2022届广东大埔华侨二中物理高一下期末质量跟踪监视模拟试题含解析

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、考场号和座位号填写在试题卷和答题卡上。用2B铅笔将试卷类型（B）填涂在答题卡相应位置上。将条形码粘贴在答题卡右上角"条形码粘贴处"。2．作答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目选项的答案信息点涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案。答案不能答在试题卷上。3．非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答，答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应位置上；如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新答案；不准使用铅笔和涂改液。不按以上要求作答无效。4．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)如图所示，拖着轮胎跑是身体耐力训练的一种有效方法。某受训者拖着轮胎在水平直道上匀速跑了一段距离，下列说法正确的是A．地面对轮胎的摩擦力不做功B．重力对轮胎做负功C．绳子的拉力对轮胎不做功D．轮胎所受的合力不做功2、(本题9分)如图所示是俄罗斯名将伊辛巴耶娃撑杆跳时的情景，若不计空气阻力，下列说法正确的是()A．在撑杆的过程中杆对她的弹力大于她对杆的压力B．在撑杆上升过程中，她始终处于超重状态C．在空中下降过程中她处于失重状态D．她落到软垫后一直做减速运动3、(本题9分)如图甲所示为历史上著名的襄阳炮，因在公元1267-1273年的宋元襄阳之战中使用而得名，其实质就是一种大型抛石机。它采用杠杆式原理，由一根横杆和支架构成，横杆的一端固定重物，另一端放置石袋，发射时用绞车将放置石袋的一端用力往下拽，而后突然松开，因为重物的牵缀，长臂会猛然翘起，石袋里的巨石就被抛出。将其工作原理简化为图乙所示，横杆的质量不计，将一质量m=10kg，可视为质点的石块，装在横杆长臂与转轴O点相距L=5m的末端口袋中，在转轴短臂右端固定一重物M，发射之前先利用外力使石块静止在地面上的A点，静止时长臂与水平面的夹角α=37°，解除外力后石块被发射，当长臂转到竖直位置时立即停止运动，石块被水平抛出，落在水平地面上，石块落地位置与O点的水平距离s=20m，空气阻力不计，g取10m/s2。则（）A．石块水平抛出时的初速度为l0m/sB．石块水平抛出时的初速度为20m/sC．从A点到最高点的过程中，长臂对石块做的功为2050JD．从A点到最高点的过程中，长臂对石块做的功为2500J4、(本题9分)为了探测引力波，“天琴计划”预计发射地球卫星P，其轨道半径约为地球半径的16倍；另一地球卫星Q的轨道半径约为地球半径的4倍．P与Q的周期之比约为（）A．2:1 B．4:1 C．8:1 D．16:15、(本题9分)不同的地球同步卫星，下列哪个物理量可能不同A．线速度大小 B．向心力大小 C．轨道半径 D．加速度大小6、某人造地球卫星在近似圆轨道上运行的过程中，由于轨道所在处的空间存在极其稀薄的空气，则（）A．如不加干预，卫星所受的万有引力将越来越小B．如不加干预，卫星运行一段时间后动能会增加C．卫星在近似圆轨道上正常运行时，由于失重现象卫星内的物体不受地球引力作用D．卫星在近似圆轨道上正常运行时，其速度介于第一宇宙速度和第二宇宙速度之间7、2017年，人类第一次直接探测到来自双中子星合并的引力波．根据科学家们复原的过程，在两颗中子星合并前约100s时，它们相距约400km，绕二者连线上的某点每秒转动12圈，将两颗中子星都看作是质量均匀分布的球体，由这些数据、万有引力常量并利用牛顿力学知识，可以估算出这一时刻两颗中子星（）A．质量之积B．质量之和C．速率之和D．各自的自转角速度8、(本题9分)一个质量为0.3kg的弹性小球,在光滑水平面以6m/s的速度垂直撞到墙上,碰撞后小球沿相反的方向运动,反弹后的速度大小为4m/s,则碰撞前后小球速度的变化量Δv和动能变化量ΔEk的大小为()A．Δv=2m/sB．Δv=10m/sC．ΔEk=0.6JD．ΔEk=3J9、(本题9分)一质量为m的物体，以g的加速度减速上升h高度，g为重力加速度，不计空气阻力，则()A．物体的机械能守恒B．物体的动能减小mghC．