卷子答案网-一个不只有答案的网站济宁市2022-2023学年高一下学期期末模拟物理试题
注意事项：
1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息
2．请将答案正确填写在答题卡上
第I卷（选择题）
请点击修改第I卷的文字说明
一、单选题
1．一质量为2g的小球在如图甲所示的xOy平面上运动，在x方向的v﹣t图像和y方向的s﹣t图像分别如图乙、丙所示，下列说法正确的是（ ）
A．前2s内小球做匀变速直线运动 B．小球的初速度为8m/s
C．2s末小球的速度大小为4m/s D．前2s内小球所受的合外力大小为8N
2．上世纪70年代我国农村常用辘轳浇灌农田，其模型图如图所示，细绳绕在半径为r的轮轴上悬挂一个水桶，轮轴上均匀分布着6根手柄，柄端有6个质量均匀的小球。球离轴心的距离为，轮轴、绳（极细）及手柄的质量以及摩擦均不计。当手柄匀速转动周把水桶提上来时，则（ ）
A．小球的角速度为
B．轮轴转动的角速度大于小球转动角速度
C．水桶的速度是小球转动线速度的倍
D．轮轴转动了nR周
3．如图所示，物体A、B用细线连接，在同一高度做匀速圆周运动，圆心均为点O。在某时刻，细线同时断裂，两物体做平抛运动，同时落在水平面上的同一点。连接A、B的细线长度分别为10l、5l，A、B圆周运动的半径分别为6l、4l，则O点到水平面的高度为（忽略物体的大小和细线质量）（ ）
A．6l B．10l C．12l D．15l
4．设地球为球体，半径为，自转周期为，下列叙述正确的是（ ）
A．在中国与在美国的时间不同，所以地球转动的角速度也不同
B．因为北极与赤道距地心的距离一样，所以视重相同
C．若将一质量为的物体从北极移到赤道上，则所受重力变小
D．在纬度为的地方，其向心加速度大小为
5．第一宇宙速度又叫做环绕速度，第二宇宙速度又叫做逃逸速度。理论分析表明，逃逸速度是环绕速度的倍。有些恒星，在它一生的最后阶段，强大的引力把物质紧紧地压在一起，密度极大，其逃逸速度大于光速，这样的天体称为黑洞。已知地球的半径约为6400km，地球表面附近的重力加速度约为，光速约为，不考虑地球的自转。倘若地球保持质量不变收缩成为黑洞，该黑洞半径的最大值接近（ ）
A．0.01m B．0.1m C．1m D．10m
6．直角坐标系xOy中，M、N两点位于x轴上，G、H两点坐标如图。M、N两点各固定一正点电荷，一电量为Q的负点电荷置于O点时，G点处的电场强度恰好为零。静电力常量用k表示，若将该负点电荷移到G点，则H点处场强的大小和方向分别为（ ）
A．，沿y轴负向 B．，沿y轴负向
C．，沿y轴正向 D．，沿y轴正向
7．如图所示，原来不带电，长为l的导体棒水平放置，现将一个电荷量为（）的点电荷放在棒的中心轴线上距离棒的左端R处，A、B分别为导体棒左右两端的一点，静电力常量为k。当棒达到静电平衡后，下列说法正确的是（ ）
A．棒的两端都感应出负电荷
B．棒上感应电荷在棒的中心O处产生的电场强度方向水平向右
C．棒上感应电荷在棒的中心O处产生的电场强度大小
D．若用一根导线将A、B相连，导线上会产生电流
8．如图，圆心为O1的光滑半圆环固定于竖直面，轻弹簧上端固定在O1正上方的O2点，c是O1O2和圆环的交点；将系于弹簧下端且套在圆环上的小球从a点静止释放，此后小球在a、b间做往复运动。若小球在a点时弹簧被拉长，在c点时弹簧被压缩， 。则下列判断正确的是（ ）
A．小球在b点受到的合力为零
B．弹簧在a点的伸长量可能小于弹簧在c点的压缩量
C．弹簧处于原长时，小球的速度最大
D．在a、b之间，小球机械能最大的位置有两处
二、多选题
9．地面上有一个横截面为等腰三角形的水渠，如图所示，其宽度为L，深度为H，在水渠边上的A点抛出小物体，不计一切阻力，关于小物体的运动，下列说法正确的是（ ）
