2022届沈阳市名校高一(下)物理期末调研模拟试题含解析

2022届沈阳市名校高一(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．(本题9分)如图所示，两个互相垂直的力F1和F2作用在同一物体上，使物体运动，物体通过一段位移时，力F1对物体做功4J，力F2对物体做功3J，则力F1和F2的合力对物体做功为( )
A．2J B．1J C．5J D．7J
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】
当有多个力对物体做功的时候，总功的大小就等于用各个力对物体做功的和，由于力F1对物体做功4J，力F2对物体做功3J，所以F1与F2的合力对物体做的总功就为：W=3J+4J=7J，D正确，ABC错误。

故选D。

2．(本题9分)下列物体的运动过程满足机械能守恒定律的是（）
A．加速上升的气球
B．在空中匀速下落的树叶
C．在竖直平面内作匀速圆周运动的小球
D．斜向上抛出的铅球（不计空气阻力）
【答案】D
【解析】
加速上升的气球，动能和重力势能都增加，则机械能增加，选项A错误；在空中匀速下落的树叶会受到阻力作用，机械能减小，选项B错误；在竖直平面内作匀速圆周运动的小球，动能不变，重力势能不断变化，则机械能不变变化，选项C错误；斜向上抛出的铅球（不计空气阻力），只有重力做功，机械能守恒，选项D正确，故选D.
点睛：掌握住机械能守恒的条件，也就是只有重力做功，分析物体是否受到其它力的作用，以及其它力是否做功，由此即可判断是否机械能守恒．
3．(本题9分)一个做自由落体运动的物体，下列哪个物理量保持恒定不变（）
A．速度B．加速度
C．动能D．重力势能
【答案】B
【解析】自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动，过程中加速度恒定，速度在增大，动能在增大，重力做正功，重力势能减小，故B正确．
4．(本题9分)如图所示，在光滑的水平面上有一物体，它的左端连一弹簧，弹簧的另一端固定在墙上，在力F作用下物体处于静止状态，当撤去F后，物体将向右运动，在物体向右运动的过程中，下列说法正确的是（）
A．弹簧的弹性势能逐渐减小
B．弹簧的弹性势能逐渐增大
C．弹簧的弹性势能先增大后减小
D．弹簧的弹性势能先减小后增大
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】
撤去F后物体向右运动的过程中，弹簧的弹力先做正功后做负功，故弹簧的弹性势能先减小后增大。

A．弹簧的弹性势能逐渐减小，故A不符合题意；
B．弹簧的弹性势能逐渐增大，故B不符合题意；
C．弹簧的弹性势能先增大后减小，故C不符合题意；
D．弹簧的弹性势能先减小后增大，故D符合题意。

故选D。

5．(本题9分)假设地球和火星都绕太阳做匀速圆周运动，已知地球到太阳的距离小于火星到太阳的距离，那么（）
A．地球公转周期大于火星的公转周期
B．地球公转的线速度小于火星公转的线速度
C．地球公转的加速度小于火星公转的加速度
D．地球公转的角速度大于火星公转的角速度
【答案】D
【解析】
【详解】
两天体运动均为万有引力提供向心力，即
22
2
22
4
Mm v
G m m r m r ma
r r T
π
ω
====，解得：
GM
v
r
=
3GM r ω=、234r T GM
π=、2GM a r =；所以轨道半径越大，线速度v 越小、角速度ω越小、周期T 越大、向心加速度a 越小．据r r >地火，可得选项D 正确，ABC 三项错误．
6．如图所示，在水平圆盘上沿半径方向放置用细线相连的质量均为m 的A 、
B 两个物块 （可视为质点）.A 和B 距轴心O 的距离分别为r A =R ，r B =2R ，且A 、B 与转盘之间的最大静摩擦力都是f m ，两物块A 和B 随着圆盘转动时，始终与圆盘保持相对静止。

则在圆盘转动的角速度从0缓慢增大的过程中，下列说法正确的是
A ．
B 所受合力外力一直等于A 所受合外力
B ．A 受到的摩擦力一直指向圆心
C ．B 受到的摩擦力先增大后减小
D ．A 、B 两物块与圆盘保持相对静止的最大角速度为
【答案】D
【解析】
【详解】
A.A 、B 都做匀速圆周运动，合力提供向心力，根据牛顿第二定律得F 合=mω2r ，角速度ω相等，B 的半径较大，所受合力较大。

