2022-2023学年福建闽侯第四中学物理高一第二学期期末学业质量监测模拟试题含解析

2022-2023学年高一下物理期末模拟试卷考生请注意：1．答题前请将考场、试室号、座位号、考生号、姓名写在试卷密封线内，不得在试卷上作任何标记。2．第一部分选择题每小题选出答案后，需将答案写在试卷指定的括号内，第二部分非选择题答案写在试卷题目指定的位置上。3．考生必须保证答题卡的整洁。考试结束后，请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)如图，轻绳的一端系在固定光滑斜面上的O点，另一端系一小球．给小球一个初速度使它在斜面上做完整的圆周运动，a、b分别为最低点和最高点，则小球A．重力的瞬时功率始终为零B．所受的向心力大小不变C．在b点的速度不可能为零D．在a点所受轻绳拉力一定大于小球重力2、如图所示的电场中，实线和虚线分别表示电场线和等势线。两电子分别从a、b两点运动到c点，设电场力对两电子做的功分别为Wa和Wb，a、c两点的电场强度大小分别为Ea和Ec，则A．Wa=Wb，Ea＜Ec B．Wa＞Wb，Ea=EbC．Wa=Wb，Ea＞Ec D．Wa＜Wb，Ea＞Ec3、(本题9分)质量为m的汽车在平直的路面上启动，启动过程的速度时间图象如图所示，其中OA段为直线，AB段为曲线，B点后为平行于横轴的直线．已知从时刻开始汽车的功率保持不变，整个运动过程中汽车所受阻力的大小恒为f，以下说法正确的是A．时间内，汽车牵引力的功率保持不变B．时间内，汽车的功率等于C．时间内，汽车的平均速率小于D．汽车运动的最大速率4、(本题9分)如图所示，较轻质OA长为1m，A端固定一个质量为5kg的小球，小球在竖直平面内做圆周运动，通过最高点时小球的速率为3m/s，g=l0m/s2，细杆受到A．5N的压力B．5N的拉力C．95N的压力D．95N的拉力5、(本题9分)如图，由、两块相互靠近的平行金属板组成的平行板电容器，极板与静电计的金属球相接，极板与静电计的外壳均接地．给电容器充电，静电计指针张开一定角度．实验过程中，电容器所带电荷不变．下面操作能使静电计指针张角变大的是（）A．将板向上平移B．将板沿水平向右方向靠近板C．在、之间插入有机玻璃板D．在、之间插入厚金属板，且不和、接触6、行星A、B都可看作质量分布均匀的球体，其质量之比为1∶2、半径之比为1∶2，则行星A、B的第一宇宙速度大小之比为A．2∶1 B．1∶2 C．1∶1 D．1∶47、(本题9分)有四颗地球卫星，还未发射，在赤道表面上随地球一起转动，是近地轨道卫星，是地球同步卫星，是高空探测卫星，它们均做匀速圆周运动，各卫星排列位置如图所示，则（）A．卫星的向心加速度等于重力加速度B．卫星的角速度最大C．卫星在1小时内转过的圆心角是D．卫星的运动周期有可能是30小时8、(本题9分)如图所示，小球甲从倾角θ=60°的斜面顶端以初速度2v0水平抛出的同时，让小球乙从斜面顶端以初速v0沿斜面滑下，经时间t小球甲落到斜面上，已知两小球质量相等，斜面光滑，则下列说法正确的是A．t时刻甲的动量大于乙B．0～t时间内重力对甲的冲量大于乙C．0～t时间内重力对甲做的功大于乙D．t时刻重力对甲做功的功率大于乙9、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10、(本题9分)如图所示，a为地面上的待发射卫星，b为近地圆轨道卫星，c为地球同步卫星．三颗卫星质量相同．三颗卫星的线速度分别为va，vb，vc，角速度分别为ωa，ωb，ωc，周期分别为Ta，Tb，Tc，向心力分别为Fa，Fb，Fc，则()A．ωa＝ωc<ωb B．Fa＝Fc<FbC．va＝vc<vb D．Ta＝Tc>Tb11、如图所示，圆弧形光滑轨道ABC固定在竖直平面内，O是圆心，OC竖直，水平。A点紧靠一足够长的平台MN，D点位于A点正上方，如果从D点无初速度释放一个小球，从A点进入圆弧轨道，有可能从C点飞出，做平抛运动，落在平台MN上。下列说法正确的是（）A．只要D点的高度合适，小球可以落在MN上任意一点B．在由D运动到M和由C运动到P的过程中重力功率都越来越大C．小球运动的整个过程中机械能守恒D．如果小球能从C点飞出，则小球过C点时与轨道的压力不可能为零12、某同学将质量为m的一矿泉水瓶（可看成质点）竖直向上抛出，水瓶以5g4A．上升过程中水瓶的动能改变量为54B．上升过程中水瓶的机械能减少了54C．水瓶落回地面时动能大小为14D．水瓶上升过程克服重力做功的平均功率大于下落过程重力的平均功率二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、（6分）(本题9分)学习了传感器之后，在“研究小车加速度与所受合外力的关系”实验中时，甲、乙两实验小组引进“位移传感器”、“力传感器”，分别用如图（a）、（b）所示的实验装置实验，重物通过细线跨过滑轮拉相同质量小车，位移传感器（B）随小车一起沿水平轨道运动，位移传感器（A）固定在轨道一端．甲组实验中把重物的重力作为拉力F，乙组直接用力传感器测得拉力F，改变重物的重力重复实验多次，记录多组数据，并画出a-F图像．（1）甲组实验把重物的重力作为拉力F的条件：_________．（重物质量为M，小车与传感器质量为m）（2）图（c）中符合甲组同学做出的实验图像的是__________；符合乙组同学做出的实验图像的是______________．（选填①、②、③）14、（10分）(本题9分)在测一节干电池的电动势和内电阻的实验中，根据实验数据画出的U-I图线如图所示，则求得的电动势是____________V，内电阻是__________Ω。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，竖直平面内半径R=0.4m的光滑半圆形轨道BCD，与倾角为37°的斜面在B点处圆滑连接。A、D两点等高，在A处固定一弹射器。质量m=0.2kg的小物块（可看作质点）从弹射器弹出后，沿动摩擦因数μ=0.3的斜面下滑，然后通过半圆形轨道从D点水平飞出，小物块从D点飞出后落在斜面上的点离B点的距离为l=1m，重力加速度g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.1．求：⑴小物块在D点水平飞出时速度大小；⑵小物块通过D点时轨道对其作用力大小；⑶小物块被弹射器弹出过程中，弹射器释放的弹性势能。（小物块被弹开过程的位移可忽略不计）16、（12分）(本题9分)如图所示，一个固定在竖直平面上的光滑半圆形管道，管道里有一个直径略小于管道内径的小球，小球在管道内做圆周运动，从B点脱离后做平抛运动，恰好垂直与倾角为45°的斜面相碰，在斜面上的相碰点C与B点的水平距离为0.9m。已知半圆形管道的半径为R=lm，小球可看作质点且质量为m=lkg，重力加速度为g(g=10m/s2)。求：(1)小球经过管道的B点时，小球对管道的作用力；(2)小球经过管道最低点A时的速度。17、（12分）(本题9分)如图所示，弹簧的一端固定,另一端连接一个物块，弹簧质量不计．物块（可视为质点）的质量为m，在水平桌面上沿x轴运动，与桌面间的动摩擦因数为μ．以弹簧原长时物块的位置为坐标原点O，当弹簧的伸长量为x时，物块所受弹簧弹力大小为F=kx，k为常量．(1)有甲乙两位同学画出了F随x变化的示意图，你认为哪位同学的图像更有道理？论述之；(2)根据选择的F-x图像求物块沿x轴从O点运动到位置x的过程中弹力所做的功；(3)物块由x1处向右运动到x3处，然后由x3处返回到x2处，在这个过程中，求弹力所做的功；滑动摩擦力所做的功；比较两种力做功的特点有何不同．

