2023届北京市人民大学附属中学高一物理第二学期期末调研试题含解析

2022-2023学年高一下物理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、某同学在离地h高的平台上抛出一个质量为m的小球，小球落地前瞬间的速度大小为v，重力加速度为g，不计空气阻力，（以地面为零势面）则（）A．人对小球做功B．人对小球做功C．小球抛出时的动能为D．小球落地的机械能为2、(本题9分)光滑水平面上的物体受水平恒力F作用，沿着力的方向发生了位移s．此过程中，以下哪种情况可使物体的动能由10J增加到30J？A．F＝10N，s＝2m； B．F＝10N，s＝4m；C．F＝20N，s＝2m D．F＝20N，s＝0.5m3、(本题9分)下列关于速度、速度的变化及加速度的相互关系理解正确的是（）A．加速度增大，速度一定增大B．加速度越大，速度一定越大C．速度变化得越快，加速度就越大D．速度不变，加速度(不为零)也不变4、关于功和能，下列说法正确的是（）A．功有正负，因此功是矢量B．能量的单位是焦耳，功的单位是瓦特C．能量可以转化与转移，但是总量不变D．物体发生1m位移的过程中，作用在物体上大小为1N的力对物体做的功一定为1J5、(本题9分)如图所示，小球位于轻质弹簧的正上方，小球从高处由静止自由下落，直至弹簧压缩到最短．不考虑空气阻力的影响，下列叙述中正确的是（）A．整个过程中，小球的机械能守恒B．整个过程中，小球、弹簧和地球组成的系统机械能守恒C．在压缩弹簧的过程中，小球的机械能先增大后减小D．在压缩弹簧的过程中，小球重力勢能的减少量等于弹簧弹性勢能的增加量6、(本题9分)如图所示，轻弹簧水平固定在墙上，一小球以初速度v0沿光滑水平面向左运动。在小球向左压缩弹簧的过程中A．小球做匀减速运动B．小球和弹簧组成的系统机械能不守恒C．小球克服弹力做功，机械能减少D．小球和弹簧刚接触时速度最大，加速度最大7、汽车安全性能是当今衡量汽车品质的重要指标，也是未来汽车发展的三大主题（安全、节能、环保）之一，实车碰撞试验是综合评价汽车安全性能最有效的方法，也是各国政府检验汽车安全性能的强制手段之一。试验时让汽车载着模拟乘员以48.3km/h的国际标准碰撞速度驶向质量为80t的国际标准碰撞试验台。由于障碍物是固定的，所以撞击使汽车的动量一下子变到0，其冲击力相当于以100km/h左右的速度撞向非固定物体，对该试验的下列分析，正确的是（）A．汽车前面的发动机仓用料越坚硬、发动机仓越坚固，进行碰撞试验时模拟乘员受到的伤害就越小B．汽车发生碰撞时，弹出的安全气囊可增加模拟乘员与车接触的时间从而起到缓冲作用，减小模拟乘员受到的撞击力C．相对汽车撞击固定的物体（如墙体）而言，汽车撞击非固定的物体较安全一些D．如果不系安全带，快速膨开的气囊可能会对模拟乘员造成巨大伤害8、(本题9分)美国国家航空航天局宣布首次在太阳系外发现“类地”行星Kepler186f。若宇航员乘坐宇宙飞船到达该行星表面进行科学考察，在行星表面h高度（远小于行星半径）处以初速度v水平抛出一个小球，测得水平位移为x。已知该行星半径为R，自转周期为T，万有引力常量为G．则下列说法正确的是（）A．该行星表面的重力加速度为2B．该行星的质量为2C．如果该行星存在一颗同步卫星，其距行星表面高度为3D．该行星的第一宇宙速度为v9、(本题9分)一物体放在水平地面上，如图1所示，已知物体所受水平拉力F随时间t的变化情况如图2所示，物体相应的速度v随时间t的变化关系如图3所示，则A．0~8s时间内水平拉力的冲量大小为零B．0~6s时间内合外力的冲量大小为4N.sC．t=4s时物体的动量大小为4kg.m/sD．0~8s时间内物体克服摩擦力所做的功30J10、(本题9分)质量为M的带有光滑圆弧轨道的小车静止置于光滑水平面上，如图所示，一质量也为M的小球以速度v0水平冲上小车，到达某一高度后，小球又返回小车的左端，则()A．小球将做自由落体运动B．小球以后将向左做平抛运动C．此过程小球对小车做的功为D．小球在弧形槽上上升的最大高度为11、(本题9分)如图所示,某段直滑雪雪道倾角为30°,总质量为m(包括雪具在内)的滑雪运动员从距底端高为h处的雪道上由静止开始匀加速下滑,加速度大小为g.