2023届北京市交大附中物理高一第二学期期末预测试题含解析

2022-2023学年高一下物理期末模拟试卷
注意事项:
1．答题前，考生先将自己的姓名、准考证号码填写清楚，将条形码准确粘贴在条形码区域内。

2．答题时请按要求用笔。

3．请按照题号顺序在答题卡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、试卷上答题无效。

4．作图可先使用铅笔画出，确定后必须用黑色字迹的签字笔描黑。

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

一、选择题（本题共12小题，每小题5分，共60分，在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确.全部选对的得5分，选不全的得3分，有选错的或不答的得0分）
1、(本题9分)质量为m的均匀木块静止在光滑水平面上,木块左右两侧各有一位持有完全相同步枪和子弹的射击手．首先左侧射手开枪,子弹水平射入木块的最大深度为d1,然后右侧射手开枪,子弹水平射入木块的最大深度为d2，如图所示．设子弹均未射穿木块,且两颗子弹与木块之间的作用大小均相同．当两颗子弹均相对于木块静止时,下列判断正确的是( )
A．木块静止,d1=d2
B．木块静止,d1<d2
C．木块向右运动,d1<d2
D．木块向左运动,d1=d2
2、一轻杆一端固定质量为m的小球，以另一端O为圆心，使小球在竖直平面内做半径为R的圆周运动，如图所示，则下列说法正确的是
A gR
B．小球过最高点时，杆所受到的弹力可以等于零
C．小球过最高点时，杆对球的作用力一定随速度增大而增大
D．小球过最高点时，杆对球的作用力一定随速度增大而减小
3、(本题9分)一艘轮船以一定的静水船速、船头垂直河岸向对岸行驶，河水匀速流动（河道是直的），如图所示，轮船渡河通过的路程和所用时间与水流速度的关系是（）
A ．静水船速越大，则路程越长，所用时间也越长
B ．静水船速越大，则路程越长，所用时间不变
C ．水流速度越大，则路程越长，所用时间不变
D ．水流速度越大，路程和时间均不变
4、 (本题9分)某人造地球卫星沿圆轨道运行，轨道半径36.810r km =⨯，周期35.610T s =⨯，已知万有引力常量11226.6710/kg G N m -=⨯⋅。

根据这些数据可以求得的物理量为
A ．地球的质量
B ．地球的平均密度
C ．地球表面的重力加速度大小
D ．地球对该卫星的万有引力大小
5、如图所示，甲、乙、丙三个轮子依靠摩擦传动，相互之间不打滑，其半径分别为r 1、r 2、r 1．若甲轮的角速度为ω1，则丙轮的角速度为（ ）
A ．311r r ω
B ．113r r ω
C ．312r r ω
D ．112
r r ω 6、一物体在两个力F 1、F 2的共同作用下发生了一段位移，力F 1、F 2做功分别为W 1＝6 J 、W 2＝－6 J ，下列说法正确的是
A ．这两个力一定大小相等、方向相反
B ．F 1是动力，F 2是阻力
C ．这两个力做的总功为12 J
D ．F 1比F 2做的功多
7、质量相等的A 、B 两球在光滑水平面上沿同一直线、同一方向运动，A 球的动量是8kg·
m/s ，B 求的动量是4kg·m/s ，当A 求追上B 球时发生碰撞，则碰撞后A 、B 两球的动量可能值是（ ）
A ．A P =6kg·m/s,
B P =6kg·m/s
B ．A P =7kg·m/s,B P =5kg·m/s
C．A P=-2kg·m/s,B P=14kg·m/s
P=6kg·m/s
D．A P=-4kg·m/s,1
B
8、(本题9分)杭十四中凤起校区实验楼大厅里科普器材中有如图所示的传动装置：在大齿轮盘内嵌有三个等大的小齿轮．若齿轮的齿很小，大齿轮半径（内径）是小齿轮半径的3倍，则当大齿轮顺时针匀速转动时，下列说法正确的是（）
A．小齿轮逆时针匀速转动
B．小齿轮的每个齿的线速度均一样
C．小齿轮的角速度是大齿轮角速度的3倍
D．小齿轮每个齿的向心加速度是大齿轮每个齿的向心加速度的3倍
9、(本题9分)如图所示，甲、乙、丙三个质量相同的物体分别在不同外力的作用下沿水平地面做匀速直线运动，如图地面与物体间的动摩擦因数均相同，下列判断正确的是（）
A．三个物体所受的摩擦力大小相同
B．甲物体所受的摩擦力最小，受地面的弹力最小
C．乙物体所受的摩擦力最大，受地面的弹力最小
D．丙物体所受的摩擦力最大，受地面的弹力最大
10、如图，a、b、c、d为一边长为2l的正方形的顶点。