故A 错误。

BC.最初圆盘转动角速度较小，A 、B 随圆盘做圆周运动所需向心力较小，可由A 、B 与盘面间静摩擦力提供，静摩擦力指向圆心。

由于B 所需向心力较大，当B 与盘面间静摩擦力达到最大值时（此时A 与盘面间静摩擦力还没有达到最大），若继续增大转速，则B 将有做离心趋势，而拉紧细线，使细线上出现张力，此时摩擦力不变；转速越大，细线上张力越大，使得A 与盘面间静摩擦力先减小后反向变大，当A 与盘面间静摩擦力也达到最大时，AB 将开始滑动。

A 受到的摩擦力先指向圆心，后离开圆心，而B 受到的摩擦力一直指向圆心，大小先变大后不变。

故BC 错误。

D.当B 与盘面间静摩擦力恰好达到最大时，B 将开始滑动，则根据牛顿第二定律得
对A ：T-f m =mωm 2r ；对B ：T+f m =mωm 2∙2r ；解得最大角速度ωm =．故D 正确。

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,公园蹦极跳床深受儿童喜爱.一小孩系好安全带后静止时脚刚好接触蹦床,将小孩举高至每根轻质弹性绳都处于原长时由静止释放,对小孩下落过程的分析,下列说法正确的是
A．小孩一直处于失重状态
B．.弹性绳对小孩的作用力一直增大
C．小孩的加速度一直增大
D．小孩的机械能一直减小
【答案】BD
【解析】
【详解】
A项：由于初始时刻弹性绳处于原长，弹力为零，小孩加速度向下，最后接触蹦床，速度一定会减小至零，故小孩先处于失重状态，后处于超重状态，A项错误；
B项：随着小孩的下落，弹性绳伸长弹力增大，弹力之间夹角减小，弹性绳合力增大，B项正确；
C项：小孩加速下落时，mg－F弹=ma，加速度减小，当接触蹦床后，做减速运动，F蹦+F弹－mg=ma，加速度增大，C项错误；
D项：由于弹性绳和蹦床都会对小孩做负功，所以小孩的机械能一直减小，D项正确。

