2022届天津市武清区高一(下)物理期末调研模拟试题含解析

2022届天津市武清区高一(下)物理期末调研模拟试题
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，银河系中某行星有三颗卫星A、B、C，它们在同一平面沿顺时针方向绕行星做匀速圆周运动.不考虑其它星体的影响，下列说法正确的是
A．三颗卫星的角速度大小关系是ωA>ωB=ωC
B．三颗卫星向心加速度的大小关系是a A>a B =a C
C．三颗卫星受到行星的万有引力大小关系是F A<F B=F C
D．三颗卫星的线速度大小关系是v A<v B=v C
2．(本题9分)在下列情况中，物体机械能守恒的是（）
A．物体沿斜面匀速滑下
B．降落伞在空中匀速下降
C．不计空气阻力，斜向上抛出的物体在空中运动的过程中
D．起重机吊着重物加速上升
3．(本题9分)如图所示，三个固定的带电小球、和，相互间的距离分别为、、，小球所受库仑力的合力的方向平行于、的连线斜向下。

关于小球、电性及所带电荷量比值的绝对值，下列正确的是
A．同号电荷，B．同号电荷，
C．异号电荷，D．异号电荷，
4．(本题9分)如图所示，小物块A与圆柱保持相对静止，跟着圆盘一起作匀速圆周运动，则A受力情况
是受( )
A ．重力、弹力
B ．重力、向心力
C ．重力、弹力和摩擦力
D ．重力、弹力、向心力和摩擦
力 5． (本题9分)如图所示，相同材料制成的A 、B 两轮水平放置，它们之间靠轮边缘间的摩擦传动，接触面上没有滑动。

两轮半径R A =3R B ，当主动轮A 匀速转动时，在A 轮边缘放置的小木块恰能与轮保持相对静止。

若将小木块放在B 轮上，欲使小木块相对B 轮也相对静止，则小木块距B 轮转轴的最大距离为（ ）
A ．
B 4R B ．B 3R
C ．B 2R
D ．B R
6．发现万有引力定律的科学家是
A ．牛顿
B ．开普勒
C ．卡文迪许
D ．焦耳
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)如图所示，质量相同的P 、Q 两球均处于静止状态，现用小锤打击弹性金属片，使P 球沿水平方向弹出，Q 球同时被松开而自由下落，则
A ．P 、Q 两球同时落地
B ．Q 先落地，P 后落地
C ．下落过程中，两球的重力平均功率相同
D ．下落至相同高度时，两球的重力瞬时功率不同
8． (本题9分)质量为m 的小物块静止在赤道处．．．
，下列关于小物块所受引力和重力的说法正确的是（ ） A ．小物块所受重力的方向一定指向地心
B ．小物块所受引力的方向一定指向地心
C ．若地球自转加快，小物块所受重力变小
D ．若地球自转加快，小物块所受引力变小
9． (本题9分)1016年我国成功发射了神舟十一号载人飞船并顺利和天宫二号对接．飞船在发射过程中先沿椭圆轨道1飞行，后在远地点P 加速，飞船由椭圆轨道变成图示的圆轨道1．下列判断正确的是
A ．飞船沿椭圆轨道1通过P 点时的速度等于沿圆轨道1通过P 点时的速度
B ．飞船沿椭圆轨道1通过P 点时的速度小于沿圆轨道1通过P 点时的速度
C ．飞船沿椭圆轨道1通过P 点时的加速度等于沿圆轨道1通过P 点时的加速度
D ．飞船沿椭圆轨道1通过P 点时的加速度小于沿圆轨道1通过P 点时的加速度
10．如图所示，一个带负电的小球悬挂在竖直放置的平行板电容器的内部，接通K 后，悬线与竖直方向的夹角为θ，则（ ）
A ．K 闭合，减小A
B 板间距离，则夹角θ增大
B ．K 闭合，减小AB 板间距离，则夹角θ减小
C ．K 断开，使B 板竖直向上移动，则夹角θ减小
D ．K 断开，增大AB 板间距离，则夹角θ不变
11． (本题9分)某缓冲装置可抽象成如图所示的简单模型．图中12K K 、为原长相等，劲度系数不同的轻质弹簧，下列表述正确的是（ ）
A ．缓冲效果与弹簧的劲度系数无关
B ．垫片向右移动时，两弹簧产生的弹力大小相等
C ．垫片向右移动时，两弹簧的弹性势能发生改变
D ．垫片向右移动时，两弹簧的长度保持相等
12． (本题9分)如图所示，B 球在水平面内做半径为R 的匀速圆周运动，竖直平台与轨迹相切且高度为R ，
当B球运动到切点时，在切点正上方的A球水平飞出，速度大小为3
2
gR，g为重力加速度大小，为使B
球在运动一周的时间内与A球相遇，从B球运动到切点时开始计时，则下列说法正确的是（）
A．相遇时，一定发生在t=2R
g
时刻
B．A球做平抛运动的位移一定为2R
C．B球做匀圆运动的速率一定为2
3gR
D．B球做匀圆运动的周期一定为2R g
三、实验题:共2小题，每题8分，共16分
13．(本题9分)某同学用打点计时器研究物体自由下落过程中动能和势能的变化，来验证机械能守恒定律。

