山西省大同市平城區(qū)第一中學(xué)2022-2023學(xué)年物理高一下期末考試試題含解析

2022-2023學(xué)年高一下物理期末模擬試卷注意事項：1．答題前，考生先將自己的姓名、準考證號填寫清楚，將條形碼準確粘貼在考生信息條形碼粘貼區(qū)。2．選擇題必須使用2B鉛筆填涂；非選擇題必須使用0．5毫米黑色字跡的簽字筆書寫，字體工整、筆跡清楚。3．請按照題號順序在各題目的答題區(qū)域內(nèi)作答，超出答題區(qū)域書寫的答案無效；在草稿紙、試題卷上答題無效。4．保持卡面清潔，不要折疊，不要弄破、弄皺，不準使用涂改液、修正帶、刮紙刀。一、選擇題（本題共12小題，每小題5分，共60分，在每小題給出的四個選項中，有的小題只有一個選項正確，有的小題有多個選項正確.全部選對的得5分，選不全的得3分，有選錯的或不答的得0分）1、(本題9分)汽車以恒定功率P由靜止開始在水平路面上啟動，其所受阻力大小恒為f，經(jīng)過時間t，汽車的運動速度v1剛好滿足P=fv1，在此過程中，（）A．汽車做勻加速直線運動B．汽車牽引力做功為C．汽車牽引力做功為PtD．汽車最終做勻速運動時的速度大于v12、(本題9分)關(guān)于兩物體之間的彈力和摩擦力的關(guān)系，下列說法正確的是()A．一個物體靜止在另外一個物體的表面上，它們之間一定不存在靜摩擦力作用B．一個物體靜止在另外一個物體的表面上，它們之間可能存在靜摩擦力作用C．兩物體間的靜摩擦力消失時，彈力一定也同時消失D．當兩物體間的彈力消失時，摩擦力仍可存在一段時間3、如圖所示，長為R的輕桿一端固定一質(zhì)量為m的小球，另一端與光滑水平轉(zhuǎn)軸O相連，現(xiàn)給小球一個初速度，使它在豎直面內(nèi)做圓周運動，已知小球在最高點的速度大小為v，重力加速度為g。下列說法正確的是A．小球在最高點的速度v最小為gRB．小球在最高點對輕桿的作用力方向一定豎直向上C．小球在最高點時對輕桿的作用力大小可能等于mgD．小球在最高點的速度v越大，輕桿對小球的作用力越大4、(本題9分)如圖所示，將質(zhì)量為m的石塊從距地面h高處斜向上方拋出，石塊拋出時的速度大小為v0，不計空氣阻力，石塊落地時的動能為A．mgh B．C． D．5、(本題9分)在室內(nèi)自行車比賽中，運動員以速度v在傾角為θ的賽道上做勻速圓周運動。已知運動員的質(zhì)量為m，做圓周運動的半徑為R，重力加速度為g，則下列說法正確的是A．運動員做圓周運動的角速度為vRB．如果運動員減速，運動員將做離心運動C．運動員做勻速圓周運動的向心力大小是mD．將運動員和自行車看做一個整體，則整體受重力、支持力、摩擦力和向心力的作用6、(本題9分)如圖所示，一輕質(zhì)彈簧，兩端連著物體A和B放在光滑水平面上，如果物體A被水平速度為v0的子彈射中并嵌在物體A中，已知物體A的質(zhì)量為物體B的質(zhì)量的，子彈的質(zhì)量是物體B質(zhì)量的．彈簧被壓縮到最短時物體B的速度為（）A． B． C． D．7、小船在靜水中的航速為2m/s，河水的流速為1.5m/s。若小船渡河的最短時間為100s。下列說法正確的是A．河的寬度為200mB．當小船以最短時間渡河時，小船到達對岸的位置與出發(fā)點間的距離為250mC．小船船頭方向與河岸成某一角度進行渡河時，船的實際速度可以達到3.5m/sD．小船船頭方向與河岸成30°角渡河時，渡河的時間為200s8、2017年，人類第一次直接探測到來自雙中子星合并的引力波．根據(jù)科學(xué)家們復(fù)原的過程，在兩顆中子星合并前約100s時，它們相距約400km，繞二者連線上的某點每秒轉(zhuǎn)動12圈，將兩顆中子星都看作是質(zhì)量均勻分布的球體，由這些數(shù)據(jù)、萬有引力常量并利用牛頓力學(xué)知識，可以估算出這一時刻兩顆中子星（）A．質(zhì)量之積B．質(zhì)量之和C．速率之和D．各自的自轉(zhuǎn)角速度9、如圖所示，一輕繩通過小定滑輪O與小球B連接，另一端與套在豎直桿上的小物塊A連接，桿固定且足夠長。開始時用手握住B使A靜止在P點，細線伸直?，F(xiàn)釋放B，A向上運動，過Q點時細線與豎直桿成60°角，R點位置與O等高。(不計一切摩擦，B球未落地)則A．