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高一物理下学期期末复习精细讲义（人教2019）期末模拟卷01（原卷版+解析）
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这是一份高一物理下学期期末复习精细讲义（人教2019）期末模拟卷01（原卷版+解析），共22页。试卷主要包含了请将答案正确填写在答题卡上等内容，欢迎下载使用。
注意事项：
1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息
2．请将答案正确填写在答题卡上
第I卷（选择题）
请点击修改第I卷的文字说明
一、单选题(本大题共7小题，每小题4分，共28分。在每个小题给出的四个选项中，只有一个符合要求)
1．(本题4分)关于平抛运动和匀速圆周运动，下列说法正确的是（ ）
A．平抛运动是变加速曲线运动
B．匀速圆周运动的加速度始终不变
C．做平抛运动的物体落地时的速度方向可能竖直向下
D．做匀速圆周运动的物体的角速度不变
2．(本题4分)下列有关功和功率的说法，正确的是（ ）
A．功率越大，说明力做功越多
B．摩擦力总是与相对运动或相对运动趋势方向相反，因此摩擦力只能做负功
C．功是标量，功的运算法则为代数运算
D．作用力和反作用力总是等大反向，因此一对作用力和反作用力做功时总是一正一负，总和为零
3．(本题4分)如图所示，某同学从点正对着竖直墙壁的点水平投掷飞镖（可视为质点），飞镖落在墙上的A点时速度与竖直墙壁的夹角，已知，不计空气阻力，取重力加速度大小，，，则（ ）
A．飞镖在空中飞行的时间
B．飞镖被扔出时的初速度大小
C．飞镖落在竖直墙壁上时竖直方向的分速度大小
D．点到竖直墙壁的距离
4．(本题4分)有一质量为M、半径为R、密度均匀的球体，在距离球心O为2R的地方有一质量为m的质点。现将M中挖去半径为R的球体，如图所示，则剩余部分对m2的万有引力F为多少（ ）
A．B．
C．D．
5．(本题4分)如图所示，一质量为m的小球分别在甲、乙两种竖直固定轨道内做圆周运动。若两轨道内壁均光滑、半径均为R，重力加速度为g，小球可视为质点，空气阻力不计，则（ ）
A．小球以最小速度通过甲轨道最高点时受到轨道弹力大小为
B．小球通过甲、乙两轨道最高点时的最小速度均为
C．小球恰在甲轨道内做完整的圆周运动，最低点的速度为
D．小球恰在乙轨道内做完整的圆周运动，最高点的速度为
6．(本题4分)如图所示，一斜面固定在水平地面上，其底端与地面平滑相连。一小物块由静止开始沿斜面下滑，最后停在水平地面上。已知小物块与斜面、小物块与地面间的动摩擦因数均相同。选择地面为重力势能参考面，下列关于该过程中小物块的机械能E与其运动的路程x之间的关系图象，可能正确是（ ）
A．B．
C．D．
7．(本题4分)如图所示，轻杆两端分别固定着可以视为质点的小球A、B，放置在光滑水平桌面上，杆上O点有一竖直方向的固定转动轴，A、B的质量之比，A、B到O点的距离之比。当轻杆绕轴匀速转动时，下列说法正确的是（ ）
A．A对杆的作用力大小等于B对杆的作用力大小
B．A的向心加速度大小大于B的向心加速度大小
C．A的动能等于B的动能
D．A的周期小于B的周期
二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18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6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
8．(本题6分)“双星系统”由相距较近的两颗恒星组成，每颗恒星的半径远小于两颗恒星之间的距离，而且双星系统一般远离其他天体，它们在相互间的万有引力作用下绕某一点做匀速圆周运动。如图所示为某一双星系统，A恒星的质量为m1，B恒星的质量为m2，A恒星的轨道半径为r1，B恒星的轨道半径为r2，A恒星的线速度大小为v1，B恒星的线速度大小为v2，它们中心之间的距离为L，引力常量为G。则下列说法正确的是（ ）
A．A恒星与B恒星轨道半径大小之比为
B．双星系统的运行周期为
C．A恒星的轨道半径为
D．A恒星与B恒星线速度大小之比为
9．(本题6分)如图所示，在斜面顶端先后水平抛出同一小球，第一次小球落到斜面中点，第二次小球落到斜面底端，从抛出到落至斜面上（忽略空气阻力）（ ）
A．两次小球运动时间之比
B．两次小球运动时间之比
C．两次小球抛出时初速度之比
D．两次小球抛出时初速度之比
10．(本题6分)如图所示，质量为2m的P物体套在光滑的竖直杆上，质量为m的Q物体放置在倾角为的足够长的固定粗糙斜面上，用一不可伸长轻绳连接。初始时轻绳右端经过定滑轮呈水平，P物体从a点由静止释放，下落到b点时速度大小为v，a、b之间的距离为l，此时连接P物体的轻绳与水平方向夹角为，重力加速度为g。在此过程中，下列说法正确的是（ ）
A．P物体做匀加速直线运动
B．P物体从a点由静止释放时加速度大小等于g
C．P物体到b点时，Q物体的速度大小为
D．该过程绳子拉力对P物体做的功为
第II卷（非选择题）
请点击修改第II卷的文字说明
三、实验题(本大题共2小题，共18分)
11．(本题10分)某实验小组的同学采用如图甲所示的装置（实验中，小车碰到制动装置时，钩码尚未到达地面）来“探究恒力做功与动能改变的关系”。如图乙是实验中得到的一条纸带，点O为纸带上的起始点，A、B、C、D、E是纸带上的五个连续的计数点，相邻两个计数点间均有4个点未画出，用刻度尺测得五个点到O的距离如图乙所示。已知所用交变电源的频率为50 Hz，则：（g取10 m/s2）
（1）开始实验时首先_____________________。
