2023学年湖北十堰市物理高一第二学期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：（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、(本题9分)下面说法中正确的有()A．第一宇宙速度是人造地球卫星绕地球飞行的最小速度B．经典力学只适用于高速运动和宏观世界C．海王星是人们依据万有引力定律计算的轨道而发现的D．牛顿在《自然哲学的数学原理》中发表了万有引力定律并给出了引力常量的值2、(本题9分)质量为1kg可视为质点的小球自由下落．不计空气阻力，则在其下落的第2s末重力的瞬时功率为A．10W B．20W C．100W D．200W3、(本题9分)“嫦娥一号”和“嫦娥二号”月球探测卫星的圆形绕月轨道距月球表面分别约为200km和100km.当它们在绕月轨道上运行时,两者相比,“嫦娥二号”的()A．周期较小 B．线速度较小C．角速度较小 D．向心加速度较小4、取水平地面为重力势能零点。一物块从某一高度水平抛出，在抛出点其动能恰好是重力势能的3倍。不计空气阻力，该物块落地时的速度方向与水平方向的夹角为（）A． B． C． D．5、(本题9分)将卫星发射至近地圆轨道1，然后再次点火，将卫星送入同步轨道1．轨道1、2相切于Q点，2、1相切于P点，M、N为椭圆轨道短半轴的端点，则当卫星分别在1、2、1轨道上正常运行时（如图所示），以下说法正确的是（）A．在三条轨道中周期从大到小的顺序是1轨道、1轨道、2轨道B．在三条轨道中速率最大的时刻为经过2轨道的Q点，速率最小的时刻为经过2轨道上P点C．卫星在轨道1上经过Q点时的加速度大于它在轨道2上经过Q点时的加速度D．卫星在轨道2上从M—P—N运动所需的时间等于从N—Q—M的时间6、有A、B两段电阻丝，材料相同，长度也相同，它们的横截面的直径之比为dA∶dB＝1∶2，把它们串联在电路中，则下列说法正确的是A．它们的电阻之比RA∶RB＝8∶1B．通过它们的电流之比IA∶IB＝4∶1C．两段电阻丝中的电场强度之比EA∶EB＝1∶4D．电子在两段中定向移动速度之比vA∶vB＝4∶17、(本题9分)如图所示，纵坐标表示两个分子间引力和斥力的大小，横坐标表示两个分子间的距离，图中两条曲线分别表示两分子间引力、斥力的大小随分子间距离的变化关系，e为两曲线的交点，则下列说法中正确的是（）A．ab为引力曲线，cd为斥力曲线，e点横坐标的数量级为mB．ab为斥力曲线，cd为引力曲线，e点横坐标的数量级为mC．若两个分子间距离小于e点的横坐标，则分子间作用力表现为斥力D．若两个分子间距离小于e点的横坐标时，分子力随两个分子间距离增大而增大8、(本题9分)如图甲所示，光滑水平面上停放着一辆表面粗糙的平板车，质量为，与平板车上表面等高的平台上有一质量为的滑块以水平初速度向着平板车滑来，从滑块刚滑上平板车开始计时，之后它们的速度随时间变化的图象如图乙所示，是滑块在车上运动的时间，以下说法中正确的是（）A．滑块与平板车最终滑离B．滑块与增板车的质量之比2:3C．滑块与平板车表面的动摩擦因数为μ=D．平板车上表面的长度为59、(本题9分)如图所示，甲、乙两个高度相同的光滑固定斜面，倾角分别为α1和α1，且α1＜α1．质量为m的物体（可视为质点）分别从这两个斜面的顶端由静止沿斜面滑到底端，关于物体两次下滑的全过程，下列说法中正确的是（）A．重力所做的功相同B．重力的平均功率相同C．滑到底端重力的瞬时功率相同D．动能的变化量相同10、(本题9分)如图所示，小球原来紧压在竖直放置的轻弹簧的上端，撤去外力后弹簧将小球竖直弹离弹簧，在这个弹离的过程中，不计空气阻力（）A．小球的动能和重力势能发生了变化，但机械能保持不变B．小球增加的动能和重力势能，等于弹簧减少的弹性势能C．