2023届北京市第十二中学高一物理第二学期期末检测模拟试题含解析

2022-2023学年高一物理下期末模拟试卷考生须知：1．全卷分选择题和非选择题两部分，全部在答题纸上作答。选择题必须用2B铅笔填涂；非选择题的答案必须用黑色字迹的钢笔或答字笔写在“答题纸”相应位置上。2．请用黑色字迹的钢笔或答字笔在“答题纸”上先填写姓名和准考证号。3．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，在草稿纸、试题卷上答题无效。一、选择题（本题共12小题，每小题5分，共60分，在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确.全部选对的得5分，选不全的得3分，有选错的或不答的得0分）1、(本题9分)一物体从空中某点以一定的初速度v0做平抛运动，落地时的水平位移为s，记录下该平抛运动的轨迹，并按照1：1的比例制作成了一条钢制抛物线轨道，如图所示。现让一个铁环从抛物线轨道顶端从静止滑下，不计运动过程中摩擦阻力和空气阻力，重力加速度为g，当铁环滑落到抛物线轨道末端时，下面说法正确的是A．铁环的水平速度等于B．铁环的竖直速度等于C．铁环的末速度等于D．铁环的末速度等于2、做曲线运动的物体，在运动过程中，一定变化的物理量是（）A．加速度 B．速率 C．合力 D．速度3、(本题9分)如图所示，长为0.5m的轻质细杆,一端固定一个质量为2kg的小球，使杆绕O点在竖直平面内做圆周运动，小球通过最高点的速率为2m/s，g取10m/s2。关于球在不同位置受杆的作用力，下列判断正确的是A．小球通过最高点时，杆对小球向下的拉力大小是16NB．小球通过最高点时，杆对小球向上的支持力大小是4NC．小球通过最低点时，杆对小球向上的拉力大小是32ND．小球通过最低点时，杆对小球向上的拉力大小是30N4、如图所示，我国成功发射了“神舟七号”载人飞船。在飞船环绕地球运行期间，宇航员进行了出舱活动。关于宇航员在舱外活动时，下列说法中正确的是（）A．处于完全失重状态B．不受地球引力作用C．宇航员出舱后将做自由落体运动逐渐靠近地球D．宇航员出舱后将沿着原轨迹的切线方向做匀速直线运动5、(本题9分)如图所示,虚线是某电场的等势线.一带电粒子只在电场力作用下恰能沿实线从A点飞到C点,则A．粒子一定带负电B．粒子在A点的电势能大于在C点的电势能C．A点的电场强度大于C点的电场强度D．粒子从A点到B点电场力所做的功大于从B点到C点电场力所做的功6、(本题9分)下面说法错误的是（）A．滑动摩擦力有可能做正功，也有可能做负功B．重力势能的变化与零势能面的选取无关C．由于能量守恒，所以我们不需要节能D．在狭义相对论中，物体的质量会随物体的速度的变化而变化7、已知地球的质量为M，半径为R，表面的重力加速度为g，那么地球的第一宇宙速度的表达式有：A． B． C． D．8、(本题9分)如图所示，一轻绳通过无摩擦的小定滑轮O与小球B连接，另一端与套在光滑竖直杆上的小物块A连接，杆两端固定且足够长，物块A由静止从图示位置释放后，先沿杆向上运动．设某时刻物块A运动的速度大小为vA，小球B运动的速度大小为vB，轻绳与杆的夹角为θ．则（）A．vA=vBcosθB．vB=vAcosθC．小球B减小的重力势能等于物块A增加的动能D．当物块A上升到与滑轮等高时，它的机械能最大9、(本题9分)如图所示，金属板放在垂直于它的匀强磁场中，当金属板中有电流通过时，在金属板的上表面A和下表面A′之间会出现电势差，这种现象称为霍尔效应．若匀强磁场的磁感应强度为B，金属板宽度为h、厚度为d，通有电流I，稳定状态时，上、下表面之间的电势差大小为U．已知电流I与导体单位体积内的自由电子数n、电子电荷量e、导体横截面积S和电子定向移动速度v之间的关系为．则下列说法中正确的是A．在上、下表面形成电势差的过程中，电子受到的洛仑兹力方向向上B．达到稳定状态时，金属板上表面A的电势高于下表面A′的电势C．只将金属板的厚度d减小为原来的一半，则上、下表面之间的电势差大小变为U/2D．