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2021-2022学年高一（下）期末物理模拟卷（汉中市）
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．如图所示，倾角为的斜面体放在粗糙的水平面上，质量为的物体与一劲度系数为的轻弹簧相连．现用拉力沿斜面向上拉弹簧，使物体在光滑斜面上匀速上滑，上滑的高度为，斜面体始终处于静止状态．在这一过程中（ ）
A．弹簧的伸长量为
B．拉力做的功为
C．物体的机械能增加
D．斜面体受地面的静摩擦力大小等于
2．如图所示，在倾角为的斜面上的同一点以大小相等的初速度将质量相等的A、B两小球（可视为质点）分别沿竖直和水平方向抛出，两小球在空中运动一段时间后再次落回斜面上，不计空气阻力。则关于两小球从抛出到落回斜面的过程中下列说法正确的是（　　）
A．A、B两小球在空中运动时间之比为
B．A、B两小球在空中运动时间之比为
C．A、B两小球落回斜面时速度之比为
D．A、B两小球落回斜面时速度之比为
3．关于重力势能，下列说法中正确的是（）
A．重力势能仅由重物本身的因素决定 B．重力势能有负值，故重力势能是矢量
C．重力不做功，物体就不具有重力势能 D．重力做功时必定引起重力势能的变化
4．如图所示，一个内壁光滑的圆锥形筒的轴线垂直于水平面，圆锥筒固定不动，有两个质量相等的小球A和B紧贴着内壁分别在图中所示的水平面内做匀速圆周运动，则以下说法中正确的是（　　）
A．两小球均受到重力、弹力和向心力
B．两小球对筒壁的压力等大
C．两小球的线速度等大
D．两小球的角速度等大
5．如图所示，在真空中有两个带等量正电的点电荷，分别置于M、N两点，A、B为M、N连线的中垂线上的两对称点，现将一负电荷q由A点由静止释放，不计重力，下列说法正确的是（　　）
A．q可能到不了B点 B．q的加速度先增大再减小
C．q先做匀加速再做匀减速运动 D．q的电势能先减小后增大
6．如图所示，在粗糙水平滑杆上套着一个小环，小环与细线的一端相连，细线的另一端吊着一重物。若使小环匀速向左运动，则在将小环从右侧一定距离处运动至定滑轮的正上方的过程中，重物的速度（　　）
A．不变 B．变大 C．变小 D．先变小后变大
7．如图甲所示，电动机通过绕过光滑定滑轮的细绳与放在倾角为的光滑斜面上的物体相连，启动电动机后物体沿斜面上升；在时间内物体运动的图象如图乙所示，其中除时间段图象为曲线外，其余时间段图象均为直线，1s后电动机的输出功率保持不变；已知物体的质量为2kg，重力加速度则下列计算不正确的是
A．1 s后电动机的输出功率P为100W
B．物体运动的最大速度为10
C．在 s内电动机所做的功为25J
D．在 s内电动机所做的功为250 J
8．一辆小车在水平的直轨道上由静止开始运动，小车的图像如图所示，在内的图像为曲线，其余时间段图像均为直线。已知在内，小车以额定功率运动，末关闭动力让小车自由滑行。若小车的质量为，在整个运动过程中可认为小车所受的阻力大小不变。下列说法中正确的是（　　）
A．小车的额定功率为 B．小车所受阻力大小为
C．小车加速阶段的平均功率为 D．加速阶段小车的位移大小为
二、多选题
9．如图所示，航天飞机在完成对哈勃空间望远镜的维修任务后，在A点从圆形轨道I进入椭圆轨道Ⅱ，B为轨道Ⅱ上的一点，如图所示，关于航天飞机的运动，下列说法中正确的有
A．在轨道Ⅱ上经过A的加速度小于在轨道I上经过A的加速度
B．在轨道Ⅱ上经过A的动能小于在轨道I上经过A的动能
C．在轨道Ⅱ上运动的周期小于在轨道I上运动的周期
D．在轨道Ⅱ上，B点引力的功率是最大的
10．关于在空中水平射出的子弹，下列说法正确的是（不计空气阻力）（ ）
A．竖直方向速度增大
B．水平方向速度增大
