2022届福建省福清福清华侨中学高一物理第二学期期末学业水平测试模拟试题含解析

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（本题共12小题，每小题5分，共60分，在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确.全部选对的得5分，选不全的得3分，有选错的或不答的得0分）1、(本题9分)如图所示，光滑绝缘的半圆形容器处在水平向右的匀强电场中，一个质量为m，电荷量为q的带正电小球在容器边缘A点由静止释放，结果小球运动到B点时速度刚好为零，OB与水平方向的夹角为θ=60°，则下列说法定确的是A．小球重力与电场力的关系是qE=3mgB．小球在B点时，对圆弧的压力为2mgC．小球在A点和B点的加速度大小不同D．如果小球带负电，从A点由静止释放后，也能沿AB圆弧而运动2、某同学将10kg的桶装水从一楼搬到二楼，用时约30s，则该同学对桶装水做功的平均功率约为（）A．0.1W B．1W C．10W D．30W3、(本题9分)1665年牛顿开始着手研究行星绕太阳运行的力学关系，最终得到了太阳与行星之间的引力关系F=GMmR2，可以完全解释行星的运动．进一步研究：拉住月球使它围绕地球运动的力，与拉着苹果下落的力，以及地球、众行星与太阳之间的作用力都遵循这一规律吗？于是巧妙地进行了地﹣月检验研究：假设拉住月球使它围绕地球运动的力与地球上物体受到的引力是同一种力，已知月球绕地球运行轨道半径是地球半径的60倍，月球轨道上一个物体的受到的引力与它在地面附近时受到的引力之比为A．加速度B．相互作用的引力C．苹果物体和月球运动的线速度D．苹果物体和月球运动的角速度4、(本题9分)双星系统中两个星球A、B的质量都是m，相距L，它们正围绕两者连线上某一点做匀速圆周运动．实际观测该系统的周期T要小于按照力学理论计算出的周期理论值T0，且＝k(k＜1)，于是有人猜测这可能是受到了一颗未发现的星球C的影响，并认为C位于A、B的连线正中间，相对A、B静止，则A、B组成的双星系统周期理论值T0及C的质量分别为()A．，B．，C．，D．，5、(本题9分)下列所述的过程中（均不计空气阻力），机械能守恒的是（）A．火箭加速上升的过程 B．小孩从滑梯上匀速下滑的过程C．抛出的链球在空中运动的过程 D．汽车匀速上坡的过程6、(本题9分)做曲线运动的物体，在运动过程中，一定会变化的物理量是A．动量 B．速率 C．动能 D．加速度7、(本题9分)一物体在外力的作用下从静止开始做直线运动，合外力方向不变，大小随时间的变化如图所示．设该物体在和时刻相对于出发点的位移分别是和，速度分别是和，合外力从开始至时刻做的功是，从至时刻做的功是,则A．， B．C． D．8、如图所示为两物体A、B在没有其他外力作用时相互作用前后的速度—时间（v－t）图像，则由图像可知（）A．A、B作用前后总动量不守恒B．一定是A物体追及B物体发生碰撞C．A、B的质量之比为5∶3D．该碰撞是弹性碰撞9、(本题9分)质量为m的汽车在平直的公路上行驶，阻力f保持不变，当它以速度v、加速度a加速前进时，发动机的实际功率刚好等于额定功率，从此时开始，发动机始终在额定功率下工作.下列说法正确的是（

