2021-2022学年山东师大附属中物理高一下期末质量检测模拟试题含解析

2021-2022学年高一下物理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m的足球，以v0速度由地面踢起，当它到达离地面高为h的B点处（取B点为重力势能零参考平面，重力加速为g），下列说法中正确的是A．在B点重力势能为mghB．在B点的动能为C．在B点的机械能为D．在B点的机械能为2、如图所示，质量相等的A、B两球之间压缩一根轻质弹簧，静置于光滑水平桌面上，当用板挡住小球A而只释放B球时，B球被弹出落到距桌边水平距离为x的地面上。若再次以相同的压缩量压缩该弹簧，取走A左边的挡板，将A、B同时释放，则B球的落地点距桌边的水平距离为()A．x2 B．C．x D．23、(本题9分)下列单位属于国际单位制中基本单位的是A．牛顿B．米C．米/秒D．米/秒24、如图所示，一颗卫星绕地球做椭圆运动，运动周期为T,图中虚线为卫星的运行轨迹，A，B，C，D是轨迹上的四个位置，其中A距离地球最近，C距离地球最远。B和D点是弧线ABC和ADC的中点，下列说法正确的是A．卫星在C点的速度最大B．卫星在C点的加速度最大C．卫星从A经D到C点的运动时间为T/2D．卫星从B经A到D点的运动时间为T/25、如图所示，在轻弹簧的下端悬挂一个质量为m的小球A，若将小球A从弹簧原长位置由静止释放，小球A能够下降的最大高度为h．若将小球A换为质量为2m的小球B，仍从弹簧原长位置由静止释放，则小球B下降h时的速度为（已知重力加速度为g，且不计空气阻力）（）A． B． C． D．06、(本题9分)在下列物体运动过程中，满足机械能守恒的是（）A．物体在空中做平抛运动B．跳伞运动员在空中匀减速下落C．人乘电梯匀加速上升D．物体沿斜面匀速下滑7、(本题9分)如图所示，质量相等的A、B两个球，原来在光滑水平面上沿同一直线相向做匀速直线运动，A球的速度是6m/s，B球的速度是－2m/s，不久A、B两球发生了对心碰撞。对于该碰撞之后的A、B两球的速度可能值，某实验小组的同学们做了很多种猜测，下面的猜测结果有可能实现的是（）A．vA′＝－2m/s，vB′＝6m/sB．vA′＝2m/s，vB′＝2m/sC．vA′＝1m/s，vB′＝3m/sD．vA′＝－3m/s，vB′＝7m/s8、(本题9分)如图所示，t=0时刻，b物体在a物体前方500m处，a、b的图像如图所示，下列选项正确的是A．a、b加速时，物体a的加速度大于b的加速度B．20s时，两物体相距最远C．a、b相遇两次D．第二次相遇在60s9、(本题9分)氦原子被电离出一个核外电子，形成类氢结构的氦离子。已知基态的氦离子能量为E1＝－54.4eV，氦离子的能级示意图如图4所示。在具有下列能量的粒子中，能被基态氦离子吸收而发生跃迁的是()A．54.4eV(光子)B．42.4eV(光子)C．48.4eV(光子)D．41.8eV(电子)10、(本题9分)轻质弹簧吊着小球静止在如图所示的A位置，现用水平外力F将小球缓慢拉到B位置，此时弹簧与竖直方向的夹角为θ，在这一过程中，对于整个系统，下列说法正确的是()A．系统的弹性势能不变B．系统的弹性势能增加C．系统的机械能不变D．系统的机械能增加11、(本题9分)如图所示，斜面倾斜角为θ，从斜面的P点分别以v0和2v0的速度水平抛出AA．A、B两球的水平位移大小之比为1:4B．A、B两球飞行时间之比为1:2C．A、B两球下落的高度之比为1:2D．A、B两球落到斜面上的速度大小之比为1:412、(本题9分)如图所示，甲、乙两个高度相同的光滑固定斜面，倾角分别为α1和α1，且α1＜α1．质量为m的物体（可视为质点）分别从这两个斜面的顶端由静止沿斜面滑到底端，关于物体两次下滑的全过程，下列说法中正确的是（）A．重力所做的功相同B．重力的平均功率相同C．滑到底端重力的瞬时功率相同D．动能的变化量相同二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、（6分）(本题9分)在验证机械能守恒的实验中，所用电源的频率为50Hz，某同学选择了一条理想的纸带，用刻度尺测量时各计数点位置对应刻度尺上的读数如图所示(图中O是打点计时器打的第一个点，A、B、C分别是以每打两个点的时间作为计时单位取的计数点)。查得当地的重力加速度g=9.80m/s2。根据纸带求：若重锤质量为m，则重锤从起始下落至B时减少的重力势能为____；动能为____;从以上数据可得的结论是_______________________；产生误差的主要原因是_________________________（结果保留3位有效数字）14、（10分）(本题9分)在“用圆锥摆验证向心力的表达式”实验中,如图甲所示,细绳的悬点刚好与一竖直放置的刻度尺零刻度线对齐.将画着几个同心圆的白纸置于水平桌面上,使钢球静止时刚好位于圆心.用手带动钢球,调整白纸的位置,设法使球刚好沿纸上某个半径为r的圆做圆周运动,钢球的质量为m,重力加速度为g.(1).用秒表记录运动n圈的总时间为t,那么小球做圆周运动需要的向心力表达式为Fn=__________.(2).通过刻度尺测得小球运动轨道平面距悬点的高度为h,那么小球做圆周运动中外力提供的向心力表达式为F=__________;(3).改变小球做圆周运动的半径,多次实验,得到如图乙所示的关系图象为一直线时,可以达到粗略验证向心力表达式的目的,该图线的斜率表达式为k=__________.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)如图所示，在竖直平面内，光滑绝缘直杆AC与半径为R的圆周交于B、C两点，在圆心处有一固定的正点电荷，B点为AC的中点，C点位于圆周最低点．现有一质量为m、电荷量为q套在杆上的带负电小球（可视为质点）从A点由静止开始沿杆下滑．已知重力加速度为g，A点距过C点的水平面的竖直高度为3R，小球滑到B点时的速度大小为．求：（1）A、B两点间的电势差；（2）小球滑至C点时的速度的大小；（3）若以C点做为零电势点，试确定A点的电势．16、（12分）(本题9分)“套圈圈”是老少皆宜的游戏。如图，某同学站在起始线后以初速度v1=8m/s抛出铁丝圈，铁丝圈抛出时在起始线正上方，套中地面上距离起始线后x1=4m处目标。忽略空气阻力，则：（1）铁丝圈在空中运动时间t；（1）若抛出铁丝圈时圈距离地面不变，需套中距离起始线x1=6m处目标。抛出铁丝圈时速度的大小v1．17、（12分）(本题9分)如图a所示，在水平路段AB上有一质量为2×103kg的汽车（可看成质点），正以10m/s的速度向右匀速运动，汽车前方的水平路段BC较粗糙，汽车通过整个（1）求汽车在AB路段所受的阻力大小f；（2）求汽车刚好开过B点时的加速度大小a；（3）求BC路段的长度L。

