太原市2022届物理高一(下)期末达标检测模拟试题含解析

太原市2022届物理高一(下)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．(本题9分)下列关于质点的说法中，正确的是（）
A．体积很小的物体都可以看成质点
B．质量很小的物体都可以看成质点
C．只有低速运动的物体才能看做质点，高速运动的物体不能看做质点
D．不论物体质量多大，只要物体尺寸对所研究问题没有影响或影响可以忽略，都可以看成质点
2．(本题9分)两个物体做平抛运动的初速度之比为2∶1，若它们的水平射程相等，则它们抛出点离地面高度之比为（）
A．1∶2 B．1∶
C．1∶4 D．4∶1
3．(本题9分)如图所示，小车静止光滑的水平面上，将系绳小球拉开到一定角度，然后同时放开小球和小车，那么在以后的过程中( )
A．小球向左摆动时，小车也向左运动，且系统动量守恒
B．小球向左摆动时，小车向右运动，且系统动量守恒
C．小球向左摆到最高点时，小球与小车瞬时速度均为零
D．在任意时刻，小球和小车在水平方向的动量一定大小相等、方向相同
4．“飞车走壁”是一种传统的杂技艺术，演员骑车在倾角很大的桶面上做圆周运动而不掉下来．如图所示，已知桶壁的倾角为θ，车和人的总质量为m，做圆周运动的半径为r，若使演员骑车做圆周运动时不受桶壁的摩擦力，下列说法正确的是()
A grsinθ
B grtanθ
C．桶壁对车的弹力为mgcosθ
D．桶壁对车的弹力为mg sinθ
5．(本题9分)如图所示，质量相等的A、B两个球，在光滑水平面上沿同一直线相向做匀速直线运动，A
球的速度是6 m/s，B球的速度是-2 m/s，之后A、B两球发生了对心碰撞．对于该碰撞之后的A、B两球的速度可能值，某实验小组的同学们做了很多种猜测，下面的猜测结果一定无法实现的是( )
A．'A v=-2m/s，'B v=6m/s
B．'A v=-2m/s，'B v=2m/s
C．'A v=-1m/s，'B v=3m/s
D．'A v=-3m/s，'B v=7m/s
6．单摆振动的回复力是
A．摆球所受的重力
B．摆球重力在垂直悬线方向上的分力
C．悬线对摆球的拉力
D．摆球所受重力和悬线对摆球拉力的合力
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．示波管是示波器的核心部件，它由电子枪、偏转电极和荧光屏组成，如图所示．如果在荧光屏上P点出现亮斑，那么示波管中的（）
A．极板x应带正电B．极板x´应带正电
C．极板y应带正电D．极板y´应带正电
8．质量为m的小球由轻绳a和b分别系于一轻质细杆的A点和B点，如图所示。

当轻杆绕轴AB以角速度ω匀速转动时，小球在水平面内做匀速圆周运动，绳a与水平方向成θ角，绳b沿水平方向且长为L，则下列说法正确的是（）
A．a绳的张力不可能为零
B．角速度ω越大，a绳的张力越大
C ．当角速度tan g L ωθ>时，b 绳将出现弹力
D ．若b 绳突然被剪断，则a 绳的弹力一定发生变化 9． (本题9分)如图所示，长为l 的轻杆两端各固定一个小球（均可视为质点），两小球的质量分别为m A =m 和m B =2m ，轻杆绕距B 球l 3
处的光滑轴O 在竖直平面内自由转动。

当杆转至图中竖直位置时，A 球速度为23
gl 。

则此时
A ．
B 球的速度大小为13
gl B ．B 球的速度大小为
16gl C ．杆对B 球的支持力为mg
D ．杆对A 球的拉力为2mg
10．如图所示，轻杆一端固定质量为m 的小球，另一端固定在转轴上，轻杆长度为R ，可绕水平光滑转轴O 在竖直平面内转动将轻杆从与水平方向成30°角的位置由静止释放若小球在运动过程中受到的空气阻力大小不变当小球运动到最低点P 时，轻杆对小球的弹力大小为 。

方向竖直向上，下列说法正确的是
( )
A ．小球受到的空气阻力大小为
B．小球运动到P点时的速度大小为
C．小球能运动到与O点等高的Q点
D．小球不能运动到与O点等高的Q点
11．(本题9分)一条河宽100m，船在静水中的速度为5m／s，水流速度是3m／s，则
A．该船可能垂直河岸横渡到对岸
B．当水流速度增大时，横渡时间也增大
C．当船头垂直河岸横渡时，船的位移最小
D．当船头延直河岸横时，过河所用的时间最短，且为20s
12．(本题9分)如图所示，小球原来紧压在竖直放置的轻弹簧的上端，撤去外力后弹簧将小球竖直弹离弹簧，在这个弹离的过程中，不计空气阻力（）
A．小球的动能和重力势能发生了变化，但机械能保持不变
B．小球增加的动能和重力势能，等于弹簧减少的弹性势能
C．小球克服重力所做的功有可能小于弹簧弹力所做的功
D．小球的最大动能等于弹簧的最大弹性势能
三、实验题:共2小题，每题8分，共16分
13．某实验小组采用如图所示的装置探究功与速度变化的关系，小车在橡皮筋的作用下弹出后，沿木板滑行，打点计时器的工作频率为50Hz。

