甘肃省靖远县第一中学2023-2024学年第二学期期末模拟考试高一物理试题

这是一份甘肃省靖远县第一中学2023-2024学年第二学期期末模拟考试高一物理试题，共18页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，解答题等内容，欢迎下载使用。

一、单选题（共28分）
1．一物体运动的v t图像如图所示，下列说法正确的是
A．O到A的速度变化比B到C的速度变化快
B．AB平行于时间轴，则物体在AB这段时间内是静止的
C．O到A的速度方向与B到C的速度方向相反
D．物体的位移越来越大
2．甲、乙两物体一开始沿同一条直线相向运动，在t=0时刻甲、乙相距x0=3m，它们的速度图象如图所示．下列说法正确的是
A．t=2s时刻甲、乙速度相等，且恰好相遇
B．t=1s时刻甲、乙速度不等，但恰好相遇
C．t=1s时刻，乙的速度方向发生改变，t=2s时刻追上甲
D．在t=0到t=4s时间内，甲乙仅相遇过一次
3．如图所示，光滑水平地面上放有截面为圆周的柱状物体A，A与墙面之间放一光滑的圆柱形物体B，对A施加一水平向左的力F，整个装置保持静止。若将A的位置向左移动稍许，整个装置仍保持平衡，则（ ）
A．水平外力F不变B．墙对B的作用力增大
C．地面对A的支持力增大D．B对A的作用力减小
4．（本题4分）“东方一号”人造卫星A和“华卫二号”人造卫星B，它们的质量之比为，它们的轨道半径之比为2：1，则下面的结论中正确的是（ ）
A．它们受到地球的引力之比为
B．它们的运行速度大小之比为
C．它们的运行周期之比为
D．它们的运行角速度之比为
5．如图所示，小球甲从A点水平抛出的同时，小球乙从B点自由释放，两小球先后经过C点时速度大小相等，且它们的速度方向间夹角为，已知BC高h，不计空气的阻力。由以上条件可知（ ）
A．甲小球做平抛运动的初速度大小为
B．甲、乙两小球到达C点所用时间之比为
C．A、B两点的高度差为
D．A、B两点的水平距离为
6．在水平光滑地面上，长木板M和小滑块m叠放在一起，开始它们均静止。现将水平向右的恒力F作用在M的右端，已知长木板和小滑块之间动摩擦因数μ=0.4，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，M=2kg，m=1kg，g=10m/s2，如图所示。当F取不同数值时，小滑块的加速度a可能不同，则以下正确的是（ ）
A．若F=6.0N则a=3.0m/s2
B．若F=8.0N则a=4.0m/s2
C．若F=10N则a=3.0m/s2
D．若F=15N则a=4.0m/s2
7．一小物块沿斜面向上滑动，然后滑回到原处．物块初动能为Ek0，与斜面间的动摩擦因数不变，则该过程中，物块的动能Ek与位移x关系的图线是( )
A．B．C．D．
二、多选题（共18分）
8．两根长度不同的细线分别系有两个小球,质量分别为，细线的上端都系于点，两个小球在同一水平面上做匀速圆周运动。已知两细线长度之比，长细线跟竖直方向的夹角为，下列说法正确的是（ ）
A．两小球做匀速圆周运动的周期相等
B．两小球做匀速圆周运动的线速度相等
C．
D．短细线跟竖直方向成30°角
9．如图所示，在水平圆盘上放有质量分别为m、m、2m的可视为质点的三个物体A、B、C，圆盘可绕垂直圆盘的中心轴转动。三个物体与圆盘间的动摩擦因数相同，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。三个物体与轴O共线且，现将三个物体用轻质细线相连，保持细线伸直且恰无张力。使圆盘从静止开始转动，角速度极其缓慢地增大，则对于这个过程，下列说法正确的是（ ）
A．A、B两个物体同时达到最大静摩擦力