（2）打B、D两点时小车的速度分别为vB=______m/s，vD=_______m/s。 （结果保留两位有效数字）
（3）若钩码的质量m=250 g，小车的质量M=1 kg，则从B至D的过程中，根据实验数据计算的合力对小车做的功W=________J，小车动能的变化ΔEk=__________J。（结果保留两位有效数字）
（4）由实验数据，他们发现合外力做的功与小车动能的变化有一定的偏差，产生误差的原因可能是：_________________________________________________。（至少说出一条）
12．(本题8分)某实验小组设计了如图甲所示的实验装置来验证机械能守恒定律。绳和滑轮的质量忽略不计，轮与轴之间的摩擦忽略不计。
（1）实验时，该同学进行了如下操作：
①用天平测出物块A（含遮光片）、B的质量分别为3m和2m；
②用仪器测出遮光片的挡光宽度为d；
③将重物A、B用轻绳按图示连接，跨放在轻质定滑轮上，一个同学用手托住重物B，另一个同学测量出挡光片中心到光电门中心的竖直距离h，之后释放重物B使其由静止开始下落。测得遮光片经过光电门的时间为，则重物A的速度大小为________，重物B的速度大小为________。
（2）若A、B组成的系统机械能守恒，应满足的关系式为：________（用重力加速度g，，d和h表示）。若实验发现上述关系式没能满足，原因可能是：________________。（写出一条，合理即可）
四、解答题(本大题共3小题，共36分)
13．(本题12分)如图所示，足够大的水平台面上固定一光滑圆锥体，用细线将一质量的小球（视为质点）悬挂在圆锥体顶端，圆锥体高，锥面与竖直方向的夹角，圆锥体绕竖直中心轴转动时带着小球一起转动，缓慢增加圆锥体转动的角速度，当小球转动的角速度时，小球恰好对圆锥体表面无压力，细线能承受的最大拉力，取重力加速度大小，，。
（1）求悬挂小球的细线长度L；
（2）求当小球转动的角速度时，锥面对小球的支持力大小；
（3）细线恰好断开后，求小球在水平台面上的落点到圆锥体中心点O的距离s。（结果保留根式）
14．(本题10分)早在2000多年前，《吕氏春秋》中就有关于火星的记载，表明我国对火星的探索历史悠久，至今都未停止。当地球与火星的距离最近时，如图所示，这种现象在天文学中被称为“火星冲日”，已知火星公转半径约为地球公转半径的1.5倍，地球的公转周期年，取，，结果均保留两位有效数字。求：
（1）火星公转周期；
（2）相邻两次“火星冲日”的时间间隔。
15．(本题14分)如图所示为某小型购物商场的电梯，长，倾角。在某次搬运货物时，售货员将质量为的货物无初速度放在电梯的最下端，然后启动电机，电梯先以的加速度向上做匀加速运动，速度达到后匀速运动。已知货物与电梯表面的动摩擦因数，重力加速度，不计空气阻力。，，求：
（1）货物从电梯底端运动到顶端所用的时间；
（2）货物从底端运动到顶端过程中物体和传送带之间产生的热量；
（3）电机因运送该货物多做的功（忽略电梯自身动能的变化）。
2022-2023学年度高一物理下学期期末考试模拟卷01
考试时间：75分钟
注意事项：
1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息
2．请将答案正确填写在答题卡上
第I卷（选择题）
请点击修改第I卷的文字说明
一、单选题(本大题共7小题，每小题4分，共28分。在每个小题给出的四个选项中，只有一个符合要求)
1．(本题4分)关于平抛运动和匀速圆周运动，下列说法正确的是（ ）
A．平抛运动是变加速曲线运动B．匀速圆周运动的加速度始终不变
C．做平抛运动的物体落地时的速度方向可能竖直向下D．做匀速圆周运动的物体的角速度不变
【答案】D
【详解】A．平抛运动的加速度为重力加速度，是匀加速曲线运动，故A错误；
B．匀速圆周运动的加速度始终指向圆心，不断改变，故B错误；
C．做平抛运动的物体初速度水平不为0，落地时的速度方向不可能竖直向下，故C错误；
D．做匀速圆周运动的物体的角速度不变，故D正确；
故选D。
2．(本题4分)下列有关功和功率的说法，正确的是（ ）
A．功率越大，说明力做功越多
B．摩擦力总是与相对运动或相对运动趋势方向相反，因此摩擦力只能做负功
C．功是标量，功的运算法则为代数运算
D．作用力和反作用力总是等大反向，因此一对作用力和反作用力做功时总是一正一负，总和为零
【答案】C
【详解】A．功率表示做功快慢，做功越快，功率越大，故A错误；
B．摩擦力总是与相对运动或相对运动趋势方向相反，但可能与物体运动方向相同，即摩擦力可能做正功，可能做负功，也可能不做功，故B错误；
C．功是标量，功的运算法则为代数运算，故C正确；
D．作用力和反作用力总是等大反向，但一对作用力和反作用力可能都做正功，都做负功，也可能一正一负，也可能作用力做功而反作用力不做功，故D错误。
故选C。
3．(本题4分)如图所示，某同学从点正对着竖直墙壁的点水平投掷飞镖（可视为质点），飞镖落在墙上的A点时速度与竖直墙壁的夹角，已知，不计空气阻力，取重力加速度大小，，，则（ ）
A．飞镖在空中飞行的时间
B．飞镖被扔出时的初速度大小
C．飞镖落在竖直墙壁上时竖直方向的分速度大小
D．点到竖直墙壁的距离
【答案】C
【详解】A．飞镖竖直方向的位移
又
得
A错误；
C．飞镖落在竖直墙壁上时竖直方向的分速度大小
C正确；
B．飞镖落在墙上的A点时速度与竖直墙壁的夹角
则
得
B错误；
D．点到竖直墙壁的距离
D错误。
故选C。
4．(本题4分)有一质量为M、半径为R、密度均匀的球体，在距离球心O为2R的地方有一质量为m的质点。现将M中挖去半径为R的球体，如图所示，则剩余部分对m2的万有引力F为多少（ ）
A．B．
C．D．
【答案】A
【详解】挖去小球前球与质点的万有引力
