河北省邯郸市2022届物理高一(下)期末考试模拟试题含解析

河北省邯郸市2022届物理高一(下)期末考试模拟试题
一、单项选择题：本题共6小题，每小题5分，共30分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的
1．(本题9分)一薄圆盘可绕通过圆盘中心且垂直于盘面的竖直轴OO′转动，如图所示。

在圆盘上放置一小木块，当圆盘匀速转动时，木块相对圆盘静止。

关于木块的受力情况，下列说法正确的是
A．木块受到圆盘对它的静摩擦力，方向与木块运动方向相反
B．木块受到圆盘对它的静摩擦力，方向指向圆盘中心
C．由于木块运动，所以受到滑动摩擦力
D．由于木块做匀速圆周运动，所以，除了受到重力、支持力、摩擦力外，还受向心力
2．从空中某一高度同时以大小相等的速度竖直上抛和水平抛出两个质量均为m的小球，忽略空气阻力．在小球从抛出到落至水平地面的过程中
A．动能变化量不同，动量变化量相同
B．动能变化量和动量变化量均相同
C．动能变化量相同,动量变化量不同
D．动能变化量和动量变化量均不同
3．(本题9分)在水平面上转弯的摩托车，如图所示，提供向心力是（）
A．重力和支持力的合力
B．静摩擦力
C．滑动摩擦力
D．重力、支持力、牵引力的合力
4．(本题9分)如图所示，用细线吊着一个质量为m的小球，使小球在水平面内做匀速圆周运动，则小球受到的向心力是（）
A．绳子的拉力B．重力、绳的拉力的合力
C．重力D．以上说法均不正确
5．(本题9分)在一斜面顶端，将两个小球分别以2v和v的速度沿同一方向水平抛出，两球都落在斜面上，A球落至斜面的速率是B球落至斜面的速率的( )
A．2倍B．4倍C．6倍D．8倍
6．(本题9分)某航天飞机在完成任务后，在A点从圆形轨道I进入椭圆轨道Ⅱ，B为轨道Ⅱ上的近地点，如图所示，关于航天飞机的运动，下列说法正确的是（）
A．在轨道Ⅱ上经过A点的速度小于在轨道I上经过A点的速度
B．在轨道Ⅱ上经过A点的加速度小于在轨道I上经过A点的加速度
C．在轨道Ⅱ上经过A点的速度可能大于第一宇宙速度
D．在轨道Ⅱ上运动的周期大于在轨道I上运动的周期
二、多项选择题：本题共6小题，每小题5分，共30分．在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求．全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分
7．(本题9分)“套圈圈”是许多人都喜爱的一种游戏. 如图所示，小孩和大人直立在界外同一位置，在同一竖直线上不同高度先后水平抛出小圆环，并恰好套中前方同一物体. 假设小圆环的运动可视为平抛运动，则
A．小孩抛出的圆环速度大小较小
B．两人抛出的圆环速度大小相等
C．小孩抛出的圆环运动时间较短
D．两人抛出的圆环，在相同时间内的速度变化量相同
8．(本题9分)如图所示，在光滑水平面上停放着质量为m、装有光滑弧形槽的小车，一质量也为m的小球以水平初速度v0沿槽口向小车滑去，到达某一高度后，小球又返回右端，则()
A ．小球以后将向右做平抛运动
B ．小球将做自由落体运动
C ．此过程小球对小车做的功为202
mv D ．小球在弧形槽内上升的最大高度为204g
ν 9． (本题9分)如图所示为赛车场的一个水平“U”形弯道，转弯处为圆心在O 点的半圆，内外半径分别为r 和2r 。

一辆质量为m 的赛车通过AB 线经弯道到达A B ''线，有如图所示的①、②、③三条路线,其中路线③是以O '为圆心的半圆,OO r '=，赛车沿圆弧路线行驶时，路面对轮胎的最大径向静摩擦力为max F 。

