期中模拟预测卷02-2022-2023学年高一物理下学期期中期末考点大串讲（人教版2019）

2022-2023学年高一物理下学期期中模拟

预测卷02

班级            姓名           学号             分数        

（考试时间：90分钟  试卷满分：100分）

注意事项：

1．本试卷分第I卷（选择题）和第II卷（非选择题）两部分。答卷前，考生务必将自己的班级、姓名、学号填写在试卷上。

2．回答第I卷时，选出每小题答案后，将答案填在选择题上方的答题表中。

3．回答第II卷时，将答案直接写在试卷上。

第Ⅰ卷（选择题 共48分）

一、选择题（共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1-8题只有一项符合题目要求，第9-12题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。）

1．转笔是一项通过手指转动笔的休闲活动。如图所示，假设某转笔高手能让笔绕其上的O点做匀速圆周运动，则下列说法正确的是（    ）

A．笔杆上各点（不在转轴上）的线速度大小相同

B．笔杆上的点离O点越远，其角速度越小

C．笔杆上的点离O点越近，其角速度越小

D．笔杆上的点离O点越近，其线速度越小

【答案】D

【详解】BC．笔杆上各点的角速度相同，故BC错误；

AD．根据由于各点的角速度相同，所以半径越小，线速度越小，即笔杆上的点离O点越近，其线速度越小，故A错误，D正确。故选D。

2．已知河水流速小于小船在静水中的速度，如果用小箭头表示小船及船头的指向，能正确反映小船渡河用时最少的情景图是（　　）

A． B．

C． D．

【答案】A

【详解】设小船合速度在垂直河岸方向的分量为，则小船的渡河时间为由题意可知，合速度在垂直河岸方向的分量最大时即船头需要正对河对岸时，小船渡河时间最短。故选A。

3．四个拨浪鼓上分别系有长度不等的两根细绳，绳一端系着小球，另一端固定在关于手柄对称的鼓沿上。现使鼓绕竖直放置的手柄匀速转动，两小球在水平面内做周期相同的圆周运动。下列各图中两球的位置关系可能正确的是（图中细绳与竖直方向的夹角α<θ<β）（　　）

A． B．

C． D．

【答案】C

【详解】设绳长为L，则由合力提供向心力得化简得

可知，L长的，角度大；设绳的竖直分量为h，则由合力提供向心力得化简得可知，角度大的，竖直分量大。综上所述，故ABD错误，C正确。故选C。

4．气嘴灯安装在自行车的气嘴上，骑行时会发光，一种气嘴灯的感应装置结构如图所示，一重物套在光滑杆上，重物上的触点M与固定在B端的触点N接触后，LED灯就会发光。下列说法正确的是（　　）

A．感应装置的原理是利用离心现象

B．安装气嘴灯时，应使感应装置A端比B端更靠近气嘴

C．要在较低的转速时发光，可以减小重物质量

D．车速从零缓慢增加，气嘴灯转至最高点时先亮

【答案】A

【详解】A．感应装置的原理是利用离心现象，使两触点接触而点亮LED灯，故A正确；

B．由离心运动原理可知，B端在外侧，所以B端比A段更靠近气嘴，故B错误；

C．转速较小时，向心力较小，则可以增加重物质量或减小弹簧劲度系数，增大转动半径来增大弹力，从而使N点更容易与M点接触来发光，故C错误；

D．当车速缓慢增加时，风火轮转至最高点时，弹力最小，在最低点弹力最大，所以应在最低点先亮，故D错误。

5．大约每隔26个月，地球与火星的距离会达到最近，即发生一次“火星冲日”现象，在此期间可以用较小的成本将探测器送往火星。火星探测器“天问一号”就是巧妙地利用“火星冲日”现象成功发射的。如图所示的虚线为火星探测器飞往火星的轨道示意图，若地球、火星的公转轨道半径分别为R1、R2，公转周期分别为T1、T2，引力常量为G，下列说法正确的是（　　）