C．水平方向速度减小
D．加速度不变
11．如图所示，一小球从某高处A点自由落下，落到直立于地面的轻弹簧上，小球从B点开始压缩弹簧，到达最低点C，然后被弹簧弹回。下列说法中正确的是（　　）
A．小球到达B点时速度最大
B．小球速度最大出现在B、C之间
C．接触弹簧后，小球的加速度先减小后增大
D．接触弹簧后，小球一直做匀减速运动直至停止
12．如图所示，质量不等的A、B两物体在同一水平线上。在水平抛出A物体的同时，B物体开始自由下落。曲线为A物体的运动轨迹，直线为B物体的运动轨迹，两轨迹相交于点。不计空气阻力，下列说法正确的是（　　）
A．经过点时，两物体的速率相等
B．经过点时，两物体重力的功率一定不相等
C．从运动开始至经过点，A物体的速度变化量大于B物体的速度变化量
D．从运动开始至经过点，A、B两物体的机械能变化量相等
三、实验题
13．某同学用气垫导轨做验证动能定理实验装置如图甲所示，重力加速度为g，按要求完成下列问题．
(1)实验前先用游标卡尺测出遮光条的宽度测量示数如图乙所示，则遮光条的宽度d=___________mm．
(2)实验中需要的操作是___________．
A．调节螺钉，使气垫导轨水平
B．调节定滑轮，使连接滑块的细线与气垫导轨平行
C．滑块与遮光条的总质量M一定要远大于钩码的质量m
D．使滑块释放的位置离光电门适当远一些
(3)按图示安装并调节好装置，开通气源，将滑块从图示位置由静止释放，由数字计时器读出遮光条通过光电门的时间为△t，则物块通过光电门时的速度为v=___________(用测得的物理量字母表示)
(4)若保持钩码质量不变，改变滑块开始释放的位置，测出每次释放的位置到光电门的距离x及每次实验时遮光条通过光电门的时间△t，通过描点作出线性图象来反映合力的功与动能改变量的关系，则所作图象关系是___________时才能符合实验要求．
A．x－△t B．x－(△t)2 C．x－(△t)－1 D．x－(△t)－2
14．用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律．实验所用的电为学生电源，输出电压为6V（频率为50Hz）的交流电和直流电两种．重锤从高处由静止开始下落，打点计时器在重锤拖着的纸带上打出一系列的点，对纸带上的点痕进行测量，即可验证机械能守恒定律。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件
B．将打点计时器接到电源的“直流输出”上
C．用天平测出重锤的质量
D．释放悬挂纸带的夹子，同时接通电源开关打出一条纸带
E．测量纸带上某些点间的距离
F．根据测量的结果计算重锤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或者操作不当的步骤，有_______
某同学按照正确的操作选得纸带如上图，其中O是起始点，A、B、C是打点计时器连续打下的3个点。用毫米刻度尺测量O到A、B、C各点的距离，并记录在图中（单位：cm）。
该同学用重锤在OB段的运动来验证机械能守恒，已知当地的重力加速度g=9.80m/s2，他用AC段的平均速度作为打出B点时对应的物体的即时速度，则OB段重锤重力势能的减少量为_____，而动能的增加量为_____（计算结果均保留3位有效数字，重锤质量用m表示），造成上述实验结果不相等的原因主要是___________。
四、解答题
15．如图所示，传送带的两个轮子半径均为r=0.2m，两个轮子最高点A、B在同一水平面内，A、B间距离L=5m，半径R=0.4的固定、竖直光滑圆轨道与传送带相切于B点，C点是圆轨道的最高点。质量m=0.1kg的小滑块与传送带之间的动摩擦因数=0.8。重力加速度g=10m/s2。求：
（1）传送带静止不动，小滑块以水平速度v0滑上传送带，并能够运动到C点，v0至少多大？
