2023届重庆市铜梁中学等七校高一物理第二学期期末质量跟踪监视试题含解析

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)足够长的光滑斜面固定在水平地面上，某物体在沿斜面向上的恒力F作用下从静止开始向上运动，一段时间后撤去F。v表示物体的速率，Ek表示物体的动能，EP表示物体的重力势能，E表示物体的机械能，t表示物体的运动时间，x表示物体的位移。不计空气阻力，右图表示的可能是物体从开始运动到最高点的过程中的（）A．E随x变化的E-x图像B．v随t变化的v-t图像C．EP随x变化的EP-x图像D．Ek随x变化的Ek-x图像2、我们绝不会看到：一个放在水平地面上的物体，靠降低温度可以把内能自发地转化为动能，使这个物体运动起来．其原因是()A．违背了能量守恒定律B．在任何条件下内能不可能转化成机械能，只有机械能才能转化成内能C．机械能和内能的转化过程具有方向性，内能转化成机械能是有条件的D．以上说法均不正确3、(本题9分)某人造地球卫星沿圆轨道运行，轨道半径，周期，已知万有引力常量。根据这些数据可以求得的物理量为A．地球的质量B．地球的平均密度C．地球表面的重力加速度大小D．地球对该卫星的万有引力大小4、一艘小船船头垂直河岸航行，船行驶到河中间，水流速度突然变为原来的2倍，过河时间将A．保持不变 B．变为原来的2倍C．缩短为原来的 D．无法确定5、(本题9分)建筑工人用如图所示的定滑轮装置运送建筑材料．质量为65.0kg的工人站在地面上，通过定滑轮将20.0kg的建筑材料以0.5m/s2的恒定加速度加速拉升，忽略绳子和定滑轮的质量及定滑轮的摩擦，则工人对地面的压力大小为（g取10m/s2）A．450N B．440N C．860N D．850N6、如图所示，竖直面内有一根倾斜的轻质硬直杆，其下端用铰链固定在O点，其上端固定一个小球，用水平轻绳拉住小球使其静止。现保持小球位置不动，改变轻绳的方向使其缓慢转至竖直向上。设绳中拉力大小为T，杆对小球的弹力大小为F，则在此过程中下列判断正确的是（）A．T逐渐增大 B．T逐渐减小 C．F逐渐增大 D．F逐渐减小7、(本题9分)如图所示，发射升空的卫星在转移椭圆轨道Ⅰ上A点处经变轨后进入运行圆轨道Ⅱ．A、B分别为轨道Ⅰ的远地点和近地点．则卫星在轨道Ⅰ上（）A．经过A点的速度小于经过B点的速度B．经过A点的动能大于在轨道Ⅱ上经过A点的动能C．运动的周期大于在轨道Ⅱ上运动的周期D．经过A点的加速度等于在轨道Ⅱ上经过A点的加速度8、如图所示，竖直轻弹簧下端固定在水平地面上，质量为m的小球放在弹簧上端（与弹簧不连接）。弹簧处于压缩状态，用一条拉紧的细线系住，此时细线上的拉力F=3mg。已知弹簧的弹性势能与弹簧形变量的平方成正比，且弹簧始终在弹性限度内，重力加速度为g。现剪断细线，弹簧将小球向上弹起，经△t时间，小球上升到最高点，上升的最大高度为h。在此过程中，下列判断正确的是（）A．小球速度最大时上升的高度小于B．地面对弹簧冲量的大小为mg△tC．剪断细线前弹簧的弹性势能为mghD．小球最大速度的大小为9、2022年第24届冬季奥林匹克运动会将在中国举行，跳台滑雪是其中最具观赏性的项目之一。跳台滑雪赛道可简化为助滑道、着陆坡、停止区三部分，如图所示。一次比赛中，质量m的运动员从A处由静止下滑，运动到B处后水平飞出，落在了着陆坡末端的C点，滑入停止区后，在与C等高的D处速度减为零。已知B、C之间的高度差为h，着陆坡的倾角为θ，重力加速度为g。只考虑运动员在停止区受到的阻力，不计其他能量损失。由以上信息可以求出（）A．运动员在空中飞行的时间B．A、B之间的高度差C．运动员在停止区运动过程中阻力的大小D．C、D两点之间的水平距离10、如图所示，两质量相等的卫星A、B绕地球做匀速圆周运动，用R、T、Ek、S分别表示卫星的轨道半径、周期、动能、与地心连线在单位时间内扫过的面积．下列关系式正确的有A．TA>TB B．EkA>EkBC．SA=SB D．11、(本题9分)如图为过山车以及轨道简化模型，不计一切阻力，以下判断正确的是A．