物体的机械能减少mghD．物体的重力势能减少mgh10、(本题9分)发射地球同步卫星时，先将卫星发射至近地圆轨道1，然后点火，使其沿椭圆轨道2运行，最后再次点火，将卫星送入同步圆轨道3，轨道1、2相切于Q点，轨道2、3相切于P点，如图所示。卫星分别在1、2、3轨道上正常运行时，不计空气阻力，以下说法正确的是A．卫星在轨道3上运行的周期大于在轨道2上运行的周期B．卫星在轨道2上经过Q点时的加速度大于它在轨道1上经过Q点时的加速度C．卫星在轨道3上的机械能大于在轨道1上的机械能D．卫星在轨道2上由Q点运动至P点的过程中，速度减小，加速度减小，机械能减小11、(本题9分)关于第一宇宙速度，下面说法正确的是：A．它是使卫星进入近地圆形轨道的最小速度B．它是近地圆形轨道上人造地球卫星的运行速度C．它是人造地球卫星绕地球飞行的最小速度D．它是卫星在椭圆轨道上运行时在近地点的速度12、一新型赛车在水平专用测试道上进行测试，该车总质量为m＝1×103kg，由静止开始沿水平测试道运动，用传感设备记录其运动的v-t图象如图所示。该车运动中受到的摩擦阻力（含空气阻力）恒定，且摩擦阻力跟车的重力的比值为μ＝0.1．赛车在0～5s的v-t图象为直线，5s末该车发动机达到额定功率并保持该功率行驶，在5～10s之间，赛车的v-t图象先是一段曲线，后为直线。取g＝10m/s1，则（）A．该车的额定功率为4×104WB．该车的额定功率为1.1×105WC．该车匀加速阶段的加速度a＝4m/s1D．该车出发后10s内的总位移为150m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)某兴趣小组利用自由落体运动来验证机械能守恒定律.打出了一条如图所示的纸带，O点为纸带上第一点，纸带上的点为计时点。若重物的质量为0.5kg，从开始下落到打D点的过程中重物的重力势能减少量为__________J，动能增加量为______________J。（重力加速度g=9.8m/s2，结果保留三位有效数字）14、（10分）某同学利用如图装置来研究机械能守恒问题，设计了如下实验．A、B是质量均为m的小物块，C是质量为M的重物，A、B间由轻弹簧相连，A、C间由轻绳相连．在物块B下放置一压力传感器，重物C下放置一速度传感器，压力传感器与速度传感器相连．当压力传感器示数为零时，就触发速度传感器测定此时重物C的速度．整个实验中弹簧均处于弹性限度内，重力加速度为g．实验操作如下：(1)开始时，系统在外力作用下保持静止，细绳拉直但张力为零．现释放C，使其向下运动，当压力传感器示数为零时，触发速度传感器测出C的速度为v．(2)在实验中保持A，B质量不变，改变C的质量M，多次重复第(1)步．①该实验中，M和m大小关系必需满足M______m（选填“小于”、“等于”或“大于”）②为便于研究速度v与质量M的关系，每次测重物的速度时，其已下降的高度应______（选填“相同”或“不同”）③根据所测数据，为得到线性关系图线，应作出______（选填“v2-M”、“v2-”或“v2-”）图线．④根据③问的图线知，图线在纵轴上截距为b，则弹簧的劲度系数为______（用题给的已知量表示）．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，质量m＝10kg的物体放在水平地面上，物体与地面间的动摩擦因数μ＝0.4.今用F＝50N的水平恒力作用于物体上，使物体由静止开始做匀加速直线运动，g取10m/s2，求：（1）物体的加速度大小；（2）力F在8s内所做的功；（3）用动能定理求8s末物体的动能.16、（12分）(本题9分)如图所示，将一小球从倾角θ=60°斜面顶端，以初速度v0水平抛出，小球落在斜面上的某点P，过P点放置一垂直于斜面的直杆(P点和直杆均未画出)。已知重力加速度大小为g，斜面、直杆处在小球运动的同一竖直平面内，求：(1)斜面顶端与P点间的距离；(2)若将小球以另一初速度v从斜面顶端水平抛出，小球正好垂直打在直杆上，求v的大小。17、（12分）(本题9分)如图所示，质量M=3kg的滑块套在水平固定的轨道上并可在轨道上无摩擦地滑动．质量m=2kg的小球（可视为质点）通过长L=0.75m的轻杆与滑块上的光滑轴O相连，开始时滑块静止，且轻杆处于水平状态．现给小球一个v0=3m/s的竖直向下的初速度，取g=10m/s2求：(1)在以后的运动过程中，小球相对于初位置可以上升的最大高度h，(2)小球从初位置到第一次到达最大高度的过程中，滑块在水平轨道上移动的位移s