B．B、C两个物体所受的静摩擦力先增大后不变，A物体所受的静摩擦力先增大后减小再增大
C．当时整体会发生滑动
D．当时，在增大的过程中，B、C间的拉力不断增大
10．如图所示，物体A、B通过细绳及轻质弹簧连接在轻滑轮两侧，物体B的质量为2m，放置在倾角为30°的光滑斜面上，物体A的质量为m，用手托着物体A使弹簧处于原长，细绳伸直且B与轻滑轮间的弹簧和细绳均与斜面平行，A与地面的距离为h，物体B静止在斜面上挡板P处。放手后物体A下落，与地面即将接触时速度大小为v，此时物体B对挡板恰好无压力，不计空气阻力，重力加速度为g，则下列说法正确的是（ ）
A．弹簧的劲度系数为
B．此时弹簧的弹性势能等于mgh - mv2
C．此时物体A的加速度大小为g，方向竖直向上
D．此后物体B可能离开挡板沿斜面向上运动
三、实验题（共15分）
11．（本题6分）在用打点计时器验证机械能守恒定律的实验中，使质量为m=1.00kg的重物自由下落，打点计时器在纸带上打出一系列的点，选取一条符合实验要求的纸带，如图1所示。O为第一个点，A、B、C为从合适位置开始选取的连续点中的三个点。已知打点计时器每隔0.02s打一个点，当地的重力加速度为g=9.80m/s2，那么：
（1）根据图1中所给的数据，应取图中O点到 点来验证机械能守恒定律。
（2）从O点到（1）问中所取的点，对应的重物重力势能的减少量ΔEp= J，动能增加量ΔEk= J。（结果保留三位有效数字）
（3）若测出纸带上所有点到O点的距离，根据纸带算出各点的速度v及重物下落的高度h，则以为纵轴、以h为横轴画出的图像是图2中的 。
12．同学用图甲所示实验装置做“研究平抛物体的运动”实验，他先调整斜槽轨道槽口末端水平，然后在方格纸（图甲中未画出方格）上建立好直角坐标系，将方格纸上的坐标原点与轨道槽口末端重合，轴与重锤线平行，轴水平。实验中使小球每次都从斜槽同一高度由静止滚下，经过一段水平轨道后抛出。依次均匀下移水平挡板的位置，分别得到小球在挡板上的落点，先在方格纸上标出相应的点迹，然后作出如图乙所示的小球的运动轨迹。
图甲图乙
（1）平抛运动水平方向的分运动是 运动。
（2）为了能较准确地完成实验，需要 。
A．调节装置使斜槽末端保持水平
B．实验所用斜槽的轨道必须是光滑的
（3）已知方格每格长，重力加速度为，则小球到点时竖直方向的速度为 。
四、解答题（共39分）
13．若某位宇航员随飞船登陆火星后，在火星表面的某处以速度竖直向上抛出一个小球，经过时间t，小球落回了抛出点。已知火星的半径为R，引力常量为G，“萤火号”卫星绕火星运动的周期为T，“萤火号”卫星绕火星的运动近似看作匀速圆周运动。试求：
（1）火星的质量M。
（2）“萤火号”卫星绕火星运动的轨道半径r。
14．如图甲所示，质量的物体静止在光滑的水平面上，时刻，物体受到一个变力作用，s时，撤去力，某时刻物体滑上倾角为37°的粗糙斜面；已知物体从开始运动到斜面最高点的图像如图乙所示，不计其他阻力，取10m/s2，求：
(1)变力做的功；
(2)物体从斜面底端滑到最高点过程中克服摩擦力做功的平均功率；
(3)物体回到出发点的速度大小。
15．质量为m的小球在竖直向上的恒定拉力作用下，由静止开始从水平地面向上运动，经一段时间，拉力做功为W，此后撤去拉力，球又经相同时间回到地面，以地面为零势能面，不计空气阻力．求：
（1）球回到地面时的动能；
（2）撤去拉力前球的加速度大小a及拉力的大小F；
（3）球动能为W/5时的重力势能．
参考答案：
1．D
【详解】A．速度时间图象的斜率代表物体的加速度，斜率越大速度变化越快，故O到A的速度变化比B到C的速度变化慢，故A错误；
B．AB平行于时间轴，斜率为零，加速度为零，物体做匀速直线运动，故B错误；
C．O到A的速度与B到C的速度均为正值，则速度方向相同，选项C错误；