A．探测器在飞往火星的过程中，需要持续的动力

B．火星的质量为

C．的数值大约为26个月

D．如果错过了2020年7月的最佳发射时机，下次最佳发射时机最早也需等到2022年5月

【答案】C

【详解】A．探测器在飞往火星的过程中，不需要持续的动力来维持速度,把探测器加速到所需要的速度,就可关闭发动机，探测器靠惯性飞行,但是需要多次调整或修正方向使之能够进入火星轨道，故A错误；

B．对火星公转时，太阳对其万有引力提供向心力可得太阳的质量为故B错误；

C．根据开普勒第三定律可知两次“火星冲日”现象之间地球比火星多转一周，设时间为，则有

解得根据题意可知个月故C正确；

D．由于两次“火星冲日”现象的时间间隔约为26个月，故若2020年7月发生一次，则下一次发生的时间为2022年9月，故D错误；故选C。

6．一物体沿固定斜面从静止开始向下运动，运动过程中所受的摩擦力大小恒定，下列物体下滑过程中的动能Ek、机械能E和位移x或时间t的关系图像正确的是（　　）

A． B．

C． D．

【答案】A

【详解】AC．物体下滑过程据动能定理可得故为一次函数图像，为二次函数图像，A正确，C错误；

BD．除重力外的其他力所做的功等于机械能的变化量，可得，E随x均匀减小，为二次函数，对比图像可知，BD错误。故选A。

7．在多年前的农村，人们往往会选择让驴来拉磨把食物磨成粉浆，假设驴对磨杆的平均拉力为600N，半径r为0.5m，转动一周为5s，则（　　）

A．驴转动一周拉力所做的功为0J

B．驴转动一周拉力所做的功为650πJ

C．驴转动一周拉力的平均功率为120πW

D．磨盘边缘的线速度为πm/s

【答案】C

【详解】AB．驴对磨的拉力沿圆周切线方向，拉力作用点的速度方向也在圆周切线方向，故可认为拉磨过程中拉力方向始终与速度方向相同，故根据微元功原理可知，拉力对磨盘所做的功等于拉力的大小与拉力作用点沿圆周运动弧长的乘积，则磨转动一周，弧长所以拉力所做的功

故AB错误；

C．根据功率的定义得故C正确；

D．线速度为故D错误。故选C。

8．2020年6月23日，我国在西昌卫星发射中心成功发射北斗系统第55颗导航卫星，至此北斗全球卫星导航系统星座部署全面完成。北斗卫星导航系统由不同轨道的卫星构成，其中北斗导航系统第41颗卫星为地球同步轨道卫星，它的轨道半径约为 4.2×107m。第44颗卫星为倾斜地球同步轨道卫星，运行周期等于地球的自转周期24h。两种同步卫星的绕行轨道都为圆轨道。倾斜地球同步轨道平面与地球赤道平面成一定夹角，如图所示。已知引力常量 G=6.67×10-11N·m2/kg2。下列说法中不正确的是（　　）

A．两种同步卫星的轨道半径大小相等

B．两种同步卫星的运行速度都小于第一宇宙速度

C．根据题目数据可估算出地球的平均密度

D．地球同步轨道卫星的向心加速度大小大于赤道上随地球一起自转的物体的向心加速度大小

【答案】C

【详解】A．同步卫星绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，有

解得同步卫星的周期与地球自转周期相同，所以两种同步卫星的轨道半径大小相等，故A正确，不符合题意；

B．第一宇宙速度是近地卫星的环绕速度，也是最大的圆周运动的环绕速度。所以地球同步卫星运行的线速度小于第一宇宙速度，故B正确，不符合题意；

C．已知同步卫星的轨道半径与周期，由可以求出地球的质量，但由于不知道地球的半径，所以不能求出地球的密度，故C错误，符合题意；

D．同步卫星与赤道上的物体具有相同的周期和角速度，根据公式得同步卫星的向心加速度比静止在赤道上物体的向心加速度大，故D正确，不符合题意。故选C。

9．如图所示为低空跳伞极限运动表演，运动员从离地350m高的桥面一跃而下，实现了自然奇观与极限运动的完美结合。假设质量为m的跳伞运动员，由静止开始下落，在打开伞之前受恒定阻力作用，下落的加速度，在运动员下落h的过程中，下列说法正确的是（　　）

