2021-2022学年四川省绵阳市三台中学物理高一下期末综合测试模拟试题含解析

2021-2022学年高一物理下期末模拟试卷注意事项：1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。3．考试结束后，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)如图，地球赤道上山丘e，近地资源卫星p和同步通信卫星q均在赤道平面上绕地心做匀速圆周运动。设e、p、q的圆周运动速率分别为ve、vp、vq，向心加速度分别为ae、ap、aq，则（）A．ae＜aq＜ap B．ae＞ap＞aqC．ve＜vp＜vq D．ve＞vp＞vq2、(本题9分)从某一高处平抛一个物体，物体着地时末速度与水平方向成α角，取地面处重力势能为零，则物体抛出时，动能与重力势能之比为（）A．sin2a B．cos2a C．tan2a D．1/tan2a3、(本题9分)一辆卡车匀速通过如图所示的地段，爆胎可能性最大的位置是A．a处B．b处C．c处D．d处4、(本题9分)如图所示，一带正电的粒子处于电场中，图中能正确表示该粒子所受静电力的是A．F1 B．F2 C．F3 D．F45、(本题9分)月球表面的重力加速度是地球表面的1/6，月球半径是地球半径的1/4，则在月球表面作匀速圆周运动的登月舱的线速度是地球第一宇宙速度的()A．124B．612C．66、(本题9分)有甲、乙两颗人造地球卫星，甲的环绕轨道半径大于乙的环绕轨道半径，则A．甲的线速度一定大于乙的线速度B．甲的角速度一定大于乙的角速度C．甲的加速度一定大于乙的加速度D．甲的环绕周期一定大于乙的周期7、(本题9分)如图所示，一束红光从空气射向折射率n=种玻璃的表面，其中i为入射角，则下列说法正确的是（）A．当i=45°时会发生全反射现象B．无论入射角i为多大，折射角r都不会超过45°C．当入射角的正切值tani=，反射光线与折射光线恰好相互垂直D．光从空气射入玻璃，速度减小E.若将入射光换成紫光，则在同样入射角i的情况下，折射角r将变大8、在如图所示的电路中，电源电动势为E、内电阻为r，在滑动变阻器的滑动触片P从图示位置向下滑动的过程中A．电路中的总电流变大B．路端电压变小C．通过电阻R2的电流不变D．通过滑动变阻器R1的电流变小9、(本题9分)已知地球半径为R，质量为M，自转角速度为，万有引力常量为G，地球同步卫星与地心间的距离为r，近地人造卫星绕地球的运行轨道可视为圆，则A．地球近地卫星做匀速圆周运动的加速度为2RB．地球同步卫星做匀速圆周运动的加速度为2rC．地球近地卫星做匀速圆周运动的线速度为RD．地球近地卫星做匀速圆周运动的线速度为10、(本题9分)如图所示，质量为M的楔形物体静止在光滑的水平地面上，其斜面光滑且足够长，与水平方向的夹为θ．一个质量为m的小物块从斜面底端沿斜面向上以初速度开始运动．当小物块沿斜面向上运动到最高点时，速度大小为v,距地面高度为h,则下列关系式中正确的是A．m=(m+M)vB．mcosθ=(m+M)vC．D．11、(本题9分)2019年北京时间4月10日21时，人类历史上首张黑洞照片被正式披露，引起世界轰动．黑洞是一类特殊的天体，质量极大，引力极强，在它附近（黑洞视界）范围内，连光也不能逃逸，并伴随很多新奇的物理现象．传统上认为，黑洞“有进无出”，任何东西都不能从黑洞视界里逃逸出来．但霍金、贝肯斯坦等人经过理论分析，认为黑洞也在向外发出热辐射，此即著名的“霍金辐射”，因此可以定义一个“黑洞温度”T：，其中h为普朗克常量，c为真空中的光速，G为万有引力常量，M为黑洞质量，k是一个有重要物理意义的常量，叫做“玻尔兹曼常量”．以下能用来表示“玻尔兹曼常量”单位的是（）A． B． C． D．12、(本题9分)如图所示，半径为R的光滑圆环固定在竖直平面内，AB、CD是圆环相互垂直的两条直径，C、D两点与圆心O等高．一个质量为m的光滑小球套在圆环上，一根轻质弹簧一端连在小球上，另一端固定在P点，P点在圆心O的正下方处．小球从最高点A由静止开始沿逆时针方向下滑，已知弹簧的原长为R，弹簧始终处于弹性限度内，重力加速度为g．下列说法正确的有（）A．