(1)木板倾斜的目的是为了___________________。

(2)实验中先后用同样的橡皮筋1条、2条、3条……，合并起来挂在小车的前端进行多次实验，每次都要把小车拉到同一位置再释放小车。

第1次只挂1条橡皮筋时橡皮筋对小车做的功记为W1，第二次挂2条橡皮筋时橡皮筋对小车做的功为2W1，……橡皮筋对小车做功后使小车获得的速度可由打点计时器打出的纸带测出。

根据第四次的纸带(如图所示)求得小车获得的速度为________m/s。

（结果保留3位有效数字）(3)若2
W v
图象是一条过原点的倾斜的直线，则说明_________________________。

14．(本题9分)为了探究机械能守恒定律，某同学设计了如图甲所示的实验装置，并提供了如下的实验器
材：
A ．小车
B ．钩码
C ．一端带滑轮的木板
D ．细线
E ．电火花计时器
F ．纸带
G ．毫米刻度尺
H ．低压交流电源
I ．220V 的交流电源 J ．天平 K ．秒表
(1)根据实验装置，你认为实验中不需要的器材是_____、_______。

（填写器材序号）
(2)实验中得到了一条纸带如图乙所示，选择点迹清晰且便于测量的连续7个点（标号0-6），测出0到l 、2、3、4、5、6点的距离分别为d 1、d 2、d 3、d 4、d 5、d 6，打点周期为T 。

则打点2时小车的速度v 2=________。

(3)若测得小车质量为M 、钩码质量为m ，打点1和点5时小车的速度分别用v 1、v 5表 示，已知重力加速度为g ，则验证点1与点5间系统的机械能守恒的关系式可表示为 _____。

在实验数据处理时，如果以v 2/2为纵轴，以d 为横轴，根据实验数据绘出图象，其图线斜率的表达式为____
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，将一小球从倾角θ=60°斜面顶端，以初速度v 0水平抛出，小球落在斜面上的某点P ，过P 点放置一垂直于斜面的直杆(P 点和直杆均未画出)。

已知重力加速度大小为g ，斜面、直杆处在小球运动的同一竖直平面内，求：
(1)斜面顶端与P 点间的距离；
(2)若将小球以另一初速度v 从斜面顶端水平抛出，小球正好垂直打在直杆上，求v 的大小。

16．如图是长为l 、高为h 的光滑绝缘水平桌面，桌面上方存在水平向右的匀强磁场，电场强度大小为E ，桌面右侧空间没有电场。

一质量为m 、带电量为q 的小物块从桌面左端由静止释放，然后从桌面右端M 点以速度v 水平抛出，最后落于地面Q 点，平抛的水平位移为x ，不考虑空气阻力。

若m=2.0kg ，48.010q C -=+⨯，l=2.0m ，h=0.8m ，x=1.6m 。

求：
（1）v的大小；
（2）E的大小。

17．如图所示,两个小球A和B质量分别是m A＝2.0kg,m B＝1.6kg,球A静止在光滑水平面上的M点,球B在水平面上从远处沿两球的中心连线向着球A运动,假设两球相距L≤18m时存在着恒定的斥力F,L＞18m时无相互作用力.当两球相距最近时,它们间的距离为d＝2m,此时球B的速度是4m/s.求:
(1)球B的初速度大小;
(2)两球之间的斥力大小;
(3)两球从开始相互作用到相距最近时所经历的时间.
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】
【分析】
【详解】
AB．体积较小、质量很小的物体不一定能看成质点，比如研究原子核的内部结构，原子核不能看成质点．故AB错误．
C．低速运动的物体不一定能看成质点，高速运动的物体不一定不能看做质点，物体能否看成质点，关键看物体的大小和形状在所研究的问题中能否忽略．故C错误．
D．不论物体的质量多大，只要物体的尺寸对所研究的问题没有影响或影响可以忽略，就可以看成质点．故D正确．
故选D．
2．C
【解析】
【分析】
【详解】
根据平抛的位移公式，
x=v0t ①
y=gt2 ②
联立①②解得y=g，即在水平射程x相等的情况下，y与v02成反比，即有==.
3．C
【解析】
【详解】
AB、小球与小车组成的系统在水平方向不受外力，竖直方向所受外力不为零，故系统只在在水平方向动量守恒，系统在水平方向动量守恒，系统总动量为零，小球与车的动量大小相等、方向相反，小球向左摆动时，小车向右运动，故选项A、B错误；
C、小球向左摆到最高点时，小球的速度为零而小车的速度也为零，故选项C正确；
D、系统只在在水平方向动量守恒，在任意时刻，小球和小车在水平方向的动量一定大小相等、方向相反，故选项D错误；
4．B
【解析】
【详解】
AB．对人和车受力分析如图所示，
人和车在竖直方向受力平衡，水平方向重力与支持力的合力提供向心力
2
v
θ＝
mgtan m
r
解得：
v grtanθ
＝
故A错误，B正确；
CD．根据受力可知：
mg N cos θ
＝ 故C D 错误。

