2021-2022学年湖南省茶陵三中物理高一第二学期期末质量检测试题含解析

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：（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、利用电容传感器可检测矿井渗水，及时发出安全警报，从而避免事故的发生；如图所示是一种通过测量电容器电容的变化来检测矿井中液面高低的仪器原理图，A为固定的导体芯，B为导体芯外面的一层绝缘物质，C为导电液体（矿井中含有杂质的水）），A、C构成电容器．已知灵敏电流表G的指针偏转方向与电流方向的关系：电流从哪侧流入电流表则电流表指针向哪侧偏转．若矿井渗水（导电液体深度h增大），则电流表（）A．指针向右偏转，A、C构成的电容器充电B．指针向左偏转，A、C构成的电容器充电C．指针向右偏转，A、C构成的电容器放电D．指针向左偏转，A、C构成的电容器放电2、(本题9分)如图所示，弹簧振子在B、C两点间做简谐振动，B、C间距为10cm，O是平衡位置，振子每次从C运动到B的时间均为0.5s，则该弹簧振子（）A．振幅为10cmB．周期为2sC．频率为1HzD．从O点出发到再次回到O点的过程就是一次全振动3、如图所示，一质量为M=3.0kg的长木板B放在光滑水平地面上，在其右端放一个质量为m=1.0kg的小木块A．给A和B以大小均为4.0m/s、方向相反的初速度，使A开始向左运动，B开始向右运动，A始终没有滑离B．在A做加速运动的时间内，B的速度大小可能是()A．1.8m/s B．2.4m/sC．2.8m/s D．3.0m/s4、(本题9分)我国“北斗”卫星导航定位系统将由5颗静止轨道卫星（同步卫星）和30颗非静止轨道卫星组成，30颗非静止轨道卫星中有27颗是中轨道卫星，中轨道卫星轨道高度约为2.15×104km，静止轨道卫星的高度约为3.60×104km，下列说法正确的是A．静止轨道卫星的运行周期大于中轨道卫星的运行周期B．中轨道卫星的线速度大于7.9km/sC．静止轨道卫星的线速度大于中轨道卫星的线速度D．静止轨道卫星的向心加速度大于中轨道卫星的向心加速度5、(本题9分)在物理学发展过程中，很多科学家做出了巨大的贡献，下列说法中符合史实的是（）A．伽利略通过观测、分析计算发现了行星的运动规律B．开普勒利用他精湛的数学经过长期计算分析，最后终于发现了万有引力定律C．卡文迪许用扭秤实验测出了万有引力常量D．牛顿运用万有引力定律预测并发现了海王星和冥王星6、(本题9分)如图，一物体在水平面上受到向右、大小为8N的恒力F作用，在4s时间内，向右运动2m，则在此过程中，力F对物体所做的功和平均功率分别为（）A．32J，4W B．32J，8WC．16J，8W D．16J，4W7、某科技创新小组设计制作出一种全自动升降机模型，用电动机通过钢丝绳拉着升降机由静止开始匀加速上升，已知升降机的质量为m，当升降机的速度为v1时，电动机的电功率达到最大值P，此后电动机保持该功率不变，直到升降机以最大速度v2匀速上升为止，整个过程中忽略摩擦阻力及空气阻力，重力加速度为g，有关此过程下列说法正确的是（）A．升降机的速度由v1增大至v2过程中，钢丝绳的拉力不断减小B．升降机的最大速度v2＝C．钢丝绳的拉力对升降机所做的功等于升降机克服重力所做的功D．钢丝绳的最大拉力为8、(本题9分)如图所示，轻弹簧的一端固定在竖直墙上，质量为2m的光滑弧形槽静止放在光滑水平面上，弧形槽底端与水平面相切，一个质量为m的小物块从槽高h处开始自由下滑，下列说法正确的是（）A．在下滑过程中，物块和弧形槽组成的系统机械能守恒B．在下滑过程中，物块和槽的水平方向动量守恒C．物块被弹簧反弹后，离开弹簧时的速度大小为2D．物块压缩弹簧的过程中，弹簧的最大弹性势能19、(本题9分)如图所示，质量为m的物体与转台之问的动摩擦因数为μ，物体与转轴间距离为R，物体随转台由静止开始转动，当转台转速增加到某一值后转台开始匀速转动，整个过程中物体相对于转台静止不动，则以下判断正确的是()A．