挖去的球体的质量
被挖部分对质点的引力为
则剩余部分对质点m的万有引力
故选A。
5．(本题4分)如图所示，一质量为m的小球分别在甲、乙两种竖直固定轨道内做圆周运动。若两轨道内壁均光滑、半径均为R，重力加速度为g，小球可视为质点，空气阻力不计，则（ ）
A．小球以最小速度通过甲轨道最高点时受到轨道弹力大小为
B．小球通过甲、乙两轨道最高点时的最小速度均为
C．小球恰在甲轨道内做完整的圆周运动，最低点的速度为
D．小球恰在乙轨道内做完整的圆周运动，最高点的速度为
【答案】C
【详解】ABD．甲轨道，在最高点，当轨道给的弹力为0的时候，小球的速度最小，由重力提供向心力有
可得甲轨道最高点最小速度为
乙轨道，由图可知，乙轨道可以给小球支持力，所以小球最低速度可以为0，当小球速度为0，弹力与小球的重力相等，故ABD错误；
C．小球恰在甲轨道内做完整的圆周运动，则最高点最小速度为，则从最低点到最高点的过程中
解得
故C正确；
故选C。
6．(本题4分)如图所示，一斜面固定在水平地面上，其底端与地面平滑相连。一小物块由静止开始沿斜面下滑，最后停在水平地面上。已知小物块与斜面、小物块与地面间的动摩擦因数均相同。选择地面为重力势能参考面，下列关于该过程中小物块的机械能E与其运动的路程x之间的关系图象，可能正确是（ ）
A．B．
C．D．
【答案】A
【详解】设斜面的倾角为，小物块从斜面上下滑时，有
可得E-x图像的斜率为
小物块在水平地面上运动时，有
可得E-x图像的斜率为
故选A。
7．(本题4分)如图所示，轻杆两端分别固定着可以视为质点的小球A、B，放置在光滑水平桌面上，杆上O点有一竖直方向的固定转动轴，A、B的质量之比，A、B到O点的距离之比。当轻杆绕轴匀速转动时，下列说法正确的是（ ）
A．A对杆的作用力大小等于B对杆的作用力大小
B．A的向心加速度大小大于B的向心加速度大小
C．A的动能等于B的动能
D．A的周期小于B的周期
【答案】C
【详解】A．水平面光滑，所以杆对A的力提供了A做圆周运动的向心力
杆对B的力提供了B做圆周运动的向心力
代入数据可求得
有牛顿第三定律可知：A对杆的作用力大小不等于B对杆的作用力大小，A错误；
B．AB运动具有相同的角速度，则加速度为
由得A的向心加速度大小小于B的向心加速度大小，B错误；
C．动能的表达式为
结合题意可知：A的动能等于B的动能，C正确；
D．AB有相同的角速度，，所以A的周期等于B的周期，D错误；
故选C。
二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18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6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
8．(本题6分)“双星系统”由相距较近的两颗恒星组成，每颗恒星的半径远小于两颗恒星之间的距离，而且双星系统一般远离其他天体，它们在相互间的万有引力作用下绕某一点做匀速圆周运动。如图所示为某一双星系统，A恒星的质量为m1，B恒星的质量为m2，A恒星的轨道半径为r1，B恒星的轨道半径为r2，A恒星的线速度大小为v1，B恒星的线速度大小为v2，它们中心之间的距离为L，引力常量为G。则下列说法正确的是（ ）
A．A恒星与B恒星轨道半径大小之比为
B．双星系统的运行周期为
C．A恒星的轨道半径为
D．A恒星与B恒星线速度大小之比为
【答案】BD
【详解】ABC．对A、B分别由牛顿第二定律得
又
联立解得
，，
故AC错误，B正确；
D．根据可得，A恒星与B恒星线速度大小之比为
故D正确。
故选BD。
9．(本题6分)如图所示，在斜面顶端先后水平抛出同一小球，第一次小球落到斜面中点，第二次小球落到斜面底端，从抛出到落至斜面上（忽略空气阻力）（ ）
A．两次小球运动时间之比
B．两次小球运动时间之比
C．两次小球抛出时初速度之比
D．两次小球抛出时初速度之比
【答案】AD
【详解】AB．平抛运动在竖直方向上做自由落体运动，根据
解得
因为两次小球下降的高度之比为1：2，则运动时间之比为
故A正确，B错误；
CD．小球水平位移之比为1：2，根据
可得水平初速度之比为
故C错误，D正确。
故选AD。
10．(本题6分)如图所示，质量为2m的P物体套在光滑的竖直杆上，质量为m的Q物体放置在倾角为的足够长的固定粗糙斜面上，用一不可伸长轻绳连接。初始时轻绳右端经过定滑轮呈水平，P物体从a点由静止释放，下落到b点时速度大小为v，a、b之间的距离为l，此时连接P物体的轻绳与水平方向夹角为，重力加速度为g。在此过程中，下列说法正确的是（ ）
A．P物体做匀加速直线运动
B．P物体从a点由静止释放时加速度大小等于g
C．P物体到b点时，Q物体的速度大小为
D．该过程绳子拉力对P物体做的功为
【答案】BC
【详解】AB．从a点刚释放瞬间，P物体只受重力，加速度为，当下落到b点时，由牛顿第二定律，可得
解得
此时的加速度小于重力加速度，故P物体不是做匀加速直线运动，故A错误，B正确；
C．P物体到b点时，沿绳方向的分速度等于物块Q的速度
C正确；
D．该过程绳子拉力对P物体做的功为，由动能定理得
得
D错误。
故选BC。
第II卷（非选择题）
请点击修改第II卷的文字说明
三、实验题(本大题共2小题，共18分)
11．(本题10分)某实验小组的同学采用如图甲所示的装置（实验中，小车碰到制动装置时，钩码尚未到达地面）来“探究恒力做功与动能改变的关系”。如图乙是实验中得到的一条纸带，点O为纸带上的起始点，A、B、C、D、E是纸带上的五个连续的计数点，相邻两个计数点间均有4个点未画出，用刻度尺测得五个点到O的距离如图乙所示。已知所用交变电源的频率为50 Hz，则：（g取10 m/s2）