弹簧长度等于R时，小球的动能最大B．小球运动到B点时的速度大小为C．小球在A、B两点时对圆环的压力差为4mgD．小球从A到C的过程中，弹簧对小球做的功等于小球机械能的增加量二、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“探究弹力与弹簧伸长量的关系”的实验中，将弹簧水平放置测出其自然长度，然后竖直悬挂让其自然下垂，在其下端竖直向下施加外力F，实验过程在弹簧的弹性限度内进行。弹簧伸长过程中某位置毫米刻度尺示数如图，则其读数为________cm.。用记录的外力F与弹簧的形变量x作出的F—x图象如下图所示，由图可知弹簧的劲度系数为________N/m.图线不过原点的原因是由________造成的．14、（10分）(本题9分)在用重锤下落来验证机械能守恒时，某同学按照正确的操作选得纸带如图所示，其中O是起始点，A、B、C、D、E是打点计时器连续打下的5个点，打点频率为50Hz．该同学用毫米刻度尺测量O到A、B、C、D、E各点的距离，并记录在图中（单位：cm）（1）这五个数据中不符合读数要求的是哪一段_______．（填OA、OB、OC、OD或OE）（2）从下列器材中选出实验所必须的器材，其编号为________．（多选、漏选均不得分）A．打点计时器（包括纸带）；B．重锤；C．天平；D．毫米刻度尺；E．秒表；F．运动小车（3）实验中纸带的_______端与重物相连(填“O”或“E”)．（4）某同学用重锤在OD段的运动来验证机械能守恒，OD距离用h来表示，他用vD=计算与D点对应的重锤的瞬时速度，得到动能的增加量，这种做法_______．（填“对”或“不对”）（5）在验证机械能守恒定律时，如果以为纵轴，以h为横轴，根据实验数据绘出的图象应是一条直线能验证机械能守恒定律，图线的斜率表示_______________．（6）若重锤质量m=200g，重力加速度g=9.80m/s2，由图中给出的数据，可得出从O点到打下D点，重锤重力势能的减少量为_____J，而动能的增加量为______J（均保留三位有效数字）．（7）实验中，动能的增加量小于重力势能的减少量，其主要原因是___________．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)如图所示，在高h1＝30m的光滑水平平台上，质量m＝1kg的小物块压缩弹簧后被锁扣K锁住，储存了一定量的弹性势能Ep。若打开锁扣K，小物块将以一定的水平速度v1向右滑下平台，做平抛运动，并恰好能沿光滑圆弧形轨道BC的B点的切线方向进入圆弧形轨道。B点的高度h2＝15m，圆弧轨道的圆心O与平台等高，轨道最低点C的切线水平，并与地面上长为L＝50m的水平粗糙轨道CD平滑连接，小物块沿轨道BCD运动并与右边墙壁发生碰撞，取g＝10m/s2：(1)求小物块由A到B的运动时间t；(2)求小物块原来压缩弹簧时储存的弹性势能Ep的大小；(3)若小物块与墙壁只发生一次碰撞，碰后速度等大反向，反向运动过程中没有冲出B点，最后停在轨道CD上的某点P（P点未画出）。设小物块与轨道CD之间的动摩擦因数为μ，求μ的取值范围。16、（12分）如图所示，竖直平面内的直角坐标系xOy中有一根表面粗糙的粗细均匀的细杆OMN，它的上端固定在坐标原点O处且与x轴相切．OM和MN段分别为弯曲杆和直杆，它们相切于M点，OM段所对应的曲线方程为.一根套在直杆MN上的轻弹簧下端固定在N点，其原长比杆MN的长度短．可视为质点的开孔小球(孔的直径略大于杆的直径)套在细杆上．现将小球从O处以v0＝3m/s的初速度沿x轴的正方向抛出，过M点后沿杆MN运动压缩弹簧，再经弹簧反弹后恰好到达M点．已知小球的质量0.1kg，M点的纵坐标为0.8m，小球与杆间的动摩擦因数μ＝，g取10m/s2.求：(1)上述整个过程中摩擦力对小球所做的功Wf；(2)小球初次运动至M点时的速度vM的大小和方向；(3)轻质弹簧被压缩至最短时的弹性势能Epm.17、（12分）在距地面20m高处，某人以20m/s的速度水平抛出一质量为1kg的物体，不计空气阻力（g取10m/s2）。求（1）物体从抛出到落到地面过程重力的冲量；（2）落地时物体的动量。