）A．发动机提供的动力保持不变 B．汽车的加速度将减小C．汽车的最大行驶速度为 D．汽车的额定功率为10、(本题9分)关于匀速圆周运动，下列说法正确的是（）A．匀速圆周运动是匀速运动B．匀速圆周运动是变速运动C．匀速圆周运动是线速度不变的运动D．匀速圆周运动是线速度大小不变的运动11、(本题9分)关于功和功率的说法正确的是（）A．做功快的机器，它的功率一定大 B．做功多的机器，它的功率一定大C．做功多并且用的时间长的机器，它的功率一定大 D．做功相同，所用时间短的机器功率一定大12、(本题9分)下列运动中的物理量，不变的是A．平抛运动中的势能B．平抛运动中的加速度C．匀速圆周运动中的动能D．匀速圆周运动中的向心加速度二．填空题(每小题6分，共18分)13、(本题9分)关于行星绕太阳的运动，离太阳越远的行星公转周期___________（填“越大”或“越小）．14、(本题9分)自行车的大齿轮、小齿轮、后轮三个轮子的半径不一样,它们的边缘有三个点.如果把自行车后轮架离地面,沿逆时针方向转动脚蹬,三点分别做半径为的圆周运动时,向心加速之比_______________.15、(本题9分)如图所示，质量为m、的小球（可视为质点）从地面上方H高处无初速度释放，落地后地而被砸出一个深为h的坑。全过程中，物体重力势能减少___，合力对物体做的总功为_________。三．计算题(22分)16、（12分）(本题9分)“天宫一号”是我国自主研发的目标飞行器，是中国空间实验室的雏形，2017年6月，“神舟十号”与“太空一号”成功对接．现已知“太空一号”飞行器在轨运行周期为To，运行速度为，地球半径为R，引力常量为G.假设“天宫一号”环绕地球做匀速圖周运动，求：(1)“天宫号”的轨道高度h.(2)地球的质量M.17、（10分）(本题9分)如图所示为一种研究高能粒子在不同位置对撞的装置。在关于y轴对称间距为2d的MN、PQ边界之间存在两个有界匀强磁场，其中K（K在x轴上方）下方I区域磁场垂直纸面向外，JK上方Ⅱ区域磁场垂直纸面向里，其磁感应强度均为B．直线加速器1与直线加速器2关于O点轴对称，其中心轴在位于x轴上，且末端刚好与MN、PQ的边界对齐；质量为m、电荷量为e的正、负电子通过直线加速器加速后同时以相同速率垂直MN、PQ边界进入磁场。为实现正、负电子在Ⅱ区域的y轴上实现对心碰撞（速度方向刚好相反），根据入射速度的变化，可调节边界与x轴之间的距离h，不计粒子间的相互作用，不计正、负电子的重力，求：（1）哪个直线加速器加速的是正电子；（2）正、负电子同时以相同速度ν1进入磁场，仅经过边界一次，然后在Ⅱ区域发生对心碰撞，试通过计算求出v1的最小值。（3）正、负电子同时以v2速度进入磁场，求正、负电子在Ⅱ区域y轴上发生对心碰撞的位置离O点的距离。

参考答案一、选择题（本题共12小题，每小题5分，共60分，在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确.全部选对的得5分，选不全的得3分，有选错的或不答的得0分）1、A【解析】

A．小球从A运动到B的过程，根据动能定理得：mgR解得：qE=故A符合题意。B.小球在B点时，速度为零，向心力为零，则有：F故B不符合题意。C.在A点，小球所受的合力等于重力，加速度为重力加速度，在B点，小球的合为：F=Eq加速度为：a所以A、B两点的加速度大小相等，故C不符合题意。D．如果小球带负电，将沿重力和电场力合力方向做匀加速直线运动，故D不符合题意。2、C【解析】

每层楼估测为高3m，则该同学将10kg的桶装水从一楼搬到二楼做的功为：W=mgh=10×10×3J=300J，对桶装水做功的平均功率为：。故选C。【点睛】本题通过平均功率的定义式进行估算，关键同学们要了解楼高的大约值，3、A【解析】

假设拉住月球使它围绕地球运动的力与地球上物体受到的引力是同一种力，根据已知量结合牛顿第二定律求出月球绕地球运行的加速度进行比较分析。【详解】已知月球绕地球运行轨道半径是地球半径的60倍，月球轨道上一个物体的受到的引力与它在地面附近时受到的引力之比为160牛顿时代已经较精确的测量了地球表面的重力加速度g、地月之间的距离和月球绕地球运行的公转周期，根据圆周运动的公式得月球绕地球运行的加速度：a=4如果ag说明拉住月球使它围绕地球运动的力与地球上物体受到的引力是同一种力，故A正确，BCD错误。故选：A。【点睛】本题考查对牛顿“月-地检验”基本思路的理解，分别圆周运动向心加速度公式和万有引力定律两种方式求解。4、D【解析】