参考答案一、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【解析】A.重力有沿斜面向下的分力，只有在a、b两点重力沿斜面向下的分力与速度方向垂直，其他位置不垂直，重力的瞬时功率不是始终为零，故A错误；B.由于重力做功，小球做的不是匀速圆周运动，所受的向心力大小改变，故B错误；C.在b点向心力最小为重力沿斜面向下的分力，b点的速度不可能为零，故C正确；D.在b点速度最小时在a点速度最小，轻绳拉力最小．设在b点最小速度为v1，a点速度为v2，斜面倾角为θ，则：，，，联立解得，最小拉力为T=6mgsinθ，由于θ未知，拉力不一定大于小球重力，故D错误．故选C2、C【解析】

图中a、b两点在一个等势面上电势相等，则ac间的电势差等于bc间的电势差，即Uac=Ubc，根据W=qU，有Wa=Wb；a位置的电场线较密集，c位置电场线较疏，故Ea＞Ec；故选C。3、D【解析】

A、时间内，汽车做匀变速直线运动，牵引力不变，所以牵引力的功率，牵引力的功率随时间均匀增加，A错误B、时间内汽车的功率不变等于t1时刻的功率，可得，B错误C、时间内汽车做加速度逐渐减小的加速运动，位移大于相应匀变速直线运动的位移，所以平均速率大于，C错误D、汽车的最大速度，D正确4、A【解析】

小球以O点为圆心在竖直平面内作圆周运动，当在最高点小球与细杆无弹力作用时，小球的速度为v1，则有：得：，因为，所以小球受到细杆的支持力，小球在O点受力分析：重力与支持力，则，所以细杆受到的压力，大小为5N。A.5N的压力，与结论相符，选项A正确；B.5N的拉力，与结论不相符，选项B错误；C.95N的压力，与结论不相符，选项C错误；D.95N的拉力，与结论不相符，选项D错误；5、A【解析】试题分析：极板M和静电计外壳均接地，相当于以大地为导向连接在一起，那么两极板之间的电压即静电计的指针和外壳之间的电压越大，指针偏角越大，平行板电容器电压，M板上移，正对面积变小，电压变大，选项A对．将M板沿水平向右方向靠近N板，板间距离变小，在M、N之间插入有机玻璃板相对介电常数变大，在M、N之间插入金属板，且不和M、N接触，板间距离变小，都会导致电压变小，指针张角表小，选项BCD错．考点：平行板电容器6、C【解析】