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】

山丘e与同步通信卫星q转动周期相等，根据，由于山丘e的轨道半径小于同步通信卫星q的轨道半径，故ve＜vq；根据卫星的线速度公式，由于近地资源卫星的轨道半径小于同步通信卫星q的轨道半径，故近地资源卫星的线速度大于同步通信卫星的线速度，即vq＜vp；故ve＜vq＜vp，故CD错误；山丘e与同步通信卫星q转动周期相等，根据a=ω2r=，由于山丘e的轨道半径小于同步通信卫星q的轨道半径，故山丘e的轨道加速度大于同步通信卫星q的加速度，即ae＜aq；根据卫星的周期公式，由于近地资源卫星的轨道半径小于同步通信卫星q的轨道半径，故近地资源卫星的加速度大于同步通信卫星的加速度，即aq＜ap；故ae＜aq＜ap，故A正确，B错误。2、D【解析】由物体落地时末速度与水平方向的夹角为θ，有，抛出的动能为，重力势能做的功为，则物体抛出时其动能与重力势能之比为cot2θ，D正确．3、D【解析】在坡顶，，解得，

在坡谷，，解得，

可知r越小，越大，可知D点压力最大，则D点最容易爆胎，故ABC错误，D正确。点睛：本题考查运用物理知识分析处理实际问题的能力，知道最高点和最低点向心力的来源，运用牛顿第二定律进行求解。4、B【解析】正电荷在电场中受到的电场力的方向是沿着电场线的切线方向的，由此可知，沿着电场线的切线方向的是F2，故B正确，ACD错误．5、B【解析】忽略地球的自转则有万有引力等于物体的重力，当卫星贴近地球表面圆周运动运动时有mg1=mv12r1，解得v1=g1r1；同理当登月舱在月球表面作圆周运动时mg1=mv22r2，解得v1点睛：当不知道中心天体的质量和万有引力常量G，并知道中心天体表面的重力加速度g的时候要用黄金代换公式GMmr2=mg求出GM=gr6、D【解析】

A．由得知甲的线速度一定小于乙的线速度，A错；B．由得知甲的角速度一定小于乙的角速度，B错；C．由得知甲的加速度一定小于乙的加速度，C错；D．由得知甲的环绕周期一定大于乙的周期，D对．7、BCD【解析】

A．光线从空气进入玻璃中时，由光疏射向光密介质，不可能会发生全反射现象，选项A错误；B．根据当i=90°时r=45°，可知无论入射角i为多大，折射角r都不会超过45°，选项B正确；C．当反射光线与折射光线恰好相互垂直时，则解得选项C正确；D．光从空气射入玻璃，由光疏射向光密介质，速度减小，选项D正确；E．若将入射光换成紫光，则由于紫光的折射率大于红光，则在同样入射角i的情况下，折射角r将变小，选项E错误。故选BCD。8、AB【解析】A、在滑动变阻器的滑动触片P向下滑动的过程中，接入电路的变小，外电路总电阻变小，由闭合电路欧姆定律分析电路中的总电流变大，故A正确；

B、路端电压，I变大，E、r不变，则U变小，故B正确；

C、路端电压U变小，通过电阻的电流变小，故C错误；

D、总电流变大，通过电阻的电流变小，所以通过滑动变阻器的电流必定变大，故D错误。9、BD【解析】

A.卫星绕地球做圆周运动时，由地球的万有引力提供向心力，有：，解得：，地球同步卫星的角速度等于地球自转角速度ω，得地球近地卫星与地球同步卫星的角速度之比为：，则得：，所以地球近地卫星做匀速圆周运动的加速度为：，故A错误。B.地球同步卫星的角速度等于地球自转角速度ω，则地球同步卫星做匀速圆周运动的加速度为：a同=ω2r，故B正确。C.地球近地卫星做匀速圆周运动的线速度为：v近=ω近R=，故C错误。D.地球近地卫星做匀速圆周运动时，根据得近地卫星的线速度为：，故D正确。10、BC【解析】

