河南省洛阳名校2022-2023学年物理高一下期末统考试题含解析

2022-2023学年高一下物理期末模拟试卷考生请注意：1．答题前请将考场、试室号、座位号、考生号、姓名写在试卷密封线内，不得在试卷上作任何标记。2．第一部分选择题每小题选出答案后，需将答案写在试卷指定的括号内，第二部分非选择题答案写在试卷题目指定的位置上。3．考生必须保证答题卡的整洁。考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回。一、选择题：（1-6题为单选题7-12为多选，每题4分，漏选得2分，错选和不选得零分）1、(本题9分)如下图所示，质量相等的物体A、B通过一轻质弹簧相连，开始时B放在地面上，A、B均处于静止状态。现通过细绳将A向上缓慢拉起，第一阶段拉力做功为W1时，弹簧变为原长；第二阶段拉力再做功W2时，B刚要离开地面。弹簧一直在弹性限度内，则A．两个阶段拉力做的功相等B．拉力做的总功等于A的重力势能的增加量C．第一阶段，拉力做的功大于A的重力势能的增加量D．第二阶段，拉力做的功等于A的重力势能的增加量2、(本题9分)汽车在平直公路上以速度v0匀速行驶，发动机功率为P，快进入闹市区时，司机减小了油门，使汽车的功率立即减小一半并保持该功率继续行驶．设汽车行驶时所受的阻力恒定，则下面四个图象中，哪个图象正确示了司机从减小油门开始，汽车的速度与时间的关系(　　)A．B．C．D．3、(本题9分)把一根电阻为1Ω的粗细均匀的金属丝截成等长的2段。再把这2段金属丝并联起来，这样并联后的总电阻是（）A．0.05ΩB．0.25ΩC．4ΩD．1Ω4、(本题9分)A、B两颗人造卫星绕地球做匀速圆周运动，运动周期TA：TB=2：1，则（　　）A．轨道半径rA：rB=8：1B．线速度vA：vB=1：C．角速度ωA：ωB=4：1D．向心加速度aA：aB=1：25、甲、乙两艘快艇在湖面上做匀速圆周运动，在相等时间里甲转过60，乙转过45，转动半径之比为13，则甲、乙两快艇的线速度大小之比为（）A．14B．23C．49D．9166、(本题9分)小船过河时，船头偏向下游与水流方向成α角，船相对静水的速度为v，现水流速度稍有增大，为保持航线不变，且在同样的时间到达对岸，下列措施可行的是A．增大α角，增大船速vB．增大α角，减小船速vC．减小α角，增大船速vD．减小α角，保持船速v不变7、从地面竖直向上抛出一物体，其机械能E总等于动能Ek与重力势能Ep之和。取地面为重力势能零点，该物体的E总和Ep随它离开地面的高度h的变化如图所示。重力加速度取10m/s1．由图中数据可得（　　）A．从地面至h＝4m，物体重力做功80JB．从地面至h＝4m，物体克服空气阻力做功10JC．物体的质量为1kgD．h＝0时，物体的速率为10m/s8、M、N是一对水平放置的平行板电容器，将它与一电动势为E，内阻为r的电源组成如图所示的电路，R是并联在电容器上的滑动变阻器，G是灵敏电流计，在电容器的两极板间有一带电的油滴处于悬浮状态，如图，下列说法正确的是A．打开S后，使两极板靠近，则微粒将向上运动B．打开S后，使两极板靠近，则微粒仍保持静止C．保持开关S闭合，将滑动变阻器的滑片向上滑动，灵敏电流计中有从a向b的电流D．保持开关S闭合，将滑动变阻器的滑片向上滑动，灵敏电流计中有从b向a的电流9、(本题9分)某电场的等势面分布如图所示，a、b、c、d是等势面上的四个点。将一电荷量为+q的点电荷在这四个点之间移动，下列判断正确的是A．沿任一路径从a到b，电场力做的功均为0B．沿任一路径从a到c和从b到c，电场力做的功均相等C．沿任一路径从a到c电场力做的功大于从c到d电场力做的功D．沿任一路径从a到d电场力所做的功均为从a到c电场力做功的两倍10、(本题9分)如图所示，电场中各等势面为竖直面，它们之间的距离为d=1cm，一个带电小球的质量为m=10g,初速度为,方向与水平线成角，已知小球在电场中做直线运动，则下列说法正确的是（）A．小球带负电B．小球在的正方向上走的最远距离mC．小球所带电荷量为D．匀强电场场强为11、(本题9分)如图所示，质量为m的物块A静置在光滑水平桌面上，它通过轻绳和轻质滑轮悬挂着质量为3m的物块B，由静止释放物块、B后(重力加速度大小为g)()A．相同时间内，A、B运动的路程之比为2：1B．