（2）当传送带的轮子以ω=10rad/s的角速度匀速转动时，将小滑块无初速地放到传送带上的A点，小滑块从A点运动到B点的时间t是多少？
（3）传送带的轮子以不同的角速度匀速转动，将小滑块无初速地放到传送带上的A点， 小滑块运动到C点时，对圆轨道的压力大小不同，最大压力Fm是多大？
16．如图所示，水平绝缘轨道AB与处于竖直平面内的半圆形绝缘光滑轨道BDC平滑连接，半圆形轨道的半径R=0.4m。轨道所在空间存在水平向右的匀强电场，电场强度E=1×104N/C。现有一电荷量q=1×10﹣4C，质量m=0.10kg的带电体（可视为质点），在水平轨道上的P点由静止释放，带电体运动到圆形轨道最低点B时的速度vB=5.0m/s。已知带电体与水平轨道间的动摩擦因数=0.2，重力加速度g=10m/s2。求：
（1）带电体运动到圆形轨道的最低点B时，圆形轨道对带电体支持力的大小；
（2）带电体在水平轨道上的释放点P到B点的距离L1；（结果保留两位小数）
（3）带电体第一次经过C点时的速度大小。
17．如图所示，内壁光滑的圆环竖直放置，AC是竖直直径，BD是水平直径，圆环的半径是R。一个小球（可视为质点）在圆环内部运动，现在在A点给小球一个水平初速度。问：
(1)小球恰好能运动到B点，初速度多大？
(2)小球恰好能做完整的圆周运动，初速度多大？
(3)如图假设圆环可以一分为二，上半部分可以向上移动，已知初速度，要使小球能通过C点，求h的最大值。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．C
【详解】
A.物体在斜面上匀速运动，弹簧的弹力等于，弹簧的伸长量为，故选项A错误；
B.拉力做的功为，故选项B错误；
C.物体的动能不变，重力势能增加，所以机械能增加，故选项C正确；
D.以斜面体和物体整体作为研究对象进行受力分析，斜面体和物体都受力平衡，整体受重力、支持力、拉力和摩擦力，在水平方向应用平衡条件得，故选项D错误．
2．D
【详解】
AB．A小球做竖直上抛运动，其在空中运动的时间为
①
B小球做平抛运动，设其在空中运动时间为tB，则根据平抛运动规律有
②
③
根据几何关系有
④
联立②③④解得
⑤
由①⑤可得
⑥
故AB错误；
CD．根据竖直上抛运动的对称性可知A回落到斜面时的速度大小为
⑦
根据速度的合成法则可得B回落到斜面时的速度大小为
⑧
由⑦⑧可得
⑨
故C错误，D正确。
故选D。
3．D
【详解】
重力势能与参考面的选取有关，由重物的质量和高度决定，故A错误；重力势能是标量，其负值表示物体位于零势面的下方，故B错误；重力势能与参考面的选取有关，重力做功时重力势能发生改变，但不做功时物体也可能具有重力势能，故C错误；由功能关系可知，重力做功引起重力势能的变化，故D正确．
4．B
【详解】
两个小球都受到重力和弹力作用，向心力不是物体受到的力，是一种效果力，故A错误；对小球受力分析如图所示：
根据平行四边形定则解得支持力为：，因为质量相等，所以支持力相等，即两球对筒壁的压力大小相等，故B正确；根据牛顿第二定律可得：，解得：，由于转动的半径不等，则线速度不等，故C错误； 根据牛顿第二定律可得：，解得：，由于转动的半径不等，则角速度不等，故D错误．所以B正确，ACD错误．
5．D
【详解】
A．等量正点电荷在两电荷连线的中垂线上产生的电场从中点O沿中垂线直线无穷远，负电荷q从A点静止释放后，电荷q在电场力作用下向O点做加速运动，到达O点时速度最大，越过O点后向B点做减速运动，A、B关于O点对称，两点电荷产生的电场在中垂线上关于O点对称，由对称性可知，电荷q到达B点速度变为零，然后从B向O运动，故A错误；