选择路线，赛车以不打滑的最大速率通过弯道(所选路线内赛车速率不变，发动机功率足够大),则( )
A ．选择路线①,赛车经过的路程最短
B ．选择路线②,赛车的速率最小
C ．选择路线③,赛车所用时间最短
D ．①、②、③三条路线的圆弧上,赛车的向心加速度大小相等
10．如图所示，点L 1和点L 2称为地月连线上的拉格朗日点．在L 1点处的物体可与月球同步绕地球转动．在L 2点处附近的飞行器无法保持静止平衡，但可在地球引力和月球引力共同作用下围绕L 2点绕行．我国中继星鹊桥就是绕L 2点转动的卫星，嫦娥四号在月球背面工作时所发出的信号通过鹊桥卫星传回地面，若鹊桥卫星与月球、地球两天体中心距离分别为R 1、R 2，信号传播速度为c ．则（ ）
A ．鹊桥卫星在地球上发射时的发射速度大于地球的逃逸速度
B ．处于L 1点的绕地球运转的卫星周期接近28天
C ．嫦娥四号发出信号到传回地面的时间为12R R t c
+= D ．处于L 1点绕地球运转的卫星其向心加速度a 1小于地球同步卫星的加速度a 2
11． (本题9分)科幻电影《流浪地球》中讲述了人类想方设法让地球脱离太阳系的故事.地球流浪途中在接近木星时被木星吸引,当地球快要撞击木星的危险时刻，点燃木星产生强大气流推开地球拯救了地球.若逃逸前，地球、木星沿各自的椭圆轨道绕太阳运行，且航天器在地球表面的重力为G 1，在木星表面的重力为G 2，地球与木星均可视为球体，其半径分别为R 1 、R 2，则下列说法正确的是（ ）
A ．地球逃逸前，其在相等时间内与太阳连线扫过的面积相等
B ．木星与地球的第一宇宙速度之比为
C ．地球与木星绕太阳公转周期之比的立方等于它们轨道半长轴之比的平方
D ．地球与木星的质量之比为
12． (本题9分)如图所示，沿水平方向放置的平行金属板a 和b ，分别与电源的正、负极相连，两板的中央沿竖直方向各有一个小孔，今有一个带正电的液滴，自小孔的正上方的P 点由静止自由落下，先后穿过两个小孔后的速度为v 1.若使a 板不动，若保持电键K 断开或闭合，b 板向上或向下平移一小段距离，相同的液滴仍然从P 点由静止自由落下，先后穿过两个小孔后的速度为v 2，在不计空气阻力的情况下，下列说法正确的是（ ）
A ．若电键K 保持闭合，向下移动b 板，则v 2>v 1
B ．若电键K 闭合一段时间后再断开，向下移动b 板，则v 2>v 1
C ．若电键K 保持闭合，无论向上或向下移动b 板，则v 2=v 1
D ．若电键K 闭合一段时间后再断开，无论向上或向下移动b 板，则v 2<v 1
三、实验题:共2小题，每题8分，共16分
13．为验证机械能守恒定律，选用了如图所示的实验装置，让重物带动纸带下落的过程中，打出了一条纸带，如图所示。

