山东省莱芜市2022-2023学年物理高一下期末预测试题含解析

2022-2023学年高一物理下期末模拟试卷
注意事项：
1．答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。

2．选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0．5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。

3．请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。

4．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。

一、选择题：本大题共10小题，每小题5分，共50分。

在每小题给出的四个选项中，有的只有一项符合题目要求，有的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。

1、(本题9分)如图所示，一个小孩用水平力推静止在水平地面上的大木箱．第一次用较小的推力，没有推动；第二次用较大的推力使木箱运动一段距离便停下来．下列关于上述情境的说法中正确的是
A．第一次用较小的力推木箱，木箱受到的摩擦力大于推力
B．第一次用较小的力推木箱，推力对木箱做正功
C．第二次用较大的力推木箱，木箱受到的摩擦力对木箱做正功
D．第二次用较大的力推木箱，推力对木箱做正功
2、如图所示，质量m A=6kg的物块A下端连接着直立且固定于水平地面的轻质弹簧，上端连接着跨过定滑轮的轻质细绳，绳的另一端连接着静置于水平地面、质量为m B=8kg的物块B。

此时，与A相连的轻绳处于竖直方向，与B相连的轻绳与水平地面成37°角，并且弹簧的压缩量为10cm，若弹簧劲度系数k=100N/m，重力加速度g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，不计滑轮与轻绳间的摩擦。

则下列分析计算正确的是
A．物块A所受合力为40N
B．轻绳对物块B的拉力为40N
C．地面对物块B的摩擦力为50N
D．地面对物块B的支持力为50N
3、(本题9分)如图，一很长的、不可伸长的柔软轻绳跨过光滑定滑轮，绳两端各系一小球a和b．a球质量为m，静置于地面；b球质量为3m，用手托往，高度为h，此时轻绳刚好拉紧．从静止开始释放b后，a可能达到的最大高度为（）
A．h B．2h C．1.5h D．2.5h
4、(本题9分)如图所示，置于水平地面的三脚架上固定着一质量为m的照相机，三脚架的三根轻质支架等长，且与竖直方向均成30°角，则每根支架中承受的压力大小为()
A．B．C．D．
5、(本题9分)如图所示，在竖直平面内的圆周轨道半径为r，质量为m的小物块以速度v通过轨道的最高点P．已知重力加速度为g，则小物块在P点受到轨道对它的压力大小为
A．m
2
v
r
B．m
2
v
r
－mg C．mg－m
2
v
r
D．m
2
v
r
+mg
6、(本题9分)如图所示，两个3
4
竖直圆弧轨道固定在同一水平地面上，半径R相同，左侧轨道由金属凹槽制成，右
侧轨道由金属圆管制成，且均可视为光滑
.在两轨道右侧的正上方分别将金属小球A和B由静止释放，小球距离地面的高度分别为A h和B h，下列说法正确的是()
A．若使小球A沿轨道运动并且从最高点飞出，释放的最小高度为5 2 R
B．若使小球B沿轨道运动并且从最高点飞出，释放的最小高度为5 2 R
C ．适当调整A h ，可使A 球从轨道最高点飞出后，恰好落在轨道右端口处
D ．适当调整B h ，可使B 球从轨道最高点飞出后，恰好落在轨道右端口处
7、 (本题9分)在光滑的水平面上，一滑块的质量m=2kg ，在水平面上恒定外力F=4N （方向未知）作用下运动，如图所示为滑块在水平面上运动的一段轨迹，滑块过P 、Q 两点时速度大小均为v=5m/s ，滑块在P 点的速度方向与PQ 连线夹角α=37°，sin37°
=0.6，则下列说法正确的是
A ．水平恒力F 的方向与PQ 连线成53°夹角
B ．滑块从P 到Q 的时间为3s
C ．滑块从P 到Q 的过程中速度最小值为4m/s
D ．P 、Q 两点连线的距离为10m
8、2019年1月19日，西昌卫星发射中心以“一箭双星”方式成功发射第42、43颗北斗导航卫 星。