A．水平抛出小物体，可以竖直落在水渠底部
B．水平抛出小物体，若初速度大小，则小物块落在斜面AO上
C．水平抛出小物体，若初速度大小为，且恰好垂直撞击在OB边上，其平抛运动的时间
D．将小物体斜抛出去，此时初速度v的方向与水平方向夹角为45°，恰好能到达对岸，则初速度
10．如图所示，在进行火星考查时，火星探测器对火星完成了“绕、着、巡”三项目标。经考查已知火星表面的重力加速度为g火，火星的平均密度为ρ，火星可视为均匀球体，火星探测器离火星表面的高度为h，引力常量G。根据以上信息能求出的物理量是（ ）
A．火星的半径 B．火星探测器的质量
C．火星探测器的周期 D．火星的第一宇宙速度
11．2021年4月27日，湖北省首条地面观光缆车（有轨电车）在恩施大峡谷景区投入运营。假设有轨电车质量为m，某次测试中有轨电车由静止出发在水平面做加速度为a的匀加速直线运动，有轨电车所受的阻力恒定f，达到发动机的额定功率P后，有轨电车保持额定功率做变加速运动，再经时间t速度达到最大，然后以最大速度匀速运动，对此下列说法正确的是（ ）
A．有轨电车做匀加速运动的时间
B．有轨电车匀速运动的速度
C．能求从静止到加速到速度最大的过程牵引力所做的功
D．不能求有轨电车保持额定功率做变加速度运动时间t内的位移
12．如图所示，M、N两点固定等量异种点电荷，M、N连线上有a、b、o、c、d五个点，o为M、N连线中点，。一点电荷P从a点由静止释放，P仅在电场力作用下依次通过b、o、c、d各点，通过o点时P的速度大小为v。下列说法正确的是（ ）
A．P从a点运动到d点的过程中，速度先增大后减小
B．P通过d点时的速度大小为
C．P通过c点时的速度大小为
D．P从a点运动到d点的过程中，最大加速度与最小加速度大小之比为
第II卷（非选择题）
请点击修改第II卷的文字说明
三、实验题
13．如图所示为一小球做平抛运动的频闪照相照片的一部分，闪光频率是10 Hz，图中背景方格的边长均为5 cm。
（1）定性分析：由于频闪（截屏）时间间隔相等，根据___________，可判断水平方向是___________；根据___________，可判断竖直方向是___________。
（2）定量计算：
①小球运动中水平分速度的大小是___________m/s。
②小球经过B点时的速度大小是___________m/s。
14．某实验小组在做“验证机械能守恒定律”实验中，提出了如图所示的甲、乙两种方案：甲方案为用自由落体运动进行实验，乙方案为用小车在木板上下滑进行实验。
（1）小组内同学对两种方案进行了深入的讨论分析，最终确定了一个大家认为误差相对较小的方案。你认为该小组选择的方案是______（选填“甲”或“乙”）；
（2）若该小组采用图甲来验证机械能是否守恒，需要比较重物下落过程中任意两点间的______；
A．动能变化量与重力势能变化量
B．速度变化量与重力势能变化量
C．速度变化量与高度变化量
（3）采用图甲进行实验，先接通电源，再释放重物，得到如图丙所示的一条纸带。在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C，测得它们到起始点O的距离分别为hA、hB、hC（认为重物开始下落时计时器打O点）。已知当地重力加速度为g，打点计时器打点的周期为T，重物的质量为m。从打O点到打B点的过程中，重物的重力势能减少量ΔEp=______，动能增加量ΔEk=______；
（4）采用图甲进行实验，大多数实验结果显示，重力势能的减少量大于动能的增加量，原因是______；
A．利用公式计算重物速度 B．利用公式计算重物速度
C．空气阻力和摩擦力的影响 D．没有采用多次实验取平均值的方法
