2021-2022学年浙江省杭州北斗联盟高一物理第二学期期末联考试题含解析

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)下列物体的几种运动中机械能守恒的是A．匀速下落的跳伞运动员 B．真空中自由下落的铁球C．沿斜面匀速上滑的木块 D．在光滑水平面上压缩弹簧过程中的小球2、(本题9分)在同一高度以不同的初速度水平抛出质量相等的两小球，不计空气阻力，则有()A．两小球落地时间不同 B．重力对两小球做功的平均功率相同C．两小球落地前一瞬间的动能相同 D．两小球总是落在水平面上的同一点3、某人用手将2kg物体由静止向上提起1m，这时物体的速度为2m/s（g取10m/s2），则下列说法不正确的是()A．手对物体做功24JB．合外力做功4JC．合外力做功24JD．物体克服重力做功20J4、(本题9分)关于万有引力定律的发现和引力常量的测定，下面说法正确的是（）A．牛顿发现万有引力定律，卡文迪许测定引力常量B．开普勒发现万有引力定律，卡文迪许测定引力常量C．牛顿发现万有引力定律，胡克测定引力常量D．开普勒发现万有引力定律，伽利略测定引力常量5、(本题9分)1797年至1798年，英国物理学家卡文迪许完成了一项伟大的实验——在实验室中测量了两个物体之间的万有引力，他把这项实验说成是“称地球的重量”(严格地说应是“测量地球的质量”)，在这个实验中首次测量出了A．地球表面附近的重力加速度 B．月球的质量C．万有引力常量 D．月球的公转周期6、(本题9分)在地面上方某点将一小球以一定的初速度沿水平方向抛出，不计空气阻力，则小球在随后的运动中A．速度和加速度的方向都在不断变化B．速度与加速度方向之间的夹角一直减小C．在相等的时间间隔内，速率的改变量相等D．在相等的时间间隔内，动能的改变量相等7、(本题9分)在倾角为的固定光滑斜面上有两个用轻弹簧相连接的物块A．B，它们的质量分别为m1、m2，弹簧劲度系数为k，C为一固定挡板，系统处于静止状态．现用一平行于斜面向上的恒力F拉物块A使之向上运动，当物块B刚要离开挡板C时，物块A运动的距离为d，速度为v，则此时A．物块B的质量满足B．物块A的加速度为C．拉力做功的瞬时功率为D．此过程中，弹簧弹性势能的增量为8、(本题9分)如图所示，有一竖直放置、两端封闭的U形管，两管内水银面左高右低，两端封闭的空气柱温度相同．要让水银柱相对玻璃管向A端移动，可以采取的措施（）A．将U形管向右稍倾斜一些 B．将U形管向左稍倾斜一些C．两边空气柱升高相同温度 D．使玻璃管竖直向上减速运动9、(本题9分)一个小球从空中的a点运动到b点的过程中，重力做功8J，除重力之外其他力做功3J．关于小球的能量，下列说法正确的是（）A．在a点的重力势能比在b点多8JB．在a点的动能比在b点多11JC．在a点的机械能比在b点少3JD．在a点的机械能比在b点多3J10、(本题9分)放在粗糙水平地面上的物体受到水平拉力的作用，在0～6s内其速度与时间的图象和该拉力的功率与时间的图像分别如图所示．下列说法正确的是（）A．0～6s内物体的位移大小为30mB．0～6s内拉力做的功为70JC．合外力在2～6s内做的功不等于0D．滑动摩擦力的大小为0.6N11、(本题9分)如图所示，作用于0点的三个力平衡，其中一个力大小为，沿y轴负方向．大小未知的力与x轴正方向夹角为θ，则下列说法正确的是（）A．力可能在第二象限的任意方向上B．力不可能在第三象限C．力与夹角越小，则与的合力越小D．的最小值为12、(本题9分)如图所示，固定的倾斜光滑杆上套有一个质量为m的小球，小球与一轻质弹簧一端相连，弹簧的另一端固定在地面上的A点，已知杆与水平面之间的夹角θ<45°，当小球位于B点时，弹簧与杆垂直，此时弹簧处于原长．现让小球自C点由静止释放，在小球滑到杆底端的整个过程中，关于小球的动能、重力势能和弹簧的弹性势能，下列说法正确的是()A．小球的动能与重力势能之和保持不变B．小球的动能与重力势能之和先增大后减少C．小球的动能与弹簧的弹性势能之和增加D．小球的重力势能与弹簧的弹性势能之和保持不变二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、（6分）(本题9分)利用气垫导轨验证机械能守恒定律．实验装置示意图如图所示，实验步骤：A．将气垫导轨放在水平桌面上，桌面高度不低于1m，将导轨调至水平．B．用游标卡尺测量挡光条的宽度dC．由导轨标尺读出两光电门中心之间的距离sD．将滑块移至光电门1左侧某处，待砝码静止不动时，释放滑块，要求砝码落地前挡光条已通过光电门1．E．从数字计时器（图1中未画出）上分别读出挡光条通过光电门1和光电门1所用的时间Δt1和Δt1．F．用天平称出滑块和挡光条的总质量M，再称出托盘和砝码的总质量m．用表示直接测量量的字母写出下列所求物理量的表达式：（1）滑块通过光电门1和光电门1时的瞬时速度分别为v1=________和v1=_______（1）在滑块从光电门1运动到光电门1的过程中，系统势能的减少量ΔEp=______（重力加速度为g）．系统（包括滑块，挡光条、托盘和砝码）动能的增加量ΔEk=_____（3）如果ΔEp=ΔEk，则可认为验证了机械能守恒定律．14、（10分）(本题9分)如图为“探究物体的加速度与质量和受力的关系”的实验装置．沙和沙桶的质量为m，小车和砝码的质量为M.实验中将沙和沙桶的重力作为细线对小车的拉力．(1)实验前，在进行平衡摩擦力的操作时，下列注意事项正确的是（_______）A．应该让小车连接纸带并穿过打点计时器B．必须让小车连接沙桶C．纸带和沙桶都应连接D．纸带和沙桶都不能连接(2)现保持沙和沙桶的总质量m不变，改变小车和砝码的总质量M，探究加速度和质量的关系．如图是某次实验中打出的一条纸带，交变电流的频率为50Hz，每隔4个点选一个计数点，则小车的加速度为________m/s2(保留两位有效数字)．通过实验得到多组加速度a、质量M的数据，为了方便准确地研究二者关系，一般选用纵坐标为加速度a，则横坐标为_________(填“M”或“”)．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）如图所示，光滑水平面AB与竖直面内粗糙半圆形轨道在B点平滑相接，半圆形轨道半径为R，一质量为m的物块(可视为质点)将弹簧压缩至A点后由静止释放，获得向右速度后脱离弹簧，经过B点进入半圆形轨道后瞬间对轨道的压力大小为其重力的8倍，之后沿圆周运动，到达C点时对轨道的压力恰好为0.求：(1)释放物块时弹簧的弹性势能；(2)物块从B点运动到C点过程中克服摩擦力做的功；(3)物块离开C点后落回水平面时，重力的瞬时功率大小.16、（12分）(本题9分)一个质量m=75kg的滑雪人以2m/s的初速度沿山坡匀加速地滑下，山坡的倾角为30°，在5s的时间内滑下的路程为60m，求滑雪人受到的阻力（包括滑动摩擦力和空气阻力）．（g=10m/s2）17、（12分）(本题9分)有一水平抛出的小石子，大小不计，落地时的速度为20m/s，落地时速度方向与水平方向之间夹角450，（g=10m/s2），求:(1)水平抛出的初速度等于多少？(2)抛出点距离地面的竖直高度是多少？

