北京市门头沟区2022-2023学年物理高一第二学期期末达标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)如图甲所示，一滑块置于水平桌面上，把一只力传感器a系在滑块上，另一只传感器b握在手中，通过传感器拉滑块，计算机屏幕显示出两传感器受力随时间变化的情况如图乙所示。据图可知()A．滑块一定做匀速直线运动B．两传感器受到的拉力是一对平衡力C．先有a受到的拉力，后才有b受到的拉力D．两传感器受到的拉力总是大小相等、方向相反2、(本题9分)如图所示，航天飞机在完成对哈勃空间望远镜的维修任务后，在A点从圆形轨道Ⅰ进入椭圆轨道Ⅱ，B为轨道Ⅱ上的一点，关于航天飞机的运动，下列说法中正确的是A．在轨道Ⅱ上经过A的速度大于经过B的速度B．在轨道Ⅱ上经过A的动能大于在轨道I上经过A的动能C．在轨道Ⅱ上运动的周期小于在轨道Ⅰ上运动的周期D．在轨道Ⅱ上经过A的加速度小于在轨道Ⅰ上经过A的加速度3、(本题9分)质量为m的汽车，在平直公路上从静止开始以大小为a（定值）的加速度启动，当汽车的功率为P时，司机立即将功率降到P/2，且保持此功率运动一段较长时间．已知汽车在运动过程中受到的阻力大小恒为ma，则汽车在以上运动过程中，速度随时间变化的图象是A． B．C． D．4、(本题9分)关于弹簧的弹性势能，下列说法中正确的是（）A．当弹簧变长时，它的弹性势能一定增大B．当弹簧变短时，它的弹性势能一定变小C．在伸长量相同时，劲度系数越大的弹簧，它的弹性势能越大D．弹簧在拉伸时弹性势能一定大于压缩时的弹性势能5、(本题9分)地球上，在赤道的物体A和杭州的物体B随地球自转而做匀速圆周运动，如图所示．他们的线速度分别为vA、vB，周期分别为TA，TB，则（）A．vA=vB，TA=TB B．vA＜vB，TA＜TB C．vA＞vB，TA=TB D．vA＜vB，TA=TB6、(本题9分)历史上首先正确认识力和运动的关系，批驳“力是维持物体运动的原因”观点的物理学家是（）A．亚里士多德 B．牛顿 C．伽利略 D．笛卡尔7、(本题9分)如图所示，质量为m的小球套在光滑竖直杆上，轻质弹簧的一端与小球相连，另一端固定于O点。小球由A点静止释放后，沿固定竖直杆运动到B点。OA的长度小于OB的长度，弹簧处于OA、OB两位置时弹簧的弹性势能相等。下列说法正确的是（）A．小球在B点的动能不为零B．在小球从A点运动到B点的过程中，弹簧的弹性势能先减小后增大C．在小球从A点运动到B点的过程中，小球增加的动能等于重力对小球做的功D．在小球从A点运动到B点的过程中，小球减少的重力势能等于其增加的弹性势能8、经国际小行星命名委员会命名的“神舟星”和“杨利伟星"的轨道均处在火星和木星轨道之间，它们绕太阳沿椭圆轨道运行，其轨道参数如下表(AU是天文学中的长度单位，大约是地球到太阳的平均距离)。“神舟星”和“杨利伟星”绕太阳运行的周期分别为T1和T2，它们在近日点的加速度分别为a1和a2。则下列说法正确的是()A． B．C． D．9、(本题9分)质量为m的物体以某一初速度冲上倾角为30°的斜面，减速上滑的加速度大小为0.6g（g为重力加速度），则物体在沿斜面向上滑行距离s的过程中（）A．物体的动能减少了0.6mgsB．物体的重力势能增加了0.5mgsC．物体的机械能减少了0.4mgsD．物体克服摩擦力做功0.1mgs10、(本题9分)如图所示，M、N为两个固定的等量同种正电荷，在其连线的中垂线上的P点由静止释放一负电荷（忽略重力），下列说法中正确的是A．从P到O，可能加速度越来越小，速度越来越大B．从P到O，可能加速度先变大变小，速度越来越大C．越过O点后，可能加速度一直变大，速度一直减小D．越过O点后，可能加速度一直变小，速度一直减小11、(本题9分)一个苹果从树上无初速度地自由下落，将苹果看成质点，忽略空气阻力，取向下为正方向．