2022届河南省洛阳市高一(下)物理期末达标检测模拟试题含解析

2022届河南省洛阳市高一(下)物理期末达标检测模拟试题
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．下列描述正确的是（ ）
A ．牛顿首先建立了平均速度、瞬时速度以及加速度的概念
B ．开普勒通过观测行星运动发现了万有引力定律
C ．库仑通过油滴实验测出了元电荷的电荷量
D ．法拉第最早引入电场概念，并提出用电场线形象描述电场
2． (本题9分)关于人造地球卫星所受向心力与轨道半径r 的关系，下列说法中正确的是
A ．由可知，当r 增大为原来的2倍时，卫星的向心力变为原来的
B ．由
可知，当r 增大为原来的2倍时，卫星的向心力变为原来的2倍 C ．由可知，卫星的向心力与轨道半径r 无关
D ．由可知，当r 减小为原来的倍时，卫星的向心力变为原来的4倍
3． (本题9分)关于摩擦起电和感应起电的原因，下列说法正确的是
A ．摩擦起电的原因是电荷的转移，感应起电的原因是产生电荷
B ．摩擦起电的原因是产生电荷，感应起电因是电荷的转移
C ．摩擦起电和感应起电原因都是电荷的转移
D ．摩擦起电现象说明机械能可以转化为电能，也说明通过做功可以创造出电荷
4．如图所示，质量为m 的小球从高为h 处的斜面上的A 点滚下，经过水平面BC 后，再滚上另一斜面，当它到达高为4h 的D 点时，速度为零，在这个过程中，重力做功为（ ）
A ．34mgh
B ．4mgh
C ．mgh
D ．0
5． (本题9分)如图所示，圆弧形拱桥半径为r ，质量为m 的汽车在拱桥顶端时速率为v ，以下说法正确的是 ( )
A ．无论v 多大，汽车都能安全通过拱桥
=时，汽车一定能安全通过拱桥
B．当v rg
=时，汽车在桥顶端时对桥的压力大小为mg
C．当v rg
=时，汽车在桥顶端时对桥的压力大小为零
D．当v rg
6．有一根轻绳拴了一个物体，如图所示，若整体以加速度a向下做减速运动时，作用在物体上的各力做功的情况是（）
A．重力做正功，拉力做负功，合外力做负功
B．重力做正功，拉力做负功，合外力做正功
C．重力做正功，拉力做正功，合外力做正功
D．重力做负功，拉力做负功，合外力做正功
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．如图，AB为竖直面内半圆的水平直径．从A点水平抛出两个小球，小球l的抛出速度为v1、小球1的抛出速度为v1．小球1落在C点、小球1落在D点，C，D两点距水平直径分别为圆半径的0.8倍和l倍．小球l的飞行时间为t1，小球1的飞行时间为t1．则（）
A．t1=t1B．t1＜t1C．v1∶v1=4∶5D．v1∶v1=3∶5
8．(本题9分)如图所示，倾角θ=30°的粗糙斜面固定在地面上，长为L、质量为m、粗细均匀、质量分布均匀的软绳置于斜面上，其上端与斜面顶端齐平．用细线将物块与软绳连接，物块由静止释放后向下运动，直到软绳刚好全部离开斜面（此时物块未到达地面），在此过程中（）
A．物块的机械能逐渐增加
B．软绳重力势能共减少了mgl
C．物块重力势能的减少等于软绳克服摩擦力所做的功与物块动能增加之和
D．软绳重力势能的减少小于软绳动能的增加与软绳克服摩擦力所做的功之和
为R ．轨道正上方离地h 处固定一水平长直光滑杆，杆与轨道在同一竖直平面内，杆上P 点处固定一定滑轮，P 点位于O 点正上方．A 、B 是质量均为m 的小环，A 套在杆上，B 套在轨道上，一条不可伸长的细绳绕过定滑轮连接两环．两环均可看做质点，且不计滑轮大小与质量．现在A 环上施加一个水平向右的恒力F ，使B 环从地面由静止沿轨道上升．则（ ）
A ．力F 做的功等于系统机械能的增加量
B ．在B 环上升过程中，A 环动能的增加量等于B 环机械能的减少量
C ．当B 环到达最高点时，其动能为零
D ．B 环被拉到与A 环速度大小相等时，sin ∠OPB ＝R/h
10． (本题9分)汽车在平直公路上由静止开始匀加速启动，最后保持额定功率匀速前进，则在这整个过程中（ ）
A ．汽车的加速度始终保持不变
B ．汽车的牵引力先不变后逐渐减小到零
C ．汽车的功率先增大后保持不变
D ．汽车匀速运动时速度达到最大
11． (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 025gR v gR <则小球会在B 、D 间脱离圆轨道
C ．只要04v gR >
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
正确的是()
A．物块A受重力、支持力和指向圆心的静摩擦力
B．物块A受重力、支持力、向心力和指向圆心的静摩擦力
C．物块A相对圆盘的运动趋势方向是沿着A所在圆周的切线方向
D．物块A相对圆盘的运动趋势方向是沿着半径且背离圆心的方向
三、实验题:共2小题，每题8分，共16分
13．某实验小组的同学用如图甲所示的实验装置来“验证机械能守恒定律”，他们的主要实验步骤如下：
A．按图示安装好器材。