电荷量均为q（q>0）的两个点电荷分别固定在a、c两点，静电力常量为k。

不计重力。

下列说法不正确的是
A．b点的电场强度大小为B．电子过b、d点时的电势能相等
C．在两点电荷产生的电场中，ac连线上中点的电势最高D．在b点从静止释放的电子，到达d点时动能不为零
11、如图所示，在匀速转动的水平盘上，沿半径方向放着用细线相连的质量相等的两个物体A和B，它们与盘间的动摩擦因数相同，它们与盘面之间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，此时两物体刚好就要发生滑动，则（）
A．细线中的拉力大于B受到的最大静摩擦力
B．细线中的拉力小于A受到的最大静摩擦力
C．烧断细线，只有物体B相对圆盘发生滑动
D．烧断细线，两物体都会相对圆盘发生滑动
12、(本题9分)关于匀强电场中电势差与场强的关系，下列说法中不正确的是（）
A．电场强度的方向就是电势降落最快的方向
B．任意两点间的电势差等于场强和这两点间距离的乘积
C．电势减小的方向，必定是场强的方向
D．沿电场线方向任何相同距离上电势降落必定相等
二．填空题(每小题6分，共18分)
13、(本题9分)质量m=2kg 的物体放在动摩擦因数μ=0.1 的水平地面上，在水平拉力作用下，拉力所做的功和
位移的关系如图所示，由图可知，整个过程中物体克服摩擦力共做了________J 的功，拉力在作用过程中最大瞬时
功率为________W。

14、(本题9分)（1）如图所示，飞机沿水平直线做匀速飞行，坐在飞机上的人看到从飞机上自由落下的伞兵，是沿竖直直线下落的，这说明：___________。

A．平抛运动是直线运动
B．平抛运动是曲线运动
C．平抛运动在竖直方向上是自由落体运动
D．平抛运动在水平方向上是匀速直线运动
（2）如图乙所示，在O点以某一速度将小球水平抛出，以O点为原点建立直角坐标系，其x轴在水平方向，y轴为竖直方向，小运动轨迹上P点的坐标为（x，y），不计空气阻力，则x，y之间的关系应满足___________。

A．y∝x B．y∝x C．y∝x2D．y∝x3
15、某汽车在水平路面上以60kW的恒定功率沿直线行驶，所受阻力恒为2000N，汽车能达到的最大速度为
___________m/s，则发动机在300s内做的功为___________J。

三．计算题(22分)
16、（12分）(本题9分)大家都看过杂技演员表演“水流星”（如图）．一根细绳系着盛水的杯子，随演员的抡动，杯子在竖直平面做圆周运动．用长L＝1.2m的绳系沿两个装有m＝0.5kg水的杯子，杯子以绳子中点为圆心在竖直平面内做圆周运动便成为“水流星”（g＝10m/s2）．求：
（1）杯子在最高点水不流出时．杯的最小速度是多少？
（2）若过最高点时速度为3m/s．此时水对杯子底的压力多大？
17、（10分）(本题9分)蹦极是一项非常刺激的运动，为了研究蹦极过程，可将人视为质点，人的运动沿竖直方向，人离开蹦极台时的初速度、弹性绳的质量，空气阻力均可忽略。

某次蹦极时，人从蹦极台跳下，到A点时弹性绳恰好伸直，人继续下落，能到达的最低位置为B点，如图所示。

已知人的质量m=50kg，弹性绳的弹力大小F=kx，其中x
为弹性绳的形变量，k =200N/m ，弹性绳的原长0L =10m,整个过程中弹性绳的形变始终在弹性限度内。

取重力加速度g =10m/2s ，在人离开蹦极台至第一次到达B 点的过程中，机械能损失可忽略。

(1)求人第一次到达A 点时的动能KA E
(2)求人第一次速度达到最大时，距离蹦极台的距离1L ；
(3)已知弹性绳的形变量为x 时，它的弹性势能P E =212
kx 。

求B 点与蹦极台间的距离2L
参考答案
一、选择题（本题共12小题，每小题5分，共60分，在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确.全部选对的得5分，选不全的得3分，有选错的或不答的得0分）
1、B
【解析】
左侧射手开枪后,子弹射入木块与木块一起向右运动,设共同速度为v 1,由动量守恒有mv 0=(M+m)v 1,由能量守恒有
F f d 1=
22011()22
mv M m v -+.右侧射手开枪后,射出的子弹与木块及左侧射手射出的第一颗子弹共同运动的速度设为v 2,由动量守恒有(M+m)v 1-mv 0=(M+2m)v 2,由能量守恒有F f d 2=222012111()(2)222mv M m v M m v ++-+,解之可得v 2=0,d 1=20,2()f Mmv F M m +d 2=20(2),2()
f M m mv F M m ++故B 正确. 2、B
【解析】
A.由于杆可以表现为拉力，也可能表现支持力，所以小球过最高点的最小速度为0，故A 错误；
B.当小球在最高点的速度v gR =时，靠重力提供向心力，杆子的弹力为零，故B 正确；
CD. 杆子在最高点可以表现为拉力，也可以表现为支持力，当表现为支持力时，速度增大作用力越小，当表现为拉力时，速度增大作用力越大，故CD 错误。

