2023年山西省忻州市静乐县第一中学物理高一下期末学业水平测试模拟试题（含答案解析）

2023学年高一物理下期末模拟试卷注意事项：1．答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。2．选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0．5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。3．请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。4．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。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、(本题9分)做匀速圆周运动的物体，物理量中不断改变的是()A．角速度 B．线速度 C．周期 D．转速2、(本题9分)A、B两颗人造卫星绕地球做匀速圆周运动，运动周期TA：TB=22：1，则（）A．轨道半径rA：rB=8：1B．线速度vA：vB=1：2C．角速度ωA：ωB=4：1D．向心加速度aA：aB=1：23、如图所示，一颗卫星绕地球做椭圆运动，运动周期为T,图中虚线为卫星的运行轨迹，A，B，C，D是轨迹上的四个位置，其中A距离地球最近，C距离地球最远。B和D点是弧线ABC和ADC的中点，下列说法正确的是A．卫星在C点的速度最大B．卫星在C点的加速度最大C．卫星从A经D到C点的运动时间为T/2D．卫星从B经A到D点的运动时间为T/24、(本题9分)已知地球半径为R，静置于赤道上的物体随地球自转的向心加速度为a；地球同步卫星作匀速圆周运动的轨道半径为r，向心加速度大小为a0，引力常量为G，以下结论正确的是(A．地球质量M=a0C．向心加速度之比aa05、(本题9分)下列运动过程中机械能守恒的是()A．小球在竖直光滑圆轨道内做圆周运动B．跳伞运动员打开降落伞在竖直方向向下做匀速直线运动C．摩天轮在竖直平面内匀速转动时,舱内的乘客做匀速圆周运动D．带电小球仅在电场力作用下做加速运动6、如图所示，弹簧的一端固定在竖直墙壁上，质量为m的光滑弧形槽静止在光滑水平面上，底部与水平面平滑连接，一个质量也为m的小球从槽高h处开始下滑，则（）A．在小球从圆弧槽上下滑过程中，小球和槽组成的系统动量守恒B．在小球从圆弧槽上下滑运动过程中小球的机械能守恒C．在小球压缩弹簧的过程中小球与弹簧组成的系统机械能守恒D．小球离开弹簧后能追上圆弧槽7、(本题9分)已知地球的半径为，宇宙飞船正在离地高度为的轨道上绕地球做匀速四周运动，飞船内有一弹簧秤下悬挂一个质量为的物体，物体相对宇宙飞船静止，已知地球表面重力加速度为（）A．物体受力平衡B．物体受到重力为C．物体受到重力D．弹簧秤的示数为8、(本题9分)质量为m的物体，从静止出发以g的加速度竖直下降h，下列几种说法错误的是()A．物体的机械能增加了mgh B．物体的动能增加了mghC．物体的机械能减少了mgh D．物体的重力势能减少了mgh9、(本题9分)如图甲所示，一轻弹簧竖直放置，下端固定在表面水平的力传感器上，一质量为m的小球，从弹簧正上方距弹簧上端高h处由静止释放，不计空气阻力，以小球开始释放点为坐标原点O，竖直向下为x轴正方向，建立坐标轴Ox．力传感器记录的弹簧弹力大小F随小球下落距离x变化的关系图象如图乙所示，图乙中h、x0已知，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．小球动能的最大值为C．弹簧压缩量为2x0时，弹簧的弹性势能最大D．小球加速度的最大值为g10、(本题9分)如图所示，a、b、c是在地球大气层外圆形轨道上运动的3颗卫星，下列说法正确的是（）A．b、c的线速度大小相等，且小于a的线速度B．b、c的向心加速度大小相等，且小于a的向心加速度C．c加速可追上同一轨道上的b，b减速可等候同一轨道上的cD．a卫星由于阻力，轨道半径缓慢减小，其线速度将增大，机械能不变11、旅居加拿大十六岁学生温家辉，2009年在美国太空总署主办的太空移民设计赛中夺冠．