对于那些在同一轨道上绕地球做匀速圆周运动的北斗卫星，下列物理量一定相同的是 A ．线速度的大小 B ．向心力的大小 C ．周期
D ．向心加速度的大小
9、如图所示，在地面上以速度v 0抛出质量为m 的物体，抛出后物体落到比地面低h 的海平面上．若以地面为零势能面且不计空气阻力，则下列说法中正确的是（ ）
A ．物体到海平面时的重力势能为mgh
B ．重力对物体做的功为mgh
C ．物体在海平面上的动能为
2
012
mv mgh D ．物体在海平面上的机械能为2
012
mv
10、 (本题9分)如图所示，一质量为m 的小球置于半径为R 的光滑竖直圆轨道最低点A 处，B 为轨道最高点，C 、D
为圆的水平直径两端点．轻质弹簧的一端固定在圆心O 点，另一端与小球栓接，已知弹簧的劲度系数为mg
k R
=，原长为L = 2R ，弹簧始终处于弹性限度内，若给小球一水平初速度v 0，已知重力加速度为g ，则
A ．无论v 0多大，小球均不会离开圆轨道
B ．若在025gR v gR <<则小球会在B 、D 间脱离圆轨道
C ．只要04v gR >，小球就能做完整的圆周运动
D ．只要小球能做完整圆周运动，则小球与轨道间最大压力与最小压力之差与v 0无关 二、实验题
11、（4分） (本题9分)用如图所示实验装置验证机械能守恒定律．
通过电磁铁控制的小铁球从A 点自由下落，下落过程中经过光电门B 时，毫秒计时器（图中未画出）记录下挡光时间t ，测出AB 之间的距离h ．
（1）为了验证机械能守恒定律，还需要测量下列哪个物理量______． A ．A 点与地面间的距离H B ．小铁球的质量m
C ．小铁球从A 到B 的下落时间t AB
D ．小铁球的直径d
（2）小铁球通过光电门时的瞬时速度v =______，若下落过程中机械能守恒，则
21t 与h 的关系式为：2
1
t =____________． 12、（10分） (本题9分)很多人都认为“力越小速度就越小”，为了检验这个观点是否正确，某兴趣小组的同学设计了这样的实验方案：在水平桌面上放一木块，木块后端与穿过打点计时器的纸带相连，前端通过定滑轮与不可伸长的细线相连接，细线上不等间距地挂了五个钩码，其中第四个钩码与第五个钩码之间的距离最大。

起初木块停在靠近打点
计时器的位置，第五个钩码到地面的距离小于木块到定滑轮的距离，如图甲所示。

接通打点计时器，木块在钩码的牵引下，由静止开始运动，所有钩码落地后，木块会继续运动一段距离。

打点计时器使用的交流电频率为50Hz。

图乙是实验得到的第一个钩码落地后的一段纸带，纸带运动方向如箭头所示。

（当地重力加速度大小g取9.8m/s2）
(1)根据纸带上提供的数据，可以判断第五个钩码落地时可能出现在纸带中的______段（用D1，D2，…，D15字母区间表示）；第四个钩码落地后至第五个钩码落地前木块在做______运动。

(2)根据纸带上提供的数据，还可以计算出第五个钩码落地后木块运动的加速度大小为______m/s2；木块与桌面间的动摩擦因数为 =______。

（计算结果保留两位有效数字）
(3)根据纸带上提供的数据，分析可知“力越小速度就越小”的观点是___的。

（填“正确”或“错误”）
参考答案
一、选择题：本大题共10小题，每小题5分，共50分。

在每小题给出的四个选项中，有的只有一项符合题目要求，有的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。

