2022-2023学年安徽省合肥市重点中学高一（下）期末模拟考试物理试卷
一、单选题（本大题共7小题，共28.0分）
1. 关于曲线运动下列说法正确的是( )
A. 匀速圆周运动是匀变速曲线运动 B. 平抛运动是匀变速曲线运动
C. 变速运动一定是曲线运动 D. 加速度变化的运动必定是曲线运动
2. 如图，在同一竖直平面内，距地面不同高度的地方以不同的水平速度同时抛出两个小球。则两球( )
A. 可能在空中相遇 B. 落地时间可能相等
C. 抛出到落地的水平距离有可能相等 D. 抛出到落地的水平距离一定不相等
3. 两岸平行的河流，宽度为，各处河水流速均为。小船在静水中的速度为，则( )
A. 若小船要以最短时间过河，则航程为
B. 若船头与上游河岸夹角合适，则过河所需的时间可能为
C. 若小船要以最短航程过河，则所需的时间为
D. 船头垂直河岸过河时，如果途中河水流速突然增大，则过河时间将增大
4. 如图所示是北斗导航系统中部分卫星的轨道示意图，已知、、三颗卫星均做匀速圆周运动，其中是地球同步卫星，则( )
A. 卫星也可能相对地面静止
B. 卫星的周期大于卫星的周期
C. 卫星的线速度大小等于卫星的线速度大小
D. 地球对卫星的引力一定小于地球对卫星的引力
5. 如图所示，在光滑杆上穿着两个小球、，且，用细线把两球连起来，当杆匀速转动时，两小球刚好能与杆保持无相对滑动，此时两小球到转轴的距离与之比为( )
A. B. C. D.
6. 两质量相同的小球、，分别用轻绳悬在等高的、点，球的悬线比球的悬线长。把两球的悬线均拉到水平后将小球无初速释放，以悬点为零势能参考面，小球经过最低点时，动能分别为、，重力势能分别为、，机械能分别为、则( )
A. B.
C. D.
7. 年月日嫦娥五号探测器实施月面“挖土”成功，“挖土”采用了钻取和表取两种模式。假设月球可看作质量分布均匀的球体，其质量为，半径为。已知质量分布均匀的球壳对壳内物体的万有引力为零，万有引力常量为。某次钻取中质量为的钻尖进入月球表面以下深处，则此时月球对钻尖的万有引力为( )
A. B. C. D.
二、多选题（本大题共3小题，共12.0分）
8. 如图甲所示，一长为的轻绳，一端穿在过点的水平转轴上，另一端固定一质量未知的小球，整个装置绕点在竖直面内转动。小球通过最高点时，绳对小球的拉力与其速度平方的关系如图乙所示，重力加速度为，下列判断正确的是( )
A. 图象函数表达式为
B. 重力加速度
C. 绳长不变，用质量较小的球做实验，得到的图线斜率更大
D. 绳长不变，用质量较小的球做实验，图线点的位置不变
9. 如图，某公路急转弯处是一段圆弧，当汽车行驶的速率为时，汽车恰好没有向公路内外两侧滑动的趋势，则在该弯道处( )
A. 路面外侧高、内侧低
B. 车速只要低于，车辆便会向内侧滑动
C. 当路面结冰时，与未结冰时相比，的值变小
D. 车速虽然高于，但只要不超出某一限度，车辆便不会向外侧滑动
10. 从地面竖直向上抛出一物体，其机械能等于动能与重力势能之和。取地面为重力势能零点，该物体的和随它离开地面的高度的变化如图所示。重力加速度取。由图中数据可得( )
A. 物体的质量为
B. 时，物体的速率为
C. 时，物体的动能
D. 从地面至，物体的动能减少
三、实验题（本大题共2小题，共18.0分）
11. 在做“研究平抛物体的运动”实验时，实验装置如图所示，先将斜槽轨道的末端调整水平，在一块平整的木板表面钉上复写纸和白纸，并将该木板竖直立于槽口附近处木板平面与斜槽所在竖直平面垂直，使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止释放，小球撞到木板并在白纸上留下痕迹将木板向远离槽口方向分别平移距离、，再使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止释放，小球分别撞在木板上得到痕迹点、点。若木板每次移动距离，测得点、点间距离，点、点间距离。取重力加速度。
为什么每次都要使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止释放___________。
在平抛运动过程中，小球从点运动到点需要______的时间。
小球初速度的测量值为______。保留两位有效数字
