2022届湖南省长沙县三中物理高一第二学期期末检测试题含解析

2021-2022学年高一下物理期末模拟试卷注意事项：1．答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。2．选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0．5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。3．请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。4．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。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)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2、(本题9分)月球绕地球运动的周期约为27天，则月球中心到地球中心的距离r1与地球同步卫星(绕地球运动的周期与地球的自转周期相同)到地球中心的距离r2大小关系为A．r1<r2 B．r1>r2 C．r1=r2 D．无法确定3、(本题9分)如图所示，弹簧振子在A、B之间做简谐运动．以平衡位置O为原点，建立Ox轴．向右为x轴的正方向．若振子位于B点时开始计时，则其振动图像为（）A． B．C． D．4、如图所示，实线为电场线，虚线AB为带电质点仅在电场力作用下的运动轨迹，则运动过程中下列判断正确的是A．带电质点可能带负电B．带电质点一定由A运动至BC．带电质点在A点动能大于在B点动能D．带电质点在A点电势能大于在B点电势能5、物体做曲线运动的过程中，一定发生变化的物理量是A．合外力 B．加速度 C．速度 D．动能6、(本题9分)如图所示，图中实线是一簇未标明方向的由点电荷产生的电场线，虚线是某一带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹，a、b是轨迹上的两点．若粒子在运动中只受电场力作用．根据此图作出的下列判断中正确的是()A．带电粒子一定带正电B．a点电场强度小于b点电场强度C．粒子在a点的速度大于在b点的速度D．粒子在a、b两点的受力方向沿电场线向右7、长度为L=0.5m的轻质细杆OA，A端有一质量为m=3.0kg的小球，如图所示，小球以O点为圆心在竖直平面内做圆周运动，如果小球通过最高点时，受到杆的作用力大小为24N，g取10m/s2，则此时小球的速度大小可能是A．1m/s B．2m/s C．3m/s D．8、(本题9分)汽车在平直公路上由静止开始匀加速启动，最后保持额定功率匀速前进，则在这整个过程中（）A．汽车的加速度始终保持不变B．汽车的牵引力先不变后逐渐减小到零C．汽车的功率先增大后保持不变D．汽车匀速运动时速度达到最大9、(本题9分)如图所示，光滑三角形斜面两侧各有一滑块用绳子相连，质量m＜M，由静止开始释放后（）A．m增加的重力势能等于M减少的重力势能B．绳子对m做的功小于绳子对M做的功C．m与M组成的系统机械能守恒D．M增加的动能小于m与M共同减少的重力势能10、(本题9分)北斗卫星导航系统是我国自行研制开发的区域性三维卫星定位与通信系(CNSS)，建成后的北斗卫星导航系统包括5颗同步卫星和30颗一般轨道卫星．关于这些卫星，以下说法正确的是A．5颗同步卫星的轨道半径都相同B．5颗同步卫星的运行轨道必定在同一平面内C．导航系统所有卫星的运行速度一定大于第一宇宙速度D．导航系统所有卫星中，运行轨道半径越大的，周期越小11、(本题9分)如图所示，轻质弹簧的一端固定于竖直墙壁，另一端紧靠质量为m的物块（弹簧与物块没有连接），在外力作用下，物块将弹簧压缩了一段距离后静止于A点，现撤去外力，物块向右运动，离开弹簧后继续滑行，最终停止与B点，已知A、B间距离为x，物块与水平地面间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，下列说法正确的是A．压缩弹簧过程中，外力对物体做的功为μmgxB．物块在A点时，弹簧的弹性势能为μmgxC．向右运动过程中，物块先加速，后匀减速D．向右运动过程中，物块加速度先减少后不断增大再不变12、(本题9分)下列情况中的物体，可以看作质点的是（）A．研究地球的公转B．研究一列火车的进站时间C．研究一列火车从成都开往拉萨的运行时间D．研究直升飞机上螺旋桨的转动情况二．填空题(每小题6分，共18分)13、(本题9分)质量m=2kg的物体放在动摩擦因数μ=0.1的水平地面上，在水平拉力作用下，拉力所做的功和位移的关系如图所示，由图可知，整个过程中物体克服摩擦力共做了________J的功，拉力在作用过程中最大瞬时功率为________W。14、真空中有两个点电荷q1=+2.010-8C和q2=-3.010-8C，距离1m，则它们之间的库仑力为____力（填“吸引”或“排斥”），大小为__N。（静电力常量为k=9.0109Nm2/C2）15、(本题9分)汽车的质量为，额定功率为，沿水平道路行驶时，阻力恒为重力的倍，g取，汽车沿水平道路匀速行驶的最大速度是______，当汽车的速度为时的加速度大小为_______．三．计算题(22分)16、（12分）如图所示，在水平轨道右侧固定半径为R的竖直圆槽形光滑轨道，水平轨道的PQ段长度为l=2.5m，上面铺设特殊材料，小物块与其动摩擦因数为μ=0.3，轨道其它部分摩擦不计。水平轨道左侧有一轻质弹簧左端固定，弹簧处于原长状态。可视为质点的质量m=1kg的小物块从轨道右侧A点以初速度v0=6m（1）弹簧获得的最大弹性势能Ep（2）小物块被弹簧第一次弹回经过圆轨道最低点时的动能Ek（3）当R满足什么条件时，小物块被弹簧第一次弹回圆轨道时能沿轨道运动而不会脱离轨道。17、（10分）(本题9分)如图所示，棱镜的截面为直角三角形ABC，∠A=，斜边AB=a。棱镜材料的折射率为n=。在此截面所在的平面内，一条光线以的入射角从AC边的中点M左侧射入棱镜。（不考虑光线沿原路返回的情况，已知光速为c）(1)画出光在棱镜中传播的光路图；(2)求光在棱镜中传播的时间。

