下面列举了该实验的几个操作步骤：
A．按照图示的装置安装器件
B．将打点计时器接到直流电源上
C．先释放m2，再接通电源打出一条纸带
D．测量纸带上某些点间的距离
E．根据测量的结果，分别计算系统减少的重力势能和增加的动能
其中操作不当的步骤是__________(填选项对应的字母)．
(2)在纸带上打下计数点5时的速度v＝______m/s；
(3)在打点0～5过程中系统动能的增量ΔEk＝________ J，系统势能的减少量ΔEp＝______J，由此得出的结论是___________________________________________________；
(4)若某同学作出v2－h图象如图所示，写出计算当地重力加速度g的表达________________，并计算出当地的实际重力加速度g＝________m/s2.
【答案】 (1). BC (2). 2.4 (3). 0.58 (4). 0.59 (5). 在误差允许的范围内，m1 、m2 组成的系统机械能守恒 (6). (7). 9.7
【解析】
（1）B：将打点计时器应接到电源的“交流输出”上，故B错误．
C：开始记录时，应先给打点计时器通电打点，然后再释放重锤，让它带着纸带一同落下，如果先放开纸带让重物下落，再接通打点计时时器的电源，由于重物运动较快，不利于数据的采集和处理，会对实验产生较大的误差，故C错误．
故选BC．
（2）根据在匀变速直线运动中时间中点的瞬时速度大小等于该过程中的平均速度，可知打第5个点时的速度为：；动能的变化量
重力势能减小量等于物体重力做功，故：△EP=W=mgh=0.59J；此可知得出的结论是在误差允许的范围内，m1、m2组成的系统机械能守恒．
(3)由动能定理得：，解得：，变形得： 所以图象中的斜率，解得
三、计算题（本大题共4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，只写出最后答案的不能得分，有数值运算的题，答案中必须明确写出数值和单位）
14．如图所示，斜面体ABC固定在地面上，小球p从A点静止下滑，当小球p开始下滑时，另一小球q从A点正上方的D点水平抛出，两球同时到达斜面底端的B处．已知斜面AB光滑，长度l=2.5 m，斜面倾角为θ=30°．不计空气阻力，g取10 m/s2．求：
（1）小球p从A点滑到B点的时间；
（2）小球q抛出时初速度的大小．
【答案】（1）1s；（2） m/s；
【解析】
（1）小球p从斜面上下滑的加速度为a，根据牛顿第二定律
①
下滑所需时间为t1，根据运动学公式得②
由①②得③
代入数据得 t1=1s
（2）小球q运动为平抛运动，水平方向做匀速直线运动，设抛出速度为v0．则
x=lcs30°=v0t2④
依题意得：t2=t1⑤
由③④⑤得
15．如图所示，轻杆长为 3L，杆两端分别固定质量为 m 的 A 球和质量为 3m 的 B 球，杆上距球为 L 处的O 点装在水平转轴上，杆在水平轴的带动下沿竖直平面转动，问：
(1)若 A 球运动到最高点时，A 球对杆 OA 恰好无作用力，求此时水平轴所受的力；
(2)在杆的转速逐渐增大的过程中，当杆转至竖直位置时，能否出现水平轴不受力情况？如果出现这种情况，A、B 两球的运动速度分别为多大？
【答案】(1)9mg (2)；
【解析】
(1)设杆对B球的拉力为T，则有
mg=mLω2
T-3mg=3m•2L•ω2
解得
T=9mg
所以杆对轴的作用为T′=9mg。
（2）杆对两球的作用力大小相等、方向相反，轴才不受力．根据分析可知，此时A球应在下方，B球应在上方，由此得
对B球
3mg+T=3mω2•2L
对A球
T-mg=m•ω2•L
解得

此时A的速度
16．某星球半径为，假设该星球表面上有一倾角为的固定斜面体，一质量为的小物块在力作用下从静止开始沿斜面向上运动，力始终与斜面平行，如图甲所示．已知小物块和斜面间的动摩擦因数，力随位移变化的规律如图乙所示（取沿斜面向上为正方向）．已知小物块运动时速度恰好为零，万有引力常量，求（计算结果均保留一位有效数字）
（1）该星球表面上的重力加速度的大小；
（2）该星球的平均密度．
【答案】，
【解析】（1）对物块受力分析如图所示；
假设该星球表面的重力加速度为g，根据动能定理，小物块在力F1作用过程中有：
小物块在力F2作用过程中有：
由题图可知：
整理可以得到：
(2)根据万有引力等于重力：，则：
，，
代入数据得
17．如图所示，水平传送带的左端与一倾角的粗糙斜面平滑连接，一个小滑块（可视为质点）从斜面上的A点由静止释放，沿斜面滑下并冲上传送带，传送带以恒定速率v=2m/s逆时针转动。已知小滑块的质量m=2kg，斜面上A点到斜面底端的长度s=9m，传送带的长度为L=10m，小滑块与斜面的动摩擦因数μ1=0.50，小滑块与传送带间动摩擦因数μ2=0.40，g=10m/s2.求：
(1)小滑块到达斜面底端P的速度大小；
(2)a.判断冲上传送带的小滑块是否可以运动到传送带的右端Q；
b.若小滑块可以运动到Q，试求小滑块从P点运动到Q点的过程中摩擦力分别对小滑块和传送带做的功；若小滑块不能达到Q，试求小滑块从P点开始再次运动到P点过程中摩擦力分别对小滑块和传送带做的功；
(3)小滑块在斜面和传送带上运动的整个过程中，小滑块在斜面上运动的总路程。
【答案】(1)6m/s；(2)a.不能到Q；b.－32J；－32J；(3)9.5m
【解析】
(1)滑块下滑过程，由动能定理得：
代入数据解得
vP=6m/s
(2)a.滑块到达传送带上后做匀减速直线运动，在滑块速度减为零过程中，由动能定理得
代入数据解得
s′=4.5m＜L=10m
所以滑块不能到达Q端；
b.滑块在传送带上运动时的加速度为
a==μ2g=4m/s2
滑块向右减速运动的时间为
在此时间内，传送带位移为
x1=vt1=2×1.5m=3m
滑块向左加速运动到速度等于传送带速度需要的时间为
在此时间内传送带的位移为
x2=vt2=2×0.5m=1m
在整个过程中，摩擦力对传送带做功为
W传送带=－μ2mg(x1+x2)=－32J
由动能定理可知，整个过程摩擦力对滑块做功为
(3)滑块在运动过程中要考查摩擦力做功，使其机械能减少，最终滑块将静止在P处，设滑块在整个过程中相对斜面的总路程为s总，对滑块由动能定理得
解得
s总=9.5m