2023年北京市西城区第一五九中学高一物理第二学期期末质量跟踪监视模拟试题含解析

2022-2023学年高一下物理期末模拟试卷注意事项1．考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回．2．答题前，请务必将自己的姓名、准考证号用0．5毫米黑色墨水的签字笔填写在试卷及答题卡的规定位置．3．请认真核对监考员在答题卡上所粘贴的条形码上的姓名、准考证号与本人是否相符．4．作答选择题，必须用2B铅笔将答题卡上对应选项的方框涂满、涂黑；如需改动，请用橡皮擦干净后，再选涂其他答案．作答非选择题，必须用05毫米黑色墨水的签字笔在答题卡上的指定位置作答，在其他位置作答一律无效．5．如需作图，须用2B铅笔绘、写清楚，线条、符号等须加黑、加粗．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、如图所示为家用洗衣机的脱水桶，当它高速旋转时，能把衣物甩干，以下叙述正确的是（）A．脱水桶高速运转时，水受到向心力作用，做向心运动飞离衣物B．脱水桶高速运转时，水受到与运动方向一致的合外力作用飞离衣物C．通过脱水流程，打开洗衣机，发现衣物集中堆放在桶的中央D．通过脱水流程，打开洗衣机，发现衣物成螺旋状排列，主要集中在桶壁附近2、(本题9分)某同学将10kg的桶装水从一楼搬到二楼，用时约30s，则该同学对桶装水做功的平均功率约为（）A．0.1W B．1W C．10W D．30W3、图示是某一卫星运行的轨道示意图，卫星先沿椭圆轨道1运行，近地点为M，远地点为N，当卫星经过N时点火加速，使卫星由椭圆轨道1转移到圆轨道2上运行。关于卫星的运行过程，下列说法中正确的是（）A．卫星在轨道1和轨道2上运动时的机械能相等B．卫星在轨道1上运行经过N点的速度小于经过M点的速度C．卫星在轨道1上运行经过N点的加速度小于在轨道2上运行经过N点的加速度D．卫星在轨道1上运行经过N点的加速度大于在轨道2上运行经过N点的加速度4、(本题9分)物体自空中某位置自由下落，下落一定高度后落入下方的水中．物体在落入水中之前的运动称为过程Ⅰ，物体在水中的运动称为过程Ⅱ．空气阻力不计，下列说法正确的是（）A．在过程Ⅰ中重力做的功大于物体重力势能的减少量B．在过程Ⅱ中重力做的功大于物体重力势能的减少量C．在过程Ⅱ中重力做的功等于物体重力势能的增加量D．在过程Ⅱ中物体机械能减少5、(本题9分)蹦床运动是运动员从蹦床反弹起来后在空中表演技巧的运动．如图所示．当运动员从最高处下降至最低处的过程中（不计空气阻力），运动员（）A．动能一直增大 B．所受重力始终做正功C．动能一直减小 D．重力势能只转变成动能6、如图所示，质量均为m的物块P、Q，物块P用细绳吊在天花板上，物块Q用轻弹簧吊在物块P下面，用竖直向上的推力推物块Q，使轻绳的拉力刚好为零，保持两物块静止不动。现撤去推力F，则在物块Q由静止向下运动到速度最大的过程中，（轻绳不会被拉断）A．物块Q的机械能一直增加B．初末两状态，物块Q的机械能相等C．物块Q的机械能不断减小，转化成了弹簧的弹性势能D．Q重力势能的减少量大于Q动能的增加量7、如图所示，已知电源电动势E＝2V，电源内阻r＝0.5Ω，小灯泡电阻R0＝2Ω，滑动变阻器R最大阻值为10Ω．当开关闭合后，调节滑动变阻器，设灯泡电阻不随温度变化而变化，则()A．当滑动变阻器阻值调至0.5Ω时，电源输出功率最大B．当滑动变阻器阻值调至1.5Ω时，灯泡最亮C．当滑动变阻器阻值逐渐减小时，电源输出功率逐渐增大D．当滑动变阻器阻值调至2.5Ω时，滑动变阻器的电功率最大8、(本题9分)如图所示，在粗糙水平面上，用水平轻绳相连的两个相同物体P、Q质量均为m，在水平恒力F作用下以速度v做匀速运动．在t0时轻绳断开，Q在F作用下继续前进，则下列说法正确的是A．t0至时间内，P、Q的总动量守恒B．t0至时间内，P、Q的总动量守恒C．时，Q的动量为mvD．时，Q的动量为mv9、(本题9分)下列对曲线运动的理解正确的是()A．物体做曲线运动时，加速度一定变化B．做曲线运动的物体不可能受恒力作用C．曲线运动可以是匀变速曲线运动D．做曲线运动的物体，速度的大小可以不变10、(本题9分)关于曲线运动，下列说法正确的是（）A．曲线运动一定是变速运动B．变速运动一定是曲线运动C．