物块A、B的加速度之比为1:1C．细绳的拉力为mgD．当B下落高度h时，速度为12、如图甲所示为某实验小组验证动量守恒定律的实验装置，他们将光滑的长木板固定在桌面上，甲、乙两小车放在木板上，并在小车上安装好位移传感器的发射器，且在两车相对面上涂上黏性物质.现同时给两车一定的初速度，使甲、乙沿水平面上同一条直线运动，发生碰撞后两车粘在一起，两车的位置x随时间t变化的图象如图乙所示.甲、乙两车质量(含发射器)分别为1kg和8kg，则下列说法正确的是()A．两车碰撞前总动量大于碰撞后总动量B．碰撞过程中甲车损失的动能是JC．碰撞后两车的总动能比碰前的总动能小D．两车碰撞过程为弹性碰撞二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、（6分）(本题9分)在“验证机械能守恒定律”的实验中，当地重力加速度的值为9.80m/s2，所用重物的质量为1.00kg.若按实验要求正确地选出纸带进行测量，量得连续三点A、B、C到第一个点的距离如图所示(相邻计数点时间间隔为0.02s)，那么： (1)打点计时器打下计数点B时，物体的速度VB__________ ； (2)从起点O打下计数点B的过程中重力势能减少量是△Ep= ______ ，此过程中物体动能的增加量△Ek=______ (取g=9.8m/s2)； (3)通过计算，数值上△Ep______ △Ek(填“>”、“=”或“<”)，这是因为 ______ ； (4)实验的结论是 ______ ．14、（10分）(本题9分)某实验小组“用落体法验证机械能守恒定律”，实验装置如图甲所示.实验中测出重物自由下落的高度h及对应的瞬时速度v，计算出重物减少的重力势能mgh和增加的动能mv2，然后进行比较，如果两者相等或近似相等，即可验证重物自由下落过程中机械能守恒.请根据实验原理和完成下列问题：(1)关于上述实验，下列说法中正确的是________.A．重物最好选择密度较小的木块B．重物的质量可以不测量C．实验中应先接通电源，后释放纸带D．可以利用公式v＝来求解瞬时速度(2)如图乙是该实验小组打出的一条点迹清晰的纸带，纸带上的O点是起始点，选取纸带上连续的点A、B、C、D、E、F作为计数点，并测出各计数点到O点的距离依次为27.94cm、32.78cm、38.02cm、43.65cm、49.66cm、56.07cm.已知打点计时器所用的电源是50Hz的交流电，重物的质量为0.5kg，则从计时器打下点O到打下点D的过程中，重物减少的重力势能ΔEp＝________J；重物增加的动能ΔEk＝________J(重力加速度g取9.8m/s2，计算结果均保留三位有效数字)。(3)实验小组的同学又正确计算出图乙中打下计数点A、B、C、D、E、F各点的瞬时速度v，以各计数点到A点的距离h′为横轴，v2为纵轴作出图象如图丙所示，根据作出的图线，能粗略验证自由下落的物体机械能守恒的依据是__________________.三、计算题要求解题步骤，和必要的文字说明（本题共36分）15、（12分）(本题9分)如图所示，为一传送装置，其中AB段粗糙，AB段长为L＝0.2m，动摩擦因数μ＝0.6，BC、DEN段均可视为光滑，且BC的始、末端均水平，具有h＝0.1m的高度差，DEN是半径为r＝0.4m的半圆形轨道，其直径DN沿竖直方向，C位于DN竖直线上，CD间的距离恰能让小球自由通过．在左端竖直墙上固定有一轻质弹簧，现有一可视为质点的小球，小球质量m＝0.2kg，压缩轻质弹簧至A点后由静止释放(小球和弹簧不粘连)，小球刚好能沿DEN轨道滑下．求：(1)小球到达N点时速度的大小；(2)压缩的弹簧所具有的弹性势能．16、（12分）光滑的四分之一圆弧AB，半径为R，末端与水平传送带平滑接触，传送带BC长L=5m，始终以的速度顺时针运动．一个质量m=1kg的物块从圆弧顶端A由静止开始滑下，物块通过B点后进入水平传送带，物块与传送带间动摩擦因数分别为μ=0.2，传送带上表面在距地面的高度为H=5m,忽略空气阻力，g取．（1）若半径R=0.25m，求物块滑到B点时对轨道的压力多大？离开传送带后的水平位移是多少？（2）求半径R满足什么条件时，物块从圆弧顶端A由静止释放后均落到地面上的同一点D．17、（12分）(本题9分)如图所示，一光滑水平轨道上静止一质量为M＝3kg的小球B．