2023-2024学年陕西省西安市西安中学物理高一下期末综合测试模拟试题含解析

2023-2024学年陕西省西安市西安中学物理高一下期末综合测试模拟试题注意事项：1．答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。2．选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0．5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。3．请按照题号顺序在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、试题卷上答题无效。4．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。一、选择题（本题共12小题，每小题5分，共60分，在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确.全部选对的得5分，选不全的得3分，有选错的或不答的得0分）1、(本题9分)一定质量的理想气体，0℃时压强为p0，经一等容变化过程，温度为t℃时，气体压强为p。则它每升高1℃，压强的增量△p的值为（）A． B． C． D．2、(本题9分)有两个力，一个是14N，一个是4N，它们的合力可能等于（）A．5N B．9N C．15N D．20N3、(本题9分)小船在静水中的速度为v．若小船过河时船头始终与岸垂直，水流速度增大后A．小船相对于岸的速度减小 B．小船相对于岸的速度增大C．小船能到达出发点的正对岸 D．小船到达对岸的过河路程减小4、(本题9分)质量rn＝2kg的滑块，以4m/s的初速度在光滑水平面上向左滑行，从某一时刻起受一向右、大小为4N的水平恒力作用，此后滑块前进距离s时速度变为零，则s为（）A．2m B．4m C．6m D．8m5、(本题9分)做平抛运动的物体，不计空气阻力，在运动过程中保持不变的物理量是A．速度B．高度C．竖直分速度D．水平分速度6、(本题9分)如图所示，质量为0.1kg的小物块在粗糙水平桌面上滑行4m后以3.0m/s的速度飞离桌面，最终落在水平地面上，已知物块与桌面间的动摩擦因数为0.5，桌面高0.45m，若不计空气阻力，取g=10m/s2，则()A．小物块的初速度是5m/sB．小物块的水平射程为1.2mC．小物块在桌面上克服摩擦力做8J的功D．小物块落地时的动能为0.9J7、(本题9分)如图所示，1为同步卫星，2为近地卫星，3为赤道上的一个物体，它们都在同一平面内绕地心做圆周运动．关于它们的圆周运动的线速度、角速度、和向心加速度，下列说法正确的是A．> B．<C．< D．>>8、如图所示，在竖直向下的匀强电场中，一绝缘细线一端拉着带负电的小球在竖直平面内绕O点做圆周运动，下列说法正确的是A．小球运动到最高点a时，小球的电势能一定最小B．小球运动到最高点a时，细线的拉力一定最小C．小球运动到最低点b时，小球的速度一定最大D．小球运动到最低点b时，小球的机械能一定最小9、(本题9分)关于地球同步卫星，下列说法正确的是(）A．离地面的高度一定B．轨道平面不一定在赤道平面内C．线速度小于7.9km/sD．向心加速度大于9.8m/s210、如图，在发射地球同步卫星的过程中，卫星首先进入椭圆轨道I，然后在Q点通过改变卫星速度，让卫星进入地球同步轨道Ⅱ．则下列说法正确的是A．在轨道Ⅱ上，卫星的运行速度大于7.9km/sB．在轨道I上，卫星在P点的速度大于在Q点的速度C．卫星在Q点通过加速实现由轨道I进入轨道ⅡD．在轨道I上运行的过程中，卫星、地球系统的机械能不守恒11、(本题9分)如图所示，卫星A、B绕地球做匀速圆周运动，用ω、T、v、a分别表示卫星运动的角速度、周期、运行速率、向心加速度．下列关系正确的有A．TA>TB B．vA>vBC．aA<aB D．ωA<ωB12、甲、乙两颗人造地球卫星，质量分别为m和2m，它们绕地球做圆周运动的轨道半径分别为2r和r，下列说法正确的是A．甲、乙的周期之比为4∶1 B．甲、乙的向心力之比为1∶8C．甲、乙的动能之比为1∶4 D．甲、乙的动能之比为1∶8二．填空题(每小题6分，共18分)13、(本题9分)某实验小组利用如图甲所示的实验装置来验证机械能守恒定律．已知当地的重力加速度g=9.80m/s2(1)要验证重锤下落过程中符合机械能守恒,除了图示器材,以下实验器材必须要选取的有________填写字母代号A．秒表

