天津南开中学2022-2023学年物理高一第二学期期末质量跟踪监视模拟试题含解析

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：本大题共10小题，每小题5分，共50分。在每小题给出的四个选项中，有的只有一项符合题目要求，有的有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。1、一个质量为m的物体以a＝2g的加速度竖直向下加速运动，则在物体下降h高度的过程中物体的A．重力势能减少了2mgh B．合外力做功为mgh C．合外力做功为2mgh D．动能增加了mgh2、(本题9分)真空中存在范围足够大、竖直方向的匀强电场，A、B为该匀强电场中的两个等势面．现有三个质量相同、带同种等量电荷的小球a、b、c，从等势面A上的某点同时以相同速率v0分别沿竖直向下、水平向右和竖直向上方向开始运动，如图所示．经过一段时间，三个小球先后通过等势面B，则下列判断正确的是()A．等势面A的电势一定高于等势面B的电势B．a、c两小球通过等势面B时的速度相同C．开始运动后的任一时刻，a、b两小球的动能总是相同D．开始运动后的任一时刻，三个小球电势能总是相等3、如图所示，半径为R的大圆环通过细轻杆固定在竖直平面内，质量为m的小环（可视为质点）套在大环上，从大环的最高处由静止滑下，不计一切摩擦，以大环底所在的水平面为参考平面，重力加速度为g，则小环（）A．在任何位置的机械能为mgRB．在任一直径两端的机械能之和为5mgRC．在任一直径两端的势能之和为3mgRD．在任一直径两端的动能之和为2mgR4、发射地球同步卫星时，先将卫星发射至近地圆轨道1，然后点火，使其沿椭圆轨道2运行，最后再次点火，将卫星送入同步圆轨道3，轨道1、2相切于Q点，轨道2、3相切于P点，如图所示。卫星分别在1、2、3轨道上正常运行时，以下说法正确的是（）A．卫星在轨道3上运行的周期小于在轨道1上的周期B．卫星在轨道3上的机械能大于在轨道1上的机械能C．卫星在轨道2上经过Q点时的加速度大于它在轨道1上经过Q点时的加速度D．卫星在轨道2上由Q点运动至P点的过程中，速度增大，加速度减小5、(本题9分)如图所示，某人在对面的山坡上水平抛出两个质量不等的小石块，分别落在A、B两处．不计空气阻力，则落到A处的石块()A．初速度大，运动时间短 B．初速度大，运动时间长C．初速度小，运动时间短 D．初速度小，运动时间长6、2017年，人类第一次直接探测到来自双中子星合并的引力波．根据科学家们复原的过程，在两颗中子星合并前约100s时，它们相距约400km，绕二者连线上的某点每秒转动12圈，将两颗中子星都看作是质量均匀分布的球体，由这些数据、万有引力常量并利用牛顿力学知识，可以估算出这一时刻两颗中子星（）A．质量之积B．质量之和C．速率之和D．各自的自转角速度7、(本题9分)如图所示，将物体P用长度适当的轻质细绳悬挂于天花板下方，两物体P、Q用一轻弹簧相连，物体Q在力F的作用下处于静止状态，弹簧被压缩，细绳处于伸直状态.已知该弹簧的弹性势能仅与其形变量有关，且弹簧始终在弹性限度内，现将力F撤去，轻绳始终未断，不计空气阻力，则（）A．弹簧恢复原长时，物体Q的速度最大B．撤去力F后，弹簧和物体Q组成的系统机械能守恒C．在物体Q下落的过程中，弹簧的弹性势能先减小后增大D．撒去力F前，细绳的拉力不可能为零8、如图所示，一个带负电的小球悬挂在竖直放置的平行板电容器的内部，接通K后，悬线与竖直方向的夹角为θ，则（）A．K闭合，减小AB板间距离，则夹角θ增大B．K闭合，减小AB板间距离，则夹角θ减小C．K断开，使B板竖直向上移动，则夹角θ减小D．K断开，增大AB板间距离，则夹角θ不变9、有a、b、c、d四颗地球卫星，a还未发射，在地球赤道上随地球表面一起转动，b处于地面附近近地轨道上正常运动，c是地球同步卫星，d是高空探测卫星，各卫星排列位置如图所示．则下列说法不正确的是（）A．a的向心加速度等于重力加速度gB．c在4

