北京巿通州区2023学年高一物理第二学期期末学业质量监测模拟试题（含答案解析）

2023学年高一物理下期末模拟试卷注意事项1．考生要认真填写考场号和座位序号。2．试题所有答案必须填涂或书写在答题卡上，在试卷上作答无效。第一部分必须用2B铅笔作答；第二部分必须用黑色字迹的签字笔作答。3．考试结束后，考生须将试卷和答题卡放在桌面上，待监考员收回。一、选择题：（1-6题为单选题7-12为多选，每题4分，漏选得2分，错选和不选得零分）1、伽利略斜面实验反映了一个重要的事实：如果空气阻力和摩擦阻力小到可以忽略，小球必将准确地回到同它开始时相同高度的点，决不会更高一点，也不会更低一点。这说明小球在运动过程中有一个“东西”是不变的，这个“东西”应是A．重力 B．速度C．加速度 D．机械能2、两个相同的金属球分别带有+2Q和-4Q的电荷量，两球相隔一定距离时，相互作用力的大小为F，若把它接触后再放回原处，两球相互作用力的大小变为()A． B． C． D．3、(本题9分)如图，三个大小相等的力F，作用于同一点O，则合力最小的是()A． B． C． D．4、(本题9分)真空中两个静止的带电小球（可看成点电荷），相距为r时相互作用力为F，若将它们之间的距离变为原来的2倍，则相互间的作用力变为（）A．F/2 B．F/4 C．2F D．4F5、(本题9分)如图所示，某一运动员从弧形雪坡上沿水平方向飞出后，落到斜面雪坡上，若斜面雪坡的倾角为θ，飞出时的速度大小为v0，不计空气阻力，该运动员可看成质点，重力加速度为g，则A．运动员在空中经历的时间是B．运动员在空中经历的时间是C．运动员落到雪坡时的速度大小是D．运动员落到雪坡时的速度大小是6、(本题9分)如图所示，轻绳的上端系于天花板上的O点，下端系有一只小球.将小球拉离平衡位置一个角度后无初速释放.当绳摆到竖直位置时，与钉在O点正下方P的钉子相碰.在绳与钉子相碰瞬间，以下哪些物理量的大小没有发生变化（不计绳子与钉子碰撞时能量损失）A．小球的线速度大小B．小球的角速度大小C．小球的向心加速度大小D．小球所受拉力的大小7、(本题9分)我们可以用如图所示的实验装置来探究影响向心力大小的因素．长槽横臂的挡板B到转轴的距离是挡板A的2倍，长槽横臂的挡板A和短槽横臂的挡板C到各自转轴的距离相等．转动手柄使长槽和短槽分别随变速塔轮匀速转动，槽内的球就做匀速圆周运动．横臂的挡板对球的压力提供了向心力，球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力筒下降，从而露出标尺，标尺上的红白相间的等分格显示出两个球所受向心力的相对大小．则关于这个实验，下列说法正确的是A．探究向心力和角速度的关系时，应将传动皮带套在两塔轮半径不同的轮盘上，将质量相同的小球分别放在挡板A和挡板C处B．探究向心力和角速度的关系时，应将传动皮带套在两塔轮半径不同的轮盘上，将质量相同的小球分别放在挡板B和挡板C处C．探究向心力和半径的关系时，应将传动皮带套在两塔轮半径相同的轮盘上，将质量相同的小球分别放在挡板B和挡板C处D．探究向心力和质量的关系时，应将传动皮带套在两塔轮半径相同的轮盘上，将质量不同的小球分别放在挡板A和挡板C处8、(本题9分)在下列实例中，若不计空气阻力，机械能守恒的有A．小孩沿滑梯匀速滑下的过程B．掷出的标枪在空中飞行的过程C．运动员在空中竖直向上运动的过程D．汽车在关闭发动机后自由滑行的过程9、(本题9分)在光滑的水平面上有、两小球，其质量分别是、，两小球在时刻发生正碰，两小球在碰撞前后的速度大小与时间的关系图象如图所示.则（）A． B．C． D．10、(本题9分)如图所示，甲、乙两人静止在光滑的冰面上，甲沿水平方向推了乙一下，结果两人向相反方向滑去．已知甲的质量为45kg，乙的质量为50kg．则下列判断正确的是（）A．