安徽省安庆市怀宁中学2023年高一物理第二学期期末学业质量监测试题含解析

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)质量为5t的汽车在水平路面上由静止开始以a=2m/s2的加速度做匀加速直线运动，所受的阻力为1.0×103N，汽车起动后第1s末发动机的瞬时功率为（）A．1.0×104WB．1.1×104WC．2.0×104WD．2.2×104W2、(本题9分)有研究表明300年后人类产生的垃圾将会覆盖地球1米厚．有人提出了“将人类产生的垃圾分批转移到无人居住的月球上”的设想，假如不考虑其他星体的影响，且月球仍沿着原来的轨道绕地球作匀速圆周运动，运用您所学物理知识，分析垃圾转移前后，下列说法中正确的是A．地球与月球间的万有引力会逐渐减小B．月球绕地球运行的线速度将会逐渐变小C．月球绕地球运行的加速度将会逐渐变大D．月球绕地球运行的周期将变小3、(本题9分)一辆汽车在水平公路上转弯，沿曲线由P向Q行驶，速率逐渐增大．下列四图中画出了汽车转弯所受合力F，则符合条件的是A． B．C． D．4、(本题9分)如图所示，质量相等、材料相同的两个小球A、B间用一劲度系数为k的轻质弹簧相连组成系统，系统穿过一粗糙的水平滑杆，在作用在B上的水平外力F的作用下由静止开始运动，一段时间后一起做匀加速运动，当它们的总动能为4Ek时撤去外力F，最后停止运动．不计空气阻力，认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力．则在从撤去外力F到停止运动的过程中，下列说法正确的是()A．撤去外力F的瞬间，弹簧的压缩量为B．撤去外力F的瞬间，弹簧的伸长量为C．系统克服摩擦力所做的功小于系统机械能的减少量D．A克服外力所做的总功等于2Ek5、(本题9分)如图所示为等量异种电荷周围的电场线分布情况，现将一个带负电的点电荷C（图中没有画出）以一定初速度从A点释放，速度的方向沿电荷连线由A指向B，则关于C在AB之间的运动，下列分析正确的是（）A．速度先增加后减小，加速度先减小后增大B．速度先减小后增加，加速度先增大后减小C．动能一直减小，电场力对C一直做负功D．动能一直增大，电场力对C一直做正功6、如图所示，小车静止光滑的水平面上，将系绳小球拉开到一定角度，然后同时放开小球和小车，那么在以后的过程中()A．小球向左摆动时，小车也向左运动，且系统动量守恒B．小球向左摆动时，小车向右运动，且系统动量守恒C．小球向左摆到最高点时，小球与小车瞬时速度均为零D．在任意时刻，小球和小车在水平方向的动量一定大小相等、方向相同7、(本题9分)如图所示，光滑水平面OB与足够长粗糙斜面BC交于B点．轻弹簧左端固定于竖直墙面，现将质量为m1的滑块压缩弹簧至D点，然后由静止释放，滑块脱离弹簧后经B点滑上斜面，上升到最大高度，并静止在斜面上．不计滑块在B点的机械能损失；换用相同材料质量为m2的滑块(m2>m1)压缩弹簧到相同位置，然后由静止释放，下列对两滑块说法中正确的有()A．两滑块到达B点的速度相同B．两滑块沿斜面上升的最大高度不相同C．