四川省眉山市彭山区一中2023学年物理高一第二学期期末学业水平测试试题（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、如图所示，用水平力F拉着重为100N的物体，在水平地面上向左匀速移动了5m，物体所受地面的摩擦力大小为20N，则A．重力做的功是500JB．拉力做的功为100JC．拉力大小为120ND．拉力大小为100N2、(本题9分)一颗运行中的人造地球卫星，到地心的距离为r时，所受万有引力为F；到地心的距离为r时，所受万有引力为（）A．FB．2FC．3FD．4F3、(本题9分)如图所示，甲是我国暗物质粒子探测卫星“悟空”，运行轨道高度为500km,乙是地球同步卫星．关于甲、乙两卫星的运动,下列说法中正确的是A．卫星乙的周期可能是20hB．卫星乙可能在泸州正上空C．卫星甲的周期大于卫星乙的周期D．卫星甲的角速度大于卫星乙的角速度4、(本题9分)2019年4月20日，我国成功发射了第44颗北斗导航卫星．该卫星是倾斜地球同步轨道卫星，它的轨道平面与地球赤道平面有一定的夹角，离地面的高度和处于赤道平面内的地球同步轨道卫星相等．仅考虑卫星与地球间的作用，下列说法正确的是A．该卫星的角速度与地球同步轨道卫星的角速度一样大B．该卫星的环绕速度介于7.9km/s和11.2km/s之间C．该卫星的周期大于地球同步轨道卫星的周期D．该卫星可以始终处在地面某点的正上方5、(本题9分)假设月球半径为，月球表面的重力加速度为．如图所示，“嫦娥三号”飞船沿距月球表面高度为3的圆形轨道Ⅰ运动，到达轨道的点，点火变轨进入椭圆轨道Ⅱ，到达轨道Ⅱ的近月点再次点火进入近月轨道Ⅲ绕月球做圆周运动．下列判断正确的是A．飞船在Ⅱ轨道上由点运动到点的过程中，动能减小B．飞船在点点火变轨前后相比较，变轨后动能减小C．飞船在轨道Ⅲ跟轨道Ⅰ的线速度大小之比为1:2D．飞船在轨道Ⅱ绕月球运动一周所需的时间为6、(本题9分)如图所示,细绳跨过定滑轮悬挂两物体M和m,且M>m,不计摩擦,系统由静止开始运动过程中()A．M、m各自的机械能分别守恒B．M减少的机械能等于m增加的机械能C．M减少的重力势能等于m增加的重力势能D．M和m组成的系统机械能守恒7、(本题9分)航空母舰可提供飞机起降，一飞机在航空母舰的水平甲板上着陆可简化为如图所示模型，飞机钩住阻拦索减速并沿甲板滑行过程中A．阻拦索对飞机做正功，飞机动能增加B．阻拦索对飞机做负功，飞机动能减小C．空气及摩擦阻力对飞机做正功，飞机机械能增加D．空气及摩擦阻力对飞机做负功，飞机机械能减少8、(本题9分)如图所示，一个质量为M的物体在与水平方向成θ角的拉力F的作用下匀速前进．在时间为t的过程中，说法正确的是（）A．拉力对物体的冲量为FtcosθB．摩擦力对物体的冲量为FtcosθC．重力对物体的冲量为零D．合力对物体的冲量为零9、(本题9分)一人从高h处以初速度v1．水平拋出一个质量为m的物体，以抛出点为重力势能的零点，不计空气阻力，下列说法正确的是A．人对小球做的功为mv12B．小球落地时的机械能为mv12C．小球落地时重力的瞬时功率为mD．小球落地时的重力势能为110、(本题9分)皮带轮的大轮、小轮的半径不一样，它们的边缘有两个点A、B，如图所示，皮带轮正常运转不打滑时，下列说法正确的是（）A．A、B两点的线速度大小相等B．A点的角速度小于B点的角速度C．A、B两点的向心加速度大小相等D．大轮和小轮的周期相同11、(本题9分)如图所示，一个内壁光滑的圆锥筒的轴线垂直于水平面，圆锥筒固定不动，有两个质量相同的小球A和B紧贴着内壁分别在图中所示的水平面内做匀速圆周运动，则下列说法不正确的是()A．球A的线速度必定大于球B的线速度B．球A的角速度必定等于球B的角速度C．球A的运动周期必定小于球B的运动周期D．球A对筒壁的压力必定大于球B对筒壁的压力12、(本题9分)一质量为2kg的物体静止于光滑水平面上。从t=0时开始，第1秒内受到3N的水平外力作用，第2秒内受到同方向的1N的外力作用。下列说法正确的是()A．第1秒末物体的速度为1.5m/sB．第2秒末物体的动能为6JC．第2秒内外力冲量为2N·sD．2秒内物体动量的增量为4kg·m/s二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、（6分）某同学利用如图所示装置验证机械能守恒定律，将打点计时器固定在铁架台上，用重物带动纸带从静止开始自由下落。