A．物体的重力势能减少了

B．物体的动能增加了

C．阻力对物体做的功为

D．物体的机械能减少了

【答案】BD

【详解】A．物体重力势能的减少量等于重力所做的功，即，A错误；

B．物体动能的增加量等于合外力所做的功，即，B正确；

CD．克服阻力所做的功等于机械能的减少量，由牛顿第二定律可得解得

据功能关系可得即阻力对物体做的功为，物体的机械能减少了，C错误，D正确。故选BD。

10．2022年2月4日，北京冬奥会盛大开幕。在首钢大跳台进行的跳台滑雪项目极具视觉冲击，深受观众喜爱。如图所示，一位跳台滑雪运动员从平台末端a点以某一初速度水平滑出，在空中运动一段时间后落在斜坡b点，假设运动员及其装备可视为质点，不计空气阻力，关于运动员在空中的运动，下列说法正确的是（　　）

A．在相等的时间间隔内，重力势能的改变量总是相同的

B．在相等的时间间隔内，速度的改变量总是相同的

C．在下落相等高度的过程中，动能的改变量越来越大

D．若增大初速，则运动员落在斜坡上时速度方向与水平方向的夹角不变

【答案】BD

【详解】A．运动员在竖直方向做自由落体运动，则在相等的时间间隔内，运动员下落的竖直高度不同，则重力势能的改变量不相同，选项A错误；

B．根据可知，在相等的时间间隔内，速度的改变量总是相同的，选项B正确；

C．根据动能定理则在下落相等高度的过程中，动能的改变量相等，选项C错误；

D．由平抛运动可得速度方向的夹角为位移方向的夹角为因此可得若增大初速，运动员落在斜坡上时位移方向与水平方向的夹角保持不变，速度方向与水平方向的夹角α也不变，D正确。故选BD。

11．某篮球爱好者进行二分球投篮训练时，某一次篮球的运动轨迹如图所示，A是篮球的抛出点，是篮球运动轨迹的最高点，是篮球的入框点。已知篮球在A点的速度与水平方向的夹角为，在点速度大小为，与水平方向的夹角为，重力加速度大小为，不计空气阻力。下列说法正确的是（　　）

A．篮球经过点时的速度为0

B．从A点到点，篮球的速度变化方向竖直向下

C．篮球从A点抛出时的速度为

D．、两点的高度差为

【答案】BC

【详解】A．篮球做斜抛运动，到达最高点时竖直分速度为零，但水平分速度不为零，所以最高点的速度不为零，故A错误；

B．根据可知，从A点到点，篮球的速度变化方向竖直向下，故B正确；

C．在点速度大小为，与水平方向的夹角为，篮球从A点抛出时的速度为

故C正确；

D．、两点的高度差为故D错误。故选BC。

12．一辆新能源汽车在平直的公路上由静止开始启动，在启动过程中，汽车牵引力的功率及其瞬时速度随时间的变化情况分别如图甲、乙所示，图乙中两段直线均与曲线相切。已知汽车所受阻力恒为重力的，重力加速度g取。下列说法正确的是（　　）

A．该汽车的质量为

B．最大速度

C．在前内，汽车克服阻力做功为

D．在内，汽车的位移大小约为

【答案】AD

【详解】A．由乙图可得，汽车匀加速阶段的加速度为汽车匀加速阶段的牵引力为匀加速阶段由牛顿第二定律得解得m=1×103kg，A正确；

B．牵引力功率为75kW时，汽车行驶的最大速度为，B错误；

C．前5s内汽车的位移为汽车克服阻力做功为，C错误；

D．5～15s内，由动能定理得解得，D正确。故选AD。

第II卷（非选择题 共52分）

二、实验题（满分14分）

13．小杨同学用平抛运动演示仪研究平抛运动的规律，如图甲，A、B均为电磁铁，C、D为相同的小钢球，轨道末端有一光电门P，断开电磁铁A开关释放C球，当C球通过光电门时，电磁铁B断电，D球开始下落，已知C球通过光电门时与D处在同一高度．