（1）开始实验时首先_____________________。
（2）打B、D两点时小车的速度分别为vB=______m/s，vD=_______m/s。 （结果保留两位有效数字）
（3）若钩码的质量m=250 g，小车的质量M=1 kg，则从B至D的过程中，根据实验数据计算的合力对小车做的功W=________J，小车动能的变化ΔEk=__________J。（结果保留两位有效数字）
（4）由实验数据，他们发现合外力做的功与小车动能的变化有一定的偏差，产生误差的原因可能是：_________________________________________________。（至少说出一条）
【答案】 将木板右端垫高以平衡摩擦力 0.60 1.0 0.40 0.32 没有保证钩码的质量远小于小车质量或未完全平衡摩擦力
【详解】（1）[1]开始实验时，为了使钩码对小车的拉力等于小车受到的合外力，首先应将木板右端垫高以平衡摩擦力。
（2）[2][3]相邻两个计数点间均有4个点未画出，则相邻计数点的时间间隔为
根据匀变速直线运动中间时刻速度等于该段过程的平均速度，则打B、D两点时小车的速度分别为
（3）[4]从B至D的过程中，合力对小车做的功为
[5]从B至D的过程中，小车动能的变化为
（4）[6]由实验数据，发现合外力做的功与小车动能的变化有一定的偏差，产生误差的原因可能是：若不满足钩码的质量远小于小车的质量，则钩码的重力大于小车的拉力，且偏差较大造成误差；若未完全平衡摩擦力，则拉力与摩擦力做的总功等于小车动能的变化，造成误差。
12．(本题8分)某实验小组设计了如图甲所示的实验装置来验证机械能守恒定律。绳和滑轮的质量忽略不计，轮与轴之间的摩擦忽略不计。
（1）实验时，该同学进行了如下操作：
①用天平测出物块A（含遮光片）、B的质量分别为3m和2m；
②用仪器测出遮光片的挡光宽度为d；
③将重物A、B用轻绳按图示连接，跨放在轻质定滑轮上，一个同学用手托住重物B，另一个同学测量出挡光片中心到光电门中心的竖直距离h，之后释放重物B使其由静止开始下落。测得遮光片经过光电门的时间为，则重物A的速度大小为________，重物B的速度大小为________。
（2）若A、B组成的系统机械能守恒，应满足的关系式为：________（用重力加速度g，，d和h表示）。若实验发现上述关系式没能满足，原因可能是：________________。（写出一条，合理即可）
【答案】 由于空气阻力的影响
【详解】（1）[1] [2]由光电门测速原理，重物A通过光电门的速率为
根据滑轮组的连接方式，可知重物B的速率为重物A的2倍，则
（2）[3] [4]如果系统（重物A、B）的机械能守恒，应满足的关系式为
整理得
上述关系式没能满足主要是重力势能减少量大于动能增加量，其主要原因可能是由于空气阻力的影响。
四、解答题(本大题共3小题，共36分)
13．(本题12分)如图所示，足够大的水平台面上固定一光滑圆锥体，用细线将一质量的小球（视为质点）悬挂在圆锥体顶端，圆锥体高，锥面与竖直方向的夹角，圆锥体绕竖直中心轴转动时带着小球一起转动，缓慢增加圆锥体转动的角速度，当小球转动的角速度时，小球恰好对圆锥体表面无压力，细线能承受的最大拉力，取重力加速度大小，，。
（1）求悬挂小球的细线长度L；
（2）求当小球转动的角速度时，锥面对小球的支持力大小；
（3）细线恰好断开后，求小球在水平台面上的落点到圆锥体中心点O的距离s。（结果保留根式）
【答案】（1）；（2）；（3）
【详解】（1）小球恰好对圆锥体表面无压力时，由受力分析可知，细线拉力水平方向的分量提供向心力，则有
由几何关系可知
解得
（2）当小球转动的角速度时，设此时细线的拉力为，对小球受力分析可知竖直方向有
水平方向有
由几何关系可知
解得
（3）细线上的拉力达到最大值时，由于，小球离开锥面。设此时细线与竖直方向的夹角为，则
小球做圆周运动的半径为
对小球受力分析可知，由拉力和重力的合力提供向心力，有
解得
，
小球下落过程中竖直方向做自由落体运动有
小球下落过程中的水平位移大小
小球在水平台面上的落点到圆锥体中心线的水平距离
联立解得
由于，可知小球未落到锥面上。
14．(本题10分)早在2000多年前，《吕氏春秋》中就有关于火星的记载，表明我国对火星的探索历史悠久，至今都未停止。当地球与火星的距离最近时，如图所示，这种现象在天文学中被称为“火星冲日”，已知火星公转半径约为地球公转半径的1.5倍，地球的公转周期年，取，，结果均保留两位有效数字。求：
（1）火星公转周期；
（2）相邻两次“火星冲日”的时间间隔。
【答案】（1）1.8年；（2）2.3年
【详解】（1）由开普勒第三定律有
解得
年
（2）由题意可知该段时间内地球比火星多运动一圈
解得
年
15．(本题14分)如图所示为某小型购物商场的电梯，长，倾角。在某次搬运货物时，售货员将质量为的货物无初速度放在电梯的最下端，然后启动电机，电梯先以的加速度向上做匀加速运动，速度达到后匀速运动。已知货物与电梯表面的动摩擦因数，重力加速度，不计空气阻力。，，求：
（1）货物从电梯底端运动到顶端所用的时间；
（2）货物从底端运动到顶端过程中物体和传送带之间产生的热量；
（3）电机因运送该货物多做的功（忽略电梯自身动能的变化）。
【答案】（1）；（2）；（3）
【详解】（1）对货物进行受力分析，货物受到重力、支持力和沿斜面向上的摩擦力，当摩擦力是滑动摩擦力时，货物获得的加速度最大，则有
解得
所以货物先向上做加速度为的匀加速运动，当速度与传送带速度相等时再做匀速直线运动。根据匀变速直线运动规律，货物加速阶段的位移为
解得
匀加速运动所需要的时间为
之后做匀速直线运动，匀速运动的时间为
货物从电梯底端运动到顶端所用的时间
（2）共速前，传送带通过的位移为
共速前，货物与传送带发生的相对位移为
