2022届湖南省长沙市重点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学年高一物理下期末模拟试卷注意事项1．考生要认真填写考场号和座位序号。2．试题所有答案必须填涂或书写在答题卡上，在试卷上作答无效。第一部分必须用2B铅笔作答；第二部分必须用黑色字迹的签字笔作答。3．考试结束后，考生须将试卷和答题卡放在桌面上，待监考员收回。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、如图为一皮带传动装置，右轮的半径为，是它边缘上的一点。左侧是一轮轴，大轮的半径为，小轮的半径为，点在小轮上，它到小轮中心的距离为，点和点分别位于小轮和大轮的边缘上。若在传动过程中，皮带不打滑，则（）A．点与点的线速度大小相等B．点与点的角速度大小相等C．点与点的线速度大小相等D．点与点的向心加速度大小相等2、(本题9分)2017年下半年我国发射了北斗三号卫星．北斗导航卫星的发射需要经过几次变轨，例如某次变轨，先将卫星发射至近地圆轨道1上，然后在P处变轨到椭圆轨道2上，最后由轨道2在Q处变轨进入圆轨道3，轨道1、2相切于P点，轨道2、3相切于Q点．忽略空气阻力和卫星质量的变化，则以下说法正确的是A．该卫星从轨道1变轨到轨道2需要在P处减速B．该卫星在轨道从轨道1到轨道2再到轨道3，机械能逐渐增大C．该卫星在轨道3的动能大于在轨道1的动能D．该卫星在轨道3上经过Q点的加速度小于在轨道2上Q点的加速度3、(本题9分)一条小船在珠江中从西向东匀速直线航行，船上的人正相对于船以0.4m/s的速度匀速竖直向上升起一面旗帜。当他用20s升旗完毕时，船行驶了6m，那么旗相对于岸的速度大小为（）A．0.3m/s B．0.4m/s C．0.5m/s D．0.6m/s4、(本题9分)如图所示，宇航员站在某星球表面上的倾角为的斜面顶端处，沿水平方向以初速度抛出一个小球．经时间小球落在斜面上的某一点处．设空气阻力不计，该星球半径为，万有引力常数为．则以下正确的是（）A．该星球表面的重力加速度为B．该星球表面的重力加速度为C．该星球的质量D．该星球的质量5、(本题9分)如图所示，一水平圆盘可绕通过盘心O且垂直于盘面的竖直轴转动．在圆盘上放置小木块A，它随圆盘一起做匀速圆周运动．木块A受力的个数为（）A．1个 B．2个 C．3个 D．4个6、(本题9分)科学家计划在2025年将首批宇航员送往火星进行考察。一质量为m的物体，假设在火星两极宇航员用弹簧测力计测得的读数为F1，在火星赤道上宇航员用同一把弹簧测力计测得的读数为F2。通过天文观测测得火星的自转角速度为ω，设引力常数为G，将火星看成是质量分布均匀的球体，则火星的密度和半径分别为（）A．B．C．D．7、(本题9分)一物体沿固定斜面从静止开始向下运动，经过时间t0滑至斜面底端．已知在物体运动过程中物体所受的摩擦力恒定．若用F、v、s和E分别表示该物体所受的合力、物体的速度、位移和机械能，则下列图象中可能正确的是A． B． C． D．8、(本题9分)关于竖直上抛运动，下列说法正确的是(）A．在最高点速度为零，加速度不为零B．上升的时间小于下落过程的时间C．从上升到下降的整个过程中加速度保持不变D．上升到某一高度时速度小于下降到此高度时的速度9、甲、乙两颗地球卫星，其中甲为地球同步卫星，乙的运行高度高于甲的运行高度．两卫星轨道均可视为圆形轨道．以下判断正确的是A．甲的周期小于乙的周期 B．乙的速度大于第一宇宙速度C．甲的加速度大于乙的加速度 D．甲在运行时，能经过北极正上方10、(本题9分)如图所示，用高压水枪喷出的强力水柱冲击煤层，设水柱直径为D，水流速度大小为，方向水平向右．水柱垂直煤层表面，水柱冲击煤层后水的速度变为零，水的密度为，高压水枪的重力不可忽略，手持高压水枪操作，下列说法正确的是A．