2021-2022学年黑龙江省穆棱市物理高一第二学期期末学业水平测试试题含解析

2021-2022学年高一物理下期末模拟试卷考生须知：1．全卷分选择题和非选择题两部分，全部在答题纸上作答。选择题必须用2B铅笔填涂；非选择题的答案必须用黑色字迹的钢笔或答字笔写在“答题纸”相应位置上。2．请用黑色字迹的钢笔或答字笔在“答题纸”上先填写姓名和准考证号。3．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，在草稿纸、试题卷上答题无效。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、(本题9分)一辆汽车在水平公路上转弯，沿曲线由N向M行驶速度逐渐减小。图A，B，C，D分别画出了汽车转弯时所受合力F的四种方向，你认为正确的是（）A．B．C．D．2、(本题9分)物理学的发展丰富了人类对物质世界的认识．推动了科学技术的创新和革命，促进了物质生产的繁荣与人类文明的进步．下列说法中正确的是A．第谷通过研究行星观测记录．发现了行星运动的三大定律B．卡文迪许通过扭秤实验较为精确的测出了引力常置的数值GC．1905年德裔美国物理学家爱因斯坦在理论上概括和总结了能量守恒定律D．牛顿运动定律是自然界普遍适用的基本规律之一3、(本题9分)万有引力定律是下列哪位科学家发现的A．牛顿 B．开普勒 C．卡文迪许 D．法拉第4、(本题9分)一质量为m的运动员从下蹲状态向上起跳，经时间，身体伸直并刚好离开地面，速度为v，在此过程中（）A．地面对他的冲量为，地面对他做的功为B．地面对他的冲量为，地面对他做的功为C．地面对他的冲量为，地面对他做的功为零D．地面对他的冲量为，地面对他做的功为零5、(本题9分)在日常生活中，人们常把物体运动的路程与运动时间的比值定义为物体运动的平均速率某同学假日乘汽车到宿迁观光，在公路上两次看到路牌和手表如图所示，则该同学乘坐的汽车在该段时间内行驶的平均速率为A． B． C． D．6、一物体静止在光滑水平面，先对它施加一水平向右的恒力F1，经时间t后撤去该力，并立即再对它施加一水平向左的恒力F2，又经时间t后物体回到出发点，则在此过程中，F1、F2分别对物体做的功的大小W1、W2的关系是（）A．W1=W2 B．W2=2W1 C．W2=3W1 D．W2=5W17、(本题9分)杭十四中凤起校区实验楼大厅里科普器材中有如图所示的传动装置：在大齿轮盘内嵌有三个等大的小齿轮．若齿轮的齿很小，大齿轮半径（内径）是小齿轮半径的3倍，则当大齿轮顺时针匀速转动时，下列说法正确的是（）A．小齿轮逆时针匀速转动B．小齿轮的每个齿的线速度均一样C．小齿轮的角速度是大齿轮角速度的3倍D．小齿轮每个齿的向心加速度是大齿轮每个齿的向心加速度的3倍8、(本题9分)如图所示，长0.5m的轻质细杆，一端固定有一个质量为3kg的小球，另一端由电动机带动，使杆绕O在竖直平面内作匀速圆周运动，小球的速率为2m/s。取g=10m/s2，下列说法正确的是（）A．小球通过最高点时，对杆的拉力大小是24NB．小球通过最高点时，对杆的压力大小是6NC．小球通过最低点时，对杆的拉力大小是24ND．小球通过最低点时，对杆的拉力大小是54N9、(本题9分)下列关于平抛运动的说法正确的是(