甲的速率与乙的速率之比为10：9B．甲的加速度大小与乙的加速度大小之比为9：10C．甲对乙的冲量大小与乙对甲的冲量大小之比为1：1D．甲的动能与乙的动能之比为1：111、(本题9分)如图所示，图a、b、c的圆心均在地球的自转轴线上，对环绕地球做匀速圆周运动而言()A．卫星的轨道可能为aB．卫星的轨道可能为bC．卫星的轨道可能为cD．同步卫星的轨道只可能为b12、(本题9分)如图所示为一皮带传动装置，右轮的半径为r，A是它边缘上的一点．左侧是一轮轴，大轮的半径为4r，小轮的半径为2r．B点在小轮上，它到小轮中心的距离为r．C点和D点分别位于小轮和大轮的边缘上.若在传动过程中，皮带不打滑．则A．A点与B点的线速度大小相等B．A点与B点的角速度大小相等C．A点与C点的线速度大小相等D．A点与D点的向心加速度大小相等二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、（6分）(本题9分)某同学利用自由落体运动验证机械能守恒定律，它在同一竖直线上不同高度处安装两个光电门，然后在高处的光电门正上方一定距离处由静止释放小球，下落中小球球心经过两光电门的光束，光电门显示的遮光时间分别为t1、t2。（1）为验证机械能守恒定律，它还必须测出的物理量有_____________A．小球的质量mB．小球的直径DC．两光电门中心的距离LD．小球在两光电门中心间运动的时间（2）为验证机械能守恒定律，需要比较小球在两光电门间运动时重力势能的减少量△Ep与小球增加的动能△Ek是否相等，若运用所测物理量及相关常量表示，则△Ep=_________；△Ek=__________。（3）为减小实验误差，对选择小球的要求是_____________________。14、（10分）(本题9分)某课外活动小组利用竖直上抛运动验证机械能守恒定律．(1)某同学用20分度游标卡尺测量小球的直径，读数如图甲所示，小球直径为________cm.图乙所示弹射装置将小球竖直向上抛出，先后通过光电门A、B，计时装置测出小球通过A、B的时间分别为2.55ms、5.15ms，由此可知小球通过光电门A、B时的速度分别为vA、vB，其中vA＝________m/s.(2)用刻度尺测出光电门A、B间的距离h，已知当地的重力加速度为g，只需比较________(用题目中涉及的物理量符号表示)是否相等，就可以验证机械能是否守恒．(3)通过多次实验发现，小球通过光电门A的时间越短，(2)中要验证的两数值差越大，试分析实验中产生误差的主要原因是_____________________________________________．三、计算题要求解题步骤，和必要的文字说明（本题共36分）15、（12分）(本题9分)如图所示，轻质细绳一端悬挂于O点，另一端系一质量为m的小球，细绳与竖直方向成60°时，用水平力拉住小球，小球处于平衡状态，重力加速度为g,忽略空气阻力，求：(1)水平拉力大小；(2)撤去水平力，小球摆至最低点时细绳的拉力大小.16、（12分）(本题9分)如图所示为一真空示波管的简化示意图，电子从灯丝K发出（初速度可忽略不计)，经灯丝与A板间的电压加速，从A板中心孔沿中心线KO射出，然后进入两块平行金属板MN形成的偏转电场中(偏转电场可视为匀强电场)，电子进入M、N间电场时的速度与电场方向垂直，电子恰从N板右边沿飞出。已知两板间的距离为，板长为，不计电子受到的重力及它们之间的相互作用力。(1)求偏转电场两板间电压U；(2)求电子束从偏转电场边沿飞出时速度方向与KO线夹角的正切值。17、（12分）(本题9分)一飞船绕某星球转动，星球半径R，飞船在离该星球表面高度为h处，受星球引力作用而绕其做匀速圆周运动的速率为，已知引力常量为G。试求：(1)该星球的质量；(2)该星球表面重力加速度；(3)该星球第一宇宙速度。