AB．小物块上升到最高点时速度与楔形物体的速度相同，均为v．系统水平方向不受外力，水平方向动量守恒．以水平向右为正方向，由水平方向系统动量守恒得：故A错误，B正确；

CD．系统的机械能守恒，由机械能守恒定律得：故C正确，D错误．故选BC.点睛：本题主要考查了动量守恒定律和机械能守恒定律的直接应用，要知道小物块上升到最高点时，竖直方向速度为零，系统水平方向动量守恒，但总动量不守恒．11、BCD【解析】

根据得h的单位为J•s=Nms=kg•m2/s，c的单位是m/s，G的单位是N•m2/kg2=kg•m3/s2，M的单位是kg，T的单位是K，代入上式可得k的单位是，不等于。A．，与结论不相符，选项A错误；B．，与结论相符，选项B正确；C．，与结论相符，选项C正确；D．，与结论相符，选项D正确；12、CD【解析】

弹簧长度等于R时，弹簧处于原长，在此后的过程中，小球的重力沿轨道的切向分力大于弹簧的弹力沿轨道切向分力，小球仍在加速，所以弹簧长度等于R时，小球的动能不是最大．故A错误．由题可知，小球在A、B两点时弹簧的形变量相等，弹簧的弹性势能相等，根据系统的机械能守恒得：2mgR=mvB2，解得小球运动到B点时的速度vB=2．故B错误．设小球在A、B两点时弹簧的弹力大小为F．在A点，圆环对小球的支持力F1=mg+F；在B点，由圆环，由牛顿第二定律得：F2-mg-F=m，解得圆环对小球的支持力F2=5mg+F；则F2-F1=4mg，由牛顿第三定律知，小球在A、B两点时对圆环的压力差为4mg，故C正确．小球从A到C的过程中，根据功能原理可知，弹簧对小球做的功等于小球机械能的增加量．故D正确．故选CD．【点睛】解决本题的关键要分析清楚小球的受力情况，判断能量的转化情况，要抓住小球通过A和B两点时，弹簧的形变量相等，弹簧的弹性势能相等．二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、25.85；200；弹簧本身有重力；【解析】

毫米刻度尺读数为25.85cm；F-x图像的斜率等于劲度系数，则k=F【点睛】此题考查的测量弹簧劲度系数的实验。关键是搞清F-x图像的物理意义，需要注意是：我们要考虑到弹簧自身的重力作用会使弹簧在竖直方向上有一定的伸长。14、（1）OB（2）ABD（3）O（4）不对；（5）g（6）0.380J；0.376J；（7）物体在下落过程中克服摩擦阻力做功【解析】

第一空.毫米刻度尺测量长度，要求估读即读到最小刻度的下一位．这三个数据中不符合有效数字读数要求的是OB读数．第二空.实验中必须要用的器材有：A.打点计时器（包括纸带）；B.重锤；D.毫米刻度尺；不需要C.天平；E.秒表以及F.运动小车；故选ABD.第三空.由纸带上的点迹分布可知，从O点到E点做匀加速运动，因此实验中纸带的O端与重物相连．第四空.不对；在验证机械能守恒的实验中，由于存在阻力物体实际下落的加速度小于重力加速度，所以不应当用重力加速度g来表示某位置的速度，根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，可以求出打纸带上D点时小车的瞬时速度大小；即．第五空.由机械能守恒定律可知：mgh=mv2；变形可知：gh=，则根据实验数据绘出的图象应是一条直线，图线的斜率表示重力加速度g；第六空.从O到打下D点，重锤重力势能的减少量△EP=mgh=0.2×9.8×0.1941J=0.380J；第七空.利用匀变速直线运动的推论；则EkD=mvD2=×0.2×1.942J=0.376J；则动能的增加量△Ek=0.376J；第八空.通过计算可知动能的增加量小于重力势能的减小量，其原因是物体在下落过程中克服摩擦阻力做功，导致重力势能没有完全转化为动能．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)s；(2)50J；(3)≤μ＜【解析】

(1)设从A运动到B的时间为t，由平抛运动规律得h1－h2=gt2解得t=s(2)由，，所以∠BOC=60°，设物块平抛到B点的水平初速度为v1，将B点速度分解可得解得v1=10m/s根据能量守恒，弹簧的弹性势能转化给物块的动