)A．平抛运动是匀变速曲线运动B．平抛运动在相同的时间内速度大小变化相同C．作平抛运动的物体，初速度越大，运动时间越长D．作平抛运动的物体的机械能守恒10、(本题9分)已知某行星绕太阳公转的半径为R，公转周期为T，引力常量为G，则由此可求出（）A．该行星动能 B．该行星的质量 C．该行星的角速度 D．太阳的质量11、(本题9分)如图所示，在光滑的圆锥漏斗的内壁，有两个质量相等的小球A、B，它们分别紧贴漏斗，在不同水平面上做匀速圆周运动，则下列说法正确的是（）A．小球A的速率大于小球B的速率B．小球A的运行周期等于小球B的运行周期C．小球A漏斗壁的压力等于小球B对漏斗壁的压力D．小球A的角速度大于小球B的角速度12、(本题9分)如图所示，在竖直平面内半径为R的四分之一圆弧轨道AB、水平轨道BC与斜面CD平滑连接在一起，斜面足够长．在圆弧轨道上静止着N个半径为的光滑刚性小球，小球恰好将圆弧轨道铺满，从最高点A到最低点B依次标记为1、2、3……N．现将圆弧轨道末端B处的阻挡物拿走，N个小球由静止开始沿轨道运动，不计摩擦与空气阻力，下列说法正确的是A．N个小球在运动过程中始终不会散开B．第1个小球到达最低点的速度C．第N个小球在斜面上向上运动时机械能增大D．N个小球构成的系统在运动过程中机械能守恒，且总机械能二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、（6分）(本题9分)某同学用如图所示的装置做“验证动量守恒定律”的实验．先将a球从斜槽轨道上某固定点处由静止开始滚下，在水平地面上的记录纸上留下压痕，重复10次；再把同样大小的b球放在斜槽轨道末端水平段的最右端静止放置，让a球仍从原固定点由静止开始滚下和b球相碰后，两球分别落在记录纸的不同位置处，重复10次．（1）本实验必须测量的物理量有（______）A．斜槽轨道末端的水平地面的高度HB．小球a、b的质量C．小球a、b的半径rD．小球a、b离开斜槽轨道末端后平抛飞行的时间tE.记录纸上0点到A、B、C各点的距离OA、OB、OCF.a球的固定释放点到斜槽轨道末端水平部分间的高度差h（2）根据实验要求，_________（填“大于”、“小于”或“等于”）；（3）放上被碰小球后，两小球碰后是否同时落地？如果不是同时落地，对实验结果有没有影响________？（不必作分析）（4）为测定未放小球b时，小球a落点的平均位置，把刻度尺的零刻度线跟记录纸上的0点对齐，下图给出小球a落点附近的情况，由图可得OB距离应为_______cm．（5）按照本实验方法，验证动量守恒的验证式是___________________．14、（10分）(本题9分)用如图所示的装置研究平抛运动，在一块竖直放置的背景板上固定两个弧形轨道，用于发射小铁球，从轨道射出的小铁球做平抛运动，从轨道射出的小铁球做匀速直线运动．此外，板上还装有三个电磁铁，其中电磁铁可分别沿轨道移动．在轨道出口处有一个碰撞开关，用以控制电磁铁的电源的通断，电磁铁可以沿水平杆移动，当它吸上小铁球时，该小铁球的中心与从轨道射出的小铁球的中心在同一水平线上．(1)实验中，斜槽末端的切线必须是水平的，这样做的目的是_________．A．保证小铁球飞出时，速度既不太大，也不太小B．保证小铁球飞出时，初速度水平C．保证小铁球在空中运动的时间每次都相等D．保证小铁球运动的轨道是一条抛物线(2)若轨道出口方向平行但略向下倾斜，将小铁球1从某高度释放，小铁球落在轨道的点，将电磁铁移至点正上方，将小铁球1和小铁球3同时释放，先到达点的是___________．(3)若轨道出口均水平，调节小铁球3的水平位置多次实验，发现小铁球1和小铁球3总是在空中相碰，则说明小铁球1在竖直方向上做___________运动．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）(本题9分)如图甲所示，长为4m的水平轨道AB与半径为R＝0.6m的竖直半圆弧轨道BC在B处相连接，有一质量为1kg的滑块(大小不计)，从A处由静止开始受水平向右的力F作用，F的大小随位移变化的关系如图乙所示，滑块与AB间的动摩擦因数为μ＝0.25，与BC间的动摩擦因数未知，g取10m/s2.求：(1)滑块到达B处时的速度大小；(2)若到达B点时撤去力F，滑块沿半圆弧轨道内侧上滑，并恰好能到达最高点C，则滑块在半圆弧轨道上克服摩擦力所做的功是多少？16、（12分）(本题9分)如图所示，质量为m＝lkg的小物体（可视为质点），以v0＝7m/s的初速度从底端冲上倾角为α＝53°，长度s＝1m的粗糙斜面AB，并恰好在最高点以水平速度vc＝3m/s冲上传送带．传送带正以速度v＝5m/s顺时针转动，其水平长度CD为12m，小物块与传送带之间的动摩擦因数μ＝0.1．小物体从D点平抛，恰好沿P点切线进入口径很小的光滑圆管轨道中，圆心为O，轨道半径R＝1m，且OP与竖直方向的夹角为θ＝60°，Q点为轨道最高点（不计空气阻力，取g＝10m/s2）．求：（1）小物体与斜面的动摩擦因数μ0；（2）小物体通过传送带CD所用的时间；（3）小物体在Q点对圆弧轨道的作用力．17、（12分）(本题9分)宇航员来到某星球表面做了如下实验：将一小钢球以v0的初速度竖直向上抛出，测得小钢球上升离抛出点的最大高度为h（h远小于星球半径），该星球为密度均匀的球体，引力常量为G，求：（1）求该星球表面的重力加速度；（2）若该星球的半径R，忽略星球的自转，求该星球的密度．