设苹果下落过程中的速度为以加速度为a、下落时间为t，则如图所示的图象中可能正确的是A． B． C． D．12、(本题9分)质量为的物体静止在光滑水平面上，从时刻开始受到水平力的作用．力的大小与时间的关系如图所示，力的方向保持不变，则A．时刻的瞬时功率为B．时刻的瞬时功率为C．在到这段时间内，水平力的平均功率为D．在到这段时间内，水平力的平均功率为二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、（6分）(本题9分)某同学设计了一个探究加速度a与物体所受合力F及质量m关系的实验，图(a)所示为实验装置简图．(交流电的频率为50Hz)（1）图(b)所示为某次实验得到的纸带，根据纸带可求出小车的加速度大小为____m/s2.(保留两位有效数字)（2）保持砂和砂桶质量不变，改变小车质量m，分别得到小车加速度a与质量m及对应的数据如下表：实验次数12345678小车加速度a/m·s－21.901.721.491.251.000.750.500.30小车质量m/kg0.250.290.330.400.500.711.001.67/kg－14.003.453.032.502.001.411.000.60请在下图所示的坐标纸中画出a－图线______，并由图线求出小车加速度a与质量倒数之间的关系式是________________________14、（10分）(本题9分)如图1所示的装置，可用于探究恒力做功与速度变化的关系．水平轨道上安装两个光电门，小车上固定有力传感器和挡光板，细线一端与力传感器连接，另一端跨过定滑轮挂上砝码盘．实验首先保持轨道水平，通过调整砝码盘里砝码的质量让小车做匀速运动以实现平衡摩擦力，再进行后面的操作，并在实验中获得以下测量数据：小车、力传感器和挡光板的总质量M，平衡摩擦力时砝码和砝码盘的总质量m0，挡光板的宽度d，光电门1和2的中心距离s．（1）该实验是否需要满足砝码和砝码盘的总质量远小于车的质量（填“需要”或“不需要”）（2）实验需用游标卡尺测量挡光板的宽度d，如图2所示，d=mm（3）某次实验过程：力传感器的读数为F，小车通过光电门1和2的挡光时间分别为t1、t2（小车通过光电门2后，砝码盘才落地），已知重力加速度为g，则对该小车实验要验证的表达式是．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）天文观测发现：某半径为R的行星有一颗卫星绕其做匀速圆周运动。测得卫星到行星中心的距离为r，卫星做匀速圆周运动的周期为T，已知万有引力常量为G.求：（1）该行星的质量和密度；（2）若在此行星表面发射卫星，则发射卫星的最小速度为多少?16、（12分）(本题9分)如图所示,粗糙水平地面与半径的光滑半圆轨道在点平滑连接,点是半圆轨道的圆心,三点在同一竖直线上,质量的小物块(可视为质点)静止在水平地面上的点.某时刻用一压缩弹簧(未画出)将小物块沿方向水平弹出,小物块经过点时速度大小为(不计空气阻力).已知,小物块与水平地面间的动摩擦因数,重力加速度大小.求：(1)压缩弹簧的弹性势能；(2)小物块运动到半圆轨道最高点时,小物块对轨道作用力的大小；(3)小物块离开最高点后落回到地面上的位置与点之间的距离.17、（12分）(本题9分)某游乐场拟推出一个新型滑草娱乐项目，简化模型如图所示。游客乘坐的滑草车（两者的总质量为），从倾角为的光滑直轨道上的点由静止开始下滑，到达点后进入半径为，圆心角为的圆弧形光滑轨道，过点后滑入倾角为（可以在范围内调节）、动摩擦因数为的足够长的草地轨道。已知点处有一小段光滑圆弧与其相连，不计滑草车在处的能量损失，点到点的距离为，。求：(1)滑草车经过轨道点时对轨道点的压力大小；(2)滑草车第一次沿草地轨道向上滑行的时间与的关系式；(3)取不同值时，写出滑草车在斜面上克服摩擦所做的功与的关系式。