温家辉的获奖设计是一个高1.6km的圆筒形建筑，命名为Asten，如题图所示，内径约1km，圆筒由一个个可以住人的环形物堆叠而成，并在电力的驱动下绕着中心轴以一定的角速度转动，从而产生“模拟重力”，使居民能在“重力”环境下生活．垂直中心轴的截面图如题所示，圆筒的内壁正好是城市的地面，因此，生活在这座太空城市的人，站在“地面上”，跟站在地球地面上的感觉没有区别．以下说法正确的有（）A．太空城内的居民不能运用天平准确测出质量B．太空城内物体所受的“重力”一定通过垂直中心轴截面的圆心C．人随太空城自转所需的向心力由人造陆地对人的支持力提供D．太空城绕自己的中心轴转动的角速度越大，太空城的居民受到的“重力”越大12、(本题9分)据英国《每日邮报》报道，科学家发现了一颗距离地球仅14光年的“另一个地球”一—沃尔夫(Wolf)1061c.沃尔夫1061c的质量为地球的4倍，围绕红矮星的沃尔夫1061c运行的周期为5天，它是迄今为止在太阳系外发现的距离最近的宜居星球．设想从地球发射一颗科学探测卫星围绕沃尔夫1061c的表面运行.已知万有引力常量为G，天体的环绕运动可看作匀速圆周运动．则下列说法正确的是（）A．从地球发射该卫星的速度应该大于第三字宙速度B．若已知围绕沃尔夫1061c的表面运行的探测卫星的周期和地球的质量，可近似求出沃尔夫1061c的半径C．沃尔夫1061c和地球公转轨道半径的三次方之比等于D．卫星绕行星沃尔夫1061c运行的周期与该卫星的密度有关二．填空题(每小题6分，共18分)13、(本题9分)如图所示，斜面的倾角为θ，质量为m的滑块距挡板P的距离为s0，滑块以初速度v0沿斜面上滑，滑块所受摩擦力小于使滑块沿斜面下滑的重力分力．若滑块每次与挡板相碰均无机械能损失(即碰撞前后速度反向，大小不变)，则从滑块开始运动到最后停止全程所产生的热量为_____________．14、(本题9分)质量为2kg的小球从水平放置的弹簧网上方某高度处自由下落，刚与弹簧网接触瞬间的速率为v1＝5m/s，被弹簧网反弹后，刚离开弹簧网时的速率为v2＝3m/s，接触网的过程中，小球动量变化的大小为_________kg·m/s，小球与弹簧网的接触时间为Δt=1s，重力加速度为g＝10m/s2。弹簧网对小球的平均弹力大小为________N。15、(本题9分)一只船在40m宽的河中横渡，水流速度是3m/s，船在静水中的航速是4m/s。现欲使小船以最短时间渡过河去，则应使船头方向_________河岸（填“垂直”或“不垂直”）行驶，过河时间为_________s，过河距离为_________m。三．计算题(22分)16、（12分）(本题9分)如图所示的蹦极运动是一种非常刺激的娱乐项目．为了研究蹦极过程，做以下简化：将游客视为质点，他的运动沿竖直方向，忽略弹性绳的质量和空气阻力．如图所示，某次蹦极时，游客从蹦极平台由静止开始下落，到P点时弹性绳恰好伸直，游客继续向下运动，能到达的最低位置为Q点，整个过程中弹性绳始终在弹性限度内，且游客从蹦极平台第一次下落到Q点的过程中，机械能损失可忽略．弹性绳的弹力大小可以用来计算，其中k为常量，为弹性绳的伸长量．（1）弹性绳的原长为l0，弹性绳对游客的弹力为F，游客相对蹦极平台的位移为x，取竖直向下为正方向，请在如图中画出F随x变化的示意图．（2）借助F﹣x图象可以确定弹力做功的规律，在此基础上，推导当游客位移为x（x＞l0）时，弹性绳弹性势能EP的表达式；（3）按照安全标准，该弹性绳允许的最大拉力Fm＝4.3×103N，游客下落至最低点与地面的距离d≥3m．已知l0＝10m，k＝100N/m，蹦极平台与地面间的距离D＝55m．取重力加速度g＝10m/s2，试通过计算说明：总质量M＝160kg的游客能否被允许使用该蹦极设施．17、（10分）(本题9分)如图，真空中xOy平面直角坐标系上的ABC三点构成等边三角形，边长L=1.0m．若将电荷量均为q=+1.0×10-6C的两点电荷分别固定在A、B点，已知静电力常量k=9.0×109N·m1/C1．求：（1）两点电荷间的库仑力大小；（1）C点的电场强度的大小和方向．