水枪单位时间内喷出水的质量为B．高压水枪的喷水功率为C．水柱对煤层的平均冲击力大小为D．手对高压水枪的作用力水平向右11、如图所示，一木块放在光滑水平面上，一子弹水平射入木块中，射入深度为d，平均阻力为f.设木块离射入点s远时开始匀速前进，下列判断正确的是A．f·s量度子弹损失的动能B．f·d量度子弹损失的动能C．f·s量度木块动能改变量D．f(s＋d)量度子弹损失的动能12、(本题9分)下列关于能量的说法中正确的是()A．能量的概念是牛顿最早提出来的B．能量有不同的表现形式，并可以相互转化，但总量不变C．伽利略的斜面理想实验体现出能量是守恒的D．以上说法均不正确二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、（6分）(本题9分)如图所示，水平面上A、B两点相距＝0.1m，甲球从B点向右做匀速运动的同时，乙球从A点由静止向右做匀加速运动，到达B点后以B点的速度匀速运动．乙球从开始运动，到追上甲球所用的时间t＝1s，运动的位移x＝0.9m，求：（1）甲球的速度；（2）乙球加速过程所用的时间和加速度a．14、（10分）(本题9分)某同学用如图甲所示装置验证机械能守恒定律时，所用交流电源的频率为50Hz，得到如图乙所示的纸带．选取纸带上打出的连续五个点A、B、C、D、E，测出A点距起点O的距离为s0=19.00cm，点A、C间的距离为s1=8.36cm，点C、E间的距离为s2=9.88cm，g取9.8m/s2，测得重物的质量为m=1kg。(1)下列做法正确的有________．A．图中两限位孔必须在同一竖直线上B．实验前，手应提住纸带上端，使纸带竖直C．实验时，先放开纸带，再接通打点计时器的电源D．数据处理时，应选择纸带上距离较近的两点作为初、末位置(2)选取O、C两点为初、末位置验证机械能守恒定律，重物减少的重力势能是________J，打下C点时重物的速度大小是________m/s.(结果保留三位有效数字)(3)根据纸带算出打下各点时重物的速度v，量出下落距离s，则以为纵坐标、以s为横坐标画出的图象应是下面的________．(4)重物减少的重力势能总是略大于增加的动能，产生这一现象的原因是________．(写出一条即可)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)已知氘核12H的质量为2.0136u，中子01(1)写出两个氘核聚变成23(2)计算上述核反应中释放的核能．(3)若两个氘核12H以相等的动能0.35MeV做对心碰撞即可发生上述核反应，且释放的核能全部转化为机械能，则反应中生成的2316、（12分）(本题9分)如图所示，小红在练习“套环”（套环用单匝细金属丝做成）游戏，要将套环“套”上木桩．若小红每次均在O点将“套环”水平抛出，O为“套环”最右端，已知“套环”直径为15cm，抛出点O距地面高度H=1.35m，距木桩水平d=2.0m，木桩高度h=10cm；g取10m/s2，求：（1）“套环”从抛出到落到木桩最上端经历的时间；（2）“套环”落到木桩最上端时的竖直速度；（3）若不计木桩的粗细，为能让“套环”套入木桩，小红抛出“套环”的初速度范围．17、（12分）(本题9分)如图所示，空间内有一匀强电场，竖直平行直线为匀强电场的电场线（方向未知）.现有一电荷量为q、质量为m的带负电粒子，从O点以某一初速度垂直电场方向进入电场，A、B为运动轨迹上的两点，当粒子运动到B点时速度方向与水平方向夹角为60°.已知OA连线与电场线夹角为60°，OA＝L，带电粒子在电场中受到电场力大小为F.不计粒子的重力及空气阻力.求：（1）电场强度的大小和方向；（2）带电粒子从O到A的运动时间；（3）匀强电场中OB两点间电势差大小.

