2023届云南省大理州宾川县第四高级中学物理高一下期末联考模拟试题含解析

2022-2023学年高一下物理期末模拟试卷请考生注意：1．请用2B铅笔将选择题答案涂填在答题纸相应位置上，请用0．5毫米及以上黑色字迹的钢笔或签字笔将主观题的答案写在答题纸相应的答题区内。写在试题卷、草稿纸上均无效。2．答题前，认真阅读答题纸上的《注意事项》，按规定答题。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)若人造卫星绕地球做匀速圆周运动，则离地面越近的卫星()A．线速度越小 B．角速度越小 C．向心加速度越小 D．周期越小2、(本题9分)一物体在外力的作用下从静止开始做直线运动，合外力方向不变，大小随时间的变化如图所示。设该物体在t0和2t0时刻的速度分别是v1和v2，动能分别是Ek1和Ek2；从开始至t0时刻和t0至2t0时刻物体运动的位移分别是x1和x2，合外力做的功分别是W1和W2，则（）A．Ek2＝3Ek1B．x2＝4x1C．v2＝5v1D．W2＝W13、(本题9分)航天飞机中的物体处于失重状态，是指这个物体（）A．不受地球的吸引力B．受到地球吸引力和向心力的作用而处于平衡状态C．受到向心力和离心力的作用而处于平衡状态D．对支持它的物体的压力为零4、(本题9分)如图所示，北京和广州的地理纬度分别约为40°和23°，若在北京地面上的物体随地球自转的周期和线速度分别为T1和v1，广州地面上的物体随地球自转的周期和线速度分别为T2和v2，则()A． B．C． D．5、(本题9分)2019年4月10日晚9时许，全球多地天文学家同步公布的首张黑洞照片（如图）。假设银河系中两个黑洞A、B，它们以二者连线上的O点为圆心做匀速圆周运动，测得A、B到O点的距离分别为r和2r。黑洞A、B均可看成质量分布均匀的球体，不考虑其他星球对黑洞的引力，两黑洞的半径均远小于它们之间的距离。下列说法正确的是（）A．黑洞A、B的质量之比为1∶2B．黑洞A、B所受引力之比为1∶2C．黑洞A、B的角速度之比为1∶2D．黑洞A、B的线速度之比为1∶26、(本题9分)科学家计划在2025年将首批宇航员送往火星进行考察。一质量为m的物体，假设在火星两极宇航员用弹簧测力计测得的读数为F1，在火星赤道上宇航员用同一把弹簧测力计测得的读数为F2。通过天文观测测得火星的自转角速度为ω，设引力常数为G，将火星看成是质量分布均匀的球体，则火星的密度和半径分别为（）A．B．C．D．7、(本题9分)从地面竖直向上抛出一物体，物体在运动过程中其机械能和动能Ek随它离开地面的高度h的变化如图所示。取地面为零势能参考面，重力加速度g取10m/s2。由图中数据可知A．物体的质量为1kgB．物体上升的最大高度6mC．从地面至h＝2m，物体的动能减少30JD．物体运动到最高点的过程中克服阻力做功60J8、(本题9分)如图所示,AB､CD为一圆的两条直径,且互相垂直,O点为圆心｡空间存在一未知静电场,场强方向与圆周所在平面平行｡现有一电子(重力不计),在静电力作用下,先从A点运动到C点,动能减少了1ev;又从C点运动到B点,动能增加了1ev,则此空间存在的静电场可能是A．方向垂直于AB并由C指向O的匀强电场B．方向垂直于AB并由O指向C的匀强电场C．位于O点的正点电荷形成的电场D．位于D点的正点电荷形成的电场9、如图所示，在A、B两点固定两个电荷量相等的带负电点电荷，O点为其连线中点，在其连线的中垂线上的M点由静止释放一个带正电的粒子q，若仅在电场力作用下开始运动，则下列说法中正确的是A．粒子将一直沿中垂线做单方向直线运动B．整个运动过程中，粒子在O点时速度最大C．整个运动过程中，粒子的电势能保持不变D．从M到O的过程中，粒子的加速度可能一直减小，但速度一定越来越大10、在水平路面上AB段光滑，BC段粗糙，两段长度相同，如图所示。在A处静止的小物体(可视为质点)在水平恒力F作用下，从A点开始运动，到C点恰好停下。下列判断正确的是()A．水平恒力F在两段路面上做功相等B．整个过程水平恒力F做功等于克服摩擦力做功C．