B．刻度尺

C．天平

D．交流电源(2)实验小组选出一条纸带如图乙所示，其中O点为打点计时器打下的第一个点，A、B、C为三个计数点，在计数点A和B、B和C之间还各有一个点，测得h1=12.01cm，h2=19.15cm，h3=27.86cm．打点计时器通以50Hz的交流电．根据以上数据算出：当打点计时器打到B点时重锤的重力势能比开始下落时减少了___J；此时重锤的动能比开始下落时增加了__

J。（计算结果保留3个有效数字）.(3)根据计算结果可以知道该实验小组在做实验时出现的问题是______．（重锤质量m已知）.(4)在图乙所示的纸带基础上，某同学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，以v214、(本题9分)某同学用如图甲所示装置“研究合外力做功和动能变化的关系”。(1)为达到平衡阻力的目的，应取下____________(填“纸带”或“细绳和托盘”)，通过调整垫片的位置，改变长木板的倾斜程度，根据打出的纸带判断小车是否做________________运动。(2)将装置按如图甲连接后，放入砝码，通过实验得到如图所示的纸带，纸带上O为小车运动起始时刻所打的点，选取时间间隔为T的相邻计数点A、B、C、D、E，计数点与O点的距离为h1、h2、h3…。实验时小车所受拉力为F，小车的质量为M，重力加速度为g。在从起点O到打下计数点C的过程中，小车所受合外力做功W=________，小车动能的变化量_____________。15、(本题9分)(1)在验证机械能守恒定律的实验中，要验证的是重物重力势能的减少量等于其动能的增加量，以下步骤仅是实验中的一部分，在这些步骤中多余或错误的有_____________A．用天平称出重物的质量B．把打点计时器固定到铁架台上，并用导线把它和低压交流电源连接起来C．把纸带的一端固定到重物上，另一端穿过打点计时器的限位孔，把重物提升到一定高度D．接通电源，释放纸带E．用停表测出重物下落的时间(2)在利用打点计时器验证做自由落体运动的物体机械能守恒的实验中．①需要测量物体由静止开始自由下落到某点时的瞬时速度和下落高度.某小组的同学利用实验得到的纸带，共设计了以下四种测量方案，其中正确的是_______________A．用刻度尺测出物体下落的高度，并测出下落时间，通过计算出瞬时速度B．用刻度尺测出物体下落的高度，并通过计算出瞬时速度，C．根据做匀变速直线运动时纸带上某点的瞬时速度，等于这点前、后相邻两点间的平均速度，测算出瞬时速度,并通过计算出高度D．用刻度尺测出物体下落的高度，根据做匀变速直线运动时纸带上某点的瞬时速度，等于这点前、后相邻两点间的平均速度，测算出瞬时速度②已知当地重力加速度为，使用交流电的频率为.在打出的纸带上选取连续打出的五个点、、、、如图所示．测出点距离起始点的距离为，、两点间的距离为，、两点间的距离为，根据前述条件，如果在实验误差允许的范围内满足关系式______________________________，即验证了物体下落过程中机械能是守恒的．而在实际的实验结果中，往往会出现物体的动能增加量略小于重力势能的减少量，出现这样结果的主要原因是__________________________________．三．计算题(22分)16、（12分）(本题9分)如图,小球(可视为质点)质量m=2kg,不可伸长的细悬线长L=1m,现将小球拉至水平位置(悬线呈拉直状态且在竖直纸面内)由静止释放,不计空气阻力,(已知重力加速度g=10m/s2,sin53°=0.8,cos53°=0.6)求:（1）小球到达最低位置时时间t=0.5s,该过程中重力的平均功率多大？（2）小球第一次到达图中虚线位置（θ=53°）重力的瞬时功率多大？（3）小球第一次到最低点过程中重力的最大功率是多少？17、（10分）(本题9分)如图所示，在光滑的水平面上有一长为L的木板B，上表面粗糙，在其左端有一光滑的1/4圆弧槽C，与长木板接触但不相连，圆弧槽的下端与木板上表面相平，B、C静止在水平面上．现有滑块A以初速V0从右端滑上B，并以1/2V0滑离B，确好能到达C的最高点．A、B、C的质量均为m，试求：（1）木板B上表面的动摩擦因素μ；（2）1/4圆弧槽C的半径R；（3）当A滑离C时，C的速度．

参考答案一、选择题（本题共12小题，每小题5分，共60分，在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确.全部选对的得5分，选不全的得3分，有选错的或不答的得0分）1、B【解析】