过山车在圆轨道上做匀速圆周运动B．过山车在圆轨道最低点时乘客处于失重状态C．过山车在圆轨道最高点时的速度应不小于D．过山车在斜面h＝3R高处由静止滑下通过圆轨道最高点时对轨道压力大小等于其重力12、物体静止在水平面上，在竖直向上的拉力F作用下向上运动，不计空气阻力，物体的机械能E与上升高度x的大小关系如图所示，其中曲线上点A处的切线斜率最大，x2～x3的图线为平行于横轴的直线。则下列判断正确的是（）A．在x2处物体的动能最大B．在x1处物体所受的拉力最大C．0～x2过程中拉力F始终做正功D．x2～x3过程中合外力做功为零二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、（6分）(本题9分)为了验证碰撞中的动贵守恒和检验两个小球的碰撞是否为弹性碰撞，某同学选収了两个体积相同、质量不相等的小球，按下述步骤做了如下实验：①用天平测出两个小球的质量(分别为m1和m2，且m1②按照如图所示的那样，安装好实验装置。将斜槽AB固定在桌边，使槽的末端处的切线水平，将一斜面连接在斜槽末端。③先不放小球m，让小球从斜槽顶端A处由静止开始滚下，记下小球在斜面上的落点位置。④将小球放在斜槽末端边缘处，让小球m1从斜槽顶端A⑤用毫米刻度尺量出各个落点位置到斜槽木端点B的距离，图中D、E、F点是该同学记下的小球在斜面上的几个落点位置，到B点的距离分别为LD、LE、LF。(1)小球m1和m2发生碰撞后，m1(2)用测得的物理量来表示，只要满足关系式__________，则说明碰撞中动量守恒。(3)用测得的物理量来表示，只要再满足关系式_______，则说明两小球的碰撞是弹性碰撞。14、（10分）(本题9分)物理小组利用频闪照相和气垫导轨做“探究碰撞中的不变量”的试验．步骤如下：①用天平测出滑块A、B的质量分别为300g和200g②安装好气垫导轨，调节气垫导轨的调节旋钮，使导轨水平；③向气垫导轨通入压缩空气；④把A、B两滑块放到导轨上，并给他们一个初速度，同时开始闪光照相，闪光的时间间隔设定为△t=0.2s．照片如图：该组同学结合实验过程和图象分析知：该图象是闪光4次摄得的照片，在这4次闪光的瞬间，A、B两滑块均在0～80cm刻度范围内；第一次闪光时，滑块B恰好通过x=55cm处，滑块A恰好通过x=70cm处；碰撞后有一个物体处于静止状态．请问：（1）以上情况说明碰后____（选填A或B）物体静止，滑块碰撞位置发生在_____cm处；（2）滑块碰撞时间发生在第一次闪光后____s；（3）设向右为正方向，试分析碰撞前两滑块的质量与速度乘积之和是____kg•m/s，碰撞后两滑块的质量与速度乘积之和是____kg•m/s，以上实验结果说明在碰撞过程中保持不变的物理量是__．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，光滑的水平面有小物块a、b紧靠在一起放在A点，它们之间夹有少量的炸药，A点到左、右两侧竖直挡板的距离分别为1.5L、L．点燃炸药，物块a、b瞬间获得与各自质量成反比的速度分别向左、右方向运动，与挡板碰撞后，它们第一次相碰的位置到A点的距离为，求物块a、b质量之比的可能值．已知物块与挡板碰撞前后速率不变．16、（12分）如图所示，物体A的质量为M，圆环B的质量为m，通过绳子连接在一起，圆环套在光滑的竖直杆上，开始时连接圆环的绳子处于水平，长度l＝4m，现从静止释放圆环．不计定滑轮和空气的阻力，取g＝10m/s2，求：（1）若圆环恰能下降h＝3m，A和B的质量应满足什么关系？（2）若圆环下降h＝3m时的速度vB＝5m/s，则A和B的质量有何关系？（3）不管A和B的质量为多大，圆环下降h＝3m时的速度不可能超过多大？17、（12分）我国正在进行的探月工程是高新技术领域的一项重大科技活动，在探月工程中飞行器成功变轨至关重要，若飞行器在绕月球飞行的第5圈进行变轨，由原来的椭圆轨道变为距月球表面高度h的圆形轨道。已知月球半径R，月球表面处的重力加速度g。试导出飞行器在上述圆轨道上运行的周期T的公式（用h、R、g表示）。

