2022届中山市名校高一(下)物理期末达标测试模拟试题含解析

2022届中山市名校高一(下)物理期末达标测试模拟试题
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．如图所示，质量为m的小物块，沿半径为R的半圆形轨道滑下，当小物块通过最低点B时速度大小为v,则此时物块对轨道的压力大小为( )
A．mg+m
2
v
R
B．mg-m
2
v
R
C．mg D．m
2
v
R
2．(本题9分)小船在400米宽的河中横渡,河水流速是2 m/s,船在静水中的航速是4 m/s,要使船航程最短,则船头的指向和渡河的时间t分别为()
A．船头应垂直指向对岸,t=100s
B．船头应与上游河岸成60°角,t=100s
C．船头应与上游河岸成60°角，
2003
D．船头应与上游河岸成30°角，t=
3 3
s
3．(本题9分)两个大小和材质完全相同的金属小球a、b，带电荷量分别为+5q和﹣q，两小球接触后分开，下列关于小球带电荷量的说法，正确的是（）
A．小球a带电荷量为+3q，小球b带电荷量为+3q
B．小球a带电荷量为+3q，小球b带电荷量为﹣3q
C．小球a带电荷量为+2q，小球b带电荷量为+2q
D．小球a带电荷量为+2q，小球b带电荷量为﹣2q
4．(本题9分)下列关于向心力的论述中，正确的是（）
A．物体做圆周运动后，过一段时间后就会受到向心力
B．向心力与重力、弹力、摩擦力一样是一种特定的力，它只有物体做圆周运动时才产生
C．向心力既可能改变物体运动的方向，又可能改变物体运动的快慢
D．向心力可以是重力、弹力、摩擦力等力中某一种力，也可以是这些力中某几个力的合力
5．(本题9分)如图所示，一个凹形桥模拟器固定在水平地面上，其凹形轨道是半径为0.4m的半圆，且在半圆最低点装有一个压力传感器（图中未画出）。

