2022届浙江省嘉兴市高一(下)物理期末监测模拟试题含解析

2022届浙江省嘉兴市高一(下)物理期末监测模拟试题
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)月球上没有空气，若宇航员在月球上将一石块从某高度由静止释放，下列图象中能正确描述石块运动情况的是（）
A．B．
C．D．
2．(本题9分)关于功和能，下列说法正确的是（）
A．合外力对物体做功为零时，机械能一定守恒
B．物体所受的力越大，位移越大，则该力对物体做功一定越多
C．物体所受的合外力不为零时，动能可能不变
D．在一对作用力和反作用力中，若作用力对物体做正功，则反作用力对物体一定做负功
3．(本题9分)质量为m的木箱放置在光滑的水平地面上,在与水平方向成θ角的恒定拉力F作用下由静止开始运动,经过时间t速度变为v,则在这段时间内拉力F与重力的冲量大小分别为()
A．Ft, 0 B．Ftcos θ, 0
C．mv, mgt D．Ft, mgt
4．如图为平抛运动轨迹的示意图，对轨迹上的A、B两点，下列说法正确的是
A．A的点速度方向沿切线向下，受力方向竖直向下
B．B点的速度方向沿切线向下，受力方向沿切线向下
C．A、B两点的速度、加速度均不同
D．A、B两点的速度、加速度均相同
5．(本题9分)人站在电梯内加速上升的过程中，电梯对人的支持力所做的功等于（）
A．人的动能增加量
B．人的势能的增加量
C．人的机械能增加量
D．人克服重力所做的功
6．小球做匀速圆周运动的过程,以下各量不发生变化的是( )
A．线速度B．向心力C．周期D．向心加速度
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，通过张紧的皮带传动的两个轮子的边缘分别有一质点A和B，则质点A和B的
不相等
．．．的物理量是（）
A．周期
B．线速度大小
C．角速度大小
D．向心加速度大小
8．(本题9分)如图所示,一水平方向足够长的传送带以恒定的速率v1沿顺时针方向运动,把一质量为m的物体无初速度地轻放在左端,物体与传送带间的动摩擦因数为μ,重力加速度为g,则下列说法正确的是( )
A．物体一直受到摩擦力作用,大小为μmg
B．物体最终的速度为v1
C．开始阶段物体做匀加速直线运动
D．物体在匀速阶段受到的静摩擦力向右
9．(本题9分)下图为八颗行星绕太阳公转轨迹示意图，假设上述行星及小行星带上的行星绕太阳运动轨迹均可看成圆周，忽略行星之间万有引力作用．则下列关于各行星绕太阳做圆周运动的说法中正确的是( )
A．火星做圆周运动的线速度大于地球做圆周运动的线速度
B．火星做圆周运动的加速度小于地球做圆周运动的加速度
C．海王星做圆周运动的周期大于天王星做圆周运动的周期
D．假设海王星的质量等于天王星的质量，则海王星做圆周运动的动能与它的势能之和小于天王星动能与
势能之和
10．(本题9分)如图所示为汽车的加速度和车速的倒数1
v
的关系图象．若汽车质量为2×103kg，它由静止
开始沿平直公路行驶，且行驶中阻力恒定，最大车速为30 m/s，则（）
A．汽车所受阻力为2×103N
B．汽车匀加速所需时间为5 s
C．汽车匀加速的加速度为3 m/s2
D．汽车在车速为5 m/s时，功率为6×104W
11．(本题9分)如图所示，电路中R T为热敏电阻，R1和R2为定值电阻．当环境温度升高时，R T阻值变小．开关S闭合后，若环境温度降低，则（）
A．通过R1的电流变小B．通过R2的电流变小
C．R T两端的电压增大D．电容器两极板间的电场强度不变
12．如图所示，用两根金属丝弯成一光滑半圆形轨道，竖直固定在地面上，其圆心为O、半径为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
三、实验题:共2小题，每题8分，共16分
13．(本题9分)若利用如图所示的装置研究平抛物体的运动，让小球多次沿同一轨道运动，用描点法画出小球做平抛运动的轨迹，为了较准确地描绘运动轨迹，下列操作要求正确的是_________.
A．斜槽只能光滑
B．通过调节使斜槽的末端保持水平
C．每次释放小球的位置必须相同
D．每次必须由静止释放小球
E.所记录的相邻的小球位置之间的竖直距离相等
14．某同学用如图甲所示装置验证机械能守恒定律时，所用交流电源的频率为50 Hz，得到如图乙所示的纸带．选取纸带上打出的连续五个点A、B、C、D、E，测出A点距起点O的距离为s0=19.00 cm，点A、C 间的距离为s1=8.36 cm，点C、E间的距离为s2=9.88 cm，g取9.8 m/s2，测得重物的质量为m=1 kg。