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、B【解析】

AD.由曲线运动条件知，物体所受合外力必须在曲线凹侧，故AD错误；BC.曲线运动中某点的速度方向为该点的切线方向，又因为汽车速度减小，作减速运动，减速曲线运动合外力和速度成钝角，故B正确，C错误;故选B。2、B【解析】

A．开普勒通过研究第谷行星观测记录，发现了行星运动的三大定律，选项A错误；B．卡文迪许通过扭秤实验较为精确的测出了引力常置的数值G，选项B正确；C．1847年德国物理学家亥姆霍兹发表了著作《论力的守恒》，在理论上概括和总结了能量守恒定律，故C错误；D．牛顿运动定律只适用宏观、低速的物体，并不是自然界普遍适用的基本规律，故D错误．故选B.3、A【解析】

牛顿在前人（开普勒、胡克、雷恩、哈雷）研究的基础上，凭借他超凡的数学能力，发现了万有引力定律A．牛顿与分析相符，故A正确B．开普勒与分析不符，故B错误C．卡文迪许与分析不符，故C错误D．法拉第与分析不符，故D错误【点睛】牛顿的贡献有：建立了以牛顿运动定律为基础的力学理论；发现了万有引力定律；创立了微积分4、C【解析】人从下蹲起跳，经时间速度为v，对此过程应用动量定理得：故在此过程中，地面对他的冲量人在起跳过程中，受到地面对人的支持力但没有产生位移，地面对他做的功为零．综上，选C点睛：动量定理中冲量应是所有力的冲量，不能漏去重力的冲量．5、A【解析】

ABCD．由图可知该过程运动时间为：路程为：所以平均速率为：故选项A正确，BCD错误．6、C【解析】试题分析：根据两段运动位移大小相等可得，计算可得，因为F=ma，所以，因为W=FS，所以W2=3W1，故选C考点：考查功的计算点评：本题难度较小，抓住已知条件：位移大小相同，只需确定两个力的大小关系即可求解7、CD【解析】

A．小齿轮的运动方向和大齿轮的运动方向相同，所以小齿轮也是顺时针匀速转动，故A错误；B．大齿轮和小齿轮的线速度大小相等，小齿轮的每个齿的线速度方向不同，故B错误；C．根据v=ωr可知，线速度相等，大齿轮半径（内径）是小齿轮半径的3倍时，小齿轮的角速度是大齿轮角速度的3倍，故C正确；D．根据a=，大齿轮半径（内径）是小齿轮半径的3倍．可知小齿轮每个齿的向心加速度是大齿轮每个齿的向心加速度的3倍，故D正确．故选CD。【点评】解决本题的关键知道线速度、角速度、向心加速度与半径的关系，知道大齿轮和小齿轮的线速度大小相等，难度适中．8、BD【解析】

AB．设在最高点杆子表现为拉力，对于小球则有代入数据得则杆子表现为推力，大小为6N，所以小球对杆子表现为压力，大小为6N．A错误B正确；CD．在最点，杆子表现为拉力，对于小球有代入数据得F=54NC错误D正确。故选BD。9、AD【解析】

AD.物体受恒力作用下的曲线运动为匀变速曲线运动，平抛运动只受重力作用，是匀变速曲线运动，平抛运动中只有重力做功，因此物体的机械能守恒，故AD正确；B.平抛运动在相同的时间内速度变化相同（加速度均为g），但速度大小变化不同，故B错误；C.做平抛运动的物体，在竖直方向为自由落体运动，即，则，即运动时间与下落的高度有关，与初速度无关，故C错误。10、CD【解析】