5．D
【解析】
【详解】
设每个球的质量均为m ，碰前系统总动量4A A B B P m v m v m =+=，碰前的总机械能
22112022
A A
B B E m v m v m =+=； A.碰后总动量P′=4m ，总机械能E′=20m ，动量守恒，机械能守恒，故A 可能实现，不符合题意；
B.碰后总动量P′=4m ，总机械能E′=4m ，动量守恒，机械能不增加，故B 可能实现，不符合题意；
C.碰后总动量P′=4m ，总机械能E′=5m ，动量守恒，机械能不增加，故C 可能实现，不符合题意；
D.碰后总动量P′=4m ，总机械能E′=29m ，动量守恒，机械能增加，违反能量守恒定律，故D 不可能实现，符合题意
故选D ．
6．B
【解析】
【详解】
单摆振动的受力为重力、绳子拉力，其中绳子拉力与重力沿着绳子的分量共同提供向心力，物体的重力沿着速度方向分量在摆角很小时几乎指向平衡位置，提供回复力．因此正确答案为B
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】
本题考查示波器的原理，YY’间的电场使得电子在y 轴上产生偏转，XX’间的电场使得电子在x 轴上产生偏转
据荧光屏上电子的坐标可知示波管内电子受力情况：受指向y 方向和指向x 方向电场力．即电子在经过偏转电极时向X 、Y 两极板偏转，则这两个电极都应带正电，故AC 正确
8．AC
【解析】
【详解】
A ．小球做匀速圆周运动，在竖直方向上的合力为零，水平方向上的合力提供向心力，所以a 绳在竖直方向上的分力与重力相等，可知a 绳的张力不可能为零，故A 正确。

B ．根据竖直方向上平衡得
F a sinθ=mg
解得 sin a mg F θ= 可知a
绳的拉力不变，故B 错误。

C ．当b 绳拉力为零时，有
2 tan mg mL ωθ
= 解得
gcot L
θω= 可知当角速度tan g L ωθ>
时，b 绳出现弹力。

故C 正确。

D ．由于b 绳可能没有弹力，故b 绳突然被剪断，a 绳的弹力可能不变，故D 错误。

故选AC 。

9．BCD
【解析】
【详解】
对A 、B 球整体，重心在O 位置，故A 、B 球整体绕着O 点做匀速圆周运动，角速度是相等的，故根据v=rω，速度之比为2：1，故v B =16
gl ，故A 错误，B 正确。

杆对B 球的作用力为F B ，合力提供向心力，22213
B B v mg F m l -=，解得F B =mg ，方向竖直向上，故
C 正确。

杆对A 球的作用力为F A ，合力提供向心力，223
A A v F mg m l -=，解得F A =2mg ，方向竖直向上，故D 正确。

10．AC
【解析】
【详解】
AB.小球运动到P 点时，根据牛顿第二定律可得
解得小球在P 点的速度大小为
根据动能定理可得：
解得
故A符合题意，B不符合题意。

CD.假设小球能运动到与O点等高的Q点，则阻力大小为，根据动能定理可得：
解得
故小球能运动到与O点等高的Q点，且达到Q的速度刚好为零，故C符合题意D不符合题意。

