2023届湖南省长沙二十一中物理高一第二学期期末学业质量监测试题（含答案解析）

2023学年高一物理下期末模拟试卷注意事项：1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。一、选择题（本题共12小题，每小题5分，共60分，在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确.全部选对的得5分，选不全的得3分，有选错的或不答的得0分）1、如图，一演员表演飞刀绝技，由O点先后抛出完全相同的三把飞刀，分别垂直打在竖直木板上M、N、P三点.假设不考虑飞刀的转动，并可将其看做质点，已知O、M、N、P四点距离水平地面高度分别为h、4h、3h、2h，以下说法正确的是（）A．三把刀在击中板时动能相同B．三次飞行时间之比为C．三次初速度的竖直分量之比为3:2:1D．设三次抛出飞刀的初速度与水平方向夹角分别为θ1、θ2、θ3，则有θ1＞θ2＞θ32、(本题9分)如图所示为一条河流．河水流速为v．—只船从A点先后两次渡河到对岸．船在静水中行驶的速度为u．第一次船头朝着AB方向行驶．渡河时间为t1，船的位移为s1，第二次船头朝着AC方向行驶．渡河时间为t1，船的位移为s1．若AB、AC与河岸的垂线方向的夹角相等．则有A．t1>t1s1<s1B．t1<t1s1>s1C．t1＝t1s1<s1D．t1＝t1s1>s13、如图所示，长为l的轻杆一端固定一质量为m的小球，另一端有固定转轴O，杆可在竖直平面内绕轴O无摩擦转动．已知小球通过最低点Q时，速度大小为v=9A．小球不可能到达圆周轨道的最高点PB．小球能到达圆周轨道的最高点P，但在P点不受轻杆对它的作用力C．小球能到达圆周轨道的最高点P，且在P点受到轻杆对它向上的弹力D．小球能到达圆周轨道的最高点P，且在P点受到轻杆对它向下的弹力4、(本题9分)两颗人造卫星A、B绕地球做匀速圆周运动，周期之比为TA∶TB=1∶8，则轨道半径之比和运动速率之比分别为（）A．RA∶RB=4∶1，vA∶vB=1∶2B．RA∶RB=4∶1，vA∶vB=2∶1C．RA∶RB=1∶4，vA∶vB=1∶2D．RA∶RB=1∶4，vA∶vB=2∶15、(本题9分)“飞车走壁”是一种传统的杂技艺术，演员骑车在倾角很大的桶面上做圆周运动而不掉下来．如图所示，已知桶壁的倾角为θ，车和人的总质量为m，做圆周运动的半径为r，若使演员骑车做圆周运动时不受桶壁的摩擦力，下列说法正确的是()A．人和车的速度为B．人和车的速度为C．桶壁对车的弹力为mgcosθD．桶壁对车的弹力为6、一辆汽车在水平公路上减速转弯，沿曲线由M向N行驶。图中分别画出了汽车转弯时所受合力F的四种方向，可能正确的是A．B．C．D．7、(本题9分)在下列几种情况中，甲乙两物体的动能相等的是()A．甲的质量是乙的4倍，甲的速度是乙的一半B．甲的速度是乙的2倍，甲的质量是乙的一半C．甲的质量是乙的2倍，甲的速度是乙的一半D．质量相同，速度大小也相同，但甲向东运动，乙向西运动8、如图所示，内壁光滑半径大小为的圆轨道竖直固定在水平桌面上，一个质量为的小球恰好能通过轨道最高点在轨道内做圆周运动。取桌面为重力势能的参考面，不计空气阻力，重力加速度为g。则小球在运动过程中其机械能E、动能、向心力、速度的平方，它们的大小分别随距桌面高度h的变化图像正确的是A．B．C．D．9、在高为H的桌面上以速度v水平抛出质量为m的物体，当物体落到距地面高为h处，如图所示，不计空气阻力，若以地面作为重力势能的零参考平面，正确的说法是（）A．物体在A点的机械能为B．物体在A点的机械能为C．物体在A点的动能为D．物体在A点的动能为10、(本题9分)如图所示，水平光滑长杆上套有物块Q，跨过悬挂于O点的轻小光滑圆环的细线一端连接Q另一端悬挂物块P，设细线的左边部分与水平方向的夹角为θ，初始时θ很小．现将P、Q由静止同时释放，角逐渐增大，则下列说法正确的是A．θ=30°时，P、Q的速度大小之比是1：2B．θ角增大到90°时，Q的速度最大、加速度最小C．θ角逐渐增大到90°的过程中，Q的动能增加，P的动能减小D．θ角逐渐增大到90°的过程中，Q的机械能增加，P的机械能减小11、磁悬浮高速列车在我国上海已投入正式运行．如图所示就是磁悬浮的原理，图中A是圆柱形磁铁，B是用高温超导材料制成的超导圆环．将超导圆环B水平放在磁铁A上，它就能在磁力的作用下悬浮在磁铁A的上方空中，则（）A．在B放入磁场的过程中，B中将产生感应电流；当稳定后，感应电流消失B．在B放入磁场的过程中，B中将产生感应电流；当稳定后，感应电流仍存在C．若A的N极朝上，B中感应电流的方向为顺时针方向D．若A的N极朝上，B中感应电流的方向为逆时针方向12、(本题9分)如图所示．电源电动势，内阻，定值电阻与电动机串联接在电源上，开关闭合后，理想电流表示数为，电动机刚好正常工作，电动机的线圈电阻．下列说法中正确的是（）A．定值电阻消耗的热功率B．电动机的输出功率为C．电动机的输出功率为D．电源的输出功率是二．填空题(每小题6分，共18分)13、(本题9分)一辆汽车在平直的公路上从静止开始加速行驶，经过一段时间，动能变为60J，这一过程中，汽车的动能增加了______J，合力对汽车做了______J的功．14、(本题9分)北斗卫星导航系统是我国自主开发的导航系统，设北斗卫星离地高度为h，地球半径为R，万有引力常量为G，地球质量为M，则卫星的周期是____15、(本题9分)有两颗人造地球卫星，它们的质量之比为m1：m2＝2：1，轨道半径之比为r1：r2＝3：1，那么，它们的向心加速度之比为a1：a2＝_____，它们的周期之比为T1：T2＝_____三．计算题(22分)16、（12分）(本题9分)在真空环境内探测微粒在重力场中能量的简化装置如图所示，P是一个微粒源，能持续水平向右发射质量相同、初速度不同的微粒．高度为h的探测屏AB竖直放置，离P点的水平距离为L，上端A与P点的高度差也为h.(1)若微粒打在探测屏AB的中点，求微粒在空中飞行的时间；(2)求能被屏探测到的微粒的初速度范围；(3)若打在探测屏A、B两点的微粒的动能相等，求L与h的关系．17、（10分）某同学用锤子将一个小铁钉钉进墙壁中。钉子进入墙壁过程中，所受阻力f与钉进深度x间的关系如图所示。铁钉重力可以忽略不计，则：(1)该同学第一次敲击铁钉，发现铁钉进入深度为，求该过程锤子对铁钉做的功W0；(2)若每一次敲击，锤子对铁钉做功恒为W0，则敲击两次，铁钉进入的深度为多少；(3)在(2)的条件下，若要使铁钉进入深度为4x0，应敲击铁钉几次。