转台转速增加的过程中，转台对物体静摩擦力的方向一定指向转轴B．转台转速增加的过程中，转台对物体静摩擦力的方向跟物体速度间夹角一定小于90°C．转台匀速转动的过程中，转台对物体静摩擦力的方向一定指向转轴D．转台匀速转动的过程中，转台对物体静摩擦力的方向一定跟物体的速度方向相反10、(本题9分)2019年1月19日，西昌卫星发射中心以“一箭双星”方式成功发射第42、43颗北斗导航卫星。对于那些在同一轨道上绕地球做匀速圆周运动的北斗卫星，下列物理量一定相同的是A．线速度的大小B．向心力的大小C．周期D．向心加速度的大小11、下列物体中，机械能守恒的是()A．做平抛运动的物体B．被匀速吊起的集装箱C．光滑曲面上自由运动的物体D．物体以4512、(本题9分)如图甲所示，一木块沿固定斜面由静止开始下滑，下滑过程中木块的机械能和动能随位移变化的关系图线如图乙所示，则下列说法正确的是（）A．在位移从0增大到的过程中，木块的重力势能减少了B．在位移从0增大到的过程中，木块的重力势能减少了C．图线斜率的绝对值表示木块所受的合力大小D．图线斜率的绝对值表示木块所受的合力大小二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、（6分）(本题9分)如图所示，小明在塑料器皿的中心放一圆柱形电极接电源的负极，沿边缘放一个圆环形电极接电源的正极，在两电极之间加入导电的液体，整个容器放置在蹄形磁铁之间，电路连接如图所示。若电源的电动势为，内阻为，限流电阻，塑料容器中两电极之间液体的等效电阻为，当开关S闭合稳定工作后，液体将旋转起来（液体可视为电动机），电压表的示数为，问：(1)从上往下俯视，液体将_________旋转；（填“顺时针”或“逆时针”）(2)通过电源的电流为多大______？14、（10分）某实验小组利用如图所示的实验装置来验证钩码和滑块所组成的系统机械能守恒．装置中的气垫导轨工作时可使滑块悬浮起来，以减小滑块运动过程中的阻力．实验前已调整气垫导轨底座保持水平，实验中测量出的物理量有：钩码的质量m、滑块的质量M、滑块上遮光条由图示初始位置到光电门的距离x．（1）若用游标卡尺测得遮光条的宽度为d，实验时挂上钩码，将滑块从图示初始位置由静止释放，由数字计时器读出遮光条通过光电门的时间Δt，则可计算出滑块经过光电门时的速度为___．（2）要验证系统的机械能守恒，除了已经测量出的物理量外还需要已知_____．（3）本实验通过比较_____和______在实验误差允许的范围内相等（用物理量符号表示），即可验证系统的机械能守恒．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)在如图所示的闭合电路中，设电源的电动势为E，内阻为r，外电阻为R，其余电阻不计，电路中的电流为I。请根据电动势的定义和能量转化与守恒定律，推导闭合电路欧姆定律表达式：I=E16、（12分）在地球上将一轻弹簧竖直固定在水平桌面上，把质量为m的物体P置于弹簧上端，用力压到弹簧形变量为3x0处后由静止释放，从释放点上升的最大高度为4.5x0，上升过程中物体P的加速度a与弹簧的压缩量x间的关系如图中实线所示。若在另一星球N上把完全相同的弹簧竖直固定在水平桌面上，将物体Q在弹簧上端点由静止释放，物体Q的加速度a与弹簧的压缩量x间的关系如图中虚线所示。两星球可视为质量分布均匀的球体，星球N半径为地球半径的3倍。忽略两星球的自转，图中两条图线与横、纵坐标轴交点坐标为已知量。求：(1)地球表面和星球N表面重力加速度之比；(2)地球和星球N的质量比；(3)在星球N上，物体Q向下运动过程中的最大速度。17、（12分）如图所示用三根长度相同的绝缘细线将三个带电小球连接后悬挂在空中．三个带电小球质量相等，A球带正电．平衡时三根绝缘细线都是直的，但拉力都为零．(1)指出B球和C球分别带何种电荷，并说明理由．(2)若A球带电量为Q，则B球的带电量为多少？(3)若A球带电量减小，B、C两球带电量保持不变，则细线AB、BC中的拉力分别如何变化？