小球克服重力所做的功有可能小于弹簧弹力所做的功D．小球的最大动能等于弹簧的最大弹性势能11、(本题9分)如图所示，质量分别为m和2m的A、B两个木块间用轻弹簧相连，放在光滑水平面上，A靠紧竖直墙．用水平力F将B向左压，使弹簧被压缩一定长度，静止后弹簧储存的弹性势能为E．这时突然撤去F，关于A、B和弹簧组成的系统，下列说法中正确的是()A．撤去F后，系统动量守恒，机械能守恒B．撤去F后，A离开竖直墙前，系统动量不守恒，机械能守恒C．撤去F后，A离开竖直墙后，弹簧的弹性势能最大值为E/4D．撤去F后，A离开竖直墙后，弹簧的弹性势能最大值为E/312、(本题9分)如图所示，水平桌面上的轻质弹簧一端固定，另一端与小物块相连.弹簧处于自然长度时物块位于O点(图中未标出).现用水平向右的力缓慢地将物块从O点拉至A点，拉力做的功为W.撤去拉力后让物块由静止向左运动，经O点到达B点时速度为零.已知物块的质量为m，AB=b，物块与桌面间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g.则上述过程中A．经O点时，物块的动能最大B．物块动能最大时，弹簧的弹性势能为零C．物块在A点时，弹簧的弹性势能小于()D．物块在B点时，弹簧的弹性势能小于()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)某中学实验小组采用如图1所示的装置探究功与速度的关系，小车在橡皮筋的作用下弹出后，沿木板滑行．打点计时器工作频率为50Hz.(1)实验中木板略微倾斜，这样做________；A．是为了使释放小车后，小车能匀加速下滑B．是为了增大小车下滑的加速度C．可使得橡皮筋做的功等于合外力对小车做的功D．可使得橡皮筋松弛后小车做匀速运动(2)实验中先后用同样的橡皮筋1条、2条、3条，，并起来挂在小车的前端进行多次实验，每次都要把小车拉到同-位置再释放小车，把第1次只挂1条橡皮筋对小车做的功记为W，第2次挂2条橡皮筋时橡皮筋对小车做的功为2W，......；橡皮筋对小车做功后而获得的速度可由打点计时器打出的纸带测出，根据第4次实验的纸带(如图2所示，图2中的点皆为计时点)求得小车获得的速度为________m/s(保留三位有效数字)．14、（10分）(本题9分)某学习兴趣小组的同学为了验证动量守恒定律，分别用如下图的三种实验实验装置进行实验探究，图中斜槽末端均水平．(1)用图甲和图乙所示装置进行实验时，若入射小球质量为m1，半径为r1；被碰小球质量为m2，半径为r2，则_________A．B．C．D．(2)用图甲所示装置进行实验，入射小球与被碰小球均为弹性小球，第一次实验小球的落点位置如图用所标示的字母所示，第二次实验将两小球的质量改为相等，则碰撞后入射小球的位置位于_________，被碰小球位置位于___________．(3)在用图乙所示装置进行实验时(P为碰前入射小球落点的平均位置)，设入射小球的质量为m1，被碰小球的质量为m2，所得“验证动量守恒定律”的结论为(用装置图中的字母表示)____________．(4)用如图丙所示装置验证动量守恒定律，用轻质细线将小球1悬挂于0点，使小球1的球心到悬点0的距离为L，被碰小球2放在光滑的水平桌面上的B点.将小球1从右方的A点(OA与竖直方向的夹角为α)由静止释放，摆到最低点时恰与小球2发生正碰，碰撞后，小球1继续向左运动到C点，小球2落到水平地面上到桌面边缘水平距离为x的D点．实验中已经测得上述物理量中的a、L、x，为了验证两球碰撞过程动量守恒，已知小球1的质量m1，小球2的质量m2，还应该测量的物理量有____________．