两滑块上升到最高点过程克服重力做的功不相同D．两滑块上升到最高点过程机械能损失相同8、(本题9分)一质量为m的物体以某一速度冲上一个倾角为37°的斜面，其运动的加速度的大小为0.9g。这个物体沿斜面上升的最大高度为H，则在这过程中A．物体克服重力做功0.9mgHB．物体克服摩擦力做功0.3mgHC．物体的动能损失了1.5mgHD．物体的重力势能增加了mgH9、如图，A、B质量分别为m1＝1kg，m1＝1kg，置于平板小车C上，小车质量为m3＝1kg，A、B与小车的动摩擦因数均为0.5，事先三者均静止在光滑的水平面上。某时刻A、B间炸药爆炸（时间极短）使A、B获得图示左右方向的瞬时速度和11J的总机械能。假设A、B最终都没有离开小车上表面，水平面足够长，g＝10m/s1．现从炸药爆炸结束开始计时，则（）A．t＝0时，A、B的速度大小分别是4m/s、1m/sB．t＝0.4s时，B与平板小车C先相对静止C．t＝0.8s时，A与平板小车C相对静止D．t＝0.8s时，A、B与平板小车因摩擦而产生的热量Q＝10J10、(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11、(本题9分)如图所示，一铁球用细线悬挂于天花板上，静止垂在桌子的边缘，悬线穿过一光盘的中间孔，手推光盘在桌面上平移，光盘带动悬线紧贴着桌子的边缘以水平速度v匀速运动，当光盘由A位置运动到图中虚线所示的B位置时，悬线与竖直方向的夹角为θ，此时铁球（）A．竖直方向速度大小为vsinθB．竖直方向速度大小为vcosθC．相对于地面速度大小为vD．相对于地面速度大小为v12、“套圈圈”是许多人都喜爱的一种游戏.如图所示，小孩和大人直立在界外同一位置，在同一竖直线上不同高度先后水平抛出小圆环，并恰好套中前方同一物体.假设小圆环的运动可视为平抛运动，则A．小孩抛出的圆环速度大小较小B．两人抛出的圆环速度大小相等C．小孩抛出的圆环运动时间较短D．两人抛出的圆环，在相同时间内的速度变化量相同二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、（6分）(本题9分)“探究功与速度变化的关系”的实验装置如图所示。用悬挂重物的方法为小车提供拉力，用打点计时器测量小车下滑时的速度，通过改变砝码盘中砝码的个数改变细绳对小车的拉力，从而探究出小车在不同拉力做功下的速度。(1)实验中，为了使细线对小车的拉力等于小车所受的合外力，先调节长木板一端滑轮的高度，使细线与长木板平行，接下来还需要将长木板的一端垫起适当的高度，关于这一项操作以下说法正确的是_________。A．这样做的目的是为了让小车更快地下滑，因为一个砝码提供的拉力太小，不足以拉动小车B．这样做是不合适的，因为小车将在重力作用下向下运动，从而使得小车加速运动的力不仅仅是细线的拉力C．这里适当的高度是指在这个高度下，没有绳子拉力时，连接纸带的小车恰好能够匀速运动(2)实验中设小车的质量为M，砝码盘和砝码的总质量为m，要使小车下滑时受到的合力大小更接近mg，进行质量m和M的选取，以下几组数据中，最合适的一组是__________。A．