一质量为0.4kg的玩具小车经过凹形轨道最低点时，传感器的示数为8N，则此时小车的速度大小为（取g=10m/s2）
A ．2m/s
B ．4m/s
C ．8m/s
D ．16m/s
6． (本题9分)自行车的大齿轮．小齿轮．后轮是相互关联的三个转动部分，如图所示．在自行车行驶过程中（ ）
A ．大齿轮边缘点比小齿轮边缘点的线速度大
B ．后轮边缘点比小齿轮边缘点的角速度大
C ．后轮边缘点与小齿轮边缘点的向心加速度与它们的半径成正比
D ．大齿轮边缘点与小齿轮边缘点的向心加速度与它们的半径成正比
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)一半径为R 的球形行星绕其自转轴匀速转动，若质量为m 的物体在该星球两极时的重力为G 0，在赤道上的重力为
2
G ，则（ ） A ．该星球自转的角速度大小为
2G mR
B ．环绕该星球表面做匀速圆周运动的卫星的速率为
02G R
m C ．环绕该星球表面做匀速圆周运动的卫星的速率为
0G R
m
D ．放置于此星球表面纬度为60°处的物体，向心加速度大小为
4G m
8．直流电路如图所示，在滑动变阻器的滑片P 向右移动时，电源的（ ）
A ．总功率一定减小
B ．效率一定增大
C ．内部损耗功率一定减小
D ．输出功率一定先增大后减小
9． (本题9分)如图所示，质量为m 的滑块在水平面上以速度v 撞上劲度系数为k 的轻质弹簧，当滑块将弹簧压缩了0x 时速度减小到零，然后弹簧又将滑块向右推开．已知滑块与水平面间的动摩擦因素为 ，
整个过程弹簧未超过弹性限度且二者未栓接，则下列判断正确的是（）
A．滑块向右运动过程中,滑块机械能一直减小
B．滑块与弹簧接触过程中,滑块的机械能先减小后增大
C．滑块与弹簧接触过程中,滑块与弹簧组成的系统机械能一直减小
D．滑块最终停在距离弹簧右端的右边处
3
2
2
v
x
g
μ
-处
10．(本题9分)如图所示，甲乙两车在水平地面上匀速过圆弧形弯道（从1位置至2位置），已知两车速率相等，下列说法正确的是（）
A．甲乙两车过弯道的时间可能相同
B．甲乙两车角速度一定不同
C．甲乙两车向心加速度大小一定不同
D．甲乙两车向心力大小可能相同
11．(本题9分)图中实线是一簇竖直的未标明方向的匀强电场的电场线，虚线是一带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹，a b
、是轨迹上的两点.若带电粒子在运动中只受电场力作用，且在a点速度垂直于电场线，则根据此图可知（）
A．带电粒子带正电
B．带电粒子在a b
、两点的受力方向竖直向下
C．带电粒子在a点的水平速度等于在b点的水平速度
D．带电粒子在a点的速度小于在b点的速度
12．如图所示电路中，电源内阻不可忽略，电压表可以看作是理想表.当开关K闭合后，将滑动变阻器的触头由右端向左端移动时，下列说法正确的是
A．电灯L1变暗、L2变亮
B．电灯L1变亮、L2变暗
C．电压表示数变大
D．电源的内阻消耗的功率变大
三、实验题:共2小题，每题8分，共16分
13．(本题9分)某学习小组做探究“合力的功和物体速度变化的关系”的实验如图1，图中小车是在一条橡皮筋作用下弹出，沿木板滑行，这时，橡皮筋对小车做的功记为W．当用2条、3条…完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次…实验时，使每次实验中橡皮筋伸长的长度都保持一致．每次实验中小车获得的速度由打点计时器所打的纸带测出．
（1）除了图中已有的实验器材外，还需要导线、开关、_____（填测量工具）和_____（填“交流”或“直流”）电源；
（2）实验中，小车会受到摩擦阻力的作用，可以使木板适当倾斜来平衡掉摩擦阻力，则下面操作正确的是_____
A．放开小车，能够自由下滑即可
B．放开小车，能够匀速下滑即可
C．放开拖着纸带的小车，能够自由下滑即可
D．放开拖着纸带的小车，能够匀速下滑即可
（3）若木板水平放置，小车在两条橡皮筋作用下运动，当小车速度最大时，关于橡皮筋所处的状态与小车所在的位置，下列说法正确的是_____
A．橡皮筋处于原长状态B．橡皮筋仍处于伸长状态
C．小车在两个铁钉的连线处D．小车已过两个铁钉的连线
（4）在正确操作情况下，打在纸带上的点，并不都是均匀的，为了测量小车获得的速度，应选用纸带的_____部分进行测量（根据下面所示的纸带回答）．
14．(本题9分)如图甲所示，已知当地的重力加速度为g，将打点计时器固定在铁架台上，用重物带动纸带从静止开始自由下落，利用此装置做“验证机械能守恒定律”实验。

（1）已准备的器材有打点计时器（带导线）、纸带、复写纸、铁架台和带夹子的重物，此外还必需要的器材是______和____
A．直流电源B．交流电源C．天平及砝码D．毫米刻度尺
（2）实验中需要测量重物由静止开始自由下落到某点时的瞬时速度v和下落高度h。

某同学对实验得到的纸带，设计了以下四种测量方案，这些方案中合理的是________
A．用刻度尺测出物体下落高度h，由打点间隔数算出下落时间t，通过v=gt计算出瞬时速度v
B．用刻度尺测出物体下落的高度h，并通过计算出瞬时速度v
C．根据做匀变速直线运动时，纸带上某点的瞬时速度等于这点前后相邻两点间的平均速度，测算出瞬时速度v，并通过计算得出高度h
D．用刻度尺测出物体下落的高度h，根据做匀变速直线运动时，纸带上某点的瞬时速度等于这点前后相邻两点间的平均速度，测算出瞬时速度v
（3）如图乙是用重物由静止开始做自由落体运动到各点时的瞬时速度v和下落高度h而绘制出的v2-h 图线。

图象是一条直线，此直线斜率的物理含义是________.
（4）若已知重物质量为m，利用由静止开始自由下落到某点时的瞬时速度v和下落高度h的实验数据，计算出从起始点到该点的过程中，重物重力势能的减少量=________，动能的增加量=________。