做曲线运动的物体可能没有加速度D．做曲线运动的物体可能受到恒力作用11、(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12、(本题9分)（多选题）如图所示，将一质量为m的摆球用长为L的细绳吊起，上端固定，使摆球在水平面内做匀速圆周运动，细绳就会沿圆锥面旋转，这样就构成了一个圆锥摆，细绳与竖直方向成θ角，下列说法中正确的是（）A．摆球受重力、拉力和向心力的作用 B．摆球受重力和拉力的作用C．摆球运动周期为π D．摆球运动的角速度有最小值，且为二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、（6分）(本题9分)探究力对原来静止的物体做的功与物体获得的速度的关系，实验装置如图4所示.实验过程中有平衡摩擦力的步骤，并且设法让橡皮筋对小车做的功以整数倍增大，即分别为W0、2W0、3W0、4W0….(1)实验中首先通过调整木板倾斜程度平衡摩擦力，目的是________(填写字母代号).A．为了释放小车后小车能做匀加速运动B．为了增大橡皮筋对小车的弹力C．为了使橡皮筋对小车做的功等于合外力对小车做的功D．为了使小车获得较大的动能(2)图是在正确操作情况下打出的一条纸带，从中截取了测量物体最大速度所用的一部分，已知相邻两点打点时间间隔为0.02s，则小车获得的最大速度vm＝________m/s(保留3位有效数字).(3)几名同学在实验中分别得到了若干组橡皮筋对小车做的功W与小车获得的最大速度vm的数据，并利用数据绘出了下列给出的四个图象，你认为其中正确的是________.A．B．C．D．14、（10分）(本题9分)如图甲所示是某同学探究做圆周运动的物体所受向心力大小与质量、轨道半径及线速度关系的实验装置．圆柱体放置在水平光滑圆盘上做匀速圆周运动．力传感器测量向心力F，速度传感器测量圆柱体的线速度v，该同学通过保持圆柱体质量和运动半径不变，来探究向心力F与线速度v的关系：(1)该同学采用的实验方法为________．A．等效替代法B．控制变量法C．理想化模型法D．微小量放大法(2)改变线速度v，多次测量，该同学测出了五组F、v数据，如下表所示：v/m•s-11.01.52.02.53.0v2/m2•s-21.02.254.06.259.0F/N0.882.003.505.507.90①请在图乙中作出F-v2图线_____；②若圆柱体运动半径r＝0.3m，由作出的F-v2的图线可得圆柱体的质量m＝_____kg．(结果保留两位有效数字)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)利用万有引力定律可以测量天体的质量．（1）测地球的质量英国物理学家卡文迪许，在实验室里巧妙地利用扭秤装置，比较精确地测量出了引力常量的数值，他把自己的实验说成是“称量地球的质量”．已知地球表面重力加速度为g，地球半径为R，引力常量为G．若忽略地球自转的影响，求地球的质量．（2）测“双星系统”的总质量所谓“双星系统”，是指在相互间引力的作用下，绕连线上某点O做匀速圆周运动的两个星球A和B，如图所示．已知A、B间距离为L，A、B绕O点运动的周期均为T，引力常量为G，求A、B的总质量．（3）测月球的质量若忽略其它星球的影响，可以将月球和地球看成“双星系统”．已知月球的公转周期为T1，月球、地球球心间的距离为L1．你还可以利用（1）、（2）中提供的信息，求月球的质量．16、（12分）(本题9分)质量为m1的木板静止在光滑的水平面上,在木板上放一个质量为m2的木块.现给木块一个相对地面的水平速度v0；已知木块与木板间动摩擦因数为μ,因此木板被木块带动,最后木板与木块以共同的速度运动.求①木板与木块的共同速度②此过程中木块在木板上滑行的距离.17、（12分）(本题9分)游乐园的“飞天秋千”游戏开始前，座椅由长度为L的钢丝绳竖直悬吊在空中，到转轴的水平距离为r。秋千匀速转动时，绳与竖直方向夹角为，其简化模型如图所示。座椅的质量为m，大小忽略不计。重力加速度为g，不计空气阻力。在秋千匀速转动的过程中，求:(1)钢丝绳所受拉力F的大小:(2)秋千匀速转动的角速度(3)质量不等的两名游客分别乘坐在左、右两个座椅里，设此时钢丝绳与竖直方向的夹角分别为、，试比较、大小，并说明理由.