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）如图，一内壁光滑、质量为m1＝0.1kg、半径为R＝0.1m的环形细圆管，固定在一个质量为M＝0.5kg的长方体基座上。一质量为m2＝0.2kg的小球（可看成质点）在管内做完整的圆周运动，长方体与地面不粘连，且始终相对地面静止。重力加速度记为g＝10m/s2，求：（1）当小球以速率v1=m/s经过最低点时，地面对长方体的支持力大小；（2）当小球经过最高点时，若长方体对面的压力恰好为零，此时小球的速率v2为多大？16、（12分）(本题9分)如图所示，质量为2kg的物体在竖直平面内高h=1m的光滑弧形轨道A点，以初速度=4m/s沿轨道下滑，并进入水平轨道BC．BC=1.8m，物体在BC段所受到的阻力为8N。(g=10m/s²)。求：(1)物体刚下滑到B点时的速度大小；(2)物体通过BC时在C点的动能；(3)物体上升到另一光滑弧形轨道CD后，又滑回BC轨道，最后停止在离B点多远的位置。17、（12分）(本题9分)高铁列车上有很多制动装置．在每节车厢上装有制动风翼，当风翼完全打开时，可使列车产生a1=0.5m/s2的平均制动加速度．同时，列车上还有电磁制动系统、空气制动系统、摩擦制动系统等．单独启动电磁制动系统，可使列车产生a2（1）若不再开启其他制动系统，从开始制动到停车，高铁列车行驶的距离是多少？（2）若制动风翼完全打开时，距离前车只有2km

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、C【答案解析】第一宇宙速度是人造地球卫星绕地球飞行的最大速度，是发射人造卫星的最小速度，选项A错误；经典力学只适用于低速运动和宏观世界，选项B错误；海王星是人们依据万有引力定律计算的轨道而发现的，选项C正确；牛顿在《自然哲学的数学原理》中发表了万有引力定律，卡文迪许测出了引力常量的值，选项D错误；故选C.2、D【答案解析】

根据自由落体运动规律可得第2s末物体速度为，重力的瞬时功率，D正确ABC错误3、A【答案解析】试题分析：由万有引力充当向心力知；解得：，距月球表面越近，周期越小，故A项正确；，距月球表面越近，线速度越大，故B项错误；，距月球表面越近，角速度越大，故C错误；，距月球表面越近，向心加速度越大，故D错误．故选A．考点：万有引力定律的应用【名师点睛】本题关键抓住万有引力提供向心力，列得，然后求解出线速度、角速度、周期和向心力的表达式，再进行讨论．4、A【答案解析】

根据机械能守恒定律以及已知条件：抛出时动能恰好是重力势能的3倍，分别列式即可求出落地时速度与水平速度的关系，从而求出物块落地时的速度方向与水平方向的夹角；【题目详解】设抛出时物体的初速度为，高度为h，物块落地时的速度大小为v，方向与水平方向的夹角为，根据机械能守恒定律得：据题有：联立解得：则，可得：，故选项A正确，BCD错误。【答案点睛】解决本题的关键会熟练运用机械能守恒定律处理平抛运动，并要掌握平抛运动的研究方法：运动的分解。5、B【答案解析】

A、由开普勒第三定律，则半径（半长轴）大的周期大，轨道1半径比轨道2半长轴大，轨道2半长轴大于轨道1，所以卫星在轨道1上的周期大于轨道2的周期大于在轨道1上的周期，故A错误.B、从轨道1到轨道2，卫星在Q点是做逐渐远离圆心的运动，要实现这个运动必须使卫星所需向心力大于万有引力，所以应给卫星加速，增加所需的向心力．所以在轨道2上Q点的速度大于轨道1上Q点的速度．在轨道2上P点的速度小于轨道1上P点的速度，根据得卫星在轨道1上线速度小于卫星在轨道1上线速度，所以在轨道2上P点的速度小于卫星在轨道1上线速度，故B正确；C、卫星运行时只受万有引力，加速度，所以卫星在轨道2上经过P点时的加速度等于它在轨道1上经过P点时的加速度，C错误；D、近地点速度大，远地点速度小，则在轨道2上从M-P-N运动所需的时间小于从N-Q-M的时间，则D错误.故选B.【答案点睛】本题关键抓住万有引力提供向心力，先列式求解出线速度和角速度的表达式，再进行讨论．知道知道卫星变轨的原理，卫星通过加速或减速来改变所需向心力实现轨道的变换．6、D【答案解析】