物塊A過Q點時，A、B兩物體的速度關(guān)系為vA=2vBB．物塊A由P上升至R的過程中，物塊A的機械能增加量等于小球B的機械能減少量C．物塊A由P上升至R的過程中，細線對小球B的拉力總小于小球B的重力D．物塊A由P上升至R的過程中，小球B所受重力的瞬時功率先增大后減小10、(本題9分)已知地球半徑為R，地心與月球中心之間的距離為r，地球中心和太陽中心之間的距離為s．月球公轉(zhuǎn)周期為T1，地球自轉(zhuǎn)周期為T2，地球公轉(zhuǎn)周期為T3，近地衛(wèi)星的運行周期為T4，萬有引力常量為G，由以上條件可知正確的選項是()A．月球公轉(zhuǎn)運動的加速度為B．地球的密度為C．地球的密度為D．太陽的質(zhì)量為11、質(zhì)量為1500kg的汽車在平直的公路上運動，v-t圖象如圖所示．由此可求()A．前25s內(nèi)汽車的平均速度B．前10s內(nèi)汽車的加速度C．前10s內(nèi)汽車所受的阻力D．15～25s內(nèi)合外力對汽車所做的功12、(本題9分)如圖所示，一物體從距水平地面一定高度某處，沿水平方向拋出，不計空氣阻力，下列對物體運動情況的描述，正確的是（）A．在豎直方向上，物體做勻速直線運動B．在豎直方向上，物體做自由落體運動C．在水平方向上，物體做勻加速直線運動D．在水平方向上，物體做勻速直線運動二．填空題(每小題6分，共18分)13、人造地球衛(wèi)星A和B的質(zhì)量之比為1∶2，軌道半徑之比為2∶1，它們受到地球的引力之比為______，它們運行的線速度之比為____，它們運行的周期之比為______。14、(本題9分)18世紀，數(shù)學(xué)家莫佩爾蒂，哲學(xué)家伏爾泰曾經(jīng)設(shè)想“穿透”地球；假設(shè)能夠沿著地球兩極連線開鑿一條沿著地軸的隧道貫穿地球，一個人可以從北極入口由靜止自由落入隧道中，忽略一切阻力，此人可以從南極出口飛出，(已知此人的質(zhì)量m＝50kg；地球表面處重力加速度g取10m/s2；地球半徑R＝6.4×106m；假設(shè)地球可視為質(zhì)量分布均勻的球體．均勻球殼對殼內(nèi)任一點的質(zhì)點合引力為零)則以下說法正確的是A．人與地球構(gòu)成的系統(tǒng)，由于重力發(fā)生變化，故機械能不守恒B．人在下落過程中，受到的萬有引力與到地心的距離成正比C．人從北極開始下落，到剛好經(jīng)過地心的過程，萬有引力對人做功W＝3.2×109JD．當人下落經(jīng)過距地心R瞬間，人的瞬時速度大小為×103m/s15、(本題9分)一個人造天體飛臨某個行星，并進入行星表面的圓軌道，已經(jīng)測出該天體環(huán)繞行星一周所用的時間為T，那么這顆行星的密度是__________。三．計算題(22分)16、（12分）“場”是除實物以外物質(zhì)存在的另一種形式，是物質(zhì)的一種形態(tài)．可以從力的角度和能量的角度來描述場．反映場力性質(zhì)的物理量是場強．（1）真空中一個孤立的點電荷，電荷量為+Q，靜電力常量為k，推導(dǎo)距離點電荷r處的電場強度E的表達式．（2）地球周圍存在引力場，假設(shè)地球是一個密度均勻的球體，質(zhì)量為M，半徑為R，引力常量為G．a(chǎn)．請參考電場強度的定義，推導(dǎo)距離地心r處（其中r≥R）的引力場強度E引的表達式．b．理論上已經(jīng)證明：質(zhì)量分布均勻的球殼對殼內(nèi)物體的引力為零．推導(dǎo)距離地心r處（其中r＜R）的引力場強度E引的表達式．17、（10分）(本題9分)如圖所示，彈簧的一端固定,另一端連接一個物塊，彈簧質(zhì)量不計．物塊（可視為質(zhì)點）的質(zhì)量為m，在水平桌面上沿x軸運動，與桌面間的動摩擦因數(shù)為μ．以彈簧原長時物塊的位置為坐標原點O，當彈簧的伸長量為x時，物塊所受彈簧彈力大小為F=kx，k為常量．(1)有甲乙兩位同學(xué)畫出了F隨x變化的示意圖，你認為哪位同學(xué)的圖像更有道理？論述之；(2)根據(jù)選擇的F-x圖像求物塊沿x軸從O點運動到位置x的過程中彈力所做的功；(3)物塊由x1處向右運動到x3處，然后由x3處返回到x2處，在這個過程中，求彈力所做的功；滑動摩擦力所做的功；比較兩種力做功的特點有何不同．