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】

由图可知，液体与导体芯构成了电容器，两板间距离不变；液面变化时只有正对面积发生变化；则由可知，当液面升高时，只能是正对面积S增大，故可判断电容增大．再依据，因此两极板间电势差U不变，那么电容的电荷量增大，因此电容器处于充电状态，因电流从哪侧流入电流表则电流表指针向哪侧偏转，因此指针向左偏转；故ACD错误，B正确；故选B.【点睛】此题考查平行板电容器在生产生活中的应用，注意由题意找出我们常见的模型再时行分析；掌握电容器的定义公式及决定式是解题的基础．2、C【解析】

据题：振子在B、C两点间做机械振动，CO间距为10cm，O是平衡位置，则该弹簧振子的振幅为5cm．故A错误．振子从C运动到B的时间为T，即T=0.5s，该弹簧振子的周期为T=1s，故B错误．该弹簧振子的频率为：．故C正确．振子从O点出发到再次回到O点的过程就是一次全振动的一半．故D错误．故选C.3、B【解析】

以A、B组成的系统为研究对象，系统动量守恒，取水平向右方向为正方向，从A开始运动到A的速度为零的过程中，由动量守恒定律得：，代入数据解得：当从开始到AB速度相同的过程中，取水平向右方向为正方向，由动量守恒定律得：,代入数据解得：则在木块A正在做加速运动的时间内B的速度范围为：，故B正确．4、A【解析】据万有引力提供向心力有：A.据，因为静止轨道卫星轨道半径大于中轨道卫星轨道半径，故A正确；B.据得，由于中轨道卫星的半径大于地球半径，故中轨道卫星的线速度小于7.9km/s，故B错误；C.据得，静止轨道卫星的线速度小于中轨道卫星的线速度，故C错误；D.据，可知静止轨道卫星的向心加速度小于中轨道卫星的向心加速度，故D错误．故选A.5、C【解析】试题分析：Ａ．第谷通过观测、分析计算发现了行星的运动规律，A错Ｂ．牛顿最后终于发现了万有引力定律，B错Ｃ．卡文迪许第一次在实验室里测出了万有引力常量G而被称为测出地球质量第一人Ｄ．青年学者戴维等运用万有引力定律预测并发现了海王星和冥王星，错误．故答案选择C考点：物理学史点评：本题考察了物理学史上比较重要的物理学家的生平主要贡献6、D【解析】力F所做的功为，平均功率为，故D正确．点睛：本题主要考查了功和平均功率的求法，属于基础问题．7、ABD【解析】

A.升降机速度由v1增大至v2的过程中，电动机保持功率不变，由P=Fv知，钢丝绳的拉力不断减小，故A正确；B.升降机的最大速度时，拉力等于重力，故有，故B正确；C.对整个过程运用动能定理得，钢丝绳的拉力对升降机所做的功大于升降机克服重力所做的功，故C错误；D.匀加速提升重物时钢绳拉力最大，且等于匀加速结束时的拉力，由P=Fv得，故D正确。8、ABC【解析】