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】

A.由题知轮胎受到地面的摩擦力方向水平向左，而位移水平向右，两者夹角为，则地面对轮胎的摩擦力做负功，故选项A错误；B.由于重力方向竖直向下，与轮胎的位移方向相互垂直，故重力不做功，故选项B错误；C.设拉力与水平方向的夹角为，由于是锐角，所以绳子的拉力对轮胎做正功，故选项C错误；D.根据动能定理可知轮胎所受的合力不做功，故选项D正确。2、C【解析】

当物体的加速度竖直向上时，物体处于超重状态，当当物体的加速度竖直向下时，物体处于失重状态；对支撑物的压力或对悬挂物的拉力小于物体的重力时物体处于失重状态；对支撑物的压力或对悬挂物的拉力大于物体的重力时物体处于超重状态．【详解】在撑杆的过程中杆对她的弹力与她对杆的压力是作用力与反作用力，大小相等．故A错误；在撑杆上升开始阶段加速度的方向向上，她处于超重状态；在上升的最后阶段加速度的方向向下，她处于失重状态．故B错误；在空中下降过程她只受到重力的作用，加速度的方向向下，她处于失重状态．故C正确；她落到软垫后开始时，软垫的作用力小于重力，她仍然要做一段加速运动后才会减速．故D错误．故选C．3、C【解析】

AB．石块被抛出后做平抛运动，竖直高度为可得水平方向匀速直线运动可得平抛的初速度为故AB错误；CD．石块从A点到最高点的过程，由动能定理解得长臂对石块做的功为故C正确，D错误。故选C。4、C【解析】

本题考查卫星的运动、开普勒定律及其相关的知识点．设地球半径为R，根据题述，地球卫星P的轨道半径为RP=16R，地球卫星Q的轨道半径为RQ=4R，根据开普勒定律，==64，所以P与Q的周期之比为TP∶TQ=8∶1，选项C正确．5、B【解析】

AC.同步卫星绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，则有，同步卫星的周期与地球自转周期相同，所以各个同步卫星轨道半径相同，线速度，所以所有地球同步卫星线速度大小相同，故AC不符合题意；BD.向心加速度，所以加速度大小相同，但质量不知，因此向心力大小不一定相同，故D不符合题意，B符合题意；6、B【解析】试题分析：卫星本来满足万有引力提供向心力，即，由于摩擦阻力作用卫星的线速度减小，提供的引力大于卫星所需要的向心力，故卫星将做近心运动，即轨道半径将减小，则万有引力会增大．故A错误；根据万有引力提供向心力有：解得：，轨道高度降低，卫星的线速度增大，故动能将增大．故B正确；失重现象卫星内的物体受地球的万有引力提供其做匀速圆周运动的向心力，故C错误；第一宇宙速度为最大环绕速度，卫星的线速度一定小于第一宇宙速度，故以D错误．故选B.考点：万有引力定律的应用【名师点睛】解决卫星运行规律问题的核心原理是万有引力提供向心力，通过选择不同的向心力公式，来研究不同的物理量与轨道半径的关系，知道第一宇宙速度为最大环绕速度，卫星的线速度一定小于第一宇宙速度．7、BC【解析】本题考查天体运动、万有引力定律、牛顿运动定律及其相关的知识点．双中子星做匀速圆周运动的频率f=12Hz（周期T=1/12s），由万有引力等于向心力，可得，G=m1r1（2πf）2，G=m2r2（2πf）2，r1+r2=r=40km，联立解得：（m1+m2）=（2πf）2Gr3，选项B正确A错误；由v1=ωr1=2πfr1，v2=ωr2=2πfr2，联立解得：v1+v2=2πfr，选项C正确；不能得出各自自转的角速度，选项D错误．【点睛】此题以最新科学发现为情景，考查天体运动、万有引力定律等．8、BD【解析】A、规定初速度方向为正方向，初速度v1=6m/s，碰撞后速度则△v=v2-C、对碰撞过程，对小球由动能定理得：W=ΔE点睛：对于矢量的加减，我们要考虑方向，动能定理是一个标量等式，对于动能定理的研究，则无需考虑方向。9、BCD【解析】物体的加速度为g/3≠g，除重力做功外，还有其它力做功，物体机械能不守恒，故A错误；对物体受力分析，设物体受的拉力的大小为F，则由牛顿第二定律可得，mg-F=m×g，解得：F=mg，对全过程由动能定理可得，△EK=Fh-mgh=−mgh