实验结果往往是重力势能的减少量略大于动能的增加量，这个误差产生的原因是________.
四、解答题：本题共3题，每题8分，共24分
15．如图所示，倾角为45
α=︒的粗糙平直导轨与半径为r的光滑圆环轨道相切，切点为b，整个轨道处在竖直平面内. 一质量为m的小滑块从导轨上离地面高为H=3r的d处无初速下滑进入圆环轨道，接着小滑块从最高点a水平飞出，恰好击中导轨上与圆心O等高的c点. 已知圆环最低点为e点，重力加速度为g，不计空气阻力. 求：
（1）小滑块在a点飞出的动能；
（）小滑块在e点对圆环轨道压力的大小；
（3）小滑块与斜轨之间的动摩擦因数. （计算结果可以保留根号）
16．(本题9分)如图所示，光滑1
4
圆弧的半径为80cm，有一质量为1.0kg的物体自A点从静止开始下
滑到B点，然后又沿水平面前进4m，到达C点停止（g取2
10m/s），求：
（1）物体到达B点时的速度．
（2）物体沿水平面运动的过程中摩擦力做的的功．
（3）物体与水平面间的动摩擦因数．
17．(本题9分)2012年12月28日，武汉地铁2号线正式通车．已知相距4000 m的甲乙两站之间的线路为直线，在调试运行时，列车出站加速和进站减速的加速度大小均为1 m/s2，中途保持匀速运行．列车从甲站由静止出发到乙站停止正好用时4 min．某次调试时，列车从甲站出发比原定的出发时间晚了20 s，但仍保持与原来相同的加速度出站和进站，要使列车仍然准点到达乙站，求此次列车出站加速的时间应为多少？
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．A 【解析】 【详解】
当小物块通过最低点B 时，由向心力公式得
2
N mv F mg R
-= 解得：
2
N mv F mg R
=+ A. mg+m 2v R 与上述计算结果2
N mv F mg R =+ 相符，故A 正确；
B. mg-m 2v R 与上述计算结果2
N mv F mg R =+不相符，故B 错误；
C. mg 与上述计算结果2
N mv F mg R
=+不相符，故C 错误；
D. m 2v R
与上述计算结果2
N mv F mg R =+不相符，故D 错误。

2．C 【解析】
当合速度的方向与河岸垂直时，渡河位移最短，设船头与上游河岸方向的夹角为θ，则21
cos 42
s c v v θ===，所以60θ
=︒，渡河的位移x=d=400m
；根据矢量合成法则，则有：/v s ==合
，渡河时间
3
d t s v =
==合，C 正确． 【点睛】船航行时速度为静水中的速度与河水流速二者合速度，这类题主要是问最短的时间和最短的路程，最短的时间主要是希望合速度在垂直河岸方向上的分量最大，这样就可以用最快的速度过河，这个分量一般刚好是船在静水中的速度，即船当以静水中的速度垂直河岸过河的时候渡河时间最短；最短的路程主要是希望合速度的方向在垂直河岸方向上，这样就可以在垂直河岸方向上运动，最短的位移是河两岸的距离． 3．C 【解析】
完全相同的金属球，接触时先中和再平分，所以每个球带电5
22
q q
q +-=，故C 正确,ABD 错误．故选C ．
【详解】
向心力可以是某一个力，也可以是几个力的合力，也可以是某一个力的分力，它是效果力，向心力方向始终与速度方向垂直，只改变速度的方向，不改变速度的大小，故ABC错误，D正确，故选D.
5．A
【解析】
【详解】
小车经过凹形桥的最低点时，受重力和支持力，沿半径方向的合外力提供向心力，由牛顿第二定律有：，由牛顿第三定律得，而即为视重为8N，联立得瞬时速度
，故选A。