B．将电火花计时器接到电源上。

C．接通电源后释放纸带，打出一条纸带。

D．换用另外的纸带，重复步骤C。

E．选取点迹清晰的纸带，测量所选纸带上一系列测量点距初位置的距离。

F．根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能和它增加的动能，比较二者是否相等
请回答下列问题：
（1）为完成此实验，除了图中所给器材外，还必需的器材有_____（填正确选项前的字母）。

A．天平B．秒表C．毫米刻度尺D．4～6V的交流电源E．110V的交流电源
（1）实验中，夹子与重物的质量m＝150g，由打点计时器在纸带上打出一系列点，如图乙所示，为选取的一条符合实验要求的纸带，O为第一个点，A、B、C为三个连续点。

已知打点计时器每隔0.01s打一个点，当地的重力加速度g＝9.80m/s1．选取其中O点和B点来验证机械能守恒定律，则重物重力势能减少量△E P＝_____J．B点的瞬时速度v B＝_____m/s（均要求保留3位有效数字）。

（3）在步骤（E）中测得测量点距初位置的距离为h，计算出对应的速度为v。

以h为横轴，v1为纵轴，画出的图线如图丙所示，图线的斜率为k，则当地的重力加速度为_____（不计一切阻力）。

14．(本题9分)温度传感器的核心部分是一个热敏电阻。

某课外活动小组的同学在学习了伏安法测电阻之后，利用所学知识来测量由某种金属制成的热敏电阻的阻值。

可供选择的实验器材如下：
A ．直流电源，电动势E=6V ，内阻不计；
B ．毫安表A 1，量程为600mA ，内阻约为0.5Ω；
C ．毫安表A 2，量程为10mA ，内阻R A =100Ω；
D ．定值电阻R 0=400Ω；
E ．滑动变阻器R=5Ω；
F ．被测热敏电阻R t ，开关、导线若干。

(1)实验要求能够在0~5V 范围内，比较准确地对热敏电阻的阻值R t 进行测量，请在图甲的方框中设计实验电路______。

(2)某次测量中，闭合开关S ，记下毫安表A 1的示数I 1和毫安表A 2的示数I 2，则计算热敏电阻阻值的表达式为R t =______（用题给的物理量符号表示）。

(3)该小组的同学利用图甲电路，按照正确的实验操作步骤，作出的I 2－I 1图象如图乙所示，由图可知，该热敏电阻的阻值随毫安表A 2的示数的增大而____（填“增大”“减小”或“不变”）。

(4)该小组的同学通过查阅资料得知该热敏电阻的阻值随温度的变化关系如图丙所示。

将该热敏电阻接入如图丁所示电路，电路中电源电压恒为9V ，内阻不计，理想电流表示数为0.7A ，定值电阻R 1=30Ω，则由以上信息可求出定值电阻R 2的阻值为______Ω，此时该金属热敏电阻的温度为______℃。