，物体的动能减少了mgh，故B正确；除重力外其它力做的功等于物体机械能的变化量，则机械能的增量△E=Fh=mgh，故C正确；物体高度增加，重力势能增加，增加的重力势能为mgh，故D正确；故选BCD．点睛：物体的加速度为g/3，这是本题的关键所在，由此可以说明物体还要受到向上的拉力的作用．同时要明确功能关系：重力做功等于重力势能的变化；合力功等于动能的变化；除重力以外的其它力的功等于机械能的变化.10、AC【解析】

A．由图可知轨道3的轨道半径大于轨道2的半长轴，根据开普勒第三定律，卫星在轨道3上运行的周期大于在轨道2上运行的周期，故A正确；B．卫星在轨道2上经过Q点时与它在轨道1上经过Q点时，所受万有引力一样，根据牛顿第二定律可知，卫星在轨道2上经过Q点时的加速度等于它在轨道1上经过Q点时的加速度，故B错误；C．卫星由轨道1要经两次点火加速度才可以变轨到轨道3，每一次点火加速，外力均对卫星做功，根据功能关系可知，卫星的机械能均增大，故卫星在轨道3上的机械能大于在轨道1上的机械能，故C正确；D．P点是轨道2的远地点，此时速度最小，Q点轨道2的近地点，此时速度最大，所以卫星在轨道2上由Q点运动至P点的过程中，速度减小，此过程中卫星离地球的距离在增大，根据万有引力定律与牛顿第二定律得加速度，则可知加速度减小，由于只有万有引力做功，故机械能守恒，故D错误。11、AB【解析】

ABC.第一宇宙速度是近地卫星的环绕速度，也是地球上发射卫星的最小速度，根据可得：，近地卫星轨道半径最小，环绕速度最大，AB正确C错误．D.在近地轨道进入椭圆轨道，需要点火加速离心，所以卫星在椭圆轨道上运行时在近地点的速度可能大于第一宇宙速度，D错误．12、BCD【解析】

ABC、0s~5s赛车作匀加速运动，由图象可知：a=ΔvΔt=205=4m/s2，5秒末时达到额定功率为D．前5秒内位移为：s1=12at2=12×4×25=50m；赛车匀速运动时有：Pv二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、0.9510.934【解析】

第一空.从开始下落到打D点的过程中重物的重力势能减少量为△Ep=mgh=0.5×9.8×19.41×10-2J≈0.951J；第二空.打D点时重物的瞬时速度为：，动能的增加量为：△Ek=mvD2=×0.5×1.93252J≈0.934

J；14、大于相同v2-【解析】试题分析：①根据题意，确保压力传感器的示数为零，因此弹簧要从压缩状态到伸长状态，那么C的质M要大于A的质量m；②要刚释放C时，弹簧处于压缩状态，若使压力传感器为零，则弹簧的拉力为，因此弹簧的形变量为，不论C的质量如何，要使压力传感器示数为零，则A物体上升了，则C下落的高度为，即C下落的高度总相同；③选取AC及弹簧为系统，根据机械能守恒定律，则有：，整理得，，为得到线性关系图线，因此应作出图线．④由上表达式可知，，解得．考点：验证机械能守恒定律【名师点睛】理解弹簧有压缩与伸长的状态，掌握依据图象要求，对表达式的变形的技巧．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）1m/s