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、D【解析】

取B点为零重力势能参考平面，则B点处的重力势能为0，故A错误；选取足球从A到B过程，由动能定理可得：-mgh=mv2−mv02，因此足球在B点处的动能为mv02-mgh，故B错误；足球被踢出只有重力做功，所以机械能守恒，则有EA=EB，由于取B处为零势能参考面，因此足球在A点处的机械能等于mv02-mgh，则在B处的机械能也为mv02-mgh，故D正确，C错误．2、D【解析】

当用板挡住A球而只释放B球时，B球做平抛运动。设高度为h，则有E=1当用同样的程度压缩弹簧，取走A左边的挡板，将A、B同时释放，由动量守恒定律可得：0=mv所以vA因此A球与B球获得的动能之比EkA：EkB=1：1所以B球获得的动能为：mg那么B球抛出初速度为vB则平抛后落地水平位移：s=xA.x2B.2xC.x与分析不符，故C项与题意不相符；D.223、B【解析】

牛顿、米/秒、米/秒2都是国际单位制中的导出单位，米是国际单位制中基本单位，故B正确，A、C、D错误；故选B。【点睛】国际单位制规定了七个基本物理量，分别为长度、质量、时间、热力学温度、电流、光强度、物质的量，它们的在国际单位制中的单位称为基本单位，而物理量之间的关系式推到出来的物理量的单位叫做导出单位。4、C【解析】

A、卫星绕地球做椭圆运动，类似于行星绕太阳运转，根据开普勒第二定律：行星与太阳的连线在相等时间内扫过的面积相等，则知卫星与地球的连线在相等时间内扫过的面积相等，所以卫星在距离地球最近的A点速度最大，在距离地球最远的C点速度最小，卫星在B、D两点的速度大小相等；故A错误；B、在椭圆的各个点上都是引力产生加速度，因A点的距离最小，则A点的加速度最大，故B错误.C、根据椭圆运动的对称性可知，则，故C正确.D、椭圆上近地点A附近速度较大，远地点C附近速度最小，则，；故D错误.故选C.5、B【解析】

小球A下降h过程，根据动能定理，有mgh﹣W1=0小球B下降h过程，根据动能定理，有:2m•gh﹣W1=﹣0联立解得，故选B.6、A【解析】

物体在空中做平抛运动时，由于只有重力做功，故机械能守恒；故A正确；运动员在空中匀减速下落时，动能和重力势能均减小，故机械能不守恒；故B错误；人乘电梯匀加速上升，重力势能和动能都增加，机械能增加，选项C错误；物体沿斜面匀速下滑时，动能不变，而重力势能减小，所以机械能一定减小；故D错误；故选A。【点睛】对于机械能是否守恒的判断，关键掌握机械能守恒的条件，也可以从能量转化的角度进行分析；两种方法要注意灵活应用．7、ABC【解析】