A．根据电阻定律，有RA：RB=SB：SA=dB2：dA2=4：1故A错误。B．它们串联在电路中，电流相等，IA：IB=1：1，故B错误。C．根据U=IR，电流相同，UA：UB=RA：RB=4：1再由，d相同，EA：EB=UA：UB=4：1故C错误。D．电流的微观表达式I=nqSv，电流相同，nq相同，速度和S成反比有：vA：vB=SB：SA=4：1故D正确。7、AC【答案解析】

在F−r图象中，随着距离的增大斥力比引力变化的快，当分子间的距离等于分子直径数量级时，引力等于斥力。【题目详解】AB.在F−r图象中，随着距离的增大斥力比引力变化的快，所以ab为引力曲线，cd为斥力曲线，当分子间的距离等于分子直径数量级10-10m时，引力等于斥力，A正确B错误；C.若两个分子间距离小于e点的横坐标，则分子间作用力表现为斥力，C正确；D.若两个分子间距离小于于e点的横坐标时，随着两个分子间距离越来越大，分子力越来越小，D错误。8、AC【答案解析】由图象可知，滑块运动到平板车最右端时，速度大于平板车的速度，所以滑块将做平抛运动离开平板车，故A正确；根据图线知，滑块的加速度大小a1=v0-23v0t0=v03t0．小车的加速度大小a2=v03t0，知铁块与小车的加速度之比为1：1，根据牛顿第二定律得，滑块的加速度大小为：a1=fm，小车的加速度大小为：a2=fM，则滑块与小车的质量之比m：M=1：1．故B错误。滑块的加速度a1=fm点睛：解决本题的关键是通过v-t图像理清小车和铁块的运动情况，知道图像的斜率等于加速度，“面积”等于位移，结合牛顿第二定律和运动学公式进行求解。9、AD【答案解析】试题分析：重力做功只与始末位置有关，根据公式WG=mgh确定重力做功情况．斜面光滑，物体下滑的过程中，机械能守恒，由机械能守恒定律分析物体滑到斜面底端时速度大小关系，由重力的平均功率公式=mgsinα•分析重力的平均功率关系．由重力的瞬时功率公式P=mgsinα•v分析重力的瞬时功率关系．解：A、两个物体下滑的高度相等，由公式WG=mgh知重力所做的功相同，故A正确．BD、斜面光滑，物体下滑的过程中，只有重力做功，由机械能守恒定律得：mgh=，得v=，可知两个物体滑到斜面底端时速度大小相等．重力的平均功率为=mgsinα•=mgsinα•，由于α1＜α1．则知重力的平均功率不同，而动能的变化量等于mgh，可知动能的变化量相同．故B错误，D正确．C、滑到底端重力的瞬时功率公式为P=mgsinα•v，m、v相等，而α1＜α1．则重力的瞬时功率不同．故C错误．故选：AD【点评】本题主要机械能守恒定律和功能关系．关键要根据物理规律列出等式表示出需要比较的物理量表达式，要注意平均功率也可以根据公式=比较．10、BC【答案解析】

在上升的过程中，弹簧弹力对小球做正功，小球的机械能增加，所以A错误．对于小球和弹簧组成的系统来说，整个系统只有重力和弹簧的弹力做功，系统的机械能守恒，弹簧减少的弹性势能都转化成了小球的动能和重力势能，所以B正确．当到达最高点，速度为零时，弹簧的弹性势能全部转化为重力势能，此时小球克服重力所做的功等于弹簧弹力所做的功，若速度不为零时，则小球克服重力所做的功小于弹簧弹力所做的功，所以C正确．小球刚松手时弹性势能最大，设为A，小球的弹力和重力相等时动能最大，设为B，从A到B由功能原理可知，因此小球的最大动能小于最大弹性势能，D错误．11、BD【答案解析】A、B项：撤去F后，A离开竖直墙前，竖直方向两物体的重力与水平面的支持力平衡，合力为零，而墙对A有向右的弹力，使系统的动量不守恒．