（1）图乙为某次实验抓拍的照片．多次实验，发现小球C、D始终能在下落过程中相撞，该现象说明________

（2）虽然水平抛出点刻度未知，但该同学用相机连拍功能记录小球运动过程中的连续三个位置的横纵坐标如图丙所示（单位：），由此可知连拍的时间间隔为________s，小球平抛的初速度大小为________

【答案】     平抛运动在竖直方向的运动规律与自由落体运动相同     0.05     0.9

【详解】（1）[1]小球C、D始终能在下落过程中相撞，即两小球竖直方向的位移总是相同的，说明平抛运动在竖直方向的运动规律与自由落体运动相同。

（2）[2]竖直方向，两段时间内的位移；

根据竖直方向解得连拍的时间间隔为

[3]小球水平方向匀速直线运动，小球平抛的初速度大小

14．某同学设计了如图甲所示的装置来验证机械能守恒定律，竖直杆竖直固定在M、N两点，在杆上固定一个量角器，并在量角器的圆心处固定一个力传感器，一根细线上端连接在力传感器上，下端系在小球上。

实验步骤如下：

①拉离小球，使细线与竖直方向成一个角度，由静止释放小球，使小球在竖直平面内做圆周运动；

②记录小球运动到最低点时力传感器的最大示数F；

③重复以上实验步骤。

（1）该同学练习使用游标卡尺测量小球直径d时，游标卡尺的示数如图乙所示，则d=________mm。

（2）关于该实验，下列说法正确的有________（选填选项前的字母）。

A．可以直接用弹簧测力计代替力传感器进行实验

B．细线要选择非弹性的

C．小球尽量选择密度大的

（3）实验中没有提供天平等可以测量质量的实验器材，为完成实验，需要记录小球在竖直方向上静止时________。（请补充完整）

（4）为完成实验，还需要测量的物理量有________（选填选项前的字母）。

A．释放小球时细线偏离竖直方向的角度θ

B．小球从释放到运动至圆周运动最低点的时间t

C．细线长L

（5）需要验证机械能守恒的表达式为________（用已知量和测量量的符号表示）。

（6）实验中发现，小球摆到另一侧偏离竖直方向的角度略小于初始释放位置偏离竖直方向的角度，其原因可能是________。

【答案】     11.4     BC##CB     力传感器的示数F0     A          小球在运动过程中存在空气阻力

【详解】（1）[1]游标卡尺的读数为

（2）[2]A．弹簧测力计代替力传感器进行实验时，由于细线不断摆动，不方便进行读数与记录，故A错误；

B．细线要选择非弹性细线，避免摆长发生变化，故B正确；

C．小球尽量选择密度大的，以减小空气阻力的影响，故C正确。故选BC。

（3）[3]本实验要验证机械能守恒，应满足小球静止在最低点时，力传感器的示数与重力相等，即小球摆到最低点时力传感器的最大示数为F，由向心力公式可得联立解得所以为完成实验，需要记录小球在竖直方向上静止时力传感器的示数F0；

（4）[4]由（3）分析知，为完成实验，还需要测量的物理量有释放小球时细线偏离竖直方向的角度θ。

故选A。

（5）[5] 由（3）分析知，需要验证机械能守恒的表达式为

（6）[6]小球摆到另一侧偏离竖直方向的角度略小于初始释放位置偏离竖直方向的角度，其原因可能是小球运动过程中存在空气阻力。

三、计算题（满分38分，其中15题8分，16题8分，17题10分，18题12分，每小题需写出必要的解题步骤，只有答案不得分）

15．中国女排在2016年奥运会上夺得冠军。如图为排球场地示意图，排球场长18.0m，宽9.0m。某运动员跳起将球垂直网面水平扣出，扣球点离地面的高度为2.45m，离球场中线的水平距离为1.0m，排球直接落到距端线3.0m处的界内。可视为质点，空气阻力不计。重力加速度。求：