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】

AB．根据皮带传动装置的特点，首先确定三点处于同一个轮轴上，其角速度相同；、两点靠皮带连接，其线速度大小相等，设点的线速度为、角速度为，则所以点的线速度大小为可求点的角速度，即点的角速度大小为，点的线速度大小为，故AB错误；C．、两点角速度相等，而半径不相等，所以线速度不相等，故C错误；D．根据向心加速度的公式可求的向心加速度分别为即点与点的向心加速度大小相等，故D正确。故选D。2、B【解析】

A．卫星在轨道上运行时，轨道的半长轴越大，需要的能量越大，由于轨道2半长轴比轨道1半径大，因此该卫星从轨道1变轨到轨道2需要在P处点火加速，故A错误；B．卫星在轨道上运行时，轨道的半长轴越大，需要的能量越大，所以卫星从轨道1到轨道2再到轨道3，机械能逐渐增大．故B正确；C．根据，卫星在轨道3的线速度小于在轨道1的线速度，由可知，卫星在轨道3的动能小于在轨道1的动能，故C错误；D．根据牛顿第二定律和万有引力定律得：所以卫星在轨道3上经过Q点的加速度等于在轨道2上经过Q点的加速度，故D错误；故选B.3、C【解析】

选河岸为参考系，船运动的速度是旗子相对于船竖直向上的速度为v2=0.4m/s故旗子相对于船的速度为A.0.3m/s与计算结果不符，故A错误。B.0.4m/s与计算结果不符，故B错误。C.0.5m/s与计算结果相符，故C正确。D.0.6m/s与计算结果不符，故D错误。4、C【解析】

小球从P到Q的过程中由平抛运动规律得：水平位移竖直位移：由位移关系得：解得AB错误；星球表面物体所受重力等于万有引力，得解得C正确D错误．故选C.5、C【解析】考点：共点力平衡的条件及其应用．专题：计算题．分析：对小木块进行运动分析和受力分析，做匀速圆周运动，合力等于向心力，指向圆心，结合运动情况，再对木块受力分析即可．解答：解：小木块做匀速圆周运动，合力指向圆心，对木块受力分析，受重力、支持力和静摩擦力，如图重力和支持力平衡，静摩擦力提供向心力．故选C．点评：静摩擦力与物体的相对运动趋势的方向相反，表明物体相对于圆盘有向外滑动的趋势．6、A【解析】

在两极：；在赤道上：；联立解得；

由，且，解得。A.，与结论相符，选项A正确；B.，与结论不相符，选项B错误；C.，与结论不相符，选项C错误；D.，与结论不相符，选项D错误；7、AD【解析】

试题分析：摩擦力恒定，物体沿斜面下滑时做初速度为零的匀变速直线运动，根据初速度为零匀变速直线运动中合力、速度、位移和机械能所时间变化特点可解答本题．解：A、物体在斜面上运动时做匀加速运动，根据牛顿第二定律可知，其合外力恒定，故A正确；B、在v﹣t图象中，斜率表示加速度大小，由于物体做匀加速运动，因此其v﹣t图象斜率不变，故B错误；C、物体下滑位移为：，根据数学知识可知，其位移与时间图象为抛物线，故C错误；D、设开始时机械能为E总，根据功能关系可知，开始机械能减去因摩擦消耗的机械能，便是剩余机械能，即有：，因此根据数学知识可知，机械能与时间的图象为开口向下的抛物线，故D正确．故选AD．【点评】对于图象问题要明确两坐标轴、斜率的含义等，对于比较复杂的图象问题可以利用物理规律写出两个物理量的函数关系式，根据数学知识进一步判断图象性质．8、AC【解析】