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、D【解析】

A.在受力分析时，不能说水受到向心力的作用，向心力是某个力或几个力共同提供的，故A错误；B.脱水桶高速运转时，水滴的附着力提供向心力，水滴的附着力是一定的，但角速度越大，运动时需要的向心力就越大，当附着力不能提供足够大的向心力时，衣物上的水由于惯性，通过小孔，飞离脱水桶，故B错误；CD.衣服做圆周运动，有沿着切线飞出的趋势，所以会被“甩”到筒壁成螺旋状排列，故C错误，D正确。2、C【解析】

每层楼估测为高3m，则该同学将10kg的桶装水从一楼搬到二楼做的功为：W=mgh=10×10×3J=300J，对桶装水做功的平均功率为：。故选C。【点睛】本题通过平均功率的定义式进行估算，关键同学们要了解楼高的大约值，3、B【解析】

A.卫星由轨道1到轨道2，需要在N点加速，所以变轨后的机械能大，故A错误；B.从N点到M点引力做正功，所以经过N点的速度小于经过M点的速度，故B正确。CD.根据牛顿第二定律得：,所以无论轨道1还是轨道2经过N点加速度一样，故CD错误。4、D【解析】

重力做的功等于物体重力势能的减少量．对物体下落的过程根据功能分析解答即可．【详解】A项：根据功能关系可知，在过程Ⅰ中重力做的功等于物体重力势能的减少量，故A错误；B、在过程Ⅱ中重力做的功等于物体重力势能的减少量，故B错误C项：在过程Ⅱ中物体的高度下降，重力势能应减少，故C错误；D项：在过程Ⅱ中，水的浮力做负功，由功能原理可知，物体的机械能减少，故D正确．故选D．【点睛】本题运用功能关系分析，也可以根据动能定理分段列式研究．要掌握功能原理：除重力以外的力做功等于物体机械能的变化．5、B【解析】试题分析：运动员的动能先增大，接触蹦床后，蹦床对运动员的弹力先小于重力，后大于重力，运动员先做加速运动，后做减速运动，所以运动员的动能先增大后减小，故A、C错误；当运动员从最高处下降至最低处的过程中，重力一直做正功，重力势能一直减少，故B正确；根据功能关系可知，在运动员运动过程中，重力势能先转化为动能和蹦床的弹性势能，到最低处时，全部转化为蹦床的弹性势能，故D错误．考点：考查了功能关系的应用6、B【解析】

轻绳的拉力刚好为零时，弹簧处于压缩状态，弹簧的弹力等于，弹簧的压缩量；物块Q向下运动到速度最大时，弹簧处于伸长状态，弹簧的弹力等于，弹簧的伸长量．AB．在物块Q由静止向下运动到速度最大的过程中，弹簧由压缩变为伸长，且初始压缩量等于最终伸长量；弹簧对物块Q先做正功后做负功，物块Q的机械能先增加再减小，且初末两状态，物块Q的机械能相等．故A项错误，B项正确．C．物块Q的机械能先增加再减小，弹簧的弹性势能先减小后增大．故C项错误．D．初末两状态，物块Q的机械能相等，则此过程中Q重力势能的减少量等于Q动能的增加量．故D项错误．7、CD【解析】

由于r＜R0+R，根据推论：外电路的电阻等于内电阻时电源的输出功率最大，可知，当滑动变阻器阻值调至0Ω时，电源输出功率最大，故A错误．当滑动变阻器阻值调至0Ω时，电路中电流最大，灯泡最亮，故B错误．由于r＜R0+R，当滑动变阻器阻值逐渐减小时，内外电阻逐渐接近，电源输出功率逐渐增大，故C正确．将灯泡看成电源的内阻，当R=r+R0=0.5+2=2.5Ω时，等效电源的输出功率最大，即滑动变阻器的电功率最大，故D正确．故选CD.8、AD【解析】

设P、Q所受的滑动摩擦力大小均为f，系统匀速运动时，有F=2f，得f=F/2；轻绳断开后，对P，取向右为正方向，由动量定理得-ft=0-mv，联立得，即时P停止运动．在P停止运动前，即在t=0至时间内，P、Q系统的合外力为零，总动量守恒．故A正确．至时间内，P停止运动，Q匀加速运动，系统的合外力不为零，则系统的总动量不守恒，故B错误．时，取向右为正方向，对Q，由动量定理得(F-f)t=pQ-mv，解得Q的动量pQ=mv，故D错误，C错误．故选AD．【点睛】本题是脱钩问题，要抓住脱钩前系统的动量守恒，脱钩后在两者都在运动时系统的动量也守恒．在涉及力在时间上的积累效应时，运用动量定理求动量或速度是常用的方法．9、CD【解析】物体做曲线运动的条件是合力与速度不在同一条直线上，加速度大小和方向不一定变化，如平抛运动，故A错误，C正确；物体做曲线运动的条件是合力与速度不在同一条直线上，合外力大小和方向不一定变化，如平抛运动，故B错误；做曲线运动的物体，速度大小可以不变，如匀速圆周运动，故D正确．所以CD正确，AB错误．10、AD【解析】曲线运动的速度方向一定变化，则曲线运动一定是变速运动，选项A错误；变速运动不一定是曲线运动，例如匀变速直线运动，选项B错误；做曲线运动的物体速度一定变化，则一定有加速度，选项C错误；做曲线运动的物体可能受到恒力作用，例如平抛运动，选项D正确；故选AD.11、BC【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．12、BCD【解析】A、摆球只受重力和拉力作用．向心力是根据效果命名的力，是几个力的合力，也可以是某个力的分力,故A错误、B正确；C、摆球的周期是做圆周运动的周期，摆球做圆周运动所需要的向心力是重力沿水平方向指向圆心的分力提供的．即，所以，故C错误；D、，所以，当时，最小值为，故D正确．点睛：此题要知道向心力的含义，能够分析向心力的来源，知道向心力可以是几个力的合力，也可以是某个力的分力，此题中重力沿着水平方向的分力提供力小球做圆周运动所需的向心力．二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、C1.22