2021-2022学年山东省泰安市物理高一下期末学业质量监测试题含解析

2021-2022学年高一物理下期末模拟试卷考生请注意：1．答题前请将考场、试室号、座位号、考生号、姓名写在试卷密封线内，不得在试卷上作任何标记。2．第一部分选择题每小题选出答案后，需将答案写在试卷指定的括号内，第二部分非选择题答案写在试卷题目指定的位置上。3．考生必须保证答题卡的整洁。考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回。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)一个质量为的质点在平面上运动，在方向的速度图像和方向的位移图像分别如图甲、乙所示，下列说法正确的是

A．质点所受的合外力大小为B．质点的初速度大小为C．质点做匀变速直线运动D．质点初速度的方向与合外力的方向垂直2、(本题9分)从同一高度以相同的速率分别抛出质量相等的两个小球，一个竖直上抛，另一个平抛。则它们从抛出到落地A．运动的时间相等B．位移相同C．落地时的速度相同D．落地时的动能相等3、(本题9分)有一横截面积为S的铜导线，流经其中的电流为I．已知单位体积的导线中有n个自由电子，电子的电荷量为q．此时电子的定向移动的速度为v．在△t时间内，通过导线横截面的自由电子数目可表示为A． B． C． D．4、列车提速的一个关键技术问题是提高机车发动机的功率．已知匀速运动时，列车所受阻力与速度的平方成正比，即f＝kv1．设提速前匀速运动速度为180km/h，提速后匀速运动速度为140km/h，则提速前与提速后机车发动机的功率之比为()A． B． C． D．5、(本题9分)物理公式不仅反映了物理量数量之间的关系，同时也确立了物理量单位之间的关系。下面表示能量的单位的是（）A．kg·m/s2 B．kg·m2/s2 C．N/m D．W/s6、(本题9分)如图所示，发射地球同步卫星时，先将卫星发射至近地圆轨道1，然后经点火将卫星送入椭圆轨道2，然后再次点火，将卫星送入同步轨道3.轨道1、2相切于Q点，2、3相切于P点，则当卫星分别在1、2、3轨道上正常运行时，下列说法中正确的是().A．卫星在轨道3上的速率大于在轨道1上的速率B．卫星在轨道3上的角速度大于在轨道1上的角速度C．卫星在轨道1上经过Q点时的加速度大于它在轨道2上经过Q点时的加速度D．卫星在轨道2上经过P点时的加速度等于它在轨道3上经过P点时的加速度7、党的十九大报告指出人与自然应和谐共生，下列关于能源和能量说法正确的有A．能量在转移或转化过程中常伴随着能量耗散B．因为自然界的能量守恒，所以不需要节约能源C．煤炭和石油资源是有限的，不可能无限制的利用D．合理利用能源的同时，需要保护好自然环境8、(本题9分)如图所示，质量相同的物体分别自斜面AC和BC的顶端由静止开始下滑，物体与斜面间的动摩擦因数都相同，物体滑到斜面底部C点时重力所做的功分别为WG1和WG2，下滑过程中克服摩擦力所做的功分别为W1和W2，则（）A．WG1＞WG2 B．WG1＜WG2 C．W1＞W2 D．W1=W29、(本题9分)“嫦娥之父”欧阳自远透露：我国计划于2020年登陆火星。假如某志愿者登上火星后将一小球从高h处以初速度的水平抛出一个小球，测出小球的水平射程为L.已知火星半径为R，万有引力常量为G，不计空气阻力，不考虑火星自转，则下列说法正确的是()A．火星表面的重力加速度B．火星的第一宇宙速度为C．火星的质量为D．火星的平均密度为10、(本题9分)如图所示，水平光滑地面上停放着一辆质量为M