h内转过的圆心角是C．b在相同时间内转过的弧长最长D．d的运动周期有可能是23h10、一质量为1kg的物体从某一高度以6m/s的速度水平抛出。落地时速度大小为10m/s，不计空气阻力，重力加速度g取10m/s2，下列说法正确的是（）A．物体在空中的运动时间为0.8sB．物体抛出时离地而的高度为3.2mC．物体抛出点到落地点的水平距离为6mD．物体运动过程中重力做功的平均功率为40W二、实验题11、（4分）在做研究平抛运动的实验时，让小球多次沿同一轨道运动，通过描点法画出小球平抛运动的轨迹．(1)为了能较准确地描绘运动轨迹，下面列出了一些操作要求，将你认为正确的选项前面字母填在横线上：_____A．每次释放小球的位置不必相同B．通过调节使斜槽的末端保持水平C．每次必须由静止释放小球D．小球运动时应与木板上的白纸（或方格纸）相接触(2)用一张印有小方格的纸记录轨迹，小方格的边长L，若小球在平抛运动途中的几个位置如图中的a、b、c、d所示，则小球平抛的初速度的计算式为v0=__（用L、g表示）12、（10分）(本题9分)某兴趣小组用如图甲所示的实验装置来验证机械能守恒定律。PQ为一块倾斜放置的玻璃板，在斜面底端Q处固定有一个光电门，光电门与数字计时器相连（图中未画，记录小车通过时的遮光时间t）。实验时将一小车（其上固定有宽度为d的遮光条）从高度h处由静止释放，重力加速度为g。（1）用20分度游标卡尺测得物体上的遮光条宽度d如乙图所示，则d=__________mm；若某次数字计时器记录的遮光时间为t=0.005s，则小车的速度v=__________m/s。（2）该小组验证机械能守恒定律的原理表达式为__________（用题干所给的字母符号表示）。

参考答案一、选择题：本大题共10小题，每小题5分，共50分。在每小题给出的四个选项中，有的只有一项符合题目要求，有的有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。1、C【解析】

A.物体下降h高度的过程中，重力做功mgh，则重力势能减小mgh，故A错误；BCD.根据牛顿第二定律知，合力为2mg，根据动能定理知，合力做功为2mgh，则动能增加2mgh，故C正确，BD错误。2、B【解析】试题分析：由于小球所受重力和电场力的大小不知，所以电场的方向不确定，即AB两等势面电势的高低不确定，A错；对a、b、c三小球通过等势面B时，电场力和重力对三球做功相同，所以三球通过等势面B时的动能相同，而ac在水平方向没有速度，所以ac两球在竖直方向的速度相同，B对；开始运动后a球由于具有向下的初速度，所以要比b球向下运动的快，即重力和电场力对ab两球做功不同，所以在任一时刻，a、b两小球的动能不相同，C错；因在任一时刻三球在竖直方向的位移不同，所以电场力做功不同，即三球的电势能不相等，D错．考点：本题考查动能定理，运动过程分析点评：本题学生做时能想象出三球的运动过程，知道在开始运动后任一时刻在竖直方向上的速度和位移都不同．3、D【解析】

质量为m的小环从大环的最高处由静止滑下过程中，以大环底所在的水平面为参考平面，小环在任何位置机械能守恒为2mgR，在任一直径两端的机械能之和为4mgR，在任一直径两端的势能之和为2mgR，在任一直径两端的动能之和为2mgR，故ABC错误，D正确。4、B【解析】