(1)利用纸带上的B、E两点来验证，需要直接测量的数据有：___________、___________、___________。

(2)为完成实验，除了电源、开关、导线和图中器材外，还必需的测量器材有___________
A．刻度尺B．秒表C．天平D．弹簧测力计
(3)下列哪些操作对减小实验误差有帮助___________
A．将铁架台由离地面0.8米的实验台放在离地面2米的高处
B．固定打点计时器时，使纸带限位孔的连线保持竖直
C．重物的质量应适当大些
D．图中夹子的质量尽量小
14．(本题9分)在“验证机械能守恒定律”的一次实验中，质量m＝1kg的重物自由下落，电火花打点计时器在纸带上打出一系列的点，如图所示（相邻记数点时间间隔为0.02s）．
（1）关于实验过程，下列说法正确的有___．
A．选用4〜6V交流电源
B．选择体积小，质量大的重物
C．为获得清晰的纸带，可以用双层纸带夹着墨粉盘进行实验
D．若先释放重物，后接通电源，打出的纸带无法进行实验验证
（2）打点计时器打下计数点B时，物体的速度v B＝_____m/s；（保留三位有效数字）
（3）从起点0到打下计数点B的过程中物体的重力势能减少量∆E P＝_____J，此过程中物体动能的增加量∆E k＝_____J，由此得到的实验结论是____（填“重物的机械能守恒”或“重物的机械能不守恒”）（g取9.8m/s2，所有计算保留三位有效数字）
四、解答题：本题共3题，每题8分，共24分
15．如图所示,两个小球A和B质量分别是m A＝2.0kg,m B＝1.6kg,球A静止在光滑水平面上的M点,球B在水平面上从远处沿两球的中心连线向着球A运动,假设两球相距L≤18m时存在着恒定的斥力F,L＞18m时无相互作用力.当两球相距最近时,它们间的距离为d＝2m,此时球B的速度是4m/s.求:
(1)球B的初速度大小;
(2)两球之间的斥力大小;
(3)两球从开始相互作用到相距最近时所经历的时间.
16．(本题9分)将带电荷量为1×10－8 C的电荷，从无限远处移到电场中的A点，要克服静电力做功2×10－6 J，问：
(1)电荷的电势能是增加还是减少？电荷在A点具有多少电势能？
(2)A点的电势是多少？
(3)若静电力可以把带电荷量为2×10－8 C的电荷从无限远处移到电场中的A点，说明电荷带正电还是带负电？静电力做了多少功？(取无限远处为电势零点)
17．(本题9分)如图所示，在倾角为θ = 37°的斜面的底端有一个固定挡板D，已知物块与斜面PO间的动摩擦因数μ＝0.50，斜面OD部分光滑，处于自然长度的轻质弹簧一端固定在D点，另一端在O点，PO 的长度L= 9.0m。

在P点有一质量为1kg的小物体A（可视为质点），现使A从静止开始下滑，g= 10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。

求：
⑴物体第一次接触弹簧时物体的速度的大小；
⑵若已知弹簧的最大压缩量为d=0.5m，求弹簧的最大弹性势能E p;
⑶物体与弹簧第一次接触后反弹，物体从O点沿斜面上升的最大距离x;
⑷物体与弹簧接触多少次后，物体从O点沿斜面上升的最大距离小于.
参考答案
一、单项选择题：本题共6小题，每小题5分，共30分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的
1．B
【解析】
【详解】
木块随圆盘在水平面内做匀速圆周运动，重力与支持力均在竖直方向，与半径方向垂直，所以圆盘对木块还有静摩擦力的作用，由静摩擦力或者讲是由重力、支持力、静摩擦力三个的合力提供向心力，所以静摩擦力的方向指向圆心。

ABC. 木块受到圆盘对它的静摩擦力，方向指向圆盘中心，与木块运动方向垂直，选项AC错误，B正确；
D. 木块做匀速圆周运动，所以受到重力、支持力和静摩擦力，其中静摩擦力提供向心力，选项D错误. 2．C
【解析】
【详解】
小球从抛出到落地过程中，只有重力做功，下落的高度相同，根据动能定理可得，两种情况下动能变化量相同；根据题意竖直上抛运动时间必平抛运动的时间长，根据p mgt ∆=可知动量变化量不同，C 正确． 3．B
【解析】
本题考查的是受力分析的问题．由图可知，在水平面上转弯的摩托车所受向心力是其与地面的静摩擦力提供的．答案选B ．
4．B
【解析】
【分析】
【详解】
小球只受重力和绳子的拉力两个力的作用，如图所示
向心力是重力和绳子的拉力沿水平方向上的合力，故B 正确，ACD 错误。

故选B 。

5．A
【解析】
【详解】
两小球都落在斜面上，有
2012
tan gt v t
θ= 解得
02tan v t g
θ= 则落在斜面上时的竖直分速度
02tan y v gt v θ==
根据平行四边形定则知
222220004tan y v v v v v θ=+=+两球的初速度之比为2：1，则落在斜面上的速度之比为2：1，故A 正确。