在运动员滑到底端的过程中,下列说法正确的是()A．运动员受到的摩擦力的大小为mgB．运动员获得的动能为mghC．运动员克服摩擦力做功为mghD．运动员减少的机械能为mgh12、(本题9分)如图所示，在水平光滑地面上有A、B两个木块，A、B之间用一轻弹簧连接．A靠在墙壁上，用力F向左推B使两木块之间弹簧压缩并处于静止状态．若突然撤去力F，则下列说法中正确的是（）A．木块A离开墙壁前，A、B和弹簧组成的系统动量守恒，机械能也守恒B．木块A离开墙壁前，A、B和弹簧组成的系统动量不守恒，但机械能守恒C．木块A离开墙壁后，A、B和弹簧组成的系统动量守恒，机械能也守恒D．木块A离开墙壁后，A、B和弹簧组成的系统动量不守恒，但机械能守恒二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、（6分）(本题9分)在“验证机械能守恒定律”的一次实验中，质量m＝1kg的重物自由下落，电火花打点计时器在纸带上打出一系列的点，如图所示（相邻记数点时间间隔为0.02s）．（1）关于实验过程，下列说法正确的有___．A．选用4〜6V交流电源B．选择体积小，质量大的重物C．为获得清晰的纸带，可以用双层纸带夹着墨粉盘进行实验D．若先释放重物，后接通电源，打出的纸带无法进行实验验证（2）打点计时器打下计数点B时，物体的速度vB＝_____m/s；（保留三位有效数字）（3）从起点0到打下计数点B的过程中物体的重力势能减少量EP＝_____J，此过程中物体动能的增加量Ek＝_____J，由此得到的实验结论是____（填“重物的机械能守恒”或“重物的机械能不守恒”）（g取9.8m/s2，所有计算保留三位有效数字）14、（10分）(本题9分)“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置如题图所示．（1）在平衡摩擦力这一步骤中，操作时______（选填“需要”或“不需要”）悬挂沙桶．（1）根据一条实验中打出的纸带，通过测量、计算，作出小车的图象见题图，可知小车的加速度为________m/s1．（3）在研究加速度与质量的关系时，保持拉力F不变，测出小车质量m和加速度a，改变小车质量m，重复实验，得到多组不同的m及相应a的实验数据．为了直观反应a与m的关系，应作出___________（选填“”或“”）图像．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）2019年1月3日，中国“嫦娥四号”探测器成功在月球背面软着陆中国载人登月工程前进了一大步。已知地球与月球的质量之比为81:1，地球与月球的半径之比为4:1。忽略地球与月球的自转。(1)求地球和月球表面的重力加速度大小之比g1：g2(2)若在地球和月球表面附近，分别竖直上抛一个小球结果两小球上升的最大高度相同，求在地球和月球表面附近竖直上抛的小球的初速度大小之比16、（12分）(本题9分)如图所示，在水平向右场强为E的匀强电场中，有一质量为m、电荷量为q的点电荷从A点由静止释放，仅在电场力的作用下运动到B点，所用时间为t，求：（1）AB两点间距离；（2）A、B两点间的电势差；（3）点电荷从A点运动到B点过程中电场力对点电荷做的功。17、（12分）(本题9分)如图光滑水平导轨AB的左端有一压缩的弹簧，弹簧左端固定，右端前放一个质量为m=1kg的物块（可视为质点），物块与弹簧不粘连，B点与水平传送带的左端刚好平齐接触，传送带的长度BC的长为L=6m，沿逆时针方向以恒定速度v=1m/s匀速转动．CD为光滑的水平轨道，C点与传送带的右端刚好平齐接触，DE是竖直放置的半径为R=0.4m的光滑半圆轨道，DE与CD相切于D点．已知物块与传送带间的动摩擦因数μ=0.1，取g=10m/s1．（1）若释放弹簧，物块离开弹簧，滑上传送带刚好能到达C点，求弹簧储存的弹性势能；（1）若释放弹簧，物块离开弹簧，滑上传送带能够通过C点，并经过圆弧轨道DE，从其最高点E飞出，最终落在CD上距D点的距离为x=1.1m处（CD长大于1.1m），求物块通过E点时受到的压力大小；（3）满足（1）条件时，求物块通过传送带的过程中产生的热能．