A、据万有引力提供圆周运动向心力可得卫星的周期，可知，轨道3的半径大于轨道1的轨道半径，故轨道3上的周期大于轨道1上的周期，A错误；B、卫星要从轨道1变轨到轨道3，需要在Q点加速后沿轨道2运动，在轨道2上经过P点时再加速，最后在轨道3上运动，所以卫星在轨道3上的机械能大于在轨道1上的机械能，B正确；C、同在Q点，万有引力产生的加速度相同，与卫星所在的轨道无关，C错误；D、卫星在轨道2上由Q点运动至P点过程中，引力对卫星做正功，卫星的速度越来越大，卫星离地球越来越近，万有引力产生的加速度越来越大，D错误。5、D【解析】

物体做平抛运动，运动的时间，因落到A处的石块的竖直高度大，则运动时间长；根据可知因落到A处的石块的水平位移小，则初速度小，故选D.6、BC【解析】本题考查天体运动、万有引力定律、牛顿运动定律及其相关的知识点．双中子星做匀速圆周运动的频率f=12Hz（周期T=1/12s），由万有引力等于向心力，可得，G=m1r1（2πf）2，G=m2r2（2πf）2，r1+r2=r=40km，联立解得：（m1+m2）=（2πf）2Gr3，选项B正确A错误；由v1=ωr1=2πfr1，v2=ωr2=2πfr2，联立解得：v1+v2=2πfr，选项C正确；不能得出各自自转的角速度，选项D错误．【点睛】此题以最新科学发现为情景，考查天体运动、万有引力定律等．7、BC【解析】

ABC．由题意可知，在Q下降过程中，Q和弹簧构成的系统满足机械能守恒，弹簧弹性势能先减小，后增大，Q的动能先增大后减小，当弹簧向上的弹力大小等于Q物体的重力时，Q的速度最大，故A错误，BC正确；D．F撤去之前，弹簧被压缩，对A受力分析，当重力等于弹力时，绳子的拉力可能为零，故D错误；故选BC。8、AD【解析】K闭合，减小AB板间距离因为所以场强增大，则小球所受电场力增大，夹角增大A对，B错，K断开，场强跟电荷密度成正比，所以使B板竖直向上移动会使电荷密度增大，则场强变大所以夹角θ变大，C错，K断开，增大AB板间距离没有影响电荷密度继而知道场强没变则夹角θ不变D对9、ABD【解析】

A.地球同步卫星的周期c必须与地球自转周期相同，角速度相同，则知a与c的角速度相同，根据a=ω2r知，c的向心加速度大．由，得，卫星的轨道半径越大，向心加速度越小，则同步卫星c的向心加速度小于b的向心加速度，而b的向心加速度约为g，故知a的向心加速度小于重力加速度g．故A错误；B.c是地球同步卫星，周期是24h，则c在4h内转过的圆心角是．故B错误；C.由，解得，可知，卫星的轨道半径越大，速度越小，,又a和c的角速度相同，可知，所以b的速度最大，在相同时间内转过的弧长最长．故C正确；D.由开普勒第三定律知，卫星的轨道半径越大，周期越大，所以d的运动周期大于c的周期24h．故D错误；本题选错误的，故选ABD.10、ABD【解析】

A.根据平行四边形定则知，物体落地的竖直分速度，则物体在空中运动的时间；故A正确.B.物体离地面的高度；故B正确.C.物体抛出点到落地点的水平距离x＝v0t＝6×0.8m＝4.8m；故C错误.D.物体运动过程中重力做功的功率；故D正确.二、实验题11、BC2gL【解析】

(1)[1]AC.为了保证小球平抛运动的初速度相同，则每次从同一高度由静止释放小球，故A项与题意不相符，C项与题意相符；B.为了保证小球水平飞出，则斜槽的末端切线保持水平，故B项与题意相符；D.小球运动时不应与木板上的白纸（或方格纸）相接触，防止应摩擦而改变运动的轨迹，故D项与题意不相符。(2)[2]