2022届山东省济南市实验中学物理高一下期末考试试题含解析

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：本大题共10小题，每小题5分，共50分。在每小题给出的四个选项中，有的只有一项符合题目要求，有的有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。1、我国自行研制的北斗卫星导航系统由5颗静止轨道卫星(地球同步轨道)和30颗非静止轨道卫星组成，预计在2020年左右覆盖全球，其具有GPS系统没有的通信和目标定位功能。GPS是美国建设的由24颗卫星组成的系统，它位于距地表20200km的上空，运行周期为12h，下列关于北斗系统中的静止轨道卫星的说法中正确的是A．五颗静止轨道卫星的质量一定是相同的B．它们运行的线速度一定小于第一宇宙速度C．为避免与其他卫星相撞，应使它们运行在不同的轨道上D．它们的轨道半径是GPS卫星的2倍2、根据万有引力定律，两个质量分别是和的物体，他们之间的距离为r时，它们之间的吸引力大小为，式中G是引力常量，若用国际单位制的基本单位表示G的单位应为（）A． B． C． D．3、如图所示，一质量为m的滑块沿光滑的水平面以速度v0运动．遇到竖直的墙壁被反弹回来，返回的速度大小变为v0，滑块与墙壁作用时间为t，在滑块与墙壁碰撞的过程中，以下说法正确的是()A．滑块的动量改变量的大小为mv0B．重力对滑块的冲量为零C．墙壁对滑块的平均作用力的大小为D．滑块的动量改变量的方向与末速度方向相反4、1789年英国物理学家卡文迪许测出引力常量G，因此卡文迪许被人们称为“能称出地球质量的人”。若已知引力常量为G，地球表面处的重力加速度为g，地球半径为R，地球上一个昼夜的时间为地球自转周期，一年的时间为地球公转周期，地球中心到月球中心的距离为，地球中心到太阳中心的距离为。下列说法正确的是()A．地球的质量B．太阳的质量C．月球的质量D．由题中数据可求月球的密度5、(本题9分)在下面各实例中，机械能守恒的是A．沿斜面匀速下滑的滑块B．发射升空的火箭C．做平抛运动的铅球D．草坪上滚动的足球6、(本题9分)北斗卫星导航系统共有5颗地球同步轨道卫星（轨道高度大约36000千米），3颗倾斜同步轨道卫星，27颗中圆轨道卫星（轨道高度大约21500千米）共计35颗卫星，预计2020年将实现35颗北斗卫星全部发射并全球组网，具备服务全球的能力．2018年2月12日13时0，我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭，以一箭双星方式成功发射的第二十八、第二十九颗北斗导航卫星，属于中圆地球轨道卫星．对于中圆轨道卫星A．比同步卫星角速度大B．比同步卫星加速度小C．运行速度大于第一宇宙速度D．周期小于24h7、(本题9分)汽车发动机的额定功率为40KW，质量为2000kg，汽车在水平路面上行驶时受到阻力为车重的0.1倍，取g=10m/s2，若汽车从静止开始保持1m/s2的加速度作匀加速直线运动，达到额定输出功率后，汽车保持功率不变又加速行驶了800m，直到获得最大速度后才匀速行驶，则（）A．汽车在水平路面上能达到的最大速度为20m/sB．汽车匀加速的运动时间为10sC．当汽车速度达到16m/s时，汽车的加速度为0.5m/s2D．汽车从静止到获得最大行驶速度所用的总时间为57.5s8、科幻电影《流浪地球》中讲述了人类想方设法让地球脱离太阳系的故事.地球流浪途中在接近木星时被木星吸引,当地球快要撞击木星的危险时刻，点燃木星产生强大气流推开地球拯救了地球.若逃逸前，地球、木星沿各自的椭圆轨道绕太阳运行，且航天器在地球表面的重力为G1，在木星表面的重力为G2，地球与木星均可视为球体，其半径分别为R1、R2，则下列说法正确的是（）A．地球逃逸前，其在相等时间内与太阳连线扫过的面积相等B．木星与地球的第一宇宙速度之比为GC．地球与木星绕太阳公转周期之比的立方等于它们轨道半长轴之比的平方D．地球与木星的质量之比为G9、一个空气平行板电容器，极板间相距d，正对面积S，充以电荷量Q后，两极板间电压为U，为使电容器的电容加倍，可采用的办法是()A．将电压变为U/2B．将带电荷量变为2QC．将极板间的距离变为d/2D．两板间充满介电常数为2的电介质10、(本题9分)如图所示，地球卫星开始在圆形低轨道1运行，在P处点火后，地球卫星沿椭圆轨道2运行，在远地点Q再次点火，将地球卫星送入更高的圆形轨道1．若地球卫星在1、1轨道上运行的速率分别为v1、v1，在2轨道上经过P、Q处的速率分别为v2P、v2Q，则A．v1<v1 B．v2P<v2Q C．v1>v2Q D．v1>v2P二、实验题11、（4分）利用如图1所示图装置做“验证机械能守恒定律”实验．(1)除带夹子的重物、纸带、铁架台（含铁夹）、电磁打点计时器、导线及开关外，在下列器材中，还必须使用的两种器材是______A．交流电源B．刻度尺C．天平（含砝码）(2)实验中，先接通电源，再释放重物，得到如图2所示的一条纸带．在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C，测得它们到起始点O的距离分别为hA、hB、hC．已知当地重力加速度为g，打点计时器打点的周期为T．设重物的质量为m．从打O点到打B点的过程中，重物的重力势能变化量△Ep=______，动能变化量△Ek=______(3)大多数学生的实验结果显示，重力势能的减少量大于动能的增加量，原因是______A．利用公式v=gt计算重物速度B．利用公式v=计算重物速度C．存在空气阻力和摩擦阻力的影响D．没有采用多次实验取平均值的方法(4)某同学想用下述方法研究机械能是否守恒，在纸带上选取多个计数点，测量它们到起始点O的距离h，计算对应计数点的重物速度v，描绘v2-h图象，并做如下判断：若图象是一条过原点的直线，则重物下落过程中机械能守恒．请你分析论证该同学的判断依据是否正确______（回答正确或不正确）12、（10分）(本题9分)如图所示，打点计时器固定在铁架台上，使重物带动纸带从静止开始自由下落，利用此装置验证机械能守恒定律（1）对于该实验，下列操作中对减小实验误差有利的是_____A．重物选用质量和密度较大的金属锤B．两限位孔在同一竖直面内上下对正C．精确测量出重物的质量D．用手托稳重物，释放重物后，再接通电源（2）某实验小组利用上述装置将打点计时器接到50Hz的交流电源上，按正确操作得到了一条完整的纸带，由于纸带较长，图中有部分未画出，如图所示。纸带上各点是打点计时器打出的计时点，其中O点为纸带上打出的第一个点。重物下落高度应从纸带上计时点间的距离直接测出，利用下列测量值能完成验证机械能守恒定律的选项有_____。A．OA、AD和EG的长度B．OC、BC和CD的长度C．BD、CF和EG的长度D．AC、BD和EC的长度（3）实验结果往往是重力势能的减少量略大于动能的增加量，关于这个误差下列说法正确的是_____A．该误差属于偶然误差B．该误差属于系统误差C．可以通过多次测量取平均值的方法来减小该误差D．可以通过消除空气阻力和摩擦阻力的影响来消除该误差（4）某同学在纸带上选取计数点后，测量它们到起始点O的距离h，并计算出打相应计数点时重锤的速度v，通过描绘v2﹣h图象去研究机械能是否守恒，若实验中重锤所受阻力不可忽略，且阻力大小保持不变，从理论上分析，合理的v2﹣h图象是图中的哪一个_____。