參考答案一、選擇題（本題共12小題，每小題5分，共60分，在每小題給出的四個選項中，有的小題只有一個選項正確，有的小題有多個選項正確.全部選對的得5分，選不全的得3分，有選錯的或不答的得0分）1、C【解析】試題分析:A、由于功率不變，根據(jù)P=Fv可知隨著汽車速度的增加，汽車的牽引力減小，此過程汽車做加速度減小的加速運動，故A錯誤；根據(jù)動能定理得：，阻力做負功，所以汽車牽引力做功大于，故B錯誤；由于汽車功率不變，所以汽車牽引力做功W=Pt，故C正確；當牽引力減小到等于阻力時，加速度等于零，速度達到最大值，，此后以速度v1做勻速運動，故D正確．考點：機車起動問題2、B【解析】

A、B、靜摩擦力的產(chǎn)生條件是同時具備接觸面間有彈力、接觸面粗糙、物體間存在相對運動趨勢時，才會有靜摩擦力，故A錯誤，B正確；C、D、有摩擦力一定有彈力，但是有彈力不一定有摩擦力，故C、D錯誤．故選B．【點睛】對于彈力和摩擦力之間的關(guān)系，要根據(jù)它們產(chǎn)生的條件、方向特點進行分析．結(jié)論是：有彈力不一定有摩擦力，而有摩擦力一定有彈力．3、C【解析】

A.細桿拉著小球在豎直平面內(nèi)做圓周運動，在最高點時，由于桿能支撐小球，所以v的最小值為1．故A項不符合題意；BCD.根據(jù)向心力公式Fn=mv2R知，vmg-F=mv可知，v增大，F(xiàn)減小，當v>gRmg+F=mv此時桿對小球的作用力大小可能等于mg，根據(jù)牛頓第三定律可知，小球?qū)U的作用力大小可能等于mg，v增大，F(xiàn)增大。因此v由零逐漸增大，桿對小球的彈力先減小后增大，故BD不符合題意，C符合題意。4、D【解析】

根據(jù)動能定理求出石塊落地時的動能大小，或者用機械能守恒定律列式求解.【詳解】根據(jù)動能定理得，mgh=mv2?mv1，解得石塊落地時的動能Ek＝mv2＝mgh+mv1．故D正確，ABC錯誤。故選D?！军c睛】運用動能定理解題首先要確定研究對象和研究過程，分析有哪些力做功，根據(jù)動能定理列出表達式進行求解．5、C【解析】

A.運動員做圓周運動的角速度為，選項A錯誤；B.如果運動員加速，運動員將做離心運動，選項B錯誤；C.運動員做勻速圓周運動的向心力大小是m，選項C正確；D.將運動員和自行車看做一個整體，則整體受重力、支持力、摩擦力的作用，三個力的合力充當向心力，選項D錯誤.6、B【解析】對子彈、滑塊A、B和彈簧組成的系統(tǒng)，A、B速度相等時彈簧被壓縮到最短．

設(shè)B的質(zhì)量為m，根據(jù)動量守恒定律可得：由此解得：，故選項B正確，選項ACD錯誤．點睛：本題考查了動量守恒綜合問題，解答這類問題的關(guān)鍵是弄清運動過程，正確選擇狀態(tài)，然后根據(jù)動量守恒列方程求解．7、ABD【解析】

