2021-2022学年甘肃省靖远县四中高一物理第二学期期末学业水平测试试题含解析

2021-2022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（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)如图所示,小物体P放在水平圆盘上随圆盘一起转动，下列关于小物体所受摩擦力f的叙述正确的是（）A．f的方向总是指向圆心B．圆盘匀速转动时f=0C．在转速一定的条件下，f跟物体到轴O的距离成正比D．在物体与轴O的距离一定的条件下,f跟圆盘转动的角速度成正比2、(本题9分)某消防队员从一平台上跳下，下落2m后双脚触地，接着他用双腿弯曲的方法缓冲，使自身重心又降下0.4m而静止，在着地过程中地面对他双脚的平均作用力为自身重力的（）A．4倍 B．5倍 C．6倍 D．7倍3、如图所示，蹦极是一种非常刺激的娱乐项目。为了研究蹦极过程，做以下简化：将体验者视为质量为m质点，他沿竖直方向由静止开始下落，忽略弹性绳的质量和空气阻力。整个过程中弹性绳始终在弹性限度内。已知：弹性绳的原长为l0，弹性绳的弹力大小可以用F=kx来计算，式中k为常量，x为弹性绳的伸长量。重力加速度为g。在下落过程中，A．体验者的机械能保持不变B．当弹性绳刚好被拉直时，弹性绳的弹力大小为kl0C．当弹性绳的弹力等于体验者的重力时，体验者速度达到最大D．体验者达到的最大速度为4、(本题9分)如图所示，斜面高h，质量为m的物块，在沿斜面向上的恒力F作用下，能匀速沿斜面向上运动，若把此物块放在斜面顶端，在沿斜面向下同样大小的恒力F作用下物块由静止向下滑动，滑至底端时其动能的大小为()．A．mgh B．2mgh C．2Fh D．Fh5、(本题9分)地球质量是多少?这不可能用天平称量,但是可以通过万有引力定律来“称量”,早在万有引力定伸发现之前已经测得地球的半径为,地球表面的重力加速度为.发现万有引力定律100多年后,英国物理学家卡文迪许测出了万有引力常量,若不考虑地球自转的影响,就可以求地球的质量为（）A．B．C．D．6、(本题9分)如图所示，木块A放在木块B的左端上方，用水平恒力F将A拉到B的右端，第一次将B固定在地面上，F做功W1，生热Q1；第二次让B在光滑水平面可自由滑动，F做功W2，生热Q2A．W1<W2，QC．W1<W2，Q7、(本题9分)如图所示，游乐场中，从高处A到水面B处有两条长度相等的光滑轨道．甲、乙两小孩沿不同轨道同时从A处自由滑向B处，下列说法正确的有A．甲的切向加速度始终比乙的大B．甲、乙在同一高度的速度大小相等C．甲、乙在同一时刻总能到达同一高度D．甲比乙先到达B处8、(本题9分)如图所示，在距水平地面高为0.4m处，水平固定一根长直光滑杆，在杆上P点固定一定滑轮，滑轮可绕水平轴无摩擦转动，在P点的右边，杆上套有一质量m=2kg的滑块A．半径R＝0.3m的光滑半圆形细轨道竖直地固定在地面上，其圆心O在P点的正下方，在轨道上套有一质量也为m=2kg的小球B．用一条不可伸长的柔软细绳，通过定滑轮将A、B连接起来．杆和半圆形轨道在同一竖直面内，A、B均可看作质点，且不计滑轮大小的影响．现给滑块A一个水平向右的恒力F＝50N（取g=10m/s2）．则（）A．把小球B从地面拉到P的正下方时力F做功为20JB．小球B运动到C处时的速度大小为0C．小球B被拉到与滑块A速度大小相等时，离地面高度为0.225mD．把小球B从地面拉到P的正下方C时，小球B的机械能增加了20J9、如图所示，已知两颗人造卫星a和b绕地球做匀速圆周运动的周期分别是T1、T2，设a、b到地心O的距离分别为r1、r2，线速度大小分别为、，则下列关系式正确的是（）A． B． C． D．