2022届绵阳市高一(下)物理期末教学质量检测模拟试题含解析

2022届绵阳市高一(下)物理期末教学质量检测模拟试题
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．(本题9分)如图所示，一根轻弹簧下端固定，竖立在水平面上，其正上方A位置有一只小球．小球从静止开始下落，在B位置接触弹簧的上端，在C位置小球所受弹力大小等于重力，在D位置小球速度减小到零．不计空气阻力，对于小球下降阶段，下列说法中正确的是( )
A．在B位置小球动能最大
B．在C位置小球动能最大
C．整个过程中小球的机械能守恒
D．从A→C位置小球重力势能的减少等于小球动能的增加
【答案】B
【解析】
【详解】
AB.小球从B至C过程，重力大于弹簧的弹力，合力向下，小球加速运动；C到D过程，重力小于弹力，合力向上，小球减速运动，而在C点小球所受弹力大小等于重力，加速度为零，所以在C点速度最大，即动能最大，故A错误，B正确；
CD.小球下降过程中，只有重力和弹簧的弹力做功，小球和弹簧组成的系统机械能守恒，即小球的重力势能、动能和弹簧的弹性势能总和保持不变，而小球的机械能会变化，所以从A→C位置小球重力势能的减少等于动能增加量和弹性势能增加量之和，故小球重力势能的减少大于小球动能的增加。

故CD错误。

2．如图所示，小物块位于半径为R的半球顶端，若给小物块以水平的初速为v0时，物块刚好对半球无压力，则以下说法不正确的是
A．小物块立即离开球面做平抛运动
B2R
C．小物块沿半球面运动
D．小物块落地时速度的方向与地面不可能成45°角
【答案】C
【解析】
【详解】
A.物块对球顶恰无压力，说明此时恰好是物体的重力作为圆周运动的向心力，物体离开半球顶端后将做平抛运动，故A 正确，不符合题意。

B.物体做平抛运动，由
201,2x v t R gt =
=
以及 20v mg m R
= 得：2x R = ，故B 正确，不符合题意。

C.物块对球顶恰无压力，物体的重力作为圆周运动的向心力，过最高点物体速度增加，所需要向心力亦增加，而此时的向心力为重力指向圆心方向的分力小于重力，故小球不可能沿圆周做圆周运动而是做离心运动，即从最高点起做平抛运动，故C 错误，符合题意
D.物体做平抛运动，由212R gt =可得2R t g
=，所以竖直方向上的速度 2y v gt gR ==
夹角
02tan 2y
v gR v gR θ===
所以与地面的夹角不是45°，故D 正确，不符合题意。

3． (本题9分)如图所示，一物体沿竖直平面内的三条不同的路径由A 点运动到B 点，则在此过程中，物体所受的重力做的功（ ）
A ．沿Ⅰ较大
B ．沿Ⅱ较大
C ．沿Ⅲ较大
D ．一样大
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】
物体沿不同的路径Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ从A 滑到B ，初末位置一样，路径不同，根据重力做功的特点只跟始末位置有关，跟路径无关得：W G =-mgh ，故D 正确，ABC 错误。

4． (本题9分)如图所示为质量为m 的汽车在水平路面上启动过程中的速度-时间图像，Oa 段为过原点的倾斜直线，ab 段表示以额定功率行驶时的加速阶段，bc 段是与ab 段相切的水平直线，则下述说法正确的是：
A ．0～t 1时间内汽车做匀加速运动且功率恒定
B ．t 1～t 2时间内汽车牵引力做功为12mv 22－12
mv 12 C ．在全过程中，t 2时刻的牵引力及其功率都是最大值
D ．t 1～t 2时间内的平均速度大于
12（v 1＋v 2） 【答案】D
【解析】
【详解】
A. 0～t 1时间内为倾斜的直线，故汽车做匀加速运动，牵引力恒定，由P=Fv 可知，汽车的牵引力的功率均匀增大，A 错误；
B. t 1～t 2时间内动能的变化量为
12mv 22－12mv 12，运动中受牵引力及阻力，故牵引力做功一定大于12mv 22－12
mv 12，B 错误。