（5）某同学想用下述方法研究机械能是否守恒，在纸带上选取多个计数点，测量它们到起始点O的距离h，计算对应计数点的重物速度v，描绘图像，并做如下判断：若图像是一条过原点的直线，则重物下落过程中机械能守恒。该同学的判断是否正确：______（选填“正确”或“不正确”）。
四、解答题
15．一粗糙的圆锥体可绕其轴线做圆周运动，其轴线沿竖直方向，母线与轴线之间的夹角为，现于锥面上放一个石块，石块与锥面间的动摩擦因数，石块与圆锥体顶点0的距离，石块的质量为，石块可看作质点，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力．取重力加速度，，．求：
（1）若圆锥体与石块均静止，石块受到锥面的摩擦力大小；
（2）若石块随圆锥体一起以角速度绕轴线做匀速圆周运动，石块受到的摩擦力的大小．
16．质量M=2kg的质点停在如图所示的光滑平面直角坐标系原点O，当其受到三个同平面的作用力F1、F2、F3时正好在O点处于静止状态．已知三个力中的F2=4N，方向指向y轴的负方向，求：
（1）只将F2力撤去，质点受到的合力大小和方向；
（2）从某时刻开始计时，只撤去F1力，质点经过4秒到达坐标为（－8，0）位置，则F3力大小如何；
（3）从第4秒末起又恢复F1力作用，同时停止F2作用，则第6秒末质点的速度大小和方向如何．
17．已知某卫星在赤道上空的圆形轨道运行，轨道半径为r1，运行周期为T，卫星运动方向与地球自转方向相同，不计空气阻力，万有引力常量为G。求：
（1）地球质量M的大小；
（2）如图所示，假设某时刻，该卫星在A点变轨进入椭圆轨道，近地点B到地心距离为r2，求卫星在椭圆轨道上的周期T1；
（3）卫星在赤道上空轨道半径为r1的圆形轨道上运行，小明住在赤道上某城市，某时刻，该卫星正处于小明的正上方，在后面的一段时间里，小明观察到每两天恰好三次看到卫星掠过其正上方，求地球自转周期T0。
18．如图所示，水平传送带AB左端与水平面BC相连，BC左端是竖直光滑半圆轨道CDE，半圆形轨道半径R=0.5m，传送带AB长度L1=3m，沿逆时针方向匀速运行，运行速率为v，BC间距离L2=2m，一小物块质量m=0.4kg，从传送带A点由静止释放，该物块与传送带间的动摩擦因数为 1=0.5，与BC面间的动摩擦因数均为 2=0.2。重力加速度取g=10m/s2，不计空气阻力。
（1）若传送带的速度大小v=3m/s，判断物块能否运动到达D点；
（2）要使物块恰好通过圆形轨道的最高点E，需要在A点由静止释放物块的同时，对物块施加一水平向左的恒力F（该力一直作用在物块上），求力F的最小值；
（3）在第（2）小题中，若恒力F=1N，要使物块在圆弧轨道CDE上运动不脱离轨道，则传送带运行速率v应该满足的的条件。
试卷第2页，共2页
参考答案：
1．C
【详解】A．由v-t图可知，小球在x方向上初速度为8m/s，加速度为
的匀减速运动，而在y方向上，小球做速度为4m/s的匀速运动，故在前2s内小球做匀变速曲线运动，故A错误；
B．小球的初速度为水平速度和竖直速度的合速度，故初速度为
故B错误；
C．2s末的小球的速度只有竖直分速度，故速度为4m/s，故C正确；
D．前2s内小球的加速度大小为4m/s2，故由牛顿第二定律可知，其合力
F=ma=0.008N
故D错误。
故选C。
2．C
【详解】A．题中的不是转速，根据题意无法求出小球的角速度，故A错误；
B．转轴和小球属于同轴转动，角速度相等，故B错误；
C．水桶的速度等于
小球转动线速度为
则
水桶的速度是小球转动线速度的倍，故C正确；
D．手柄和轮轴属于同轴转动，手柄匀速转动周，轮轴转动了n周，故D错误。
故选C。
3．C
【详解】两球落地时水平方向的位移关系如图
由几何关系可得
由平抛规律可知水平方向
下落的高度
小球做圆周运动时受力情况如图
由相似关系可得
联立可得