故选A 。

6．A
【解析】
【详解】
A.在轨道II 变轨到轨道I 时，需要在轨道II 上经过A 点时点火加速，故在轨道Ⅱ上经过A 点的速度小于在轨道I 上经过A 点的速度，A 正确；
B.在两个轨道上经过A 点时，轨道半径相同，根据22Mm GM G
ma a r r
=⇒=可得在两个轨道上经过A 点时的加速度相等，B 错误；
C.第一宇宙速度是近地轨道上的环绕速度，为卫星的最大环绕速度，所以经过A 点时的速度小于第一宇宙速度，C 错误；
D.由于在轨道I 上运行的半长轴大于在轨道II 上的半长轴，根据3
2r k T
=可知在轨道I 上的周期大于在轨道II 上的周期，D 错误．
二、多项选择题：本题共6小题，每小题5分，共30分．在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求．全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分
7．CD
【解析】
【详解】
AB.水平方向位移知，大人抛环的速度小；故A 错误，B 错误.
C.设抛出的圈圈做平抛运动的初速度为v ，高度为h ，则下落的时间为，平抛运动的物体飞行时间由高度决定，小孩抛出的圆环运动时间较短；故C 正确.
D.在相同时间内的速度变化量：△v=g △t ，与初速度无关，所以两个人抛出的圆环，在相同时间内的速度变化量相同；故D 正确.
8．BCD
【解析】
【分析】
小球和小车组成的系统在水平方向上动量守恒，当小球上升的最高点时，竖直方向上的速度为零，水平方向上与小车具有相同的速度，结合动量守恒和能量守恒求出上升的最大高度．根据动量守恒定律和能量守恒求出小球返回右端时的速度，从而得出小球的运动规律，根据动能定理得出小球对小车做功的大小．
【详解】
AB ．设小球离开小车时，小球的速度为v 1，小车的速度为v 2，整个过程中动量守恒，得：
012mv mv mv =+①，由动能守恒得2220121
11 222
mv mv mv =+②，联立①②得1200v v v ==，，即小球与小车分离后二者交换
速度；所以小球与小车分离后做自由落体运动，A 错误B 正确；
C ．对小车运用动能定理得，小球对小车做功220011022
W mv mv =-=，C 正确； D ．当小球与小车的水平速度相等时，小球弧形槽上升到最大高度，设该高度为h ，则0
2mv mv =③，22011222
mv mv mgh =⋅+④，联立③④解得204v h g =，D 正确． 9．ACD
【解析】
试题分析：选择路线①，经历的路程s 1=2r+πr ，选择路线②，经历的路程s 2=2πr+2r ，选择路线③，经历
的路程s 3=2πr ，可知选择路线①，赛车经过的路程最短，故A 正确．根据2
max v F m r
＝得，v ，
选择路线①，轨道半径最小，则速率最小，故B 错误．根据v 知，通过①、②、③三条路线
的最大速率之比为根据s t v
=，由三段路程可知，选择路线③，赛车所用时间最短，故C 正确．根
据2
v a r
＝知，因为最大速率之比为1：2：2，则三条路线上，赛车的向心加速度大小相等．故D 正确．故选ACD 。

