2021-2022学年北京市一七一中学物理高一第二学期期末学业水平测试模拟试题含解析

2021-2022学年高一物理下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（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、如图所示，以9.8m/s的水平速度v0抛出的物体，飞行一段时间后，垂直地撞在倾角θ为30°的斜面上，可知物体完成这段飞行的时间是（）A． B． C． D．2s2、下列4个图中，a、b两点电势相等、电场强度矢量也相等的是（）A． B． C． D．3、两个小球在光滑水平面上沿同一直线、同一方向运动，B球在前，A球在后，mA＝1kg、mB＝2kg，vA＝6m/s，vB＝3m/s，当A球与B球发生碰撞后，A、B两球的速度可能是()A．v′A＝4m/s，v′B＝4m/s B．v′A＝4m/s，v′B＝5m/sC．v′A＝－4m/s，v′B＝6m/s D．v′A＝7m/s，v′B＝2.5m/s4、(本题9分)如图所示,一颗人造卫星原来在椭圆轨道1绕地球E运行,在P变轨后进入轨道2做匀速圆周运动．下列说法正确的是()A．不论在轨道1还是在轨道2运行，卫星在P点的速度都相同B．不论在轨道1还是在轨道2运行，卫星在P点的加速度都相同C．卫星在轨道1的任何位置都具有相同加速度D．卫星在轨道2的任何位置都具有相同加速度5、(本题9分)消防车利用云梯进行高层灭火，消防水炮出水口离地的高度为，出水口始终保持水平且出水方向可以水平调节，水平射出水的初速度在之间可以调节．着火点在离地高为的楼层，出水口与着火点不能靠得太近，不计空气阻力，重力加速度，则（）A．如果要有效灭火，出水口与着火点的水平距离最大为B．如果要有效灭火，出水口与着火点的水平距离最小为C．如果出水口与着火点的水平距离不能小于，则水平射出水的初速度最小为D．若该着火点离地高为，该消防车此时仍能有效灭火6、如图所示，质量为m的小球，用不可伸长的轻绳悬挂在O点。现将小球从A点由静止释放，小球向下摆动至最低点B。在此过程中，小球重力做的功为W，小球重力的冲量为I，小球动能的变化量为，小球动量的变化量为。不计空气阻力，下列关系式正确的是A．，B．，C．，D．，7、(本题9分)一个微型吸尘器的直流电动机的额定电压为U，额定电流为I，线圈电阻为R，将它接在电动势为E，内阻为r的直流电源的两极间，电动机恰好能正常工作，则（）A．电动机消耗的热功率为 B．电动机消耗的总功率为UIC．电源的输出功率为EI D．电源的效率为8、如图所示，在粗糙水平面上，用水平轻绳相连的两个相同物体P、Q质量均为m，在水平恒力F作用下以速度v做匀速运动．在t0时轻绳断开，Q在F作用下继续前进，则下列说法正确的是A．t0至时间内，P、Q的总动量守恒B．t0至时间内，P、Q的总动量守恒C．时，Q的动量为mvD．时，Q的动量为mv9、(本题9分)如图所示，足够长的光滑细杆PQ水平固定，质量为2m的物块A穿在杆上，可沿杆无摩擦滑动，质量为0.99m的物块B通过长度为L的轻质细绳竖直悬挂在A上，整个装置处于静止状态，A、B可视为质点。若把A固定，让质量为0.01m的子弹以v0水平射入物块B（时间极短，子弹未穿出）后，物块B恰好能在竖直面内做圆周运动，且B不会撞到轻杆。则（）A．在子弹射入物块B的过程中，子弹和物块B构成的系统，其动量和机械能都守恒B．子弹射入物块B的初速度v0=100C．若物块A不固定，子弹仍以v0射入时，物块上摆的初速度将小于原来物块A固定时的上摆初速度D．