2023届吉林省吉林大学附属中学物理高一第二学期期末质量检测模拟试题含解析

2022-2023学年高一下物理期末模拟试卷注意事项:1．答题前，考生先将自己的姓名、准考证号码填写清楚，将条形码准确粘贴在条形码区域内。2．答题时请按要求用笔。3．请按照题号顺序在答题卡各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试卷上答题无效。4．作图可先使用铅笔画出，确定后必须用黑色字迹的签字笔描黑。5．保持卡面清洁，不要折暴、不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。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、下列所述的实例中（均不计空气阻力），机械能守恒的是A．小石块被水平抛出后在空中运动的过程B．木箱沿斜面匀速向下滑行的过程C．人乘电梯加速上升的过程D．子弹射穿木块的过程2、(本题9分)一颗人造卫星在地球引力作用下，绕地球做匀速圆周运动，已知地球的质量为M，地球的半径为R，卫星的质量为m，卫星离地面的高度为h，引力常量为G，则地球对卫星的万有引力大小为（）A．GMm(R+h)2B．GMm3、(本题9分)关于物理学家及其发现说法正确的是（）A．牛顿通过观察天象以及深入研究第谷的数据提出了行星运动的三大定律B．开普勒发现了万有引力定律C．伽利略开创了实验研究和逻辑推理相结合探索物理规律的科学方法，得出忽略空气阻力时，重物与轻物下落得同样快D．第一次精确测量出万有引力常量的物理学家是开普勒4、(本题9分)现有一组方向平行于x轴的电场线，若从x轴的坐标原点由静止释放一个带电粒子，仅在电场力的作用下，该粒子沿着x轴的正方向从x1=0处运动到x2=1.2cm处，其电势φ随位置x坐标变化的情况如图所示．下列有关说法正确的是（）A．该粒子一定带负电荷B．该粒子从x1=0处运动到x2=1.2cm处的过程中，电势能一直减小C．在x轴上x=0.6cm的位置，电场强度大小为0D．在x轴上0～0.6cm的范围内和0.6～1.2cm的范围内电场的方向一定相反5、(本题9分)某同学在探究实验室做“用传感器探究作用力与反作用力的关系”的实验．得到两个力传感器的相互作用力随时间变化的曲线如图所示．图中两条图线具有对称性，通过图象不能得到的实验结论（）A．两个相互作用力大小始终相等 B．两个相互作用力方向始终相反C．两个相互作用力同时变化 D．两个相互作用力作用在同一个物体上6、(本题9分)若加在某导体两端的电压变为原来的3/5时，导体中的电流减小了0.4A。如果所加电压变为原来的2倍，则导体中的电流为（）A．1.0A B．1.5A C．2.0A D．2.5A7、自行车变速的工作原理是依靠线绳拉动变速器，变速器通过改变链条的位置，使链条跳到不同的齿轮上而改变速度。变速自行车的部分构造如图所示，其前、后轮的半径相等，当自行车沿直线匀速前进时，下列说法正确的是A．后轮轮胎边缘的线速度大于飞轮边缘的线速度B．飞轮的角速度与中轴链轮的角速度大小一定相等C．由链条相连接的飞轮边缘与中轴链轮边缘的线速度大小一定相等D．由链条相连接的飞轮边缘与中轴链轮边缘的向心加速度大小一定相等8、(本题9分)如图所示，物块a、b的质量均为m，水平地面和竖直墙面均光滑，在水平推力F作用下，两物块均处于静止状态．则()A．b受到的摩擦力大小等于mgB．b受到的摩擦力大小等于2mgC．b对地面的压力大小等于mgD．b对地面的压力大小等于2mg9、某宇航员的质量是71kg，他在地球上最多能举起100kg的物体，假定该字航员登上星表面。已知火星的半径是地球半径的一半，其质量是地球质量的19，地球表面重力加速度为10m/s1A．宇航员在火星上所受重力310NB．在地球与火星表面宇航员竖直跳起的最大高度一样C．地球与火星的第一宇宙速度之比为3：1D．