C. 在0-t 1时间内汽车做匀加速直线运动，牵引力不变，功率增加，t 1-t 2时间内功率不变，做变加速运动，牵引力减小，功率不变，t 2-t 3时间内做匀速直线运动，功率不变，牵引力不变，故C 错误。

D. t 1～t 2时间内，若图象为直线时，平均速度为
()1212
v v +，而现在图象为曲线，且图象与时间轴围成的面积大于直线时图象与时间轴围成的面积，即位移大于直线时的位移，故平均速度大于()1212v v +，D 正确。

5． (本题9分)放在光滑的水平面上的一辆小车的长度为L ，质量等于M ．在车的一端站一个人，人的质量等于m ，开始时人和车都保持静止．当人从车的一端走到车的另一端时，小车后退的距离为（ ） A ．mL/(m+M)
B ．ML/(m+M)
C ．mL/(M-m)
D ．ML/(M-m)
【答案】A
【解析】
【详解】
当人从车的一端走到另一端，人和车系统的动量守恒，设此过程中人、车移动的距离分别为x 1、x 2，以人的速度方向为正方向，由系统动量守恒定律可得：
120mv Mv -=
人和车的运动时间相等，所以
120mx Mx -=
又
12x x L +=
解得小车后退的距离
2mL x M m
=+ 故A 项正确，BCD 三项错误．
故选A.
6． (本题9分)关于万有引力定律的发现和引力常量的测定，下面说法正确的是（ ）
A ．牛顿发现万有引力定律，卡文迪许测定引力常量
B ．开普勒发现万有引力定律，卡文迪许测定引力常量
C ．牛顿发现万有引力定律，胡克测定引力常量
D ．开普勒发现万有引力定律，伽利略测定引力常量
【答案】A
【解析】
万有引力定律是由开普勒发现的，开普勒三定律是对天体运动规律系统认识的开端，其中包括万有引力定律；而引力常量是由卡文迪许通过卡文迪许扭秤实验测定的，故A 正确， B 、C 、D 错误；故选A.
【点睛】熟悉天体运动在物理学上的认识过程，通过比较得到答案.
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,一粗糙的四分之一圆弧轨道,半径为R,轨道圆心O 与A 点等高．一质量为m 的小球在不另外施力的情况下,能以速度v 沿轨道自A 点匀速率运动到B 点,取小球在A 点时为计时起点,且此时的重力势能为零,重力加速度为g,则在此过程中,下列说法正确的是
A ．到达底端时,重力做功的功率为mgv
B ．重力做的功等于小球克服摩擦力做的功
C ．小球重力势能随时间的变化关系为E p =mgRsin vt R
D．小球的机械能随时间的变化关系为E=1
2
mv2-mgRsin
vt
R
【答案】BD
【解析】
到达底端时，重力做功的瞬时功率为P=mgvcos900=0，选项A错误；小球速度大小不变，根据动能定理知，合力做功为零，由于支持力不做功，则重力做功等于小球克服摩擦力做功的大小，故B正确．经过时间t，
下降的高度h=Rsin vt
R
，则重力势能随时间的变化关系为E p=-mgh=-mgRsin
vt
R
，故C错误．小球的机械能
E=E k+E p=1
2
mv2−mgRsin
vt
R
，故D正确．故选BD．
点睛：解决本题的关键知道平均功率和瞬时功率的区别，掌握这两种功率的求法，以及在求解重力势能时，注意零势能平面的选取．
8．从地面竖直上抛一个质量为m的小球，小球上升的最大高度为H。

设上升过程中空气阻力f恒定。

则对于小球的整个上升过程，下列说法中正确的是（）
A．小球动能减少了mg H
B．小球机械能减少了f H
C．小球重力势能增加了mg H
D．小球的加速度大于重力加速度g
【答案】BCD
【解析】
【详解】
AC项，重力势能大小与竖直高度有关，小球上升了高度H，所以重力势能增加了mgH，从能量守恒的角度上看，小球在上升过程中，初始动能转化成了重力势能和与空气摩擦产生的热能，所以小球动能减少量大于mgH。