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.不知道滑块受到的其他的力，所以滑块不一定做匀速直线运动。故A错误；

B.两个传感器之间的作用分别作用在两个不同的物体上，是一对作用力与反作用力，不是平衡力。故B错误；

C.作用力与反作用力同时产生、同时变化、同时消失。故C错误；

D.由图乙可知，两个传感器受到的拉力是一对作用力与反作用力，总是大小相等、方向相反。故D正确；2、C【解析】

A.轨道Ⅱ上由A点运动到B点，引力做正功，动能增加，所以经过A的速度小于经过B的速度。故A错误。

B.从轨道Ⅰ的A点进入轨道Ⅱ需减速，使万有引力大于所需要的向心力，做近心运动。所以轨道Ⅱ上经过A的速度小于在轨道Ⅰ上经过A的速度，则在轨道Ⅱ上经过A的动能小于在轨道Ⅰ上经过A的动。故B错误。

C.根据开普勒第三定律＝C，椭圆轨道的半长轴小于圆轨道的半径，所以在轨道Ⅱ上运动的周期小于在轨道Ⅰ上运动的周期。故C正确。

D.由可得在轨道Ⅱ上和在轨道Ⅰ通过A点距离地心的距离r相等，因此所受的万有引力相等，根据牛顿第二定律，加速度相等。故D错误。3、A【解析】

汽车恒定加速度启动，设牵引力为F，则有：F-ma=ma；解得：F=2ma，由P=fv可知，当汽车的功率由P降到P/2时，F降到F/2，此刻牵引力大小等于ma，大小等于汽车受到的阻力，故汽车将做匀速直线运动；A.A图与结论相符，选项A正确；B.B图与结论不相符，选项B错误；C.C图与结论不相符，选项C错误；D.D图与结论不相符，选项D错误；4、C【解析】

对于弹簧，当弹簧形变量越大，弹性势能越大．在拉伸长度相同时，k越大的弹簧，它的弹性势能越大．在拉伸长度相同时，k越大的弹簧，它的弹性势能越大．【详解】A．当弹簧变长时，它的弹性势能不一定增大，若弹簧处于压缩状态时，弹簧变长弹簧的弹性势能减小，故A错误；B．若处于压缩状态时，弹簧变短时，弹簧的弹性势能增大，故B错误．C．由得知，在拉伸长度相同时，k越大的弹簧，它的弹性势能越大，故C正确．D．弹簧的弹性势能与弹簧的形变量有关，弹簧在拉伸时的弹性势能不一定大于压缩时的弹性势能，故D错误．5、C【解析】

A与B均绕地轴做匀速圆周运动，周期均为一天，A的转动半径较大，可根据线速度与角速度关系公式v=ωr判断线速度的大小。【详解】A与B均绕地轴做匀速圆周运动，周期均为一天，故周期相同，即TA=TB，由公式ω=2πT，知，A、B的角速度相等。即ωA=ωB。由角速度与线速度关系公式v=ωr，A的转动半径较大，故A的线速度较大，即vA＞v【点睛】解答本题关键要知道共轴转动角速度相等，同时要能结合公式v=ωr判断，本题也可直接根据线速度定义式判断。6、C【解析】

根据物理学史和常识解答，记住著名物理学家的主要贡献即可．【详解】历史上首先正确认识力和运动的关系，推翻“力是维持物体运动的原因”的物理学家是伽利略．【点睛】本题考查物理学史，是常识性问题，对于物理学上重大发现、发明、著名理论要加强记忆，这也是考试内容之一．7、AC【解析】

A．在小球运动过程中，只有重力和弹簧的弹力做功，故小球和弹簧组成的系统机械能守恒。因A、B两点弹簧的弹性势能相等，小球减小的重力势能转化为小球的动能，所以在B点的动能不为零，故A正确；B．弹簧在A点为压缩状态，B点为伸长状态，在小球从A点运动到B点的过程中，弹簧的形变量先增大后减小再增大，则弹簧的弹性势能先增大后减小再增大，故B错误；C．在小球从A点运动到B点的过程中，弹簧的弹力对小球做功为零，根据动能定理知小球增加的动能等于重力对小球做的功，故C正确；D.在小球从A点运动到B点的过程中，增加的弹性势能为零，则小球减少的重力势能大于增加的弹性势能，故D错误。故选AC。8、BC【解析】