气体状态参量为：，T1=273K，，T2=（273+t）K，气体发生等容变化，由查理定律得：即：气体温度每升高1℃，由查理定律得：即：联立解得气体温度每升高1℃压强的增量为：故选B。2、C【解析】

根据合力与分力的关系。【详解】当两个力方向相同时，合力最大为当两个力方向相反时，合力最小为因此合力范围因此，C正确，ABD错误。故选C。3、B【解析】AB：小船过河时船头始终与岸垂直，水流速度增大后，小船相对于岸的速度增大．故A项错误，B项正确．C：小船过河时船头始终与岸垂直，小船不能到达出发点的正对岸．故C项错误．D：小船过河时船头始终与岸垂直，水流速度增大后，小船过河时间不变，沿河岸方向运动距离变大，过河路程增大．故D项错误．点睛：运动的独立性原理又称运动的叠加性原理，是指一个物体同时参与几种运动，各分运动都可看成独立进行的，互不影响，物体的合运动则视为几个相互独立分运动叠加的结果．4、B【解析】

滑块的加速度为：；由匀变速直线运动的规律可知：解得：故选B．5、D【解析】平抛运动的物体只受重力作用，水平方向做匀速直线运动，竖直方向做自由落体运动6、D【解析】由题意可以，小物块到达B时的速度=3m/s，如下图所示小物块从A运动到B的过程中，由动能定理可得：解得：，故A选项错误；（或根据牛顿第二定律，根据运动学公式，求解）小物块从B点离开桌面后，做平抛运动所以，解得因此，水平射程=0.9m，选项B错误；小物块在桌面上克服摩擦力做的功=2J，选项C错误；从B到C，利用动能定理得：，解得，D正确．（或利用平抛运动运动学公式，先求落地速度，然后再根据动能得定义，求落地动能）7、BD【解析】A.物体3和同步卫星1周期相等，则角速度相等，即ω1=ω3，根据v=rω，则v1>v3，卫星2和卫星1都靠万有引力提供向心力，根据，解得，知轨道半径越大，线速度越小，则v2>v1.所以v2>v1>v3，故A错误；B.物体3和同步卫星1周期相等，则角速度相等，即ω1=ω3，根据，知轨道半径越大，角速度越小，则ω2>ω1.所以ω1=ω3<ω2，故B正确；C.物体3和同步卫星1周期相等，则角速度相等，即ω1=ω3，而加速度a=rω2，则a1>a3，卫星2和卫星1都靠万有引力提供向心力，根据，，知轨道半径越大，角速度越小，向心加速度越小，则a2>a1，所以a2>a1>a3，故C错误，D正确；故选BD.点睛：题中涉及三个物体：地球赤道上有一随地球的自转而做圆周运动的物体3、绕地球表面附近做圆周运动的人造卫星2、地球同步卫星1；物体3与近地卫星2转动半径相同，物体3与同步卫星1转动周期相同，近地卫星2与同步卫星1同是卫星，都是万有引力提供向心力；分三种类型进行比较分析即可．8、AD【解析】

A项：从b到a，电场力做正功，电势能减小，故小球经过a点时的电势能最小，故A正确；B、C项：小球在电场中受到重力和竖直向上的电场力作用，当重力大于电场力时，小球从最低点到最高点时，合力做负功，速度减小，则小球运动到最高点a时，线的张力一定最小，到达最低点b时，小球的速度最大，动能最大；当重力等于电场力时，小球做匀速圆周运动，速度大小不变，细线拉力大小保持不变，当重力小于电场力时，小球运动到最高点a时，线的张力一定最大，到达最低点时，小球的速度最小，故BC错误；D项：、当小球从最低点到最高点的过程中，电场力做正功，电势能减小，小球运动到最高点时，小球的电势能最小，机械能最大，所以小球运动到最低点b时，小球的机械能一定最小，故D正确。9、ACD【解析】

A.万有引力提供向心力，列出等式：其中R为地球半径，h为同步卫星离地面的高度。由于同步卫星的周期必须与地球自转周期相同，所以T为一定值，根据上面等式得出：同步卫星离地面的高度h也为一定值，故A正确；B.它若在除赤道所在平面外的任意点，假设实现了“同步”，那它的运动轨道所在平面与受到地球的引力就不在一个平面上，这是不可能的，故地球同步卫星，一定在赤道平面上，故B错误；C.第一宇宙速度是最大的运行速度，任何地球卫星的速度都小于第一宇宙速度，则地球同步卫星的运行速度小于7.9km/s，故C正确；D.地球同步卫星的周期等于地球赤道上物体随地球自转的周期，根据a=ω2r可知，地球同步卫星加速度大于地球赤道上物体随地球自转的向心加速度9.8m/s2，故D正确。10、BC【解析】