(1)下列做法正确的有________．
A．图中两限位孔必须在同一竖直线上
B．实验前，手应提住纸带上端，使纸带竖直
C．实验时，先放开纸带，再接通打点计时器的电源
D．数据处理时，应选择纸带上距离较近的两点作为初、末位置
(2)选取O、C两点为初、末位置验证机械能守恒定律，重物减少的重力势能是________J，打下C点时重物的速度大小是________m/s.(结果保留三位有效数字)
(3)根据纸带算出打下各点时重物的速度v，量出下落距离s，则以
2
2
v
为纵坐标、以s为横坐标画出的图
象应是下面的________．
(4)重物减少的重力势能总是略大于增加的动能，产生这一现象的原因是________．(写出一条即可)
四、解答题：本题共3题，每题8分，共24分
15．(本题9分)一个人在10m高的楼顶水平抛出一个小球，小球在空中沿水平方向运动10m后，落到水平地面上．不计空气阻力的作用，重力加速度g取10m/s1．求：
（1）小球在空中运动的时间；
（1）小球被抛出时的速度大小；
（3）小球落地时的速度大小．
16．如图所示，长为l的细线上端固定于悬点O，细线下面悬挂一质量为m的小钢球（可看作质点）。

钢球在水平面内以O′为圆心做匀速圆周运动时，细线与O O′的夹角为θ。

忽略空气阻力，重力加速度为g。

求：
（1）钢球做匀速圆周运动的向心力大小F n；
（2）钢球做匀速圆周运动的角速度大小 .
17．2019年4月，人类史上首张黑洞照片问世，如图，黑洞是一种密度极大的星球。