10、(本题9分)如图所示，一根很长且不可伸长的柔软轻绳跨过光滑定滑轮，绳两端系着三个小球A、B、C，三小球组成的系统保持静止，A球质量为m，B球质量为3m，C球离地面高度为h．现突然剪断A球和B球之间的绳子，不计空气阻力，三个小球均视为质点，则（）A．剪断绳子瞬间，A球的加速度为gB．剪断绳子瞬间，C球的加速度为gC．A球能上升的最大高度为2hD．A球能上升的最大高度为1.6h11、如图，A、B两点分别位于大、小轮的边缘上，C点位于大轮半径的中点，大轮的半径是小轮的2倍，它们之间靠摩擦传动，接触面不打滑．下列说法正确的是（）A．A与B线速度大小相等B．B与C线速度大小相等C．C与A角速度大小相等D．A与B角速度大小相等12、摄影组在某大楼边拍摄武打片，导演在离地面高度H＝8m的房顶处架设轮轴，轨道车通过细钢丝跨过轮轴拉着特技演员从地面”飞”到房顶，如图所示。特技演员的质量m＝50kg，人和车均可视为质点，重力加速度取10m/s2。若轨道车以速度v＝5m/s从A点匀速前进6m到达B点，则该过程中A．特技演员上升的高度为4mB．轨道车到达B点时特技演员的速度为3m/sC．特技演员受钢丝绳拉力为500ND．特技演员机械能增加了1225J二．填空题(每小题6分，共18分)13、(本题9分)一只船在40m宽的河中横渡，水流速度是3m/s，船在静水中的航速是4m/s。现欲使小船以最短时间渡过河去，则应使船头方向_________河岸（填“垂直”或“不垂直”）行驶，过河时间为_________s，过河距离为_________m。14、(本题9分)2014年10月8日，月全食带来的“红月亮”亮相天空，引起人们对月球的关注。我国发射的“嫦娥三号”探月卫星在环月圆轨道绕行n圈所用时间为t，如图所示。已知月球半径为R，月球表面处重力加速度为g月，引力常量为G．试求：①月球的质量M__________；②月球的第一宇宙速度v1_______________；③“嫦娥三号”卫星离月球表面高度h_________。15、(本题9分)如图，长为1m的轻杆OA可绕O处铰链在竖直平面内转动，质量均为1kg的小球固定在A、B两处，B为杆的中点．若杆在水平位置由静止起开始自由转动，不计阻力，转动30°角时B球的速度为______m/s，此过程中杆对A球做的功为______J．三．计算题(22分)16、（12分）(本题9分)如图（a）所示，A、B为两块平行金属板，极板间电压为UAB=1125V，板中央有小孔O和O′．现有足够多的电子源源不断地从小孔O由静止进入A、B之间．在B板右侧，平行金属板M、N长L1=4×10-2m，板间距离d=4×10-3m，在距离M、N右侧边缘L2=0.1m处有一荧光屏P，当M、N之间未加电压时电子沿M板的下边沿穿过，打在荧光屏上的O″并发出荧光．现给金属板M、N之间加一个如图（b）所示的变化电压u1，除了t=0.4ns(n=1，2，3…)时刻，N板电势均高于M板．已知电子质量为me＝9.0×10−31kg，电量为e=1.6×10-19C．(1)每个电子从B板上的小孔O′射出时的速度多大？(2)打在荧光屏上的电子范围是多少？(3)打在荧光屏上的电子的最大动能是多少？17、（10分）(本题9分)2019年4月，人类史上首张黑洞照片问世，如图，黑洞是一种密度极大的星球。从黑洞出发的光子，在黑洞引力的作用下，都将被黑洞吸引回去，使光子不能到达地球，地球上观察不到这种星体，因此把这种星球称为黑洞。假设有一光子（其质量m未知）恰好沿黑洞表面做周期为T的匀速圆周运动，求：(1)若已知此光子速度为v，则此黑洞的半径R为多少？(2)此黑洞的平均密度ρ为多少？（万有引力常量为G）