第一宇宙速度7.9km/s是所有环绕地球运转的卫星的最大速度，则在轨道Ⅱ上，卫星的运行速度小于7.9km/s，选项A错误；根据开普勒第二定律可知，在轨道I上，卫星在P点的速度大于在Q点的速度，选项B正确；从椭圆轨道Ⅰ到同步轨道Ⅱ，卫星在Q点是做逐渐远离圆心的运动，要实现这个运动必须卫星所需向心力大于万有引力，所以应给卫星加速，增加所需的向心力．所以卫星在Q点通过加速实现由轨道Ⅰ进入轨道Ⅱ．故C正确；在轨道I上运行的过程中，只有地球的引力对卫星做功，则卫星、地球系统的机械能守恒，选项D错误；故选BC.【点睛】解决本题的关键掌握卫星如何变轨，以及掌握万有引力提供向心力解决问题的思路．卫星变轨也就是近心运动或离心运动，根据提供的万有引力和所需的向心力关系确定．11、ACD【解析】

万有引力提供卫星A、B绕地球做匀速圆周运动的向心力，则，解得；；；，则由于rA>rB，则TA>TB，vA<vB，aA<aB，ωA<ωB，故选项ACD正确，B错误.12、BC【解析】

根据可知可知，甲、乙的周期之比为2∶1，选项A错误；由可知，甲、乙的向心力之比为1∶8，选项B正确；由可知，甲、乙的动能之比为1∶4，选项C正确，D错误.二．填空题(每小题6分，共18分)13、（1）BD（2）1.88m；1.96m（3）原因可能是做实验时先释放了纸带然后再合上打点计时器的电键（或“接通打点计时器是重锤已经具有初速度”、“重锤下落初速度不为零”、“释放纸带时手抖动了”等等）（4）g【解析】

（1）该实验中，通过打点计时器来记录物体运动时间，不需要秒表，由于验证机械能公式中可以把物体质量约掉，因此不需要天平，同时实验中需要毫米刻度尺和交流电源；故选BD．

（2）当打点计时器打到B点时重锤的重力势能比开始下落时减少了△Ep=mgh2=m×9.80×0.1915J=1.88m．

计数点之间的时间间隔为：T=0.04s；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点的瞬时速度为：vB因此重锤动能的增加量为：△Ek＝12mvB2＝12×m×(1.98)2＝1.96mJ

（3）动能的增加量大于重力势能的减小量原因可能是做实验时先释放了纸带然后再合上打点计时器的电键（或“接通打点计时器是重锤已经具有初速度”、“重锤下落初速度不为零”、“释放纸带时手抖动了”等等）．

（4）根据机械能守恒定律有：mgh=12mv2，12v2=gh，因此在【点睛】正确解答实验问题的前提是明确实验原理，从实验原理出发进行分析所需实验器材、所测数据等，会起到事半功倍的效果，同时注意利用图象问题结合数学知识处理物理数据是实验研究常用的方法．14、（1）细绳和托盘匀速直线（2）【解析】（1）为平衡小车在实验中受到的摩擦力，可取下细绳及托盘，通过调整垫片位置，改变长木板倾斜程度，根据打出的纸带判断小车是否做匀速直线匀速运动。（2）小车所受合外力做功为：W=Fh3；由平均速度公式可求得C点的速度为：，小车动能的变化量为：。15、AED或者空气阻力；纸带与限位孔之间的摩擦【解析】

（1）此实验中要验证的表达式是mgh=mv2，质量m可从两边消掉，则不需要测量重物的质量，选项A没必要；把打点计时器固定在铁架台上，并用导线把它和低压交流电源连接起来，故B正确；把纸带的一端固定在重锤上，另一端穿过打点计时器的限位孔，把重锤提升到一定的高度，故C正确．接通电源，释放纸带，故D正确；打点计时器是计时仪器，不需要秒表测量时间，故E错误；故选AE；（2）该实验是验证机械能守恒定律的实验．因为我们知道