2023学年模拟测试卷参考答案（含详细解析）一、选择题（本题共12小题，每小题5分，共60分，在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确.全部选对的得5分，选不全的得3分，有选错的或不答的得0分）1、D【答案解析】

A.将飞刀的运动逆过来看成是一种平抛运动，三把刀在击中板时的速度大小即为平抛运动的初速度大小，运动时间为，初速度为，由图看出，三把刀飞行的高度不同，运动时间不同，水平位移大小相等，由平抛运动的初速度大小不等，即打在木板上的速度大小不等，故三把刀在击中板时动能不同;故A错误.B.竖直方向上逆过来看做自由落体运动，运动时间为，则得三次飞行时间之比为;故B错误.C.三次初速度的竖直分量等于平抛运动下落的速度竖直分量，由，可得它们得竖直分速度之比为;故C错误.D.设任一飞刀抛出的初速度与水平方向夹角分别为θ，则，则得θ1＞θ2＞θ3;故D正确.2、D【答案解析】试题分析：因为AB、AC与河岸的垂线方向的夹角相等，则在垂直于河岸方向上的分速度相等，渡河时间t=dv⊥．所以两次渡河时间相等．船头向着AB方向行驶时，沿河岸方向的分速度v∥=μcosθ+v，船头向着AC方向行驶时，沿河岸方向行驶的分速度v∥′=v-ucosθ＜v∥，水平方向上的位移x1＞x1，根据平行四边形定则，则s1考点：运动的合成和分解【名师点睛】解决本题的关键将小船的运动分解为沿河岸方向和垂直于河岸方向，分运动和合运动遵循平行四边形定则，知道分运动与合运动具有等时性。3、C【答案解析】