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】

如果圆盘在做非匀速圆周运动，摩擦力不指向圆心，摩擦力分解为一个指向圆心的力和沿圆弧切线方向的力，指向圆心力提供向心力改变速度的方向，切向的分力改变速度的大小，所以A项错误；圆盘匀速转动时，物体在做匀速圆周运动，摩擦力提供向心力，摩擦力不为零，所以B项错误；当转速一定时，根据，角速度也是一定，摩擦力提供向心力，摩擦力与半径成正比关系，所以C项正确；在物体与轴O的距离一定的条件下，摩擦力与角速度的平方成正比，所以D项错误．2、C【解析】设地面对他双脚的平均作用力为F，对全过程运用动能定理得，mg（H+h）-Fh=0，解得，即平均作用力是自身重力的6倍．故C正确，ABD错误．故选C．点睛：本题也可以根据动力学知识进行求解，但是没有动能定理解决简捷，对全过程运用动能定理，不需要考虑过程中速度的变化，抓住初末状态，列式求解．3、C【解析】

A.因弹性绳被拉直后，弹性绳的弹力对体验者做负功，则此时体验者的机械能减小，选项A错误；B.当弹性绳刚好被拉直时，弹性绳无形变，此时的弹力大小为零，选项B错误；C.因弹性绳被拉直后，开始阶段弹力小于重力，体验者的加速度向下，即加速向下运动；当弹性绳的弹力等于体验者的重力时，体验者的加速度减为零，此时体验者速度达到最大，选项C正确；D.因弹性绳刚好被拉直时体验者达到的速度为，以后还会加速运动一段时间，直到速度最大，可知体验者达到的最大速度大于，选项D错误.4、B【解析】

物块匀速上滑时，根据动能定理得WF-mgh-Wf=0物块下滑时，根据动能定理得WF+mgh-Wf=Ek-0联立两式解得Ek=2mghA.mgh与分析不相符，故A项与题意不相符；B.2mgh与分析相符，故B项与题意相符；C.2Fh与分析不相符，故C项与题意不相符；D.Fh与分析不相符，故D项与题意不相符。5、A【解析】设地球质量为M，地球上的物体质量为m，重力等于万有引力，即G=mg，则地球质量M=；故选A.6、B【解析】选B.两次A与B的相对位移相同，由于摩擦而使系统产生的热量相同，即Q1＝Q2.第一次木块A的位移等于板B的长度，第二次木块A的位移等于板B的长度与板B的位移之和，所以第一次拉力F做功W1小于第二次拉力F做功W2，所以选项B正确．7、BD【解析】

试题分析：由受力分析及牛顿第二定律可知，甲的切向加速度先比乙的大，后比乙的小，故A错误；由机械能守恒定律可知，各点的机械能保持不变，高度（重力势能）相等处的动能也相等，故B错误；由甲乙的速度时间图像可知C错误D正确考点：牛顿第二定律；机械能守恒定律8、ACD【解析】解：把小球B从地面拉到P点正下方C点过程中，力F的位移为：，则力F做的功WF=Fx=20J，选项A正确；把小球B从地面拉到P点正下方C点时，此时B的速度方向与绳子方向垂直，此时A的速度为零，设B的速度为v，则由动能定理：，解得v=m/s，选项B错误；当细绳与圆形轨道相切时，小球B的速度方向沿圆周的切线方向向上，此时和绳子方向重合，故与小球A速度大小相等，由几何关系可得h=0.225m选项C正确；B机械能增加量为F做的功20J，D正确本题选ACD9、AB【解析】

AC．据开普勒第三定律可得：解得：故A项正确，C项错误．BD．人造卫星绕地球运转时，有：解得：所以：故B项正确，D项错误．10、AD【解析】

根据平衡条件可得C球的质量为：mC＝mA+mB＝4m.AB.突然剪断A球和B球之间的绳子瞬间，以A和C为研究对象，根据牛顿第二定律可得：A球和C球的加速度大小g，故A项符合题意，B项不合题意.CD.A球上升h时的速度为：，而后又上升x速度为零，则有：v2＝2gx，解得：xh，故球能上升的最大高度为：H＝h+x＝1.6h，故C项不合题意，D项符合题意.11、AC【解析】试题分析：据题意，这是摩擦传递装置，两轮边缘接触部分线速度大小相等，即，故选项A正确；由于两轮半径不相同，据可知A、B两点角速度不相等，故选项D错误；由于A、C两点在同一轮上，角速度相等，，据可知，故选项B错误而选项D正确．考点：圆周运动【名师点睛】摩擦传递装置，接触边远部分线速度相等，可以判断A、B两点线速度相等；A、C两点在同一转动轮上，属于同轴转动体，同轴转动体除了转动轴，其他任意两点角速度相等，可以判断A、C两点角速度大小，进而比较B、C两点的线速度大小．12、BD【解析】

A.由图可知，在这一过程中，连接轨道车的钢丝长度由8m伸长到10m，所以演员上升的距离为（10-8）m=2m，故A错误。B.设轨道车在B时细线与水平方向之间的夹角为θ，将此时轨道车的速度分解，此时钢丝的速度v丝=vcosθ=v=3m/s，沿绳方向速度大小相同，v人=v丝=3m/s。故B正确。C.轨道车以速度v=5m/s从A点匀速前进，v丝=vcosθ，角度变化，v丝变化，所以人并非匀变速运动，拉力大小改变，不是定值，故C错误。D.对人根据动能定理得：合力做功W合=△Ek=225J，以地面为势能零点，Ep=mgh=1000J。根据功能关系可知，钢丝在一过程中对演员做的功等于演员机械能的增量，即△E=Ek+Ep=1225J，所以机械能增加1225J，故D正确。二．填空题(每小题6分，共18分)13、垂直；10；50；【解析】

将小船的运动分解为垂直河岸和沿河岸方向，在垂直于河岸的方向上，河宽一定，当在该方向上的速