2023学年模拟测试卷参考答案（含详细解析）一、选择题：（1-6题为单选题7-12为多选，每题4分，漏选得2分，错选和不选得零分）1、D【答案解析】

A．在伽利略斜面实验中，小球所受重力不变；在有阻力的情况下，小球不能回到原来的高度；无阻力情况下，小球能回到原来高度；这说明伽利略斜面实验中寻求的不变量不是重力．故A项错误．BC．在伽利略斜面实验中，小球从一个斜面到另一个斜面，小球运动的速度先增大后减小，小球在倾角不同的斜面上加速度不同；所以不变的“东西”不是速度也不是加速度．故BC项错误．D．伽利略斜面实验中，如果空气阻力和摩擦阻力小到可以忽略，在小球运动过程中只有重力做功，物体的机械能守恒；所以不变的“东西”是机械能．故D项正确．2、C【答案解析】

由库仑定律可得：，两相同金属小球带异种电荷时，开始时的库仑力：，两者相互接触后再放回原来的位置上，它们的电荷量都是：，库仑力：，所以库仑力是原来的，即.A.与分析结果不相符；故A错误.B.与分析结果不相符；故B错误.C.与分析结果相符；故C正确.D.与分析结果不相符；故D错误.3、C【答案解析】

A、将相互垂直的F进行合成，则合力的大小为，再与第三个力F合成，即有合力的大小为；B、将方向相反的两个力合成，则合力为0，再与第三个力F合成，则有合力大小为F；C、将任意两力进行合成，可知这两力的合力与第三个力大小相等，方向相反，这三个力的合力为零；D、将左边两个力进行合成，再与右边合成，则有合力的大小；由上分析可知，合力最小的是C选项，故C正确，A、B、D错误；故选C。4、B【答案解析】

根据库仑定律可得变化前：F＝kQqA.F/2，与结论不相符，选项A错误；B.F/4，与结论相符，选项B正确；C.2F，与结论不相符，选项C错误；D.4F，与结论不相符，选项D错误；5、B【答案解析】

AB．设运动员在空中飞行时间为t，运动员在竖直方向做自由落体运动，水平方向做匀速直线运动；运动员竖直位移与水平位移之比：，则有飞行的时间，故B正确,A错误；CD.竖直方向的速度大小为：vy=gt=2v0tanθ，运动员落回雪坡时的速度大小为：，故CD错误；所以选择B.【答案点睛】运动员做平抛运动，水平方向做匀速直线运动，竖直方向做自由落体运动，由斜面倾角的正切等于竖直位移与水平位移之比，从而求出运动的时间；因此可求出竖直方向的运动速度，求解运动员落点时的速度大小6、A【答案解析】试题分析：A、在绳与钉子相碰瞬间，绳子的拉力和重力方向都与小球的速度方向垂直，不对小球做功，不改变小球的动能，则小球的线速度大小．故A正确．B、角速度与线速度的关系为v=ωr，得到ω=，在绳与钉子相碰瞬间，小球圆周运动的半径r减小，v不变，则角速度ω增大．故B错误．C、由向心加速度公式an=分析得到，向心加速度增大．故C错误．D、根据牛顿第二定律得：T﹣mg=man，T=mg+man，an增大，则绳子拉力T增大．故D错误．故选A．7、ACD【答案解析】