宇航员在火星上最多能举起115kg的物体10、如图所示，半径为R的光滑圆环固定在竖直平面内，AB、CD是圆环相互垂直的两条直径，C、D两点与圆心O等高．一个质量为m的光滑小球套在圆环上，一根轻质弹簧一端连在小球上，另一端固定在P点，P点在圆心O的正下方处．小球从最高点A由静止开始沿逆时针方向下滑，已知弹簧的原长为R，弹簧始终处于弹性限度内，重力加速度为g．下列说法正确的有（）A．弹簧长度等于R时，小球的动能最大B．小球运动到B点时的速度大小为C．小球在A、B两点时对圆环的压力差为4mgD．小球从A到C的过程中，弹簧对小球做的功等于小球机械能的增加量11、(本题9分)某一人造卫星（同步）距地面高度为h，设地球半径为R，自转周期为T，地面处的重力加速度为g，则该同步卫星线速度大小为（）A．(R+h)gB．2π(h+R)C．R2g12、一轻质弹簧，上端悬挂于天花板，下端系一质量为M的平板，处在平衡状态。一质量为m的均匀环套在弹簧外，与平板的距离为h，如图所示，让环自由下落(不计摩擦力)撞击平板。已知碰后环与板以相同的速度向下运动，使弹簧伸长()A．若碰撞时间极短，则碰撞过程中环与板的总动量守恒B．环撞击板后，板的新的平衡位置与h的大小无关C．在碰后板和环一起下落的过程中，它们减少的重力势能等于克服弹簧弹力所做的功D．在碰后板和环一起下落的过程中，它们减少的动能等于克服弹簧弹力所做的功二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、（6分）(本题9分)在“探究平抛运动的运动规律”的实验中，可以描绘出小球平抛运动的轨迹，实验简要步骤如下：A．让小球多次从位置上滚下，记下小球碰到铅笔笔尖的一系列位置．B．按图安装好器材，注意，记下平抛初位置O点和过O点的竖直线．C．取下白纸，以O为原点，以竖直线为y轴建立坐标系，用平滑曲线画平抛运动物体的轨迹．（1）完成上述步骤，将正确的答案填在横线上．（2）上述实验步骤的合理顺序是．14、（10分）(本题9分)以下为探究恒力做功和物体动能变化关系的实验。(1)某同学的实验方案如图甲所示，他想用钩码的重力表示小车受到的合外力，为了减小这种做法带来的买验误差，你认为在实验中还应该采取的两项措施是：①________;②__________.(2)要验证合外力的功与动能变化的关系，除位移、速度外，还要测出的物理量有_________(3)若根据多次测量数据画出的W-V草图如图乙所示，根据图线形状可知，对W与V的关系作出的以下猜想肯定不正确的是__________。A．W∝VB．W∝1VC．W∝V2D．W∝V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）如图甲所示，竖直平面内的坐标系xoy内的光滑轨道由半圆轨道OBD和抛物线轨道OA组成，OBD和OA相切于坐标原点O点，半圆轨道的半径为R,一质量为m的小球（可视为质点）从OA轨道上高H处的某点由静止滑下．（1）若小球从H=3R的高度静止滑下，求小球刚过O点时小球对轨道的压力；（1）若用力传感器测出滑块经过圆轨道最高点D时对轨道的压力为F，并得到如图乙所示的压力F与高度H的关系图象，取g=10m/s1．求滑块的质量m和圆轨道的半径R的值．16、（12分）(本题9分)如图所示，一质量为M的物块静止在光滑桌面边缘，桌面离水平面的高度h=0.8m。一质量为m=0.5kg的子弹以水平速度v0=4m/s射入物块且未击穿，子弹射入物块时间极短且已知系统损失的机械能为3J，重力加速度为g=10m/s2。不计空气阻力，试求：(1)物块的质量；(2)物块落地点离桌面边缘的水平距离。17、（12分）(本题9分)如图甲所示，一质量为m=1kg的物体置于水平面上，在水平外力的作用下由静止开始运动，水平外力随时间的变化情况如图乙所示，物体运动的速度随时间变化的情况如下图丙所示，4s后图线没有画出．g取10m/s1．求：（1）物体在第3s末的加速度大小；（1）物体与水平面间的动摩擦因数；（3）物体在前6s内的位移．