故选C。
4．C
【详解】ABC．地球绕地轴转动时，转动的各点角速度相同，重力是由万有引力引起的，其中一部分万有引力提供向心力，另一部分产生视重，就是重力，所以不同纬度处重力加速度值不同，赤道上最小，北极最大，选项AB错误，C正确；
D．在不同纬度处，圆周运动的轨迹是纬度所在平面，圆周运动的半径为，故该平面轨道上各点的向心加速度大小为
选项D错误。
故选C。
5．A
【详解】地球表面附近有
临界状态光速恰好等于其逃逸速度，可得第一宇宙速度可表示为
根据万有引力提供向心力可得
联立解得
故选A。
6．D
【详解】因负点电荷在点时，点的场强为零，则可知、两点的正点电荷在点形成的电场的合场强与负点电荷在点产生的场强等大反向，大小为
将该负点电荷移到点，负点电荷在点的场强大小为
由对称性可知，、两点的正点电荷在点的场强与在点的场强等大反向，则点的合场强大小为
方向沿轴正向。
故选D。
7．C
【详解】A．由静电感应可知，棒左端感应出负电荷，右端感应出正电荷，故A错误；
BC．q在棒中心O处产生的电场方向向右，根据平衡关系可知，棒上感应电荷在棒中心O处产生的电场方向向左，大小相同，为
故C正确，B错误；
D．导体棒是等势体，左右端电势相等，若用一根导线将A、B相连，导线上不会产生电流，故D错误。
故选C。
8．D
【详解】A．套在圆环上的小球从a点静止释放，此后小球在a、b间做往复运动，表明小球在a点的合力不等于零，合力的方向沿着a点的切线向上；因为系统的机械能守恒，a点和b点关于O1O2对称，所以小球在b点受到的合力不等于零，合力的方向b点的切线向上，A错误；
B．小球从a点到c点运动的过程中，小球在a点时动能最小等于零，小球在a点时位置最低，小球在a点时的重力势能最小，那么，小球在a点时的机械能最小；又因为小球和弹簧组成的系统机械能守恒，所以小球在a点时，弹簧的弹性势能最大，那么，小球在a点时弹簧的形变量最大，所以弹簧在a点的伸长量一定大于弹簧在c点的压缩量，B错误；
C．小球受到重力、弹簧的拉力、圆环的支持力，这三个力的合力为零时，小球的速度最大，此时弹簧处于伸长状态，C错误；
D．因为系统的机械能守恒，所以弹簧处于原长时，小球的机械能最大；在a、b之间，弹簧处于原长的位置有两处，一处位于a、c之间，另一处位于c、b之间，这两点关于O1O2对称，D正确。
故选D。
9．BD
【详解】A．小物体做平抛运动，不可能竖直落在水渠底部，故A错误；
B．设物体恰好落到O点时间t，根据
解得
当初速度小于v时，落在斜面AO上，故B正确；
C．小物体恰好垂直撞击在OB边上，设此时竖直方向分速度
平抛运动的时间
故C错误；
D．恰好能到达对岸，水平方向分速度
竖直方向分速度
运动时间
则
联立解得
故D正确。
故选BD。
10．ACD
【详解】AD．在火星表面，有
解得
，，
故AD正确；
BC．对探测器，有
解得
由于火星的半径和火星的质量可以求出，所以探测器的周期也可以求出，但不可求出探测器的质量，故B错误，C正确。
故选ACD。
11．AC
【详解】A．有轨电车做匀加速运动阶段有
又
解得匀加速运动的时间
选项A正确；
B．有轨电车匀速运动时有
又此时
所以匀速运动的速度
选项B错误；
D．变加速度运动阶段，根据动能定理有
又
结合
可得有轨电车保持额定功率做变加速度运动时间t内的位移
选项D错误；
C．有轨电车做匀加速运动阶段有
从静止到加速到速度最大的过程根据动能定理有
解得从静止到加速到速度最大的过程牵引力所做的功
选项C正确。
故选AC。
12．BD
【详解】A．P从a点运动到d点的过程中，电场力方向不变，速度一直增大，A错误；
B．P从a点运动到o点和从o点运动到d点的过程中电场力做功相等，根据动能定理
P通过d点时的速度大小为
B正确；
C．若为匀强电场，从o点运动到c点的过程中