只将电流I减小为原来的一半，则上、下表面之间的电势差大小变为U/210、(本题9分)地球的质量为，半径为，自转角速度为，万有引力常量为，地球表面的重力加速度为，同步卫星距地面的距离为，则同步卫星的线速度大小为（）A． B． C． D．11、如图所示，质量为M=4kg的木板静止在光滑水平面上，一个质量为m=1kg的小滑块以初速度v0=5m/s从木板的左端向右滑上木板，小滑块始终未离开木板。则下面说法正确是A．从开始到小滑块与木板相对静止这段时间内,小滑块和木板的加速度大小之比为1:4B．.整个过程中因摩擦产生的热量为10JC．可以求出木板的最小长度是3.5mD．从开始到小滑块与木板相对静止这段时间内，小滑块与木板的位移之比是6:112、老师课上用如图所示的“牛顿摆”装置来研究小球之间的碰撞，5个完全相同的小钢球用轻绳悬挂在水平支架上，5根轻绳互相平行，5个钢球彼此紧密排列，球心等高且位于同一直线上，用1、2、3、4、5分别标记5个小钢球.当把小球1向左拉起一定高度后由静止释放，使它在极短时间内撞击其他小球，对此实验的下列分析中，正确的是（）A．上述实验中，可观察到球5向右摆起，且达到的最大高度与球1的释放高度相同B．上述碰撞过程中，5个小球组成的系统机械能守恒，动量守恒C．如果同时向左拉起小球1、2、3到相同高度后，在同时由静止释放，经碰撞后，小球4、5一起向右摆起，且上升的最大高度大于小球1、2、3的释放高度D．若只用小球1、2进行实验，将它们分别向左、右各拉起一个较小的高度，且小球1的高度是小球2的两倍，由静止释放，可观察到发生碰撞后两小球均反弹并返回初始高度二．填空题(每小题6分，共18分)13、(本题9分)用手握住绳的两端，在绳的中点悬挂一重物，改变两绳间的夹角θ，如果物体始终处在平衡状态（绳子拉力的合力始终等于重力），则当θ=时，绳中的拉力最小；当θ=时，绳子的拉力大小等于重力；在θ角增大的过程中，绳子的拉力逐渐变．14、(本题9分)某物理小组对轻弹簧的弹性势能进行探究，实验装置如图（a）所示：轻弹簧放置在光滑水平桌面上，弹簧左端固定，右端与一物块接触而不连接，纸带穿过打点计时器并与物块连接．向左推物块使弹簧压缩一段距离，由静止释放物块，通过测量和计算，可求得弹簧被压缩后的弹性势能．（1）实验中涉及到下列操作步骤：①把纸带向左拉直②松手释放物块③接通打点计时器电源④向左推物块使弹簧压缩，并测量弹簧压缩量上述步骤正确的操作顺序是__（填入代表步骤的序号）．（2）图（b）中M和L纸带是分别把弹簧压缩到不同位置后所得到的实际打点结果．打点计时器所用交流电的频率为50Hz．由M纸带所给的数据，可求出在该纸带对应的实验中物块脱离弹簧时的速度为__m/s．比较两纸带可知，__（填“M”或“L”）纸带对应的实验中弹簧被压缩后的弹性势能大．15、(本题9分)如图所示，电场中A点的电场强度E=2.0×104N/C。将电荷量q=+2.0×10-8C的点电荷放在电场中的A点，则该点电荷在A点所受静电力F的大小为___________。三．计算题(22分)16、（12分）(本题9分)两轮平衡车(如图所示)广受年轻人的喜爱.它的动力系统由电池驱动，能够输出的最大功率为P0.小明驾驶平衡车在水平路面上沿直线运动时，受到的阻力恒为f，已知小明和平衡车的总质量为（1）求平衡车能达到的最大行驶速度vm（2）假设启动过程是由静止开始的加速度为a的匀加速运动，平衡车达到最大功率所用的时间t为多少？（3）小明想研究此平衡车在一定条件下的续航里程.他设想以某一恒定速度行驶直至能量耗尽，若忽略启动和停止过程平衡车的能量消耗及位移，则可由平衡车行驶的速度和时间，利用公式x=vt估算出平衡车单次行驶的最大距离x.除此之外，请你再提供一种估算的方法，说明还需要哪些物理量，并给出最大距离的表达式.(注意：需要用到题目中没有给出的物理量，请在解答过程中做必要的说明)17、（10分）(本题9分)质量为5×103kg的汽车，由静止开始沿平直公路行驶，当速度达到一定值后，关闭发动机滑行，速度图象如图所示，设整个过程阻力不变．则：(1)在汽车行驶的整个过程中，发动机做功多少?(2)在汽车行驶的整个过程中，克服摩擦力做功的功率多大?

