2022届江苏省南京江浦高级中学高一物理第二学期期末教学质量检测模拟试题含解析

2021-2022学年高一物理下期末模拟试卷请考生注意：1．请用2B铅笔将选择题答案涂填在答题纸相应位置上，请用0．5毫米及以上黑色字迹的钢笔或签字笔将主观题的答案写在答题纸相应的答题区内。写在试题卷、草稿纸上均无效。2．答题前，认真阅读答题纸上的《注意事项》，按规定答题。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、光滑水平面AB与竖直面内的半圆形导轨在B点连接，导轨半径R＝0.5m，一个质量m＝2kg的小球在A处压缩一轻质弹簧，弹簧与小球不拴接。用手挡住小球不动，此时弹簧弹性势能Ep＝36J，如图所示。放手后小球向右运动脱离弹簧，沿半圆形轨道向上运动恰能通过最高点C，g取10m/s2。下列选项正确的是（）A．小球脱离弹簧时的速度大小5m/sB．小球通过最高点C的速度是0C．小球在C点处于超重状态D．小球从B到C阻力做的功-11J2、(本题9分)如图所示，小球在细绳的牵引下，在光滑水平桌面上绕绳的另一端O做匀速圆周运动．关于小球的受力情况，下列说法正确的是A．只受重力和拉力的作用B．只受重力和向心力的作用C．只受重力、支持力和向心力的作用D．只受重力、支持力和拉力的作用3、(本题9分)举世瞩目的“神舟”十号航天飞船的成功发射，显示了我国航天事业取得的巨大成就．已知地球的质量为M，引力常量为G，设飞船绕地球做匀速圆周运动的轨道半径为r，则飞船在圆轨道上运行的速率为A． B． C． D．4、(本题9分)在物理学的发展过程中，科学家们创造出了许多物理学研究方法，以下关于所用物理学研究方法的叙述不正确的是A．加速度、速度都是采取比值法定义的物理量B．在探究共点力的合成时用到了等效替代的思想方法C．牛顿提出了万有引力定律，并通过实验测出万有引力常量的数值D．牛顿第一定律是利用逻辑思维对事实进行分析的产物，无法用实验直接验证5、库仑利用如图所示的装置进行实验研究，得出了库仑定律．关于实验装置和实验操作，下列说法正确的是（）A．小球A、B、C均为带电小球B．库仑用仪器测量了金属球所带电荷量的具体数值C．A和C之间的静电力大小是用弹簧测力计测量出来的D．A和C之间的静电力使悬丝扭转，通过悬丝扭转的角度来比较静电力的大小6、(本题9分)银河系中有两颗行星绕某恒星运行，从天文望远镜中观察到它们的运转周期之比为27:1，则它们的轨道半径的比为（）A．3:1B．9:1C．27:1D．1:97、在如图所示的竖直平面内，在水平线MN的下方有足够大的匀强磁场，一个等腰三角形金属线框顶点C与MN重合，线框由静止释放，沿轴线DC方向竖直落入磁场中．忽略空气阻力，从释放到线框完全进入磁场过程中，关于线框运动的v－t图，可能正确的是：（）A． B． C． D．8、(本题9分)如图所示,质量分别为和的两个物块（可视为质点）在水平圆盘上沿直径方向放置，与转盘的动摩擦因数均为（可认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力）．A离轴的距离为离轴的距离为，两物块用一根细绳连在一起．随圆盘以角速度一起做匀速圆周运动，且与圆盘保持相对静止，下列说法正确的是（）A．所受的合外力与所受的合外力大小相等B．所受摩擦力方向指向圆心C．若，细绳无张力D．若，两物块与圆盘发生相对滑动9、(本题9分)如图，质量为M的小车静止在光滑的水平面上,小车AB段是半径为R的四分之一光滑圆弧轨道，BC段是长为L的水平粗糙轨道，两段轨道相切于B点．一质量为m的滑块在小车上从A点静止开始沿轨道滑下，然后滑入BC轨道，最后恰好停在C点．已知小车质量M=3m,滑块与轨道BC间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g.则A．全程滑块水平方向相对地面的位移R+LB．全程小车相对地面的位移大小C．μ、L、R三者之间的关系为R=μLD．滑块m运动过程中的最大速度10、(本题9分)已知地球半径为R，地心与月球中心之间的距离为r，地球中心和太阳中心之间的距离为s．月球公转周期为T1，地球自转周期为T2，地球公转周期为T3，近地卫星的运行周期为T4，万有引力常量为G，由以上条件可知正确的选项是()A．月球公转运动的加速度为B．地球的密度为C．地球的密度为D．太阳的质量为11、x轴上有两点电荷Q1和Q2，Q1和Q2之间各点对应的电势高低如图中曲线所示，从图中可看出()A．