B．两电荷在O点产生的场强为0，在无穷远两电荷产生的场强为0，从O点沿两点电荷连线的中垂线到无穷远，场强先增大后减小，在O点与无穷远点之间某点，设为C、D点场强最大，由于不知A、B与C、D的位置关系，无法确定A、B两点场强与最大场强间的关系，因此电荷q从A点释放后，q的加速度可能先增大后减小，再增大又减小，也可能是先减小后增大，故B错误；
C．电荷q从A点释放后向O点运动过程是加速运动，从O到B过程是减速运动，故电荷的速度先增大后减小，但由于电场强度是变化的，加速度大小是变化的，电荷的运动不是匀变速运动，故C错误；
D．电荷从A释放后向B运动过程，电场力先做正功后做负功，电荷的电势能先减小后增大，故D正确。
故选D。
6．C
【详解】
如图所示，把小环水平运动的速度v沿绳和垂直绳方向进行正交分解
重物的速度大小等于环在沿绳方向的分速度，即
小环从右侧一定距离处运动至定滑轮的正上方的过程中，变大，变小。
故选C。
7．C
根据图乙得出的加速度，再根据牛顿第二定律得出牵引力，最后由算出电动机的输出功率；
当加速度为0时，物体运动速度最大，根据二力平衡求出此时牵引力，结合算出最大速度；
内根据运动学公式及动能定理算出电动机所做的功；内，根据电动机功率变，结合算出．
【详解】
A、设物体质量为m，由题图乙可知，在 s时间内，物体做匀加速直线运动的加速度大小为a，1 s末物体的速度大小达到 ，此过程中，设细绳拉力的大小为，则根据运动学公式和牛顿第二定律可得：， ，由图象可知，，由功率公式，联立解得：在1s末电动机输出功率为：，故A正确.
B、当物体达到最大速度后，细绳的拉力大小，由牛顿第二定律和功率的公式可得：，由解得，故B正确.
C、在时间 s内，物体的位移为x，电动机做的功为，则由运动学公式得：
由动能定理得： ，联立解得：，故C错误.
D、在时间t=3s内电动机做的功为W，则：，联立解得： 故D正确.
故选C.
本题与汽车启动类似，关键需要分析清楚物体各段的运动规律及受力情况，明确实际功率达到额定功率时匀加速直线运动转为变速直线运动，达到速度最大值后做匀速直线运动.
8．C
【详解】
AB．有图像可得，在内，有
则阻力大小为
内小车做匀速运动，有
故小车的额定功率为
故AB错误；
C．0~2s内小车的位移
由牛顿第二定律和速度公式
可得
内，功率不变，则
小车加速阶段的平均功率为
故C正确；
D．根据动能定理有
则加速阶段小车的位移
故D错误。
故选C。
9．BC
【详解】
A.在轨道Ⅱ上经过A点时所受的万有引力等于在轨道I上经过A点时所受的万有引力，所以加速度大小相等．故A错误．
B. 从轨道I上的A点进入轨道Ⅱ，需要减速，使得在该点万有引力大于所需的向心力做近心运动．所以在轨道Ⅱ上经过A点的动能小于在轨道I上经过A点的动能，故B正确．
C. 在轨道II上的半长轴小球轨道I上的半长轴（半径），由开普勒行星运动定律知，在轨道II上的周期小于在轨道I周期，所以C正确；
D.在轨道II上，B点的引力与速度方向垂直，则引力的功率为零，选项D错误．
10．AD
【详解】
A. 子弹水平射出，不计空气阻力，做平抛运动，在竖直方向上做自由落体运动，竖直分速度增大，故A正确．
BC.水平方向上做匀速直线运动，速度不变，故BC错误．
D.平抛运动的加速度不变，故D正确．
11．BC
【详解】
小球与弹簧接触后压缩弹簧，小球受到竖直向下的重力与竖直向上的弹力作用，开始重力大于弹力，合力向下，小球向下做加速运动；小球向下运动过程，弹簧压缩量变大，弹簧弹力变大，小球所受合外力减小，加速度减小，小球做加速度减小的加速运动；当重力与弹力相等小球所受合力为零时小球速度最大，然后小球继续向下运动过程，弹力大于重力，小球所受合力向上，小球向下做减速运动，随小球向下运动，弹力继续增大，合力增大，加速度增大，小球向下做加速度增大的减速运动，故小球不是一直做匀减速运动到停止。
故选BC。
12．BD
【详解】