考点：圆周运动；牛顿第二定律
10．BD
【解析】
【详解】
A.逃逸速度是卫星脱离地球的引力的第二宇宙速度，“鹊桥”的发射速度应小于逃逸速度，故A 错误；
B.根据题意知中继星“鹊桥”绕地球转动的周期与月球绕地球转动的周期相同，故B 正确；
C.鹊桥卫星与月球、地球两天体中心距离分别为R 1、R 2，到地表的距离要小一些，则嫦娥四号发出信号到传回地面的时间为t 要小于12R R c
+，故C 错误； D 、由a=rω可知处于L 1点绕地球运转的卫星其向心加速度a 1小于月球的向心加速度，由2GM a r =
可知月球的向心加速度小于同步卫星的向心加速度，则卫星其向心加速度a 1小于地球同步卫星的加速度a 2，故D 正确.
11．AD
【解析】
【详解】
A.由开普勒第二定律可知对每一个行星而言，行星与太阳的连线在相同时间内扫过的面积相等，所以地球逃逸前，其在相等时间内与太阳连线扫过的面积相等，故选项A 正确；
B.根据重力提供向心力得,解得地球上的第一宇宙速度,同理得木星上的第一宇宙速度为,故木星与地球的第一宇宙速度之比，故选项B 错误；
C.根据开普勒第三定律得，故，即地球与木星绕太阳公转周期之比的平方等于它们轨道半长轴之比的三次方，故选项C 错误；
D.根据重力与万有引力相等，根据解得，可得地球的质量为地，木星质量为木，故地球与木星的质量之比为，故选项D 正确。

12．BC
【解析】
【详解】
由于两极板接在电源两端，若S 保持闭合，无论向上还是向下移动b 板时，两板间的电压不变，故电场力做功不变，高度也不变，故重力做功不变，故总功不变，由动能定理可得，则21v v =，A 错误；C 正确；若电键S 闭合一段时间后再断开，两极板所带电荷量不变，向上移动b 板，两板间电势差增大，重力做功不变，克服电场力做功增加，由动能定理可知，液滴速度变小，即21v v <；如果向下移动b 板，两板间电势差减小，重力做功不变，克服电场力做功变小，由动能定理可知，小球速度变大，即21v v >，B 正确；D 错误；故选BC ．
【点睛】
带正电的液滴在下落过程中受到竖直向下的重力，竖直向上的电场力作用，重力做正功，电场力做负功；由动能定理判断带电液滴速度大小关系．
三、实验题:共2小题，每题8分，共16分
13．（1）AC 间距 DF 间距 BE 间距 （2）A （或刻度尺） （3）BC
【解析】
【详解】
第一空.第二空.第三空.根据实验原理可知，若用B 、E 两点来验证，则需要测B 、E 两点间的距离及B 、E 两点对应的重物体的速度，根据速度的测量的方法是：用平均速度等于中间时刻的速度来进行测量的，所以可知直接测量的数据有：AC 间的距离，DF 间的距离，BE 间的距离；
第四空.A ．由于要测量纸带上计数点间的距离，所以需要用到刻度尺，故A 正确；
B ．打点计时器可以记录重物下落的时间，所以不需要秒表，故B 错误；
C ．根据22211122mv mv mgh -＝可知，在不需要求出动能的增加量与重力势能的减少量的具体数据时，可以不测质量，故C 错误；
D ．本实验不需要测量力的大小，所以不需要弹簧测力计，故D 错误。

故选A ；
第五空.A ．只要保证有足够的距离使纸带打出数量足够的点，不要求将铁架台由离地面0.8米的实验台放在离地面2米的高处，故A 错误；
B ．为减小纸带与打点计时器间的摩擦力，固定打点计时器时，应该使纸带限位孔的连线保持竖直，故B 正确；
C ．为减小重物在下落过程中所受的空气阻力大小，重物的质量应适当大些，体积适当的小一些，故C 正确；
D ．图中夹子的质量应该大一些，故D 错误。