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、A【解析】

A.小石块被水平抛出后在空中运动的过程物体只受到重力的作用，机械能守恒。故A正确。B.木箱沿斜面匀速下滑的过程，动能不变，重力势能减小，故木箱的机械能减小，故B错误。C.人随电梯加速上升的过程，人的重力势能和动能都增加，它们之和即机械能增加，故C错误。D.子弹射穿木块，子弹在木块中运动的过程，系统克服阻力做功，机械能减小转化为内能，故D错误。2、A【解析】

根据万有引力的大小公式为F=GMmr2，r=R+h【点睛】解决本题关键掌握万有引力的大小公式F=GMm3、C【解析】试题分析：A、开普勒通过观察天象以及深入研究第谷的数据提出行星运动三大定律，故A错误；B、牛顿总结出运动定律和万有引力定律，建立完整的经典力学体系，故B错误；C、伽利略开创了实验研究和逻辑推理相结合探索物理规律的科学方法，得出忽略空气阻力时，重物与轻物下落得同样快，故C正确；D、卡文迪许通过扭秤实验测出了万有引力常量，故D错误；故选C．4、B【解析】

在x轴上0～1.2cm的范围内，电势不断降低，则知x轴上电场的方向一直沿x轴正方向，则粒子由静止开始沿着x轴的正方向运动，所受的电场力沿x轴正方向，与电场方向相同，所以该粒子一定带正电，在该过程中电场力做正功，其电势能减小，故AD错误，B正确；根据图象的斜率等于电场强度，知该电场的电场强度不变，是匀强电场，则知在x轴上x=0.6cm的位置，电场强度大小不等于0，为：，故C错误；故选B．【点睛】根据电势的变化分析电场的方向．根据粒子运动方向结合图象判断粒子电性；根据图象的斜率等于电场强度，判断电场的性质；根据电场力做功情况判断电势能的变化．5、D【解析】

作用力与反作用力大小相等，方向相反，同时存在，同时消失，同种性质，作用在两个物体上．【详解】力是物体对物体的作用，两个物体之间的作用总是相互的，任何物体是施力物体的同时也是受力物体，两个物体问相互作用的这一对力，叫做作用力和反作用力．由F-t图线的对称性可知，作用力与反作用力大小始终相等，方向始终相反，同时发生变化，两个相互作用力是作用在两个物体上的，故A、B、C正确，不能得到的实验结论就是D.故选D6、C【解析】

设导体两端原来的电压为U，电流为I，则导体的电阻；又由题，导体两端的电压变为原来的3/5时，导体中的电流减小了0.4A，则有；联立得，解得I=1.0A；当电压变为2U时，I′=2I=2.0A，故选C.7、AC【解析】

A.由于后轮轮胎边缘的点与飞轮边缘的点是同轴转动，角速度相同，根据可知后轮轮胎边缘的线速度大于飞轮边缘的线速度，故选项A正确；B.由于飞轮边缘的点与中轴链轮边缘的点是皮带传动，线速度大小相等，根据可知飞轮的角速度与中轴链轮的角速度大小不一定相等，故选项B错误；CD.由于链条相连接的飞轮边缘的点与中轴链轮边缘的点是皮带传动，线速度大小相等，根据可知链条相连接的飞轮边缘与中轴链轮边缘的向心加速度大小不一定相等，故选项C正确，D错误。8、AD【解析】

AB.因为物块a静止，所以b对a的摩擦力平衡了a的重力，所以b对a的摩擦力大小为mg，根据牛顿第三定律可知，a对b的摩擦力为mg，A正确B错误。CD.对整体分析，竖直方向地面对b的支持力平衡了整体的重力，所以地面对b的支持力大小为2mg，根据牛顿第三定律，b对地面的压力大小为2mg，C错误D正确。9、AD【解析】

A.设火星半径为R质量为M，表面的重力加速度为g火，则地球的半径为1R，质量为9M，依题意质量为m的物体在火星表面有：GMm质量为m的物体在地球表面有：G9Mm解得：g所以质量为71kg的宇航员在火星的重量为：mg火＝310N故选项A符合题意.B．火星和地球表面的重力加速度不等，竖直起跳高度h=可知最大高度不等.故选项B不符合题意.C.星球第一宇宙速度v=则地球与火星第一宇宙速度之比为3：2.故选项C不符合题意.D.设他在火星上最多能举起质量为mz的物体，则有：100×g＝mz×g火解得：mz＝115kg故选项D符合题意.10、CD【解析】