M=200g，m=10g、15g、20g、25g、30g、40gB．

M=200g，m=20g、40g、60g、80g、100g、120gC．

M=400g，m=10g、15g、20g、25g、30g、40gD．

M

=400g，m

=20g、40g、60g、80g、100g、120g(3)如图所示，是实验中用打点计时器得到的一条纸带，A、B、C、D、E、F、G为7个相邻的计数点，相邻的两个计数点之间还有四个点未画出。测量出相邻的计数点之间的距离分别为：SAB=4.22cm、SBC=

4.

65cm、SCD=

5.08cm、SDE=

5.

49cm、SEF=5.91cm、SFG=6.34cm，已知打点计时器的工作频率为50Hz，则与纸带上F点对应的小车速度v=_________m/s(结果保留两位有效数字)。14、（10分）(本题9分)如图所示是某同学用水平气垫导轨“验证系统机械能守恒”的实验装置，该同学将光电门固定在导轨上的B点，吊盘通过细线与滑块相连，滑块上固定一遮光条，实验中滑块从导轨上的位置A由静止释放。（1）该同学测得遮光条的宽度为d，若光电计时器记录遮光条通过光电门的时间为t，则滑块经过光电门时的速度v=___(用题中所给物理量的符号表示)。（2）若用天平测得滑块(含遮光条)的质量为M，吊盘的质量为m，用刻度尺测得位置A到位置B的距离为L，已知重力加速度大小为g，则需要验证的关系式为_______(用题中所给物理量的符号表示)。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）(本题9分)2017年2月22日上午，美国航天局宣布在距地球仅40光年的一颗小型恒星的周围发现了多达7颗大小与地球相似的系外行星，其中3颗已确定位于宜居带，很可能含有液态水，观测某行星的半径为R0，自转周期为T0，它有一颗卫星，轨道半径为R，绕行星公转周期为T．已知万有引力常量为G求：（1）该行星的平均密度为多大？（2）要在此行星的赤道上发射一颗人造同步卫星，则该人造卫星的轨道半径r为多大？16、（12分）(本题9分)有一倾角为θ=37°的硬杆，其上套一底端固定且劲度系数为k=120N/m的轻弹簧，弹簧与杆间无摩擦．一个质量为m=1kg的小球套在此硬杆上，从P点由静止开始滑下，已知小球与硬杆间的动摩擦因数为μ=0.5，P与弹簧自由端Q间的距离为l=1m．弹簧的弹性势能与其形变量x的关系为．求：（1）小球从开始下滑到与弹簧自由端相碰所经历的时间t；（2）小球运动过程中达到的最大速度；（3）若使小球在P点以初速度下滑后又恰好回到P点，则需多大？17、（12分）(本题9分)如图一辆质量为500kg的汽车静止在一座半径为50m的圆弧形拱桥顶部．（取g＝10m/s2）（1）此时汽车对圆弧形拱桥的压力是多大？（2）如果汽车以6m/s的速度经过拱桥的顶部，则汽车对圆弧形拱桥的压力是多大？

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】由牛顿第二定律F-f=ma，F=f+ma=11000N,v=at=2m/s，由P=Fv=2.2×104W，D对；2、B【解析】试题分析：月球绕地球做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，根据牛顿第二定律列式求解出线速度、周期和万有引力的表达式进行分析．设地球质量为M，月球质量为m，地球与月球间的万有引力F=GMmr2，由于M>m，M减小、m增加、M+m固定，故Mm会增加，故地球与月球间的万有引力会逐渐增加，直到两者质量相等为止，A错误；万有引力提供向心力，根据牛顿第二定律，有G3、C【解析】

汽车从M点运动到N做曲线运动，速度沿切线方向，速度的大小越来越大，故合力有两个分力的效果，一个分力提供向心力，改变速度的方向，故此分力的方向与沿切线方向垂直，另一个分力是增加速度的大小，故此分力的方向与切线方向同向，故合力与速度的方向的夹角要小于，故C正确，ABD错误．4、D【解析】

根据受力分析与牛顿第二定律分析弹簧的伸长量；根据动能定理分析A克服外力所做的总功；根据功能关系分析系统克服摩擦力所做的功．【详解】AB．当A与B一起做加速运动的过程中，对整体：F-2f=2ma对小球A：kx-f=ma联立得：x=即撤去外力F的瞬间，弹簧的伸长量为．故AB错误；C．根据功能关系可知，整个的过程中，系统克服摩擦力所做的功等于A、B的动能以及弹簧减少的弹性势能的和，即等于系统机械能的减少量．故C错误．D．A克服外力所做的总功等于A的动能，由于是当它们的总动能为4Ek时撤去外力F，所以A与B开始时的动能都是2Ek，即A克服外力所做的总功等于2Ek．故D正确；故选D．【点睛】此题考查了两个物体被弹簧连接的连接体问题，明白F在拉动B运动时，由于杆的摩擦力，A物体会瞬时不动，从而弹簧就有拉长，存在弹性势能，是解决此题的关键．5、D【解析】

AB.带负电荷的电荷从A点由静止释放，则所受的电场力沿AB方向，则加速度沿AB方向，速度一直变大，因场强先减小后增加，可知电场力先减小后增加，加速度先减小后增加，选项AB错误。CD.负电荷从A到B运动时，电场力沿AB方向，一直做正功，则动能一直增加，选项D正确，C错误.6、C【解析】