(1)扣球时，排球水平飞出的速度大小

(2)排球落地前瞬间的速度大小

【答案】(1)10m/s(2)

【详解】(1)由题意知排球运动的水平位移为排球做平抛运动，水平方向

竖直方向代入数据解得，

(2)设排球落地前瞬间在竖直方向的分量为vy，则有则排球落地前瞬间的速度大小

16．石墨烯是一种具有超轻超高强度的新型材料。有人设想：用石墨烯制作超级缆绳连接地球赤道上的固定基地与同步空间站，利用超级缆绳承载太空电梯从地球基地向空间站运送物资。已知地球半径R，自转周期T，地球北极表面重力加速度，万有引力常量G。

（1）求地球的质量M；

（2）太空电梯停在距地3R的站点，求该站点处的重力加速度g的大小。

【答案】（1）；（2）

【详解】（1）设质量为的物体北极地面静止，则解得

（2）设货物质量为m，在距地面高3R站点受到的万有引力为F，则

货物绕地球做匀速圆周运动，设太空电梯对货物的支持力为N，则；；

解得

17．如图所示，水平放置的正方形光滑木板abcd，边长为2L，距地面的高度为，木板正中间有一个光滑的小孔O，一根长为2L的细线穿过小孔，两端分别系着两个完全相同的小球A、B，两小球在同一竖直平面内。小球A以角速度在木板上绕O点沿逆时针方向做匀速圆周运动时，B也在水平面内沿逆时针方向做匀速圆周运动，O点正好是细线的中点，其中，不计空气阻力，取.求：

（1）小球B的角速度；

（2）当小球A、B的速度方向均平行于木板ad边时，剪断细线，两小球落地点之间的距离。

【答案】（1）2.5rad/s；（2）

【详解】（1）A和B的圆周运动半径分别为其中θ为BO线与竖直方向的夹角，设绳子拉力为T，则对A有对B有解得

（2）当剪断细绳后，A先匀速运动L，后做平抛运动；B做平抛运动，A做圆周运动的线速度为

B做圆周运动的线速度为半径为做平抛运动过程中A的水平位移为

做平抛运动过程中B的水平位移为如图为A、B两小球在轨迹的俯视图可知（其中包含A在正方向abcd上做的距离为L的匀速直线运动）

知A、B落地点间距

18．如图甲所示，粗糙的平直轨道与半径为R的光滑半圆形竖直轨道平滑连接，可视为质点、质量为m的滑块A放在光滑水平面上，滑块A与平直轨道间的动摩擦因数为，平直轨道的长度为L。先用手控制物块A使其压缩一根轻质弹簧（弹簧左端固连于墙，弹簧长度小于L），然后松手释放物块A，使弹簧将A弹开，物块A水平向右滑上平直轨道，滑过平直轨道后冲上半圆形轨道。在半圆形轨道最低点处有压力传感器，滑块沿半圆形轨道上滑的最大高度h与滑块通过半圆形轨道最低点时压力传感器的示数F之间的关系如图乙所示（h为相对于水平面的竖直高度），重力加速度为g。

（1）若滑块A沿半圆形轨道上滑的最大高度为R，求压缩的弹簧所储存的弹性势能；

（2）求图乙中时，F的最小值F0；

（3）推导出的范围内，h与F的关系式；

（4）将图乙补充完整（只需画图即可）。

【答案】（1）；（2）6mg；（3）；（4）见解析

【详解】（1）滑块A由释放点到沿圆轨道上滑高度的过程，根据能量守恒，有

（2）图乙中的的最小值对应的过程是：A恰好能到达圆轨道最高点，滑块在圆轨道最低点

滑块在圆轨道最高点滑块由圆轨道最低点滑到圆轨道最高点的过程，根据动能定理，

解得

（3）在间，滑块在圆轨道最低点滑块在圆轨道脱离的最高点

其中滑块由圆轨道最低点沿圆轨道滑到最大高度的过程，根据动能定理：

得即

（4）完整图如图所示：