故A错；C对
B项，空气阻力做功将小球的机械能转化为内能，因此阻力做功的大小即为机械能减少量。

故B对。

D项，上升过程空气阻力向下，与重力同向，两者合力大于重力，因此小球的加速度大于重力加速度。

故D对。

综上所述本题正确答案为BCD。

9．如图所示，质量为m的物块A静置在光滑水平桌面上，它通过轻绳和轻质滑轮悬挂着质量为3m的物块B，由静止释放物块、B后(重力加速度大小为g)( )
A．相同时间内，A、B运动的路程之比为2：1
B．物块A、B的加速度之比为1:1
C．细绳的拉力为mg
D．当B下落高度h时，速度为
【答案】AD
【解析】
【详解】
A.根据动滑轮的特点可知B下降s，A需要走动2s，而，故A正确；
B.因为都是从静止开始运动的，故有
解得，故B错误；
C.对A分析有
对B分析有
解得，，故C错误；
对B，加速度为
根据速度位移公式，有，解得，故D正确；
10． (本题9分)如图所示，质量为0.1kg 的小球在水平面内做匀速圆周运动，长为2m 的悬线与竖直方向的夹角为37°，不计空气阻力，取重力加速度g=10m/s 2，sin37=0.6，cos37°=0.8，下列说法正确的是
A ．悬线受到的拉力大小为2N
B ．小球运动的动能为0.45J
C ．小球运动的向心加速度大小为7.5m/s 2
D ．小球运动的角速度大小为5rad/s
【答案】BC
【解析】
【详解】
小球在水平面内做匀速圆周运动，对小球受力分析，如图所示：
A ．小球在竖直方向受力平衡，有：cos F mg α=，解得绳的拉力0.110N 1.25N cos 0.8
mg F α⨯=
==；故A 错误. B ．小球受重力和绳子的拉力，合力提供向心力，根据牛顿第二定律有：2
tan v mg m r
α=，其中r 表示小球匀速圆周运动的轨道半径，有sin r L α=，联立解得：tan sin 3m/s v g L αα=⋅=，则小球的动能为
210.45J 2
k E mv ==；故B 正确. C ．由牛顿第二定律tan mg ma α=，可知向心加速度2tan 7.5m/s a g α==；故C 正确.
D ．由匀速圆周的的特点=v r
ω，可得小球的角速度为3=rad/s=2.5rad/s 20.6ω⨯；故D 错误. 11． (本题9分)如图所示，两个质量相同的物体A 和B ，在同一高度处，A 物体自由落下，B 物体沿光滑斜面下滑，则它们到达地面时（空气阻力不计）（ ）
A．A、B两物体重力做功的瞬时功率相同
B．速度相同，动能相同
C．A、B两物体在运动过程中A物体重力的平均功率大于B物体重力的平均功率
D．B物体重力所做的功与A物体重力所做的功一样多
【答案】CD
【解析】
BD、斜面光滑，B运动的过程中只有重力做功，所以AB的机械能都守恒，由于AB的初速度都是零，高度也相同，所以到达地面时，重力做功相同；故它们的动能相同，由于它们运动的方向不一样，所以只是速度的大小相同，即速率相同、速度不同，B错误；D正确；
A、落地时刻的速度相等，重力沿着速度方向的分力是A物体的大，根据P mgvsinθ
=（θ为斜面的坡角），故A物体重力的瞬时功率大于B物体重力的瞬时功率，A错误；
C、由于重力做功相同，B物体运动时间长，根据P
W
t
=，A、B两物体在运动过程中A物体重力的平均功
率大于B物体重力的平均功率，C正确；
故选CD．
12．(本题9分)如图，一内壁为半圆柱形的凹槽静止在光滑水平面上，质量为M，内壁光滑且半径为R,直径水平；在内壁左侧的最髙点有一质量为m的小球P,将p由静止释放，则（）
A．P在下滑过程中，凹槽对P的弹力不做功
B．P在到达最低点前对凹槽做正功，从最低点上升过程中对凹槽做负功
C．m和M组成的系统动量守恒
D．凹槽的最大动能是
2
m gR M m
+
【答案】BCD
【解析】
【分析】
P在下滑过程中，凹槽要向左退．凹槽对P的弹力要做功．根据力与位移的夹角分析P对凹槽做功情况．根据系统水平动量守恒和机械能守恒分析P到达内壁右端最高点的位置．P下滑到最低点时凹槽动能最大，
根据系统水平动量守恒和机械能守恒求凹槽的最大动能．
【详解】
P 在下滑过程中，P 对凹槽有斜向左下方的压力，凹槽要向左运动，则凹槽对P 的弹力与P 相对于地面的速度不垂直，所以凹槽对P 的弹力要做功，A 错误；P 在到达最低点前对凹槽的压力与凹槽位移的夹角为锐角，则P 对凹槽做正功，P 从最低点上升过程对凹槽的压力与凹槽位移的夹角为钝角，P 对凹槽做负功，B 正确；m 和M 组成的系统外力为零，故系统动量守恒，P 下滑到最低点时凹槽动能最大，取水平向右为正方向，根据系统水平动量守恒和机械能守恒得120mv Mv =-，根据机械能守恒定律可得
22021122mgR mv Mv =+；凹槽的最大动能2212kM E Mv =，联立解得2kM m gR E M m
=+，CD 正确． 三、实验题:共2小题，每题8分，共16分
13． (本题9分)利用图示装置进行验证机械能守恒定律的实验时，需要测量物体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 ．某班同学利用实验得到的纸带，设计了以下四种测量方案：
a ．用刻度尺测出物体下落的高度h,并测出下落时间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v=2gh 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，浊算出图时
速度v,并通过h=2
2v g
计算出高度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 ．
（1）以上方案中只有一种正确，正确的是 ．（填入相应的字母）
（2）本实验计算出重力势能的减小为
，对应动能的增加为，由于不可避免地存在阻力，应该是 （等于，略大于，略小于）
【答案】（1）d （2）略大于
【解析】
【分析】
【详解】
(1)该实验是验证机械能守恒定律的实验．因为我们知道自由落体运动只受重力，机械能就守恒．如果把重物看成自由落体运动，再运用自由落体的规律求解速度，那么就不需要验证呢．其中ABC三项都是运用了自由落体的运动规律求解的，故abc错误，d正确．
（2）物体下落过程中存在阻力，重力势能没有全部转化为动能，因此重力势能的减少量△Ep略大于动能的增加量为△E K．
14．(本题9分)在“探究功与速度变化的关系”实验中，某同学设计了如图甲所示的实验方案：使小物块在橡皮筋的作用下沿水平桌面被弹出，第二次、第三次操作时分别改用2根、3根、同样的橡皮筋将小物块弹出，测出小物块被弹出时速度，然后找到牵引力对小物块做的功与小物块速度的关系。