实验装置如图所示。

一般情况下物体动能的增加量__________重力势能的减少量（填“大于”、“等于”、“小于”）。

你认为，产生这种结果的一个可能原因是：______________________________________。

14．(本题9分)某物理兴趣小组利用图甲所示装置验证机械能守恒定律，当地的重力加速度大小为g。

(1)下列做法可减小实验误差的是___________(填字母序号)．
A.先松开纸带后接通电源
B.用电火花计时器替代电磁打点计时器
C.在铝锤和铁锤中，选择铝锤作为重锤
(2)在实验中，质量为m的重锤自由下落，带动纸带，纸带上打出的一系列点，如图乙所示，O是重锤刚下落时打下的点．已知打点计时器打点的频率为f，则从打点计时器打下O点到打下B点的过程中，重锤的重力势能的减少量为___________，动能的增加量为___________；若在实验误差允许的范围内满足等式___________，则机械能守恒定律得到验证。

(3)在图乙所示纸带上，某同学选取了多个计数点，并测出了各计数点到O点的距离h，算出打点计时器打下各计数点时重锤对应的速度大小v，以v2为纵轴，以h为横轴若图线为直线，且其斜率为___________，则可验证机械能守恒定律。

四、解答题：本题共3题，每题8分，共24分
15．2018年10月23日，福建省第十六届运动会网球比赛在宁德东侨网球中心开拍。

某次训练中，一位运动员站在场地底线A点，将网球（可视为质点）水平发出打到对方场地B点，已知AB两点水平距离s=18m，击球点在A的正上方且离地高度h=1.8m，空气阻力不计，g取10m/s2。

求：
（1）网球在空中运动的时间t
v的大小
（2）网球初速度
16． (本题9分)如图甲所示，光滑水平面上有A 、B 两个物体，已知m A ＝1kg ，开始时B 静止，A 以一初速度向右运动，与B 碰撞后一起向右运动，它们的位移时间图像如图乙所示，求物体B 的质量为多大？损失的能量占总能量的百分比多大？
17． (本题9分)在用高级沥青铺设的高速公路上，汽车的设计时速是108km/h ．汽车在这种路面上行驶时，它的轮胎与地面的最大静摩擦力等于车重的0.5倍，取g=10m/s 1．
（1）如果汽车在这种高速路的水平弯道上拐弯，假设弯道的路面是水平的，其弯道的最小半径是多少？ （1）如果高速路上设计了圆弧拱桥做立交桥，要使汽车能够以设计时速安全通过圆弧拱桥，这个圆弧拱桥的半径至少是多少？
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．D
【解析】
【详解】 卫星绕行星做匀速圆周运动，由卫星与行星间的万有引力提供向心力，则
2
22Mm v F G ma m r m r r
ω====，可得32,GM GM GM a v r r r ω===，AB.根据32GM GM a r r
ω==，，由r a ＞r b =r c 可知：ωA <ωB =ωC ，a A <a B =a C ;故A 、B 均错误. C.由于不知道卫星质量大小关系，所以不能比较万有引力大小；故C 错误.
D.根据GM v r
=，由r a ＞r b =r c 可知：v A <v B =v C ；故D 正确.
2．C
【解析】
物体沿斜面匀速滑下的过程中，动能不变，重力势能减小，则其机械能减少，故A 错误；降落伞在空中匀速下降，动能不变，重力势能减小，故机械能不守恒，故B 错误；不计空气阻力，将物体斜向上抛出后，只受重力，故机械能守恒，故C 正确；起重机吊着重物加速上升，拉力对重物做功，机械能不守恒，故D 错误．故选C ．
点睛：解决本题的关键掌握判断机械能守恒的方法：1、根据条件，看是否只有重力做功．2、看势能和动能之和是否保持不变．
3．D
【解析】
【详解】
要使小球c 所受库仑力的合力的方向平行于a 、b 的连线，a 、b 的电荷一定为异号，由几何关系可知：ab 与ac 的夹角为，ca 与bc 的夹角为，根据平行四边形定则得：，根据库仑定律，可得：，解得：，故D 正确，ABC 错误。