四、解答题：本题共3题，每题8分，共24分
15． (本题9分)光滑水平面上静止地放置两个完全相同的质量为M=6kg 、半径为R=0.60m 的圆轨道小车甲和乙，两圆轨道小车与水平面相切，圆弧轨道光滑，如图，一质量m=2kg 的小球从甲轨道顶端由静止释放，滑下后冲上乙轨道，g=10m/s²，求：
(1)小球滑离甲轨道时，小球与甲轨道的速度多大?
(2)小球在乙轨道上，上升的最大高度? (保留两位有效数字)
16． (本题9分)把一小球从离地面 3.2h m =高处，以06/v m s =的初速度水平抛出，不计空气阻力，
（1）小球在空中运动的时间；
（2）小球落地点离抛出点的水平距离；
（3）小球落地时的速度及与水平方向夹角。

17．(本题9分)如图所示，在光滑水平面上距离竖直线MN左侧较远处用弹簧锁定不带电绝缘小球A，弹性势能为0.45J，A球质量M＝0.1kg，解除锁定后与静止在M点处的小球B发生弹性正碰，B球质量m＝0.2kg、带电量q＝＋10C。

MN左侧存在水平向右的匀强电场E2，MN右侧空间区域范围内存在竖直向上、场强大小E1＝0.2N/C的匀强电场和方向垂直纸面向里磁感应强度为B=0.2T的匀强磁场。

（g＝10m/s2，不计一切阻力）求：
(1)解除锁定后A球获得的速度v1；
(2)碰后瞬间B球速度v2；
(3) E2大小满足什么条件时，B球能经电场E2通过MN所在的直线；（不考虑B球与地面碰撞再次弹起的情况）
(4)在满足(3)问情景下B球在电场E2中与MN的最大距离。

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】
A．伽利略首先建立了平均速度、瞬时速度以及加速度的概念，选项Ａ错误；
B．开普勒通过观测行星运动发现行星运动三定律，牛顿发现了万有引力定律，选项Ｂ错误；
C．密立根通过油滴实验测出了元电荷的电荷量，选项Ｃ错误；
D．法拉第最早引入电场概念，并提出用电场线形象描述电场，选项Ｄ正确。

【解析】
【详解】
卫星绕地球做匀速圈周运动，根据万有引力提供向心力得：，解得：，，则知，当r增大时，v、都要减小；由可知卫星的向心力与轨道半径r的平方成反比，当r增大为原来的2倍时，卫星的向心力变为原来的，故D正确，A、B、C错误；
故选D。

【点睛】
关键要知道线速度、角速度与轨道半径的关系式，知道轨道半径变化时，卫星的线速度和角速度随之变化。

3．C
【解析】
【分析】
【详解】
摩擦起电的实质是电子从一个物体转移到另一个物体，即说明了电荷可以从一个物体转移到另一个物体．摩擦起电现象说明机械能可以转化为电能，但并没有创造电荷．电荷只是发生转移．感应起电过程电荷在电场力作用下，从物体的一部分转移到另一个部分．或者是电荷从物体的一部分转移到另一个部分．电荷可以从带电的物体转移到原来不带电的物体是接触带电；
故选C．
点晴：摩擦起电和感应起电的实质都电子发生了转移，只是感应起电是电子从物体的一部分转移到另一个部分．摩擦起电是电子从一个物体转移到另一个物体．
4．A
【解析】
【详解】
A.根据重力做功方程可知：
G
3 ()
44
h
W mg h mg h mgh
=∆=-=，BCD错误A正确5．D
【解析】
【分析】
【详解】
当汽车在桥顶端时对桥的压力大小为零，仅重力提供向心力，则有：
2
v
mg m
r
=
v gr = 即汽车的速度小于gr 时支持力不为零，摩擦力不为零，汽车才能安全通过拱桥，故ABC 错误，D 正确．
故选D ．
【点睛】
根据竖直方向上的合力提供向心力求出桥的半径，当汽车不受摩擦力时，支持力为零，则靠重力提供向心力，求出汽车通过桥顶最大的速度，而要安全通过，则摩擦力不为零，故支持力不为零，故汽车的速度应小于最大速度．
6．A
【解析】
【详解】
物体向下运动，重力与位移方向夹角为0，故重力做正功；拉力方向向上，与位移方向夹角为180°，故拉力做负功；物体做减速运动，动能减小，根据动能定理合外力做负功；
A. 重力做正功，拉力做负功，合外力做负功，与结论相符，选项A 正确；
B. 重力做正功，拉力做负功，合外力做正功，与结论不相符，选项B 错误；
C. 重力做正功，拉力做正功，合外力做正功，与结论不相符，选项C 错误；
D. 重力做负功，拉力做负功，合外力做正功，与结论不相符，选项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．BC
【解析】
对小球1，根据平抛运动规律：对C 点与两条半径组成的直角三角形，由勾股定理可得OC 在水平方向的分量为0.6R ，故111.6R v t =，竖直方向：2110.82
R gt = 对小球1，根据平抛运动规律：水平方向：22R v t =，竖直方向2212R gt =
得：14t R =，225t R =，可见12t t ＜，10.4v R =，2510
R v =
，故12:4:5v v =，故选项BC 正确． 点睛：解决本题的关键知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，结合运动学公式灵活求解，运算量有点多．
8．BD
【解析】A 、物块下落过程中，软绳对物块做负功，物块的机械能逐渐减小，故A 错误；
B 、物块未释放时，软绳的重心离斜面顶端的高度为，软绳刚好全部离开斜面时，
软绳的重心离斜面顶端的高度，则软绳重力势能共减少，故B 正确；
C 、因为物块的机械能减小，则物块的重力势能减小量大于物块的动能增加量，减小量等于拉力做功的大小，由于拉力做功大于克服摩擦力做功，所以物块重力势能的减少大于软绳克服摩擦力所做的功与物块动能增加之和，故C 错误；
D 、以软绳为研究对象，细线对软绳做正功，则软绳重力势能的减少小于其动能的增加与克服摩擦力所做功的和，故D 正确。