在研究向心力的大小F与质量m、角速度ω和半径r之间的关系时，需先控制某些量不变，研究另外两个物理量的关系，该方法为控制变量法．AB.在探究向心力和角速度的关系时，要保持其余的物理量不变，则需要半径、质量都相同，则需要将传动皮带套在两塔轮半径不同的轮盘上，将质量相同的小球分别放在挡板A和挡板C处．故A正确，B错误；C.探究向心力和半径的关系时，要保持其余的物理量不变，则需要质量、角速度都相同，如角速度相同，则应将传动皮带套在两塔轮半径相同的轮盘上，将质量相同的小球分别放在挡板B和挡板C处，故C正确．D.探究向心力和质量的关系时，应将传动皮带套在两塔轮半径相同的轮盘上，即将质量不同的小球分别放在挡板A和挡板C处，故D正确．8、BC【答案解析】

据机械能守恒条件分析答题；只有重力或弹簧的弹力做功时，系统机械能守恒.【题目详解】小孩沿滑梯匀速下滑，动能不变，势能减小，机械能减小，故A错误；掷出的标枪在空中飞行的过程，只受到重力作用，故机械能守恒，故B正确；运动员在空中竖直向上运动的过程，只受到重力作用，故机械能守恒，故C正确；汽车在关闭发动机后自由滑行的过程，受到阻力作用，动能减小，势能不变，机械能不守恒，故D错误；故选BC。【答案点睛】本题考查了机械能是否守恒的判断，关键要掌握机械能守恒的条件，判断做功情况，即可正确解题.9、AC【答案解析】

由图可知b球碰前静止，a球的速度为，碰后a、b球速度都为，由动量守恒定律有解得若碰后a的速度为，b球速度为，由动量守恒定律有解得故选AC。【答案点睛】题中的图是速度碰撞前后a、b速度大小的图象，故碰撞后a、b可能同向，也可能反向，根据动量守恒定律即可求解两球质量之比。10、AC【答案解析】试题分析：两人在光滑的冰面上，故他们受合力为零，当甲推乙时，二人的总动量守恒，故m甲v甲=m乙v乙，则，选项A正确；二人的相互作用大小相等，方向相反，故甲的加速度大小与乙的加速度大小之比为二人质量的反比，即10：9，选项B错误；二人相互作用的时间相等，作用力又大小相等，故甲对乙的冲量大小与乙对甲的冲量大小之比为1:1，选项C正确；由动量守恒可知，甲、乙的动量相等，但是甲乙的动能不相等，选项D错误．考点：动量守恒，牛顿第二定律，动能的概念．11、BC【答案解析】

A、卫星运动过程中的向心力由万有引力提供，故地球必定在卫星轨道的中心，即地心为圆周运动的圆心．因此轨道a是不可能的，故A错误．B、卫星运动过程中的向心力由万有引力提供，故地心必定在卫星轨道的中心，即地心为圆周运动的圆心．因此卫星的轨道可能为b、c，故B，C正确．D、而同步卫星由于其周期和地球的自转周期相同，轨道一定在赤道的上空，故同步卫星的轨道不可能为b；故D错误．故选BC．【答案点睛】解决本题的关键知道卫星绕地球做匀速圆周运动，圆心即为地心；以及同步卫星需要满足的“七定”．12、AC【答案解析】a、c为共线关系，线速度相等，b、c为共轴关系，加速度相等，b、c的线速度不相等，A错；由v=wr可知，a、c的线速度相等，角速度不相等，B错；C对；设a的线速度为v，加速度为，c的线速度为v，角速度为，c、d角速度相同，d的线速度为2v，d的加速度为，D对；二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、BCmgL质量较大，直径较小，外表光滑【答案解析】试题分析：（1）利用小球通过光电门的平均速度来代替瞬时速度，由此可以求出小铁球通过光电门时的瞬时速度，因此需要知道两光电门长度，及小球的直径，再根据机械能守恒的表达式可以求出所要求的关系式；（2）根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该段时间内的平均速度可以求出物体在B点时的速度，然后根据动能、势能的定义进一步求得动能、势能的变化量；（3）选取质量较大，体积较小，则受到阻力较小．（1）若想验证小球的机械能守恒，需测量的物理量有：两光电门间的高度，及两光电门点的瞬时速度，根据平均速度等于瞬时速度，则需