4．C
【解析】
【详解】
向心力是根据效果命名的力，不是真实存在的力，不能说物体受到向心力；小物块A 跟着圆盘一起作匀速圆周运动，其合力充当向心力；小物块在圆盘上相对静止，一定受到重力和圆盘支持力的作用；物块在转动过程中，有背离圆心向外运动的趋势，因此受到指向圆心的静摩擦力，且静摩擦力提供向心力。

A.小物块受重力、弹力，与上分析不一致，故A 错误；
B.小物块受重力、向心力，与上分析不一致，故B 错误；
C.小物块受重力、弹力和摩擦力，与上分析相一致，故C 正确；
D.小物块受重力、弹力、向心力和摩擦力，与上分析不一致，故D 错误。

5．B
【解析】
【详解】
A 和
B 用相同材料制成的，靠摩擦传动，边缘线速度相同，则B A B A R R ωω= ，所以A B 13
ωω= ，对于在A 边缘的木块，最大静摩擦力恰为向心力，即为：2A A max mR f ω= 当在B 轮上恰要滑动时，设此时半径为
R ，则有：2max B mR f ω= ，解得：B 3R R = 。

A. B 4
R 与计算结果不符，A 错误。

B. B 3
R 与计算结果相符，B 正确。

C. B 2R 与计算结果不符，C 错误。

D. B R 与计算结果不符，D 错误。

6．A
【解析】
【详解】
发现万有引力定律的科学家是牛顿；
A.正确；
BCD.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．AC
【解析】
【详解】
AB.根据装置图可知，两球由相同高度同时运动，P 做平抛运动，Q 做自由落体运动，P 竖直方向的分运动也是自由落体运动，因此两球将同时落地，故A 正确，B 错误；
C.由于两球同时落时，且重力做功相同，根据W P t
=，所以重力做功的平均功率相同，故C 正确； D.由于落地时竖直分速度相同，根据P=mgv y ，所以两球落地时的重力做功的瞬时功率相同，故D 错误。

8．ABC
【解析】
【详解】
A.重力的方向竖直向下，而赤道处竖直向下和指向地心重合；则赤道位置的重力指向地心；则A 项符合题意.
B.物体受到地球的万有引力方向沿物体和地球的球心连线而指向地心；故B 项符合题意.
C.对赤道位置的物体分析可知，所受万有引力产生两分力效果，一是重力，二是自转向心力，且三者的方向都指向地心，满足：
，
则自转加快即角速度增大，所需向心力变大，而引力不变，故重力变小；故C 项符合题意.
D.物体所受万有引力大小，与自转快慢无关，则地球自转加快时小物块所受的引力不变；故D 项不合题意.
9．BC
【解析】
【分析】
【详解】
AB. 船在发射过程中先沿椭圆轨道1飞行，后在远地点P 加速，由于点火加速飞船由椭圆轨道变为圆轨道，则飞船的速度增加，故A 错误，B 正确；
CD. 据2GM a R =
可知，飞船变轨前后所在位置距离地球的距离都相等，则两者加速度相等，故C 正确，D 错误；
10．AD
【解析】
K 闭合，减小AB 板间距离因为所以场强增大，则小球所受电场力增大，夹角增大A 对，B 错，K 断开，场强跟电荷密度成正比，所以使B 板竖直向上移动会使电荷密度增大，则场强变大所以夹角θ变大，C 错，K 断开，增大AB 板间距离没有影响电荷密度继而知道场强没变则夹角θ不变D 对
11．BC
【解析】
缓冲效果与弹簧的劲度系数有关，故A 错误；当垫片向右移动时，两弹簧均被压缩，两弹簧串联弹力大小相等，故B 正确；当垫片向右移动时，两弹簧均被压缩，两弹簧的弹性势能发生改变，故C 正确；垫片向右移动时，两弹簧均被压缩，两弹簧串联弹力相等，由于劲度系数不同，两弹簧形变量不同，故两弹簧长度不同，故D 错误；故选BC ．
12．AB
【解析】
【详解】
A ．由题意知相遇时间即为A 球平抛运动的时间，A 球的平抛时间为2R t g
=A 正确； B ．A 球做平抛运动的水平位移大小 03322R x v t Rg R g
==⨯＝ A 球做平抛运动的位移为
2232x R R R +合＝＝
故B 正确；
CD ．A 球的落点在圆周上，从上向下看有两种可能，如图所示：
，
从几何知识知A 球水平位移与直径夹角为30°，若在C 点相遇，B 球转过角度为23
π，则B 的速度大小为 22323
s R g v gR t R ππ＝＝ B 球做匀速圆周运动的周期为
233R T t g
＝＝ 若在D 点相遇，B 球转过角度为
43π，则B 球的速度大小为 422323s R g v gR t R ππ=＝
B 球做匀速圆周运动的周期为
33222R T t g
＝＝ 故CD 错误。