D．整个过程物体的速度方向不变，故位移一直增大，故D正确；
2．B
【详解】AC. 由图可知t=1s时刻，乙的速度方向发生改变，t=2s时刻甲、乙速度相等，但由图像与坐标轴围成的面积表示位移可知，乙围成的面积是0，说明乙回到出发点，甲的位移4m，所以两者此时没有相遇，故AC错误；
B. t=1s时刻甲、乙速度不等，由图像与坐标轴围成的面积表示位移可知，乙位移是1m，甲的位移2m，两都位移之和刚好是3m，所以恰好相遇，故B正确
D. t=1s时到t=3s时，甲乙两图像与坐标轴围成的面积相等，说明这段时间内两者的位移相等，由B项分析可知，t=1s时恰好相遇，所以t=3s时也恰好相遇，说明在t=0到t=4s时间内，甲乙仅相遇过二次，故D错误．
3．D
【详解】ABD．受力分析如图所示
A的位置左移，θ角减小，则对B的作用力
故 FN1减小，以AB为一个整体受力分析，有
所以水平外力F减小；B对A的作用力为
FN减小，故AB错误，D正确；
C．地面对A的作用力等于两个物体的重力，所以该力不变，故C错误。
故选D。
4．B
【详解】人造地球卫星做匀速圆周运动时，由万有引力提供向心力，得

M是地球的质量，m、r、T、分别为卫星质量、轨道半径、周期和角速度，则得

由题卫星A和B的质量之比为，轨道半径之比为2：1，则由上式可得，
它们的运行速度大小之比为
它们的运行周期之比为
它们的运角速度之比为
故选B。
5．B
【详解】A．根据自由落体运动的规律，可知乙球运动到C点时的速度为，又因两球先后经过C点时的速度大小相等，所以甲球在C点的合速度为，又因此时甲球的速度与水平方向的夹角为，所以甲球做平抛运动的初速度大小为，故选项A错误；
Ｂ．根据
可知
两球运动到C点的时间之比为
故选项B正确；
C．A、B两点的高度差为， 故选项C错误；
D．A、B两点间的水平距离为
选项D错误。故选B。
6．D
【详解】当木块和木板间的静摩擦力达到最大时，此时
此时对木板和木块的整体
解得
F=12N
A．若F=6.0N则两物体以共同的加速度向前运动，则
选项A错误；
B．若F=8.0N则两物体以共同的加速度向前运动，则
选项B错误；
C．若F=10N则两物体以共同的加速度向前运动，则
选项C错误；
D．若F=15N则木块在木板上滑动，则木块的加速度为
选项D正确。
故选D。
7．C
【详解】设斜面倾角为θ，根据动能定理，当小物块沿斜面上升时，有：
－(mgsinθ＋f)x=Ek－Ek0
即：
Ek=－(f＋mgsinθ)x＋Ek0
所以Ek与x的函数关系图象为直线，且斜率为负；
设x0为小物块到达最高点时的位移，当小物块沿斜面下滑时根据动能定理有：
(mgsinθ－f)(x0－x)=Ek－0
即：
Ek=－(mgsinθ－f)x＋(mgsinθ－f)x0
所以下滑时Ek随x的减小而增大且为直线。
综上所述，故C正确，ABD错误。
故选C。
8．AD
【详解】A．小球受重力和细线的拉力，竖直方向
水平方向
解得
可看出，两小球运动的加速度和周期相等，选项A正确；
B．两小球角速度相同，做圆周运动的半径不同，则线速度不相等，选项B错误；
C．从选项A的解析可以看出根据本题中所给信息，不能推出质量的关系，选项C错误；
D．设短细线与竖直方向的夹角为，则根据几何知识
又因为
解得
故短细线跟竖直方向成30°角，选项D正确。
故选AD。
9．BCD
【详解】ABC．当圆盘转速增大时，静摩擦力提供向心力，三个物体的角速度相等，由知，由于C的半径最大，质量最大，故C所需要的向心力增加最快，最先达到最大静摩擦力，此时
解得
当C的摩擦力达到最大静摩擦力之后，B、C间细线开始出现拉力，B的摩擦力增大，达到最大静摩擦力后，A、B间细线开始有力的作用，随着角速度增大，A的摩擦力将减小到零然后反向增大，当A达到最大静摩擦力时，对C有