货物从底端运动到顶端过程中物体和传送带之间产生的热量为
（3）根据功能关系，可知电机因运送该货物多做的功等于货物增加的动能和重力势能以及在皮带上产生的热量
解得
注意事项：
1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息
2．请将答案正确填写在答题卡上
第I卷（选择题）
请点击修改第I卷的文字说明
一、单选题(本大题共7小题，每小题4分，共28分。在每个小题给出的四个选项中，只有一个符合要求)
1．(本题4分)关于平抛运动和匀速圆周运动，下列说法正确的是（ ）
A．平抛运动是变加速曲线运动
B．匀速圆周运动的加速度始终不变
C．做平抛运动的物体落地时的速度方向可能竖直向下
D．做匀速圆周运动的物体的角速度不变
2．(本题4分)下列有关功和功率的说法，正确的是（ ）
A．功率越大，说明力做功越多
B．摩擦力总是与相对运动或相对运动趋势方向相反，因此摩擦力只能做负功
C．功是标量，功的运算法则为代数运算
D．作用力和反作用力总是等大反向，因此一对作用力和反作用力做功时总是一正一负，总和为零
3．(本题4分)如图所示，某同学从点正对着竖直墙壁的点水平投掷飞镖（可视为质点），飞镖落在墙上的A点时速度与竖直墙壁的夹角，已知，不计空气阻力，取重力加速度大小，，，则（ ）
A．飞镖在空中飞行的时间
B．飞镖被扔出时的初速度大小
C．飞镖落在竖直墙壁上时竖直方向的分速度大小
D．点到竖直墙壁的距离
4．(本题4分)有一质量为M、半径为R、密度均匀的球体，在距离球心O为2R的地方有一质量为m的质点。现将M中挖去半径为R的球体，如图所示，则剩余部分对m2的万有引力F为多少（ ）
A．B．
C．D．
5．(本题4分)如图所示，一质量为m的小球分别在甲、乙两种竖直固定轨道内做圆周运动。若两轨道内壁均光滑、半径均为R，重力加速度为g，小球可视为质点，空气阻力不计，则（ ）
A．小球以最小速度通过甲轨道最高点时受到轨道弹力大小为
B．小球通过甲、乙两轨道最高点时的最小速度均为
C．小球恰在甲轨道内做完整的圆周运动，最低点的速度为
D．小球恰在乙轨道内做完整的圆周运动，最高点的速度为
6．(本题4分)如图所示，一斜面固定在水平地面上，其底端与地面平滑相连。一小物块由静止开始沿斜面下滑，最后停在水平地面上。已知小物块与斜面、小物块与地面间的动摩擦因数均相同。选择地面为重力势能参考面，下列关于该过程中小物块的机械能E与其运动的路程x之间的关系图象，可能正确是（ ）
A．B．
C．D．
7．(本题4分)如图所示，轻杆两端分别固定着可以视为质点的小球A、B，放置在光滑水平桌面上，杆上O点有一竖直方向的固定转动轴，A、B的质量之比，A、B到O点的距离之比。当轻杆绕轴匀速转动时，下列说法正确的是（ ）
A．A对杆的作用力大小等于B对杆的作用力大小
B．A的向心加速度大小大于B的向心加速度大小
C．A的动能等于B的动能
D．A的周期小于B的周期
二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18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6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
8．(本题6分)“双星系统”由相距较近的两颗恒星组成，每颗恒星的半径远小于两颗恒星之间的距离，而且双星系统一般远离其他天体，它们在相互间的万有引力作用下绕某一点做匀速圆周运动。如图所示为某一双星系统，A恒星的质量为m1，B恒星的质量为m2，A恒星的轨道半径为r1，B恒星的轨道半径为r2，A恒星的线速度大小为v1，B恒星的线速度大小为v2，它们中心之间的距离为L，引力常量为G。则下列说法正确的是（ ）
A．A恒星与B恒星轨道半径大小之比为
B．双星系统的运行周期为
C．A恒星的轨道半径为
D．A恒星与B恒星线速度大小之比为
9．(本题6分)如图所示，在斜面顶端先后水平抛出同一小球，第一次小球落到斜面中点，第二次小球落到斜面底端，从抛出到落至斜面上（忽略空气阻力）（ ）
A．两次小球运动时间之比
B．两次小球运动时间之比
C．两次小球抛出时初速度之比
D．两次小球抛出时初速度之比
10．(本题6分)如图所示，质量为2m的P物体套在光滑的竖直杆上，质量为m的Q物体放置在倾角为的足够长的固定粗糙斜面上，用一不可伸长轻绳连接。初始时轻绳右端经过定滑轮呈水平，P物体从a点由静止释放，下落到b点时速度大小为v，a、b之间的距离为l，此时连接P物体的轻绳与水平方向夹角为，重力加速度为g。在此过程中，下列说法正确的是（ ）
A．P物体做匀加速直线运动
B．P物体从a点由静止释放时加速度大小等于g
C．P物体到b点时，Q物体的速度大小为
D．该过程绳子拉力对P物体做的功为
第II卷（非选择题）
请点击修改第II卷的文字说明
三、实验题(本大题共2小题，共18分)
11．(本题10分)某实验小组的同学采用如图甲所示的装置（实验中，小车碰到制动装置时，钩码尚未到达地面）来“探究恒力做功与动能改变的关系”。如图乙是实验中得到的一条纸带，点O为纸带上的起始点，A、B、C、D、E是纸带上的五个连续的计数点，相邻两个计数点间均有4个点未画出，用刻度尺测得五个点到O的距离如图乙所示。已知所用交变电源的频率为50 Hz，则：（g取10 m/s2）
（1）开始实验时首先_____________________。
（2）打B、D两点时小车的速度分别为vB=______m/s，vD=_______m/s。 （结果保留两位有效数字）
（3）若钩码的质量m=250 g，小车的质量M=1 kg，则从B至D的过程中，根据实验数据计算的合力对小车做的功W=________J，小车动能的变化ΔEk=__________J。（结果保留两位有效数字）