若物块A不固定，子弹仍以v0射入，当物块B摆到与PQ等高时，物块A的速率为10、(本题9分)如图所示，物体在水平推力F的作用下静止于斜面上，如图所示，若稍微增大推力，物体仍保持静止，则A．物体所受合力增大B．物体所受合力不变C．物体所受摩擦力可能增大D．物体所受斜面的支持力增大11、(本题9分)以初速度为做平抛运动的物体在某时刻的水平分速度与竖直分速度大小相等，下列说法正确的是A．该时刻物体的水平分位移与竖直分位移大小相等B．该时刻物体的速率等于C．物体运动的时间为D．该时刻物体的合位移大小等于12、(本题9分)我国为建设北斗导航系统，发射了多颗地球同步卫星，关于地球同步卫星，下列说法正确的是：A．它们的质量一定相同B．它们一定都在赤道正上方运行C．它们距离地面的高度一定相同D．它们的运行周期一定相同二．填空题(每小题6分，共18分)13、(本题9分)一个人造天体飞临某个行星，并进入行星表面的圆轨道，已经测出该天体环绕行星一周所用的时间为T，那么这颗行星的密度是__________。14、(本题9分)万有引力引力常量的单位是____，地球第一宇宙速度的大小是___km/s15、(本题9分)有一额定电压为2.8V、额定功率为0.56W的小灯泡,现要描绘这个小灯泡的伏安特性曲线.有下列器材可供选用.A．电压表(量程0~3V内阻约6kΩ)B．电压表(量程0~6V内阻约20kΩ)C．电流表(量程0~0.6A内阻约0.5Ω)D．电流表(量程0~200mA内阻约20Ω)E.滑动变阻器(最大电阻10Ω,允许最大电流2A)F.滑动变阻器(最大电阻200Ω,允许最大电流150mA)G.三节干电池(电动势约为4.5V)H.开关、导线若干(1)为提高实验的精确程度,电压表应选用__________;电流表应选用__________;滑动变阻器应选用__________.(以上均填器材前的序号)(2)请在虚线框内画出描绘小灯泡伏安特性曲线的电路图______________________。三．计算题(22分)16、（12分）(本题9分)某同学用圆锥摆探究圆周运动的课外实验中，把不可伸长的轻绳穿过用手固定的竖直光滑圆珠笔管，笔管长为l，轻绳两端栓着质量分别为4m、5m的小球A和小物块B，开始实验时，用手拉着小球A使它停在笔管的下端，这时物块B距笔管的下端距离为l，笔管的下端到水平地面的距离为10l，拉起小球A，使绳与竖直方向成一定夹角，给小球A适当的水平速度，使它在水平面内做圆周运动，上述过程中物块B的位置保持不变，已知重力加速度为g，sin53°=0.8，cos53°=0.6，（1）求绳与竖直方向夹角θ和小球A做圆周运动的角速度；（2）若小球A做（1）问中圆周运动时剪断轻绳，求小球A第一次落地点到物块B落地点间的距离s；（3）若某同学开始实验时不断晃动笔管，使小球A带动B上移，当B上升到笔管下方某位置，系统稳定后，测得小球在水平面内做圆周运动的角速度为，求此过程中人对A、B组成的系统做功W．17、（10分）如图所示，在竖直平面内有一“”管道装置，它是由两个完全相同的圆弧管道和两直管道组成。直管道和圆弧管道分别相切于、、、，、分别是两圆弧管道的最高点，、分别是两圆弧管道的最低点，、固定在同一水平地面上。两直管道略微错开，其中圆弧管道光滑，直管道粗糙，管道的粗细可忽略。圆弧管道的半径均为R，。一质量为m的小物块以水平向左的速度从点出发沿管道运动，小物块与直管道间的动摩擦因数为。设，m=1kg，R=1.5m，，（sin37°=0.6，cos37°=0.8）。求：（1）小物块从点出发时对管道的作用力；（2）小物块第一次经过点时的速度大小；（3）小物块在直管道上经过的总路程。