两星的角速度相同，根据万有引力充当向心力知：可得两星绕连线的中点转动，则：解得所以由于C的存在，双星的向心力由两个力的合力提供，则：解得：M=故选D。5、C【解析】火箭加速上升的过程，动能和重力势能均增加，故机械能增加，故A错误；小孩从滑梯上匀速下滑的过程，加速度为零，要克服摩擦做功，机械能减小，故B错误；抛出的链球在空中运动的过程，只受重力，故机械能守恒，故C正确；汽车匀速上坡的过程，动能不变，势能增加，故机械能增加，故D错误；故选C．点睛：本题关键是明确机械能守恒的条件，即只有重力（或弹力）做功；或者直接看动能和重力势能之和是否变化．6、A【解析】

A.曲线运动的速度方向一直在改变，所以动量的方向一直在变，A正确。BC.因为曲线运动的速率不一定变化，如：匀速圆周运动，所以动能也不一定变化，BC错误。D.曲线运动加速度不一定变化，如：平抛运动，D错误。7、AC【解析】

根据F-t图像面积意义和动量定理有m=F0t0，m=F0t0+2F0t0，则；应用位移公式可知＝、＝＋，则，B错、A对；在第一个内对物体应用动能定理有＝、在第二个内对物体应用动能定理有＝，则，D错、C对8、BCD【解析】

A.由题意可知，物体A、B组成的系统不受外力作用，则系统动量守恒，故A错误；B.因为初状态，A的速度大于B的速度，末状态，A的速度小于B的速度，而物体A、B组成的系统不受外力作用，所以一定是A物体追及B物体发生碰撞，故B正确；C.由动量守恒定律得：，解得，故C正确；D.碰前的机械能；碰后的机械能，碰前的机械能等于碰后机械能，所以是该碰撞是弹性碰撞，故D正确。9、BD【解析】

发动机始终在额定功率下工作，即发动机的功率保持不变，而汽车加速运动，速度增大，则由P=Fv可知：功率不变，速度增大时，牵引力减小，故A错误；水平方向上汽车在发动机牵引力F和阻力f的共同作用下，加速运动，,当牵引力F减小时，加速度减小，故B正确；当它以速度v、加速度a加速前进时，由牛顿第二定律：F-f=ma，可计算出牵引力F=f+ma，则此时汽车的功率P=（f+ma）v，即额定功率为（f+ma）v，故D正确；当汽车行驶速度达到最大时，牵引力F=f，则此时的速度：，故C错误；故选BD。【点睛】本题是牛顿第二定律与功率类问题的综合，关键是知道汽车的运动特点，做加速度减小的变加速运动，加速度为零时速度最大；解题的核心公式为：F-f=ma，P=Fv。10、BD【解析】

匀速圆周运动的速度大小不变，方向时刻改变，是变速运动，故A错误B正确；匀速圆周运动的速度大小不变，方向时刻改变，是速率不变的运动，故C错误，D正确．所以D正确，11、AD【解析】功率是表示做功快慢的物理量，则做功快的机器，它的功率一定大；并且由此可知：功率与做功多少和所用时间都有关系．在做功相同时，所用时间短的机器功率一定大．所以选项A、D都正确．点晴：根据功、功率的关系分析．功率是单位时间内做的功的多少．12、BC【解析】

A．做平抛运动的物体，重力做了正功，可知物体的重力势能减小，故A错误；B．做平抛运动的物体只受重力作用，加速度等于重力加速度，做匀变速曲线运动，即加速度不变，故B正确；C．做匀速圆周运动的物体的速度大小不变，根据Ek＝12mv2D．做匀速圆周运动时，合外力提供向心力，物体的加速度即为向心加速度，一直指向圆心位置，即向心加速度的方向改变，故D错误。二．填空题(每小题6分，共18分)13、越大【解析】行星绕太阳运动过程中，万有引力充当向心力，故有，解得，所以公转半径越大，周期越大，即离太阳越远的行星公转周期越大．【点睛】本题也可以根据开普勒第三定律分析．14、;【解析】设A点的线速度为v，则；B点的线速度等于A点线速度，则；C点的线速度为，则；则点睛；此题的关键是知道同缘转动中线速度相同，同轴转动中角速度相同；知道向心加速度的表达式即可解答.15、mg(H+h)0【解析】小球共下降了（H+h）高度，故重力势能一定减小了mg（H+h）；下降的整个过程动能的增加量为零，故整个过程中合力做功一定为零；点睛：功是能量转化的量度有一些具体形式：重力做功是重力势能的变化的量度；合力做功是动能变化的量度．三．计算题(22分)16、（1）（2）【解析】

（1）设“天宫一号”的轨道半径为r，则有“天