水平恒力F在AB段的平均功率大于BC段的平均功率D．水平恒力F在AB段中点位置瞬时功率大于在BC段中点位置瞬时功率11、(本题9分)物体在恒定的合外力F作用下做直线运动，在时间内速度由0增大到v，接着在时间内速度由v增大到2v．设F在内做的功是，冲量是；在内做的功是，冲量是；那么（）A． B． C． D．12、(本题9分)最新发现距离地球光年的人马座有一颗可能成为第二颗地球的“超级地球”，已知飞行探测器贴近该星球表面运行的周期、该星球的半径以及万有引力常量，能估算出“超级地球”的A．质量 B．平均密度C．自转周期 D．表面重力加速度二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、（6分）(本题9分)某学习小组利用如图甲所示装置验证机械能守恒定律，实验中电火花计时器所用的交流电源的频率为f，得到如图乙所示的纸带，测量出图中的s1、s2及AB距离s，已知重物的质量为m，当地的重力加速度为g.(1)在进行实验时,与重物相连的是纸带的___端(选填“左”或“右”).(2)图丙是用刻度尺测量打点AB间的距离，则AB间的距离s为___m.(3)打下B点时,重物的速度大小表式为vB=___.(4)取A、B为研究的初、末位置，则验证机械能守恒成立的表达式是___.（用题中字母表示）14、（10分）(本题3分)某同学在验证机械能守恒定律的实验中，使重物自由下落，打点计时器在纸带上打出一系列的点，选取一条符合实验要求的纸带如图所示．O为纸带下落的起始点，A、B、C为纸带上选取的三个连续点．实验中所用重物的质量m＝3kg，打点计时器每隔T=1．13s打一个点，当地的重力加速度g=3．8m/s3．（1）记录B点时，重物的速度vB＝_____m/s，（此空及后面两空均保留三位有效数字），重物动能EkB＝____J．从开始下落到至B点，重物的重力势能减少量是_____J，由此可得到的结论是．（3）该同学进一步分析发现重物动能的增量总是略小于重力势能的减少量，造成这一现象的原因可能是．（写出一条合理的原因即可）（3）若该同学在实验时没有测量重物质量，是否能够正常完成实验？________（填“能”或“不能”）（4）该同学在纸带上又选取了多个计数点，并测出了各计数点到第一个点O的距离h，算出了各计数点对应的速度v，若重物下落过程中机械能守恒，则以h为横轴，以为纵轴画出的图线应是如下图中的，图线的斜率表示．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）如图所示，ABC为竖直面内一固定轨道，AB段是半径为R的光滑圆弧，水平段与圆弧轨道相切于B，水平段BC长度为L，C端固定一竖直挡板．一质量为m的小物块自A端从静止开始沿圆轨道下滑，与挡板共发生了两次碰撞后停止在水平段B、C之间的某处，物块每次与挡板碰撞不损失机械能(即碰撞前、后速率相同)．不计空气阻力，物块与水平段BC间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g．试求物块(1)第一次与挡板碰撞时的速率；(2)在水平轨道上滑行的总路程；(3)最后一次滑到圆轨道底端B处对圆轨道的压力．16、（12分）(本题9分)如图所示，在水平光滑直导轨上，静止放着三个质量均为m＝1kg的相同小球A、B、C.现让A球以v0＝2m/s的速度向着B球运动，A、B两球碰撞后粘在一起，两球继续向右运动并跟C球碰撞，C球的最终速度vC＝1m/s。求：（1）A、B两球碰撞后粘在一起的速度多大？（2）A、B两球跟C球相碰后的速度为多大？17、（12分）(本题9分)如图所示为一皮带传送装置，其中AB段水平，长度，BC段倾斜，长度足够长，倾角为，AB和BC在B点通过一段极短的圆弧连接图中未画出圆弧传送带以的恒定速率顺时针运转现将一质量的工件可看做质点无初速度地放在A点，已知工件与传送带间的动摩擦因数．(1)工件从A点开始至第一次到达B点所用的时间t；(2)工件从第一次到达B点至第二次到达B点的过程中，工件与传送带间因摩擦而产生的热量Q．