（1）实验装置中有一处明显的错误是：___________________（2）上图为一条符合实验要求的纸带，O点为打点计时器打下的第一个点，O点与第2点的距离约为2mm，分别测出若干连续点A、B、C…与O点之间的距离hA、hB、hC….①两点间的时间间隔为T，重力加速度为g，|ΔEp|表示O点至C点过程重物重力势能减少量，ΔEk表示O点至C点过程重物动能的增加量，实验中计算C点的速度，甲同学用来计算，可以推断|ΔEp|_____ΔEk(填“>”或“=”或“<”)；乙同学用来计算，可以推断|ΔEp|_____ΔEk(填“>”或“=”或“<”)。其中_______同学的计算方法更符合实验要求。②本次实验中，已知打点计时器所用电源的频率为50Hz，查得当地重力加速度g＝9.80m/s2，测得所用的重物质量为1kg，则从O点到C点的过程重力势能的减小量|ΔEp|=___________J，重物动能增加量ΔEk=_____________J(结果均保留三位有效数字)。14、（10分）用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律。实验所用的电源为学生电源，输出电压为6V的交流电和直流电两种。重锤从高处由静止开始落下，重锤上拖着的纸带通过打点计时器打出一系列的点，对纸带上的点的痕迹进行测量，即可验证机械能守恒定律。（1）下面列举了该实验的几个操作步骤：A．按照图示的装置安装器件；B．将打点计时器接到电源的直流输出端上；C．用天平测量出重锤的质量；D．释放悬挂纸带的夹子，同时接通电源开关打出一条纸带；E．测量打出的纸带上某些点之间的距离；F．根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能。指出其中没有必要进行的或者操作不恰当的步骤_______（填选项对应的字母）。（2）实验中得到一条纸带，如图所示。根据打出的纸带，选取纸带上打出的连续五个点A、B、C、D、E，测出A点距起始点O的距离为S0，点A、C间的距离为S1，点C、E间的距离为S2，使用交流电的频率为f，设重锤质量为m，则打点计时器打C点时重锤的动能为___________，打点计时器在打O点和C点的这段时间内重锤的重力势能的减少量为________。利用这个装置也可以测量重锤下落的加速度a的数值。则根据这些条件计算重锤下落的加速度a的表达式为：a＝_____________。（3）在验证机械能守恒定律的实验中发现，重锤减小的重力势能总是______（填“大于”或“小于”）重锤动能的增加，其原因主要是因为_____________。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)2019年3月31日，“天链二号01星”在西昌卫星发射中心成功发射。这是我国第二代地球同步轨道数据中继星的首发星，使我国数据中继卫星系统能力大幅提升。“01星”运行于地球同步静止轨道上，其运行周期等于地球自转周期T。已知地球半径为R，地球表面重力加速度g。将卫星绕地球的运动看作匀速圆周运动，求：（1）“01星”运行轨道离地面的高度；（2）“01星”运行速度的大小16、（12分）光滑水平面上有一直角坐标系xoy，一质量为2kg的小物体位于坐标原点处。t=0时刻给物体施加一大小为10N、方向沿x轴正向的恒力F1作用，t1=2s时撤去此力，同时给物体施加一大小为5N、方向沿y轴正向的恒力F2作用。在t2=6s时刻，求：（1)物体的位置坐标；（2）物体的速度大小及方向。（结果保留两位有效数字）17、（12分）(本题9分)“抛石机”是古代战争中常用的一种武器。如图为某学习小组设计的抛石机模型，直杆可绕水平轴O转动，其长臂的长度L=2m，开始时处于静止状态，与水平面间的夹角α=37°；将质量为m=10.0kg的石块装在长臂末端的口袋中，对短臂施力，当长臂转到竖直位置时被卡住立即停止转动，石块在最高点被水平抛出。已知石块落地位置与抛出位置间的水平距离为12m，不计空气阻力，取g=9.8m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.80。求：（1）石块水平飞出时速度的大小（2）抛石机对石块做的功