一质量为m＝1kg的小球A以速度v0＝1m/s向右运动与B球发生弹性正碰，取重力加速度g＝10m/s1．求：（1）碰撞结束时A球的速度大小及方向；（1）碰撞过程A对B的冲量大小及方向．参考答案一、选择题：（1-6题为单选题7-12为多选，每题4分，漏选得2分，错选和不选得零分）1、B【解析】试题分析：两个阶段中拉力做功通过的距离相同但第一阶段与第二阶段弹力的方向不同拉力大小不同，第二阶段拉力做功大于第一阶段做的功，故A项说法不正确；A的重力势能变化等于拉力做的总功与弹簧弹力做功的代数和，该过程中弹簧弹力对A做功为零，故B说法正确；第一阶段，拉力做的功小于A的重力势能的增加量，因为此时弹簧弹力对A做正功弹性势能转变为A的重力势能，故C项说法不正确；第二阶段，拉力做的功大于A的重力势能的增加量，因为此时弹簧弹力对A做负功，拉力的功有一部分转化为弹性势能，故D说法不正确。考点：本题考查了重力势能、弹簧弹力做功、弹性势能2、B【解析】以功率P运动时，匀速过程中，牵引力和阻力相等，故有，解得，当以运动时，可知速度减小，牵引力增大，加速度大小为，故做加速度减小的减速运动，AC错误；当阻力和牵引力相等时有，解得，即最终以匀速运动，故B正确D错误．3、B【解析】截成两段后，每段电阻R=0.5Ω，然后再并联后的电阻R并＝=0.25Ω．A.0.05Ω，选项A不符合题意；B.0.25Ω，选项B符合题意；C.4Ω，选项C不符合题意；D.1Ω，选项D不符合题意；4、B【解析】根据万有引力提供向心力得：，解得：，因为TA：TB=2：1，所以rA：rB=2：1，故A错误；根据得：则vA：vB=1：，故B正确；角速度，所以角速度ωA：ωB=：4，故C错误；向心加速度，则向心加速度aA：aB=1：4，故D错误．故选B.点睛：解决本题的关键掌握万有引力提供向心力这一理论，知道线速度、角速度、加速度、周期与轨道半径的关系．5、C【解析】由题知，甲的角速度1==，乙的角速度2=，=，又=，则甲、乙两快艇的线速度大小之比===，故C正确，ABD错误。6、B【解析】因为保持航线不变，且在同样的时间到达对岸，则合速度方向不变且大小不变，由图可得当水流速度稍有增大时，可减小船速，同时增大角，故选项B正确，A、C、D错误。7、BC【解析】A.从地面至h=4m，物体重力势能增加了80J，则物体重力做功-80J，故A项与题意不相符；B.从地面至h=4m，物体的机械能减少10J，根据功能关系知，物体克服空气阻力做功10J．故B项与题意相符；C.由图知，h=4m时Ep=80J，由Ep=mgh得m=1kg，故C项与题意相符；D.h=0时，Ep=0，E总=100J，则物体的动能为Ek=E总-Ep=100J由得：故D项与题意不相符。8、BC【解析】AB、打开S之前，由于带电的油滴处于悬浮状态，则有，打开S后，电容器的两极板所带电量保持不变，根据，，可得，使两极板靠近，电容器的两极板间的电场强度不变，所以带电的油滴仍保持静止，故选项B正确，A错误；CD、电容器两极板间的电压，当将滑动变阻器的滑片向上滑动时，增大，增大，电容器的电量增加，处于充电状态，灵敏电流计中有电流，由于电容器上板带正电，则灵敏电流计中有从向的电流，故选项C正确，D错误。9、ABD【解析】a、b在同一等势面上，电势相等，所以沿任一路径从a到b，电场力做的功均为零，故A正确；a、b在同一等势面上，电势相等，所以从a到c和从b到c，电场力做的功均相等，故B正确；由图可知a到c的电势差等于c到d的电势差，所以沿任一路径从a到c电场力做的功等于从c到d电场力做的功，故C错误；由图可知a到d的电势差等于a到c的电势差的两倍，所以沿任一路径从a到d电场力所做的功均为从a到c电场力做功的两倍，故D正确。所以ABD正确，C错误。10、BC【解析】根据电场线与等势面垂直，且指向电势低的等势面，可知电场线水平向左，画出匀强电场的电场线，如图所示．由得：，故D错误；由题意可知，只有小球受到向左的电场力，电场力和重力的合力才有可能与初速度方向在一条直线上，所以小球带正电．故A错误；由受力图可知，Eq=mg，，故C正确；由动能定理，得，代入数据得：，故B正确。本题选BC.11、AD【解析】A.根据动滑轮的特点可知B下降s，A需要走动2s，而，故A正确；B.