故选：BD。

8．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7 kg·m/s，B球的动量是5 kg·m/s，当A球追上B球发生碰撞，则碰撞后A、B两球的动量可能值是()
A．p A＝6 kg·m/s，p B＝6 kg·m/s
B．p A＝3 kg·m/s，p B＝9 kg·m/s
C．p A＝－2 kg·m/s，p B＝14 kg·m/s
D．p A＝－4 kg·m/s，p B＝17 kg·m/s
【答案】AB
【解析】
以两球组成的系统为研究对象，取甲球碰撞前的速度方向为正方向，两球的质量均为m，碰撞前系统的总
动能：
2222
9553
2222
A B
k
p p
E
m m m m m
=+=+=；系统的总动量：p=9kg•m/s+5kg•m/s=14kg•m/s；
A、若碰后甲、乙两球动量为：p A=7kg∙m/s，p B=7kg∙m/s，系统的总动量p′=7kg∙m/s+7kg∙m/s=14kg•m/s，
动量守恒．总动能：222277492222A B k p p E m m m m m
='=++=，总动能减小，是可能的，故A 正确． B 、若碰后甲、乙两球动量为：p A =6kg∙m/s ，p B =8kg∙m/s ，系统的总动量 p′=6kg∙m/s+8kg∙m/s=14kg•m/s ，
动量守恒．总动能：222268502222A B k p p E m m m m m
='=++=，总动能减小，是可能的，故B 正确． C 、若碰后甲、乙两球动量为：p A =-2kg∙m/s ，p B =16kg∙m/s ，系统的总动量 p′=-2kg∙m/s+16kg∙m/s=14kg•m/s ，
动量守恒．总动能：22222161302222A B k p p E m m m m m
=+=+='，总动能增加，是不可能的，故C 错误． D 、若碰后甲、乙两球动量为：p A =-4kg∙m/s ，p B =17kg∙m/s ，系统的总动量 p′=-4kg∙m/s+17kg∙m/s=13kg•m/s ，动量不守恒，不可能，故D 错误．故选AB ．
点睛：对于碰撞过程，要掌握三大规律：1、动量守恒定律；2、总动能不增加；3、符合物体的实际运动情况．
9． (本题9分)甲、乙两船在同一条河流中同时开始渡河，河宽为H ，河水流速为ν0，划船速度均为ν，出发时两船相距23H ，甲、乙两船船头均与河岸成60°角，如图所示．已知乙船恰好能垂直到达对岸A 点．则下列说法中正确的是（ ）
A ．甲、乙两船到达对岸的时间不同
B ．ν=2ν0
C ．两船可能在未到达对岸前相遇
D ．甲船也在A 点靠岸
【答案】BD
【解析】
【分析】
【详解】
由于两船的速度大小相等，且与河岸的夹角相同，所以船速在垂直于河岸方向上的分速度相等；根据运动
的独立性原理，船速度平行于河岸的分量将不影响船行驶到对岸所用的时间，所以两船同时到岸，
A 错误； 因乙船正对垂直河岸过河，故cos60v u =o ，故2v u =，故
B 正确；
甲船沿水流方向的速度为cos602v u u +=o ，在相同的时间内，甲船通过的位移2x ut 甲=，
船到达对岸的时间
233
sin6033
H H H
t
v v u
===
o
，故船沿水流方向通过的位移
23
3
x H
=
甲
，故甲船也
在A点靠岸，故D正确；
因两船同一时间到达A点，故在两船靠岸以前不会相遇，故C错误；
故选BD．
【点睛】
由运动的独立性可知，渡河时间取决于船垂直于河岸的速度，由两船的速度可求得渡河时间；
根据乙船的合运动可知船速与水速的关系；
先求得甲船沿水流方向的速度，根据渡河时间可求得甲过河时在水流方向上通过的距离，则可判断在何处靠岸．
运动的合成与分解中要注意独立性的应用，两个分运动是相互独立，互不干扰的，但二者的合成决定了物体的实际运动．
10．(本题9分)如图，小球从高处下落到竖直放置的轻弹簧上，那么小球从接触弹簧开始到将弹簧压缩到最短的过程中(弹簧一直保持竖直),下列说法中正确的是
A．弹簧的弹性势能一直增大
B．小球的动能先增大后减小
C．小球的重力势能先增大后减小
D．小球和弹簧系统的机械能先增大后减小
【答案】AB
【解析】
【详解】
A、小球在向下运动过程中，弹簧的压缩量越来越大，弹簧的弹性势能一直增大，故A正确；
B、小球在向下运动过程中，受到重力与弹簧弹力作用，开始的一段时间内，重力大于弹力，合外力做正功，小球动能增大，后来弹簧的弹力大于小球重力，合力对小球做负功，小球的动能减小，因此小球动能先增大后减小，故B正确；
C、在向下运动过程中，小球的质量不变而高度逐渐减小，小球的重力势能一直减小，故C错误；
D、小球在向下运动过程中，受到重力与弹簧弹力的作用，除重力之外，弹簧弹力对小球做负功，小球和弹簧系统的机械能不变。