点睛：本题中软绳不能看作质点，必须研究其重心下降的高度来研究其重力势能的变化．应用能量转化和守恒定律时，能量的形式分析不能遗漏。

9．AD
【解析】因为恒力F 做正功，系统的机械能增加，由功能关系可知，力F 所做的功等于系统机械能的增加量，故A 正确；由于恒力F 做正功，A 、B 组成的系统机械能增加，则A 环动能的增加量大于B 环机械能的减少量，故B 错误．当B 环到达最高点时，A 环的速度为零，动能为零，而B 环的速度不为零，则动能不为零，故C 错误．当PB 线与圆轨道相切时，速度关系为：v B =v A ，根据数学知识sin R OPB h
∠=，故D
正确。

所以AD 正确，BC 错误。

10．CD
【解析】
汽车在平直公路上由静止开始匀加速启动阶段，汽车的加速度保持不变，牵引力不变，功率P Fv =增大，当功率达到额定功率时，匀加速阶段结束；保持额定功率继续加速，牵引力e P F v =
减小，加速度F f a m -=减小，做加速度减小的加速运动；当F f =时，汽车开始做匀速前进．
A ：汽车的加速度先不变后逐渐减小为零，故A 项错误．
B ：汽车的牵引力先不变后逐渐减小最终与摩擦力相等，故B 项错误．
C ：汽车的功率先增大后保持不变，故C 项正确．
D ：汽车匀速运动时速度达到最大，故D 项正确．
11．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：2012=mv mgR ，解得：
04v gR =，所以只要04v gR >，小球就能做完整的圆周运动，故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：202v 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：22011222
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：204v 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．
12．AD
【解析】
试题分析：隔离物体分析，该物体做匀速圆周运动；对物体受力分析，如图，受重力G ，向上的支持力N ，重力与支持力二力平衡，然后既然匀速转动，就要有向心力（由摩擦力提供），指向圆心的静摩擦力；故A 正确，B 错误；
若没有摩擦力，则物体将想离开圆心的方向运动，所以物块A 相对圆盘的运动趋势方向是沿着半径且背离圆心的方向，故C 错误，D 正确。

考点：向心力
【名师点睛】本题要注意物体做匀速圆周运动，合力提供向心力，指向圆心，而不能把匀速圆周运动当成平衡状态！向心力是效果力，由合力提供，不是重复受力。

三、实验题:共2小题，每题8分，共16分
13．CE 0.490 1.95
2
k 【解析】
【详解】
（1）实验中不需要重锤的质量，因此不需要天平，通过打点计时器计算时间，故不需要秒表。