对A、B整体有
解得
当时整体会发生滑动，故A错误，BC正确；
D．当时，C所受摩擦力已是最大静摩擦力，对C分析有
在增大的过程中，B、C间的拉力不断增大，故D正确。
故选BCD。
10．AB
【详解】A．A物体下落h，则弹簧的形变量是h，B物体处于静止状态，所以
kh = 2mgsin30°
解得
k =
A正确；
B．物体A减少的机械能转化为了弹簧的弹性势能，所以弹簧的弹性势能为
Ep = mgh - mv2
B正确；
C．此时弹簧弹力为mg，则A受到细绳的拉力为mg，故A物体受力平衡，加速度为0，C错误；
D．因A落地后不再运动，则弹簧的形变量不再变化，弹力不会再增大，故B不可能离开挡板向上运动，D错误。
故选AB。
11． B 1.88 1.84 A
【详解】（1）[1]实验需要验证重物重力势能的减少量与动能的增加量相等，需要求出重物的速度，根据题图1结合匀变速直线运动的推论可以求出打B点时重物的瞬时速度，因此应取图中O点到B点来验证机械能守恒定律。
（2）[2]从O点到B点，对应的重物重力势能的减少量
ΔEp=mg·OB=1.00×9.80×19.20×10-2 J≈1.88 J
[3]打B点时重物的瞬时速度为
vB== m/s=1.92 m/s
从O点到B点，对应的重物动能增加量
ΔEk==×1.00×1.922 J≈1.84 J
（3）[4]重物下落过程，由机械能守恒定律得
mgh=mv2
整理得
=gh
g是定值，则与h成正比，故选A。
12． 匀速直线 A
【详解】(1)[1]平抛运动水平方向的分运动是匀速直线运动；
(2)[2]为了能较准确地完成实验，需要调节装置使斜槽末端保持水平，实验所用斜槽的轨道不是必须光滑的，故A正确。
(3)[3]已知方格每格长，重力加速度为，由
解得小球到点时竖直方向的速度为
13．（1）；（2）
【详解】（1）设火星的重力加速度为g，则
联立得
根据万有引力充当向心力知
解得
【点睛】本题主要考查万有引力定律及其应用。根据竖直上抛运动的对称性求时间，根据天体表面的万有引力约等于重力求质量，根据万有引力充当向心力求半径。
14．(1)；(2)；(3)
【详解】(1)由题中图像知物体1s末的速度m/s，根据动能定理得
J
(2)物体沿斜面上升的最大距离
m=5m
物体到达斜面时的速度m/s，到达斜面最高点的速度为零，根据动能定理有
解得
J
则平均功率为
W
(3)设物体重新到达斜面底端时的速度为，则根据动能定理有
解得
m/s
此后物体做匀速直线运动，物体回到出发点的速度大小为m/s。
15．（1）W；（2）；（3）或
【详解】试题分析：（1）有拉力作用过程，机械能的增加量等于拉力做的功；没有拉力作用的过程，只有重力做功，机械能守恒；
（2）对加速上升过程和竖直上抛过程根据运动学公式列式求解加速度，根据牛顿第二定律列式求解拉力；
（3）球动能为时，可能是加速过程，也可能是减速过程，分情况根据功能关系列式求解．
解：（1）撤去拉力时球的机械能为W，由机械能守恒定律，回到地面时的动能为：
Ekt=W
（2）设拉力作用时间为t，在此过程中球上升h，末速度为v，则：
h=
v=at
由题意有：
﹣h=vt﹣
解得：a=
根据牛顿第二定律，有：
F﹣mg=ma
解得：
F=
（3）动能为时球的位置可能在h的下方或上方；
设球的位置在h下方离地h′处，则：
（F﹣mg）h′=
而（F﹣mg）h=
解得：h′=
重力势能：
设球的位置在h上方离地h′处，由机械能守恒，有：
因此：
答：（1）球回到地面时的动能为W；
（2）撤去拉力前球的加速度大小a为，拉力的大小F为；
（3）球动能为时的重力势能或．
【点评】本题关键是明确物体的受力情况和运动情况，结合功能关系、牛顿第二定律定律和运动学公式列式求解即可．