12. “探究动能定理的实验装置如图所示，当小车在一条橡皮筋作用下弹出时，橡皮筋对小车做的功记为当用条、条、条橡皮筋并在一起进行第次、第次、第次实验时，橡皮筋对小车做的功记为、、，每次实验中由静止弹出的小车获得的最大速度可由打点计时器所打的纸带测出．
关于该实验，下列说法正确的是___________．
A.打点计时器可用直流电源供电，电压为
B.实验中使用的若干根橡皮筋的原长可以不相等
C.每次实验中应使小车从同一位置由静止弹出
D.该实验不用平衡摩擦力，所以要使木板水平放置
下图给出了某次在正确操作情况下打出的纸带，从中截取了测量物体最大速度所用的一段纸带，测得、、、、、各点的距离分别为，，，，已知相邻两点打点时间间隔为，则在打点计时器打___________填“”、“”、“”或“”两点的过程中，小车的速度达到最大．获得的最大速度约为___________．
四、计算题（本大题共4小题，共40.0分）
13. 刀削面是西北人喜欢的面食之一，因其风味独特，驰名中外。刀削面全凭刀削，因此得名，如图所示，将一锅水烧开，拿一块面团放在锅旁边较高处，用一刀片飞快的水平削下一片片很薄的面片儿，面片便飞向锅里，若面团到锅的上沿的竖直距离为，最近的水平距离为，锅的半径为。面团的运动可看作平抛运动。
面片从抛出到锅的上沿在空中运动时间？
要想使削出的面片落入锅中，求面片的水平初速度的范围？
14. 一种氢气燃料的汽车，质量为，发动机的额定输出功率为，行驶在平直公路上时所受阻力恒为车重的倍．若汽车从静止开始先匀加速启动，加速度的大小为达到额定输出功率后，汽车保持功率不变又加速行驶了，直到获得最大速度后才匀速行驶．求：
汽车的最大行驶速度．
汽车从静止到获得最大行驶速度所用的总时间．
15. 年月日，我国“嫦娥四号”探测器成功着陆在月球背面预选着陆区，月球车“玉兔二号”到达月面开始巡视探测，对研究月球和太阳系早期历史具有重要价值。已知地球半径为，地球表面的重力加速度大小为，月球半径是地球的，质量是地球的，着陆前探测器在距月面高度为的环月轨道上做圆周运动。求：
月球表面处重力加速度的大小；
探测器在环月轨道上做圆周运动的周期。
16. 如图所示，在水平面上有一轻质弹簧，其左端与竖直墙壁相连，在水平面右侧有一倾斜的传送带与水平面在点平滑连接，皮带轮以的速率逆时针匀速转动。一质量可视为质点的物体压缩弹簧到点与弹簧不拴接，弹簧所具有的弹性势能，然后静止释放。已知物体与水平面及物体与传送带的动摩擦因数均为，水平面段长，皮带轮总长，传送带与水平面之间的夹角为，重力加速度取，求：
物体经过点时的速率；
物体能否到达点？计算说明，只写答案不给分；
物体由静止释放到第二次通过点过程中由于摩擦所产生的热量是多少？
答案和解析
1.【答案】
【解析】【详解】匀速圆周运动的合力时刻指向圆心，为变力，所以做变加速曲线运动，A错误；平抛运动过程中只受重力作用，合力恒定，为匀变速曲线运动，B正确；变加速直线运动过程中，加速度变化，但不是曲线运动，CD错误．
2.【答案】
【解析】解：、平抛运动在竖直方向上做自由落体运动，相等时间内下降的高度相等，可知两球不可能在空中相遇，故A错误；
B、平抛运动的时间由高度决定，两球平抛运动的高度不同，则运动时间不同，故B错误；
C、根据得：，则抛出到落地的水平距离：，可知初速度不同，高度不同，水平距离可能相等，故C正确，D错误。
故选：。
抓住平抛运动在竖直方向上的运动规律判断两球能否在空中相遇，根据下降的高度比较运动的时间，结合初速度和时间比较水平位移。
解决本题的关键知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，知道运动的时间由高度决定，初速度和时间共同决定水平位移。
3.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查小船过河问题。小船过河模型，船头垂直河岸时，渡河时间最短。航程最短需要先判断船速和水速之间的关系，再确定行进方向。
【解答】
A.若小船要以最短时间过河，则需将船头垂直河岸行进，此时航程为，故A错误
B.船头垂直河岸过河时，渡河时间最短。小船最短过河时间为，故过河所需的时间不可能为。故B错误
C.由于船速大于水速，要航程最短，则需船的合速度垂直河岸过河，此时所需时间为，故C正确
D.船头垂直河岸过河时，如果途中河水流速突然增大，由以上分析可知，过河时间不变。故 D错误。
4.【答案】