弹簧长度等于R时，弹簧处于原长，在此后的过程中，小球的重力沿轨道的切向分力大于弹簧的弹力沿轨道切向分力，小球仍在加速，所以弹簧长度等于R时，小球的动能不是最大．故A错误．由题可知，小球在A、B两点时弹簧的形变量相等，弹簧的弹性势能相等，根据系统的机械能守恒得：2mgR=mvB2，解得小球运动到B点时的速度vB=2．故B错误．设小球在A、B两点时弹簧的弹力大小为F．在A点，圆环对小球的支持力F1=mg+F；在B点，由圆环，由牛顿第二定律得：F2-mg-F=m，解得圆环对小球的支持力F2=5mg+F；则F2-F1=4mg，由牛顿第三定律知，小球在A、B两点时对圆环的压力差为4mg，故C正确．小球从A到C的过程中，根据功能原理可知，弹簧对小球做的功等于小球机械能的增加量．故D正确．故选CD．【点睛】解决本题的关键要分析清楚小球的受力情况，判断能量的转化情况，要抓住小球通过A和B两点时，弹簧的形变量相等，弹簧的弹性势能相等．11、BC【解析】

由万有引力提供向心力的线速度表达式可得：GMmh+R2＝mv2h+R；由万有引力等于重力可得：【点睛】本题是万有引力提供向心力的基本应用，此类应用多是和圆周运动向心力的表达式相结合，故要熟练掌握匀速圆周运动向心力的各种表达形式．12、AB【解析】

A.圆环与平板碰撞过程，若碰撞时间极短，内力远大于外力，系统总动量守恒，由于碰后速度相同，为完全非弹性碰撞，机械能不守恒，减小的机械能转化为内能，故A正确；B.碰撞后平衡时，有：kx即碰撞后新平衡位置与下落高度h无关，故B正确；CD.碰撞后环与板共同下降的过程中，碰撞后环与板共同下降的过程中，它们动能和重力势能的减少量之和等于弹簧弹性势能的增加量，弹簧弹性势能的增加量等于克服弹簧弹力所做的功，故CD错误；二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、【答题空1】同一【答题空2】水平【答题空3】BAC【解析】

试题分析：该实验成功的关键是，确保小球每次抛出的初速度相同，而且初速度是水平的，因此实验过程中要特别注意这两点．实验步骤的排列要符合逻辑顺序，不能颠三倒四，要便于操作；（1）该是实验中要保证每次小球做平抛运动的轨迹相同，这就要求小球平抛的初速度相同，而且初速度是水平的，因此在具体实验操作中要调整斜槽末端水平，同时让小多次从同一位置无初速度的释放．（2）实验操作中要先安装仪器，然后进行实验操作，故实验顺序为BAC．14、平衡摩擦力钩码的质量远远小于小车的质量钩码的重力和小车的质量AB【解析】

实验要探究合力做的功和小车速度的变化关系，而本实验要用勾码的重力代替小车所受到的合力，故需对小车受力分析后，结合受力情况，设法改进实验方法，找到使勾码重力等于拉力的方法；根据功和动能的表达式，可以直接得到结论；结合数学中函数图象的知识，可以分析得到结论。【详解】解：(1)实验要探究合力做的功和小车速度的变化关系，而本实验要用勾码的重力代替小车所受到的合力，对小车受力分析，受到重力，拉力，支持力和摩擦力；要使拉力近似等于合力，可将长木板一段垫高，使重力的下滑分量恰好等于摩擦力，因为中间还有滑轮与轴之间的摩擦阻力，故拉力近似等于合力；砝码加速下降，处于失重状态，要使砝码的重力近似等于拉力，还要求钩码的质量远小于小车的质量，证明如下：设小车的质量M，砝码的质量m，已经平衡摩擦力，则根据牛顿第二定律，有mg-F=ma，F=(M+m)a所以a=mgF=只有当m<<M时，有M+m≈M，因而F≈mg故答案为：平衡摩擦力，钩码的质量远小于小车的质量；(2)合力做功为W=Fx动能增量为ΔE还要测出的物理量有勾码的质量和小车的质量；故答案为：勾码的质量和小车的质量；(3)由于W−v图象随着v的变大，逐渐向上弯曲，根据函数图象的有关知识，可知W∝vn(其中不准确的故选AB。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）（1）m