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】

人造卫星绕地球做匀速圆周运动时，由地球的万有引力提供向心力，则有：解得：A.由可知，离地面越近的卫星，轨道半径r越小，线速度越大，故A错误；B.由可知，离地面越近的卫星，轨道半径r越小，角速度越大，故B错误；C.由可知，离地面越近的卫星，轨道半径r越小，向心加速度越大，故C错误；D.由可知，离地面越近的卫星，轨道半径r越小，周期越小，故D正确。2、B【解析】

C.由图象及动量定理可知，F-t图象围成的面积表示合外力的冲量，故时刻物体的动量，时刻物体的动量为，即。故C错误；ABD.由动能定理知，，即，，故B正确，AD错误。3、D【解析】

A．失重状态是物体对水平支持物的压力或者对竖直悬挂物的拉力小于自身重力，大于自身重力为超重．并不是不受地球引力A错．BCD．对航天飞机中的物体，重力提供向心力，对水平支持物或竖直悬挂物没有作用力，是完全失重，处于非平衡状态，而且受力分析也不存在向心力和离心力，BC错．D对．4、C【解析】

在北京和广州地面上的物体转动的周期都等于地球自转的周期，所以T1=T2，由图知广州的转动半径大于北京的轨道半径，根据可知，v2>v1。A.与上述计算结果不相符，故A错误；B.与上述计算结果不相符，故B错误；C.与上述计算结果相符，故C正确；D.与上述计算结果不相符，故D错误。5、D【解析】

A．两个黑洞A、B以二者连线上的O点为圆心做匀速圆周运动，构成双星系统，根据万有引力提供向心力，有知半径之比等于质量之反比，故质量之比为2：1，选项A错误；B．黑洞A、B间的万有引力属于相互作用力，大小相等，选项B错误；C．两黑洞属于同轴转动模型，做匀速圆周运动的周期相同，则角速度相等，之比为1：1，选项C错误；D．根据线速度与角速度关系知线速度与半径成正比，黑洞A、B的线速度之比为1：2，选项D正确。故选D。6、A【解析】

在两极：；在赤道上：；联立解得；

由，且，解得。A.，与结论相符，选项A正确；B.，与结论不相符，选项B错误；C.，与结论不相符，选项C错误；D.，与结论不相符，选项D错误；7、AC【解析】

根据能量守恒定律得：Ep=E总-Ek；A.由图知，h=4m时Ep=40J，由Ep=mgh得m=1kg，故A正确。B.由图知，动能随着上升高度线性减小，解得Ek=100-15h，当h=6m时，动能不为0，故B错误。C.h=2m时，Ek=70J，初动能为100J，物体的动能减少30J，故C正确。D.由Ek=100-15h可得动能为0时，h=m；总能量E=100-5h；当h=m时，E=J，初始总能量为100J，损失的能量即为物体运动到最高点的过程中克服阻力做功，有：100J-J=J，故D错误。8、AD【解析】试题分析：从A到B电场力做功为零，由W=qU可知AB两点电势相同，连接AB为等势线，电场线与等势线相互垂直，可知电场线为水平方向，由A到C电场力做负功，电子所受电场力水平向左，所以场强方向水平向右，A对；B错；如果场源电荷在O点，则ABC均为同一条等势线上的三点，电势相等，由题干已知可知这是不可能的，所以C错；同理D对；考点：考查常见电场的电场线分布点评：本题难度较小，主要是考查了学生对常见电场的分布的记忆和理解，例如等量同种点电荷、独立点电荷、点电荷与金属板的电场线分布，理解电场力做功与电势能的关系9、BD【解析】