这个过程中，只有弹簧的弹力对B做功，系统的机械能守恒．A离开竖直墙后，系统水平方向不受外力，竖直方向外力平衡，则系统的动量守恒，只有弹簧的弹力做功，机械能也守恒．故A错误，B正确；C、D项：撤去F后，A离开竖直墙后，当两物体速度相同时，弹簧伸长最长或压缩最短，弹性势能最大．设两物体相同速度为v，A离开墙时，B的速度为v1．根据动量守恒和机械能守恒得2mv1=3mv，又联立得到，弹簧的弹性势能最大值为，故C错误，D正确．点晴：本题考查动量守恒和机械能守恒的判断和应用能力．动量是否守恒要看研究的过程，要细化过程分析，不能笼统．12、CD【答案解析】

AB、物体从A到O的过程中，弹簧的弹力先大于滑动摩擦力，后小于滑动摩擦力，物体先加速后减速，在弹簧的弹力与滑动摩擦力大小相等、方向相反的位置速度最大，此时弹簧处于伸长状态，弹性势能不为零，该位置应在O点的右侧，故A、B错误．C、如果没有摩擦力，则O点应该在AB中间，由于有摩擦力，物体从A到B过程中机械能损失，故无法到达没有摩擦力情况下的B点，也即O点靠近B点．故，此过程物体克服摩擦力做功大于，所以物块在A点时，弹簧的弹性势能小于，故C正确．D、由A分析得物块从开始运动到最终停在B点，路程大于，故整个过程物体克服阻力做功大于，故物块在B点时，弹簧的弹性势能小于，故D正确．故选CD．【答案点睛】到达B点时速度为0，但加速度不一定是零，即不一定合力为0，这是此题的不确定处．弹簧作阻尼振动，如果接触面摩擦系数μ很小，则动能为最大时时弹簧伸长量较小（此时弹力等于摩擦力μmg），而弹簧振幅变化将很小，B点弹簧伸长大于动能最大点；如果μ较大，则动能最大时，弹簧伸长量较大，（因弹力等于摩擦力，μ较大，摩擦力也较大，同一个弹簧，则需要较大伸长量，弹力才可能与摩擦力平衡），而此时振幅变化很大，即振幅将变小，则物块将可能在离O点很近处，就处于静止（速度为0，加速度也为0），此时B点伸长量可能小于动能最大时伸长量，B点势能可能小于动能最大处势能．至于物块在A点或B点时弹簧的弹性势能，由功能关系和动能定理分析讨论即可．二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、（1）CD（2）2.00【答案解析】(1)使木板倾斜，小车受到的摩擦力与小车所受重力的分量大小相等，在不施加拉力时，小车在斜面上受到的合力为零，小车可以在斜面上静止或做匀速直线运动；小车与橡皮筋连接后，小车所受到的合力等于橡皮筋的拉力，橡皮筋对小车做的功等于合外力对小车做的功，故AB错误，CD正确；故选CD.(2)各点之间的距离相等的时候小车做直线运动，由图可知，两个相邻的点之间的距离是4.00cm时做匀速直线运动，t=1/f=1/50=0.02s，利用公式：v=x/t可得：v=0.04/0.02=2.00m/s.点睛：根据实验原理橡皮筋做的功等于小车增加的动能，要消除摩擦力带了的影响．分析答题；根据纸袋上的数据可以判定，各点之间的距离相等的时候小车做直线运动，利用公式：v＝x/t可得出结论．14、C；斜槽末端P点；；桌面高度h；OC与竖直方向的夹角；【答案解析】(1)为保证两球发生对心正碰，两球的半径应相等，为防止碰撞后入射球反弹，入射球的质量应大于被碰球的质量，故选C；(2)用图甲所示装置进行实验，入射小球与被碰小球均为弹性小球，第一次实验小球的落点位置如图用所标示的字母所示，第二次实验将两小球的质量改为相等，则碰撞后入射小球的位置位于斜槽末端，被碰小球位置位于P点；(3)小球离开轨道后做平抛运动，由得小球做平抛运动的时间，由于小球做平抛运动时抛出点的高度h相同，则它们在空中的运动时间t相等,验证碰撞中的动量守恒，需要验证：，则有，由图乙所示可知,需要验证：，