11．AD
【解析】
【分析】
小船参与了静水的运动和水流的运动，最终的运动是这两运动的合运动．当静水中速度与河岸垂直时，渡河时间最短．
【详解】
由于船在静水中速度大于水流速度，则两者的合速度垂直河岸，可以正对到达．故A正确．当水速增大时，不会影响垂直河岸的速度，因此横渡时间不会受到影响，故B错误；当静水速与河岸垂直时，渡河时间最
短，且最短时间为
100
20
5
d
t s s
v
===
船
，故C错误，D正确；故选AD．
【点睛】
解决本题的关键知道分运动和合运动具有等时性，各分运动具有独立性，互不干扰，注意理解船垂直过河与合速度垂直过河的区别．
12．BC
【解析】
【详解】
在上升的过程中，弹簧弹力对小球做正功，小球的机械能增加，所以A错误．对于小球和弹簧组成的系统
来说，整个系统只有重力和弹簧的弹力做功，系统的机械能守恒，弹簧减少的弹性势能都转化成了小球的动能和重力势能，所以B 正确．当到达最高点，速度为零时，弹簧的弹性势能全部转化为重力势能，此时小球克服重力所做的功等于弹簧弹力所做的功，若速度不为零时，则小球克服重力所做的功小于弹簧弹力所做的功，所以C 正确．小球刚松手时弹性势能最大，设为A ，小球的弹力和重力相等时动能最大，设为B ，从A 到B 由功能原理可知pA pB km E E mgh E -=+，因此小球的最大动能小于最大弹性势能，D 错误．
三、实验题:共2小题，每题8分，共16分
13．平衡摩擦力 2.00 W 与v 2成正比
【解析】
【详解】
第一空. 实验中木板略微倾斜是平衡摩擦力，目的是使橡皮筋对小车的拉力为小车受到的合力，即可使得橡皮筋做的功等于合力对小车做的功；
第二空. 小车速度为24.0010m/s 2.00m/s 0.02
x v T -⨯=== 第三空.若2W v -图象是一条过原点的倾斜的直线，则说明W 与v 2成正比.
14． H ； K ；
【解析】（1）实验中，打点计时器可以直接记录时间，所以不需要秒表，电火花打点计时器需要220V 的交流电源，不需要低压交流电源，所以不需要的器材为：H 、K 。

（2）点2的瞬时速度为： 或者；
（3）从点1到点5，动能的增加量为(M+m)（v 52-v 12），则需要验证的动能定理表达式为：mg （d 5-d 1）=(M+m)（v 52-v 12）。

（4）根据动能定理得：mgd ＝(M+m)v 2，解得：v 2＝，则图线的斜率为：k=
点睛：解决本题的关键知道实验的原理以及操作中的注意事项，掌握纸带的处理方法，会通过纸带求解瞬时速度的大小。

对于图线问题，常见的解题思路是得出物理量之间的关系式，结合关系式，通过图线的斜率或截距分析判断。

四、解答题：本题共3题，每题8分，共24分
15．（1）；（2）；
【解析】本题考查平抛与斜面相结合的问题，涉及位移和速度的分解。

（1）小球从抛出到P 点，做平抛运动，设抛出点到P 点的距离为L
小球在水平方向上做匀速直线运动，有：
在竖直方向上做自由落体运动，有：
联立以上各式，代入数据解得：
（2）设小球垂直打在直杆上时竖直方向的分速度为v y，有：
在水平方向上，有：
在竖直方向上，有：，
由几何关系，可得：
联系以上各式，得：
另解：小球沿斜面方向的分运动为匀加速直线运动，
初速度为：，加速度为
小球垂直打在直杆上，速度为，有：
在斜面方向上，由匀变速运动规律得：
联立以上各式，得：
点睛：物体平抛运动可分解成水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体；也可分解为沿斜面方向的匀变速直线运动和垂直斜面的匀变速直线运动。

16．（1）4m/s（2）104V/m
【解析】
【详解】
(1)小物块从M开始做平抛运动，由平抛运动的规律有：
212
h gt = 4/x v m s t == (2)从释放到物块抛出前，由动能定理有：
212
qEl mv = 2
410/2mv E V m ql
== 或者：物块在桌面做匀加速直线运动，故有：22v al =
由牛顿第二定律有：qE ma =
可得：E=104V/m
17． (1) 09B m v s
= ；(2) 2.25F N =；(3) 3.56t s = 【解析】试题分析：（1）当两球速度相等时，两球相距最近，根据动量守恒定律求出B 球的初速度；（2）在两球相距L ＞18m 时无相互作用力，B 球做匀速直线运动，两球相距L≤18m 时存在着恒定斥力F ，B 球做匀减速运动，由动能定理可得相互作用力
（3）根据动量定理得到两球从开始相互作用到相距最近时所经历的时间．
（1）设两球之间的斥力大小是F ，两球从开始相互作用到两球相距最近时所经历的时间是t 。

当两球相距最近时球B 的速度4B m v s =，此时球A 的速度A v 与球B 的速度大小相等， 4A B m v v s ==,由动量守恒定律可()0B B A B m v m m v =+得： 09B m v s
=; (2)两球从开始相互作用到它们之间距离最近时，它们之间的相对位移Δx=L -d ，由功能关系可得： ()
'2221122B B A A B B F X m v m v m v ∆=-+ 得：F=2.25N (3)根据动量定理，对A 球有0A Ft mv =-,得 3.56t s =
点晴：本题综合考查了动量定理、动量守恒定律和能量守恒定律，综合性较强．知道速度相等时，两球相距最近，以及知道恒力与与相对位移的乘积等于系统动能的损失是解决本题的关键．。