故D错误。

11．(本题9分)用如图所示实验装置探究影响平行板电容器电容的因素，其中电容器左侧极板和静电计外壳接地，电容器右侧极板与静电计金属球相连，电容器带电后与电源断开．下列说法中正确的有
A ．上移左极板，静电计指针张角变小
B ．右移左极板，静电计指针张角变大
C ．在两极板间插入一课本，静电计指针张角变小
D ．若教室内空气湿度较大，则实验现象不明显
【答案】CD
【解析】
【详解】
电容器带电后与电源断开，则电容器带电量Q 一定，由4S C kd
επ=
，上移左极板，则S 减小，C 减小，由Q=CU 可知，U 变大，则静电计指针张角变大，选项A 错误；由4S C kd επ=，右移左极板，则d 减小，C 变大，由Q=CU 可知，U 变小，则静电计指针张角变小，选项B 错误；在两极板间插入一课本，ε变大，由4S C kd
επ=，则C 变大，由Q=CU 可知，U 变小，则静电计指针张角变小，选项C 正确；若教室内空气湿度较大，则电容器所带的电量不容易保持，则实验现象不明显，选项D 正确.
12． (本题9分)在“嫦娥一号”奔月飞行过程中，在月球上空有一次变轨是由椭圆轨道a 变为近月圆形轨道b ，如图所示.在a 、b 切点处,下列说法正确的是
A ．卫星运行的速度v a > v b
B ．卫星受月球的引力F a = F b
C ．卫星的加速度 a a > a b
D ．卫星的动能
E ka < E kb
【答案】AB
【解析】 试题分析：在b 轨道时，万有引力提供向心力有， a 轨道时，从切点开始做离心运动，有
，所以卫星的速度v a > v b ，动能E ka > E kb ，A 对，D 错；因在切点处，距离不变，故引力相等，
加速度相等，B 对，C 错；所以本题选择AB ．
考点：万有引力定律的应用
三、实验题:共2小题，每题8分，共16分
13． (本题9分)某实验小组要探究力对物体做功与物体获得速度的关系，选取的实验装置如图所示，实验
主要步骤如下:
（1）实验时，为使小车只在橡皮筋作用下运动，在未连接橡皮筋时将木板的左端用小木块垫起，使木板倾斜合适的角度，打开打点计时器，轻推小车，得到的纸带应该是____填“甲”或“乙”）．
（2）使小车在一条橡皮筋的作用下由静止弹出，沿木板滑行，这时橡皮筋对小车做的功为W；
（3）再用完全相同的2条、3条……橡皮筋作用于小车，每次由静止释放小车时橡皮筋的______________（填写相应实验条件），使橡皮筋对小车做的功分别为2W、3W…
（4）分析打点计时器打出的纸带，分别求出小车每次获得的最大速度v1、v2、v3…
（5）作出W-v图像，则下列图像符合实际的是_______．
【答案】（1）乙；（3）伸长量（或形变量、长度等）都相同；（5）D．
【解析】
【详解】
（1）平衡摩擦力后，小车应做匀速运动，所以纸带应该是图乙；
（2）橡皮条拉力是变力，采用倍增法增加功；即使小车在一条橡皮筋的作用下由静止弹出，这时橡皮筋对小车做的功为W；再用完全相同的2条、3条…橡皮筋作用于小车，每次由静止释放小车时橡皮筋的伸长量都相同，使橡皮筋对小车做的功分别为2W、3W…
（3）功与速度的平方相对应，所以图象应为D．
14．(本题9分)用如图所示的装置“验证机械能守恒定律”．实验室所给的电源为输出电压为6 V的交流电和直流电两种．重物从高处由静止开始下落，重物拖着的纸带上打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量．
第14题图
(1)下面列举了该实验的几个操作步骤：
A．按照图示的装置安装器材；
B ．将打点计时器接到电源的“交流输出”端上；
C ．用天平测量出重物的质量；
D ．释放悬挂纸带的重物，同时接通电源开关打出一条纸带；
E ．测量打出的纸带上某些点间的距离；
F ．根据测量的结果计算重物下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能．
其中没有必要进行的操作步骤是 。

(将其选项对应的字母填在横线处)
(2) 某同学在上述验证机械能守恒定律的实验中得到一条较为理想的纸带，若Ｏ点为重物下落的起始点，重物的质量m ，电源的频率为f,则重物从Ｏ到Ｃ过程减小的重力势能 ；增加的动能 。