得
而oc间场强的平均值小于ao间场强的平均值，则P通过c点时的速度小于，C错误；
D．设MN间距为r，a、d两点加速度最大
o点加速度最小
得
D正确。
故选BD。
13． 相邻时间间隔内水平方向的位移相同 匀速运动 相邻时间间隔内竖直方向增加的位移相同 匀加速运动 1.5 2.5
【详解】（1）[1][2][3][4]定性分析：由于频闪（截屏）时间间隔相等，根据相邻时间间隔内水平方向的位移相同，可判断水平方向是匀速运动；根据相邻时间间隔内竖直方向增加的位移相同，可判断竖直方向是匀加速运动；
（2）①[5]由图可知，A、B、C三点在水平方向上相邻两点间的距离均为3L，所用时间相等，设为t，小球运动中水平分速度的大小是
v0= m/s=1.5 m/s
②[6]经过B点时，竖直方向上的速度
vy= m/s=2 m/s
则经过B点时的瞬时速度
vB==2.5 m/s
14． 甲 A mghB C 不正确
【详解】（1）[1]乙方案中小车下滑过程中存在摩擦力的影响，且摩擦力不能忽略，从而导致小车在下滑过程中机械能不守恒。
（2）[2]机械能等于动能和势能之和，验证机械能是否守恒，只需要验证物体的动能和势能的变化量是否相等即可。
故选A。
（3）[3][4]由题意及重力势能的计算公式可得，从打O点到打B点的过程中，重物的重力势能减少量为
由匀变速运动中，中间时刻的瞬时速度等于平均速度可得
则动能的增加量为
（4）[5]ABC．在实验过程中，空气阻力和纸带的摩擦力会使实际加速度小于重力加速度g，采用A、B中的方法会得到重力势能的减少量等于动能的增加量；同时，空气阻力和纸带的摩擦力会抵消掉一部分重力势能所做的功，从而使得动能的增加量小于重力势能的减小量，故AB错误，C正确；
D．没有采用多次实验取平均值的方法会存在偶然误差，但不一定会一定是重力势能的减少量大于动能的增加量，故D错误。
故选C。
（5）[6]若机械能守恒，由题意可得
虽然图像是过原点的直线，但要就此判断机械能守恒需要确定直线的斜率等于重力加速g，若无此条件，则不能说明机械能守恒。
15．（1）；（2）
【详解】（1）若圆锥体与石块均静止，石块的受力分析如图所示
因
故石块受到锥面的摩擦力大小
（2）当圆锥体与石块一起以角速度绕轴线做匀速圆周运动时，石块的受力分析如答图所示
竖直方向有
水平方向有
解得
16．（1）4N，方向沿y轴的正方向；（2）2N；（3）4m/s，速度方向指向第三象限，与y轴夹解为45°
【详解】（1）撤去F2力作用时，质点受到的合力大小等于F2=4N，方向沿y轴的正方向
（2）停止F1的作用后，F2、F3的合力与F1等值反向，由第4秒末质点的位置坐标（－8，0），可确定质点沿x轴负方向做匀加速运动有：，
解得
则 ，方向沿x轴正方向
根据平行四边形定则有：
（3）F1、F3同时作用而F2停止作用时，合力沿y轴正方向大小为4N，质点作类平抛运动，在y轴方向上，
则第6秒末速度，
速度方向指向第三象限，与y轴夹角为45°
17．（1）；（2）；（3）
【详解】（1）卫星做匀速圆周运动
得
（2）根据开普勒第三定律
得
（3）每2T0时间小明与卫星相遇3次，即每时间相遇一次，得
得
18．（1）不能；（2）0.12N；（3）或
【详解】（1） 物块从B点到D点过程中，根据动能定理得
解得
物块不能到达D点；
（2） 在E点根据牛顿第二定律得
物块在传送带上一直加速，传送带滑动摩擦一直对物体做正功，F最小，根据动能定理得
解得
（3）因F< 1mg，传送带的滑动摩擦力先对物体做正功，后静摩擦力做负功，从A点到E点，根据动能定理得
传送带上加速过程
解得
从A点到D点
F（L1+L2+R）+ 1mg x1′-f静（L1-x1′）- 2mg L2-mg·R=0
解得
故传送带的运行速率应满足
或