A.當靜水速的方向與河岸垂直時，渡河時間最短，，那么河寬d=vct=2×100m=200m，故A正確；B.當小船以最短時間渡河時，小船沿著水流方向的距離為s=vst=1.5×100=150m，那么到達對岸的位置與出發(fā)點間的距離；故B正確.C.船在靜水中的航速為2m/s，河水的流速為1.5m/s，那么當小船船頭方向與河岸成某一角度進行渡河時，船的實際速度最大值不大于3.5m/s，故C錯誤；D.當船船頭方向與河岸成30°角渡河時，船渡河的時間：；故D正確.8、BC【解析】本題考查天體運動、萬有引力定律、牛頓運動定律及其相關(guān)的知識點．雙中子星做勻速圓周運動的頻率f=12Hz（周期T=1/12s），由萬有引力等于向心力，可得，G=m1r1（2πf）2，G=m2r2（2πf）2，r1+r2=r=40km，聯(lián)立解得：（m1+m2）=（2πf）2Gr3，選項B正確A錯誤；由v1=ωr1=2πfr1，v2=ωr2=2πfr2，聯(lián)立解得：v1+v2=2πfr，選項C正確；不能得出各自自轉(zhuǎn)的角速度，選項D錯誤．【點睛】此題以最新科學(xué)發(fā)現(xiàn)為情景，考查天體運動、萬有引力定律等．9、ABD【解析】

A.物塊A過Q點時，將物塊A的速度分解為沿繩子方向和垂直于繩子的方向，沿繩子方向的分速度等于B的速度，即vB=vAcos60°，得vA=2vB；故A正確.B.物塊A由P上升至R的過程中，對于A、B組成的系統(tǒng)，由于只有重力做功，所以系統(tǒng)的機械能守恒，則物塊A的機械能增加量等于小球B的機械能減少量；故B正確.C.物塊A由P上升至R的過程中，小球B的速度先增大后減小，物塊上升至R時B球的速度為零，則小球B的加速度先向上后向下，先處于超重狀態(tài)后處于失重狀態(tài)，則細線對小球B的拉力先大于小球B的重力，后小于小球B的重力；故C錯誤.D.物塊A由P上升至R的過程中，小球B的速度先增大后減小，由P=mgv知小球B所受重力的瞬時功率先增大后減??；故D正確.10、ACD【解析】

A．月球向心加速度為：，故A正確；BC．對地球的近地衛(wèi)星：以及M1＝πR3ρ，聯(lián)立解得：，故C正確，B錯誤；D．研究地球繞太陽圓周運動，利用萬有引力提供向心力得：，解得：，故D正確；故選ACD。11、ABD【解析】試題分析：觀察速度時間圖像，V-t圖像和時間軸圍成面積代表位移，斜率代表加速度a，觀察圖像可知，前10s斜率即加速度,答案B對．根據(jù)牛頓第二定律，牽引力未知因此無法求出阻力，C錯．前25s圖像和時間軸圍成的面積可以分成前10s三角形和中間5s矩形及后10s梯形都可以計算出面積，也就可以知道前25s位移，除以時間即可算出平均速度，A對．根據(jù)動能定理，合外力做功等于動能變化量，15～25s的初速度和末速度都知道而且題目告訴有質(zhì)量，答案D對．考點：速度時間圖像動能定理12、BD【解析】

根據(jù)物體在水平方向和豎直方向上的受力，判斷物體在水平方向和豎直方向上的運動規(guī)律?！驹斀狻课矬w在水平方向上不受力，有初速度，根據(jù)牛頓第一定律知，物體在水平方向上做勻速直線運動；物體在豎直方向上初速度為零，僅受重力，做自由落體運動，故BD正確，AC錯誤。故選：BD。【點睛】解決本題的關(guān)鍵知道平拋運動在水平方向上做勻速直線運動，在豎直方向上做自由落體運動。二．填空題(每小題6分，共18分)13、1:8【解析】

[1].由萬有引力公式可得，，因此[2].由萬有引力提供圓周運動的向心力有，，因此[3].由萬有引力提供圓周運動的向心力有，，因此14、BD【解析】

人下落過程只有重力做功，重力做功效果為重力勢能轉(zhuǎn)變?yōu)閯幽?，故機械能守恒，故A錯誤；設(shè)人到地心的距離為r，地球密度為，由萬有引力定律可得：人在下落過程中受到的萬有引力，故萬有引力與到地心的距離成正比，故B正確；由萬有引力可得：人下落到地心的過程重力做功，故C錯誤；由萬有引力可得：人下落到距地心的過程重力做功，設(shè)地球質(zhì)量為M，則有：，又有地球表面物體重力等于萬有引力，則有：，故，則重力做功為，由動能定理可得：，所以，當人下落經(jīng)過距地心瞬間，人的瞬時速度，故D正確；故選BD．【點睛】根據(jù)萬有引力定律及球體體積公式求得不同半徑處的萬有引力表達式，進而得到萬有引力做的功，再由動能定理求得人的速度；最后根據(jù)能量守恒