从黑洞出发的光子，在黑洞引力的作用下，都将被黑洞吸引回去，使光子不能到达地球，地球上观察不到这种星体，因此把这种星球称为黑洞。

假设有一光子（其质量m未知）恰好沿黑洞表面做周期为T 的匀速圆周运动，求：
(1)若已知此光子速度为v，则此黑洞的半径R为多少？
(2)此黑洞的平均密度ρ为多少？（万有引力常量为G）
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．B
【解析】
【分析】
【详解】
由于月球上没有空气所以石块在下落的过程中仅受重力，根据牛顿第二定律F=ma可知a===g（其中g 为月球表面的重力加速度），
故石块做匀加速直线运动．
而在v﹣t图中图象的斜率等于物体的加速度，故石块在月球表面自由下落时其速度图象应是过坐标原点的直线．
故B正确．故选B．
2．C
【解析】
【详解】
A. 合外力对物体做功为零时，机械能不一定守恒，例如匀速上升的升降机，选项A错误；
B. 根据W=FScosθ可知，物体所受的力越大，位移越大，则该力对物体做功不一定越多，还要看力和位移方向的夹角，选项B错误；
C. 物体所受的合外力不为零时，动能可能不变，例如做匀速圆周运动的物体，选项C正确；
D. 在一对作用力和反作用力中，若作用力对物体做正功，则反作用力对物体可能做负功，也可能做正功或者不做功，选项D错误.
3．D
【解析】试题分析：根据公式可得拉力F的冲量为，重力的冲量为，故D正确
考点：考查了冲量的计算
4．A
【解析】
试题分析: A、B两点的速度方向均沿切线向下，所以两点速度不同，由于物体只受重力，加速度为重力加速度g，方向都是竖直向下，所以两点加速度相同，故A正确，BCD错误．
考点：平抛运动
5．C
【解析】
【详解】
A.根据动能定理知，人的动能增加量等于支持力和重力对人做功的代数和，因支持力做正功，重力做负功，可知，人的动能增加量小于电梯对人的支持力所做的功；故A错误.
BD.人加速上升，支持力大于重力，则支持力所做的功大于人克服重力做的功，则人的势能的增加量小于电梯对人的支持力所做的功；故BD错误.
C.根据功能关系可知，电梯对人的支持力所做的功等于人的机械能增加量；故C正确.
6．C
【解析】
试题分析：在描述匀速圆周运动的物理量中，线速度、向心加速度、向心力这几个物理量都是矢量，虽然其大小不变但是方向在变，因此这些物理量是变化的；所以保持不变的量是周期和角速度，所以C正确．考点：线速度、角速度和周期、转速．
点评：对于物理量的理解要明确是如何定义的决定因素有哪些，是标量还是矢量，如本题中明确描述匀速圆周运动的各个物理量特点是解本题的关键，尤其是注意标量和矢量的区别．
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．ACD
【解析】
【详解】
AB．由于皮带不打滑，B与皮带的速度大小，A也与皮带的速度大小相等，所以A、B两点线速度大小相
等．由公式
2r
v
T
π
=可知，v相等，r不同，则周期不等．故A正确，B错误．
C．由v=ωr可知，v相等，r不等，则角速度ω不等．故C正确．
D．由
2
v
a
r
=可知，v相等，r不等，向心加速度a不等．故D正确．
故选ACD ．
【点睛】
本题是传动带问题，研究两轮边缘各物理量的关系时，关键抓住线速度大小相等.
8．BC
【解析】
A 、物体无初速的轻放在左端时，由于相对运动产生了滑动摩擦力，方向水平向右，大小f mg μ=，物体在滑动摩擦力作用下，做匀加速直线运动，因为传送带足够长，所以经过一段时间，物体的速度与传送带相等，即为1v ，此时物体与传送带之间没有相对滑动，摩擦力为零，与传送带一起匀速运动，故A 错误，BC 正确；D 、物体匀速运动时，受力平衡，水平方向不受摩擦力，故D 错误．
点睛：解答时要主要当物块达到与传送速度相等后便不再加速，而是与传送带一起匀速运动，此后就不受摩擦力作用了．
9．BC
【解析】
A 、根据万有引力提供向心力，即2
2Mm v G m r r
=，则v =可知，由于火星轨道半径大于地球轨道半径，即火星的线速度小于地球的线速度，故选项A 错误；
B 、由2
Mm G ma r = 得：地球加速度大于火星，选项B 正确；
C 、根据万有引力提供向心力，即222Mm G m r r T π⎛⎫= ⎪⎝⎭，由2T =得：由于海王星半径大于天王星的半径，故海王星的周期大于天王星的周期，选项C 正确；
D 、假设天王星和海王星质量相等，天王星变轨到海王星轨道需要外力推动做正功，机械能增加，所以海王星机械能大于天王星机械能，选项D 错误．
点睛：解决本题的关键掌握万有引力提供向心力这一重要理论，并能灵活运用，知道线速度、角速度、周期、向心加速度与轨道半径的关系，并能熟记．
10．AB
【解析】
【分析】
【详解】
设汽车的额定功率为P ，由图知：汽车的最大速度为30/m s ，此时汽车做匀速直线运动，有F f =，有m m P Fv fv ==；
代入得：30P f =⨯…①
当
11/10s m v =时，22/a m s =，根据牛顿第二定律得：P f ma v
-=， 代入得：3210210P f -=⨯⨯…② 由①②解得：3210f N =⨯，4610P W =⨯，故A 正确； 匀加速直线运动的加速度为：2260002000/2/2000
F f a m s m s m --===，匀加速直线运动的末速度为：10m/s P v F ==，匀加速直线运动的时间5v t s a
==，故B 正确，C 错误； 因为5/<10/m s m s ，所以汽车速度为5/m s 时，功率未达到额定功率4610W ⨯，故选项D 错误．
【点睛】
从图线看出，开始图线与x 轴平行，表示牵引力不变，牵引车先做匀加速直线运动，倾斜图线的斜率表示
额定功率，即牵引车达到额定功率后，做加速度减小的加速运动，当加速度减小到零，做匀速直线运动．
11．AC
【解析】
环境温度降低, R T 阻值变大，电路的总电阻变大，总电流减小，即通过 R 1 的电流变小，选项A 正确；路端电压变大，R 1上的电压减小，则R 2及R T 上的电压变大，通过R 2的电流变大，选项B 错误，C 正确；R 1上的电压减小，则电容器两端电压减小，电容器两极板间的电场强度减小，选项D 错误；故选AC.
点睛：本题是电路动态变化分析问题，按“局部→整体→局部”的顺序进行分析．注意分析电容器时要看电容器与哪部分电阻并联.
12．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。