Q1一定大于Q2B．Q1和Q2一定是同种电荷，但不一定是正电荷C．电势最低处P点的电场强度为0D．Q1和Q2之间各点的电场方向都指向P点12、(本题9分)如图所示,某条电场线上有a、b、c三点，其中ac=cb=10cm，已知a、b两点的电势分别为φa=-6V,φb=4V,若将一点电荷从b点由静止释放,仅在电场力作用下沿着电场线向a点做加速度逐渐减小的加速直线运动,则下列判断正确的是()A．该点电荷带正电B．电场在c点处的电势为φc=-1VC．该电场的场强E=100N/CD．该点电荷从b点运动到c点电场力做的功比从c点运动到a点电场力做的功多二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、（6分）(本题9分)与打点计时器一样，光电计时器也是一种研究物体运动情况时常用的计时仪器，如图（甲）所示，a、b分别是光电门的激光发射和接收装置．现利用如图（乙）所示的装置验证“机械能守恒定律”．方法是：在滑块上安装一遮光板，把滑块放在水平放置的气垫导轨上，通过跨过定滑轮的细绳与钩码相连，连接好1、1两个光电门，在图示位置释放滑块后，光电计时器记录下滑块上的遮光板先后通过两个光电门的时间分别为△t1、△t1．已知滑块（含遮光板）质量为M、钩码质量为m、两光电门间距为s、遮光板宽度为L、当地的重力加速度为g．（1）计算滑块先后通过两个光电门时的瞬时速度的表达式为v1=_____v1=________（用题目中给定的字母表示）（1）本实验中验证机械能守恒的表达式为____________（用题目中给定的字母表示）．14、（10分）(本题9分)在“验证机械能守恒定律”的实验中，已知打点计时器所用的交流电的频率为50Hz，查得当地的重力加速度g＝9.80m/s2，测得所用的重物的质量为1.00kg，实验中得到一条点迹清晰的纸带如图所示．把第一个点记做O，另选连续的四个点A、B、C、D作为测量的点．经测量知道A、B、C、D四个点到O点的距离分别为1．22cm、2．99cm、3．14cm、4．67cm．根据以上数据可以计算出（1）打点计时器打下计数点C时，物体的速度________m/s（结果保留三位有效数字）；（2）重物由O点运动到C点，重力势能的减少量△EP=_______J（结果保留三位有效数字）；动能的增加量△Ek=_______J（结果保留三位有效数字）．（3）通过计算，数值上△EP_____△Ek（填“<”、“>”或“=”），这是实验存在误差的必然结果，该误差产生的主要原因是___________________________________．（4）根据纸带提供的数据，在误差允许的范围内，重锤从静止开始到打出C点的过程中，得到的结论是_____________________．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）在一次篮球比赛中，一篮球斜向上抛出后从最高点至着地点经历的时间为，两点间的水平距离为，忽略空气阻力，重力加速度为。求：（1）篮球在最高点时的速度大小；（2）最高点与着地点的高度差；（3）篮球着地时的速度大小。16、（12分）(本题9分)光滑水平面上有一直角坐标系xoy，一质量为2kg的小物体位于坐标原点处。t=0时刻给物体施加一大小为10N、方向沿x轴正向的恒力F1作用，t1=2s时撤去此力，同时给物体施加一大小为5N、方向沿y轴正向的恒力F2作用。在t2=6s时刻，求：（1)物体的位置坐标；（2）物体的速度大小及方向。（结果保留两位有效数字）17、（12分）(本题9分)如图所示，有一可绕竖直中心轴转动的水平圆盘，上面放置劲度系数为k＝46N/m的弹簧，弹簧的一端固定于轴O上，另一端连接质量为m＝1kg的小物块A，物块与盘间的动摩擦因数为μ＝0.2，开始时弹簧未发生形变，长度为l0＝0.5m，若最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等，重力加速度g＝10m/s2，物块A始终与圆盘一起转动．则：(1)圆盘的角速度为多大时，物块A开始滑动？(2)当角速度缓慢地增加到4rad/s时，弹簧的伸长量是多少？(弹簧伸长在弹性限度内且物块未脱离圆盘)．(3)在角速度从零缓慢地增加到4rad/s过程中，物块与盘间摩擦力大小为f，试通过计算在坐标系中作出f-ω2图象．