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、A【解析】

A．根据功能原理知，撤去恒力前有E-x图象是过原点的倾斜直线。撤去恒力后，只有重力做功，物体的机械能守恒，E-x图象是平行x轴的直线，选项A正确；B．撤去恒力前物体做初速度为零的匀加速直线运动，v-t图象是过原点的倾斜直线。撤去恒力后，物体做匀减速直线运动，v-t图象是向下倾斜的直线，选项B错误；C．物体的重力势能所以EP-x图象是一条过原点的倾斜直线，选项C错误；D．根据动能定理撤去恒力前有Ek-x图象是过原点的倾斜直线。撤去恒力后有Ek-x图象是向下倾斜的直线，选项D错误。故选A。2、C【解析】试题分析：不同形式的能量可以相互转化，机械能可以转化为内能，在一定的条件下，内能也能转化为机械能，能量的转化都是通过做功来实现的．考点：能量的转化点评：能量的转化具有方向性，这是热力学第二定律的关键，一切与宏观热现象有关的热力学问题都具有方向性，所以内能向其他形式的能转化时需要外界的其他帮助才能实现．3、A【解析】

A.根据万有引力提供向心力，；代入数据可得：M=6×1024kg．故A正确；B.由于没有给出地球的半径，所以不能求出地球的密度。故B错误；C.由于没有给出地球的半径，所以不能根据万有引力定律求出地球表面的重力加速度大小。故C错误；D.由于没有给出卫星的质量，所以不能根据万有引力定律求出地球对该卫星的万有引力大小。故D错误；4、A【解析】

船沿河的运动和垂直于河岸的运动相互独立，因此当水速突然增大时，在垂直河岸方向上的运动速度不变，所以横渡的时间不变。故选A。5、B【解析】

先研究物体，以加速度0.5m/s2匀加速被拉升，受力分析：重力与绳子的拉力．则有：F－mg=ma，解得：F=210N，再研究工人，受力分析，重力、绳子拉力、支持力，处于平衡状态．则有：Mg=F+F支，解得：F支=440N，由牛顿第三定律可得：F压=440N。A.450N与分析不符合，故A错误；B.440N与分析相符，故B正确；C．860N与分析不符合，故C错误；D．850N与分析不符合，故D错误。6、D【解析】

杆下端用铰链固定在O点，则杆对小球的弹力沿杆的方向，对小球受力分析，将小球的重力分解为T和F的反方向如图：由图知，保持小球位置不动，改变轻绳的方向使其缓慢转至竖直向上的过程中，T先逐渐减小后逐渐增大，F逐渐减小。A．T逐渐增大，与分析不符，故A项错误；B．T逐渐减小，与分析不符，故B项错误；C．F逐渐增大，与分析不符，故C项错误；D．F逐渐减小，与分析相符，故D项正确。7、AD【解析】

由B运动到A引力做负功，动能减小的，所以经过A点的速度小于经过B点的速度，故A正确；同在A点，只有加速它的轨道才会变大，所以经过A点的动能小于在轨道Ⅱ上经过A点的动能，故B错误；轨道Ⅰ的半长轴小于轨道Ⅱ的半径，根据开普勒第三定律，在轨道Ⅰ上运动的周期小于在轨道Ⅱ上运动的周期，故C错误；根据a=，在轨道Ⅱ上经过A的加速度等于在轨道Ⅰ上经过A的加速度，故D正确；故选AD．【点睛】解决本题的关键理解卫星绕地球运动的规律．要注意向心力是物体做圆周运动所需要的力，比较加速度，应比较物体实际所受到的力，即万有引力．8、ABC【解析】

A.设初始时弹簧的压缩量为，由能量的转化与守恒可知：初始由平衡条件可得：速度最大时，弹簧的压缩量为：当速度最大时，小球上升的高度为：由以上方程解得：，，故A正确。B.以球和弹簧为研究对象，向上的方向为正方向，由动量定理可得：解得地面对弹簧的冲量为，故B正确。C.在整个过程中，弹簧的弹性势能全部转化为小球的重力势能，即弹簧的弹性势能为，故C正确。D.由初始状态到小球的速度最大的过程，弹簧释放的弹性势能为：由能量的转化与守恒可得：以上方程解得：，故D错误。9、AB【解析】