A.点电荷在从M到O的过程中，所受的电场力方向竖直向下，做加速运动，越过O点后，所受的电场力方向竖直向上，根据对称性知粒子运动到关于M点对称的位置时速度减至零，然后，向上运动到M点，再周而复始，所以粒子将一直沿中垂线MO做往复直线运动，故A项不符合题意；B.整个运动过程中，粒子在O点时，电场力为零，加速度为零，速度最大，故B项符合题意；C.整个运动过程中，电场力做正功时电势能减小，电场力做负功，电势能增加，其电势能并不是保持不变，故C不符合题意；D.从M到O的过程中，电场线分布情况不清楚，电场强度的大小变化不清楚，粒子受到的电场力可能一直减小，则加速度一直减小，速度越来越大，故D项符合题意。10、AB【解析】

A.由W=Fs知，恒力F对两种路面下做功一样多，即W1=W2，故A正确。B.在整个过程中，根据动能定理可知WF-Wf=0-0，故整个过程水平恒力F做功等于克服摩擦力做功，故B正确；C.在AB段做初速度为零的匀加速直线运动，在BC段可看做反向的初速度为零的运动加速直线运动，通过v-t图象如图，可知，在两段所需时间相同，根据P=W/t可知，水平恒力F在AB段的平均功率等于BC段的平均功率，故C错误；D.由图可知，在AB段中点位置瞬时速度和在BC段中点位置瞬时速度相同，故水平恒力F在AB段中点位置瞬时功率等于在BC段中点位置瞬时功率，故D错误；11、BC【解析】

根据动能定理得：则．根据动量定理得知故BC正确，AD错误．故选BC.点睛：根据动能的变化由动能定理求合力的功、根据动量的变化由动量定理求合力的冲量是这两大定理基本的应用．12、ABD【解析】

根据万有引力提供向心力求出星球的质量，结合万有引力等于重力求出星球表面的重力加速度，结合星球的质量和体积求出星球的密度．【详解】设星球半径为R，该飞行探测器贴近该星球表面运行，轨道半径等于该星球的半径，根据万有引力提供向心力，有，得“超级星球”质量，因为已知飞行探测器贴近该星球表面运行的周期、该星球的半径以及万有引力常量，故可以算出“超级地球”的质量，故A正确；“超级地球”的半径已知，体积可求，进而可算出平均密度，故B正确；题目已知条件是“超级地球”的公转周期，根据已知条件，无法求出自转周期，故C错误；在“超级地球”表面，根据物体的重力等于万有引力，有，得表面重力加速度，因为质量能求出，半径已知，所以表面的重力加速度可以求出，故D正确；故选ABD．【点睛】解决本题的关键掌握万有引力的两个理论：万有引力提供向心力；万有引力等于重力．并能灵活运用．二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、左0.4545fs2【解析】

根据相同时间内位移逐渐增大确定重物与纸带的哪一端相连．

根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出B点的速度，根据重力势能的减小量等于动能的增加量列出机械能守恒的表达式．【详解】（1）因为相等时间内位移逐渐增大，可知重物与纸带的左端相连．

（2）AB间的距离为：xAB=55.45-10.00cm=45.45cm=0.4545m．

（3）B点的瞬时速度为：vB=s22T综上所述本题答案是;(1).左(2).0.4545(3).fs2【点睛】本题考查了机械能守恒的验证，抓住重力势能的减小量和动能的增加量是否相等进行验证，会通过纸带得出下降的高度，从而得出重力势能的减小量，会根据纸带求解瞬时速度，从而得出动能的增加量．14、（1）3．11，4．11，4．13，在误差允许的范围内重物在自由下落的过程中机械能守恒；（3）重物下落过程中受到空气阻力；纸带与限位框之间有摩擦等；（3）能；（4）C，重力加速度g．【解析】(1)利用匀变速直线运动的推论,那么，重力势能减小量△Ep=mgh=3.1×3.8×1.3151J=4.13J．由此可得到的结论是：在实验允许范围内，重物的机械能守恒；(3)重物动能的增量总是略小于重力势能的减少量，原因是下落过程中需克服（限位孔对纸带的阻力及空气）阻力做功．(3)根据动能与重力势能表达式可知，均有质量，当列成等式时，质量可以约去，因此重物的质量可以不测量；

(4)利用图线处理数据，从理论角度物体自由下落过程中机械能守恒可以得出：，即；所以以为纵轴，以h为横轴画出的图线应是过原点的倾斜直线，也就是图中的C．图线的斜率表示重力加速度g．【点