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.根据机械能守恒定律Ep=mv12解得：v1=6m/s

，选项A错误；B.因小球恰能通过最高点C，则，解得，选项B错误；C.小球在C点时，加速度向下，处于失重状态，选项C错误；D.小球从B到C，由动能定理：，联立解得Wf=-11J，选项D正确。2、D【解析】

根据题意可知，小球只受重力、支持力和拉力的作用，D正确ABC错误3、A【解析】研究飞船绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，列出等式：，解得：v＝，故选A．4、C【解析】

A.加速度、速度都是采取比值法定义的物理量，选项A正确；B.在探究共点力的合成时用到了等效替代的思想方法，选项B正确；C.牛顿提出了万有引力定律，卡文迪许通过实验测出万有引力常量的数值，选项C错误；D.牛顿第一定律是利用逻辑思维对事实进行分析的产物，无法用实验直接验证，选项D正确；5、D【解析】

AD.在该实验中，细悬丝的下端悬挂一根绝缘棒，棒的一端是一个带电的金属小球A，另一端有一个不带电的球B，B与A所受的重力平衡，当把另一个带电的金属球C插入容器并使它靠近A时，A和C之间的作用力F使悬丝扭转，已知悬丝转动的角度a与力F的大小成正比．故A错误，D正确；B.该实验中没有测量A与C的带电量．故B错误；C.A与B之间的静电力是通过力矩平衡，结合悬丝的力矩来分析的．故C错误．6、B【解析】

根据开普勒第三定律可得，所以，故B正确，ACD错误。7、CD【解析】

根据楞次定律的“来拒去留”可知线框受到向上的安培力，线框由静止向下做加速运动，设线框的有效切割磁感线的长度为L，线框的电阻为R，则有，根据欧姆定律可得，故，根据牛顿第二定律可得，故，运动过程中，L在变大，v在变大，故加速度在减小，即速度时间图像的斜率再减小，故AB错误；由于不知道当线框完全进入磁场时重力和安培力的关系，所以之后线框的速度可能继续增大，可能恒定不变，故CD正确8、BCD【解析】

A、物块A与B一起做匀速圆周运动，角速度是相等的，合外力提供向心力，由：，可知B受到的合外力是A的4倍；故A错误.B、B有相对于圆盘向外运动的趋势，而且B需要的向心力比A大，所以B受到的摩擦力的方向指向圆心；故B正确.C、物块B距离圆心较远，当B的向心力恰好等于最大静摩擦力时：，则：，则当时，绳子上没有拉力；故C正确.D、设当A、B所受摩擦力均达到最大时，细线拉力为T，对A物块：，对B物块：联立解得：；故D正确.故选BCD.9、BC【解析】

AB．设全程小车相对地面的位移大小为s，则滑块水平方向相对地面的位移．

取水平向右为正方向，由水平动量守恒得：即结合，解得故A错误，B正确；

C．对整个过程，由动量守恒定律得：得由能量守恒定律得得故C正确；D．滑块刚滑到B点时速度最大，取水平向右为正方向，由动量守恒定律和机械能守恒分别得：联立解得故D错误．故选BC.

点睛：本题主要考查系统水平方向动量守恒和能量守恒的问题，要注意系统的总动量并不守恒，只是水平方向动量守恒，运用动量守恒定律列式时要注意位移的参照物是地面．10、ACD【解析】

A．月球向心加速度为：，故A正确；BC．对地球的近地卫星：以及M1＝πR3ρ，联立解得：，故C正确，B错误；D．研究地球绕太阳圆周运动，利用万有引力提供向心力得：，解得：，故D正确；故选ACD。11、AC【解析】

从图象看到，从Q1到Q2电势是先减小后增大，可以判断Q1和Q2为同种正电荷，若P点位于中点，两点电荷的电荷量相同，但是P点离Q2近点，说明Q1一定大于Q2;因此A正确B错误；沿着电场线的方向电势降低，因此可以判断OP之间得额场强方向向右，而PQ2之间的场强方向向左，因此D错误，图像的斜率为场强，因此P点的场强为零，因此C正确12、AD【解析】A、沿着电场线方向电势降低，则电场强度方向从b到a，将一点电荷从b点由静止释放，仅在电场力作用下沿着电场线向a点加速运动，则电场力方向由b到a，所以该电荷为正电荷，故A正确；B、C、点电荷从b到a的过程中，加速度逐渐减小，则电场力逐渐减小，电场强度逐渐减小，则c点处的电势小于-1V，电场是非匀强电场，故无法求出场强，故B、C均错误；D、由可知Ubc>Uca，则由可知电荷从b点运动到a点电场力做的功比从c点运动到a点电场力做的功多，故D正确．故选AD．【点睛】知道电场线的物理意义：电场线的疏密表示电场的强弱，电场线的方向表示电势的高低，明确电场力做功与电势能的关系．二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、（1）（1）【解析】试题分析：由于遮光板的宽度比较窄，所以把遮光板通过光电门的平均速度认为等于其通过光电门的瞬时速度滑块通过光电门1的瞬时速度，通过光电门1的瞬时速度．系统重力势能的减小量为．系统动能的增加量为则验证的机械能守恒的时候只需要验证系统势能减少量和系统动能增加量相等，则表达式为:考点：本题考查的是验证机械能守恒定律实验．【名师点睛】解决本题的关键知道极短时间内的平均速度可以表示瞬时速度，抓住系统重力势能的减小量等于系统动能的增加量列出表达式．14、（1）3.67（2）6.876.73（3）>阻力做功（4）机械能守恒【解析】（1）根据匀变速直线运动中间时刻速度推论可得（2），（3）根据（2）可知，该误差产生的主要原因是由于在物体下落的过程中，不可避免的要克服阻力做功，因此重力势能并没有全部转化为动能，故重力势能的减小量总是要大于动能的增量．（4）比较和可知，二者基本相等，因此在误差允许范围内重力势能的减小量等于动能的增加量，重物下落的机械能守恒．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）（2）（3）【解析】

（1）对篮球，最高点的速度即为水平方向的速度，水平方向匀速直线运动：