（1）要测得小物块被弹出后的水平速度，需要测量哪些物理量（填正确答案标号，g已知）_____ A．小物块的质量m
B．橡皮筋的原长x
C．橡皮筋的伸长量
D．桌面到地面的高度h
E．小物块抛出点到落地点的水平距离L
（2）实验时，若把橡皮筋两端固定，使橡皮筋的伸长量依次加倍来实现橡皮筋对小物块做功成整数倍变化，这样做有什么不好？答：_____________________________
（3）根据实验数据做出的图象如图乙所示，图线不通过原点的原因是__________________
【答案】DE 橡皮筋的伸长量不同，会造成每一次小物体克服摩擦力做的功不同，不利于比较它们的关系物体在桌面上运动时需要克服摩擦力做功
【解析】
【详解】
第一空.物块离开桌面后做平抛运动，竖直方向：h=1
2
gt2，水平方向：L=vt，解得：
2
g
v
h
被弹出时的速度，需要测量：桌面到地面的高度h，小物块抛出点到落地点的水平距离L，故选DE；
第二空. 橡皮筋的伸长量不同，会造成每一次小物体克服摩擦力做的功不同，不利于比较它们的关系；第三空. 物块在桌面上运动时，弹力对物块做功，摩擦力对物块做负功，由于物块要克服摩擦力做功，则图象不过原点．
四、解答题：本题共3题，每题8分，共24分
15．(本题9分)如图所示，在竖直平面内，光滑绝缘直杆AC与半径为R的圆周交于B、C两点，在圆心处有一固定的正点电荷，B点为AC的中点，C点位于圆周最低点．现有一质量为m、电荷量为q套在杆。