3、C
【解析】设河宽为d ，船垂直于河岸的速度为，则渡河时间为：，由此可知，渡河时间与船在静水中速度有关，当静水船速越大，所用时间也越短，则路程越短，故AB 错误；由上分析可知，时间与水速无关，如果水速越大，则船的合速度也越大，因渡河时间不变，则船在水中运动的路程就越大，故C 正确，D 错误。

故选C 。

【点睛】因为船垂直于河岸方向的速度不变，而水流方向是垂直于这个方向的，在这个方向上没有分速度，所以不论水速多大时间不变；水速越大，水流方向的位移就越大．
4、A
【解析】
A.根据万有引力提供向心力2224mM G m r r T π＝，23
24r M GT
π=；代入数据可得：M =6×1024kg ．故A 正确； B.由于没有给出地球的半径，所以不能求出地球的密度。

故B 错误；
C.由于没有给出地球的半径，所以不能根据万有引力定律求出地球表面的重力加速度大小。

故C 错误；
D.由于没有给出卫星的质量，所以不能根据万有引力定律求出地球对该卫星的万有引力大小。

故D 错误；
5、B
【解析】
由甲、乙、丙三个轮子依靠摩擦传动，相互之间不打滑知三者线速度相同，其半径分别为r 1、r 2、r 1，则：ω1r 1＝ω2r 2＝ω1r 1，故ω1=113
r r ω. A. 311
r r ω，与结论不相符，选项A 错误； B. 113
r r ω，与结论相符，选项B 正确； C. 312
r r ω，与结论不相符，选项C 错误；
D. 112
r r ω，与结论不相符，选项D 错误； 6、B
【解析】
A ．根据恒力做功公式cos W Fx θ=可以知道,做功一正一负,不能说明两个力的方向相反,还跟角度有关,故A 错误;
B ．功是标量,功的正负表示是动力做功还是阻力做功,所以F 1是动力，F 2是阻力,所以B 选项是正确的;
C ．这两个力做的总功为:
126J 6J 0W W W =+=-=合
所以C 选项错误的;
D ．功的正负表示是动力做功还是阻力做功，不表示大小，F 1与F 2做的功一样多,故D 错误.
7、AB
【解析】
两球碰撞动量守恒，动能不增加，以下四个选项动量都是守恒的，只需比较碰前后的动能关系就可，动量和动能的关系为2
k 2P E m
=，可知碰前的总动能为22k 8480222E m m m =+= A.碰后的总动量为：22k k 6672222E E m m m
'=+=<，所以A P =6kg·m/s,B P =6kg·m/s 是可能的，故A 正确。

B. 碰后的总动量为：22k k 7574222E E m m m
'=+=<，所以A P =7kg·m/s,B P =5kg·m/s 是可能的，故B 正确。

C. 碰后的总动量为：22k k 214200222E E m m m
'=+=>，所以A P =-2kg·m/s,B P =14kg·m/s 是不可能的，故C 错误。

D. 碰后的总动量为：22k k 416272222E E m m m
'=+=>，所以A P =-4kg·m/s,1B P =6kg·m/s 是不可能的，故D 错误。

8、CD
【解析】
A ．小齿轮的运动方向和大齿轮的运动方向相同，所以小齿轮也是顺时针匀速转动，故A 错误；
B ．大齿轮和小齿轮的线速度大小相等，小齿轮的每个齿的线速度方向不同，故B 错误；
C ．根据v=ωr 可知，线速度相等，大齿轮半径（内径）是小齿轮半径的3倍时，小齿轮的角速度是大齿轮角速度的3倍，故C 正确；
D．根据a=
2
v
r
，大齿轮半径（内径）是小齿轮半径的3倍．可知小齿轮每个齿的向心加速度是大齿轮每个齿的向心加
速度的3倍，故D正确．
故选CD。