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】

只有重力做功或只有弹力做功，机械能守恒，根据机械能守恒条件分析答题。【详解】A、跳伞运动员匀速下落，动能不变，重力势能减少，机械能不守恒，A错误；B、真空中的自由下落的铁球，只有重力做功，机械能守恒，B正确；C、沿斜面匀速上滑的木块，动能不变，重力势能增大，机械能增大，C错误；D、在光滑水平面上压缩弹簧过程中的小球，受弹簧弹力做功，小球的机械能不守恒，D错误。【点睛】本题考查了判断机械能是否守恒，知道机械能守恒的条件即可正确解题；特别注意D项中系统机械能守恒，但小球的机械能不守恒。2、B【解析】

设抛出点的高度为h，小球做平抛运动；小球在竖直方向做自由落体运动，h=gt2，小球落地时间相同，故A错误；重力的平均功率，m、g、h、t相同，则重力的平均功率相同，故B正确；由动能定理可得：EK-EK0=mgh，EK=EK0+mgh，m、g、h相同而EK0不同，则两小球落地前一瞬间动能EK不同，故C错误；小球的水平位移x=vt，小球的初速度v不同，运动时间t相同，则水平位移x不同，两小球不能落在水平面上的同一点，故D错误．3、C【解析】

ABC.由动能定理得，合力做功为：W合外力的功：W合W=故AB不符合题意，C符合题意。D.物体克服重力做功为：W=mgh=故D不符合题意；4、A【解析】万有引力定律是由开普勒发现的，开普勒三定律是对天体运动规律系统认识的开端，其中包括万有引力定律；而引力常量是由卡文迪许通过卡文迪许扭秤实验测定的，故A正确，B、C、D错误；故选A.【点睛】熟悉天体运动在物理学上的认识过程，通过比较得到答案.5、C【解析】

1798年英国物理学家卡文迪许测出万有引力常量G，根据万有引力等于重力，有：．则地球的质量，由于地球表面的重力加速度和地球的半径已知，所以根据公式即可求出地球的质量．因此卡文迪许被人们称为能称出地球质量的人．A.地球表面附近的重力加速度，与结论不相符，选项A错误；B.月球的质量，与结论不相符，选项B错误；C.万有引力常量，与结论相符，选项C正确；D.月球的公转周期，与结论不相符，选项D错误；6、B【解析】