．经点时，两物体的竖直方向分速度相等，故物体的速度大于B物体速度，错误；
B．根据
知
在点竖直方向上的分速度相等，由于两物体的质量不等，则重力的功率一定不相等，B正确；
C．两物体加速度相同，时间相同，故从运动开始至经过点过程中的速度变化量相同，C错误；
D．两物体运动到点的过程中，只有重力做功相同，物体的机械能守恒，机械能变化量都为零，变化量相等，D正确。
故选BD。
13． 5.45 ABD D
【详解】
(1)游标卡尺的主尺读数为5mm，游标读数为，所以最终读数为5.45mm；
(2)A项：调节螺钉，使气垫导轨水平，故A正确；
B项：为了使绳的拉力等于滑块的合外力，调节定滑轮，使连接滑块的细线与气垫导轨平行，故B正确；
C项：对系统来说，无需滑块与遮光条的总质量M远大于钩码的质量m，故C错误；
D项：使滑块释放的位置离光电门适当远一些，可以减小测量滑块运动位移的误关，故D正确．
故选ABD．
(3)滑块通过光电门的速度为：；
(4)由公式，解得： ，故选D．
14． BCD 1.22m 1.20m 有摩擦生热，减少的重力势能一部分转化为内能
【详解】
[1]A．按照图示的装置安装器件，故选项A正确，不符合题意。
B．将打点计时器应该接到接到电源的“交流输出”上，故选项B操作不当，符合题意；
C．该实验不用测出重锤的质量，因为原理是mgh=mv2，质量可以约掉，故选项C不必要，符合题意；
D．实验时，应该先接通电源开关，再释放悬挂纸带的夹子，故选项D操作不当，符合题意；
E．测量纸带上某些点间的距离和根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能，故选项E正确，不符合题意。
故选BCD；
[2]OB段重锤重力势能的减少量为
△Ep=m×9.80×0.1242J=1.22mJ
[3]B点的速度为
vB==1.55m/s
故动能的增加量为
△Ek=mvB2=1.20mJ
[4]由上可知，动能的增加量小于重力势能的减少量，其原因是有摩擦生热，减少的重力势能一部分转化为内能。
15．（1） m/s ；（2）2.75s ；（3）5N
【详解】
（1）设小滑块能够运动到C点，在C点的速度至少为vc，则
解得
v0=m/s
(2)设传送带运动的速度为v1，小滑块在传送带上滑动时加速度是a，滑动时间是t1，滑动过程中通过的距离是x，则
v1=rω
ma=μmg
v1=at1
解得
v1=2m/s，a=4m/s2，t1=0.5s，x=0.5m
由于x＜L，所以小滑块还将在传送带上与传送带相对静止地向B点运动，设运动时间为t2，则
L－x= v1t2
解得
t2=2.25s
则
t= t1＋t2=2.75s
（3）轮子转动的角速度越大，即传送带运动的速度越大，小滑块在传送带上加速的时间越长，达到B点的速度越大，到C点时对圆轨道的压力就越大。小滑块在传送带上一直加速，达到B点的速度最大，设为vBm，对应到达C点时的速度为vcm，圆轨道对小滑块的作用力为F，则
Fm=F
解得
Fm=5N
16．（1）7.25N；（2）1.56m；（3）3m/s
【详解】
（1）带电体运动到圆形轨道的最低点B时，由牛顿第二定律得
解得
FN=7.25N
（2）带电体从P运动到B过程，依据动能定理得
解得
L1＝1.56m
（3）带电体从B运动到C的过程，根据动能定理得
解得
vC=3m/s
17．（1） ；（2） ；（3）
【详解】
（1）小球恰好能运动到B点，由机械能守恒可得
解得
（2）小球到达C点时，由重力提供向心力
小球从A到达C的过程中机械能守恒
解得
（3）由图可知，小球刚好能从A到达C的过程中机械能守恒
解得
即要使小球能通过C点，的最大值为。
答案第1页，共2页
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