因为都是从静止开始运动的，故有解得，故B错误；C.对A分析有对B分析有解得，，故C错误；对B，加速度为根据速度位移公式，有，解得，故D正确；12、BC【解析】A.设a、b两车碰撞前的速度大小为v1、v2，碰后的速度大小为v3，根据x-t图象表示速度，结合题图乙得v1=2m/s，v2=1m/s，，以向右为正方向，碰前总动量：碰后总动量：两车碰撞前总动量等于碰撞后总动量，故A不符合题意；B.碰撞前a车动能为碰撞后a车动能为所以碰撞过程中a车损失的动能是故B符合题意。C.碰前a、b两车的总动能为碰后a、b两车的总动能为故C符合题意；D.两车碰撞过程中机械能不守恒，发生的是完全非弹性碰撞，故D不符合题意。二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、>存在摩擦阻力在误差范围内物体下落机械能守恒【解析】(1)B点的瞬时速度等于AC段的平均速度，则；(2)从起点O到打下计数点B的过程中重力势能减少量是△Ep=mgh=1×9.8×0.0501J≈0.49J动能的增加量(3)可见重力势能的减小量大于动能的增加量，原因是实验中存在摩擦阻力；(4)实验的结论是在误差允许的范围内，机械能守恒。点晴：通过相等时间间隔内位移的变化判断纸带的哪一端与重物相连．根据下降的高度求出重力势能的减小量；根据某段时间内平均速度等于中间时间的瞬时速度求出B点的瞬时速度，从而求出动能的变化量。14、BC2.142.12图象的斜率等于19.52，约为重力加速度g的两倍【解析】第一空.重物最好选择密度较大的铁块，受到的阻力较小，故A错误.本题是以自由落体运动为例来验证机械能守恒定律，需要验证的方程是mgh＝mv2，因为是比较mgh、mv2的大小关系，故m可约去，不需要用天平测量重物的质量，操作时应先接通电源，再释放纸带，故B、C正确.不能利用公式v＝来求解瞬时速度，否则体现不了实验验证，却变成了理论推导，故D错误.第二空.重力势能减少量ΔEp＝mgh＝0.5×9.8×0.4365J≈2.14J.第三空.利用匀变速直线运动的推论：vD＝m/s＝2.91m/s，EkD＝mvD2＝×0.5×2.912J≈2.12J，动能增加量ΔEk＝EkD－0＝2.12J.第四空.根据表达式mgh＝mv2，则有v2＝2gh；当图象的斜率为重力加速度的2倍时，即可验证机械能守恒，而图象的斜率k＝＝19.52≈2g；因此能粗略验证自由下落的物体机械能守恒.三、计算题要求解题步骤，和必要的文字说明（本题共36分）15、（1）vN＝2m/s（2）0.44J．【解析】本题考查圆周运动、弹性势能、动能定理等，意在考查学生的分析综合能力．【详解】（1）“小球刚好能沿DEN轨道滑下”，在圆周最高点D点必有从D点到N点，由机械能守恒得：联立以上两式并代入数据得，（2）弹簧推开小球过程中，弹簧对小球所做的功W等于弹簧所具有的弹性势能Ep，根据动能定理得代入数据得W=0.44J即压缩的弹簧所具有的弹性势能为0.44J16、(1)，5m(2)0.8m≤R2.8m【解析】（1）物块在圆弧上运动，据动能定理：-0得到m/s物块在圆弧上做圆周运动，在B点受力得：根据牛顿第三定律，物块对轨道的压力大小为30N物在传送带做匀加速直线运动，加速度a=μg=2m/s2设物块在传送带上全程匀加速，末速度为则得出假设成立．物块离开传送带后做平抛运动，则水平位移为X=5m(2)要使物块落入地面上同一点D，则物块离开水平传送带的末速度等于传送带的速度V=6m/s若物块全程做匀加速直线运动，则得到即只要VB≥4m/s即可满足条件．物块在圆弧轨道上，得到R≥0.8m若物块滑至B点的速度大于皮带的速度，则物块做匀减速直线运动，a=-μg=-2m/s2设全程做匀减速直线运动，则，得到m/s即只要VB≤m/s即可满足条件．物块在圆弧轨道上，得到R2.8m因此圆弧半径R满足：0.8m≤R2.8m，物块从静止释放均落到地面上的同一点D．17、（1）－1m/s，方向水平向左（1）3N·s，方向水平向右【解析】【分析】A与B球发生弹性正碰，根据动量守恒及能量守恒求出碰撞结束时A球的速度大小及方向；碰撞过程对B应用动量定理求出碰撞过程A对B的冲量；解：（1）碰撞过程根据动量守恒及能量守恒得：联立可解得：，负号表示方向水平向左（1）碰撞过程对B应用动量定理可得：可解得：方向水平向右