A．两小球碰撞动量守恒，初动量为碰前总动能碰后总动量碰后总能量动量守恒，机械能守恒，可以实现，A正确；B．碰后总动量碰后总动能动量守恒，机械能不增加，可以实现，B正确；C．碰后总动量碰后总动能动量守恒，机械能不增加，可以实现，C正确；D．碰后总动量碰后总动能动量守恒，机械能增加，违反能量守恒定律，D错误。故选ABC。8、CD【解析】

A.a、b加速时，a图线的斜率小于b图线的斜率，物体a的加速度小于物体b的加速度，故A错误；B.0-20s时，a车运动，b车静止，则此过程中两车间距一直靠近，0-20s内，a的位移为：，则在20s时两物体相遇，选项B错误；C.速度-时间图象与坐标轴围成的“面积”表示位移，则0-40s内a比b多运动的位移为：，在t=0时刻，b车在a车前方500m处，则在第40s末，a、b两车相距S=x-500m=400m，因20s时刻，ab已经相遇一次，40s末a在b的前面，40s后b的速度大于a的速度，则b一定能追上a，所以在整个运动过程中，a、b两车可以相遇两次，故C正确；D.因20s时刻两物体已经相遇一次；由速度-时间图象与坐标轴围成的“面积”表示位移，则20-60s内，ab通过的位移相等，则60s末ab再次相遇，故D正确。9、ACD【解析】

由玻尔理论知，基态的氦离子要实现跃迁，入射光子的能量（光子能量不可分）应该等于氦离子在某激发态与基态的能量差，因此只有能量恰好等于两能级差的光子才能被氦离子吸收；而实物粒子（如电子）只要能量不小于两能级差，均可能被吸收。氦离子在图示的各激发态与基态的能量差为：

△E1=E∞-E1=0-（-54.4

eV）=54.4

eV

△E2=E4-E1=-3.4

eV-（54.4

eV）=51.0

eV

△E3=E3-E1=-6.0

eV-（-54.4

eV）=48.4

eV

△E4=E2-E1=-13.6

eV-（54.4

eV）=40.8

eV

可见，42.4eV的光子不能被基态氦离子吸收而发生跃迁。故选ACD。10、BD【解析】根据力的平衡条件可得F＝mgtanθ，弹簧弹力大小为F弹＝，B位置比A位置弹力大，弹簧伸长量大，所以由A位置到B位置的过程中，系统的弹性势能增加，又由于重力势能增加，动能不变，所以系统的机械能增加．11、AB【解析】

AB.根据tanθ＝t=可知飞行时间之比为1：2，水平位移x=v0t，水平速度之比为1：2，则水平位移之比为1：1，故AB符合题意。C.根据h＝12gt2D.落在斜面上竖直分速度vy=gt=2v0tanθ，根据平行四边形定则知，落在斜面上的速度v=可知落在斜面上的速度之比为1：2．故D不符合题意。12、AD【解析】试题分析：重力做功只与始末位置有关，根据公式WG=mgh确定重力做功情况．斜面光滑，物体下滑的过程中，机械能守恒，由机械能守恒定律分析物体滑到斜面底端时速度大小关系，由重力的平均功率公式=mgsinα•分析重力的平均功率关系．由重力的瞬时功率公式P=mgsinα•v分析重力的瞬时功率关系．解：A、两个物体下滑的高度相等，由公式WG=mgh知重力所做的功相同，故A正确．BD、斜面光滑，物体下滑的过程中，只有重力做功，由机械能守恒定律得：mgh=，得v=，可知两个物体滑到斜面底端时速度大小相等．重力的平均功率为=mgsinα•=mgsinα•，由于α1＜α1．则知重力的平均功率不同，而动能的变化量等于mgh，可知动能的变化量相同．故B错误，D正确．C、滑到底端重力的瞬时功率公式为P=mgsinα•v，m、v相等，而α1＜α1．则重力的瞬时功率不同．故C错误．故选：AD【点评】本题主要机械能守恒定律和功能关系．关键要根据物理规律列出等式表示出需要比较的物理量表达式，要注意平均功率也可以根据公式=比较．二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、ΔEp|=1.91mJ；Ek=1.88mJ；在实验误差允许的范围内，重锤重力势能的减少等于其动能的增加，机械能守恒。产生误差的主要原因是重锤下落过程中受到阻力的作用（空气阻力、纸带与限位孔间的摩擦阻力及打点时的阻力）。【解析】

重力势能的减小量为：△EP=mghOB=1.91m（J）

B点时的速度为：vB＝sAC2T＝1.94m/s

重锤下落到B点时增加的动能为：△EK＝12mvB2【点睛】该实验为验证性实验，是在知道原理的情况下进行验证，因此求出物体下落时重力势能的减小量和动能的增加量是否相等即可验证，但是由于存在误差，物体下落时克服阻力做功，因此重力势能的减小量略大于动能的增加量.14、【解析】

（1）根据向心力公式：而得：Fn=；

（2）如图由几何关系可得：；（3）由上面分析得：整理得：故斜率表达式为：；三、计算题要求解题步骤，和必要的文字说明（本题共36分）15、(1