参考答案一、选择题（本题共12小题，每小题5分，共60分，在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确.全部选对的得5分，选不全的得3分，有选错的或不答的得0分）1、C【解析】

设铁环落地速度为，根据机械能守恒，，钢制轨道的高度可根据平抛运动规律求得，，，因此铁环落地速度。速度方向与水平方向的夹角：，则；A.铁环的水平速度等于，选项A错误；B.铁环落地的合速度等于，选项B错误；C.铁环的末速度等于，选项C正确；D.铁环的末速度不等于，选项D错误.2、D【解析】

做曲线运动的物体，在运动过程中，加速度和合力可能不变，例如平抛运动；速率可能不变，例如匀速圆周运动；一定变化的物理量是速度，故选D.3、B【解析】

AB、设小球在最高点时，重力刚好能提供向心力时，小球的速度为v，根据牛顿第二定律有，解得，由于，所以杆在最高点对小球产生支持力，方向向上，设大小为N，由牛顿第二定律有，代入数据可得N=4N，B正确A错误；

CD、设小球运动到最低点的速度为，由动能定理有，设杆对小球的拉力为F，根据牛顿第二定律有：，联立可得F=116N，CD错误．【点睛】当物体与杆连接在竖直平面内做圆周运动时，杆可以产生拉力与可以产生支持力，所以物体能否做完整的圆周运动的临界速度与杆出现支持力还是拉力的临界速度是不一样的，这也是本题的关键。4、A【解析】

AB、宇航员绕地球做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，处于完全失重状态，A正确，B错误；CD、宇航员出舱后，在地球引力作用下仍然绕地球做匀速圆周运动，不会自由落体逐渐靠近地球也不会沿切线方向做匀速直线运动。CD错误。5、C【解析】电场线和等势线垂直且由电势高的等势线指向电势低的等势线，因此图中电场线方向应垂直等势线大体指向左侧，带电粒子所受电场力沿电场线指向曲线内侧，故粒子应带正电，故A错误；从A到C过程中，电场力做负功，电势能增大，粒子在A点的电势能小于在C点的电势能，故B错误；A点等势线密，电场线也密，所以电场强度大于C处，故C正确；电场力做功与路径无关，只与初末位置电势差有关，因为UAB=UBC，所以粒子从A点到B点和从B到C电场力做功相等，故D错误。故选C。点睛：解决这类问题的突破口为根据粒子运动轨迹确定粒子所受电场力方向，同时这类问题涉及物理知识很全面，能考查学生综合利用物理知识解决问题的能力，是高考的重点，要不断加强练习。6、C【解析】

滑动摩擦力的方向与物体相对运动方向相反，但与物体的运动方向可以相反，也可以相同，故可以做负功，也可以做正功，故A正确；重力势能与零势能面的选取有关，重力势能的变化与零势能面的选取无关，选项B正确；能量虽然是守恒的，但可利用的能源并不是取之不尽用之不竭的，所以需要节约能源，故C错误；在狭义相对论中，物体的质量会随物体的速度的变化而变化，选项D正确；此题选择不正确的选项，故选C.7、AB【解析】第一宇宙速度是卫星在近地圆轨道上的环绕速度，根据万有引力提供向心力得：，解得:，故A正确，根据地面附近引力等于重力得：，联立可得：，故AB正确，CD错误．8、BD【解析】