通过表格数据的比较，“神舟星”据太阳的距离比“杨利伟星”更远，也就是“神舟星”轨道的半长轴R更大，据开普勒第三定律：“神舟星”的周期较大，所以；又据可知，两星在近日点的向心加速度比较中，由于“杨利伟星”据太阳的距离较小，所以“杨利伟星”的向心加速度较大，所以。A.A项与上述分析结论不相符，故A错误；B.B项与上述分析结论相符，故B正确；C.C项与上述分析结论相符，故C正确；D.D项与上述分析结论不相符，故D错误；9、ABD【解析】

由题知合外力为，由动能定理,得物体的动能减少了0.6mgs，A对．，B对．因此物体机械能的改变量，C错误；除重力以外的其它力做功改变机械能，因此摩擦力做功改变机械能，因此摩擦力做功为0.1mgs，D正确10、ABC【解析】

AB、点电荷−q在从P到O的过程中，所受的电场力方向竖直向下，做加速运动，所以速度越来越大。因为从O向上到无穷远，电场强度先增大后减小，所以P到O的过程中，电场强度大小是变化的，加速度可能越来越小，也可能先变大后变小，故A正确，B正确；CD.点电荷运动到O点时，所受的电场力为零，加速度为零。根据电场线的对称性可知，越过O点后，向下做减速运动，运动到与P对称的位置速度为零，所以加速度可能越来越大，也可能先变大后变小，故C正确，D错误。故选：ABC11、AC【解析】自由落体运动的速度，速度与时间成正比，故A正确，B错误；自由落体运动的加速度为重力加速度，是不变的，故C正确，D错误，故选AC.【点睛】物体做自由落体运动的条件：①只在重力作用下；②从静止开始．只在重力作用下保证了物体的加速度为g；从静止开始保证了物体初速度等于零．所以自由落体运动是初速度为0的匀加速直线运动．12、BD【解析】在0-2t0时间内，物体的加速度a=，则2t0时刻的瞬时速度v1=a•2t0=2at0，在2t0-3t0时间内，a′=，则3t0时刻的瞬时速度v=v1+a′t0=．所以3t0时刻的瞬时功率P=3F0v=．故A错误，B正确．在t=0到3t0这段时间内，根据动能定理得：水平力做的功W=mv2-0=m（）2=，则平均功率．故C错误，D正确．故选BD．点睛：解决本题的关键掌握瞬时功率的公式P=Fvcosθ，以及平均功率的公式．要注意平均功率和瞬时功率的区别，不能搞混．二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、3.19【解析】

根据逐差法求出加速度；根据表中数据利用描点法可得出对应的图象，结合牛顿第二定律及图象进行分析，则可明确对应的公式．【详解】(1)由交流电的频率为50Hz可得，题图乙中两相邻点间的时间间隔T＝0.02s.由，t＝2T得，(2)由表中数据利用描点法得出对应的图象如图所示:由图可知，图象的斜率，由牛顿第二定律可知，故图象的斜率表示拉力；则由图象求出小车的加速度a与质量的倒数之间的关系式是.【点睛】本题考查探究加速度和物体质量及受力之间的关系，要注意明确实验原理，正确应用牛顿第二定律进行分析即可．14、（1）不需要；（2）5.50mm．（3）C.【解析】试题分析：（1）游标卡尺的主尺读数为，游标读数等于，所以最终读数为：．（2）由于光电门的宽度d很小，所以我们用很短时间内的平均速度代替瞬时速度滑块通过光电门1速度为：，滑块通过光电门2速度为：，根据功能关系需要验证的关系式为：．考点：探究功与速度变化的关系【名师点睛】了解光电门测量瞬时速度的原理，实验中我们要清楚研究对象和研究过程，对于系统我们要考虑全面，同时明确实验原理是解答实验问题的前提．三、计算题要求解题步骤，和必要的文字说明（本题共36分）15、（1），（2）【解析】

(1)根据卫星绕行星做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力，有：解得行星