【解析】解：、由于地球自转方向与卫星的转动方向不一致，故卫星不可能相对地面静止，故A错误；
B、卫星绕地球做圆周运动，万有引力提供向心力，由牛顿第二定律得：，解得：，由图示可知，卫星的轨道半径大于卫星的轨道半径，则卫星的周期大于卫星的周期，故B正确；
C、卫星绕地球做圆周运动，万有引力提供向心力，由牛顿第二定律得：，解得：，卫星的轨道半径大于卫星的轨道半径，则卫星的线速度小于卫星的线速度，故C错误；
D、地球对卫星的引力：，由于不知卫星、间的质量关系，无法判断地球对卫星的引力大小关系，故D错误；
故选：。
卫星绕地球做圆周运动，万有引力提供向心力，根据万有引力公式与牛顿第二定律求出卫星的周期、线速度，然后根据题意分析答题。
本题考查了万有引力定律的应用，知道万有引力提供向心力是解题的前提与关键，应用万有引力公式与牛顿第二定律可以解题。
5.【答案】
【解析】解：两个小球绕共同的圆心做圆周运动，它们之间的拉力互为向心力，角速度相同。
设两球所需的向心力大小为，角速度为，则对球有：，
对球有：
由上述两式得：：：故ABC错误，D正确。
故选：。
两球做圆周运动，角速度相等，靠相互的拉力提供向心力，即拉力相等，结合向心力相等求出两小球到转轴的距离之比。
本题考查了向心力公式的基本运用，知道两球角速度相等、向心力相等是解决本题的关键。
6.【答案】
【解析】【详解】以悬点为零势能参考面，则最低点时
，
因
所以
AD错误。
小球从水平位置运动到最低点的过程，根据机械能守恒得
由此可知，越大，经过最低点时动能越大，所以
两球在运动的过程中，只有重力做功，机械能守恒，初始位置的机械能相等，所以在最低点，两球的机械能仍相等，即有
B错误，C正确。
故选C。
7.【答案】
【解析】解：设地球密度为，那么地球质量：，已知质量分布均匀的球壳对壳内物体的万有引力为零，则半径为的球质量为：
质量为的钻尖进入月球表面以下深处受到的万有引力：，故D正确，ABC错误。
故选：。
明确质量公式，已知质量分布均匀的球壳对壳内物体的万有引力为零，得到月球表面以下深处的万有引力。
该题考查了万有引力定律的相关知识，属于信息题，明确质量分布均匀的球壳对壳内物体的万有引力为零，并灵活运用是解题的关键。
8.【答案】
【解析】
【分析】
当小球运动到最高点时，重力和绳子的拉力的合力提供向心力，列出合外力与速度的表达式，结合图乙即可求解。
本题主要考查竖直面内的圆周运动，注意分析清楚向心力的来源是解题的关键。
【解答】
A.当小球运动到最高点时，合力提供向心力，，因此的关系式为，故A错误；
B.当，时，，解得，故B正确；
C.图像的斜率为，绳长不变，质量变小时，得到图线的斜率变小，故C错误；
D.，因此绳长不变，只改变小球的质量，题图乙中点的位置不变，故D正确。
故选BD。
9.【答案】
【解析】【详解】由于汽车恰好没有向公路内外两侧滑动的趋势，表明没有摩擦力，圆周运动的向心力由重力与支持力的合力提供，则路面外侧高、内侧低，A正确；
B.令光路坡面的倾角为 ，则有
当车速低于 时，汽车有向内侧滑动的趋势，地面对汽车有向外侧的静摩擦力作用，车辆并没有向内侧滑动，B错误；
C.根据上述可以解得
可知， 与结冰和未结冰没有关系，C错误；
D.当车速高于 时，但只要不超出某一限度，车辆不会向外侧滑动，但汽车有向外侧滑动的趋势，此时地面对汽车有指向内侧的静摩擦力作用，D正确。
故选AD。
10.【答案】
【解析】解：、由图象知，当时，则物体的质量为：，故A正确；
B、当时，，总机械能为，则物体的动能为：，由得：，故B错误；
C、根据图象可知，时，，，则物体的动能为：，故C正确；
D、从地面至，物体的机械能减少了，重力势能增加了，因此，物体的动能减少，故D正确。
故选：。
时物体上升到最大高度，根据时的值，由求出物体的质量。根据时的动能求物体的速率。时，物体的动能为从地面至 ，根据动能与机械能、重力势能的关系求物体的动能减少量。
解决该题的关键是要知道机械能等于动能和重力势能之和，能根据图象分析物体所具有的总机械能，熟记重力势能的表达式。
11.【答案】为了保证小球每次做平抛运动的初速度相同
【解析】解：该实验中，为了确保小球每次抛出的轨迹相同，应该使抛出时的初速度相同，因此每次都应使小球从斜槽上紧靠档板处由静止释放。
在竖直方向上有：；
解得：。
而水平方向上有：
代入数据解得：
故答案为：为了保证小球每次做平抛运动的初速度相同；；。