将物块A的速度分解为沿绳子方向和垂直于绳子的方向，在沿绳子方向的分速度等于B的速度．在沿绳子方向的分速度为，所以．故A错误，B正确；A、B组成的系统只有重力做功，系统机械能守恒，系统重力势能的减小量等于系统动能的增加量，则小球重力势能的减小等于系统动能的增加和B的重力势能的增加．故C错误．除重力以外其它力做的功等于机械能的增量，物块A上升到与滑轮等高前，拉力做正功，机械能增加，物块A上升到与滑轮等高后，拉力做负功，机械能减小．所以A上升到与滑轮等高时，机械能最大．故D正确．故选BD．考点：考查了机械能守恒定律和运动的分解与合成的应用【点睛】解决本题的关键会对速度进行分解，以及掌握机械能守恒的条件，会利用系统机械能守恒解决问题．9、AD【解析】试题分析：电流向右、磁场向内，根据左手定则，安培力向上；电流是电子的定向移动形成的，洛伦兹力也向上；上极板聚集负电荷，下极板带正电荷，下极板电势较高；AB错误；电子最终达到平衡，有：evB=e则：U=vBh电流的微观表达式：I=nevS=nevhd则：v=，代入得：U=只将金属板的厚度d减小为原来的一半，则上、下表面之间的电势差大小变为2U，C错误；只将电流I减小为原来的一半，则上、下表面之间的电势差大小变为，D正确；考点：本题考查电势、洛伦兹力．10、AB【解析】

A．同步卫星的运转角速度等于地球自转角速度为，根据可得同步卫星的线速度大小为故A正确；BC．同步卫星做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，则有解得联立黄金代换式可得故B正确，C错误；D．第一宇宙速度的表达式为同步卫星线速度小于第一宇宙速度，故D错误；故选AB。11、BD【解析】

由牛顿第二定律分别求出加速度即可；分析滑块和木板组成的系统所受的外力，判断动量是否守恒。滑块相对木板静止时，由动量守恒定律求出两者的共同速度，由能量守恒定律求内能。再由Q=μmgL，求木板的最小长度L；由运动学公式求滑块与木板的位移之比。【详解】A．滑块在水平方向只受到摩擦力的作用，由牛顿第二定律可得：ma1=μmg，地面光滑，可知M在水平方向也只受到m对M的摩擦力，由牛顿第二_定律可得：MB．水平面光滑，则滑块和木板组成的系统所受的合外力为零，两者水平方向动量守恒，滑块相对木板静止时，取向右为正方向，根据动量守恒定律得：mv0=M+mvC．设木板的最小长度为L，則有Q=μmgL，但由于不知道动摩擦因数μ，不能求出木板的最小长度，故C错误；D.从开始到滑块与木板相対静止込段吋向内，滑快与木板的位移之比是：xm【点睛】本题主要考查了板块模型的综合应用，属于中等题型。12、AB【解析】

A.上述实验中，由于5个球是完全相同的小球，则相互碰撞时要交换速度，即第5个球被碰瞬时的速度等于第1个球刚要与2球碰撞时的速度，由能量关系可知，观察到球5向右摆起，且达到的最大高度与球1的释放高度相同，选项A正确；B.上述碰撞过程中，5个小球组成的系统碰撞过程无能量损失，则机械能守恒，水平方向受合外力为零，则系统的动量守恒，选项B正确；C.如果同时向左拉起小球1、2、3到相同高度同时由静止释放，则3与4碰后，3停止4具有向右的速度，4与5碰撞交换速度，4停止5向右摆起；3刚停止的时候2球过来与之碰撞交换速度，然后3与4碰撞，使4向右摆起；2球刚停止的时候1球过来与之碰撞交换速度，然后2与3碰撞交换速度，使3向右摆起；故经碰撞后，小球3、4、5一起向右摆起，且上升的最大高度与小球1、2、3的释放高度相同；故C错误；D.若只用小球1、2进行实验，将它们分别向左、右各拉起一个较小的高度，且小球1的高度是小球2的两倍，由静止释放，则到达最低点时1球的速度是2球的两倍，相碰后两球交换速度各自反弹，则可观察到发生碰撞后小球2的高度是小球1的两倍，选项D错误。二．填空题(每小题6分，共18分)13、大【解析】试题分析：根据物体的状态可知两端绳子的合力与重力的大小关系，再由力的合成可得出拉力最小值；同时注意当两分力大小相等且夹角为120°时合力与两分力相等．解：由题意可知，两绳子的拉力的合力与重力大小相等，方向相反；由于两绳上的拉力相等，由力的合成可知，当合力一定时，两力同向时最小；故当夹角为零时，绳中的拉力最小；而当两绳的夹角为120°时，绳子中的拉力大小等于重力；当θ角增大的过程中，根据力的平行四边形定则可知，绳子的拉力逐渐变大，故答案为0、120°、变大【点评】本题考查了力的合成、共点力的平衡及绳子上张力的特点；本题应作为结论熟记．14、④①③②1.29