故选BC 。

14． (1)BC(2)1.55m/s(3)1.22J1.20J 重物的机械能守恒
【解析】
（1）电火花打点计时器使用的是220V 的交流电源，A 错误；为了减小实验过程中的空气阻力，应使用体积小，质量大的重物体，B 正确；为获得清晰的纸带，可以用双层纸带夹着墨粉盘进行实验，C 正确；若先释放重物，后接通电源，则纸带上打出的点比较少，获得的数据较小，误差较大，但不是无法验证实验，D 错误；
（2）根据匀变速直线运动的中间时刻速度推论可得
（3）减小的重力势能为，增加的动能为
，在误差允许的范围内，重物的机械能守恒
四、解答题：本题共3题，每题8分，共24分
15． (1) 09B m v s
= ；(2) 2.25F N =；(3) 3.56t s = 【解析】试题分析：（1）当两球速度相等时，两球相距最近，根据动量守恒定律求出B 球的初速度；（2）在两球相距L ＞18m 时无相互作用力，B 球做匀速直线运动，两球相距L≤18m 时存在着恒定斥力F ，B 球做匀减速运动，由动能定理可得相互作用力
（3）根据动量定理得到两球从开始相互作用到相距最近时所经历的时间．
（1）设两球之间的斥力大小是F ，两球从开始相互作用到两球相距最近时所经历的时间是t 。

当两球相距最近时球B 的速度4B m v s =，此时球A 的速度A v 与球B 的速度大小相等， 4A B m v v s
==,由动量守恒定律可()0B B A B m v m m v =+得： 09B m v s
=;
(2)两球从开始相互作用到它们之间距离最近时，它们之间的相对位移Δx=L -d ，由功能关系可得： ()'2221122B B A A B B F X m v m v m v ∆=-+ 得：F=2.25N (3)根据动量定理，对A 球有0A Ft mv =-,得 3.56t s =
点晴：本题综合考查了动量定理、动量守恒定律和能量守恒定律，综合性较强．知道速度相等时，两球相距最近，以及知道恒力与与相对位移的乘积等于系统动能的损失是解决本题的关键． 16．（1）增加，60.210J -⨯ （2）200V ）（3）带负电，6410J -⨯
【解析】
（1）电荷从无限远处移到电场中的A 点，要克服静电力做功2×10-6J ，电荷的电势能增加；
无限远处电势能为零，则电荷在A 点具有2×10-6J 的电势能，
（2）A 点的电势为6
8
210200110PA A E V V q ϕ--⨯=⨯＝＝； （3）若静电力可以把带电荷量为2×10-8C 的电荷从无限远处移到电场中的A 点，静电力做正功，所以该电荷带负电；
电荷量为2×10-8 C 的电荷从无限远处移到电场中的A 点时，无限远与A 点间的电势差不变，则静电力做正功，为W=q′U ∞A =-2×10-8×（0-200）J=4×10-6J
点睛：本题关键明确电场力做的功等于电势能的减小量，同时结合电势的定义式和电场力做功与电势差关系公式列式求解．
17． (1)
(2) (3) (4)4次
【解析】
【分析】
(1)对PO 运动过程应用动能定理即可求解；
(2)对O 到弹簧最大压缩量的运动过程应用动能定理即可求解；
(3)对物块从O 上滑的过程应用动能定理求解；
(4)根据动能定理求得物块上升高度和在O 点速度的关系，及相邻两次到达O 点速度的关系，然后根据运动过程求解。

【详解】
(1)物体在PO 过程中受到竖直向下的重力、垂直斜面向上的弹力、和沿斜面向上的摩擦力，此过程应用动能定理得： 所以，物体第一次接触弹簧时物体的速度的大小为：
(2)物体由O 到将弹簧压缩至最短的过程中，只有重力、弹簧弹力做功，故由动能定理可得弹簧的最大弹
性势能为：
(3)物块第一次从O点到将弹簧压缩最短再到弹回至最高点过程中，
应用动能定理得：
解得：
(4)当物体在O点速度为v′时，由(3)可知，根据动能定理，物体上升的最大距离为：；由动能定理可得物体再次到达O点的速度v″有：
解得：
故物体每经过一次O点，上升的最大距离为上一次的；
所以，物体第一次返回时沿斜面上升的最大距离为：
则第n次上升的最大距离为：
因为，所以n≥4，即物体与弹簧接触4次后，物体从O点沿斜面上升的最大距离小于.
【点睛】
经典力学问题一般先对物体进行受力分析，求得合外力及运动过程做功情况，然后根据牛顿定律、动能定理及几何关系求解。