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】

AB.设小球抛出时的速度为，在此过程中人对小球做功，根据动能定理可知：此后小球做平抛运动，下落高度h的过程中，有动能定理可知：联立解得：故AB错误；C.小球抛出时的动能为故C正确；D.以抛出点为零势能点，此时的机械能为，小球在下落过程中机械能守恒，所以小球落地的机械能为，故D错误。2、A【解析】据题，物体的动能由10J增加到30J，则物体的动能增加了20J；根据动能定理得，，符合题意，A正确；根据动能定理得，不符合题意，B错误；根据动能定理得，符合题意，C错误；根据动能定理得，不符合题意，D错误．3、C【解析】

A．加速度方向和速度方向相反时，物体做减速运动，此时若加速度增大，速度仍旧是减小的，只不过减小的慢了，故A错误；BC．加速度越大，速度变化越快，但速度不一定大，故B错误，C正确；D．速度不变，则加速度一定为零，故D错误．故选C．4、C【解析】

A.功有正负，但功是标量，故A错误；B.能量的单位是焦耳，功的单位是焦耳，故B错误；C.根据能量守恒定律可知，能量可以转化与转移，但是总量不变，故C正确；D.物体发生1m位移的过程中，作用在物体上大小为1N的力对物体做的功不一定为1J，因为力有可能能与位移不在一条直线上，故D错误；5、B【解析】

AB、小球下降的过程中，有重力和弹簧弹力做功，小球、弹簧和地球组成的系统机械能守恒，小球的机械能不守恒，故B正确，A错误；C、小球接触弹簧后，弹簧弹性勢能的增加量，根据能量守恒可知小球的机械能减小，故C错误；D、在压缩弹簧的过程中，根据能量守恒可知小球机械的减少量等于弹簧弹性勢能的增加量，故D错误；故选B．【点睛】根据机械能守恒的条件判断小球机械能是否守恒；小球接触弹簧后，弹簧弹性勢能的增加量，根据能量守恒可知小球的机械能减小．6、C【解析】

A.小球向左压缩弹簧，形变量越来越大，故弹力越来越大，则根据牛顿第二定律可知，小球的加速度越来越大，做加速度变大的减速运动，故A错误；B.由于小球和弹簧组成的系统外力做功为零，故系统的机械能守恒，故B错误；C.弹力对小球做负功，即小球克服弹力做功，所以小球的机械能减小，故C正确；D.小球和弹簧刚接触时速度最大，但此时弹力最小，加速度最小，故D错误。7、BCD【解析】

A.汽车前面的发动机仓用料越坚硬、发动机仓越坚固，进行碰撞试验时与障碍物碰撞的时间越短，根据动量定理可知F∆t=m∆v，则F越大，即模拟乘员受到的伤害就越大，选项A错误；B.汽车发生碰撞时，在人动量变化相同的情况下，弹出的安全气囊可增加模拟乘员与车接触的时间，根据动量定理F∆t=m∆v可知，从而起到缓冲作用，减小模拟乘员受到的撞击力，选项B正确.C.相对汽车撞击固定的物体（如墙体）而言，汽车撞击非固定的物体时，作用的时间较长，则作用力较小，驾驶员就较安全一些，选项C正确；D.如果不系安全带，快速膨开的气囊可能会对模拟乘员造成巨大伤害，选项D正确.8、ABD【解析】