AC．竖直上抛运动，只受到重力作用，在最高点速度为零，但加速度仍为g，AC正确；BD．因整个过程加速度相等，故上行时间与下行时间相等，且在同一高度速度大小相等，BD错误．故选AC.9、AC【解析】

卫星的向心力由万有引力提供有，所以有：周期，因为甲的轨道高度小于乙的轨道高度，故甲的周期小于乙的周期，故A正确；因为第一宇宙速度是近地卫星的运行速度可知，乙的轨道大于地球的半径，故乙的速度小于第一宇宙速度，所以B错误；加速度，因为甲的轨道高度小于乙的轨道高度，故甲的加速度大于乙的加速度，故C正确；甲是同步卫星，甲的轨道只能在赤道上空，故甲在运行时不能经过北极正上方，所以D错误．10、BD【解析】

A、t时间内喷水质量为：水枪单位时间内喷出水的质量为故选项A错误；B、水枪在时间1s内做功转化为水柱的动能即为高压水枪的喷水功率，则：故选项B正确；C、t时间内喷出的水在t内速度减小为0，则由动量定理得：联立得：，故选项C错误；D、水对高压水枪的作用力向左，则手对高压水枪的作用力水平向右，故选项D正确．11、CD【解析】

AC．木块对子弹有一个阻力，根据牛顿第三定律，子弹对木板有一个向右的动力，即大小等于f，在这个力的作用下木块向前运动了s的距离，根据动能定理可得fs=ΔE即fs量度木块动能改变量，A错误C正确；BD．子弹在阻力f的作用下，运动了s+d的距离，根据动能定理可知fs+dfs+d所以fd表示系统动能减小的动能，也可以说是系统产生的内能，B错误D正确．12、BC【解析】试题分析：能量的概念是焦耳最早提出的，A错误；能量不会凭空消失也不会凭空产生，只会从一个物体上传到另一个物体上或者从物体的一部分传到另外一部分，总和保持不变，B正确；伽利略的斜面理想实验证明了力不是维持物体运动的原因，而是改变物体运动的原因，CD错误；考点：考查了能量守恒二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、（1）（2），【解析】试题分析：（1）甲球做匀速运动①②（2）对乙球，设加速度时间为t，加速度为a，由公式③④代入数据得⑤⑥评分标准：③④每式2分其余各1分考点：匀变速直线运动基本规律14、AB；1.25J；2.28；C；重物受到空气阻力或纸带与打点计时器之间的摩擦阻力【解析】

第一空.A.为了减小纸带与限位孔之间的摩擦图甲中两限位孔必须在同一竖直线，A正确；B.为了保证纸带在竖直方向做自由落体，实验前，手应提住纸带上端，并使纸带竖直，B正确；C.实验时，先接通打点计时器电源再放手松开纸带，故C错误；D.为了减小测量数据h的相对误差，数据处理时，应选择纸带上距离较远的两点作为初、末位置，D错误。第二空.重物减少的重力势能为：△Ep=mgh=mg（s0+s1）=0.1kg×9.8m/s2×（19.00+8.36）×10-2m≈1.25J第三空.打下C点时的速度：；第四空.由机械能守恒定律得：，整理得：，与成正比，故C正确，ABD错误；第五空.由于阻力的作用重物减小的重力势能总是略大于增加的动能，这里的阻力主要来源于重物受到的空气阻力和纸带与打点计时器之间的摩擦阻力。三、计算题要求解题步骤，和必要的文字说明（本题共36分）15、12H+12H→23【解析】（1）由质量数守恒和核电荷数守恒，写出核反应方程为：1（2）反应过程中质量减少了：△m=2×2.0136u-1.0087u-3.0150u=0.0035u

反应过程中释放的核能为：△E=0.0035×931.5MeV=3.26MeV

（3）设01n核和23He的动量分别为P1和P2，由