的小车，其左侧有半径为R

的四分之一光滑圆弧轨道AB，轨道最低点B

与水平轨道BC相切，整个轨道处于同一竖直平面内．将质量为m

的物块（可视为质点）从A

点无初速释放，物块沿轨道滑行至轨道末端C处恰好没有滑出．设重力加速度为g，空气阻力可忽略不计．关于物块从A

位置运动至

C位置的过程中，下列说法正确的是（）A．小车和物块构成的系统动量守恒B．摩擦力对物块和轨道所做的功的代数和-mgRC．物块运动过程中的最大速度为D．小车运动过程中的最大速度为11、(本题9分)如图所示，在水平地面上放着斜面体B，物体A置于斜面体B上．一水平向右的力F作用于物体A，地面对斜面体B的支持力和摩擦力分别用N、f表示．若力F逐渐变大的过程中，两物体始终保持静止状态．则此过程中（）A．N变大 B．N不变 C．f变大 D．f不变12、(本题9分)一带电小球在空中由A点运动到B点的过程中,受重力、电场力和空气阻力三个力作用．若该过程中小球的重力势能增加3J,机械能增加1.5J,电场力对小球做功2J,则下列判断正确的是（ ）A．小球的重力做功为3J B．小球克服空气阻力做功0.5JC．小球的电势能增加2J D．小球的动能减少1.5J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)探究小组利用传感器研究小球在摆动过程中的机械能守恒规律，实验装置如图所示．在悬点处装有拉力传感器，可记录小球在摆动过程中各时刻的拉力值．忽略摆线的质量和摆动过程中摆线长度的变化，重力加速度为g，实验过程如下：（1）测量小球质量m和摆线长L；（2）为了测量小球在最低点的速度大小，小组成员将小球拉至某一高度h处无初速释放，在传感器采集的数据中提取最大值为F，则小球在最低点的速度表达式为v=__（用F等测定的物理量符号表达），若考虑小球的大小不可忽略，则该速度的计算值与实际值相比较__（填写“偏大”、“偏小”或“相等”）．（3）小球从释放到最低点的过程中机械能守恒的表达式为__．（用测定物理量的符号表达）14、（10分）(本题9分)某实验小组采用如图所示的装置探究功与速度变化的关系，小车在橡皮筋的作用下弹出后，沿木板前行．打点计时器工作的频率为50Hz．(1)实验中木板略微倾斜，这样做__________．A．是为了释放小车后，小车能匀加速下滑B．是为了增大小车下滑的加速度C．可使得橡皮筋对小车做的功等于合力对小车做的功D．可使得橡皮筋松弛后小车做匀加速运动(2)实验中选用同样的橡皮筋1条、2条、3条……并起来挂在小车的前端进行多次实验，每次都把小车拉到同一位置后释放．把第1次只挂1条橡皮筋时橡皮筋对小车做的功记为W1，第2次挂2条橡皮筋时橡皮筋对小车做的功记为2W1……橡皮筋对小车做功后使小车获得的速度可由打点计时器打出的纸带测出，根据第4次的纸带(如图所示)求得小车获得的速度为________m/s．(3)如果W∝v2的猜想是正确的，则作出的W­v2图像应是_____________．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，小球做匀速圆周运动，细线与竖直方向夹角为θ，线长为L，小球质量为m，重力加速度为g．求：(1)绳子对小球的拉力的大小；(2)小球运动的向心加速度大小；(3)小球运动的周期．16、（12分）如图所示，mA=4kg，mB=1kg，A与桌面间的动摩擦因数μ=0.2，B与地面间的距离s=0.8m，A、B原来静止，（g取10m/s2）求：（1）B落到地面时的速度为多大；（2）B落地后，A在桌面上能继续滑行多远才能静止下来．17、（12分）如图所示，在水平向右的匀强电场中，有一半径R=0.2m的竖直光滑绝缘圆弧轨道BCD和绝缘粗糙水平轨道AB在B点相切，BC为圆弧轨道的直径，O为圆心，OC和OD之间的夹角为θ=37°，电场与圆弧轨道BCD所在平面平行，一质量为m=10g、电荷量为q=-1×10-4C的带负电的小滑块从A点由静止释放后开始运动，已知AB间距离S=2.3m，滑块运动到D点时所受合力的方向指向圆心O，且此时滑块对圆弧轨道恰好没有压力。g取10m/s2，(1)匀强电场的电场强度大小；(2)滑块通过C点时，对圆弧轨道的压力大小；(3)滑块与水平轨道AB间的动摩因数。