A．由于物体只受重力作用，做平抛运动，故加速度不变，速度大小和方向时刻在变化，选项A错误；B．设某时刻速度与竖直方向夹角为θ，则，随着时间t变大，tanθ变小，θ变小，故选项B正确；C．根据加速度定义式，则Δv=gΔt，即在相等的时间间隔内，速度的改变量相等，故选项C错误；D．根据动能定理，在相等的时间间隔内，动能的改变量等于重力做的功，即WG=mgh，对于平抛运动，由于在竖直方向上，在相等时间间隔内的位移不相等，故选项D错误。【点睛】解决本题的关键知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，结合加速度公式和动能定理公式灵活求解即可。【考点】平抛运动、动能定理7、BD【解析】

当B刚离开C时，弹簧的弹力等于B的重力沿斜面下的分力，根据胡克定律求解出弹簧的伸长量；根据牛顿第二定律求出物块A的加速度大小；根据机械能守恒定律求解A的速度．【详解】开始系统处于静止状态，弹簧弹力等于A的重力沿斜面下的分力，当B刚离开C时，弹簧的弹力等于B的重力沿斜面下的分力，故，但由于开始是弹簧是压缩的，故，故，故A错误；当B刚离开C时，对A，根据牛顿第二定律得：，又开始时，A平衡，则有：，而，解得：物块A加速度为，故B正确；拉力的瞬时功率，故C错误；根据功能关系，弹簧弹性势能的增加量等于拉力的功减去系统动能和重力势能的增加量，即为：，故D正确；故选BD．8、BCD【解析】试题分析：设水银柱两侧的高度差为h，则：PB-PA=ρgh；先假设水银柱不动；将U形管向右稍倾斜一些，水银柱两侧的高度差变大，故A侧气体推动水银柱靠近右端，故A错误；将U形管向左稍倾斜一些，水银柱两侧的高度差变小，故B侧气体推动水银柱靠近左端，故B正确；两边空气柱升高相同温度，根据查理定律公式，有：，故，由于PB-PA=ρgh，故PB＞PA，故△PA＜△PB，故A侧气体压强的增加量小，故水银柱相对玻璃管向A端移动，故C正确；使玻璃管竖直向上减速运动，加速度向下，失重，故PB＞PA+ρ（g-a）h，故水银柱相对玻璃管向A端移动，故D正确；故选BCD．考点：理想气体的状态变化方程9、AC【解析】

A．重力做功等于重力势能的变化量,重力做功8J，所以重力势能减小8J，故A正确；B．从a点运动到b点的过程中，合外力做功为11J，根据动能定理可知，动能增加11J，所以在a点的动能比在b点少11J，故B错误；CD．机械能的变化取决于除重力以外的力，故机械能增加了3J，在a点的机械能比在b点少3J，故C正确；D错误。故选AC．点睛：解决本题需掌握:重力做功等于重力势能的变化量;合力做功等于动能的变化量;除重力外的各个力做的总功等于机械能的变化量.10、AB【解析】

A项：内物体的位移大小为：，故A正确；B项：内，物体的加速度为：，由图，当P=30W时，v=6m/s，得到牵引力为：，在内物体的位移为x1=6m，则拉力做功为：W1=Fx1=5×6J=30J．2～6s内拉力做的功为：W2=Pt=10×4J=40J．所以0～6s内拉力做的功为：W=W1+W2=70J．故B正确；C项：在内，物体做匀速运动，合力做零，故合外力做功为零，故C错误；D项：在内，v=6m/s，P=10W，物体做匀速运动，摩擦力为：f=F，得：，故D错误．11、AD【解析】三个力平衡时，合力必须为零，任意两个力的合力与第三力必须大小相等、方向相反，所以可知：力可能在第二象限的任意方向上，也可能在第三象限．故A正确，B错误．根据平衡条件得知：与的合力与大小相等、方向相反，大小不变，所以力与夹角越小时，与的合力不变．故C错误．根据矢量三角形定则有：由几何知识知，当时，即虚线位置时，有最小值，且最小值为．故D正确．选AD.【点睛】三个力平衡时合力为零，由平衡条件知：其中任意两个力的合力与第三力大小相等、方向相反．作出、的合力，必定与大小相等、方向相反．根据几何知识分析的方向范围和最小值．12、BD【解析】

由题意可知，小球下滑过程中，只有重力和弹簧的弹力做功，故小球的动能、重力势能及弹簧的弹性势能之和保持不变，即小球的机械能与弹簧的弹性势能之和保持不变，选项C错误，D正确；小球从C点到B点过程中，弹性势能减小，然后弹性势能增大，故小球的动能与重力势能之和先增大后减少，选项B正确，A错误；故选BD.二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、(1)（1）mgs【解析】

（1）通过光电门