【点睛】
此题考查圆周运动的力和运动的关系，注意分析受力和力的作用效果．
6．C
【解析】
【分析】
自行车的链条不打滑，齿轮上各点的线速度大小相等，小齿轮与后轮绕同一转轴转动，角速度相等．由
v=ωr研究角速度的关系．由向心加速度公式
2
2
n
v
a r
r
ω
==分别研究三处的向心加速度的关系．
【详解】
A项：自行车的链条不打滑，大齿轮边缘点与小齿轮边缘点的线速度大小相等，故A错误；
B项：后轮边缘点与小齿轮边缘点属于绕同一转轴转动，角速度相等．故B错误；
C项：后轮边缘点与小齿轮边缘点的角速度相等，由公式a n=ω2r得，向心加速度与半径成正比，故C正确；
D项：大齿轮边缘点与小齿轮边缘点，线速度大小相等，由公式
2
n
v
a
r
=可知，向心加速度与半径成反比，
故D错误．
故应选：C．
【点睛】
本题考查灵活选择物理规律的能力．对于圆周运动，公式较多，要根据不同的条件灵活选择公式．
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
A.在两极，万有引力等于重力，有：G 2
Mm R ＝G 0，在赤道，有：G 2
Mm R
＝0
2G +mRω2，联立两式解得
ω=A 正确．
BC.根据G 2 Mm R ＝m 2
v R
得，G 2 Mm R ＝G 0，解得v=B 错误，C 正确．
D.处于星球表面纬度为60°处的物体，绕地轴转动的半径r=Rcos60°＝12R ，则向心加速度a=rω2＝1
2R•02G mR
＝
4G m
，故D 正确． 故选ACD ． 8．ABC 【解析】 【详解】
当滑动变阻器的滑片P 向右移动时，接入电路的电阻变大，整个回路的电流变小，内部消耗的功率P=2I r 一定减小，C 正确；总功率P=EI 一定减小，A 正确；而内电压降低，外电压升高，电源的效率UI U EI E
η=
=增大，B 正确；当内电阻等于外电阻时，输出功率最大，此题中无法知道内外电阻的关系，因此D 不对 9．ACD 【解析】
A 、滑块向右运动是从弹簧压缩量最大时开始的，此时受到水平向右的弹力和向左的摩擦力，开始时弹簧的弹力大于摩擦力，但当弹簧伸长到一定程度，弹力和摩擦力大小相等，此后摩擦力大于弹力．所以滑块向右运动过程中，是先加速，后减速，即滑块的机械能先增大后减小，故A 错误；
B 、滑块向左运动与弹簧接触过程中，弹簧弹力和摩擦力对滑块做负功，滑块的机械能减小，滑块向右运动过程中由A 分析知，滑块的机械能先增大后减小，故B 错误；
C 、在滑块与弹簧接触过程中，在滑块运动过程中地面对滑块的摩擦力一直对滑块做负功，故系统机械能一直在减小，故C 正确；
D 、根据动能定理，滑块运动过程中只有摩擦力对滑块做功，根据动能定理有
2
01202
mgx mg x mv μμ--=-解得：2022v x x g μ=
-，故D 正确． 点睛：解决此类问题，要正确的分析物体运动的过程及物体的受力情况，并会确定运动过程中的临界点和分析在临界点上的受力，当物体接触弹簧后向右运动的过程中，开始是加速运动的，当弹力和摩擦力相等时，加速度为零，之后摩擦力要大于弹力，物体开始做减速运动，弹力和摩擦力相等时即为一个临界点．
【解析】A项：由图可知，甲、乙两车从1到2的过程中运动的路程不同，而速率相同，所以两车过弯道的时间一定不相同，故A错误；
B项：由题可知，甲、乙两车从1到2的过程中转过的角度相同，而时间不同，由公式可知，两车的角速度一定不同，故B正确；
C项：由于两车的速率相等，半径不同，由公式可知，两车的向心加速度一定不同，故C正确；
D项：由于两车的质量不清楚，由公式F=ma可知，两车的向心力大小可能相同，故D正确。

11．BCD
【解析】
【详解】
AB．假定粒子由a到b运动，由图可知，粒子偏向下方，则说明粒子在a、b两处所受的电场力向下，由于不知电场线方向，故无法判断粒子电性，故A错误，B正确；
C．由于在a、b两处所受的电场力向下，所以带电粒子的运动分解为在水平方向做匀速直线运动，在竖直方向做匀变速直线运动，所以带电粒子在a点的水平速度等于在b点的水平速度，故C正确；
D．由图可知，若粒子从a到b的过程中，电场力做正功，故说明粒子速度增大，故可知b速度较大，所以带电粒子在a点的速度小于在b点的速度，故D正确；
故选BCD．
【点睛】
由粒子的偏转方向可得出粒子的受力方向，若粒子从a到b的过程中，电场力做正功，故说明粒子速度增大．
12．BD
【解析】
【详解】
将滑动变阻器的触头由右端向左端移动时，电路中总电阻减小。