电火花打点计时器应该与110V 交流电源连接。

需要毫米刻度尺测量纸带上两点间的距离。

CE 正确
（1）减少的重力势能为：△Ep ＝mgh ＝0.15×9.8×0.1J ＝0.490J 利用匀变速直线运动的推论有：2
(24.1516.35)10--⨯
（3）根据机械能守恒定律有：212mgh
mv =，v 1＝1gh ，知v 1与1gh 成正比，图线的斜率等于重力加速度1g ，即k ＝1g ，故；g=2
k 14． ()2A 012
I R R I I +- 增大 17.5 55 【解析】 【详解】
(1)[1]．题目中没有电压表，可用已知内阻的电流表A 2与定值电阻R 0串联构成量程为
0()0.01(100400)V=5V g A U I R R =+=⨯+的电压表；滑动变阻器用分压电路，电路如图：
(2)[2]．由电流可知
()2A 012
t I R R R I I +-= (3)[3]．根据()2A 012t I R R R I I +-=
可得 021A 11t
I R R R I +=+
则该热敏电阻的阻值随毫安表A 2的示数的增大，斜率A 01
1t
R R R ++ 变大，可知R t 变大。

(4)[4][5]．通过R 1的电流
11
0.3A U I R == 则通过R 2和R t 的电流为0.4A ；由I 2-I 1图像可知，I 2=4mA ，此时R t 两端电压为2V ，则R 2两端电压为7V ，则
2717.50.4R =
Ω=Ω 250.4t R =Ω=Ω 根据R t -t 图像可知 14153
t R t =+ 解得 t=55℃ 四、解答题：本题共3题，每题8分，共24分
15． (1)， (2)
【解析】
【分析】
小球从甲轨道滑离时系统满足水平方向上动量守恒和系统机械能守恒，据此列式求得小球与甲轨道的速度大小；
小球滑上乙轨道后，系统满足水平方向动量守恒和系统机械能守恒，据此列式求解乙球上升的最大高度即可。

【详解】
设小球滑离甲轨道时，小球的速度为
，甲轨道的速度为 小球与甲轨道水平方向动量守恒，则 小球与甲轨道机械能守恒，则
由两式代入数据解得，
设小球在乙轨道上上升的最大高度为此时两者有共同速度v
小球与乙轨道水平方向动量守恒，则
小球与乙轨道机械能守恒，设水平面处重力势能为零，
则
由两式代入数据可解得
【点睛】
本题两问都是从水平方向动量守恒和系统机械能守恒出发列式求解，关键是掌握好动量守恒和机械能守恒条件的判定。

16． (1) 0.8s (2) 4.8m (3) 10m/s ；53︒
【解析】
【详解】
(1)平抛运动的物体在竖直方向上做自由落体运动，根据：212h gt =
解得：0.8s t == (2)水平距离：0 x v t =
解得： 4.8m x =
(3)落地时竖直分速度：8m/s v v gt ==
所以落地时速度：
10m/s v ==
与水平方向夹角θ的正切值：
04tan 3
y v v θ== 解得：53θ=︒
17． (1)3m/s ，方向水平向右；(2)2m/s ，方向水平向右；(3)E 2≥0.283V/m ；(4)0.142m
【解析】
【分析】
【详解】
(1)球和弹簧系统机械能守恒
2112
P E Mv = 得
v ==13m/s 即解除锁定后获得的速度大小为3m/s ，方向水平向右
(2)A 、B 在MN 处理碰撞动量守恒，系统机械能守恒
'112Mv Mv mv =+
2'22112111222
Mv Mv mv =+ 2122m/s M v M m
v ==+ 方向水平向右
(3)B 球进入MN 右侧后，电场力
q E =2N mg =
即重力电场力平衡，因此小球在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动，由牛顿第二定律得
22mv qvB R
= 在电磁场区域运动半个圆周后速度方向垂直MN 水平向左射出，出射点距M 点距离
20.4m y R ==
在MN 左侧的运动竖直方向为自由落体运动，水平方向类似于竖直上抛运动，若B 球返回MN ，必须满足（向右为正方向）：
222v qE v t m =
⋅-（-） 2122
y R gt =≥
得
122V/m 0.283V/m 5
mv E qt ≥== (4)
由以上可知当2V/m 5E =
（0.283V/m ）时，B 球恰好能回到M 点，在此过程中水平方向速度为零时距离MN 最远
2211m 220.142m 2210
v mv S qE qE m
====。