【点评】
解决本题的关键知道线速度、角速度、向心加速度与半径的关系，知道大齿轮和小齿轮的线速度大小相等，难度适中．9、BD
【解析】
设三个物体的重力均为G．如图，
将甲、丙两个物体所受的拉力分解为水平和竖直两个方向．则三个物体对地面的压力大小分别为：N甲=G-F1；N乙=G；N丙=G+F2；可见，甲对地面的弹力最小，丙对地面的弹力最大．由摩擦力公式f=μN，μ相同，所以甲物体所受的摩擦力最小，丙物体所受的摩擦力最大．故选BD．
【点睛】
对于滑动摩擦力，关键抓住其方向与物体相对运动方向相反，大小与物体间弹力成正比．
10、CD
【解析】
A．固定在a点的点电荷在b点的电场强度大小，方向由a点指向b点；固定在c点的点电荷在b点的电
场强度大小，方向由c点指向b点；则b点的电场强度大小．故A项不符合题意；
BD．由等量正电荷电场线分布和等势面分布特点知，b、d两点的电势相等，则电子过b、d点时的电势能相等；据能量守恒知，在b点从静止释放的电子，到达d点时动能为零．故B项不符合题意，D项符合题意；
C．由等量正电荷电场线分布和等势面分布特点知，ac连线上中点的电势最低；故C项符合题意。

11、BC
【解析】
AB．A、B一起随圆盘做圆周运动，当两物体刚好就要发生滑动时，两物体所受的摩擦力都达到最大静摩擦力。

对A 根据牛顿第二定律有：f m−T＝mr Aω2，可知细线的拉力小于A受到的最大静摩擦力，因为A、B与圆盘间的动摩擦因数相同，质量相等，则最大静摩擦力相等，则细线的拉力也小于B受到的最大静摩擦力，故A错误，B正确。

CD ．烧断细线，细线拉力消失，对A ，由于最大静摩擦力大于向心力，靠静摩擦力提供向心力，所以A 不会发生滑动；对B ，最大静摩擦力不够提供向心力，B 相对圆盘发生滑动，故D 错误，C 正确。

12、BC
【解析】
顺着电场线方向电势降低，电势降落最快的方向就是场强的方向，故A 正确，C 错误；U=Ed ，d 是沿电场线方向上的距离，不是任意两点间的距离，故B 错误；根据公式U=Ed 可知，沿电场线方向，距离相同，电势差相同，即相同距离上电势降落必定相等．故D 正确．
二．填空题(每小题6分，共18分)
13、18J 15W
【解析】
由图可知，0-3m 内，拉力的大小
115N 5N 3
F == 3-9m 内，拉力的大小
22715N 2N 6
F -== 摩擦力的大小
f=μmg =0.1×20N=2N
可知物块先做匀加速运动后做匀速运动。

整个过程中物体克服摩擦力共做功：
29J 18J f W fs ==⨯=
加速阶段，由动能定理：
211112
m F x fx mv -= 解得：
v m =3m/s
则拉力的最大瞬时功率：
153W 15W m m P F v ==⨯=
14、（1）D ； （2）C.
【解析】
第一空.在飞机上的人看到从飞机上自由落下的伞兵，是沿竖直直线下落的，说明伞兵和飞机在水平方向的运动是相同的，即说明平抛运动在水平方向上是匀速直线运动，故选D.
第二空.由平抛运动的规律可知：x =v 0t ；y =12
gt 2，联立解得22202g y x x v =∝，故选C. 15、30 1.8×
107 【解析】
[1].当牵引力等于阻力时，汽车能达到的最大速度
3
6010m/s 30m/s 2000
m f P v F ⨯=== [2] 则发动机在300s 内做的功
W =Pt =60ⅹ103ⅹ300J=1.8ⅹ107J
三．计算题(22分)
16、（1
/s （2）2.5N
【解析】
（1）水在杯子中做圆周运动设其半径为r ．由几何关系得0.62
L r m == 过最高点临界条件：mg ＝m 2
v r
解得最小速度v
m/s ．
（2）若过最高点时速度v ＝
m/s ．设此时杯子底部对水的压力为N ．由牛顿第二定律：N ＋mg ＝m 2
v r 解得 N ＝2.5N
据牛顿第三定律知此时水对杯底的压力为2.5N
17、 (1)5000J (2)12.5m (3)20m
【解析】
(1)由机械能守恒定律可知，人第一次到达A 点时的动能
0501010J 5000J kA E mgL ==⨯⨯=
(2) 人第一次速度达到最大时，重力等于弹力，即
mg k L =∆
解得
500=m 2.5m 200
mg L k ∆== 距离蹦极台的距离
01=12.5m L L L +∆=
(3)从开始下落到B 点的过程，由机械能守恒定律：
22201()2
mgL k L L =- 解得
L 2=20m （L 2=5m 舍掉）。