（4）由实验数据，他们发现合外力做的功与小车动能的变化有一定的偏差，产生误差的原因可能是：_________________________________________________。（至少说出一条）
12．(本题8分)某实验小组设计了如图甲所示的实验装置来验证机械能守恒定律。绳和滑轮的质量忽略不计，轮与轴之间的摩擦忽略不计。
（1）实验时，该同学进行了如下操作：
①用天平测出物块A（含遮光片）、B的质量分别为3m和2m；
②用仪器测出遮光片的挡光宽度为d；
③将重物A、B用轻绳按图示连接，跨放在轻质定滑轮上，一个同学用手托住重物B，另一个同学测量出挡光片中心到光电门中心的竖直距离h，之后释放重物B使其由静止开始下落。测得遮光片经过光电门的时间为，则重物A的速度大小为________，重物B的速度大小为________。
（2）若A、B组成的系统机械能守恒，应满足的关系式为：________（用重力加速度g，，d和h表示）。若实验发现上述关系式没能满足，原因可能是：________________。（写出一条，合理即可）
四、解答题(本大题共3小题，共36分)
13．(本题12分)如图所示，足够大的水平台面上固定一光滑圆锥体，用细线将一质量的小球（视为质点）悬挂在圆锥体顶端，圆锥体高，锥面与竖直方向的夹角，圆锥体绕竖直中心轴转动时带着小球一起转动，缓慢增加圆锥体转动的角速度，当小球转动的角速度时，小球恰好对圆锥体表面无压力，细线能承受的最大拉力，取重力加速度大小，，。
（1）求悬挂小球的细线长度L；
（2）求当小球转动的角速度时，锥面对小球的支持力大小；
（3）细线恰好断开后，求小球在水平台面上的落点到圆锥体中心点O的距离s。（结果保留根式）
14．(本题10分)早在2000多年前，《吕氏春秋》中就有关于火星的记载，表明我国对火星的探索历史悠久，至今都未停止。当地球与火星的距离最近时，如图所示，这种现象在天文学中被称为“火星冲日”，已知火星公转半径约为地球公转半径的1.5倍，地球的公转周期年，取，，结果均保留两位有效数字。求：
（1）火星公转周期；
（2）相邻两次“火星冲日”的时间间隔。
15．(本题14分)如图所示为某小型购物商场的电梯，长，倾角。在某次搬运货物时，售货员将质量为的货物无初速度放在电梯的最下端，然后启动电机，电梯先以的加速度向上做匀加速运动，速度达到后匀速运动。已知货物与电梯表面的动摩擦因数，重力加速度，不计空气阻力。，，求：
（1）货物从电梯底端运动到顶端所用的时间；
（2）货物从底端运动到顶端过程中物体和传送带之间产生的热量；
（3）电机因运送该货物多做的功（忽略电梯自身动能的变化）。
2022-2023学年度高一物理下学期期末考试模拟卷01
考试时间：75分钟
注意事项：
1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息
2．请将答案正确填写在答题卡上
第I卷（选择题）
请点击修改第I卷的文字说明
一、单选题(本大题共7小题，每小题4分，共28分。在每个小题给出的四个选项中，只有一个符合要求)
1．(本题4分)关于平抛运动和匀速圆周运动，下列说法正确的是（ ）
A．平抛运动是变加速曲线运动B．匀速圆周运动的加速度始终不变
C．做平抛运动的物体落地时的速度方向可能竖直向下D．做匀速圆周运动的物体的角速度不变
【答案】D
【详解】A．平抛运动的加速度为重力加速度，是匀加速曲线运动，故A错误；
B．匀速圆周运动的加速度始终指向圆心，不断改变，故B错误；
C．做平抛运动的物体初速度水平不为0，落地时的速度方向不可能竖直向下，故C错误；
D．做匀速圆周运动的物体的角速度不变，故D正确；
故选D。
2．(本题4分)下列有关功和功率的说法，正确的是（ ）
A．功率越大，说明力做功越多
B．摩擦力总是与相对运动或相对运动趋势方向相反，因此摩擦力只能做负功
C．功是标量，功的运算法则为代数运算
D．作用力和反作用力总是等大反向，因此一对作用力和反作用力做功时总是一正一负，总和为零
【答案】C
【详解】A．功率表示做功快慢，做功越快，功率越大，故A错误；
B．摩擦力总是与相对运动或相对运动趋势方向相反，但可能与物体运动方向相同，即摩擦力可能做正功，可能做负功，也可能不做功，故B错误；
C．功是标量，功的运算法则为代数运算，故C正确；
D．作用力和反作用力总是等大反向，但一对作用力和反作用力可能都做正功，都做负功，也可能一正一负，也可能作用力做功而反作用力不做功，故D错误。
故选C。
3．(本题4分)如图所示，某同学从点正对着竖直墙壁的点水平投掷飞镖（可视为质点），飞镖落在墙上的A点时速度与竖直墙壁的夹角，已知，不计空气阻力，取重力加速度大小，，，则（ ）
A．飞镖在空中飞行的时间
B．飞镖被扔出时的初速度大小
C．飞镖落在竖直墙壁上时竖直方向的分速度大小
D．点到竖直墙壁的距离
【答案】C
【详解】A．飞镖竖直方向的位移
又
得
A错误；
C．飞镖落在竖直墙壁上时竖直方向的分速度大小
C正确；
B．飞镖落在墙上的A点时速度与竖直墙壁的夹角
则
得
B错误；
D．点到竖直墙壁的距离
D错误。
故选C。
4．(本题4分)有一质量为M、半径为R、密度均匀的球体，在距离球心O为2R的地方有一质量为m的质点。现将M中挖去半径为R的球体，如图所示，则剩余部分对m2的万有引力F为多少（ ）
A．B．
C．D．
【答案】A
【详解】挖去小球前球与质点的万有引力
挖去的球体的质量
被挖部分对质点的引力为
则剩余部分对质点m的万有引力
故选A。
5．(本题4分)如图所示，一质量为m的小球分别在甲、乙两种竖直固定轨道内做圆周运动。若两轨道内壁均光滑、半径均为R，重力加速度为g，小球可视为质点，空气阻力不计，则（ ）