滑块下滑过程，滑块与弧形槽组成的系统水平方向动量守恒，系统机械能守恒，应用动量守恒定律与机械能守恒定律求出滑块与弧形槽的速度，然后应用能量守恒定律分析答题．【详解】滑块下滑过程，只有重力做功，系统机械能守恒，故A正确；滑块下滑过程，滑块与弧形槽组成的系统水平方向所受合外力为零，系统水平方向动量守恒，故B正确；设小球到达水平面时速度大小为v1，槽的速度大小为v2，且可判断球速度方向向右，槽的速度方向向左，以向右为正方向，在球和槽在球下滑过程中，系统水平方向动量守恒，由动量守恒定律得mv1-2mv2=0，由机械能守恒定律得mgh=19、BC【解析】

AB．转台转速增加的过程中，物体做加速圆周运动，静摩擦力沿着半径方向的分力提供向心力，切向分力使物体加速．故静摩擦力不指向圆心，跟物体速度间夹角一定小于90°，故A错误，B正确；CD．转台匀速转动时，物体做匀速圆周运动，物体所受的合力始终指向圆心，此时所受的静摩擦力方向一定指向转轴，故C正确；D错误．故选BC。10、ACD【解析】

根据万有引力等于向心力，则有，解得，，，对于在同一轨道上绕地球做匀速圆周运动的北斗卫星，故其线速度大小相同，周期相同，向心加速度的大小相同，由于北斗卫星的质量未知，所以向心力的大小不一定相同，故选项A、C、D正确，B错误。11、AC【解析】

物体机械能守恒的条件是只有重力或者是弹簧的弹力做功，根据机械能守恒的条件逐个分析物体的受力的情况，即可判断物体是否是机械能守恒。【详解】A项：平抛运动的物体只受到重力的作用，所以机械能守恒，故A正确；B项：被匀速吊起的集装箱，动能不变，重力势能增大；故机械能增大，故机械能不守恒，故B错误；C项：物体沿光滑曲面上自由下滑，曲面的支持力不做功，只有重力做功，物体的机械能守恒，故C正确；D项：物体以a=4故应选AC。【点睛】本题是对机械能守恒条件的直接考查，分析物体的受力情况，判断做功情况是关键。12、BD【解析】

AB．木块沿斜面下滑过程中，动能增大，则图线为木块的动能随位移变化的关系。由机械能的变化量等于动能的变化量与重力势能变化量之和，有得，即木块的重力势能减少了，故A错误，B正确；C．由功能关系可知图线斜率的绝对值表示木块所受的除重力之外的合力大小，故C错误；D．由功能关系可知图线斜率的绝对值表示木块所受的合力大小，故D正确。故选BD。二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、逆时针转动0.3A【解析】

(1)[1]逆时针转动，因为通电液体在磁场中受到磁场力（安培力）的作用，根据左手定则可以判断液体在磁场力作用下会逆时针转动。(2)[2]开关闭合后，旋转的液体为一只电动机，欧姆定律不适用，因此根据闭合电路欧姆定律代入数据解得14、当地的重力加速度mgx【解析】

（1）因为光电门的宽度非常小，所以通过其的平均速度可认为是瞬时速度，故通过光电门的速度为（2）系统下降距离x时，重力势能的减小量为，系统动能的增量为，可知还需要测量当地的重力加速度（3）只需满足即可验证，所以比较重力势能的减小量和动能的增加量是否相等即可三、计算题要求解题步骤，和必要的文字说明（本题共36分）15、解：根据电动势的定义E=W非q，在时间t内通过导体横截面的电荷量为q=It根据能量守恒定律，非静电力做的功等于内外电路产生焦耳热的总和即W非=Q外+Q内=I2Rt+I2rt，联立以上各式可得EIt=I2Rt+I2rt【解析】试题分析：根据电动势的定义E=W非q，在时间t内通过导体横截面的电荷量为q根据电动势的定义：E=在时间t内通过导体横截面的电荷量为q=It根据能量守恒定律，非静电力做的功等于内外电路产生焦耳热的总和即W非=Q外+Q内=I2Rt+I2rt联立以上各式可得：EIt=I2Rt+I2rt整理得：I=点睛：本题主要考查了闭合电路欧姆定律的表达式，结合电动势的定义、电量的表达式和焦耳热联立即可