设太阳的质量为M，行星的质量为m．行星绕太阳做圆周运动的向心力由太阳的万有引力提供，则有：，解得：，已知R和T，可求出太阳的质量M，但不能求出行星的质量m，故D正确，B错误；根据ω＝，已知周期的情况下可以求出行星的角速度，故C正确．由于行星的质量不确定，则不能求解行星的动能，选项A错误；故选CD.【点睛】已知环绕天体的公转半径和周期，根据万有引力提供向心力，列出等式只能求出中心体的质量．熟知描述圆周运动的物理量之间的关系是正确解题的关键．11、AC【解析】

A、对A、B两球进行受力分析，两球均只受重力和漏斗给的支持力FN．设内壁与水平面的夹角为θ。根据牛顿第二定律有：mgtanθ=m，解得：v=，A球的轨道半径较大，则小球A的速率较大，故A正确；B、根据牛顿第二定律有：mgtanθ=m，解得：T=，A球的轨道半径较大，则小球A的周期大于小于B的周期，故B错误；C、支持力为：FN=，两小球的质量相等，则支持力相等，对漏斗壁的压力相等，故C正确；D、根据ω==知，A的轨道半径大，则A的角速度较小，故D错误。12、AC【解析】在下滑的过程中，水平面上的小球要做匀速运动，而曲面上的小球要做加速运动，则后面的小球对前面的小球要向前压力的作用，所以小球之间始终相互挤压，冲上斜面后后面的小球把前面的小球往上压，所以小球之间始终相互挤压，故N个小球在运动过程中始终不会散开，故A正确；把N个小球看成整体，若把弧AB的长度上的小球全部放在高度为R的斜面上，通过比较可知，放在斜面上的N个小球的整体的重心位置比较高．而放在斜面上时，整体的重心的高度为：R，选择B点为0势能点，则整体的重力势能小于NmgR，小球整体的重心运动到最低点的过程中，根据机械能守恒定律得：Nmv2＜Nmg•R；解得：v＜，即第1个小球到达最低点的速度v＜，故B错误，D错误；冲上斜面后，前面的小球在重力沿斜面向下的分力的作用下，要做减速运动，而后面的小球由于惯性想变成匀速运动，所以后面的小球把前面的小球往上推，后面的小球对前面的小球做正功，所以可得第N个小球在斜面上向上运动时机械能增大．故C正确．故选AC．点睛：本题主要考查了机械能守恒定律的应用，要求同学们能正确分析小球得受力情况，能把N个小球看成一个整体处理．二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、(1)BE(2)大于(3)不是，无(4)45.95±0.05(5)maOB＝maOA＋mbOC【解析】

（1）由碰撞过程动量守恒可得mava0=mava+mbvb，

再由平抛规律OB=va0t，OA=vat，OC=vbt整理以上各式可得maOB=maOA+mbOC，所以本实验必须测量的物理量有小球a、b的质量、记录O点到A、B、C各点的距离OA、OB、OC，故选BE．

（2）根据动量守恒定律可知若碰撞小球a的质量小于b球的质量，则小球a可能被碰回，所以a球质量必须大于b球质量．

（3）b球先落地，对实验结果无影响；

（4）根据毫米刻度尺的读数规则可知OB=45.95±0.02cm

（5）根据（1）问分析可知，验证动量守恒的验证式是maOB=maOA+mbOC【点睛】解题的关键是根据碰撞时两小球动量守恒列出有关表达式，然后再结合平抛运动规律整理出“平均”动量守恒的表达式即可求解．14、（1）B（2）小铁球1（3）自由落体【解析】（1）平抛运动的初速度沿水平方向，故为了保证小铁球飞出时，初速度水平，实验中，斜槽末端的切线必须是水平的，B正确；（2）由于轨道A出口向下倾斜，则射出后，小铁球1有竖直方向上的初速度，并且与小铁球3下降的高度相同，而小铁球3竖直方向上的初速度为零，故小铁球1先到达P点；（3）发现小铁球1和小铁球3总是在空中相碰，说明两者在竖直方向上的运动性质相同，故说明小铁球1做自由落体运动．【点睛】明