参考答案一、选择题：本大题共10小题，每小题5分，共50分。在每小题给出的四个选项中，有的只有一项符合题目要求，有的有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。1、B【解析】

A.卫星绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，有：，可得，，可知，卫星的运行周期与卫星的质量无关，所以五颗静止轨道卫星的质量不一定相同。故A错误。

B.第一宇宙速度是卫星环绕地球的最大运行速度，则知它们运行的线速度一定小于第一宇宙速度，故B正确。C.根据知，5颗静止轨道卫星速率相等，不会相撞，故C错误。D.5颗静止轨道卫星的运行周期是24h，GPS卫星的运行周期是12h，根据开普勒第三定律，可得，它们的轨道半径是GPS卫星的倍，故D错误。2、C【解析】

国际单位制中质量m、距离r、力F的基本单位分别是：kg、m、kg•m•s-2，根据牛顿的万有引力定律，得到用国际单位制的基本单位表示G的单位为m3•s-2•kg-1．

A.，与结论不相符，选项A错误；B.，与结论不相符，选项B错误；C.，与结论相符，选项C正确；D.，与结论不相符，选项D错误．3、C【解析】

AD.以初速度方向为正，有：△P=P2-P1=mv2-mv1=-mv0-mv0=-mv0，所以滑块的动量改变量的大小mv0，方向与v0的方向相反，故AD错误；B.根据I=Ft得重力的冲量为I=mgt，不为零，故B错误。C.滑块对墙壁碰撞过程，由动量定理：Ft=△P=-mv0，解得墙壁对滑块的平均作用力为，方向与v0的方向相反，故C正确；4、B【解析】