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、B【答案解析】

做匀速圆周运动的物体，线速度的大小不变，但方向时刻变化；角速度不变，周期和转速没有方向，也不变。A.角速度不变，不符合题意，A错误。B.线速度，时刻变化，符合题意，B正确。C.周期不变，不符合题意，C错误。D.转速不变，不符合题意，D错误。2、B【答案解析】根据万有引力提供向心力得：GMmr2＝m4π2rT2，解得：r＝3GMT24π2，因为TA：TB=22：1，所以rA：rB=2：1，故A错误；根据GMmr2＝点睛：解决本题的关键掌握万有引力提供向心力这一理论，知道线速度、角速度、加速度、周期与轨道半径的关系．3、C【答案解析】

A、卫星绕地球做椭圆运动，类似于行星绕太阳运转，根据开普勒第二定律：行星与太阳的连线在相等时间内扫过的面积相等，则知卫星与地球的连线在相等时间内扫过的面积相等，所以卫星在距离地球最近的A点速度最大，在距离地球最远的C点速度最小，卫星在B、D两点的速度大小相等；故A错误；B、在椭圆的各个点上都是引力产生加速度，因A点的距离最小，则A点的加速度最大，故B错误.C、根据椭圆运动的对称性可知，则，故C正确.D、椭圆上近地点A附近速度较大，远地点C附近速度最小，则，；故D错误.故选C.4、A【答案解析】A、地球的同步卫星绕地球做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，则有：GMmr2=ma0,解得地球质量M=a0r2G，故选A正确。B、地球赤道上的物体随地球自转时有：【答案点睛】解决本题的关键知道同步卫星的特点，知道卫星由万有引力提供向心力，特别注意在地球上随地球一起自转的物体，不是万有引力提供向心力。5、A【答案解析】

A项：小球在竖直光滑圆轨道内做圆周运动，只有重力做功，故小球的机械能守恒，故A正确；B项：跳伞运动员打开降落伞在竖直方向向下做匀速直线运动过程中阻力做功，机械能不守恒，故B错误；C项：转轮始终不停地匀速转动，乘客做匀速圆周运动，所以除了重力做功以外还有其他力做功，C错误；D项：电场力对小球做功，所以小球机械能不守恒，故D错误。【答案点睛】物体机械能守恒的条件是只有重力或者是弹力做功，根据机械能守恒的条件逐个分析物体的受力的情况，即可判断物体是否是机械能守恒。6、C【答案解析】

A.在小球从圆弧槽上下滑过程中，刚开始小球和圆弧槽竖直方向的总动量为零，小球向下运动过程中做曲线运动有竖直向下的分速度，因此小球有竖直向下的动量，而圆弧槽竖直方向动量一直为零，因此小球和圆弧槽竖直方向动量不守恒，故小球和槽组成的系统动量不守恒，故A错误；B.在小球从圆弧槽上下滑运动过程中，由于水平方向动量守恒，槽向左运动，有动能，小球的机械能一部分转移给槽，所以小球的机械能不守恒C.在小球压缩弹簧的过程中，只能弹簧的弹力做功，所以小球与弹簧组成的系统机械能守恒，故C正确。D.在小球从圆弧槽上下滑运动过程中，由于水平方向动量守恒，水平方向系统的总动量为0，两者质量相等，所以两者分开时，速度的大小相等，方向相反；在小球压缩弹簧的过程中，小球与弹簧组成的系统机械能守恒，所以小球离开弹簧后的速度与槽的速度大小相等，所以小球离开弹簧后不能追上圆弧槽，故D错误。7、CD【答案解析】