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】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.2、B【解析】

根据地球对月球的万有引力等于向心力：，解得：；根据地球对同步卫星的万有引力：，解得：，联立可得：，即r1>r2，故B正确，ACD错误．3、A【解析】

由题意：设向右为x正方向，振子运动到N点时，振子具有正方向最大位移，所以振子运动到N点时开始计时振动图象应是余弦曲线，故A正确．4、D【解析】

A.粒子受力方向为向左，质点一定带负电，故A错误；B.由于只有质点的运动轨迹，不能判断运动方向是从A到B，还是从B到A，故B错误；CD.若质点从A到B电场力做正功，电势能减小，由动能定理可知动能增加，所以带电质点在A点动能小于在B点动能，A点电势能大于在B点电势能，故C错误，D正确；5、C【解析】

物体做曲线运动的过程中，一定发生变化的物理量是速度的方向，即速度一定变化，合外力和加速度不一定变化，例如平抛运动；动能不一定变化，例如匀速圆周运动，选项C正确，ABD错误.6、C【解析】

做曲线运动的物体受到的合外力指向运动轨道的凹处，可知粒子在a、b点受力沿电场线向左，无论从a向b，还是从b向a，粒子在a点速度大于b点速度，由电场线的分布情况可得，无法判断粒子所带电荷的符号．故ABD错误，C正确；故选C．【点睛】从图中可以看到，粒子的运动轨迹向左弯曲，说明粒子受到的电场力大体向左，电场线方向不明，无法判断粒子的电性．7、AC【解析】

当杆对小球为支持力时，根据牛顿第二定律可知：，代入数据解得：v=1m/s；当杆对小球为拉力时，根据牛顿第二定律可知：，代入数据解得：v=3m/s，故AC正确，BD错误。8、CD【解析】汽车在平直公路上由静止开始匀加速启动阶段，汽车的加速度保持不变，牵引力不变，功率增大，当功率达到额定功率时，匀加速阶段结束；保持额定功率继续加速，牵引力减小，加速度减小，做加速度减小的加速运动；当时，汽车开始做匀速前进．A：汽车的加速度先不变后逐渐减小为零，故A项错误．B：汽车的牵引力先不变后逐渐减小最终与摩擦力相等，故B项错误．C：汽车的功率先增大后保持不变，故C项正确．D：汽车匀速运动时速度达到最大，故D项正确．9、CD【解析】

A、由于光滑三角形斜面所以系统只有重力做功，故系统机械能守恒，m增加的重力势能小于M减少的重力势能，有一部分重力势能转化为动能，故A错；C对；B、由于系统内只有重力做功，机械能守恒，所以绳子对m做的正功等于M克服绳子做的功，故B错；D、根据机械能守恒，系统内减少的重力势能等于系统内增加的动能，而M和m的动能都增加了，所以M增加的动能小于m与M共同减少的重力势能，故D对；综上所述本题答案是：CD10、AB【解析】