AB、小球与小车组成的系统在水平方向不受外力，竖直方向所受外力不为零，故系统只在在水平方向动量守恒，系统在水平方向动量守恒，系统总动量为零，小球与车的动量大小相等、方向相反，小球向左摆动时，小车向右运动，故选项A、B错误；C、小球向左摆到最高点时，小球的速度为零而小车的速度也为零，故选项C正确；D、系统只在在水平方向动量守恒，在任意时刻，小球和小车在水平方向的动量一定大小相等、方向相反，故选项D错误；7、BD【解析】

A．两滑块到B点的动能相同，但速度不同，故A错误；

B．两滑块在斜面上运动时加速度相同，由于速度不同，故上升高度不同，故B正确；

C．两滑块上升到最高点过程克服重力做的功为mgh，由能量守恒定律得：，所以，，故两滑块上升到最高点过程克服重力做的功相同，故C错误；

D．由能量守恒定律得：，其中，，结合C分析得，D正确．【点睛】先是弹性势能转化为动能，冲上斜面运动过程机械能损失变为摩擦生热，由能量守恒定律可得，动能的减少等于重力势能的增加量与摩擦产生的热量之和．8、CD【解析】

AD.这个物体沿斜面上升的最大高度为H，所以重力势能增加，物体克服重力做功mgH，故A错误，D正确；B.物体的机械能损失等于克服阻力做的功，故为：故B错误；C.物体上滑过程，根据牛顿第二定律，有：解得：合力：合力做负功，故动能减小量等于克服合力做的功，故动能减少故C正确。9、AC【解析】

A.炸药爆炸瞬间A、B系统动量守恒，以向左为正方向，有：0=A、B的机械能总量为11J，故：E=12J=联立解得：v1=4m/s，v1=1m/s故A项与题意相符；BC.爆炸后AB在C上滑动，B先与C相对静止，设此时A的速度为v3，B、C的速度为v4，该过程中ABC组成的系统动量守恒，设该过程的时间为t3，对A应用动量定理-μm1gt3=m1v3-m1v1对B应用动量定理-μm1gt3=m1v4-m1v1对C应用动量定理(μm1g-μm1g)t3=m3v4代人数据得v3=3m/s；v4=-1m/s；t3=0.1s之后，A在C是滑动直到相对静止，根据系统的动量守恒0=(m1+m1+m3)v解得：v=0设A滑动的总时间为t，则-μm1gt=0-m1v1解得：t=0.8s故B项与题意不相符，C项与题意相符；D.t=0.8s时，A、B与平板小车因摩擦而产生的热量Q=E=11J故D项与题意不相符。10、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．11、AC【解析】

AB.由题意可知，线与光盘交点参与两个运动，一是逆着线的方向运动，二是垂直线的方向运动，则合运动的速度大小为v，由数学三角函数关系，则有：v线=vsinθ；而线的速度的大小，即为小球上升的速度大小，故A正确，B错误；CD.由于由上分析可知，球相对于地面速度大小为，故C正确，D错误；12、CD【解析】

AB.水平方向位移x=vt=v2C.设抛出的圈圈做平抛运动的初速度为v，高度为h，则下落的时间为t=2D.在相同时间内的速度变化量：△v=g△t，与初速度无关，所以两个人抛出的圆环，在相同时间内的速度变化量相同；故D正确.二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、CC0.42【解析】（1）实验前将长木板的一端垫起适当的高度的目的是平衡摩擦力，为了使细线对小车的拉力等于小车所受的合外力，先调节长木板一端滑轮的高度，使细线与长木板平行．接下来还需要进行的一项操作是将长木板的一端垫起适当的高度，让小车连着已经穿过打点计时器的纸带，撤去砂和砂桶，给打点计时器通电，轻推小车，从打出的纸带判断小车是否做匀速运动，即平衡摩擦力，故AB错误，C正确，故选C．

（2）当m＜＜M时，即当沙和沙桶总质量远远小于小车和砝码的总质量，绳子的拉力近似等于沙和沙桶的总重力．因此最合理的一组是C．故选：C