A.由于物体相对飞船静止，也即物体做圆周运动，所以合力提供了向心力，故受力不平衡，故A错；BC．由于飞船绕地球做圆周运动，所以解得故B错，C正确；D．物体受到的重力提供了做圆周运动的向心力，所以处于完全失重状态，所以弹簧的弹力等于零，故D正确。故选CD。8、AC【答案解析】AC、因物体的加速度为g，故说明物体不受阻力作用，只受重力作用，物体的机械能守恒，故A、C错误；B、由动能定理可得动能的改变量，所以物体的动能增加mgh，故B正确；D、重力做功，所以物体的重力势能减少mgh，故D正确；说法错误的是故选AC．【答案点睛】因物体的加速度为g，故说明物体不受阻力作用，只受重力作用，物体的机械能守恒，由动能定理可得物体的动能变化量．9、AB【答案解析】A、由图乙可知，当弹簧压缩量为时，有，则，故选项A正确；B、在小球下落的过程中，小球克服弹力做的功即为乙图中三角形的面积大小，即，对小球由动能定理得：，可得小球的最大动能，选项B正确；C、由于小球刚落到弹簧上端时速度不是零，故可知当弹簧的压缩量为时小球的速度还不是零，小球继续向下运动，当小球速度为零时，弹簧的最大压缩量将大于，故选项C错误；D、由上面分析可知，小球的最大压缩量将大于，则小球受到弹力的最大值大于，可知小球的最大加速度，选项D错误．点睛：解决本题的关键知道小球在整个过程中的运动情况，结合图象，综合牛顿第二定律进行分析求解．10、AB【答案解析】

根据万有引力提供圆周运动向心力有有：A、线速度，可知轨道半径小的线速度大，故A正确；B、向心加速度知，轨道半径小的向心加速度大，故B正确；C、c加速前万有引力等于圆周运动向心力，加速后所需向心力增加，而引力没有增加，故C卫星将做离心运动，故不能追上同一轨道的卫星b，所以C错误；D、a卫星由于阻力，轨道半径缓慢减小，根据可知其线速度将增大，但由于克服阻力做功，机械能减小。故D错误。故选：AB。11、BCD【答案解析】

A．天平的测量原理是等臂杠杆，故太空城内的居民可以运用天平准确测出质量，故A错误；B．太空城内物体做匀速圆周运动，向心力指向圆心，故其所受的“重力”一定通过垂直中心轴截面的圆心且向外，故B正确；C．太空城内物体做匀速圆周运动，人随太空城自转所需的向心力由人造陆地对人的支持力提供，故C正确；D．等效重力等于向心力，故故太空城绕自己的中心轴转动的角速度越大，太空城的居民受到的“重力”越大，故D正确。12、AB【答案解析】从地球发射一颗科学探测卫星围绕沃尔夫1061c表面运行，发射的速度应大于第三宇宙速度，A正确；已知地球的质量，可以得知沃尔夫1061c的质量，根据可以求出沃尔夫1061c的半径，B正确；沃尔夫1061c和地球围绕的中心天体不同，不能根据开普勒第三定律求解轨道半径的三次方，可知公转半径的三次方之比不等于，C错误；根据可得，与卫星的密度无关，D错误．二．填空题(每小题6分，共18分)13、Q=【答案解析】

滑块在滑动过程中，要克服摩擦力做功，其机械能不断减少；又因为滑块所受摩擦力小于滑块沿斜面方向的重力分力，所以最终会停在斜面底端，取斜面底边所在的水平面为零势能面，根据能量守恒定律，滑块的机械能全部转化为内能：Q=1点晴：由题意：滑块所受摩擦力小于重力沿斜面向下的分力，滑块与挡板碰撞后向上运动的过程中，不能停在最高点，又向下滑动，滑块的机械能不断减小，最终滑块停在斜面底部，根据能量守恒求解．14、1636