A.根据万有引力等于重力，有：．则．故A错误。B.根据万有引力提供向心力有：，解得．故B正确。C.根据题中的物理量，无法求出月球的质量。故C错误。D.月球的质量无法求出，则无法求出月球的密度。故D错误。5、C【解析】

沿斜面匀速下滑的滑块动能不变，重力势能减小，则机械能减小，选项A错误；发射升空的火箭，动能和重力势能均变大，则机械能变大，选项B错误；做平抛运动的铅球，只有重力做功，机械能守恒，选项C正确；草坪上滚动的足球，受阻力做功，机械能减小，选项D错误；故选C.6、AD【解析】

根据万有引力提供向心力，得：得v=，a=，ω=，T=2π；由于中圆地球轨道卫星离地面高度比同步卫星要低，即轨道半径比同步卫星要小，比地球的半径要大，则比同步卫星角速度大，比同步卫星加速度大，比同步卫星周期小，即周期小于24h；运行速度小于第一宇宙速度，故AD正确，BC错误；故选AD.【点睛】关于做圆周运动的卫星类问题，关键是建立模型，根据万有引力提供向心力列式，进行定性分析．7、ABD【解析】由题意知，汽车发动机的额定功率P额=40kW=4×104W，阻力f=0.1mg=0.1×2000×10N=2000N，A、当汽车有最大速度时，此时牵引力与阻力二力平衡，由P额=F牵vm=fvm得，汽车的最大速度：，故A正确；B、若汽车从静止作匀加速直线运动，则当P=P额时，匀加速结束，则有：①根据牛顿第二定律有：②，联立①②可解得：vt=10m/s，由vt=at得，汽车匀加速的运动时间t=10s，故B正确；C、当速度v=16m/s时，由P=Fv得，此时汽车的牵引力：，则汽车的加速度：，故C错误；D、设匀加速后的800m过程所用的时间为t′，从静止开始一直运动到最大速度的过程中，根据动能定理得：，解得：t′=47.5s，汽车从静止到获得最大行驶速度所用的总时间：t总=t+t′=10s+47.5s=57.5s，故D正确．故选ABD．【点睛】解决本题的关键知道功率与牵引力、速度的关系，知道牵引力等于阻力时速度最大，当功率达到额定功率时，匀加速运动结束．8、AD【解析】

A.由开普勒第二定律可知对每一个行星而言，行星与太阳的连线在相同时间内扫过的面积相等，所以地球逃逸前，其在相等时间内与太阳连线扫过的面积相等，故选项A正确；B.根据重力提供向心力得G1=mv12RC.根据开普勒第三定律得a13TD.根据重力与万有引力相等，根据G'=GMmR2解得M=G'R2Gm，可得地球的质量为9、CD【解析】

电容器的电容反映电容器容纳电荷的本领大小，由电容器本身决定，与极板间的电压和所带电荷量无关，所以改变电容器的电压和带电量不会改变电容器的电容，故AB错误．由电容器的决定式可知，要使电容器的电容加倍，可采取的方式是：①将极板间的距离变为；②将电解质换为介电常数为原来的介电常数为2的电介质；故CD正确.【点睛】改变电容器的电压和带电量不会改变电容器的电容，由电容器的决定式我们可以知道通过改变正对面积S，介电质常数，极板间的距离d来改变电容．10、AC【解析】

A.据可得，轨道1的轨道半径大，所以v1＜v1；故A正确.B.在椭圆轨道上运动，近地点速率大于远地点速率，故v2p＞v2Q，故B错误；C.卫星在轨道2上经过Q点时，点火加速进入圆轨道1，所以v1＞v2Q，故C正确；D.卫星在轨道1上经过P点时，点火加速进入椭圆轨道2，所以v2P＞v1，故D错误.二、实验题11、AB-mghBC不正确【解析】

(1)[1]A.打点计时器使用的是交流电源，故A正确；B.在该实验中需要测量点迹间的距离，需要刻度尺，故B正确；C.在验证机械能守恒时，mgh=既需要验证gh=即可，与质量无关，故不需要天平，故C错误．(2)[2][3]从打下O点到打下B点的过程中，重锤重力势能的减少量△Ep=mghBB点的速度为：则增加的动能为：(3)[4]大多数学生的实验结果显示，重力势能的减少量大于动能的增加量，原因是重物在下落过程中存在空气阻力和摩擦阻力的影响，故ABD错误，C正确．(4)[5]若机械能守恒，有mgh=则v2=2gh可知v2-h图线为过原点的一条倾