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、C【解析】试题分析：小球垂直地撞在倾角θ为30°的斜面上，知小球的速度方向与斜面垂直，将该速度进行分解，根据水平方向上的速度求出竖直方向上的分速度，根据竖直方向上做自由落体运动求出物体飞行的时间．解：小球撞在斜面上的速度与斜面垂直，将该速度分解，如图．则tan60°=，则．所以运动的时间t=．故C正确，A、B、D错误．故选C．2、D【解析】

A．极板之间为匀强电场，电场强度相等，沿电场线方向电势降低，所以a、b两点电势不同，A错误；B．a、b两点处于点电荷的某一等势面上，所以电势相等，场强大小相等，方向不同，B错误；C．a、b两点关于等量同种电荷对称，所以电势相等，但是场强等大反向，C错误；D．等量异种电荷连线的中垂线上电势处处相等，电场强度方向相同，a、b两点处于等量异种电荷连线的中垂线上，电势相等，根据场强的叠加法则可知两点处的场强大小也相同，D正确。故选D。3、A【解析】

两球碰撞过程系统动量守恒，以两球的初速度方向为正方向，碰前总动量：mAvA+mBvB=12kg∙m/s；碰前总动能：mAvA2+mBvB2=27J；A.如果两球发生完全非弹性碰撞，由动量守恒定律得：mAvA+mBvB=（mA+mB）v

代入数据解得：v=4m/s；选项A正确；

B.若v′A＝4m/s，v′B＝5m/s，此时碰后总动量为mAv′A+mBv′B=14kg∙m/s；系统的动量不守恒，选项B错误；C.若v′A＝－4m/s，v′B＝6m/s，则碰后总动能：mAvA′2+mBvB′2=44J>27J；则不可能发生，选项C错误；D.若v′A＝7m/s，v′B＝2.5m/s，则v′A>v′B，则不可能发生二次碰撞，选项D错误；4、B【解析】A、从轨道1变轨到2，需要加速逃逸，故A错误；BC、根据公式可得，故只要半径相同，加速度则相同，由于卫星在轨道1做椭圆运动，运动半径在变化，所以过程的加速度在变，故B正确，C错误；D、卫星在轨道2做匀速圆周运动，过程中的速度方向时刻在变，所以动量方向不同，故D错误；故选B．【点睛】卫星变轨做离心运动时要加速；万有引力提供向心力；加速度和速度都是矢量，只有当大小和方向都相同时矢量才相同．5、B【解析】

AB．水在空中做平抛运动，在竖直方向上自由落体运动，当下落高度为20m时，运动时间为：水平方向上做匀速运动：而水平射出的速度在，则运动过的水平位移为所以如果要有效灭火，出水口与着火点的水平距离最小为10m，最大距离是30m；故A错误，B正确．C．如果出水口与着火点的水平距离不能小于，则：解得：故C错．D．由于出水口与着火点不能靠得太近，所以当该着火点离地高为40m时，该消防车此时不能有效灭火；故D错．6、B【解析】

小球在摆动过程中，只有重力做功，轻绳的弹力不做功，根据动能定理可知，重力的功等于动能的变化量，即W=△Ek；小球在摆动过程中，受到了重力和绳子拉力的冲量，故重力的冲量不等于动量的变化量A.，与分析不符，故A错误；B.，与分析相符，故B正确；C.，与分析不符，故C错误；D.，与分析不符，故D错误。7、BD【解析】

电动机消耗的热功率应该用P=I2R来计算，所以热功率P=I2R，所以A错误．电动机消耗的总功率应该用P=IU来计算，所以总功率为IU，所以B正确；电源的输出功率等于电动机的输入功率，得P出=UI．故C错误．电源的总功率为IE，内部发热的功率为I2r，所以电源的效率为：，所以D正确．故选BD．【点睛】对于电功率的计算，一定要分析清楚是不是纯电阻电路，对于非纯电阻电路，总功率和发热功率的计算公式是不一样的.8、AD【解析】