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、A【解析】

由图知，质点在x方向做匀变速直线运动，y方向做匀速直线运动，则：质点的加速度，根据牛顿第二定律：，A正确；由图知，质点在x方向上初速度为3m/s，在y方向上初速度大小为4m/s，根据运动的合成，则质点的初速度的大小，故B错误；质点在x方向做匀变速直线运动，y方向做匀速直线运动，则质点做匀变速曲线运动，C错误；质点合外力的方向沿x方向，初速度方向与x方向的夹角正切值：，θ=53°，质点初速度的方向与合外力的方向不垂直，D错误．2、D【解析】两球在运动过程中只受重力作用，加速度都是重力加速度，加速度相等，以大小相等的速率从同一高度抛出两球，竖直上抛小球的先向上做匀减速运动，到达最高点后再做自由落体运动，平抛的小球在竖直方向做自由落体运动，平抛运动时间小于竖直上抛运动时间，故A错误；位移初末位置的有向线段，所以位移不同，故B错误；竖直上抛小球落地时速度竖直向下，平抛运动小球的落地速度斜向下，速度方向不同，所以速度不同，故C错误；整个运动过程中，只有重力做功，机械能守恒，两球抛出时的初速度大小与高度相同，初状态机械能相等，由机械能守恒定律可知，落地时两球机械能相等，落地时的重力势能相等，则落地时的动能相等，故D正确。所以D正确，ABC错误。3、D【解析】在△t时间内，以速度v移动的电子在铜导线中经过的长度为v△t，由于铜导线的横截面积为S，则在△t时间内，电子经过的导线体积为v△tS，又由于单位体积的导线有n个自由电子，在△t时间内，通过导线横截面的自由电子数目可表示为nvS△t，故D正确，C错误；由于流经导线的电流为I，则在△t时间内，流经导线的电荷量为I△t，而电子的电荷量为q，则△t时间内通过导线横截面的自由电子数目可表示为，故AB错误．所以D正确，ABC错误．4、C【解析】匀速运动时，列车所受阻力与速度的平方成正比，即f＝kv1．匀速运动时，机车牵引力；机车发动机功率．提速前匀速运动速度为180km/h，提速后匀速运动速度为140km/h，则提速前与提速后机车发动机的功率之比．故C项正确，ABD三项错误．5、B【解析】

C．根据功的定义单位换算C错误；AB．再根据牛顿第二定律两式联立可得单位换算B正确，A错误；D．根据功率的定义单位换算D错误。故选B。6、D【解析】

A．人造卫星绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，设卫星的质量为m、轨道半径为r、地球质量为M，根据万有引力提供向心力有：解得：故轨道3半径比轨道1半径大，卫星在轨道1上线速度较大，A错误；B．根据万有引力提供向心力有：解得：半径越大，角速度越小，轨道3半径比轨道1半径大，卫星在轨道1上角速度较大，故B错误；CD．根据万有引力提供向心力有：解得故卫星在轨道2上的经过P点时的加速度等于它在轨道3上经过P点时的加速度，卫星在轨道1上经过Q点时的加速度等于它在轨道2上经过Q点时的加速度，C错误；D正确。故选D。7、ACD【解析】

A.能量是守恒的，但能量在转移或转化过程中常伴随着能量耗散，故A正确；B.自然界的能量守恒，但是由于可用能源是有限的，故需要节约能源。故B错误；C.能源短缺是指煤炭和石油资源是有限的，以现在的开采和消耗速度，石油储藏将在百年内用尽，煤炭资源也不可能永续，所以不可能无限制的利用，故C正确；D.合理利用能源时，燃料的生成物容易对空气、土壤、水源造成污染，所以需要注意保护好自然环境，故D正确；8、AD【解析】