明确实验的注意事项，根据平抛运动规律在水平和竖直方向的规律，尤其是在竖直方向上，连续相等时间内的位移差为常数，列出方程即可正确求解。
本题主要考查了匀变速直线运动中基本规律以及推论的应用，平时要加强练习，提高应用基本规律解决问题能力。
12.【答案】；；
【解析】解：、打点计时器应用交流电源，故A错误；
B、实验中必须用完全相同的橡皮筋，故B错误；
C、为保持每次实验时橡皮筋做功相同，每次实验小车必须都从同一位置释放，故C正确；
D、实验前应平衡摩擦力，应把木板的一端适当垫高，木板必须倾斜放置，故D错误。
从纸带上我们可判断出打两点时，小车具有最大的速度，。
故答案为：；；
实验时应使用相同的橡皮筋，每次实验时橡皮筋的伸长量应相同，实验前应平衡摩擦力，根据实验原理与实验注意事项分析答题。
从纸带上我们可判断出打两点时，小车具有最大的速度，可由到的平均速度求出。
本题考查了实验注意事项、实验数据处理，知道实验原理、实验注意事项、掌握基础知识即可解题，要注意基础知识的学习与掌握。
13.【答案】解：面片从抛出到锅的上沿过程中竖直方向做自由落体运动，则有
解得
面片从抛出到锅的上沿过程中水平方向做匀速直线运动，
在内当面片刚好到锅的最左边时，速度最小，有
解得
在内当面片刚好到锅的最右边时，速度最大，有
解得
所以面片的水平初速度的范围是
答：面片从抛出到锅的上沿在空中运动时间为；
要想使削出的面片落入锅中，面片的水平初速度的范围是。
【解析】面片做平抛运动，根据高度求出平抛运动的时间。
平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，抓住最小位移和最大位移得出面片初速度的范围。
解决本题的关键知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，抓住临界情况，结合运动学公式灵活求解。
14.【答案】解：设汽车的最大行驶速度为汽车做匀速直线运动，牵引力等于阻力，速度达到最大，即有：
根据题意知，阻力为：
再根据公式 得：；
即汽车的最大行驶速度为
由，得汽车匀加速运动的时间为：
汽车实际功率达到额定功率后到速度达到最大的过程，由动能定理，即得：
得：
所以汽车从静止到获得最大行驶速度所用的总时间为：
答：汽车的最大行驶速度为。
汽车从静止到获得最大行驶速度所用的总时间为。
【解析】当达最大速度时，汽车受到的牵引力等于阻力，根据功率公式即可求出最大行驶速度；
根据速度公式求出匀加速时间，再根据动能定理求出达最大功率后所用的时间，从而求出总时间。
本题考查机车启动问题，明确最大功率要用第三阶段中的计算，是最终速度，整个过程并不全是匀加速运动，不能用来计算整个过程时间。
15.【答案】解：由地球表面万有引力等于重力得：，
由月球表面万有引力等于重力得：
又，
联立解得：
探测器在距月面高度为的环月轨道上，由万有引力提供向心力得：，又 ，
，，
联立解得：
答：月球表面处重力加速度的大小为；
探测器在环月轨道上做圆周运动的周期为 。
【解析】根据万有引力等于重力得出重力加速度的表达式，结合月球和地球质量之比、月球半径和地球半径之比求出月球表面的重力加速度。
根据万有引力等于重力得出月球的质量，结合万有引力提供向心力求出“嫦娥四号”在距月面高为的环月轨道上运行时的周期。
解决本题的关键掌握万有引力定律的两个重要理论：、万有引力等于重力，、万有引力提供向心力，并能灵活运用。
16.【答案】解：物体从到由功能关系可得：
解得：。
物体从运动到最高点的过程由动能定理得：
代入数据解得：
所以物体不能到达点。
上滑过程设物体从到最高点的时间为，由牛顿第二定律得：
解得：
由速度公式得：
解得：
由位移公式得：
且：
下滑过程设物体从最高点到与传送带共速的时间为，物体加速到与传送带共速前加速度仍为，则：
故物体滑到点时恰好与传送带共速：
故物体由静止释放到第二次通过点过程中由于摩擦所产生的热量：
联立解得：。
【解析】本题考查了牛顿定律与动能定理的综合应用；本题首先要理清物体的运动过程，其次要准确把握每个过程所遵守的物理规律，特别要掌握弹性碰撞过程，理解动能定理与功能关系的应用，注意求解摩擦产生热量时，相对位移是解题的关键。
对至段运用功能关系求物体在点的速率；
根据动能定理，即可求解物体从运动到最高点的过程的路程，据此分析；
根据牛顿第二定律和运动学公式结合，分段求出时间和两者位移；最后结合公式求解热量。
第1页，共1页