根据第一宇宙速度计算的表达式可得，行星A、B的第一宇宙速度大小之比为1：1，C正确ABD错误7、BD【解析】A、地球同步卫星的周期必须与地球自转周期相同，角速度相同，则知a与c的角速度相同，根据知，c的向心加速度大；由得，可知卫星的轨道半径越大，向心加速度越小，则地球同步卫星的向心加速度小于b的向心加速度，而b的向心加速度约为g，故知a的向心加速度小于重力加速度g，故A错误；B、由，得，可知卫星的轨道半径越大，角速度越小，所以三个卫星中b的角速度最大，而a与c的角速度相同，所以卫星b的角速度最大，故B正确；C、c是地球同步卫星，周期是24h，则c在1h内转过的圆心角是，故C错误；D、由开普勒第三定律知，卫星的轨道半径越大，周期越大，所以d的运动周期大于c的周期24h，可能为30h，故D正确；故选BD．【点睛】地球同步卫星的周期必须与地球自转周期相同，角速度相同，根据比较a与c的向心加速度大小，再比较c的向心加速度与g的大小，根据万有引力提供向心力，列出等式得出角速度与半径的关系，根据开普勒第三定律判断d与c的周期关系．8、AD【解析】

A.经时间t小球甲落到斜面上，根据平抛规律，解得：，所以t时刻，竖直速度：，所以速度；对乙球：加速度，末速度，因为甲的速度大，质量相等，所以t时刻甲的动量大于乙的动量，A正确。B.重力冲量，因为两小球质量相等，所以冲量大小相等，B错误。C.甲下落的竖直高度，乙下落高度，因为下落高度相同，，重力做功相同，C错误。D.甲的竖直速度，乙的竖直速度，重力功率，所以重力对甲的功率大于乙，D正确。9、BCD【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。10、AD【解析】ACD：同步卫星与地球自转同步，则、；据得：．地球同步卫星和近地卫星同是卫星，据可得，、、．故AD两项正确，C项错误．B：万有引力，三卫星质量相等，轨道半径，可得．故B项错误．点睛：区分在地面上的物体和近地圆轨道卫星，两者只有转动半径相等；受力不同，线速度、角速度、周期均不同．11、BC【解析】

AD．小球恰好通过点时，小球对轨道的压力为零，则有得小球通过点的最小速度为小球离开点后做平抛运动，则有解得小球离开点做平抛运动的水平距离最小值为所以小球只有落在平台上距点距离为的右侧位置上，故AD错误；B．在由运动到的过程中，速度增大，由知重力功率增大；由运动到的过程中，增大，由知重力功率增大，故B正确；C．小球由经、、到的过程中，轨道对小球不做功，只有重力做功，机械能守恒，故C正确。故选BC。12、AD【解析】

考查功能关系、功率计算，根据相关规律计算可得。【详解】根据牛顿第二定律可得F=ma=由动能定理可得，W=FS=上升过程中水瓶的动能改变量为54故A符合题意。由f+mg=5可得f=14阻力做负功，机械能减少，W上升过程中水瓶的机械能减少了14C．从最高点到时最低点，由动能定理可得mgH-水瓶落回地面时动能大小为34D．上升过程中加速大于下降过程中加速度，上升过程用时较少，上升、下降过程中重力做功大小相等，由P=W可得水瓶上升过程克服重力做功的平均功率大于下落过程重力的平均功率故D符合题意。【点睛】理解功能关系，动能变化只取决于合外力做功，合外力做正功（负功），动能增大（减小），机械能变化取决于除重力和系统内弹力以外的力做功，该力做正功（负功），机械能增加（减小）。二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、小车的质量远大于重物的质量；②；①；【解析】

（1）在该实验中实际是：mg=（M+m）a，要满足mg=Ma，应该使重物的总质量远小于小车的质量．即小车的质量远大于重物的质量．（2）在质量不变的条件下，加速度与外力成正比；由实验原理：mg=Ma得,而实际上，即随着重物的质量增大，不在满足重物的质量远远小于小车的质量，所以图（c）中符合甲组同学做出的实验图象的是②．乙组直接用力传感器测得拉力F，随着重物的质量增大拉力F测量是准确的，a-F关系为一倾斜的直线，符合乙组同学做出的实验图象的是①【点睛】该实验是探究加速度与力的关系，采用控制变量法进行研究．实验在原来的基础上有所创新，根据所学物理知识和实验装置的特点明确实验原理是解答该实验的关键．14、1.520.76【解析】

电源U-I图象如图所示：

由U=E-Ir可得，图象与纵坐标的交点为电源的电动势，图象的斜率表示内阻，将图象延长；[1].由图示图象可知，图象与纵轴交点坐标值为1.52，电源