三、实验题:共2小题，每题8分，共16分
13．BCD
【解析】
【详解】
[1]ACD ．为了保证小球每次平抛运动的初速度相等，让小球每次从斜槽的同一位置由静止释放，斜槽不一定需要光滑，A 错误，CD 正确；
B ．为了保证小球的初速度水平，需通过调节使斜槽的末端保持水平，B 正确；
E ．因平抛运动的竖直分运动是自由落体运动，在相同时间里，位移越来越大，因此下降的距离不应是等距的，E 错误。

故选BCD 。

14．AB ； 1.25J ； 2.28m s ； C ； 重物受到空气阻力或纸带与打点计时器之间的摩擦阻力 【解析】
【详解】
第一空.A.为了减小纸带与限位孔之间的摩擦图甲中两限位孔必须在同一竖直线，A 正确；
B.为了保证纸带在竖直方向做自由落体，实验前，手应提住纸带上端，并使纸带竖直，B 正确；
C.实验时，先接通打点计时器电源再放手松开纸带，故C 错误；
D.为了减小测量数据h 的相对误差，数据处理时，应选择纸带上距离较远的两点作为初、末位置，D 错误。

第二空.重物减少的重力势能为：△E p =mgh=mg （s 0+s 1）=0.1kg×9.8m/s 2×（19.00+8.36）×10-2m≈1.25J
第三空.打下C 点时的速度：212(8.369.88)10m m 2.28s s 440.02
C s s v T -++⨯===⨯； 第四空.由机械能守恒定律得：212mgs mv =，整理得：22v gs =，2
2
v 与s 成正比，故C 正确，ABD 错误； 第五空.由于阻力的作用重物减小的重力势能总是略大于增加的动能，这里的阻力主要来源于重物受到的空气阻力和纸带与打点计时器之间的摩擦阻力。

四、解答题：本题共3题，每题8分，共24分
15．（1）t=1.0s ；（1）v 0=10m/s ；（3）
m/s （或11.4 m/s ）
【解析】
【分析】
【详解】
试题分析：（1）我们可以将小球的运动看成由两个分运动合成的，一是沿水平方向的匀速直线运动，一是沿竖直方向的自由落体运动，小球在空中的运动时间与其自由落体的时间是相等的，设其时间为t ， 在竖直方向有 h ＝，解得t=1.0s （1）小球在水平方向的运动时间与竖直方向的时间是相等的，
设小球做平抛运动的初速度为v 0，故沿水平方向有 x=v 0t ，解得v 0=10m/s
（3）小球落地时的速度是由竖直方向的速度与水平方向的速度合成的，
由于竖直方向的速度大小为v y ="gt=10m/s" ，水平方向的速度为10m/s 不变，
故小球落地时的速度大小为m/s （或11.4 m/s ）
考点：平抛物体运动的规律及相应的简单计算．
16．（1）tan n F mg θ= （2）cos g l ωθ=
【解析】
【详解】
（1）小钢球受力如图所示：
则tan n F mg θ=
（2）根据牛顿第二定律：2n F m r ω=
r = lsinθ
mg tanθ = m ω2 lsinθ 所以小球的角速度cos g l ωθ= 17．（1）R=
2vT π
（2）23GT πρ= 【解析】
【详解】 (1)此光子速度为v ，则2vT R π= 此黑洞的半径：2vT R π
= (2)根据密度公式得：343
M M V R ρπ== 根据万有引力提供向心力，列出等式：2224GMm R m R T
π= 解得：23
24R M GT
π= 代入密度公式，解得：2
3GT πρ=。