由题图及“WG1和WG1”、“W1和W1”可知，本题考查功的计算公式的运用。根据物体下降的高度关系分析重力做功关系。由功的计算公式分析克服摩擦力所做的功关系。【详解】AB、根据重力做功公式WG=mgh，知m相等，h1＞h1，则WG1＞WG1，故A正确，B错误。CD、设任一斜面的倾角为θ，斜面的长度为s，斜面底边为L．则物体克服摩擦力做功Wf=μmgcosθ•s=μmgL，μ、m、L都相等，则W1=W1．故C错误，D正确。【点睛】计算知道重力做功与竖直高度有关，滑动摩擦力做功与水平位移有关。9、BC【解析】

某志愿者登上火星后将一小球从高h处以初速度v0水平抛出一个小球，测出小球的水平射程为L，根据分位移公式，有：L=v0t；h=gt2，解得：，故A错误；火星的第一宇宙速度为：，故B正确；由G＝mg，解得火星的质量为：，故C正确；火星的平均密度为：，故D错误；故选BC。10、BD【解析】A.小车和物块组成的系统水平方向所受合外力为零，水平方向动量守恒，系统整体所受合外力不为零，系统动量不守恒，故A错误；B.摩擦力对物块和轨道BC所做功的代数和等于摩擦力与相对位移的乘积，摩擦力做功的代数和为-mgR，故B正确；C.如果小车固定不动，物块到达水平轨道时速度最大，由机械能守恒定律得：，v=，现在物块下滑时，小车向左滑动，物块的速度小于，故C错误；D.小车与物块组成的系统水平方向动量守恒，物块下滑过程，以向右为正方向，由动量守恒定律得：mv1−Mv2=0,由机械能守恒定律得：，解得：v2=，物块到达B点时小车速度最大，故D正确；故选BD.11、BC【解析】试题分析：对A和B整体受力分析，受重力、支持力、推力和摩擦力，根据共点力平衡条件列式求解．解：对A和B整体受力分析，受重力（M+m）g、支持力N、推力F和地面的静摩擦力f，由于两物体相对地面始终保持静止，故加速度为零，合力为零，根据平衡条件，有：竖直方向：N=（M+m）g…①水平方向：F=f…②当推力F变大时，f变大，支持力不变；故选BC．【点评】本题关键是灵活地选择研究对象；如果对两个物体分别受力分析，然后运用共点力平衡条件列式求解，问题将复杂化．12、BD【解析】A、小球的重力势能增加3J，则球克服重力做功3J．故A错误．B、小球共受到重力、电场力、空气阻力三个力作用．小球的机械能增加1.5J，则除重力以外的力做功为1.5J，电场力对小球做功2J，则知，空气阻力做功为-0.5J，即小球克服空气阻力做功0.5J．故B正确．C、电场力对小球做功2J，则小球的电势能减小2J．故C错误．D、小球的重力势能增加3J，机械能增加1.5J，说明动能减小1.5J．故D正确．故选BD．【点睛】本题关键要掌握功与能的关系，要注意几对功与能的对应关系，不能混淆．二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、；偏小；;【解析】

（2）当小球运动到最低点时，拉力最大，根据F﹣mg=m得，则小球在最低点的速度表达式为v=．若考虑小球的大小不可忽略，即实际L值变大，而计算时，仍代入L，导致计算值小于实际值；（3）根据下摆过程中，减小的重力势能转化为动能的增加，即为：，而v=，则有：FL=mg（2h+L）．14、C2一条过原点的倾斜直线【解析】

(1)使木板稍微倾斜的目的是平衡摩擦力，使得橡皮筋松弛后小车能够做匀速运动，故C正确，ABD错误；故选C．(2)由纸带后半部分相邻两点间距离相同，可知小车开始做匀速运动，可求得(3)如果W∝v2的猜想是正确的，则W与v2成正比例关系，即图象应该为过原点的倾斜直线．三、计算题要求解题步骤，和必要的文字说明