由能量守恒定律得：12mv2=12故选：C4、D【答案解析】略5、B【答案解析】

AB．对人和车受力分析如图所示，

人和车在竖直方向受力平衡，水平方向重力与支持力的合力提供向心力解得：故A错误，B正确；CD．根据受力可知：故CD错误。6、C【答案解析】

汽车做的是曲线运动，汽车受到的合力应该指向运动轨迹弯曲的内侧，由于汽车是从M向N运动的，并且速度在减小，所以合力与汽车的速度方向的夹角要大于90°。A.A图与结论不相符，选项A错误；B.B图与结论不相符，选项B错误；C.C图与结论相符，选项C正确；D.D图与结论不相符，选项D错误；7、AD【答案解析】

根据动能的表达式可知：A.甲的质量是乙的4倍，甲的速度是乙的一半，甲的动能与乙的相等，故A符合题意．B.甲的速度是乙的2倍，甲的质量是乙的一半，甲的动能与乙的不相等，故B不符合题意．C.甲的质量是乙的2倍，甲的速度是乙的一半，甲的动能与乙的不相等，故C不符合题意．D.质量相同，速度大小也相同，但甲向东运动，乙向西运动，动能是标量，甲的动能与乙的相等，故D符合题意．8、CD【答案解析】

根据竖直平面内小球做圆周运动的临界条件，结合机械能守恒定律分析即可解题。【题目详解】AB．小球通过轨道最高点时恰好与轨道间没有相互作用力，则在最高点：，则在最高点小球的动能：（最小动能），在最高点小球的重力势能：，运动的过程中小球的动能与重力势能的和不变，机械能守恒，即：，故AB错误；CD．小球从最高点到最低点，由动能定理得：，，则有在距桌面高度h处有：，化简得：，，故C、D正确。【答案点睛】本题主要考查了竖直圆周运动的综合应用，属于中等题型。9、BD【答案解析】

AB．在刚抛出时，物体的动能为，重力势能为mgH，机械能为，根据机械能守恒可知：物体在A点的机械能等于物体在刚抛出时的机械能，故A错误，B正确；CD．根据机械能守恒得：，则，故C错误，D正确。10、BD【答案解析】

A．P、Q用同一根绳连接，则Q沿绳子方向的速度与P的速度相等，则当时，Q的速度得：故A错误；B．P机械能最小时，为Q到达O点正下方时，此时Q的速度最大，即当时，Q的速度最大，加速度最小，故B正确；C．θ角逐渐增大到90°的过程中，Q的速度增大，Q的动能增加，而P的速度先减小后增大，所以P的动能先减小后增大，故C错误；D．θ角逐渐增大到90°的过程中，Q的速度增大，动能增大，而重力势能不变，所以Q的机械能增加，P、Q组成的系统，机械能守恒，所以P的机械能减小，故D正确；故选BD．【答案点睛】P、Q用同一根绳连接，则Q沿绳子方向的速度与P的速度相等，根据运动的合成与分析分析PQ的速度关系，当θ=90°时，P的机械能最小，Q的动能最大，速度最大．11、BC【答案解析】

A、B、在B放入磁场的过程中，根据楞次定律不难判断出B中会产生感应电流，而因为B是超导体没有电阻，故即使B稳定后电磁感应现象消失B中的电流也不会消失，故A错误，B正确.C、D、根据楞次定律可知，如A的N极朝上，放入线圈时，线圈中的磁通量向上增大，则感应电流的磁场应向下，B中感应电流方向从上向下看应为顺时针，故C正确，D错误.故选BC.【答案点睛】本题考查楞次定律以及超导现象，认真审题是解题的关键，本题易错选A，易认为B稳定后B中没有电磁感应现象发生，而得出感应电流消失的结论，再就是要熟练掌握楞次定律．12、AB【答案解析】

A、根据可知定值电阻消耗的热功率为，故A正确；BC、电动机两端的电压：，电动机消耗的电功率为，电动机的输出功率：，故B正确，C错误；D、电源的输出功率：，故D错误；故选AB．【答案点睛】由P=UI求出电动机输入功率，由P=I2R求出电动机热功率，电动机输入功率与热功率之差是电动机的输出功率．二．填空题(每小题6分，共18分)13、60；60；【答案解析】汽车在平直的公路上从静止开始加速行驶，经过一段时间，动能变为60J，这一过程中，汽车的动能增加了60J，根据动能定理可知，合力对汽车做了60J的功．14、2【答案解析】

根据万有引力充当向心力有：G=m(R+h)，北斗卫星的周期T=2。15、1：9：1【答案解析】

人造卫星绕地球做匀速圆周运动，设卫星的质量为m、轨道半径为r、地球质量为M，根据万有引力提供向心力，有：可得，，根据r1：r2＝3：1，得它们的向心加速度之比为a1：a2＝1：9，它们的周期之比为T1：T2＝：1三．计算题(22分)16、(1)(2)(3)【答案解析】

（1）若微粒打在探测屏AB的中点，则有：=gt2，解得：（2）设打在B点的微粒的初速