因为同步卫星要和地球自转同步，所以运行轨道就在赤道所在平面内，根据F==mω2r，因为ω一定，所以r必须固定，所以一定位于空间同一轨道上，故A正确；它若在除赤道所在平面外的任意点，假设实现了“同步”，那它的运动轨道所在平面与受到地球的引力就不在一个平面上，这是不可能的．所以我国发射的同步通讯卫星必须定点在赤道上空，故B正确；第一宇宙速度是近地卫星的环绕速度，也是最大的圆周运动的环绕速度．导航系统所有卫星的运行速度一定小于第一宇宙速度，故C错误；根据周期公式T=2π，运行轨道半径越大的，周期越大，故D错误；【点睛】地球质量一定、自转速度一定，同步卫星要与地球的自转实现同步，就必须要角速度与地球自转角速度相等，这就决定了它的轨道高度和线速度．11、BD【解析】

AB．撤去外力后物块向右运动，最终停止于B点．整个的过程中弹簧的弹力和地面的摩擦力做功，弹簧的弹性势能转化为内能，所以物块在A点时，弹簧的弹性势能为；而压缩弹簧过程中，外力对物块做的功和摩擦力对物体做的功的和转化为弹簧的弹性势能，为，所以外力对物块做的功一定大于，A错误B正确；CD．物块需要一定的过程中，开始时弹簧的弹力大于地面的摩擦力，物块做加速度减小的加速运动；当弹簧的弹力小于摩擦力后物块开始减速，加速度随弹力的减小而增大，做加速度增大的减速运动；当物块离开弹簧后，只受到摩擦力的作用，加速度的大小不再发生变化，C错误D正确．故选BD.12、AC【解析】A、研究地球的公转时，地球的大小相对于地球和太阳的距离来说是很小的，可以忽略，可以看成质点，故A正确；B、研究火车进站的时间时，火车的长度不能忽略不计，不能看做质点，故B错误；C、研究火车从成都开往拉萨的运行时间时，尽管火车有一定的长度和形状，但相对于成都到拉萨的距离可忽略不计，故火车可看作质点，故C正确；D、研究直升飞机上螺旋桨的转动情况不能看成是质点，否则就没有旋转可言，所以D错误。点睛：考查学生对质点这个概念的理解，关键是知道物体能看成质点时的条件，看物体的大小体积对所研究的问题是否产生影响，物体的大小体积能否忽略。二．填空题(每小题6分，共18分)13、18J15W【解析】

由图可知，0-3m内，拉力的大小3-9m内，拉力的大小摩擦力的大小f=μmg=0.1×20N=2N可知物块先做匀加速运动后做匀速运动。

整个过程中物体克服摩擦力共做功：加速阶段，由动能定理：解得：vm=3m/s则拉力的最大瞬时功率：14、吸引5.410-6【解析】

真空中两个点电荷q1、q2为异种电荷，它们之间的库仑力为吸引力；根据库仑定律，它们之间的库仑力F=k=9.0109N=5.410-6N。15、300.25【解析】

当汽车的牵引力与阻力相等时，速度最大，根据P=fvm得最大速度：

根据Pe=Fv得，汽车的牵引力则加速度．【点睛】本题考查了机车的启动问题，知道发动机功率、牵引力、速度的关系，知道加速度为零时，速度最大．三．计算题(22分)16、（1）10.5J（2）3J（3）0.3m≤R≤0.42m或0≤R≤0.12m【解析】

（1）当弹簧被压缩到最短时，其弹性势能最大。从A到压缩弹簧至最短的过程中，由动能定理得：

−μmgl+W弹＝0−12mv02

由功能关系：W弹=-△Ep=-Ep

解得Ep=10.5J；

（2）小物块从开始运动到第一次被弹回圆形轨道最低点的过程中，由动能定理得

−2μmgl＝Ek−12mv02

解得Ek=3J；

（3）小物块第一次返回后进入圆形轨道的运动，有以下两种情况：

①小球能够绕圆轨道做完整的圆周运动，此时设小球最高点速度为v2，由动能定理得

−2mgR＝12mv22−Ek

小物块能够经过最高