A.设运动员在空中飞行的时间为t，根据平抛运动的规律，y=h=gt2，解得：，故A正确；B.水平方向x=vt，由几何关系可得，=tanθ，代入数据解得，从A到B由动能定理得：mghAB=mv2，hAB=，故B正确；C.设到C的速度为vC，从B到C的过程由动能定理得：mgh=mvC2-mv2，可求得到C的速度vC，从C到D的过程由动能定理得：-W克f=-fx=0-mvC2，则由于x未知，则不能求解运动员在停止区运动过程中阻力的大小，故C错误；D.运动员在C、D两点之间做变速曲线运动，两点之间的水平距离无法求解，故D错误。10、AD【解析】

根据知，轨道半径越大，周期越大，所以TA>TB，故A正确；由知：，所以vB>vA，又因为质量相等，所以EkB>EkA，故B错误；根据开普勒第二定律可知，同一行星与地心连线在单位时间内扫过的面积相等，所以C错误；由开普勒第三定律知，D正确．【点睛】重点是要掌握天体运动的规律，万有引力提供向心力。选项C容易错选，原因是开普勒行星运动定律的面积定律中有相等时间内行星与太阳的连线扫过的面积相等。这是针对某一行星的，而不是两个行星。11、CD【解析】

A．过山车在竖直圆轨道上做圆周运动，只有重力做功，其机械能守恒，动能和重力势能相互转化，知速度大小变化，不是匀速圆周运动，故A错误；B．在最低点时，乘客的加速度向上，处于超重状态，故B错误；C．在最高点，重力和轨道对车的压力提供向心力，当轨道对车的压力为零时，速度最小，则得：所以过山车在圆轨道最高点时的速度应不小于，故C正确；D．过山车在斜面h=3R高处由静止滑下到最高点的过程中，根据动能定理得：解得；所以轨道对车的支持力为故D正确；12、BC【解析】

A.x1～x2过程中，图象的斜率越来越小，则说明拉力越来越小；x2时刻图象的斜率为零，则说明此时拉力为零；在这一过程中物体应先加速后减速，则说明最大速度一定不在x2处，即在x2处物体的动能不是最大的，选项A错误；B.由图可知，x1处物体图象的斜率最大，则说明此时机械能变化最快，由E=Fh可知此时所受的拉力最大；故B正确；C.由图象可知，0～x2过程中物体的机械能增大，拉力F始终做正功；故C正确；D.x2～x3过程中机械能保持不变，故说明拉力一定为零；合外力等于重力，做功不为零；故D错误；二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、DFm1LE【解析】

(1)[1][2]小球m1和小球m2相撞后，小球m2的速度增大，小球m1的速度减小，都做平抛运动，所以碰撞后m1球的落地点是D点，m2球的落地点是F点(2)[3]碰撞前，小于m1落在图中的E点，设其水平初速度为v1．小球m1和m2发生碰撞后，m1的落点在图中的D点，设其水平初速度为v1′，m2的落点是图中的F点，设其水平初速度为v2．设斜面BC与水平面的倾角为α，由平抛运动规律得LLD解得：v1同理可解得vv所以只要满足m1即m则说明两球碰撞过程中动量守恒(3)[4]若两小球的碰撞是弹性碰撞，则碰撞前后机械能没有损失．则要满足关系式12即m14、A600.1-0.2-0.2碰撞前后两物体的质量与速度的乘积之和【解析】(1)由图可知，A只有两个位置有照片，则说明A碰后保持静止，故碰撞发生在第1、2两次闪光时刻之间，碰撞后A静止，故碰撞发生在x=60cm处；(2)碰撞后A向左做匀速运动，设其速度为vA′，所以vA′•△t=20，碰撞到第二次闪光时A向左运动10cm，时间为t′，有vA′•t′=10，第一次闪光到发生碰撞时间为t，有t+t′=△t，得(3)设向右为正方向，碰撞前，B的速度大小为：A的速度则碰撞前两滑块的质量与速度乘积之和P1=mBvB+mAvA=0.2×0.5-0.3×1=-0.2kgm/s．碰撞后，A静止，B速度则碰撞后两滑块的动量PB=-mBvB′=-0.2×1