根据“水平抛出一个小球”可知，考查了平抛运动。根据平抛运动的规律求解行星表面的重力加速度；行星表面物体重力等于万有引力求解行星质量；对同步卫星，根据万有引力提供向心力求解行星高度；近地卫星运行速度即为第一宇宙速度。【详解】A、根据平抛运动的规律可知：h=12gt2，x=vtB、根据mg=GMmR2，得行星的质量为：M=C、根据GMm(R+h)2=m4π2D、根据mg=mv2R得行星的第一宇宙速度为：v=【点睛】解决本题的关键掌握万有引力定律的两个重要的理论：1、万有引力等于重力，2、万有引力提供向心力，并能灵活运用。9、BCD【解析】

A、由图象知，力F的方向恒定，故力F在0～8s内的冲量I=F1t1+F2t2+F3t3=3×4+2×2+0×2N•s=16N•s；方向向右，故A错误．B、由4~6s物体匀速直线运动可知，则0~6s的，故B正确．C、因0~4s的，根据动量定理可知动量变化为4N·s，而初动量为零，则4s末的动量为4kg.m/s，故C正确．D、由图象的面积代表位移，可求得0~8s的位移为，根据功的定义式可得，故D正确．故选BCD．【点睛】此题考查了学生对图象问题的分析能力，能从图象中得出相关的信息，然后结合动能定理和动量定理的计算公式进行计算求解，是高考的热点考题．10、AC【解析】设小球离开小车时，小球的速度为v1，小车的速度为v2，选取向右为正方向，整个过程中动量守恒，得：Mv0=Mv1+Mv2，由机械能守恒得：Mv02=Mv12+Mv22，联立解得：v1=0，v2=v0，即小球与小车分离后二者交换速度，所以小球与小车分离后做自由落体运动，故B错误，A正确．对小车运用动能定理得，小球对小车做功：W=Mv02-0=Mv02，故C正确．当小球与小车的水平速度相等时，小球弧形槽上升到最大高度，设该高度为h，则：Mv0=2M•v；Mv02=•2Mv2+Mgh

，联立解得：h=，故D错误．故选AC．点睛：本题考查了动量守恒定律和能量守恒定律的综合，知道当小球与小车的水平速度相等时，小球上升到最大高度；当两物体质量相等时，两物体相互作用后交换速度．11、BD【解析】

A、根据牛顿第二定律知;可解得：，故A错；B、根据动能定理可知解得：，故B对；C、运动员克服摩擦力做功为，故C错；D、摩擦力做功导致运动员的机械能减少了，所以机械能的减少量就等于克服摩擦力做的功即，故D对；综上所述本题答案是：BD【点睛】由几何关系可以知道运动员下滑的位移,则由速度和位移公式可得出运动员的末速度,则可得出运动员的动能;由动能定理可得出运动员克服摩擦力所做的功;由功能关系即可得出机械能的改变量.12、BC【解析】

AB、撤去F后，木块A离开竖直墙前，竖直方向两物体所受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，所以系统的合外力不为零，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．故A错误，B正确．CD、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，所以系统所受的合外力为零，系统的动量守恒，只有弹簧的弹力做功，系统机械能也守恒．故C正确、D错误．故选BC．二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、(1)BC(2)1.55m/s(3)1.22J1.20J重物的机械能守恒【解析】（1）电火花打点计时器使用的是220V的交流电源，A错误；为了减小实验过程中的空气阻力，应使用体积小，质量大的重物体，B正确；为获得清晰的纸带，可以用双层纸带夹着墨粉盘进行实验，C正确；若先释放重物，后接通电源，则纸带上打出的点比较少，获得的数据较小，误差较大，但不是无法验证实验，D错误；（2）根据匀变速直线运动的中间时刻速度推论可得v（3）减小的重力势能为ΔEP=mg14、不需要3