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、B【答案解析】

A.物体在水平地面上向左匀速移动了5m，在重力方向上没有移动距离，所以重力对物体做的功为0J，故A错误。B.根据做功的公式：W=Fs代入数据得拉力做功为：W=20N×5m=100J故B正确；CD.物体做匀速运动，所以拉力：20NCD错误。2、D【答案解析】试题分析：由万有引力定律公式F=G，当距离为时，可知F′=4F，则D正确故选：D3、D【答案解析】

A、乙为同步卫星，其周期为24h，A错误；B、同步卫星的轨道只能在赤道上空，B错误；CD、，解得，可知轨道半径小的周期小，角速度大，C错误D正确．4、A【答案解析】

A．根据，由于离地面的高度和处于赤道平面内的地球同步轨道卫星相等，具有相等的轨道半径，所以该卫星的角速度与地球同步轨道卫星的角速度一样大，故A正确；B．第一宇宙速度是最大的环绕速度，所以该卫星的环绕速度一定小于7.9km/s，故B错误；C．根据，由于离地面的高度和处于赤道平面内的地球同步轨道卫星相等，具有相等的轨道半径，所以该卫星的周期等于地球同步轨道卫星的周期，故C错误；D．倾斜同步轨道卫星相对于地球非静止的，所以倾斜同步轨道卫星从地球上看是移动的，故该卫星不可能始终位于地球表面某个点的正上方，故D错误；5、B【答案解析】A.飞船在Ⅱ轨道上由A点运动到B点的过程中，万有引力做正功，动能增大，故A错误；B.飞船在A点处点火时，是通过向行进方向喷火，做减速运动，向心进入椭圆轨道，所以点火瞬间动能是减小的，故B正确；C.根据环绕速度公式∝，飞船在轨道Ⅲ跟轨道Ⅰ的轨道半径之比为1:4，故线速度之比为2:1，故C错误；D.在月球表面，重力等于万有引力，故：飞船在轨道Ⅰ绕月球运动，万有引力等于向心力，故：，=轨道Ⅱ的半长轴为2.5R，根据开普勒第三定律：联立解得：，故D错误．故选B6、B【答案解析】

A．M下落过程中，绳的拉力对M做负功，M的机械能减少；m上升过程中，绳的拉力对m做正功，m的机械能增加，故A错误；BD．对M、m组成的系统，机械能守恒，M减少的机械能等于m增加的机械能，故B正确，D正确；C．M减少的重力势能并没有全部用于m重力势能的增加，还有一部分转变成M、m的动能，故C错误．故选：BD【答案点睛】对于单个物体机械能不守恒，但两个物体系统中只有动能和势能相互转化，机械能守恒．根据功能关系和机械能守恒的意义进行分析．7、BD【答案解析】

AB．阻拦索对飞机的作用力向后，则对飞机做负功，飞机动能减小，选项A错误，B正确；CD．空气及摩擦阻力与飞机运动方向相反，则对飞机做负功，飞机机械能减少，选项D正确，C错误；故选BD.点睛：此题关键是知道对物体做正功，则物体的机械能增加；对物体做负功，或者克服阻力做功，机械能减小.8、BD【答案解析】