1、D
【解析】
由平衡知识可知，第一次用较小的力推木箱，木箱没动，处于平衡状态，则木箱受到的摩擦力等于推力，此时推力对木箱没做功，选项AB错误；第二次用较大的力推木箱，木箱向前运动一段距离，则推力对木箱做正功，木箱受到的摩擦力对木箱做负功，选项C错误，D正确；故选D.
点睛：此题考查了平衡知识及功的知识；要知道物体平衡时受合力为零；知道做功的两个因素以及功的正负的判断方法.
2、D
【解析】
A.物块A 处于静止状态，受到的合力为零，故A 错误；
B. 弹簧压缩△x =10cm=0.1m ，根据胡克定律可知，弹簧弹力F =k △x =100×0.1=10N ，弹力向上，绳子拉力T=m A g-F=6-10=50N ，故B 错误；
CD. B 处于静止状态，受力平衡，对B 受力分析，根据平衡条件，地面对B 的摩擦力f =T cos37°=50×0.8=40N ，地面对物块B 的支持力N =m B g -T sin37°=80-50×0.6=50N ；故C 错误，D 正确。

3、C 【解析】
设a 球上升高度h 时，两球的速度大小为v ，根据ab 系统的机械能守恒得：
3mgh=mgh+1
2
•（3m+m ）v 2，解得：v gh =，此后绳子恰好松弛，a 球开始做初速为v gh =的竖直上抛运动，再对a 球，根据机械能守恒：mgh+2
12
mv =mgH ，解得a 球能达到的最大高度：H=1.5h ，故C 正确，ABD 错误。

4、D 【解析】
试题分析：以相机为研究对象，对相机受力分析，先将各支架的作用力沿着水平和竖直方向正交分解，由共点力的平衡条件可得出各支架的受力．
对照相机受力分析，受重力、和三个支架的支持力，根据平衡条件，三根支架的支持力的合力应等于重力，即：
，解得
，D 正确；
【点睛】本题因是立体图，无法将所有力画出，因三根支架受力相等，故可以由一根支架的受力得出所有支架的合力． 5、B 【解析】
在P 点由牛顿第二定律可知：mg+F =m 2v r ，解得F = m 2
v r －mg ；
A. m 2
v r ，与结论不相符，选项A 错误；
B. m 2
v r －mg ，与结论相符，选项B 正确；
C. mg －m 2
v r ，与结论不相符，选项C 错误；
D. m 2
v r
+mg ，与结论不相符，选项D 错误；
6、AD 【解析】
小球A 恰好能到A 轨道的最高点时，由2
A v mg m R
=，A v =；根据机械能守恒定律得，mg （h A -2R ）=12m v A 2，
解得52
A R
h =
，故A 正确；小球恰好能到B 轨道的最高点时，临界速度为零，根据机械能守恒定律得：mg （h B -2R ）=0，若使小球沿轨道运动并且从最高点飞出，B 小球h B ＞2R 的任意高度释放都可以，故B 错误；小球恰好能到B 轨道的最高点时，临界速度为零，适当调整h B ，B 可以落在轨道右端口处．故D 正确．小球A 恰好能到A 轨道的最高
点时，由2
A v mg m R
=，A v A 从最高点飞出后下落R 高度时，根据平抛运动规律得：水平位移的最小
值为A x v R ==＞，小球落在轨道右端口外侧．故C 错误． 7、BC
【解析】在P 、Q 两点的速度具有对称性，故分解为沿PQ 方向和垂直PQ 方向，在沿PQ 方向上做匀速直线运动，在垂直PQ 方向上做匀变速直线运动，所以力F 垂直PQ 向下，在顶点处速度最小，只剩下沿PQ 方向的速度，故为
min cos374/P v v m s =︒=，A 错误C 正确；在垂直PQ 方向上， sin373/p v v m s ⊥=︒=，
2
2/F a m s
m
==，故从P 到顶点所用时间为
' 1.5p v t s
a
⊥=
=，根据对称性可知从P 到Q 所用时间为2'3t t s ==，PQ 连线的距离为
cos3712P s v t m =︒⋅=，故B 正确D 错误．
8、ACD 【解析】
根据万有引力等于向心力，则有22224GMm mv m r ma r r T π===，解得GM v r =，2T =2GM a r =，对于在同一轨道上绕地球做匀速圆周运动的北斗卫星，故其线速度大小相同，周期相同，向心加速度的大小相同，由于北斗卫星的质量未知，所以向心力的大小不一定相同，故选项A 、C 、D 正确，B 错误。