A．小球以最小速度通过甲轨道最高点时受到轨道弹力大小为
B．小球通过甲、乙两轨道最高点时的最小速度均为
C．小球恰在甲轨道内做完整的圆周运动，最低点的速度为
D．小球恰在乙轨道内做完整的圆周运动，最高点的速度为
【答案】C
【详解】ABD．甲轨道，在最高点，当轨道给的弹力为0的时候，小球的速度最小，由重力提供向心力有
可得甲轨道最高点最小速度为
乙轨道，由图可知，乙轨道可以给小球支持力，所以小球最低速度可以为0，当小球速度为0，弹力与小球的重力相等，故ABD错误；
C．小球恰在甲轨道内做完整的圆周运动，则最高点最小速度为，则从最低点到最高点的过程中
解得
故C正确；
故选C。
6．(本题4分)如图所示，一斜面固定在水平地面上，其底端与地面平滑相连。一小物块由静止开始沿斜面下滑，最后停在水平地面上。已知小物块与斜面、小物块与地面间的动摩擦因数均相同。选择地面为重力势能参考面，下列关于该过程中小物块的机械能E与其运动的路程x之间的关系图象，可能正确是（ ）
A．B．
C．D．
【答案】A
【详解】设斜面的倾角为，小物块从斜面上下滑时，有
可得E-x图像的斜率为
小物块在水平地面上运动时，有
可得E-x图像的斜率为
故选A。
7．(本题4分)如图所示，轻杆两端分别固定着可以视为质点的小球A、B，放置在光滑水平桌面上，杆上O点有一竖直方向的固定转动轴，A、B的质量之比，A、B到O点的距离之比。当轻杆绕轴匀速转动时，下列说法正确的是（ ）
A．A对杆的作用力大小等于B对杆的作用力大小
B．A的向心加速度大小大于B的向心加速度大小
C．A的动能等于B的动能
D．A的周期小于B的周期
【答案】C
【详解】A．水平面光滑，所以杆对A的力提供了A做圆周运动的向心力
杆对B的力提供了B做圆周运动的向心力
代入数据可求得
有牛顿第三定律可知：A对杆的作用力大小不等于B对杆的作用力大小，A错误；
B．AB运动具有相同的角速度，则加速度为
由得A的向心加速度大小小于B的向心加速度大小，B错误；
C．动能的表达式为
结合题意可知：A的动能等于B的动能，C正确；
D．AB有相同的角速度，，所以A的周期等于B的周期，D错误；
故选C。
二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18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6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
8．(本题6分)“双星系统”由相距较近的两颗恒星组成，每颗恒星的半径远小于两颗恒星之间的距离，而且双星系统一般远离其他天体，它们在相互间的万有引力作用下绕某一点做匀速圆周运动。如图所示为某一双星系统，A恒星的质量为m1，B恒星的质量为m2，A恒星的轨道半径为r1，B恒星的轨道半径为r2，A恒星的线速度大小为v1，B恒星的线速度大小为v2，它们中心之间的距离为L，引力常量为G。则下列说法正确的是（ ）
A．A恒星与B恒星轨道半径大小之比为
B．双星系统的运行周期为
C．A恒星的轨道半径为
D．A恒星与B恒星线速度大小之比为
【答案】BD
【详解】ABC．对A、B分别由牛顿第二定律得
又
联立解得
，，
故AC错误，B正确；
D．根据可得，A恒星与B恒星线速度大小之比为
故D正确。
故选BD。
9．(本题6分)如图所示，在斜面顶端先后水平抛出同一小球，第一次小球落到斜面中点，第二次小球落到斜面底端，从抛出到落至斜面上（忽略空气阻力）（ ）
A．两次小球运动时间之比
B．两次小球运动时间之比
C．两次小球抛出时初速度之比
D．两次小球抛出时初速度之比
【答案】AD
【详解】AB．平抛运动在竖直方向上做自由落体运动，根据
解得
因为两次小球下降的高度之比为1：2，则运动时间之比为
故A正确，B错误；
CD．小球水平位移之比为1：2，根据
可得水平初速度之比为
故C错误，D正确。
故选AD。
10．(本题6分)如图所示，质量为2m的P物体套在光滑的竖直杆上，质量为m的Q物体放置在倾角为的足够长的固定粗糙斜面上，用一不可伸长轻绳连接。初始时轻绳右端经过定滑轮呈水平，P物体从a点由静止释放，下落到b点时速度大小为v，a、b之间的距离为l，此时连接P物体的轻绳与水平方向夹角为，重力加速度为g。在此过程中，下列说法正确的是（ ）
A．P物体做匀加速直线运动
B．P物体从a点由静止释放时加速度大小等于g
C．P物体到b点时，Q物体的速度大小为
D．该过程绳子拉力对P物体做的功为
【答案】BC
【详解】AB．从a点刚释放瞬间，P物体只受重力，加速度为，当下落到b点时，由牛顿第二定律，可得
解得
此时的加速度小于重力加速度，故P物体不是做匀加速直线运动，故A错误，B正确；
C．P物体到b点时，沿绳方向的分速度等于物块Q的速度
C正确；
D．该过程绳子拉力对P物体做的功为，由动能定理得
得
D错误。
故选BC。
第II卷（非选择题）
请点击修改第II卷的文字说明
三、实验题(本大题共2小题，共18分)
11．(本题10分)某实验小组的同学采用如图甲所示的装置（实验中，小车碰到制动装置时，钩码尚未到达地面）来“探究恒力做功与动能改变的关系”。如图乙是实验中得到的一条纸带，点O为纸带上的起始点，A、B、C、D、E是纸带上的五个连续的计数点，相邻两个计数点间均有4个点未画出，用刻度尺测得五个点到O的距离如图乙所示。已知所用交变电源的频率为50 Hz，则：（g取10 m/s2）
（1）开始实验时首先_____________________。
（2）打B、D两点时小车的速度分别为vB=______m/s，vD=_______m/s。 （结果保留两位有效数字）