（当地重力加速度为g ，用给出的字母表示）
【答案】（1） C ；（2分）
（2） mg(x 0+x 1) ；（3分）2
212()32
mf x x +。

(3分) 【解析】本题考查的是对“验证机械能守恒定律”实验的应用问题，由于实验结果与物体质量无关，故步骤C 是不必要的；其他步骤为实验的内容及步骤；从O 到C 下落的高度为x 0+x 1，故重力势能减少量为mg(x 0+x 1)；
根据动能定理，合外力做功124/c x x v f
+=，增加的动能2212()32mf x x + 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，AB 为水平轨道，A 、B 间距离s=2m ，BC 是半径为R=0.40m 的竖直半圆形光滑轨道，B 为两轨道的连接点，C 为轨道的最高点．一小物块以v o =6m/s 的初速度从A 点出发，经过B 点滑上半圆形光滑轨道，恰能经过轨道的最高点，之后落回到水平轨道AB 上的D 点处．g 取10m/s 2，求：
（1）落点D 到B 点间的距离；
（2）小物块经过B 点时的速度大小；
（3）小物块与水平轨道AB 间的动摩擦因数．
【答案】（1）0.8m.（2）
（3）0.4
【解析】
试题分析：（1）物块恰能经过轨道最高点，有2C v mg m R =①
之后做平抛运动，有2122R gt =②BD C x v t =③ 联立①②③解得0.8BD x =m
（2） 物块从B 点到C 点过程中机械能守恒，得2211222
B C mv mv mgR =+④ 联立①④解得25B v =m/s
（3）物块从A 点到B 点做匀减速直线运动
由动能定理得221122
B o mgs mv mv μ-=-⑤ 将B v 代入⑤解得0.4μ=
考点：圆周运动及平抛运动的规律；动能定理及牛顿第二定律的应用.
16． (本题9分)晓明站在水平地面上，手握不可伸长的轻绳一端，绳的另一端系有质量为m 的小球，甩动手腕，使球在竖直平面内做圆周运动，当球某次运动到最低点时，绳突然断掉。

球飞离水平距离d 后落地，如图所示，已知握绳的手离地面高度为d ，手与球之间的绳长为
34
d ，重力加速度为g ，忽略手的运动半径和空气阻力。

(1)求绳断时球的速度大小v 1和球落地时的速度大小v 2
(2)问绳能承受的最大拉力多大？
(3)改变绳长，使球重复上述运动。

若绳仍在球运动到最低点时断掉，要使球抛出的水平距离最大，绳长应为多少？最大水平距离为多少？
【答案】 (1)v 12gd ，v 252gd ；(2)T=113mg ；(3)当l ＝2d 时，x 有极大值x max ＝233
d 【解析】
【分析】
【详解】 (1)设绳断后球飞行时间为t ，由平抛运动规律，竖直方向有：
21142d gt =
水平方向有：
1d v t =
联立解得
1v 从小球飞出到落地，根据机械能守恒定律有：
2221113224mv mv mg d d ⎛⎫=+- ⎪⎝
⎭ 解得
2v =(2)设绳能承受的最大拉力大小为F ，这也是球受到绳的最大拉力大小。

球做圆周运动的半径为34
R d =，根据牛顿第二定律有： 21v F mg m R
-= 解得
113
F mg = (3)设绳长为l ，绳断时球的速度大小为v 3，绳承受的最大拉力不变，根据牛顿第二定律有：
23v F mg m l
-= 得
3v =绳断后球做平抛运动，竖直位移为d l -，水平位移为x ，时间为1t ，根据平抛运动规律，竖直方向有： 2112
d l gt -= 竖直方向有：
31x v t =
联立解得
x = 根据一元二次方程的特点，当2d l =
时，x 有极大值，为
x max
＝3
d 17． (本题9分)一质量为500t 的机车，以恒定功率375kW 由静止出发，经过5min 速度达到最大值54km/h ，设机车所受阻力f 恒定不变，取g ＝10m/s 2，试求：
（1）机车受到的阻力f 的大小．
（2）机车在这5min 内行驶的路程．
【答案】 (1)2.5×104N (2)2250 m
【解析】
【分析】
【详解】
（1）已知P 0=375 kW=3.75×105 W ，v max =54 km/h=15 m/s ，
根据P 0=Fv max 时，F=f ，得：P 0=fv max 机车受到的阻力5
40max 3.7510 2.51015
P f N N v ⨯===⨯ （2）机车在这5 min 内，牵引力为变力，做正功，阻力做负功，重力、弹力不做功．
牵引力做的功为：W F =P 0t 根据动能定理有：20max 12
P t fs mv -=
代入数据解得：s=2250m。