设P、Q所受的滑动摩擦力大小均为f，系统匀速运动时，有F=2f，得f=F/2；轻绳断开后，对P，取向右为正方向，由动量定理得-ft=0-mv，联立得，即时P停止运动．在P停止运动前，即在t=0至时间内，P、Q系统的合外力为零，总动量守恒．故A正确．至时间内，P停止运动，Q匀加速运动，系统的合外力不为零，则系统的总动量不守恒，故B错误．时，取向右为正方向，对Q，由动量定理得(F-f)t=pQ-mv，解得Q的动量pQ=mv，故D错误，C错误．故选AD．【点睛】本题是脱钩问题，要抓住脱钩前系统的动量守恒，脱钩后在两者都在运动时系统的动量也守恒．在涉及力在时间上的积累效应时，运用动量定理求动量或速度是常用的方法．9、BD【解析】

A.在子弹射入物块B的过程中，子弹和物块B构成的系统，合外力冲量远小于内力冲量，其动量守恒，但由于要产生内能，所以机械能不守恒，故A错误。B.物块B恰好能在竖直面内做圆周运动，在最高点时由重力提供向心力，根据牛顿第二定律得：，得B从最低点到最高点的过程，根据机械能守恒定律得子弹射入物块B的过程，取水平向右为正方向，由动量守恒定律得0.01mv0=（0.01m+0.99m）v2联立解得

，故B正确。C.若物块A不固定，子弹仍以v0射入时，根据动量守恒定律知物块上摆的初速度等于原来物块A固定时的上摆初速度。故C错误。D.若物块A不固定，子弹仍以v0射入，当物块B摆到与PQ等高时，设A的速率为vA，B的水平速率为vB．根据水平动量守恒有

（0.01m+0.99m）v2=（2m+0.01m+0.99m）vA．得，故D正确。10、BCD【解析】

AB.物体保持静止状态，合力保持为零不变，故A错误，B正确；C.设斜面的倾角为α，物体的质量为m。①物体原来受到的静摩擦力沿斜面向下时，则有Fcosα=mgsinα+f，得f=Fcosα-mgsinα。当F逐渐增大时，f也逐渐增大；②若物体原来受到的静摩擦力沿斜面向上时，则有Fcosα+f=mgsinα，得f=mgsinα-Fcosα当F逐渐增大时，f逐渐减小；③若物体原来mgsinα=Fcosα，则物体所受斜面摩擦力为0；当F逐渐增大时，f从零也逐渐增大；综上C正确；D.物体所受斜面支持力N=Fsinα+mgcosα，F增大，则得N增大；故D正确；11、BC【解析】

C．由题意可知得运动时间为故C正确；A．经过时间t后，水平方向上的位移为竖直方向上的位移为故A错误；B．由于水平分速度与竖直分速度大小相等，所以该时刻物体的速率等于，故B正确；D．该时刻物体的合位移大小故D错误。故选BC。12、BCD【解析】

BD.同步卫星与地球保持相对静止，可知同步卫星必须位于赤道的上方，同步卫星的周期一定，与地球的自转周期相等为24h；故B，D均正确.AC.根据万有引力提供向心力，得，则轨道半径一定，则卫星的高度一定；而对于同步卫星的质量不一定相同；故A错误，C正确.二．填空题(每小题6分，共18分)13、3π【解析】研究人造天体绕行星表面做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力得：GMmR2=m(点睛：本题考查了万有引力在天体中的应用，解题的关键在于找出向心力的来源，并能列出等式解题，在行星表面运动，轨道半径可以认为就是行星的半径。14、7.9km/s【解析】

[1]根据万有引力定律则有：可得：，质量的单位为kg，距离的单位为m，引力的单位为N，所以的单位为；[2]在天体表面，根据万有引力提供向心力可得：可得：第一宇宙速度是圆形近地轨道的环绕速度，其大小约为7.9km/s；15、ADE【解析】

由题意可知，灯泡的额定电压为2.8V，为了准确性及安全性原则，电压表应选择A；由P=UI可得