（3）若钩码的质量m=250 g，小车的质量M=1 kg，则从B至D的过程中，根据实验数据计算的合力对小车做的功W=________J，小车动能的变化ΔEk=__________J。（结果保留两位有效数字）
（4）由实验数据，他们发现合外力做的功与小车动能的变化有一定的偏差，产生误差的原因可能是：_________________________________________________。（至少说出一条）
【答案】 将木板右端垫高以平衡摩擦力 0.60 1.0 0.40 0.32 没有保证钩码的质量远小于小车质量或未完全平衡摩擦力
【详解】（1）[1]开始实验时，为了使钩码对小车的拉力等于小车受到的合外力，首先应将木板右端垫高以平衡摩擦力。
（2）[2][3]相邻两个计数点间均有4个点未画出，则相邻计数点的时间间隔为
根据匀变速直线运动中间时刻速度等于该段过程的平均速度，则打B、D两点时小车的速度分别为
（3）[4]从B至D的过程中，合力对小车做的功为
[5]从B至D的过程中，小车动能的变化为
（4）[6]由实验数据，发现合外力做的功与小车动能的变化有一定的偏差，产生误差的原因可能是：若不满足钩码的质量远小于小车的质量，则钩码的重力大于小车的拉力，且偏差较大造成误差；若未完全平衡摩擦力，则拉力与摩擦力做的总功等于小车动能的变化，造成误差。
12．(本题8分)某实验小组设计了如图甲所示的实验装置来验证机械能守恒定律。绳和滑轮的质量忽略不计，轮与轴之间的摩擦忽略不计。
（1）实验时，该同学进行了如下操作：
①用天平测出物块A（含遮光片）、B的质量分别为3m和2m；
②用仪器测出遮光片的挡光宽度为d；
③将重物A、B用轻绳按图示连接，跨放在轻质定滑轮上，一个同学用手托住重物B，另一个同学测量出挡光片中心到光电门中心的竖直距离h，之后释放重物B使其由静止开始下落。测得遮光片经过光电门的时间为，则重物A的速度大小为________，重物B的速度大小为________。
（2）若A、B组成的系统机械能守恒，应满足的关系式为：________（用重力加速度g，，d和h表示）。若实验发现上述关系式没能满足，原因可能是：________________。（写出一条，合理即可）
【答案】 由于空气阻力的影响
【详解】（1）[1] [2]由光电门测速原理，重物A通过光电门的速率为
根据滑轮组的连接方式，可知重物B的速率为重物A的2倍，则
（2）[3] [4]如果系统（重物A、B）的机械能守恒，应满足的关系式为
整理得
上述关系式没能满足主要是重力势能减少量大于动能增加量，其主要原因可能是由于空气阻力的影响。
四、解答题(本大题共3小题，共36分)
13．(本题12分)如图所示，足够大的水平台面上固定一光滑圆锥体，用细线将一质量的小球（视为质点）悬挂在圆锥体顶端，圆锥体高，锥面与竖直方向的夹角，圆锥体绕竖直中心轴转动时带着小球一起转动，缓慢增加圆锥体转动的角速度，当小球转动的角速度时，小球恰好对圆锥体表面无压力，细线能承受的最大拉力，取重力加速度大小，，。
（1）求悬挂小球的细线长度L；
（2）求当小球转动的角速度时，锥面对小球的支持力大小；
（3）细线恰好断开后，求小球在水平台面上的落点到圆锥体中心点O的距离s。（结果保留根式）
【答案】（1）；（2）；（3）
【详解】（1）小球恰好对圆锥体表面无压力时，由受力分析可知，细线拉力水平方向的分量提供向心力，则有
由几何关系可知
解得
（2）当小球转动的角速度时，设此时细线的拉力为，对小球受力分析可知竖直方向有
水平方向有
由几何关系可知
解得
（3）细线上的拉力达到最大值时，由于，小球离开锥面。设此时细线与竖直方向的夹角为，则
小球做圆周运动的半径为
对小球受力分析可知，由拉力和重力的合力提供向心力，有
解得
，
小球下落过程中竖直方向做自由落体运动有
小球下落过程中的水平位移大小
小球在水平台面上的落点到圆锥体中心线的水平距离
联立解得
由于，可知小球未落到锥面上。
14．(本题10分)早在2000多年前，《吕氏春秋》中就有关于火星的记载，表明我国对火星的探索历史悠久，至今都未停止。当地球与火星的距离最近时，如图所示，这种现象在天文学中被称为“火星冲日”，已知火星公转半径约为地球公转半径的1.5倍，地球的公转周期年，取，，结果均保留两位有效数字。求：
（1）火星公转周期；
（2）相邻两次“火星冲日”的时间间隔。
【答案】（1）1.8年；（2）2.3年
【详解】（1）由开普勒第三定律有
解得
年
（2）由题意可知该段时间内地球比火星多运动一圈
解得
年
15．(本题14分)如图所示为某小型购物商场的电梯，长，倾角。在某次搬运货物时，售货员将质量为的货物无初速度放在电梯的最下端，然后启动电机，电梯先以的加速度向上做匀加速运动，速度达到后匀速运动。已知货物与电梯表面的动摩擦因数，重力加速度，不计空气阻力。，，求：
（1）货物从电梯底端运动到顶端所用的时间；
（2）货物从底端运动到顶端过程中物体和传送带之间产生的热量；
（3）电机因运送该货物多做的功（忽略电梯自身动能的变化）。
【答案】（1）；（2）；（3）
【详解】（1）对货物进行受力分析，货物受到重力、支持力和沿斜面向上的摩擦力，当摩擦力是滑动摩擦力时，货物获得的加速度最大，则有
解得
所以货物先向上做加速度为的匀加速运动，当速度与传送带速度相等时再做匀速直线运动。根据匀变速直线运动规律，货物加速阶段的位移为
解得
匀加速运动所需要的时间为
之后做匀速直线运动，匀速运动的时间为
货物从电梯底端运动到顶端所用的时间
（2）共速前，传送带通过的位移为
共速前，货物与传送带发生的相对位移为
货物从底端运动到顶端过程中物体和传送带之间产生的热量为
（3）根据功能关系，可知电机因运送该货物多做的功等于货物增加的动能和重力势能以及在皮带上产生的热量
解得
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