三、实验题:共2小题，每题8分，共16分
13．小于；重物和纸带受阻力；
【解析】
【详解】
用图示的实验装置做验证机械能守恒定律的实验时，由于空气阻力以及纸带与限位孔之间的摩擦，物体动能的增加量要小于重力势能的减少量。

故答案为：小于；重物和纸带受阻力。

14．B mgh 2
22311()8mf h h - 223121()8f h h gh -= 2g 【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]A ．先接通电源后松开纸，故A 错误；
B ．用电火花计时器替代电磁打点计时器，纸带与打点计时间的阻力会更小，故B 正确；
C ．在铝锤和铁锤中，选择铁锤作为重锤，阻力会更小，故C 错误。

故选B 。

(2)[2]从打点计时器打下O 点到打下B 点的过程中，重锤的重力势能的减少量为mgh 2；
[3]打B 点时，重物的速度大小为
3131122()B h h f h h v f
--＝＝ 由于初速度为零，故此过程中，动能的增加量为
()222231213()11242 8
1B f h h m mf h h mv --＝＝ ； [4]若在误差允许的范围之内有重力势能减少量等于动能的增加量，即
gh 2＝18
f 2(h 3−h 1)2 则机械能守恒定律得到验证；
[5]若重物下落过程中，机械能的减少量与动能的增加量相等，则机械能守恒，即有
12
mv 2＝mgh 可得
v 2=2gh
所以若以v 2为纵轴，以h 为横轴，可得图线为一直线，且斜率为2g 。

四、解答题：本题共3题，每题8分，共24分
15．（1）0.6s （2）30m/s
【解析】
【详解】
（1）网球在竖直方向做自由落体运动，网球在空中运动的时间t ，由自由落体运动规律得；
212
h gt =
解得：
0.6t ===s （2）网球在水平方向做匀速直线运动，网球初速度的大小0v ，由匀速直线运动位移公式得：
0s v t =
解得：
018300.6
s v t ===m/s
16．B 的质量3kg ． 75%
【解析】
【分析】
【详解】
因为系统所受的合外力等于零，所以系统动量守恒．从位移-时间图象中知道：碰撞前A 、B 速度分别为4m/s ，1．碰撞后A 、B 速度为1m/s ．
根据动量守恒定律列出等式：
m A v A +1=（m A +m B ）v
解得：m B =3kg ． 损失的能量占总能量的百分比22211()22100%75%12
A A A
B A A m v m m v k m v -+=⨯= 17．（1）180m （1）90m
【解析】
【分析】
(1) 汽车在水平路面上拐弯，可视为汽车做匀速圆周运动，其向心力是车与路面间的静摩擦力提供，当静摩擦力达到最大值时，由向心力公式可知这时的半径最小，写出运动学方程，即可求得结果；
(1) 汽车过拱桥，看作在竖直平面内做匀速圆周运动，到达最高点时，重力与支持力的合力提供向心力；为了保证安全，车对路面间的弹力F N 必须大于等于零．
【详解】
(1) 汽车在水平路面上拐弯，可视为汽车做匀速圆周运动，其向心力是车与路面间的静摩擦力提供，当静摩擦力达到最大值时，由向心力公式可知这时的半径最小，有：
F m =0.5mg 2
mv r
≥ 由速度v=30m/s ，解得弯道半径为：r≥180m ；
(1) 汽车过拱桥，看作在竖直平面内做匀速圆周运动，到达最高点时，根据向心力公式有：
2
N v mg F m R
-= 为了保证安全，车对路面间的弹力F N 必须大于等于零，有：
2
v mg m R
≥ 代入数据解得：R≥90m ．。