9、BCD 【解析】
A.以海平面为零势能平面，则物体到海平面时的重力势能为零，故A 错误。

B.重力对物体做功
W =mgh 故B 正确。

C.根据机械能守恒有：
2
0102
k mv mgh E +=+ 可知物体在海平面时的动能为
2
012
mv mgh + 故C 正确。

D. 物体在运动的过程中机械能守恒，以地面为零势能面,物体在海平面的重力势能 Ep =-mgh
则物体在海平面上的机械能
22
k 0011()22
p E E E mgh mv mgh mv =+=-++=
故D 正确。

10、ACD 【解析】
A 、
B 、因弹簧的劲度系数为mg
k R
=
，原长为L =2R ，所以小球始终会受到弹簧的弹力作用，大小为F =K （l-R ）=KR =mg ，方向始终背离圆心，无论小球在CD 以上的哪个位置速度为零，重力在沿半径方向上的分量都小于等于弹簧的弹力（在CD 以下，轨道对小球一定有指向圆心的支持力），所以无论v 0多大，小球均不会离开圆轨道，故A 正确，B 错误．C 、小球在运动过程中只有重力做功，弹簧的弹力和轨道的支持力不做功，机械能守恒，当运动到最高点速度为零，在最
低点的速度最小，有：
2
0122
=mv mgR ，解得：0v =0v >C 正确．D 、在最低点时，设小球受到的支持力为N ，有20v N kR mg m R --=，解得：20
2v N mg m
R
=+ ①，运动到最高点时受到轨道的支持力最小，设为N ′，设此时的速度为v ，由机械能守恒有：22
011222
mv mgR mv =+ ②；此时合
外力提供向心力，有：2
v N kR mg m R '-+= ③；联立②③解得：2
04v N m mg R
'=- ④；联立①④得压力差为：△N =6mg ，与初速度无关，故D 正确．故选ACD ．
【点睛】该题涉及到的指示点较多，解答中要注意一下几点：1、正确的对物体进行受力分析，计算出沿半径方向上的合外力，利用向心力公式进行列式．2、注意临界状态的判断，知道临界状态下受力特点和运动的特点．3、熟练的判断机械能守恒的条件，能利用机械能守恒进行列式求解．
二、实验题 11、D d t
22gh
d
【解析】
（1）A 、根据实验原理可知，需要测量的是A 点到光电门的距离，故A 错误；
B 、根据机械能守恒的表达式可知，方程两边可以约掉质量，因此不需要测量质量，故B 错误；
C 、利用小球通过光电门的平均速度来代替瞬时速度，不需要测量下落时间，故C 错误；
D 、利用小球通过光电门的平均速度来代替瞬时速度时，需要知道挡光物体的尺寸，因此需要测量小球的直径，故D 正确． 故选D ．
（2）利用小球通过光电门的平均速度来代替瞬时速度，故d v t
=，根据机械能守恒的表达式有：21
2mgh mv =，约去质
量m ，即：2212gh
t d
=． 【点睛】
根据实验原理即可知道需要测量的数据；利用小球通过光电门的平均速度来代替瞬时速度，由此可以求出小铁球通过光电门时的瞬时速度，根据机械能守恒的表达式可以求出所要求的关系式． 12、1011~D D 匀速直线 5.0 0.51 错误 【解析】
(1)[1][2]．第五个钩码落地后木块将做减速运动，点迹间距逐渐减小，则可以判断第五个钩码落地时可能出现在纸带中的1011~D D ；由此也可判断第四个钩码落地后至第五个钩码落地前的一段时间内，纸带上点迹均匀，木块在做匀速直线运动。

(2)[3][4]．由纸带可看出，第五个钩码落地后0.2cm x ∆= 根据2x aT ∆=可得木块运动的加速度大小为
22
22
0.210 5.0m/s 0.02
x a T -∆⨯=== 由
mg
a g m
μμ=
=
可得 μ=0.51
(3)[5]．根据纸带上提供的数据，分析可知“力越小速度就越小”的观点是错误的。