根据闭合电路欧姆定律得，干路电流增大，故L1变亮，内电路电压增大，L1两端电压增大，故L2两端电压减小，L2变暗，电压表示数即路端电压变小，电源的内阻消耗的功率变大.
AB.电灯L1变亮、L2变暗；故A错误，B正确.
C.电压表的示数变小；故C错误.
D.电源的内阻消耗的功率变大；故D正确.
三、实验题:共2小题，每题8分，共16分
13．D B GHIK所在段均可给分（比如回答GH或GI或HI或GHIK）
【解析】
【分析】
【详解】
①除了图中已有的实验器材外，还需要导线、开关、刻度尺；
②实验中可以适当抬高木板的一侧来平衡摩擦阻力．受力平衡时，小车应做匀速直线运动，所以正确的做法是：放开拖着纸带的小车，能够匀速下滑即可，故ABC 错误，D 正确．
③若木板是水平放置的，则小车在运动过程中要受到滑动摩擦力，当小车速度达最大时，则小车的合力为零．所以除摩擦力外，还有橡皮筋的拉力．因此橡皮筋处于伸长状态．故选B ．
④在正确操作情况下，打在纸带上的点并不都是均匀的，为了测量小车获得的速度，应选用图中纸带上点迹均匀的部分，即GK 部分进行测量．
14．B D D 重力加速度的2倍 mgh mv 2 阻力做功
【解析】
【详解】
第一空.第二空.实验中打点计时器需接交流电源，需要用刻度尺测量点迹间的距离。

时间可以通过打点计时器直接得出，不需要秒表，验证动能的增加量和重力势能的减小量是否相等，质量可以约去，不需要天平。

故选BD ；
第三空.实验中不能用v=gt ，v ＝求解瞬时速度，不能根据计算出高度h ，否则默认了机械能守恒，失去验证的意义，故ABC 错误；实验中应该用刻度尺测出物体下落的高度h ，根据做匀变速直线运动时纸带上某点的瞬时速度，等于这点前后相邻两点间的平均速度，测算出瞬时速度v ，故D 正确。

第四空.根据自由落体运动规律有v 2=2gh ，则可知v 2-h 图线斜率的物理含义是重力加速度的2倍； 第五空.第六空.根据重力做功与重力势能的变化关系，可得重力势能的减少量为|△E P |=mgh ，动能的增加量为△E k ＝mv 2；
第七空.实验结果往往是重力势能的减少量略大于动能的增加量，这个误差产生的原因是阻力做功。

四、解答题：本题共3题，每题8分，共24分
15．（1）12k E mgr =
；（2）F′=6mg ；（3）4214
μ= 【解析】
【分析】
【详解】
（1）小滑块从a 点飞出后做平拋运动： 2a r v t =
竖直方向：212r gt =
解得：a v
小滑块在a 点飞出的动能21122k a E mv mgr =
= （2）设小滑块在e 点时速度为m v ，由机械能守恒定律得：
2211222
m a mv mv mg r =+⋅ 在最低点由牛顿第二定律：2m mv F mg r
-= 由牛顿第三定律得：F′=F
解得：F ′=6mg
（3）bd 之间长度为L ，由几何关系得：()1L r =
从d 到最低点e 过程中，由动能定理21cos 2
m mgH mg L mv μα-⋅=
解得414
μ= 16．（1）4m/s ；（2）-8J ；（3）0.2；
【解析】
【详解】
（1）小球沿光滑弧形轨道由静止下滑过程中，只有重力做功，故机械能守恒．
212
B mgh mv =
整理得出4m/s B v ==
（2）对整个运动过程中，由动能定理
00f mgh W +=-
得1100.88J f W mgR =-=-⨯⨯=-
（3）由f W mgx μ'
=-
得0.2μ=
【点睛】
由于物体在光滑的圆弧上静止下滑，物体只受重力和指向圆心的弹力，且弹力不做功，由动能定理即可求解；物体在BC 面上运动，最终静止，所以在水平面上受滑动摩擦力做减速运动，再次利用动能定理即可求解．
17．21s
【解析】
试题分析：列车匀加速和匀减速直线运动的加速度相等，根据运动的对称性，知位移相等，抓住运动的总时间，结合匀加速、匀速和匀减速运动的位移之和等于4111m求出列车出站加速的时间．
解：设列车本次出站应加速的时间t1，列车从甲站到乙站实际用时t，列车加速出站过程的位移为，
同理，列车进站过程的位移为．
列车匀速运行的速度为v=at1．
列车匀速前进过程的位移为x1=v（t﹣21﹣2t1），
又x1+x1+x2=x
代入数据联立解得t1=21s．
答：此次列车出站加速的时间应为21s．
【点评】解决本题的理清列车的运动规律，抓住总位移和总时间，结合运动学公式进行求解．。