运动时间为t，则拉力的冲量为I1=Ft；故A错误；由于做匀速运动，阻力大小与F的水平分力相等，摩擦力大小为f=Fcosθ，摩擦力对物体的冲量的大小为I2=ft=Ftcosθ．故B正确；重力对物体的冲量为mgt，选项C错误；物体匀速运动，合外力为零，由动量定理知合外力对物体的冲量为零．故D正确；故选BD．【答案点睛】此题中各力都恒力，恒力的冲量公式I=Ft与物体的运动状态无关．9、AB【答案解析】

A.人对小球做的功等于小球得到的动能，为，选项A正确；B.小球抛出时的机械能为mv12，落地过程中机械能守恒，则小球落地时的机械能也为mv12，选项B正确；C.小球落地时的竖直速度,则落地时重力的瞬时功率为，选项C错误；D.小球落地时的重力势能为-mgh，选项D错误；故选AB.10、AB【答案解析】

两轮子靠传送带传动，轮子边缘上的点具有相同的线速度，故vA=vB，故A正确；根据公式v=ωr，v一定时，角速度与半径成反比，故A点的角速度小于B点的角速度。故B正确；根据a=ωv可知，A点的向心加速度小于B点的向心加速度，故C错误。根据T=2π【答案点睛】本题关键能分清同缘传动和同轴传动，还要能结合公式v=ωr、a=ωv列式求解，基础题目．11、BCD【答案解析】

以A为例对小球进行受力分析，可得支持力和重力的合力充当向心力，设圆锥桶的锥角为θ，所以FNmgtanA．球A的线速度必定大于球B的线速度，正确B．球A的角速度小于球B的角速度，错误C．球A的运动周期大于球B的运动周期，错误D．球A对筒壁的压力等于球B对筒壁的压力，错误12、AD【答案解析】A、根据牛顿第二定律a=Fm，知第1秒内的加速度为a1由速度公式知第1秒末物体的速度为v=aB、根据速度公式知第2秒末物体的速度为v=a1t+C、根据冲量的定义可知第2秒内外力冲量为I=Ft=1×1=1N⋅s，故C错；D、根据动量公式P=mv=2×2=4kgm/s，故D对；故选AD点睛：本题考查了动量、动能、冲量等公式以及对公式的熟练运用情况。二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、学生电源应接交流（或学生电源接在了直流）=>乙1.22J1.20J或1.21J【答案解析】

（1）[1]．打点计时器应接交流电源，不能接直流电源．（2）①[2]．甲同学用来计算，运用了hC及加速度g，直接认为重物做自由落体运动故机械能守恒，可以推断|△Ep|等于△Ek；[3][4]．丙同学用来计算，运用匀变速直线运动规律：中间时刻的瞬时速度等于平均速度，求出的vC是真实的，但在下落过程中，不可避免地存在阻力，故|△Ep|大于|△Ek|；其中乙同学的计算方法更符合实验要求。（3）[5]．本次实验中，从O点到C点的过程重力势能的减小量|ΔEp|=mghC=1×9.8×0.1240=1.22J[6]．打C点时的速度：重物动能增加量ΔEk=。14、BCDmg（S0+S1）大于重锤在下落过程中，会受到空气阻力作用，纸带与打点计时器间也会有摩擦阻力作用，阻力做负功。【答案解析】

(1)[1]打点计时器的工作电压均为交流电压，故B不恰当；本实验是通过比较动能增加量与重力势能的减少量是否相等，来验证机械能是否守恒，所以只要不要求计算两者的具体数值，可以不测量质量，故C没有必要；应该是先接通电源，后释放纸带，故D不恰当；故填BCD。(2)[2][3]据平均速度等于中间时刻的速度求出打C点时重锤的速度为重锤动能为重锤重力势能的减少量为：△Ep=mghOC=mg（S0+S1）[4]根据△x=aT2可得加速度为(3)[5][6]由于重锤在下落过程中，会受到空气阻力作用，纸带与打点计时器间也会有摩擦阻力作用，所以重锤